2020 Fiscal Year Research-status Report
Quantification of searching behavior in human using virtual reality and prediction of cognitive function
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18K18140
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
阿部 真人 国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 特別研究員 (60758027)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 探索行動 / レヴィウォーク / 臨界現象 / 非線形ダイナミクス / Zipf則 / 活動量データ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人間の行動におけるスケーリング則を解析し、認知機能との関係を明らかにすることで、行動パターンのプロセス解明と認知機能低下の予測および予防手法の開発を目指している。2020年度は、主に4つの課題に取り組んだ。1つ目は、高齢者の会話における単語使用の大規模データを取得し、その単語の頻度のスケーリング則を解析した。その結果、スケーリング指数と認知機能との関連性を発見した。これにより認知機能を会話データから予測する手法の開発につながることが予想される。この結果を論文にまとめ、PLOS ONEにて発表した。2つ目は、探索行動パターンを作る脳の数理モデルを開発し、普遍的にみられるスケーリング則であるレヴィウォークのパターンが非線形ダイナミクスにおける臨界状態から創発することを明らかにし、さらに認知機能の柔軟性といった機能的意義をもつことを示した。この結果を論文にまとめ、PNASにて発表した。3つ目は、英国の大規模データバンクであるUKBiobankのデータを用い、加速度計から得られた活動時系列データにみられるスケーリング則を解析し、認知機能との関連性を明らかにした。現在、その結果をまとめて論文執筆中である。4つ目は3D仮想空間を構築するソフトUnityを用い、バーチャルリアリティ空間内で人がどのように移動するかを調べるための実験を構築した。実験を行い、人の探索行動に見られるスケーリング則について解析した。その結果、自発的な行動としてレヴィウォークのパターンが現れることが明らかになった。
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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
当初の研究計画では、空間内の探索行動だけに限定していたが、脳内での単語の探索といった非空間における探索行動も絡めて発展させることができたこと、さらに探索行動に関して理論的な視点からも重要な発見ができたこと、そしてそれらを論文として出版できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
バーチャルリアリティ実験の被験者数を増やして本実験を行い、移動データを解析し、論文を執筆する。また脳のメカニズムを探るため、同時にfMRIを用いた脳画像解析も計画している。
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| Causes of Carryover |
新型コロナの蔓延により、予定していた国際会議や国内会議に参加する旅費がかからなかったため。今後、会議もハイブリッド形式が増えるので、旅費として用いる予定である。
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Research Products
(5 results)
