心地よい触感を生み出すヒトの多階層な脳内神経機構の解明

• Project Area: Analysis and synthesis of deep SHITSUKAN information in the real world
• Project/Area Number: 21H05827
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (IV)
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 楊 家家 岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 研究准教授 (30601588)
• Project Period (FY): 2021-09-10 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 触り心地 / レイヤーfMRI / 触覚脳機能 / 心地よい触感 / 多階層な脳機能

Outline of Research at the Start

触り心地を制御することにより，心を満たす上質な製品の設計を可能とするため，ヒトの「心地よい触感」を生み出すメカニズムの解明が望まれている。本研究では，対象の表面テクスチャと硬さに焦点を当てて，最新のヒト大脳皮質の層別活動が計測できる技術（レイヤーfMRI）を駆使して，「心地よい触感」を生み出すヒトの多階層な脳内神経機構を明らかにすることを目指している。

Outline of Annual Research Achievements

触り心地を制御することにより，心を満たす上質な製品の設計を可能とするため，ヒトの「心地良い触感」を生み出すメカニズムの解明が望まれている。一方，触り心地は，対象の表面粗さ，摩擦や硬さなどの複雑な物性とヒトの感覚が相互作用によって形成されると考えられるが，ヒトがどのようなメカニズムで「心地良い触感」を感じるかは未だ謎である。本研究では，対象の柔らかさに焦点を当てて，触り心地と柔らかさの関係性を検討した上で，心地よい触感を生み出す多階層な脳機能を調べることを目標としている。本年度は，前年度の成果に基づいて，さらに楕円体の柔らかさ刺激を作成して，手全体で対象を握る際の心地良さ知覚実験を実施した。その結果，対象の柔らかさが5kPaから170kPaの範囲において40kPa付近の刺激に最も心地良いと感じられたことがわかった。一方で，同様な刺激を用いた柔らかさ知覚実験では，このような傾向が見られず，必ずしも柔らかいものが心地良い触感が生まれるではないことが明らかにした。現在，この成果を元にfMRI実験を設計・実施しており，心地良い触感が生まれる際の脳内処理ネットワークを検証している。今後，これまでの研究成果を包括的に検討した上で，心地良い触感を感じるメカニズムの解明に努める。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Tactile angle discriminability improvement: contributions of working memory training and continuous attended sensory input (2022)
  • Author(s): Wang Wu、Yang Jiajia、Yu Yinghua、Li Huazhi、Liu Yulong、Yu Yiyang、Yu Jiabin、Tang Xiaoyu、Yang Jingjing、Takahashi Satoshi、Ejima Yoshimichi、Wu Jinglong
  • Journal Title: Journal of Neurophysiology Volume: 127 Issue: 5 Pages: 1398-1406
  • DOI: 10.1152/jn.00529.2021
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Layer-specific activation in human primary somatosensory cortex during tactile temporal prediction error processing (2022)
  • Author(s): Yu Yinghua、Huber Laurentius、Yang Jiajia、Fukunaga Masaki、Chai Yuhui、Jangraw David C.、Chen Gang、Handwerker Daniel A.、Molfese Peter J.、Ejima Yoshimichi、Sadato Norihiro、Wu Jinglong、Bandettini Peter A.
  • Journal Title: NeuroImage Volume: 248 Pages: 118867-118867
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2021.118867
  • NAID: 120007188347
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Global surface features contribute to human haptic roughness estimations (2022)
  • Author(s): Li Huazhi、Yang Jiajia、Yu Yinghua、Wang Wu、Liu Yulong、Zhou Mengni、Li Qingqing、Yang Jingjing、Shao Shiping、Takahashi Satoshi、Ejima Yoshimichi、Wu Jinglong
  • Journal Title: Experimental Brain Research Volume: 240 Issue: 3 Pages: 773-789
  • DOI: 10.1007/s00221-021-06289-0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research