行動の自動計測・リアルタイムフィードバックシステムを用いた行動形成研究の展開

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K03372
• Research Institution: Meisei University
• Principal Investigator: 丹野 貴行 明星大学, 心理学部, 准教授 (10737315)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 実験的行動分析 / 反応形成 / 反応間時間 / 自動計測 / ハト

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、報酬の後続（随伴）による新たな行動の獲得、専門用語で言えば「行動形成」もしくは「反応形成」について、（１）ハトを用いた行動実験からその形成過程の基礎的知見を得る、（２）形成を自動化させた実験プラットフォームの開発を試みる、の２点を目的としている。2019年度の研究では、前者の（１）に関して、以下の実験を実施した。ハトを被験体とし、装置として、実験箱内の正面パネルに横並びの２つのキーを備えたものを使用した。手続きとして、各試行で左→右もしくは右→左の２回のキーつつきを要求し、そのつつく反応の時間間隔である反応間時間を計測した。この反応間時間は「待つ行動・反応」に該当する。そしてこの反応間時間が所定の基準値以上ならば、報酬（麻の実）を提示することで、より長い反応間時間の形成に取り組んだ。この基本的な手続きにおいて、基準値を徐々に長くしていく際の変更条件として、パーセンタイルスケジュールと呼ばれる手続きを利用しつつ、変更回数の頻度、一回の変更の大きさ、変更の方向性を様々に操作した。その結果、これらの操作は、反応間時間が長くなることの速さや精度にそれほど寄与しないことが明らかとなった。これまでの説では、変更回数の頻度は多めに、大きさは少なめに、そして方向性は両方向にという「スモールステップ」が基本とされているが、本研究の成果はその一般性に疑問を示すものとなっている。また、（２）の課題である実験プラットフォーム開発については、実験箱内でのハトの行動をカメラで記録し、機械学習等を利用したコーディングによりその様子を自動的に計測する技術について検討を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画では、１年目～２年目にかけて、ハトのキーつつき反応の反応間時間（「待つ行動・反応」）を対象とした行動形成・反応形成において、その速さや精度を左右する制御変数について検討するということであった。そして、その同じ場面において反応間時間のみならず反応型までも含んだ形での行動形成・反応形成へと射程を拡げるべく、ハトの行動を自動計測できる実験プラットフォームを２年目～３年目にかけて開発するというものであった。１年目終了時点において、前者の制御変数の検討と後者の実験プラットフォームの作成の両者について、順調に進んでいると評価できる。

Strategy for Future Research Activity

２年目では、１年目に引き続き、ハトのキーつつき反応の反応間時間（「待つ行動・反応」）を対象として、その形成における速さや精度を左右するさらなる制御変数の探究を行う。具体的には、直近の待つ行動の長さに応じて報酬量が変化する、あるいはネガティブな結果が出現することの効果について検討する予定である。１つの条件についてほぼ１か月半の時間を要し、これを４～５条件実施する。また、実験プラットフォームの開発についても本格的に着手する。ハトの実験箱内の行動を自動計測しかつリアルタイムにフィードバックを与える技術について、専門家も交えて検討を進め、その試作品を作成する。

Causes of Carryover

当初計画では、１年目の進捗状況に応じて実験プラットフォームの開発にも取り組む可能性もあり、それに応じた物品費と人件費・謝金となっていた。実際には、１年目では撮影用カメラ及びそれに関連する機材等の購入とそのテストで終了し、２年目でこれに本格的に取り組むこととなったため、次年度使用となった。使用計画としては、実験プラットフォーム作成に要する物品費と人件費・謝金となっている。