2016 Fiscal Year Research-status Report
空間注意と視線制御による選択意図推定の脳内メカニズムの解明とBMIシステムの提案
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16K18052
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
呉 瓊 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (40762935)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | Covert attention / Overt attention / Eye movements / Fronto-parietal network / Eye frontal field / Visual cortex |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度の計画は、視覚空間注意と視線制御の実験タスクを考案して、視覚空間注意と視線コントロールに関する認知心理学実験、脳波とfMRI 実験を行う。得られた脳活動データはSPM12、Brain Voyager、Analiser などの解析方法を用いて処理する。脳波結果は、視線コントロールの脳波信号として眼球運動の動的特性を抽出する。fMRI 結果は、視覚空間注意と眼球運動を制御する脳内部位の同定に使用する。また，それらの領域間の関係を解析し、視覚空間注意と視線コントロールの脳内メカニズムを解明する。
今年度は、注意と視線コントロールに関する認知心理学、EEG、fMRI研究を検査して、人間の注意の定義等の基礎知識を勉強した。
また、本計画の通り、視覚と触覚の空間注意タスクを考案し、認知心理学、EEG、fMRIの実験を行い、「前頭-頭頂連合部（Fronto-parietal network）」という神経ネットワークは人間の空間注意との強く関連性が見られた。
さらに、眼球運動について、超高速カメラを用いて眼球運動の特性を抽出され、眼球運動の軌跡を計測した。眼球運動に関連する「前頭眼野（Eye frontal field）」の賦活が同定された。
これらの成果は2件の学術雑誌論文（Neuroscience and Biomedical Engineering国際学術雑誌1件、Frontiers in Behavioral Neuroscience国際学術雑誌1件）に掲載され、6件の国際学会（ICMA2016国際学会3件、OHBM2016国際学会1件、AHFE2016国際学会1件）と1件の国内学会（第19回日本ヒト脳機能マッピング学会）で発表された。IGI Global国際出版社に1冊の本を出版した。
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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
本研究の課題計画によって、空間注意と眼球運動の脳内部位を同定でき、脳内メカニズムの解明ができた。
また、Bluetoothを利用して、BMIシステム構築に最も大きい貢献があるロボットへの無線コントロール技術を実現した。
以上の理由で、本課題はおおむね順調に進展していると報告する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の方案：
まず、研究計画の通り、人間の注意、視線と意図の関連性を解明され、意図が含まれている空間注意と視線の関係を解明し、選択意図に関する脳内領域を同定する。
次、選択意図の脳内メカニズムを解明し、選択意図の脳内処理モデルを構築する。
更に、構築されたモデルの検証・評価実験を実施し、選択意図推定のデータベースを提案する。
最後、北京理工大学のロボットシステムに意図信号を出力し、ロボットへの運動計画、行動等命令を送信し、リアルタイムの意図理解できるBMIシステムを研究開発する。
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