北城 圭一

脳活動の多様な非線形ダイナミクスが脳情報処理において果たす機能的な役割を計算論、非線形動力学の理論に基づいた実験とデータ解析、数理モデル化で検証しています。非線形ダイナミクスとして具体的には、例えば、脳の振動、同期、ゆらぎ、ノイズ誘起ダイナミクスに注目しています。心理行動傾向の個人特性や病態の理解を目指します。

具体的には頭皮脳波、MEG、MRI等のヒトの非侵襲脳計測実験で得られたデータ、医療施設で得られた脳卒患者の頭皮脳波、てんかん患者の皮質脳波、パーキンソン病患者の侵襲的脳計測データを用いた解析と数理モデル化研究を展開しています。データと数理モデルを融合するためにデータ同化手法を用いています。

さらにヒトの脳波ーTMS（経頭蓋磁気刺激）同時計測により脳活動の振動位相を操作することができます。これにより、脳の局所、大域的な振動同期ダイナミクスをリアルタイムに制御し、脳の振動同期ダイナミクスと脳機能との因果関係を操作的に検証しています。

また、最近は、皮質と内臓、脳波と自律神経活動のような異なる時間スケールでの活動を示す生体のサブシステム同士の相互作用の定量化と、その相互作用を動的ヘテラルキーの観点で理解する研究を推進しています。

共同研究等興味がある方はご連絡ください。