| Project/Area Number |
21K13745
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 10040:Experimental psychology-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中山 遼平 東京大学, 大学院人文社会系研究科(文学部), 助教 (00817489)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | twinkle-goes錯視 / 運動軌道予測 / シータ波 / 知覚統合 / アルファ波 / 運動外挿 / 視覚意識 / 復号化 / 微小眼球運動 / 瞳孔径 / 予測処理 / double-drift illusion / 運動残効 / 視野間転移 / 注意トラッキング / 神経メカニズム |
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| Outline of Research at the Start |
視覚認知において対象の存在が意識に上るかどうかは最も基礎的な問題である．しかし，それが視覚系の重要な動作原理である過去の情報にもとづく現在の予測とどのような関係にあるかは従来あまり検討されてこなかった．本研究では，運動物体知覚が外挿される新現象を利用し，動的情報の予測処理がどのように知覚意識の成立を決定づけているかを明らかにする．厳密に統制された心理学・生理学実験の知見をもとに，予測と予測誤差の再帰的情報処理を基盤とする意識成立の計算理論を構築することを目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
動的ノイズから成る背景上で運動物体の消失位置が運動方向にずれて知覚される錯覚(twinkle-goes錯視)を利用して，運動物体の明瞭な見えを支えている視覚情報処理過程について検討した．前年度までに実施した心理物理学実験および脳波計測で得られたデータの分析を通じて，シータ波に同期した運動軌道予測を基盤とする意識成立のモデルを提案した．一連の成果をまとめて，本年度の国際視覚学会で口頭発表し(Nakayama et al., 2023, Vison Sciences Society)，報告者を筆頭著者とする原著論文として国際学術誌に投稿した．査読者からの指摘などを考慮して，心理物理学実験および眼球運動計測を追加で実施し，twinkle-goes錯視と関連現象(フラッシュラグ効果)の関係や眼球運動のアーチファクトについて検討を加えた．これらの分析結果や考察を含めて論文を改稿中である(Nakayama et al., in revision)．
また，知覚統合におけるアルファ波の役割に関して，報告者を共同第一著者および責任著者とする展望論文がJournal of Cognitive Neuroscienceの特集号に公刊された(Kawashima et al., 2024)．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度までに実施した心理物理学実験の結果から，twinkle-goes錯視が運動消失後に生じ始めること，すなわち感覚入力の消失後も継続する運動軌道予測が視覚意識に一定の役割をもつことが示唆された．また，脳波計測の結果から，twinkle-goes錯視量が運動消失前の前頭頂を中心とするシータ波の位相に依存すること，消失後の後期陰性電位に加えてシータ波のパワーやコヒーレンスと共変することが示唆された．上述の結果にもとづき，シータ波の律動にしたがい更新される運動軌道予測が視覚意識の成立に関わるというモデルを提案した．後期陰性電位はこの運動軌道予測が運動消失(予測誤差)の検出により停止される過程を反映している可能性がある．
上述の心理物理学実験と同じ視覚刺激と課題を用いつつ，運動刺激との相対的な位置判断を求めるプローブ刺激の提示タイミングのみを操作し，同一実験内でtwinkle-goes錯視とフラッシュラグ効果の両方を測定した(運動刺激の消失前にプローブ刺激が提示された条件ではフラッシュラグ効果，消失後に提示された条件ではtwinkle-goes錯視を測定したことになる)．実験の結果，運動消失と同時にプローブ刺激が提示された場合に位置ずれがほぼ生じないことから，twinkle-goes錯視の測定にフラッシュラグ効果が有意に影響しなかったことが示唆された．また，この実験中に眼球運動を記録し，運動消失前後に固視が保たれた(サッカードや瞬きが混入しなかった)試行のみを分析の対象とした場合でも類似の結果が得られることを確認した．
以上のように，研究計画時に提案したモデルの構築を試み，精緻化のために実験や分析を追加で実施した．これらの研究成果について国際学会で発表し，原著論文を改稿中である．また，本研究テーマとも深く関連する知覚統合とアルファ波について近年の知見を概説し，展望論文を著した．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究テーマの題材であるtwinkle-goes錯視の現象と機序に関して，専門書への寄稿を予定しているので，広く議論することを通じて考察を深める．また，研究計画時や本年度の計画で提案したがまだ実施できていない実験の実施を計画している．心理物理学実験では，運動物体に与えられた加減速と錯視量の逆相関分析から予測の時間窓を求めることや，観察者の定位にともなう能動的予測との関連を調べる．データ駆動型のアプローチとして，これまでに取得した脳波データにもとづき，脳波指標を特徴量としてtwinkle-goes錯視の復号化を試みる．
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