2019 Fiscal Year Research-status Report

情報処理過程のモデル化に基づく調性知覚の神経基盤の解明

Research Project

Project/Area Number	18K18139
Research Institution	Keio University
Principal Investigator	森本智志慶應義塾大学, 文学部(日吉), 訪問研究員 (90794230)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	音楽知覚 / 音楽的期待 / 和音 / 計算モデル / 脳波 / 機械学習
Outline of Annual Research Achievements	本研究は音楽刺激聴取時に調性知覚をもたらす神経基盤を計算論的な立場から明らかにし、その情報処理が音楽刺激以外の時系列刺激に対する知覚においても共通して用いられているという仮説の検証を目的としている。 2019年度は、18年度に未実施だった脳波計測実験の予備的な実施と共に、20年度にかけて行う本実験を中心に進めていく予定であった。不足していた脳波計周辺機器の整備や施設使用申請を行い、異動に伴って生じていた研究環境上の課題は克服された。また当初の計画には入っていなかったが、シミュレーション実験による必要な実験条件の整理と予測を行った。その結果、ある一部の和音進行の音程の組み合わせを網羅的に調べる実験デザインを組むことで、当初の想定よりも少ない試行数でモデルの比較検証に耐えうるデータ収集が可能となる見込みを立てることができ、それを実験計画に反映した。この計画は、従来研究で実施した４連鎖和音刺激よりも長い系列刺激に対するデータ収集を、特定のモデルに有利にならない範囲でなるだけ少ない試行数で行うものであり、特に長時間の拘束が困難な脳波計測実験において極めて重要である。さらに行動と脳活動の対応関係を示すための解析技術開発を進めた。特に移動エントロピーを用いた相互作用の定量化が有効であるという見立てのもとで、データの分布推定に適したベクトル量子化について検討を進めており、推定結果の頑健性に基づいた評価フローを立てて検証中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 昨年度異動に伴って遅れていた実験実施に関しては、実験室の確保が困難であったことから計画の遅れをそのまま引きずっており、依然行動計測、脳波計測実験とも予備的な計測に留まっている。さらに年度末の新型コロナウィルスによる社会的自粛の影響で、実験の実施自体が困難となり、まだ対外発表できるだけの十分なデータを習得できていない。想定よりも進捗が遅れている状況にある。一方で実験実施以外の進捗は良好であり、和音刺激を用いる行動実験及び脳波計測実験のデザインを、これまで得られてきたデータに基づいたシミュレーションから固めることができた。また、特に当初計画で2020年次に進める予定であった画像・映像を用いたプライミング実験についても、同様に準備が整った状況にある。これらの状況を総合して、本年度の進捗状況を（３）と自己評価した。
Strategy for Future Research Activity	新型コロナウィルスによる自粛により、大学での実験実施が実質的に不可能になる可能性が極めて高い。特に脳計測実験に関しては現時点で実施できる見込みは立っておらず、最終年度であるため、状況によっては実施できないまま本研究期間を終えてしまうことも見込まれる。そこで脳波計測以外の行動実験について、オンライン実験の実施について早急に検討を進めている。幸い聴覚環境の統制については、音楽的反応を対象とした実験であるため、十分な参加者数さえ集められれば極端な環境下以外では実施可能と見込まれる。予算の会計処理が停止してオンライン実験も実施不可能となってしまった場合は、これまで得てきたデータや公開データベースを用いて調性知覚モデルの一般化に関するシミュレーション実験を進めることとする。
Causes of Carryover	年度内に行動実験及び脳波計測実験を実施することができない状況になったため、計算機を拡充してシミュレーション実験を進めた一方で、主に実験実施分の施設利用料や謝金、発表等に関連する余剰が生じることとなった。本年度から改めて実施予定であるが、新型コロナウィルスによる自粛により実験遂行が困難な場合は、オンライン実験やシミュレーション実験を実施して研究の主目的であるモデルの検証を進めていく。その場合、オンライン実験プラットフォームを提供する業者への支出や、解析用ワークステーションの追加などが必要となることが予想され、本年度の余剰金はその整備に使用する予定である。