2016 Fiscal Year Research-status Report
脳内多感覚統合機構の解明を目指した理論・実験の融合的研究
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16K16071
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
佐藤 好幸 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (00548753)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 知覚心理学 / 多感覚統合 / ベイズモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，多感覚情報の脳内統合機構を，心理実験及び数理モデルの融合的研究により解明することを目的としている．そのために，まずは感覚情報が脳内でいつ統合されるのか，また何が推定されているのかに関する研究に重点を置く．
本年度においては，まず，視聴覚統合の時間的性質に関する実験を行った．具体的には，視聴覚統合現象の一つとして，視覚刺激に対する反応速度が聴覚刺激の存在によって向上するという現象がある．これに関し，従来の研究ではこの向上効果が視聴覚刺激の相対位置に依存するという報告としないという報告が混在していた．代表者らが提案した同一源推定モデルをベースにした視聴覚統合のメカニズムを考えると，この効果は位置に依存することが予想される．実験的に異なる結果が得られていることの原因として，刺激提示位置の不一致により視聴覚刺激の対応関係がきちんととれていないこと，また刺激提示が狭い範囲に限定されていることがあるのではないかと考え，より広い範囲できちんと空間的に位置を合わせて対応関係がとれるように刺激提示を行った．その結果，視覚刺激に対する反応時間の向上効果は，聴覚刺激の相対的位置に依存することが明らかとなった．これは視聴覚統合に関する実験において重要な要素を明らかにしたという意味で重要な成果である．さらに，これはモデルの予測とも一致する結果であり，モデルをベースとした視聴覚統合機構の解明に貢献する成果である．
さらに，多感覚統合において統合される情報とその要因を解明するべく，より高次な視聴覚統合である音韻に関する統合（マガーク効果）に関する予備的結果や，運動タスクにおける多感覚統合に関する予備的な成果も得ている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度において当初は刺激に時間差をつけることで視聴覚統合のタイミングを解明する計画であった．しかし再度検討を行った結果，直接刺激に時間差をつけて提示するよりも，刺激に対する反応速度を計測することで，視聴覚統合のメカニズムを探ることのほうがより簡単であると判断し，上記実験を行った．反応速度に関しては，Drift Diffusion Model等の脳内メカニズムと直結するモデルが提唱されているため，視聴覚統合における反応速度の特性を明らかにすることで，そのメカニズムのモデルベースの解明につながる．当初実験案とは少々異なるものとなったが，一見相反する過去の報告を説明しうる，視聴覚の情報統合に関する重要な結果を得た．そして，この結果は代表者らが過去に提案した視聴覚統合における同一原性推定のベイズモデルの単純な予測とも一致することから，今回得られた結果を数理モデルの観点からより詳細に調べることで，さらなる知見が得られることも期待できる．さらには，次年度以降につながる実験の予備的な成果も得ていて，本年度においては特に実験的観点から見て多感覚統合に関して多面的な研究を行うことができた．以上の理由よりこの評価とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究計画においては，多感覚統合のメカニズムの解明を目指し，特に感覚統合の時間的特性，推定としての情報統合において何が推定されているのか，感覚統合において何がどのように学習されるのか，という３つの観点から研究を行うものである．
本年度の研究では計画通り，実験をベースにした研究を行った．上記に詳述した実験は比較的単純な視聴覚刺激を用いているため，時間的特性の解明に適したタスクとなっていた．次年度以降は情報統合においては何の情報に基づいて何が推定されるのかを明らかにするため，より高次な刺激を用いた実験タスクや，アウトプットとしての運動タスクも含めた実験により，情報統合の性質を明らかにしていく．さらにこれらのタスクにおける学習・適応現象に関しても実験を進めて，情報統合における学習のメカニズムを解明していく．
さらに，研究計画通り，実験結果をもとにして，ベイズモデルをはじめとする数理モデルを構築することで人間が情報統合においてどのような計算を行っているのかを明らかにしていく．
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| Causes of Carryover |
成果発表として海外学会に行かなかったことが主たる理由として挙げられる．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初の研究計画案に加え，本年度および次年度の研究成果を積極的に海外においても発表していく．
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