広島大学 大学院先進理工系科学研究科生体システム論研究室（広島大学 辻・栗田・曽・古居 研究室）
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2021年7月30日

■ 以下の論文が掲載決定になりました．この論文は2019年度に卒業した伊賀上 卓也君（現在，東京大学大学院に在籍中）の卒論内容をベースに，古居先生がアルゴリズムを全面的に改良した内容になっています．インパクトファクタの高い雑誌に掲載決定になり，よかったです．おめでとうございます！！

EMG Pattern Recognition via Bayesian Inference with Scale Mixture-Based Stochastic Generative Models
Akira Furui, Takuya Igaue, and Toshio Tsuji
Expert Systems with Applications (Accepted, SCI, IF=6.954)

■ 以下の記事が掲載されました．この記事は，濱 聖司先生（日比野病院，広島大学脳・こころ・感性科学研究センター）との共同研究の成果で，2019年度修了生の吉村 和真君（MEグループ）の修士論文内容に対応しています．特に，Psychology Todayは「有名で評判の良いニュースサイト」と評価されているようです．おめでとうございます！！

AI Detects Post-Stroke Depression “Type”
Japanese scientists’ AI distinguishes between anxiety, depression, and apathy.
Psychology Today ? July 22, 2021
https://www.psychologytoday.com/us/blog/the-future-brain/202107/ai-detects-post-stroke-depression-type

AI That Detects Post-Stroke Depression Type Can Help Stroke Survivors Get Right Treatment
New AI technology can detect a patient’s stroke depression type, and improve treatment options.
Neuroscience News ? June 29, 2021
https://neurosciencenews.com/ai-stroke-depression-18836/

対象論文：
Relationships between Motor and Cognitive functions and Subsequent Post-stroke Mood Disorders Revealed by Machine Learning Analysis
Seiji Hama, Kazumasa Yoshimura, Akiko Yanagawa, Koji Shimonaga, Akira Furui, Zu Soh, Shinya Nishino, Harutoyo Hirano, Shigeto Yamawaki, and Toshio Tsuji
Scientific Reports, volume 10, Article number: 19571, doi.org/10.1038/s41598-020-76429-z, Published online: 11 November 2020. (SCI, IF=3.998)
URL: https://www.nature.com/articles/s41598-020-76429-z
PDF: https://www.nature.com/articles/s41598-020-76429-z.pdf

2021年7月16日

■ 投稿していた以下の国際会議論文がすべて”Accepted as Full Contributed paper”なりました．高橋さん（D3），許君（D2），阪井君（D1），城明君（M2）の論文は各自の博士論文の一部になる予定です．みなさん，おめでとうございます！

A Time-Series Scale Mixture Model of EEG with a Hidden Markov Structure for Epileptic Seizure Detection
Akira Furui, Tomoyuki Akiyama, Toshio Tsuji
The 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2021), Guadalajara, Mexico, October 31-November 4, 2021. (accepted)

Automatic control of blood flow rate on the arterial-line side during cardiopulmonary bypass
Hidenobu Takahashi, Takuya Kinoshita, Zu Soh, and Toshio Tsuji
The 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2021), Guadalajara, Mexico, October 31-November 4, 2021. (accepted)

Pressure-based Detection of Heart and Respiratory Rates from Human Body Surface using a Biodegradable Piezoelectric Sensor
Ziqiang Xu, Akira Furui, Shumma Jomyo, Toshiki Sakagawa, Masanori Morita, Tsutomu Takai, Masamichi Ando, and Toshio Tsuji
The 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2021), Guadalajara, Mexico, October 31-November 4, 2021. (accepted)

Pen-point Trajectory Analysis During Trail Making Test Based on a Time Base Generator Model
Hiroto Sakai, Akira Furui, Seiji Hama, Akiko Yanagawa, Koki Kubo, Yutaro Morisako, Yuki Orino, Maho Hamai, Kasumi Fujita, Tomohiko Mizuguchi, Akihiko Kandori, and Toshio Tsuji
The 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2021), Guadalajara, Mexico, October 31-November 4, 2021. (accepted)

A Wearable Finger-Tapping Motion Recognition System Using Biodegradable Piezoelectric Film Sensors
Shumma Jomyo, Akira Furui, Tatsuhiko Matsumoto, Tomomi Tsunoda and Toshio Tsuji
The 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2021), Guadalajara, Mexico, October 31-November 4, 2021. (accepted)

2021年7月9日

■ 以下の論文が掲載されました．

156. Forward and backward locomotion patterns in C. elegans generated by a connectome-based model simulation
Kazuma Sakamoto, Zu Soh, Michiyo Suzuki, Yuichi Iino, and Toshio Tsuji
Scientific Reports, volume 11, Article number: 13737, doi.org/10.1038/s41598-021-92690-2, Published online: 02 July 2021. (SCI, IF=4.379)
URL: https://www.nature.com/articles/s41598-021-92690-2
PDF: https://www.nature.com/articles/s41598-021-92690-2.pdf

2021年7月2日

■ 筋電グループの共同研究者である久米 伸治先生との共著論文が，日本脳神経超音波学会の機関誌「Neurosonology」の2020年度最優秀論文賞を受賞しました．おめでとうございます！

対象論文：
Jellyfish plaqueの動的解析 ―拍動性血流との関係―
久米 伸治，松重 俊憲，濱 聖司，坂本 繁幸，岡崎 貴仁，吉岡 成哲，川野 伶緒，川野 晃輔，古居 彬，辻 敏夫
Neurosonology:神経超音波医学, 第33巻3号, pp.74-79, 2020年12月.
受賞日：2021年6月5日
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/publications/awards

■ 2007年から約２年間，筋電グループの客員研究員として研究室に滞在し共同研究を行っていたアルハン・アクドガン先生（Yildiz Technical University, Istanbul, Turkey）が，トルコ共和国のNational Health Institutes of Turkeyのpresident professorに就任されました．おめでとうございます！！

アルハン・アクドガン
Erhan AKDOGAN
Health Institutes of Turkey (TUSEB) , President
Yildiz Technical University, Professor
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/people#co-reserchers-collaborators

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コラム

第626回 2021年度前期全体ゼミは終了しました

2021.07.30

リモートで開催した卒論中間発表会，修論中間発表会も無事に終了し，2021年度前期全体ゼミは今日で終了しました．

今年もCOVID-19によるパンデミックの影響で，例年とは大きく異なる環境での全体ゼミとなりました．研究室に出入りできない期間も長く，学生のみなさんはたいへんだったと思いますが，M2の就職活動やB4の研究スタートアップ，前期の授業や研究会などもほぼ例年通りに行うことができ，研究面では実りの多い2021年度前期になりました．

これから夏休み期間に入りますが，2021年度の広島大学オープンキャンパスは8月16日(月)から8月22日(日)に「現地」と「オンライン」のハイブリッドで開催開催されることになりました．
https://www.hiroshima-u.ac.jp/nyushi/news/64552
残念ながら恒例のオープンラボは今年度も中止になり，昨年同様，ビデオによる研究室公開を行う予定です．

このあと8月5日まで第2タームの授業は続きますが，全体ゼミは9月末まで夏休みに入ります．夏休み期間中は各自の状況に合わせて，それぞれ有意義な時間を過ごすとよいでしょう．
大学院博士課程入学試験を受験予定のみなさんは，8月26日，27日の大学院入試に向けてしっかりがんばってください！健闘を祈ります．

ではみなさん，COVID-19に気をつけながら良い夏休みをお過ごしください！

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第625回 【研究紹介】末梢血管剛性は痛み関連領野の脳活動と主観疼痛強度に正相関する

2021.07.16

生体システム論研究室では，ホームページの「研究紹介」というページで最近の研究トピックスの紹介をおこなっています．
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/research

MEグループでは末梢血管剛性による新しい交感神経活動評価法の研究に取り組んでいますが，Scientific Reportsに掲載された論文の内容を「研究紹介」ページにアップしました．この論文は，MEグループOBの有國 文也君（2016年度修了），隅山 慎君（2018年度修了），秋吉 駿君（2020年度修了）の研究内容をまとめたもです．MEグループのみなさん，おめでとうございます！

日本語：https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/research/medical-engineering-group/16632
英語：https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/research/en-medical-engineering-group/16635

<論文内容>
過去数十年にわたり，数多くのPETやfMRI研究で痛覚に関連する脳活動が計測され，pain matrixという疼痛刺激に対して特異的に応答する脳ネットワークが発見されました．本研究では，22人の被験者に対して4段階の痛み刺激を与え，fMRI環境下で脳活動，生体信号（連続血圧，指尖容積脈波，心電位），および，主観評価を計測しました．そして，生体信号から末梢交感神経活動の指標である指尖の末梢血管剛性βartを求め，脳活動とβartが共変する脳領域をパラメトリックモジュレーション解析により同定しました．その結果，pain matrixに含まれる外側・内側前頭前野と腹側・背側前帯状皮質はβartと有意に相関する活動を示すことが明らかになりました．また，βartと刺激強度の間にはr = 0.44 (p < 0.001)，βartと疼痛強度の主観評価の間にはr = 0.43 (p < 0.001）という中程度の有意な相関があることを発見しました．これらの結果は，末梢血管剛性により疼痛を客観評価できる可能性を示しています．

<関連文献情報>
Peripheral Arterial Stiffness During Electrocutaneous Stimulation is Positively Correlated with Pain-related Brain Activity and Subjective Pain Intensity: An fMRI Study
Toshio Tsuji, Fumiya Arikuni, Takafumi Sasaoka, Shin Suyama, Takashi Akiyoshi, Zu Soh, Harutoyo Hirano, Ryuji Nakamura, Noboru Saeki, Masashi Kawamoto, Masao Yoshizumi, Atsuo Yoshino, and Shigeto Yamawaki
Scientific Reports, volume 11, Article number: 4425, doi.org/10.1038/s41598-021-83833-6, Published online: 24 February 2021. (SCI, IF=3.998)

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第624回 卒論中間発表会2021

2021.07.09

7月2日，9日の2日間，2021年度生体システム論研究室卒論中間発表会を開催しました．

生体システム論研究室では，毎年7月上旬に卒論中間発表会を行っています．4年生の卒論テーマが決まったのが4月で，実際に研究テーマに取り組み始めたのは5月頃ですので，7月上旬での中間発表会は時期的にはかなり早い（無茶な？）設定です．しかし，4年生前期の研究活動のマイルストーンとして，また8月の大学院一般入試受験者にとっては院試準備に向けてのひとつの区切りとして，あえてこの時期に中間発表会を設定しています．

今年度は，上田 怜奈さん，金子 健太郎君，木村 友哉君，小濵 遼平君，福田 隼也君，干場 滉太君，松浦 詩乃さん，丸子 紗季さんの8名が発表してくれました．
（森田 将大君は就活のため7月30日に発表を予定しています．また，医学部医学科4年の杉森 智之君，玉置 俊介君は7月5日に開催した第73回血管弾性研究会で研究発表を行ってくれました．）

今年度もCOVID-19の影響で研究室に入れない時期が続き非常にたいへんだったと思いますが，全員，素晴らしい研究発表で，充実した中間発表会となりました．全力で研究に取り組んだ成果が，研究結果としてだけでなく発表態度や話し方，質疑応答にも目に見える形で表れており，非常に感心しました！

新しいことに挑戦しわずかな期間でこれだけの成果を挙げることができるというのは，各自の能力がいかに高いかという事実を証明したことにほかなりません．自信を持って今後も研究に取り組んでいくとよいでしょう．ただ，各グループの先生や先輩たちの助けがなかったらこれだけの発表はできなかったのではと思います．指導をしてくれた人たちに感謝するとともに，今回の経験を次回の発表に活かせるよう引き続きがんばってください．

学部4年生から大学院にかけての数年間は，新しい知識をまるでスポンジのようにどんどん吸収することができる特別な時期だと思います．研究を始めたばかりの4年生にとっては新しい知識だけでなく，ものごとを進めていくのに必要な実行力を身につける絶好の機会でもあります．今後も，より高いレベルを目指して積極的に行動していくとよいでしょう．

4年生のみなさん，中間発表，おつかれさまでした！

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第623回 【研究紹介】生体電気信号に基づくゼブラフィッシュの情動推定

2021.07.02

生体システム論研究室では，ホームページの「研究紹介」で最近の研究トピックスの紹介をおこなっています．
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/research

感性ブレイングループでは曽 智先生を中心にゼブラフィッシュの研究に取り組んでいますが，ゼブラフィッシュチームの研究成果であるScientific Reports (SCI, IF=3.998)に掲載された論文内容を「研究紹介」ページにアップしました．この論文は，2017年度に博士課程前期を修了した松野 一輝君の修士論文の内容に対応します．感性ブレイングループのみなさん，おめでとうございます！

日本語：https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/research/kansei-brain-group/16636
英語：https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/research/en-kansei-brain-group/16638

<論文内容>
魚類の恐怖や不安，快などの情動状態は，一般的にビデオによる行動解析で評価されています．これに対して，我々は水槽の底に設置した126個の電極を用いて呼吸波と呼ばれる生体電気信号を測定できるシステムを提案し，カメラレスで運動と呼吸のリアルタイム解析を実現してきました．本研究では，提案システムで得られた運動指標と呼吸指標を組み合わせてゼブラフィッシュ（Danio rerio）の情動状態の識別を試みました．実験では，警報フェロモンとエタノールを用いて，恐怖／不安状態と快状態をそれぞれ誘起しました．計測された生体電気信号を解析した結果，ゼブラフィッシュの情動状態は運動指標と呼吸指標の主成分空間上で表現できることが明らかになりました．次に，本研究室で開発された統計モデルを内包するニューラルネットLog-linearized Gaussian mixture networkを用い，5秒ごとに3つの情動状態を識別し，識別精度の指標であるFスコアを求めました．その結果，通常状態は0.84，恐怖・不安状態は0.76，快状態は0.59という中から高程度のFスコアが得られることを確認しました．これらの結果は，生理的指標と運動指標を組み合わせることで魚の情動状態を推定できる可能性を示しています．

<関連文献情報>
Measurement of Emotional States of Zebrafish through Integrated Analysis of Motion and Respiration Using Bioelectric Signals
Zu Soh, Motoki Matsuno, Masayuki Yoshida, Akira Furui, and Toshio Tsuji
Scientific Reports, volume 11, Article number: 187, doi.org/10.1038/s41598-020-80578-6, Published online: 08 January 2021. (SCI, IF=3.998)

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