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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2009-03-11 13:55 非線型状態空間モデルを用いた細胞内カルシウムイオン濃度の推定 ○角田敬正（東工大）・大森敏明（東大/理研）・宮川博義（東京薬科大）・岡田真人（東大/理研）・青西 亨（東工大/理研）  NC2008-107 |
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| 抄録 | （和） | 近年のバイオイメージング技術の発展により，神経細胞内におけるカルシウムイオンが蛍光色素を媒介に計測可能となった． しかしその際に撮像される蛍光イメージは，計測されるまでに幾つかの過程を要し，カルシウムイオン濃度そのものとは異なるものである． そこで本研究では，神経細胞内のカルシウムイオンが蛍光イメージとして撮像されるまでの過程を状態空間モデルで記述し，真のカルシウムイオン動態の推定を行った． また構築したモデルにおける未知パラメータはEMアルゴリズムによって推定した． 数値実験では，以上の枠組みで十分な精度の推定が行えることを示せた． |
| （英） | The ionic dynamics depending on the nervous activity recently attracts attentions of many researchers due to the rapid progress of Ion-Imaging techniques. However, there are several problems to be addressed in the ion-imaging techniques. In this paper, we developed statistical estimation methods for calcium ion dynamics from noisy fluoresce signals. First, we composed a state-space model describing calcium ion inflow kinetics, binding kinetics of calcium buffers and calcium indicators, and optical measuring devices for detecting fluorescent signals. Then, we derived an algorithm based on the belief propagation method for estimating calcium ion concentrations, and the EM algorithm for estimating model parameters. We numerically verified the efficacy of our algorithms by applying to artificial data. Our algorithm proposed here makes it possible to estimate not only intracellular calcium ion concentration but also calcium ion inflow through the cell membrane and Endoplasmic Reticula (ER) membrane et al. It is expected that the understanding for the molecular mechanisms such as the calcium channels and Ca store can be promoted by our method, since variation of calcium inflows give the significant information these molecular mechanisms. |
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| キーワード | （和） | 細胞内カルシウムイオン濃度 / カルシウムイメージング / 非線形状態空間モデル / 信念伝搬法 / EMアルゴリズム / / / |
| （英） | intracellular calcium-ion concentration / Calcium imaging / Nonlinear state-space model / Belief propagation / EM algorithm / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 108, no. 480, NC2008-107, pp. 25-30, 2009年3月. | |
| 資料番号 | NC2008-107 | |
| 発行日 | 2009-03-04 (NC) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | NC2008-107 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC MBE |
| 開催期間 | 2009-03-11 - 2009-03-13 |
| 開催地（和） | 玉川大学 |
| 開催地（英） | Tamagawa Univ. |
| テーマ（和） | 一般 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | NC |
| 会議コード | 2009-03-NC-MBE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 非線型状態空間モデルを用いた細胞内カルシウムイオン濃度の推定 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Estimation of Intracellular Calcium Ion Concentration by Non-Linear State Space Modeling |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 細胞内カルシウムイオン濃度 / intracellular calcium-ion concentration |
| キーワード(2)（和/英） | カルシウムイメージング / Calcium imaging |
| キーワード(3)（和/英） | 非線形状態空間モデル / Nonlinear state-space model |
| キーワード(4)（和/英） | 信念伝搬法 / Belief propagation |
| キーワード(5)（和/英） | EMアルゴリズム / EM algorithm |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 角田 敬正 / Takamasa Tsunoda / ツノダ タカマサ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東京工業大学 (略称： 東工大) Tokyo Institute of Technology (略称： Tokyo Inst. of Tech.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 大森 敏明 / Toshiaki Omori / オオモリ トシアキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 東京大学/独立行政法人理化学研究所 (略称： 東大/理研) The university of tokyo/RIKEN Brain Science Institute (略称： univ. of tokyo/RIKEN Brain Sci Inst.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 宮川 博義 / Hiroyoshi Miyakawa / ミヤカワ ヒロヨシ |
| 第3著者 所属（和/英） | 東京薬科大学 (略称： 東京薬科大) Tokyo University of Pharmacy and Life Sciencess (略称： Tokyo Univ. of Phar and Life Sci.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 岡田 真人 / Masato Okada / オカダ マサト |
| 第4著者 所属（和/英） | 東京大学/独立行政法人理化学研究所 (略称： 東大/理研) The university of tokyo/RIKEN Brain Science Institute (略称： univ. of tokyo/RIKEN Brain Sci Inst.) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 青西 亨 / Toru Aonishi / アオニシ トオル |
| 第5著者 所属（和/英） | 東京工業大学/独立行政法人理化学研究所 (略称： 東工大/理研) Tokyo Institute of Technology/RIKEN Brain Science Institute (略称： Tokyo Inst. of Tech./RIKEN Brain Sci Inst.) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2009-03-11 13:55:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | NC |
| 資料番号 | NC2008-107 |
| 巻番号（vol） | vol.108 |
| 号番号（no） | no.480 |
| ページ範囲 | pp.25-30 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2009-03-04 (NC) |
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