454 OCT 2015

No.

No.454 OCT 2015

国立研究開発法人 情報通信研究機構

CONTENTSFEATURE1

情報通信のイノベーションを脳科学で創出へInterview

脳のはたらきを
情報通信のイノベーションに活かす柳田 敏雄

4 第5回 CiNetシンポジウムを東京で開催
CiNet の活動の紹介

田口 隆久

6 BMI 技術の実用化に向けた研究開発
鈴木 隆文／安藤 博士

8 ネットワーク科学による客観的な医療診断の研究開発

fMRI 計測で患者の脳内複雑ネットワークを解析する

下川 哲也

TOPICS

10 「NICT 夏休み特別公開」開催報告
11 未来 ICT 研究所施設一般公開開催報告
情報通信の未来を体感しよう!!

12 Awards
13

2015年7月1日、
うるう秒が挿入されました

INFORMATION

14

NICTオープンハウス2015 開催のお知らせ

表紙写真
脳情報通信融合研究センターの地下2階に設置されている
7T-MRI 装置。導入当時は日本で3台目だった。35t ある超伝導コイルで地磁気の14万～20万倍という超高磁場を発生させ計測を行う。検査室は271t の鉄シールドで覆われている。

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In n ovatio n t hr o u g h N e ur oscie n c e

情報通信のイノベーションを脳科学で創出へInterview

脳のはたらきを
情報通信のイノベーションに活かす

大量のデータが高速でやりとりされる巨大ネットワークに覆われた、現代の社会。それは私たちの生活を飛躍的に便利■既存の枠組みを超えた、
新たな研究拠点に、快適にする一方で、ネットワークへの── CiNet は、大阪大学吹田キャンパス内依存に伴う遮断の際の危険性、情報の洪水にあり（図１）、医学部系の多くの研究施によるストレスなど、大きな課題も浮かび設も近くにありますが、それだけでなく、上がってきている。こうしたネットワーク

NICTと大阪大学が共同で運営するという、が抱えるさまざまな問題に対し、解決の糸

珍しい形態をとっていますね。まずは、ど口を与えてくれると期待されているのが、のような経緯でこの研究センターが作られ人の脳や神経細胞など、生命の情報処理たのかを伺いたいと思います。

ネットワークの研究である。その研究拠

柳田 敏雄（やなぎだ としお）脳情報通信融合研究センター
研究センター長

情報通信に新たなイノベーションを点として、NICT と大阪大学が共同で運営

柳田

する脳情報通信融合研究センター（Center

生み出すうえで脳の研究は欠かせないといfor Information and Neural Networks、 以 下

う考えは以前からあり、NICT では、実際

CiNet（シーネット））の柳田敏雄研究センターに20年ほど前から神戸（当時は郵政省通長にお話を伺った。

信総合研究所関西支所）において、脳に関する研究活動が行われてきました。それを大学院博士課程中退後、大阪大学教授、
NICT 主 管 研 究 員 を 経 て、2013年 か ら 現職。また、国立研究開発法人理化学研究
所生命システム研究センター長。「ゆらぎ」を基礎とした生命のしくみを研究。
2013年文化功労者。工学博士。

図1 脳情報通信融合研究センター（CiNet）

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情報通信のイノベーションを脳科学で創出へInterview

脳のはたらきを
情報通信のイノベーションに活かす

さらに発展拡大していくには、大学との共だけでなく、「ええ話なら固い理屈はええ

し、送るかを追求してきました。結果とし同研究も欠かせません。それならば大学のやないか」という、大らかな大阪文化が根て、大量のデータを扱う技術は格段の進歩

キャンパスに拠点を構えるのがよいだろう

底にあったのではと私は思っています。

を遂げたのですが、では、人間が本当に欲という意見もありました。
大阪大学は人・モノ・情報の流れの拠点として立地条件に優れ、大学周辺に情報通信関連企業やバイオ関連企業等の研究機関

しい情報は何なのか……。その情報通信の■脳の研究が情報通信に「質の進化」をもたらす

原点というべき部分はどれだけ深められたでしょうか。
考えてみれば、情報を送るのも受けるのの集積があることから、産業界との連携を──基本的にはデジタルな世界である情報も、最終的には人の脳です。「送りたい情図る上で非常に優位な環境にあります。一

通信の分野に、生体である脳の研究という報、欲しい情報を、快適に扱う」ためには、

方で、総務省でも「脳と ICT に関する懇談のは、どのように結び付くものなのでしょどうしても脳について知らなければならな会」の開催などを通し、脳研究の発展を後うか。

いのです。それが、CiNet の役割です。い押しする姿勢をとってくれました。それらが、このセンターの設立に結び付いたのです。

わば、情報通信技術の、量から質へのパラ
柳田

CiNet の大きな目標は、「未来の情総務省所管の組織である NICT が、文部

報通信技術に、脳科学を取り入れる」とい

科学省所管の大阪大学と共同で、そのキャ

うことなのですが、これには若干の説明がンパス内にこれだけ大きな拠点をつくると必要ですね。

ダイムシフトを担う拠点なのです。

■連携、融合により生み出されるさまざまなテーマいうのは、それまで例のないことだったと

これまで、コンピュータを使い、電波を思います。しかし、既存の枠組みを超えて使って情報を送受信する技術というのは、

──実際に、ここ、CiNet ではどのようなこうした組織ができたのは、今述べた要因

いかに大量のデータを正確に高速に処理研究が行われているのでしょうか。
柳田

さまざまな研究が行われていますが、

例えば、そのうちのひとつが、映像の視覚認知の研究です。人間が見たものが、脳の中でどのように処理されているのか。この研究を進めていくことで、情報通信の中で、視覚情報の質を上げていく、すなわち「脳が気持ちいい」のはどういうことか、というのがわかるようになります。
また、従来なら「気分」の問題はアンケー
ト調査などで漠然ととらえるしかなかったものですが、CiNet では、機器を使って無意識下の脳活動までも定量的に計測することを通して情動をきちんととらえることを目指しています。
ブレイン・マシン・インタフェース（BMI）の研究は、脳活動からのロボットアーム制
御や、逆に脳に直接アクセスして正常な動
図2 7T-MRI 装置による実験の様子

2

NICT NEWS OCT 2015

作をさせることによるリハビリの可能性な

図3 7T-MRI 操作室でのデータ解析の様子

どにもつながっています。

設備が充実し、それらを自由度高く使うです。

脳活動をきちんと測ることにより、今後ことができる。運営組織もきちんとしてい「おもろい」とは何か。東京で言う「おの高齢化社会に向けて脳機能の衰えを遅らる。これは単純に、今ここにいる研究者にもしろい」は、ほぼ英語の interesting とせたり、あるいは苦痛のコントロールなど

とっていい環境だというだけではありませ同義だと思いますが、大阪弁の「おもろにも役立てられる可能性もあり、そのようん。これまで望むような研究環境が手に入い」は、それとは違う。attractive であり、な研究も行っています。

らず、世界に散っていた研究者、特に30cool であり、sexy である……五臓六腑にところで、脳は、神経細胞による非常に〜40代の若手の優れた研究者を日本に呼たたみかけるような、一言では言い表せな

複雑なネットワークなのですが、その複雑び戻す役割も果たせる、ということです。

いワクワク感。「おもろい研究」とは、人さにもかかわらず、ほとんどエネルギーを

もしもそのままであれば流出してしまったにそんな感動を与える研究なのです。

使いません。もしもこの仕組みを解き明かかもしれない “ 日本の頭脳 ” を取り戻す力

すことができれば、現在よりも桁違いに省にもなるのです。

エネルギーのネットワーク構築を目指すことができるかもしれません。

ミッション・オリエンテッドだからといって、単に「こうするでー！」と号令をかけもちろん、活動を始めてまだ数年の組織ても、研究者全員がついてくるわけではなですから、日本人研究者のコミュニティ以い。そもそも他人の号令に素直に従うよう

NICT として、CiNet での研究は、人の脳外での世界的な認知度はそれほど高くはな

な人は、研究者失格です。ここ CiNet が、の働きを解析して情報通信に活かすことがいと思うのですが、今後、この CiNet に集

単純に「nature」「Science」に何本の論文目標ですが、ここには大阪大学や株式会社

まった研究者から優れた論文が次々に発信が載った、では測れない、「おもろい研究」

国際電気通信基礎技術研究所（ATR）など、されるようになれば、さらに周知は広がっが次々に生み出される場になるというのが、産学官連携による多くの研究者が集まり、て、海外の優れた研究者も惹きつけられる

私の理想なのです。

融合して、さらに幅広い研究が行われていのではと期待しています。

ます。

■より一層の「おもろい研究」
を目指して■「優れた日本の頭脳」
を呼び集める
役割も──そういえば、ホールには「おもろい研究」と書かれた大きな額が掛けられていますね。あの──先端の設備、計測機器などが充実して言葉は、柳田研究センター長が常々おっしゃられいるのも、CiNet の大きな特徴ですね。

ていることだと伺いました。

柳田

脳科学は生命科学の流れを引いてい柳田例えば大学で行われている研究は、て、マウスの遺伝子を使った研究が世界でフィールド・オリエンテッド。それぞれの行われています。NICT は情報通信への活先生が、特定の分野の研究を追い求めてい用のために、人間の脳を対象とした研究をるわけです。対して、CiNet で行われていしていますので、人の脳の中の活動を測る研究は、目標を定め、それに向かって進定する技術開発が必要です。そのため、んでいくミッション・オリエンテッド。もNICT には、大型の脳活動測定装置である

ちろん、そのことはここにいる研究者は皆3T -MRI、7T-MRI を は じ め と し た 装 置 が分かっていることだと思います。

テスラ

充実しており、解析する技術もありますしかしそれに加えて、全体の目標から外（図２、
３）。日本でトップクラス、世界でれない限り、「おもろい研究やったら、何も有数の施設だと自負しています。

をやってもええで」と、私は言っているの

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情報通信のイノベーションを脳科学で創出へ

第5回CiNetシンポジウムを東京で開催
CiNetの活動の紹介

情報通信融合研究センター（CiNet）

脳 では、毎年、研究成果を一般の方々に東京で、第5回シンポジウムを開催しました。

に紹介するための CiNet シンポジウムを開今回のシンポジウムでは、企画の段階か催しています。東京と大阪で交互に開き、ら、大阪大学 COI 研究推進機構と連携し、毎回数百人の方にご参加いただいていま

メインテーマとして「人間力・社会力の脳す。本稿では、東京国際フォーラムにて科学」を掲げ、脳の長所を伸ばし、脳の6月17日に開催した第5回 CiNet シンポジウ

弱点を補強する最新技術に関する研究のムについて報告します。

成果を報告しました。COI は、Center Of
Innovation の略で、大学での大きな研究成■ CiNet における研究田口 隆久（たぐち たかひさ）
脳情報通信融合研究センター
副研究センター長
大学院博士課程修了後、パスツール研究所、大阪大学、工業技術院大阪工業技術研究所（現産業技術総合研究所）にて神経回路のダイナミックスの研究、脳科学の産業応用プロジェクトに従事。2013年に NICT に入所、現職。工学博士。

果を素早く社会に実装するための文部科学省の大型プロジェクトです。大阪大学 COI

CiNet は、人間の脳機能システムの作動では、脳科学に基づく人間力の活性化を目メカニズムを7T-MRI などの最新機器を駆指しており、CiNet もこのプロジェクトに使して解明し、その知見を新しい情報通信

参加して活動しています。大阪大学 COI の技術やコミュニケーション技術に生かすと活動は、以下の URL を参照してください。

ともに、ロボット制御技術や人間の社会的http://www.coistream.osaka-u.ac.jp/

行動解析にも応用してゆくことをミッションとして活動している研究センターです。
大阪・吹田市の大阪大学キャンパス内にあ■プログラムるメリットを生かし、大阪大学や ATR と人間の脳を知り、その知識を基に人間力の積極的な連携研究を推進しています。すや社会力を活性化するための研究成果を紹でに、磁気共鳴イメージング装置（MRI）

介するために、京都大学霊長類研究所の4台と脳磁計（MEG）2台を保有し、独自

松沢哲郎教授による招待講演、CiNet 研究

開発の脳波解析装置や近赤外光利用脳機能者と大阪大学 COI 研究者の4つの研究紹介、解析装置（NIRS）も有しており、人間のさらには、メインテーマに関するパネルディ

脳機能を解明するための基礎研究を推進す

スカッションを行いました。これらのプロ

るセンターとしては世界有数の規模を誇っ

グラムと並行して、会場ロビーを利用して、ています。

多数の研究者が研究成果をポスターで詳し
く発表しました。会場には、368名の方が■第5回 CiNet シンポジウム

来場され、熱心に講演を聴講されるとともに、活発な議論をしていただきました。ま

CiNet シンポジウムは、東京と大阪で交た、ポスター発表では、多数の参加者が、互に開催しています。2013年には東京で終了時間を超えて研究者と熱心に話をして開催しましたが、その年は、CiNet の新しいた様子が印象的でした。

い研究棟が3月に完成し、4月から充実した体制で研究を開始したところでしたので、CiNet での研究の方向性について広くご理

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■講演内容

解いただけるようなプログラムを組みまし招待講演の松沢教授は、長年のチンパンた。その2年後にあたる本年は、CiNet か

ジー研究から、同じヒト科の人間との違いら生まれてきた独創的な研究成果のいくつを明快に面白く説明して下さいました。「想かを知っていただくことを目的に6月17日

像するちから：チンパンジーが教えてくれ写真上段左から
写真下段左から

柳田敏雄研究センター長の開会挨拶、松沢哲郎教授の招待講演、春野雅彦主任研究員の講演
パネルディスカッションの様子、講演会場の様子、ポスター発表の様子

た人間の心」という演題にもあるように、るダイナミックス（動的構造）と関係づけ

未来を考えることのできる人間の心の特徴て研究する必要性が高まってきています。

のお話は示唆に富む内容でした。

今回は「ネットワーク」の観点から、2つ解いただけたのではないかと思います。

■これからの CiNet

続いて、人間のこころを読み解く研究成の研究を紹介しました。大阪大学 COI メン

2013年に CiNet が本格的に活動を始め

果を2つ紹介しました。まず、CiNet のメバーである大阪大学の八木健教授からは、て約2年半が経ちましたが、すでに独創的ンバーである、大阪大学の苧阪満里子教授

神経細胞のつくるネットワークの複雑性・で先進的な成果がたくさん生まれてきていから、「こころのメモ帳」という演題で、特異性がプロトカドヘリンという蛋白質のます。これらの成果を社会実装できるようワーキングメモリーとその脳内機構につ多様性で決まっていることが示されましに発展させ、人類の新しい生活や社会のあいての報告がありました。次に、NICT のた。また、CiNet メンバーの ATR 認知機構り方に貢献することも CiNet のミッション

春野雅彦主任研究員から、「脳活動に基づ研究所の今水寛所長は、「脳内ネットワーの1つです。そのためには、実用化に耐えく社会行動の予測と制御」について、特に、クの弱点を知り、補強する技術」と題し、られる巨大なデータの蓄積やそのデータか

新しく発見した扁桃体の機能について詳し

脳科学に心理学的研究を加味した研究成果

ら新しい情報を素早く取り出す新しい情報

い紹介があり、この機能がうつ傾向の予測を報告しました。

処理技術の開発にも取り組む必要がありまにも応用できる可能性が示されました。

これらの講演により、脳科学研究の最新

す。NICT は平成28年度より新しい中長期大阪大学 COI のメンバーでもある春野主任

成果を紹介するとともに、人間の脳やここ計画期間に入りますが、CiNet も、その中研究員は、脳刺激による人間力活性化の可ろについての理解が科学的計測に基づいてでこのような課題に積極的に取り組み、で能性についても説明しました。

深化している現状や、その知見をもとに「人きるだけ早く社会に貢献できるような研究

脳科学の最先端では、脳機能を明らかに

間力・社会力」を活性化することも非現実開発を進めてまいります。

するためには、脳内のネットワークにおけ的なことではないことを聴衆の皆様にご理

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情報通信のイノベーションを脳科学で創出へ

BMI技術の実用化に向けた研究開発

体の神経系と外部の機械との間で直私達の研究グループでは、大阪大学医学生 接の情報入出力を行うことによって、部脳神経外科、医療機器メーカ、電子シス

様々な応用の実現を目指す技術をブレイン・

テムメーカや他の大学の研究グループと連

マシン・インタフェース（BMI）あるいは神携して、こうした BMI システムの研究開経インタフェースと呼びます。以前からSF発を行っています。以下ではまず運動出力の世界では、このような技術について様々

型 BMI で利用する神経信号の種類についな面から描かれてきましたが、最近では現てご説明したあとで、数年後の実用化（臨実の世界においても BMI に関する研究開発

床研究）を目指している第一世代システム、が大きく進んできました。

そのさらに約10年後の実用化を目指している第二世代システムについてご紹介しま鈴木 隆文（すずき たかふみ）
脳情報通信融合研究センター
脳情報通信融合研究室
主任研究員
大学院博士課程修了後、東京大学助手、
特 任 講 師、 講 師 を 経 て、2012 年 より 現職。神経工学、BMI に関する研究に従事。
大阪大学生命機能研究科招へい准教授。
博士（工学）。

す。

■はじめに
BMI は対象とする神経系（運動系、感覚系、自律神経系）や情報の向き（生体の神■皮質脳波とは経系から情報を取り出して利用するか、逆私達が開発中の BMI システムで用いていに神経系に情報を入力するか）によって大る信号は「皮質脳波」(Electrocorticogram:

きく分類することができますが、本稿でご

ECoG) というものです。これは頭蓋骨の一紹介するものは、生体の運動系の神経信号部を開けて露出した脳の表面に、シート上を計測して義手などの機器の制御に利用すに並べた電極を置いて計測する脳波です。

るタイプの BMI（運動出力型 BMI）です。

電極を置くためには脳外科での開頭手術がこうしたシステムが実現すると、病気や怪必要になりますが、この方法はてんかんの我などで手足を失った人が思い通りに義手発生部位を調べるなどの目的でも広く用いや車椅子を動かすことができるようになるられているものです。頭皮上に置いた電極と期待されています。

で計測する通常の脳波（頭皮脳波）に比べ

安藤 博士（あんどう ひろし）
脳情報通信融合研究センター
脳情報通信融合研究室
主任研究員
大 学 院 博 士 課 程 修 了 後、 広 島 大 学 大 学
院 先 端 物 質 科 学 研 究 科 研 究 員 を 経 て、
2012 年より現職。体内埋め込み型のワイ
ヤレス BMI の開発に関する研究に従事。
博士（工学）。

図1 動物での評価実験用皮質脳波 BMI システム

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ると、頭皮や頭蓋骨等の分だけ信号の発生部位である脳に近いために、より大きな信号を計測することができます。特に、運動時に活動が大きくなるハイガンマ帯と呼ばれる帯域（約60～200Hz）の信号が減衰せずに残っていることもあり、信号から運動意図を読み取る点で優位性があるとされています。米国では剣山型の電極を脳に刺入して計測したスパイク信号などを用いた
BMI システムが報告されていますが、安全面などでの課題の解決が難しいため、BMIの臨床応用を考える場合には、侵襲性（生図2 4096ch 皮質脳波 BMIシステム

体に与えるダメージ）と信号の質のバラン
スがとれている皮質脳波が適していると考えられています。

■第一世代（128ch）
皮質脳波 BMIシステムの開発は、皮質脳波信号と脳（皮質）内部での信加に対応するために、増幅用 LSI と電極の号との多点同時計測を行い、両者の関係を直接接続の研究を進めるとともに、ボトル解析することも目指しており、これまでに、

ネックとなる無線通信部分の大容量化を進

20μ m 厚のパリレン C（ポリクロロパラ

めるため Ultra Wide Band（UWB）通信を

キシリレン）を基板とした柔軟な網目状構利用したシステムの試作に成功していまBMI システムを長期間にわたって使用す

造の高密度皮質脳波電極を開発し、各種のす（図２）。開発したシステムは人体を模るためには、ケーブルの皮膚貫通部位での刺入型多点電極と併用する試みを新潟大学擬した液体ファントム中での体内外想定

感染のリスクを避けるために、装置全体をおよび大学共同利用機関法人 自然科学研

4096ch 無線実験による機能性・有効性の小型・防水化して体内に完全に埋め込み、究機構 生理学研究所のグループと連携し評価や、512ch ベースユニットを用いた麻計測した信号を無線通信で体外に送信するて行っています。

酔下での動物実験評価も実施し、神経刺激

ようなシステムの構築が不可欠です。このため、これまでに、64ch（チャネル：神経電極の数）の皮質脳波電極からの神経■第二世代（4096ch）
皮質脳波 BMIシステムの開発による体性感覚誘発電位（Somatosensory
Evoked Potentials: SEP）のリアルタイム
UWB 無線記録にも成功しています。

信号を増幅してデジタル信号に変換する

皮質脳波 BMI の動作意図推定精度をより

5mm 角の集積回路（LSI）を大阪大学や広一層向上させるには、脳から得る情報量を島大学のグループと連携して開発してきま

さらに増やすために計測電極の数を増やすした。この LSI を用いてシステム全体の試必要があると考えられます。電極数が100以上でご紹介しましたように、私達のグ作を行い、動物での半年間にわたる動作評

個の場合は、3mm 間隔の電極を10×10のループでは実用化を目指した研究開発を進価実験にも成功しました（図１）。

アレイ状に並べて、およそ30mm 四方のめると共に、画期的なシステムを実現する■おわりに

体内から体外への無線通信については、

脳表面から情報を得ることができますが、ための要素技術の研究も並行して進めてい当初は Bluetooth や省電力 Wi-Fi を用いて電極数が900になると1mm 間隔の電極をます。また、関連研究や私達の予備実験にきましたが、実用化に向けてさらに医療

30×30のアレイ状に並べることによって、おいて、生体の脳は BMI システムに柔軟利用可能な方式への移行を進めており、脳の機能単位であるコラムのサイズによりに適応していくことが知られつつありま

128ch のシステムでの数年後の臨床応用

近づくことになります。さらに、これを脳す。この過程で脳の内部でどのようなことの実現を目指しています。

溝（脳のしわ）の中を含む複数の領域からが起きているのか、脳科学的な面での研究

また、皮質脳波 BMI の動作（意図）推計測することを目指して、現在4096ch のも同時に進めています。

定精度を向上させるため、動物実験段階でシステムの開発を行っています。配線の増

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情報通信のイノベーションを脳科学で創出へ

ネットワーク科学による客観的な医療診断の研究開発
fMRI計測で患者の脳内複雑ネットワークを解析する

統 診断法は未だなく、患者の主観的なおいては、従来は「記憶に係るのは脳のど症状の申告により医師が診断しているのがわる部位の同定に重きを置いてきました。

現状です。当研究室では、国立大学法人

しかし、研究が進むにつれ、実際には複数

大阪大学大学院連合小児発達学研究科のの脳部位の相互作用で、機能の発現や病気

橋本亮太准教授のグループと共同して、安の発症に至っている可能性が見えてきました。

合失調症のデータに基づく客観的なの部位か」というように、特定の機能に関静時の脳活動の脳画像データに対して脳内を活動の類似性で色分け（モジュール化）することにより、統合失調症患者群と健常■ネットワーク科学者群それぞれに特徴的な脳部位モジュール

部分ではなく、全体の相互作用を表現すを推定する安定的な手法を開発しました。

る学問に「ネットワーク科学」があります。
そこで、統合失調症のデータを解析するに■背景

下川 哲也（しもかわ てつや）
脳情報通信融合研究センター
脳情報通信融合研究室
主任研究員
大学院修了後、大阪大学助手、特任准教授を経て、2010 年 NICT に入 所。ヒトの脳のネットワーク解析に関する研究に従事。博士（工学）。

あたり、ネットワーク理論の中の「モジュール」に着目しました（図1）。脳は膨大な

近年、脳研究の発達、脳計測技術の高精要素が複雑に組み合わさった大規模複雑な度化に伴い、精神疾患の診断に、高い空間システムと見なせます。これを解析して理分解能で脳活動を計測する fMRI(function-

解するためには、中程度の大きさのグルー

al Magnetic Resonance Imaging、 機 能 的プ（すなわちモジュール）に分けて、少な

磁気共鳴画像 ) データの利用が検討されてい要素で構成される簡略化したシステムにきました。統合失調症は約100人に1人が落とし込む必要があります。特に統合失調発症する精神障害で、診断は医師が症状を症のように特定部位に病気の原因があると診ることによりなされており、検査等によは言いづらいケースでは、こうしたモジュー

る客観的な診断法は未だ確立していませ

ル構造の解析によるシステムの簡略化が、ん。一方、脳活動の fMRI データの分析に機能の理解においても、病気の治療においても有効と考えます。

■従来の研究における問題点
これまでの脳研究におけるモジュール推定は、個人の脳の解析には適用例がありま
すが、数十人の被験者を扱う集団解析の例
はほとんどありませんでした。これまで研究が進まなかった最大の理由は、個人のモジュール構造のばらつきが大きすぎて、集団を特徴づけるモジュール構造の推定が困
図1 脳機能ネットワークのモジュール推定
MRI 計測により脳の各部位から神経活動に由来する時系列データを得て、これをもとに脳のネットワークを推定する。脳の中を直接見ることが難しいことから、脳内の任意の2か所から得られるデータを比較し、似ていれば「つながる」とみなし、似ていなければ「つながらない」とみなす。こうして推定されたネットワーク構造をもとに、さらに密に結合している部分をグルーピングする方法をモ
ジュール解析と呼ぶ。図では赤と青に塗り分けているが、この場合、2つのモジュールが推定されることになる。

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難であったことです。健常者群と患者群を判別するためには、同一群のばらつきが少なく、両群を比較すると大きな差が出るよ
うな、適切な指標を選ぶ必要がありますが、集団のモジュール構造については、まだできていない状況でした。

図3 モジュール推定（色分け）の類似度■今回の成果今回、我々のグループは、統合失調症患界に意味があります。結果の妥当性を検証

4. 2つの脳部位が同じ色の群と違う色の群者の安静時脳活動のfMRIデータに対して、するため、全く違う2nd data set として患ならば、類似していないとみなします。

被験者間の差を考慮しつつ、従前の各個人

者群36名、健常者群36名で同様の解析を（例 : A 群（黄、黄）、B 群（緑、青））でモジュール推定（色分け）する方法では行ったところ、似たようなモジュール推定

5. 別の2つの脳部位を選び、手順2から4をなく、新しい試みとして、平均化せずに、（色の塗り分け）ができました。

繰り返し、すべての脳部位のペアの組

全員を一度に色分けすることにより、モ

ここで、「似たような」と表現しました

ジュール推定する手法を提案しました。簡

が、色の塗り分け方の類似性にはいくつか

み合わせを調べ、類似する割合を計算

単に言うと、従来は平均化して（平均的な定義があります。その1つを紹介しましょ

今回、患者群同志（A と C）
、健常者群同脳ひとり分の）モジュール解析をしていたう。我々は、2つのデータセットそれぞれ志（B と D）は似ていることが期待され、のですが、我々は（同一群の被験者間の類に患者群、健常者群を用意し、計4群につ逆に A と B、A と D、C と B、C と D は似て似性を考慮しつつ全員分の脳の）モジュー

いてモジュール推定を行い、その類似性をいないことが期待されます。図3を見ると、ル解析をしてから（同一群の個人差のばら

比較しました。1st data set の患者群を A、

期待通りの結果になっていることがわかりつきを考慮してあいまいに）平均化したの健常者群を B、2nd data set の患者群を C、ます。

です。つまり平均化とモジュール解析の順健常者群を D とおいて、類似度を図3に示さて、今回のモジュール推定で何がわか番が入れ替わったことになります。この提しました。類似度は、以下の手順に従ってるのでしょうか？たとえば、健常者群で案手法を使うことにより、結果のばらつき

決めました。

は後頭部から頭頂部にわたり、大きなモが少なくなり、安定的に被験者群の特徴的

1. 2つの脳部位（境界を比較するため2つジュールが存在します。今回の実験は安静な脳部位モジュール推定を可能としました

必要）を選び、両群で色を比較します。

時（タスクなし）の状態ですので、いわゆ（図2）。まず、1st data set として患者群

2. どちらの群でも、2つの脳部位が同じ色

るデフォルトモードと呼ばれるような安静

37名、健常者群37名の2群それぞれにつならば、類似しているとみなします。

時に活動する部位が広く存在することがわ

いて、モジュール解析を行い、各群に特徴（例 : A 群（黄、黄）、C 群（黄、黄））

かります。しかし、患者群で同じ部位を見的なモジュールを5つ見つけることができ

3. どちらの群でも、2つの脳部位が違う色

ますと、3つくらいのモジュールに分かれました。赤い色が高い活動を示すわけでは

ならば、類似しているとみなします。

ています。本来健常者で安静時に活動するなく、色自体に意味はありません。色の境（例 : A 群（青、緑）、C 群（黄、緑））

はずの部位が正常に活動していないことがし、類似度とします。

示唆されます。

■今後の展望統合失調症のデータに基づく客観的な診断法は未だなく、患者の主観的な症状の申告により、医師が患者を診断している現状
において、患者の主観的意見に左右されない、脳画像のデータに基づく客観的な診断法につながる今回の手法の開発は、精神医学領域において注目される成果です。これにより、今後、医療の現場でも使えるような、医者の診断を補完する自動診断システ
ムの開発に発展することが期待されます。
図2 脳内活動の類似度に基づいたモジュール推定 ( 色の塗り分け）

NICT NEWS OCT 2015

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「NICT夏休み特別公開」開催報告

7月23日(木)・24日(金)に、NICT本部（東京都小金井市）において、「NICT夏休み特別公開」を開催し、962名の方々にご来場いただきました。
今年は小学校高学年を対象にした工作教室や、南極教室・北極教室、見学ツアー（日本標準時、宇宙天気予報、航空機搭載合成開口レーダー（Pi-SAR2）、宇宙通信展示室、宇宙光通信地上センター）などを行いました。また、科学体験コー
ナーでは、スペースデブリの3D映像、いろいろな暗号、雲ができる仕組み、偏光板や分光シートを使った光の不思議など、様々な体験をしていただきました。

南極教室・北極教室

工作教室

動画の仕組みを学習しながら、アニメーションプロジェクターを作成

実際に現地で観測・研究を行った NICT の職員が講演

見学ツアー

宇宙天気予報宇宙光通信地上センター

体験コーナー

偏光板を使った箱で光の不思議を体験

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NICT NEWS OCT 2015

雲ができる仕組みを体験

いろいろな暗号に挑戦

南極の氷が溶けるときの音を体験（協力：国立極地研究所）

未来ICT研究所施設一般公開開催報告
情報通信の未来を体感しよう!!

未来 ICT 研究所（神戸市）では平成27年度の施設一般公開を7月25日（土）に開催しました。当日は晴天に恵まれ、503名の来場者がありました。来場者の多くは例年人気のクイズラリーに参加し、クイズの順に各展示ブースを見学しながら、研究者の工夫による体験型の展示や、研究者達との交流を十分に楽しまれた様子でした。
今回で8回目となる一般向け講演会では、身近な事例から最先端の研究までを解説しました。会場はほぼ満席となり盛況でした。

展示ブースの様子

量 子 暗 号、 量 子 通 信、 量 子 時 計など、量子力学的性質を利用した最新の研究を紹介

ブロッコリーの DNA を抽出
し観察

キラキラ万華鏡を作って偏光を体感

フェーズドアレイ気象レーダを用いた雨の観測を紹介

日本標準時の発生と供給について解説

平磯無線100周年記念等、アマチュ
ア無線局8N100ICT の運用

NICT が開発した脳波計を使って脳波の計測を体感

電波の正しい利用に関する紹介（総務省近畿総合通信局）

講演会の様子新世代の超伝導デバイス～究極の情報通信を目指して～
山下 太郎
ナノ ICT 研究室 主任研究員

脳が記憶をつくる瞬間をとらえる～食べる司令細胞で、世界で初めて記憶を ” 見る ” ～吉原 基二郎バイオ ICT 研究室 主任研究員

ゲリラ豪雨の予測を目指して～気象観測レーダの最前線～
久保田 実
電磁波計測研究所 センシングシステム研究室 室長
会場の様子

NICT NEWS OCT 2015

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Awards

牧瀬 圭正（まきせ かずまさ）/ 未来 ICT 研究所 ナノ ICT 研究室 専門推進員
寺井 弘高（てらい ひろたか）/ 未来 ICT 研究所 ナノ ICT 研究室 研究マネージャー
公益社団法人 応用物理学会

2015年応用物理学会春季学術講演会（2015/4/1 受賞）
Poster Award
講演タイトル「TiN バッファー層上の NbN トンネ
ル接合の作製と評価」

このたび我々のグループで長年取り組んできた窒化ニオ
ブ薄膜のデバイス応用に関する研究に対して受賞できたことを、非常にうれしく思います。今回の受賞は、本研究を支援していただいた多くの方々によるもので、深く感謝いたします。本技術は我々が目指す究極の超伝導デバイスの第一歩と考え、今後も一層努力していく所存です。

左から牧瀬圭正、寺井弘高

市橋 保之（いちはし やすゆき）/ 経営企画部 企画戦略室 プランニングマネージャー（内閣府に出向中）
山本 健詞（やまもと けんじ）/ ユニバーサルコミュニケーション研究所 超臨場感映像研究室 室長
SPIE-the international society for optics
and photonics

The Fumio Okano Best 3D Paper（2015/4/21 受賞）
Award
論文名「Integral photography capture andelectronic holography display」

本 賞 は、 立 体 映 像 技 術 の 発 展 に 多 大 な 貢 献 を さ れ た
岡野文男博士を偲んで SPIE に設けられました。受賞式は、SPIE 会長のほか、岡野博士のご家族も参加されて米国で開催されました。受賞論文は、光線ベースの手法で撮影し、ホログラフィで再生する方式について述べたもので、今までのステレオ視などの方式とは一線を期すアプローチである点が評価されての受賞となります。本受賞に際しご支援くださいました方々に深く感謝致します。
山本健詞

上本 純平（うえもと じゅんぺい）/ 電磁波計測研究所 センシングシステム研究室 主任研究員
小林 達治（こばやし たつはる）/ 電磁波計測研究所 センシングシステム研究室 主任研究員
佐竹 誠（さたけ まこと）/ 電磁波計測研究所 センシングシステム研究室 主任研究員
児島 正一郎（こじま しょういちろう）/ 電磁波計測研究所 センシングシステム研究室 主任研究員
梅原 俊彦（うめはら としひこ）/ 電磁波計測研究所 センシングシステム研究室 研究マネージャー
松岡 建志（まつおか たけし）/ 電磁波計測研究所 センシングシステム研究室 主任研究員
浦塚 清峰（うらつか せいほ）/ 電磁波計測研究所 統括
一般社団法人 日本リモートセンシング学会

優秀論文発表賞（2015/6/2 受賞）

講演タイトル「SAR インターフェログラムからの垂直構造物自動抽出法の改良」

本研究は、センシングシステム研究室で開発を進めている航空機搭載合成開口レーダ (Pi-SAR2) のデータから建築物等の垂直構造を自動抽出する手法を提案したものであり、優秀論文発表賞として評価頂けましたことを大変嬉しく光栄に思います。今後も更なる改良を通じ、本手法の実利用化を実現すべく研究に邁進する所存です。本
研究の推進にあたり、ご協力、ご支援頂いた皆様に深く感謝申し上げます。

後列：左から 松岡建志、小林達治、上本純平、佐竹誠、浦塚清峰
前列：左から 梅原俊彦、児島正一郎

田村 晃裕（たむら あきひろ）/ ユニバーサルコミュニケーション研究所 多言語翻訳研究室 研究員
隅田 英一郎（すみた えいいちろう）/ ユニバーサルコミュニケーション研究所 副研究所長
渡辺 太郎（グーグル株式会社）、高村 大也、奥村 学（東京工業大学）

一般社団法人 情報処理学会

2014年度 論文賞（2015/6/3 受賞）

論文名「係り受け木における機械翻訳のための品
詞の教師なし学習」

本論文では、機械翻訳の手がかりに適した品詞をコーパ
スから自動推定する教師なし手法を提案し、推定した品詞を使うことにより機械翻訳の精度向上を実現しました。本
論文が情報処理学会の2014年度論文賞に選ばれ大変嬉しく思っております。本受賞を励みに、今後も機械翻訳の更なる高度化に貢献できるよう精進して参ります。

田村晃裕
写真は田村晃裕

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NICT NEWS OCT 2015

林 輝昭（はやし てるあき）/ 先進的音声翻訳研究開発推進センター 先進的音声技術研究室 研究員
葦苅 豊（あしかり ゆたか）/ 先進的音声翻訳研究開発推進センター  統合システム開発室 室長
志賀 芳則（しが よしのり）/ ユニバーサルコミュニケーション研究所 音声コミュニケーション研究室 主任研究員
柏岡 秀紀（かしおか ひでき）/ 脳情報通信融合研究センター 統括
内山 将夫（うちやま まさお）/ ユニバーサルコミュニケーション研究所 多言語翻訳研究室 主任研究員
隅田 英一郎（すみた えいいちろう）/ ユニバーサルコミュニケーション研究所 副研究所長
河井 恒（かわい ひさし）/ ユニバーサルコミュニケーション研究所 音声コミュニケーション研究室 室長
松田 繁樹（株式会社 ATR-Trek）、安田 圭志（株式会社 KDDI 研究所）、大熊 英男（株式会社フィート）、中村 哲（奈良先端科学技術大学院大学）

一般社団法人 電子情報通信学会

平成26年度 論文賞（2015/6/4 受賞）

論文名「多言語音声翻訳システム "VoiceTra" の構築と実運用による大規模実証実験」

本システムの開発は、著者として掲載されていない多くの方々の協力がなくては実現することができませんでした。また、多くの皆様にご討論、ご助言いただきました。この場をお借りして感謝いたします。本論文で得られた多くの知見が、今後、より高精度な自動音声翻訳システムの開発、音声を入力とする新たなサービスの開発に繋がれば幸いです。

左から松田繁樹、内山将夫

根元 義章（ねもと よしあき）/ 耐災害 ICT 研究センター 研究センター長
内閣府

第13回産学官連携功労者表彰（2015/8/28 受賞）
総務大臣賞
産学官連携による研究コンソーシアム活動を通じた耐災害 ICT 研究の推進と社会実装の取組

東日本大震災により発生した ICT ネットワークの被害を教訓として、災害に強い ICT ネットワークの構築を目指す
ため、産学官連携体制の下での研究開発の推進や、早期の社会実装を図ることを目的とした「耐災害 ICT 研究協議会」の代表幹事として本協議会の活動を主導して参りました。
今回の受賞は、耐災害 ICT 研究の促進等に向けた産学官連携体制の主導、自治体と連携した耐災害 ICT 研究の促進と社会実装に向けた取組、災害に強い情報通信ネットワー
ク導入ガイドラインの策定などが評価されたものであり、本協議会の関係者皆様による努力の賜物であります。今後
とも、産学官連携を通じた耐災害 ICT の社会実装が促進されることを期待いたします。

根元義章（左）2015年7月1日、うるう秒 が挿入されました
日本標準時の維持・通報を行っている NICT は、2015年

NICT では、来場された方に向けて、井口俊夫 NICT フェ

7月1日（水）の午前8時59分59秒と午前9時00分00秒の間に、ローによる、うるう秒に関する説明会を4回開催しました。

午前8時59分60秒を、「うるう秒」として挿入しました。平

また、近隣の小学生向けにも細川瑞彦執行役が説明会を実日の朝で、また、あいにくの雨でしたが、この珍しい瞬間

施しました。

を見るために、約1,000名の方が NICT 本部（小金井市）の本館正面時計前に来られました。

このイベントの様子の動画は、NICT Web サイトの「ビデオライブラリー」で、ご覧いただけます。
http://www.nict.go.jp/video/leap-second.html

うるう秒挿入の瞬間

60秒の瞬間を見上げる来場者

来場者向け説明会

小学生向け説明会

NICT NEWS OCT 201513

けいはんな情報通信フェア2015
NICT オープンハウス2015 in けいはんな日

10 月 29 日（木）13:00 〜 17:00
2015年 10 月 30日（金）10:00 〜 17:00
2015年 10 月 31日（土）10:00 〜 16:30

時

2015年

会

場

けいはんなプラザ（京都府相楽郡精華町光台1-7）
NICT ビル（京都府相楽郡精華町光台3-5）

詳細下記 URL 参照
http://khn-fair.nict.go.jp/

NICT の主な展示• 多言語音声翻訳アプリ「VoiceTra」• 情報分析システム「WISDOM X」「DISAANA」• 超臨場感技術• 感覚世界の評価技術• メガネなし立体映像「fVisiOn」
NICT の主な講演•「テキストビッグデータから知恵を探す」			
－大規模情報分析システム WISDOM X と DISAANA －DISAANA• 特別講演「ネイマールに学ぶ、身体を動かす脳の仕組み」－脳神経系を鍛えて、世界で勝てる日本人を育成する－

NICT オープンハウス2015 in うめきた
けいはんな情報通信フェア2015＠ナレッジキャピタル

11月 21日（土）〜 23日（月・祝）10:00 〜 18:00

日

時

2015年

会

場

グランフロント大阪北館ナレッジキャピタル内（大阪府大阪市北区大深町3-1）

200インチ多視点裸眼立体映像システムで「般若寺」のコンテンツを特別公開予定

NICT オープンハウス2015 in 沖縄

NICT オープンハウス2015 in 鹿島

沖縄電磁波技術センター 施設一般公開

鹿島宇宙技術センター 施設一般公開〜電波と人工衛星を身近に感じよう！〜
日

時

2015年

11月 21日（土）10:00 〜 16:00

阿弥陀如来立像（秘仏）会場

茨城県鹿嶋市平井893-1

内容

11月 21日（土）10:00 〜 16:30

日

時

2015年

会

場

沖縄県国頭郡恩納村字恩納4484

内容（受付は16:00まで）（受付は15:00まで）• 工作教室（定員120名）• 電波・光に関する実験・体験コーナー• アマチュア無線記念局8N100ICT 開局• 施設見学ツアー、展示室公開• 宇宙を観測する34m アンテナにタッチ！

• 総務省沖縄総合通信事務所の紹介• 衛星を捕まえてみよう！

• 電波監視車の展示• 人工衛星の動きを知ろう！

NICT NEWS No.454  OCT  2015

〒184-8795 東京都小金井市貫井北町4-2-1
TEL: 042-327-5392    FAX: 042-327-7587

国立研究開発法人情報通信研究機構 広報部

URL: http://www.nict.go.jp/
Twitter: @NICT_Publicity

編集発行

NICT NEWS 掲載 URL http://www.nict.go.jp/data/nict-news/

ISSN 1349-3531 (Print)
ISSN 2187-4042 (Online)〈再生紙を使用〉