脳機能計測に基づく能動型遠隔操作用ヒューマン・インターフェイスの研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15656068
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 光石 衛 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90183110)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩田 信恵 東京都立広尾病院, 内科, 医員(研究職) ; 宇川 義一 東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (50168671) ; 割澤 伸一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20262321) ; 橋詰 博行 岡山大学, 大学院・歯学総合研究科, 助教授 (60237922)
• Keywords: 脳機能計測 / 光トポグラフィ / 能動型遠隔操作用ヒューマン・インターフェイス / 知覚刺激 / 聴覚刺激 / 視覚野 / 聴覚野 / メンタルモデル

Research Abstract

今年度は、近赤外線を用いた脳機能計測装置(光トポグラフィ装置)を用いて、各感覚器が外界から受容する単純な刺激に対し応答する領野を計測し、反応の検出を行い、関連領野の血行動態の様子を計測することを行った。
実験により具体的に得られた結果をまとめると次の通りとなる。
(1)指の運動を用いた課題で運動野の反応が良好に検出され、身体運動の反応の検出から、「操作」行為の評価が可能であることを示した。
(2)両聴覚野の純音への反応を確実にとらえることができたのは、25計測中8件にとどまった。その理由として、i)大脳皮質における聴覚野の場所、ii)聴覚野の周波数局在性、iii)音の大きさが考えられる.
i)聴覚野はシルビウス溝の深部、大脳皮質の比較的深いところに存在する。ヒトの高次機能は大脳皮質に集まっているが、聴覚野は外套表面に露出している部分はわずかである。
ii)周波数局在性の存在が上げられる。Huotilainen,M.らによってMEGによる計測でも聴覚野の中でも特に高い周波数はより深部に存年することが確認されているが、高い音になればなるほど聴覚野の深部で反応が見られる。
iii)音の大きさの問題。本実験では、閾値の小さな音(聴覚閾)に近い周波数の音と耳に痛みを覚える音(痛覚閾)の間の音圧レベルで主に計測を試みたが、感覚の感度は刺激に対する慣れ、注意の集中度、覚醒レベルによっても変化する。このため被験者から得られる聴覚反応は、仮に聴覚野の反応を適格にとらえられているとしても、回を重ねるごとに検出ができなくなった可能性が高い。
脳機能計測装置との関係で考えると,光トポグラフィ装置は頭皮より20mm程度の深さまで大脳皮質までしか測れないことから、i)、ii)の理由により、本計測では100Hzという比較的低音域での計測を繰り返したが、的確に反応を捉えられなかった可能性が考えられる。
以上の結果を考慮すると,脳機能計測をヒューマン・インターフェイスの評価に用いるには,計測対象によっては更なる検討が必要であることが明らかになった。