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Controlling interpersonal synchrony by hyper-neurofeedback

Research Project

Project/Area Number 21K19787
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
Research InstitutionUniversity of Toyama (2022-2023)
Tokyo Institute of Technology (2021)

Principal Investigator

野澤 孝之  富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (60370110)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords個人間同調 / ハイパースキャニング / フィードバック / 社会的インタラクション / コミュニケーション支援 / ニューロフィードバック / 個人間脳同調 / 創造的コミュニケーション
Outline of Research at the Start

複数人の脳活動を同時計測するハイパースキャニング研究で,当事者間での脳活動の同調やそのダイナミクスが,様々なインタラクションのアウトカムと相関することが示され始めている.相関を越えた,個人間脳同調の因果的役割の理解に向けて,本研究ではインタラクション時の脳同調を当事者たちにフィードバックしその制御を学ばせる「ハイパーニューロフィードバック」を開発し,脳同調の制御が協力課題や集団創造的課題のパフォーマンスに及ぼす効果を検証する.より根源的には,個人への還元主義的視点を越えた「われわれ」という主体を定量的に確立するとともに,人が持つ共感や協力の能力をより拡張する可能性に向けたチャレンジである.

Outline of Annual Research Achievements

複数人の脳・生理・コミュニケーション活動を同時計測する研究で,当事者間での活動同調やそのダイナミクスが,インタラクションの様々な質の指標と相関することが示され始めている.本研究は,相関を越えた,個人間同調の因果的役割の理解に向けて,インタラクション時の脳・生理同調を当事者たちにフィードバックする「ハイパーニューロフィードバック」を開発し,同調の制御がインタラクションの質に及ぼす効果を検証し,さらに同調を適切な状態に誘導することでインタラクションの質を高める技術を開発するものである.
計画3年目の本年度は,脳波 (EEG) と近赤外分光イメージング (fNIRS) の両方で,二者間インタラクションにおけるハイパースキャニングデータから動的に変動する脳同調をリアルタイムに評価しフィードバックするシステムを実装した.そして,フィードバックが脳同調に及ぼす効果を実験的に検証した.さらに,学習環境や遠隔コミュニケーション,バーチャルなインタラクションなど複数の場面を対象に,脳活動だけでなく,より計測が簡便で普及しやすいと見込まれる生理・身体・心理状態のマルチモーダルなリアルタイムモニタリングへと拡張し,評価された状態をフィードバックすることで認知・感情状態の改善や活動支援する応用システムの開発を進めた.
得られた研究成果を国際学術雑誌論文,プレプリント,学会発表等で発表した.とくに学会発表では複数の優秀講演賞も受賞した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

脳活動や生理・コミュニケーション活動の個人間同調状態をリアルタイムフィードバックして同調を制御するハイパーニューロフィードバックの枠組みの開発および検証について,おおむね計画どおり進めることができた.

Strategy for Future Research Activity

開発したハイパーニューロフィードバックを実際的な種々のインタラクション課題に適用する実験を更に進め,同調の制御がインタラクションの質に及ぼす因果的な効果を確立する.
得られた成果の論文や学会での発表を進める.

Report

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

    (25 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Imperial College London/Guildhall School of Music & Drama(英国)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Avatar-Based Feedback in Job Interview Training Impacts Action Identities and Anxiety2024

    • Author(s)
      Hosseini Sarinasadat、Quan Jingyu、Deng Xiaoqi、Miyake Yoshihiro、Nozawa Takayuki
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Affective Computing

      Volume: Early Access Issue: 3 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1109/taffc.2024.3363835

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Unravelling the relation between altruistic cooperativeness trait, smiles, and cooperation: a mediation analysis2023

    • Author(s)
      Deng Xiaoqi、Hosseini Sarinasadat、Miyake Yoshihiro、Nozawa Takayuki
    • Journal Title

      Frontiers in Psychology

      Volume: 14

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2023.1227266

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Swinging, Fast and Slow: Multiscale Synchronisation Dynamics Reveals the Impact of an Improvisatory Approach to Performance on Music Experience2023

    • Author(s)
      Nozawa Takayuki、Sas Madalina I、Dolan David、Rajpal Hardik、Rosas Fernando、Timmermann Christopher、Mediano Pedro A. M.、Honda Keigo、Amano Shunnichi、Miyake Yoshihiro、Jensen Henrik J.
    • Journal Title

      PsyArXiv (preprint server)

      Volume: cqxya Pages: 1-28

    • DOI

      10.31234/osf.io/cqxya

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    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Partner’s Gaze with Duchenne Smile in Social Interaction Promotes Successive Cooperative Decision2022

    • Author(s)
      Deng Xiaoqi、Sarinasadat Hosseini、Yoshihiro Miyake、Takayuki Nozawa
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science(LNCS)

      Volume: 13303 Pages: 340-351

    • DOI

      10.1007/978-3-031-05409-9_26

    • ISBN
      9783031054082, 9783031054099
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Encouragement of Turn-Taking by Real-Time Feedback Impacts Creative Idea Generation in Dyads2021

    • Author(s)
      Hosseini Sarinasadat、Deng Xiaoqi、Miyake Yoshihiro、Nozawa Takayuki
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 9 Pages: 57976-57988

    • DOI

      10.1109/access.2021.3072790

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Prefrontal inter-brain synchronization reflects convergence and divergence of flow dynamics in collaborative learning: a pilot study2021

    • Author(s)
      Takayuki Nozawa, Mutsumi Kondo, Reiko Yamamoto, Hyeonjeong Jeong, Shigeyuki Ikeda, Kohei Sakaki, Yoshihiro Miyake, Yasushige Ishikawa, Ryuta Kawashima
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroergonomics

      Volume: 2 Pages: 686596-686596

    • DOI

      10.3389/fnrgo.2021.686596

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Incorporating Interpersonal Synchronization Features for Automatic Emotion Recognition from Visual and Audio Data during Communication2021

    • Author(s)
      Quan Jingyu、Miyake Yoshihiro、Nozawa Takayuki
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 21 Issue: 16 Pages: 5317-5317

    • DOI

      10.3390/s21165317

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  • [Presentation] 言語モデルを用いた創造的コミュニケーションダイナミクス把握の試み2023

    • Author(s)
      野澤孝之
    • Organizer
      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2023)
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      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2023)
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  • [Presentation] 環境刺激としての中間色が学習に与える効果2023

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      青木大河, 野澤孝之, 池田純起
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      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2023)
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  • [Presentation] fNIRSハイパーニューロフィードバックによる個人間脳同調の操作可能性とオンラインインタラクションへの作用2023

    • Author(s)
      伊藤寛竜, 野澤孝之, 池田純起
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      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2023)
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  • [Presentation] 記銘時の瞳孔反応による宣言的記憶の予測に 外乱音楽刺激が及ぼす影響2023

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      佐々木悠成, 野澤孝之, 池田純起
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      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2023)
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  • [Presentation] 視線活動の個人間相関フィードバックに基づく学習支援手法の開発2023

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      嶋崎翔太, 野澤孝之, 池田純起
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      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2023)
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  • [Presentation] 事前の相互注視が教育コミュニケーションと脳同調に及ぼす効果の研究2023

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      野田幸佑, 野澤孝之, 池田純起
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      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2023)
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      青山隼人, 三宅美博, 野澤孝之
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      小池由夏, 緒方大樹, 野澤孝之, 三宅美博
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      Tsubota Y, Inagaki T, Nozawa T, Ishikawa Y
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      The 24th International Conference and Workshop on TEFL & Applied Linguistics
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Partner's gaze with Duchenne smile in social interaction promotes successive cooperative decision.2022

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      Deng X, Hosseini S, Miyake Y, Nozawa T
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      HCI International 2022
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 実世界インタラクションのfNIRSハイパースキャニングによる脳同調研究2022

    • Author(s)
      野澤孝之
    • Organizer
      第24回日本光脳機能イメージング学会(JOFBIS)シンポジウム
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    • Author(s)
      野澤孝之
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      サイエンティフィック・システム研究会 生体データと行動データの動的解析WG第3回
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      青山隼人, 三宅美博, 野澤孝之
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      日本教育工学会(JSET)研究会
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  • [Presentation] 個人間同調センシングによる音楽感動体験の定量的評価に向けた試み2021

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      野澤孝之, 亘理誠夫, 武智真, 佐藤雅樹, 小川類, 深澤南土実, 中越亮佑, 橋本和雄, 三宅 美博, 山本耕志
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      第22回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2021)
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      鄧笑奇, Sarinasadat Hosseini, 三宅美博, 野澤孝之
    • Organizer
      第22回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2021)
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      Hosseini Sarinasadat, 鄧笑奇, 三宅美博, 野澤孝之
    • Organizer
      第22回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2021)
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      2021 Research-status Report

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Published: 2021-07-13   Modified: 2024-12-25  

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