2017 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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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | Covert attention / Overt attention / Eye movements / Gaze Control / Microsaccade |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の計画としては、同定された視覚空間注意と視線による選択意図に関する脳内メカニズムを通じて選択意図の脳機能ネットワークを解明し、選択意図の脳内処理モデルを構築している。まず、認知・脳波・fMRIの局部の解析結果に基づいて、視線コントロールと空間注意の局部脳機能ネットワークを解明する。また、最適化解析方法を用いて選択意図推定の脳機能神経ネットワークを構築する。さらに、モデルの提案・検証・評価測定実験を行う。
実施状況については、まず、Posnerタスクを用いて空間注意に関する認知心理学、EEG、fMRI研究を行い、人間の外因的と内因的注意と選択意図の関与性が検証した。また、眼球運動測定装置を用いて視覚空間注意タスクを考案し、認知心理学、EEG実験を行い、人間の眼球の固視微動と注意の高い関連性が見られ、外的要因ではなく、内的な要因にも注意と関与することが発見され、潜在的な注意と選択意図の高い関与性が見られた。さらに、空間注意・視線と選択意図のモデルの構築に高い貢献が発見し、選択意図推定の脳機能神経ネットワークを構築され、モデルの提案・検証・評価測定実験を行っている。
これらの成果は2件の学術雑誌論文（International Journal of Psychophysiology国際学術雑誌1件、Parkinson's Disease国際学術雑誌1件）に掲載され、3件の国際学会（2017 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)国際学会3件）で発表された。
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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、人間の眼球の固視微動と潜在的な空間注意の高い関連性がみられ、視線と空間注意に基づいた選択意図の神経モデルを構築し、検証・評価実験を行っている。
さらに、眼球運動の電圧（眼電）の信号を用いて、Bluetoothを利用したロボットへの無線コントロールが実現でき、BMIシステム研究開発に大きな貢献ができた。
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、平成30年の研究計画通りに前年度まで構築された選択意図の脳内処理モデルの検証・評価を中心とし、マルチデータの深層学習の方法を用いて選択意図の計算モデルを構築する。認知心理学実験、脳波とfMRI実験から得られたデーダに基づいて選択意図推定ベータベースを構築する。
さらに、評価実験を用いて選択意図推定ベータベースの有効性を評価する。
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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