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Study of social brain using hyperscanning

Research Project

Project/Area Number 21K03140
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 10040:Experimental psychology-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

苧阪 直行  京都大学, 文学研究科, 名誉教授 (20113136)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords社会脳 / ハイパースキャニング / シンクロナイゼーション / 自己と他者 / 機能的近赤外分光法
Outline of Research at the Start

人類の誕生時から、人々は自然や社会環境の変化に適応して生き残るため協力してきたが、協力を導く共感の形成過程とその脳内機構はよくわかっていない。ヒトがなぜ協力するのか。その理由は、志向性の共有、つまり自他間で一つの目的の達成に向けて、意図を共有し心を接続し合うことにある。こうした志向性の共有を生みだす時空間的同期を調整する脳内基盤について解明する。目標の達成に向けて複数脳が協調し合う社会的な脳の働きの仕組みの研究は、今日まで認知脳研究にとって困難であった芸術、文化や道徳の研究に道を拓く可能性をもっていると考えられる。

Outline of Annual Research Achievements

複数の人々が目標をもって協調や共同作業を生み出だす脳のメカニズムを解明するためには、協調課題下で複数の人々の脳がどのように同期的に働くかを観察するため、人々の脳活動の同時的測定が必要になってくる。このような複数脳の同時測定には、ハイパースキャニング(hyperscanning)と呼ばれる新たな測定技術が必要である。ハイパースキャニングの結果からパラメータを計算していく方法としてwavelet transform coherenceと呼ばれる方法がある。脳の前頭前野などの血流のヘモグロビンの変化が課題(例えばハミングや合唱などの協調課題)のスタートから時系列的に二者間で同期して観察できることが知られている。ペアを組んでハミングをした二者間において、二名のそれぞれのwavelet波形について、周波数帯域ごとに分解し、二名の同期的な活動の強さを計算すると、同期的な活動の増加が前頭皮質に於いて観察できる(Osaka et al.,2015)。今回はその発展形として、三名でのハイパースキャンを試行してみた。三人のインタラクション場面において、その内の二名の間の関係性が徐々に変化をして行くような場合に、行動や社会脳の活動がどのような変化を見せるかを検討した。三名が自由に、ある課題をインタラクションしながら行うのでは、三人の関係がどうなるかについて実験者側では統制できない。そこで、今回は実験者の方で、参加者の三人には知らせることなく三名間の関係性を操作する試みを導入し、ハイパースキャニングによる検討を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

三名ずつ25組、合計75名の初対面同士の被験者に対して、行動実験やfNIRS(機能的近赤外分光法)によって計測チャンネルを均等に三名に三分割して同時に脳血流のヘモグロビンの変化を計測した。行動課題はプレとポストの二課題を実施した。プレ課題では、三名のうち、実験者側でランダムに一人を選んで(例えばA)、その課題実験の三名の中で中心になるように決め、これを残りの二名の参加者(BとC)には教えないという条件設定である。その上で、BとCに、特にAとB、AとCの間の関係を実験者側で操作することを試みた。被験者は全員、初対面であることを確認した上で実施した。プレ実験では複数の無意味図形を呈示し、横に二つ並置し、どちらが好きですかと三人に問うた。ここでは、三人が共に課題に取り組む。被験者は右左どちらかのボタンを押すことで、いずれか好きな方を選択する。その後で結果が表示され、誰と誰が同じものを選んだか、あるいは三人とも同じものを選んだという結果が表示されるというシークエンスを繰り返した。実際には、表示される結果は、被験者が何を選んだかということ無関係で、実験者側が事前に設定していた結果が表示されるようになっている。今回は、AとBの関係性を近づける一方、逆にAとCの関係性は離れてゆくような操作を導入した。そのため、AとBが同じものを選んだという結果が、全体の半分出るようにセットし、他の結果は六分の一ずつ出るようセットした。課題が進行してゆくと、被験者は、こちらでは何も明示的に言わなくても、AとBは同じものを選ぶ割合が高いなと思うようになる。逆にAとCが一致する確率は六分の一しかないので、徐々にAとCの間で、何か好みが違うということで、関係性が遠ざかっていくとの想定のもとにプレ実験を行った。

Strategy for Future Research Activity

プレ実験の行動データの結果では、AとB、およびAとCの回答の実際の一致率は、チャンスレベルとしては50%となり、AとB、あるいはAとCの間に、初めから好みの一致が認めらなかった結果、ポスト課題に影響しないことが確かめられた。ポスト実験では、多くのバラバラに並んだドットが、決まった割合で右か左かどちらかの方向に動く動画を流し、まずAにどちらの方向に動いたかの判断を求める。その結果は、BとCに同時にも表示され、その後、BとCにも左右どちらかのボタンを押すことで知覚判断を求めた。さらに動画の方向の難易度を操作した。例えば、全体の51.2%のドットが右左のどちらかに動く条件では、どちらに動いているかの判断はしやすいが、25.6%や12.8%になると、判断はやや難しくなる。もっとも難しい0%の条件では、方向の判断はわかりにくくなる。このような課題で、最初にリーダーであるAが判断し、BとCは、その判断の結果を見た後で自分自身の判断を行った。プレ実験でAさんと好みが近くなっていったBさんはどちらかというとAさんの判断に従いやすくなり、逆にCさんは、その逆になると想定した。
ポスト実験の結果は、判断がわかる課題ではAの解答との一致率は高くなったが、判断に迷う課題では、プレ実験で操作を変えたBとCで組によっては差が認められたり、認められなかったりした。行動面でも脳活動でも、現在新たな解析を試みている。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] 禅の瞑想意識と脳のデフォルトモードネットワーク2023

    • Author(s)
      苧阪直行
    • Journal Title

      日本学士院紀要

      Volume: 77 Pages: 117-136

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      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
  • [Journal Article] 社会脳研究の現状と今後の課題2023

    • Author(s)
      苧阪直行
    • Journal Title

      東京こころのクリニック

      Volume: 21 Pages: 108-128

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    • Author(s)
      Koshino, H., Osaka, M., Shimokawa, T., Kaneda, M., Taniguchi, S., Minamoto, T., Yaoi, K., Azuma, M., Higo, K., & Osaka, N.
    • Journal Title

      Frontiers in psychology

      Volume: 14 Pages: 1-13

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2023.1140399

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 日本学士院学術研究費補助研究「脳と心の宇宙を探る」中間報告2023

    • Author(s)
      苧阪直行・岩井克人・宮下保司・矢追健
    • Journal Title

      日本学士院紀要

      Volume: 78 Pages: 87-135

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      苧阪直行
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      東京こころのクリニック

      Volume: 21 Pages: 108-128

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      Osaka, N.
    • Journal Title

      PsyCH Journal

      Volume: 8 Issue: 5 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1002/pchj.577

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    • Author(s)
      苧阪満里子・苧阪直行
    • Journal Title

      脳神経内科

      Volume: 94 Pages: 1-8

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      Yaoi, K.,Osaka, M.,& Osaka, N.
    • Journal Title

      Frontiers in Psychology, section Cognitive Science

      Volume: 12 Pages: 1-9

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2021.709601

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  • [Journal Article] Capacity differences in working memory based on resting state brain networks2021

    • Author(s)
      Osaka, M., Kaneda, M.,Azuma, M.,Yaoi, K., Shimokawa, T., & Osaka, N.
    • Journal Title

      Scientific Report

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-021-98848-2

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    • Peer Reviewed / Open Access
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    • Author(s)
      Osaka, N. (In Chatterjee, A.,& Cardillo, E. (eds.))
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      Oxford University Press
    • ISBN
      9780197513651
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    • Author(s)
      Naoyuki Osaka (Ed. A.Chatterjee & E.Cardillo)
    • Total Pages
      257
    • Publisher
      Oxford University Press
    • ISBN
      9780197513620
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Book] Brain, beauty & art: Essays bringing neuroaesthetics in focus.Pp.122-1262021

    • Author(s)
      Osaka, N. (In Chatterjee, A.,& Cardillo, E. (eds.))
    • Total Pages
      257
    • Publisher
      Oxford University Press
    • ISBN
      9780197513620
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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