| Project/Area Number |
22K21299
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
1002:Human informatics, applied informatics and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Yamashita Ayumu 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (70854438)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | EEG / pupil / alpha / sustianed attention / 瞳孔径 / 集中力 / 心拍 / 持続的注意 / 脳状態 / マイクロステート / ウェアラブルデバイス / 生体情報 / 脳活動 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は，情報学と認知神経科学に基づいて集中状態を可視化・定量化する技術を開発し，あらゆるヒトの生活の質を向上させることである。本提案では脳活動のみから定義した集中状態と自律神経系の活動の相互関係（生体システムネットワーク）を明らかにし，ウェアラブルデバイス等で計測した生体情報から集中状態を視覚化する基礎技術の開発を行う。本提案は，神経科学の最新知見と情報学のデータ駆動的手法等の最先端技術を融合させることで，神経科学に基づいた集中状態の視覚化・定量化という新たな破壊的イノベーションのシーズを創出するものである。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study investigated the relationship between brain activity and autonomic nervous system activity in relation to sustained attention, aiming to quantify states of attention. Using EEG, brain activity and various biological signals such as pupil diameter, heart rate, and respiration were simultaneously measured during a sustained attention task and analyzed for their interrelations. A data-driven approach identified brain states resembling microstates, clarifying their relationship with task performance and biological signals. Notably, correlations were found between alpha power and respiration intensity, pupil diameter, and blink frequency, enabling the prediction of alpha power from biological signals. Furthermore, the practicality of using simple EEG for estimating brain states in daily life was explored. The results of these studies are expected to contribute to the objective assessment and improvement of attention state.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、集中状態の脳活動と自律神経系の活動との関連を明らかにし、これを定量化する技術を開発した。この成果は、注意欠陥障害や精神疾患など、集中力が低下する症状を持つ患者の診断や治療に寄与する可能性がある。また、日常生活や職場での集中力の向上に役立つツールとしての応用も期待される。さらに、脳波と生体情報の相互作用を解析することで、精神的状態と身体的状態の関係についての新たな科学的理解を提供し、行動科学や認知神経科学の分野において重要な学術的貢献を果たしている。この研究から得られる洞察は、将来的に治療法の開発や生活の質の向上に繋がるなど、より広範な社会的影響が見込まれる。
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