2017 Fiscal Year Research-status Report
高齢者のタブレット端末学習における画面背景色の脳活性効果
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16K01076
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山崎 敦子 (慶祐敦子) 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10337678)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江藤 香 日本工業大学, 工学部, 准教授 (70213551)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | タブレット端末 / 背景色 / 脳機能 / 高齢者 / ワーキングメモリ / NIRS / 脳活性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度では短期記憶タスクに対するスクリーン画面背景色効果が年齢により異なるかを探った．若者と高齢者の被験者を対象に短期記憶タスクを行わせた．2016年度の実験で高齢者と若者の回答率の差が少なかった原因を探る予備実験をまず行い，昨年度に用いたリーディングスパンテストタスクが簡単であり，高齢者の回答率が高くなり違いが明確とならなかったことが分かった．この結果を元に文章を長くし，難易度が増すようにソフトを作り変えた．昨年度の実験同様，テキストの色は全ての背景色で黒とした．このソフトを用いて，昨年度の実験同様にタブレット端末上でマウス操作がない方法で，短期記憶タスク実験を行なった．5つの異なる背景色で行った昨年度までの実験結果で最も差異が見られた白，青，緑のみを本年度は対象とした．若者の被験者は色覚が正常な20代の男女30名（男27名，女3名），高齢者の被験者は色覚等が正常な健康で自立した生活を送っている65歳以上の男女7名（男4名，女3名）である．実験は休憩をはさみスクリーンの背景色を変えて行い，得点が背景色で異なるかを調べた．タスク終了後のアンケートで，色の好み，感じた疲労度と集中度についてデータを集めた．タスク作業中に，被験者の脳の前頭前野部分の血流量変化をNIRS（Hitachi WOT-100，16 channels）で測定した．NIRSシグナルから，背景色により脳の働きに違いがあるか，どの脳部位で違いが顕著かを分析した．この実験では，若者の正答率では色による違いはほとんどなかったが，高齢者では正答率は白が最も低く青が最も高い結果となった．NIRSシグナル分析の結果は，青と緑背景色で血流量が高くなり，白の時は血流量が低くなる傾向が見られた．青背景と黒文字の場合，白背景よりも文字が見えにくくタスク遂行のため負荷がかかり，前頭前野部分がより活性化されることを結果は示唆した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書で示した計画の通り，2016年度と2017年度では高齢者を被験者として集中度と短期記憶を査定するタスクに対するスクリーン画面背景色の効果を探った．実験では，のべ23名の高齢者からデータを得ることができた．若者と高齢者の比較，2016年度と17年度の高齢者から得た結果は，タスクが簡単すぎる場合には背景色による違いが少ないことを示唆した．脳血流量変化の分析結果は，文字や図が見えにくい背景色で高齢者にタスクを行わせることで，前頭前野に負荷をかけて，脳を活性化させることができる可能性があることを示唆した．研究の最終目標であるタブレット端末でのタスクを通じて高齢者の脳機能を活性化させる背景色に関して，一定の結果が得られたと考えている．高齢者被験者の数が予定を下回っている点については，結果データの統計分析の上からも改善が必要である．研究結果については，2017年度に国際学会で論文2報を発表し，2018年度では脳活性の観点から更に分析した結果を国際学会で発表する予定であり，研究結果の発表については大体予定通りとなっている．短期記憶タスクの難易度を上げるための実験とソフト開発に時間がかかったことと，計画通りの高齢者被験者数を集めることができなかったため，2017年度に計画していた異なる背景色で脳活性トレーニングを行い，その効果を測る実験ができなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度においては，昨年度と同様のより難易度の高いリーディングスパンテストを用いて高齢者被験者を対象に短期記憶を査定する実験を行う．被験者数は統計処理のために20名以上を予定している．全被験者について，タブレット端末を用いてタスクを行っている間の脳血流量変化をNIRSで計測する．アンケートで被験者の色の好み，疲労度，集中度についてもデータを集める．2016・17 年度の結果と合わせて分析し，高齢者にとって集中力，短期記憶をより高める背景色が青色であるのかを探る．NIRS計測データも，17年度で得られた結果と合わせて分析し，背景色でタスク正答率に違いがあるかを検証し，脳の血流量変化がどの部位で高いか，活性化されるのはどの部位かを背景色により分析して，タスク正答率結果と比較する．被験者の性別比にもよるが，男女の違いについても検証したいと考えている．現在までの結果は，青背景色が白よりも高齢者の一時的な前頭前野活性に寄与することを示唆しており，この2つの背景色を用いて短期記憶トレーニングを行った場合，短期記憶タスクの正答率が上昇するかを調べる．被験者を2グループに分け，それぞれの背景色で提示されたトレーニング課題を行ってもらう．トレーニング前と終了後に集中力と短期記憶を査定するタスクを行わせて，2グループ間で正答率が異なるかを探る．短期記憶の向上には，記憶情報処理を担う前頭前野が関連していると言われている．そこで，トレーニングの前と後で短期記憶力を査定するタスク中の前頭前野の血流量変化をNIRSで測り，脳活性が異なるかを検証する．トレーニング課題としては，高齢者の短期記憶訓練として用いられている単語タスクを予定している．
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| Causes of Carryover |
理由: タブレット端末上の短期記憶タスク実験ソフトを昨年度まで実験で使用したものでまずは行い，その結果をもとに改良したが，改良のための高齢者のリーディングスパンテストの文や難易度を決定するための時間が予想以上にかかった．また，脳機能測定のためのNIRSの不具合があったため，高齢者被験者による実験実施数と被験者数が計画より少なくなった．これにより被験者への謝金支出が計画よりも少なくなったこと，また発表を予定していた2018年3月の電気学会の分科会が開催されなかったことも計画とは異なっている．また，短期記憶タスクの実験ソフト改良費用が予想より少なかった．
使用計画: 今後に被験者数（特に高齢者）を増やすことを計画しており，被験者への謝金支出の増額分として200千円を見込んでいる．2018年度9月に開催されるKES2018での成果発表を予定しており，10月に開催される人間工学関連の国際学会（The 2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC2018)）に，研究結果を高齢者脳活性のタブレット端末システムへ反映する方法などの情報を得るために共同研究者とともに参加予定である．これらの学会参加費と旅費として約700千円を支出する計画である．さらに，学会発表のためのノートPCの購入に300千円を支出する計画である．
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Research Products
(4 results)
