質感認知に関わる感性・情動脳活動

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Integrative studies of neural mechanisms and advanced information technologies for perception of material and surface qualities
• Project/Area Number: 22135008
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 本田 学 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所・疾病研究第七部, 部長 (40321608)
• Keywords: 脳神経 / 神経科学 / イメージング / 情動 / 感性

Research Abstract

報酬系神経回路の活動状態を、感性的質感認知に大きな影響を及ぼすことなく簡便に計測可能である脳波をもちいて推定する手法に、心拍や呼吸の影響を考慮し、指標の高度化を行った。また、音の感性的質感認知を高める音情報について、その情報構造のパラメータが報酬系神経回路の活性化に及ぼす影響を検討した。信号の複雑性と周波数帯域構造を変化させて、報酬系神経回路を活性化するための音情報の構造について検討した結果、報酬系神経回路を活性化するためには特定の自己相関秩序をもった複雑な信号構造を有することが必要であり、さらに信号の周波数帯域が影響している可能性が示唆された。
また、超高周波成分を含んだ音を呈示する前後で、開発した簡易深部脳活性指標と状態不安の程度を示す心理検査STAIの状態不安尺度を計測し、音呈示の影響が両者に及ぼす影響と、両尺度の相関とを検討した。その結果、簡易深部脳活性指標が顕著に上昇するとともに、音響情報呈示前に比べて呈示後の方が、STAIにより評価した被験者の状態不安が顕著に改善した。さらに、簡易深部脳活性指標とSTAIにより計測した状態不安尺度との間に、強い負の相関が存在することが、高い統計的有意性をもって示された。
超高周波振動の身体受容部位を検討するため、可聴音と超高周波振動をそれぞれ独立して呈示し、超高周波振動を人間の首から上の頭部に呈示した場合と、首から下の身体に呈示した場合とに分けて、超高周波振動の有無による効果の違いを調べた。その結果、超高周波振動を首から上の頭部に呈示したときには深部脳活性指標の変化が見られず、首から下の身体に呈示したときには、超高周波振動の付加によって深部脳活性指標が統計的有意に増大した。この結果は、感性的質感認知を引き起こす報酬系神経回路の活性化は、首から下の身体に超高周波振動を呈示した場合にのみ導かれることを示している。

Research Products

• [Journal Article] Development of a Brain PET System, PET-Hat : A Wearable PET System for Brain Research (2011)
  • Author(s): Yamamoto S, Honda M, Oohashi T, Shimizu K, Senda M
  • Journal Title: IEEE Transactions on Nuclear Science Volume: 56 Pages: 668-673
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypersonic sound track for Blu-ray Disc "AKIRA", vol.4-1, 53-58, 2010 (2010)
  • Author(s): Nishina E, Morimoto M, Fukushima A, Yagi R
  • Journal Title: ASIAGRAPH Journal Volume: 4 Pages: 53-58
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Cortical current estimation from EEG by incorporating NIRS activity as a hierarchical prior (2011)
  • Author(s): Aihara T, Takeda Y, Takeda K, Yasuda W, Sato T, Otaka Y, Hanakawa T, Honda M, Liu M, Kawato M, Sato M, Osu R
  • Organizer: Society of Neuroscience 2011 Annual Meeting
  • Place of Presentation: Walter E.Washington Convention Center, Washington, DC, USA
  • Year and Date: 20111112-20111116
• [Presentation] EEG-based brain-computer interface control during simultaneous fMRI acquisition (2011)
  • Author(s): DaSalla CS, Kasahara K, Honda M, Hanakawa T
  • Organizer: Society of Neuroscience 2011 Annual Meeting
  • Place of Presentation: Walter E.Washington Convention Center, Washington, DC, USA
  • Year and Date: 2011-11-15
• [Presentation] Correlation between the activity of deep brain regions and the change of arousal level (2011)
  • Author(s): Omata K, Morimoto M, Hanakawa T, Honda M
  • Organizer: The 15th Annual meeting of the Association for the Scientific Study of Consciousness
  • Place of Presentation: The Clock Tower at Kyoto University, Kyoto, Japan
  • Year and Date: 2011-06-11
• [Presentation] Brain activities related to vigilance judgment based on spontaneous EEG : A simultaneous EEG-fMRI study (2010)
  • Author(s): Omata K, Morimoto M, Hanakawa T, Honda M
  • Organizer: The Society for Neuroscience 40th Annual Meeting
  • Place of Presentation: San Diego Convention Center, San Diego, USA
  • Year and Date: 2010-11-13
• [Presentation] Influence of cardiac and respiratory artifacts on the relationship between EEG and fMRI signals (2010)
  • Author(s): Omata K, Hanakawa T, Morimoto M, Honda M
  • Organizer: 29th International Congress of Clinical Neurophysiology ICCN2010
  • Place of Presentation: 神戸市神戸国際会議場
  • Year and Date: 2010-10-30
• [Presentation] Study on the Sound Structure of Georgian Traditional Polyphony (1) : Analysis of the Temperament Structure (2010)
  • Author(s): Kawai N, Morimoto M, Honda M, Onodera E, Nishina E, Oohashi T
  • Organizer: The Fifth International Symposium of Traditional Polyphony
  • Place of Presentation: グルジア国トビリシ市国立音楽大学
  • Year and Date: 2010-10-06
• [Presentation] Study on the Sound Structure of Georgian Traditional Polyphony (2) : Quantitative Analysis of Fluctuation Structure (2010)
  • Author(s): Morimoto M, Honda M, Nishina E, Kawai N, Oohashi T
  • Organizer: The Fifth International Symposium of Traditional Polyphony
  • Place of Presentation: グルジア国トビリシ市国立音楽大学
  • Year and Date: 2010-10-06
• [Book] 「脳の発達と育ち・環境」脳と情報環境-脳科学から見た環境の安全・安心 (2010)
  • Author(s): 本田学
  • Total Pages: 36
  • Publisher: クバプロ
• [Remarks]
  • URL: http://www.ncnp.go.jp/nin/guide/r7/index.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] Vibration generating apparatus and method introducing hypersonic effect to active fundamental brain network and heighten aesthetic sensibility (2012)
  • Inventor(s): 大橋力, 河合徳枝, 仁科エミ, 本田学, 前川督雄, 森本雅子, 八木玲子, 上野修
  • Industrial Property Rights Holder: 株式会社アクション・リサーチ
  • Industrial Property Number: 特許、US8,167,826B2
  • Acquisition Date: 2012-02-17
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 振動発生装置及び方法 (2010)
  • Inventor(s): 大橋力, 河合徳枝, 仁科エミ, 本田学, 前川督雄, 森本雅子, 八木玲子, 上野修
  • Industrial Property Rights Holder: 株式会社アクションリサーチ
  • Industrial Property Number: 特願2010-524295
  • Filing Date: 2010-11-24
• [Patent(Industrial Property Rights)] 振動呈示装置 (2010)
  • Inventor(s): 大橋力, 河合徳枝, 仁科エミ, 本田学, 前川督雄, 森本雅子, 八木玲子, 上野修
  • Industrial Property Rights Holder: 株式会社アクションリサーチ
  • Industrial Property Number: 特許第4572214号
  • Acquisition Date: 2010-08-20
• [Patent(Industrial Property Rights)] PET支持装置 (2010)
  • Inventor(s): 山本誠一, 大橋力, 本田学, 前川督雄
  • Industrial Property Rights Holder: 株式会社アクションリサーチ
  • Industrial Property Number: 特許第4610671号
  • Acquisition Date: 2010-10-22
• [Patent(Industrial Property Rights)] PET支持装置 (2010)
  • Inventor(s): 山本誠一, 大橋力, 本田学, 前川督雄
  • Industrial Property Rights Holder: 株式会社アクションリサーチ
  • Industrial Property Number: 特許第4642143号
  • Acquisition Date: 2010-12-10