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2019 Fiscal Year Research-status Report

機械学習技術を用いた夢の情動価の推定に関する研究

Research Project

Project/Area Number 19K16244
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

元村 祐貴  九州大学, 芸術工学研究院, 助教 (50645273)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords夢 / 入眠時心像 / 機械学習
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,レム睡眠時の夢の情動推定に応用するため、入眠時心像を体験した本人の報告と体験時の脳波等の生理反応から,機械学習技術によって入眠時心像の発生の有無を推定するアルゴリズムを構築することを目的とした.
実験参加者は健康な男子大学生4名を対象とし、日中に仮眠させたときの入眠時心像についての報告とその際の生理データを取得した.参加者には,実験前日の激しい運動,飲酒,実験当日の喫煙,カフェインの摂取を控えてもらった.実験当日は6時に起床し,13時に実験室に到着後,計測用のセンサ等の装着を行った.実験室において参加者を入眠させ,脳波をモニタリングした.入眠確認後,覚醒させ夢聴取質問紙で夢内容を聴取し,聴取後に再入眠させた.この流れを1セッションとして繰り返して行い,3時間にわたり行った.得られたデータに対し、ランダムフォレストとBORUTAを用いて入眠時心像の有無を推定する機械学習アルゴリズムを構築した。個人内アルゴリズムにおいて,判別精度は平均72.1±3.30%であり,すべての参加者でチャンスレベル50%を大きく上回る結果となった.また,各参加者で共通して選択される変数が確認できなかった.このことから,入眠時心像形成プロセスにおける生理反応には大きな個人差があることが示唆される.実際,統合アルゴリズムでは,判別精度は平均50.9±3.08%であり,チャンスレベル50%程度に留まった.本研究では,個人の脳波データを用いた時に入眠時心像体験の有無を判別できる可能性を示し,レム睡眠時の夢内容推定にも応用できると考えられる.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

初年度は4名を対象とした実験において、300試行程度のデータを取得することができており、機械学習アルゴリズムのひな型ができたことから、計画通り順調に進展していると考える。

Strategy for Future Research Activity

今後は本データを用いて夢内容推定のアルゴリズム構築を進めるとともに、レム睡眠時のデータ取得に取り掛かる予定である。本年度は夢の有無の推定アルゴリズムまでにとどまっているため、より詳細な解析を進め、夢を報告したデータのみを用いて、夢聴取質問紙の結果を照らし合わせることによって、生理データから夢の内容を推定するアルゴリズムの構築に取り掛かる。さらにレム睡眠時のデータを取得し、完成した夢内容推定アルゴリズムを適応することによって、目的とするレム睡眠時の夢内容を脳波などの生理データから推定することを目指す。

Causes of Carryover

生体アンプ等の購入と人件費、謝金を学内予算から支出できたため、次年度使用額が生じた。翌年度分の予算は睡眠脳波のステージ判定等の解析者雇用予算にあて、迅速な解析のため活用する。また情報収集のための学会参加旅費として使用する予定である。

  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Emotional Data Visualization for Well-Being, Based on HRV Analysis2020

    • Author(s)
      Matsumae Akane、Luo Ruiyao、Wang Yun、Nishimura Eigo、Motomura Yuki
    • Journal Title

      Intelligent Human Systems Integration 2020

      Volume: 1 Pages: 1270~1276

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-030-39512-4_194

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tracking intermediate performance of vigilant attention using multiple eye metrics2020

    • Author(s)
      Abe Takashi、Mishima Kazuo、Kitamura Shingo、Hida Akiko、Inoue Yuichi、Mizuno Koh、Kaida Kosuke、Nakazaki Kyoko、Motomura Yuki、Maruo Kazushi、Ohta Toshiko、Furukawa Satoshi、Dinges David F、Ogata Katsuhiko
    • Journal Title

      Sleep

      Volume: 43 Pages: zsz219

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/sleep/zsz219

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cortisol-related hippocampal-extrastriate functional connectivity explains the adverse effect of cortisol on visuospatial retrieval2019

    • Author(s)
      Hakamata Yuko、Komi Shotaro、Sato Eisuke、Izawa Shuhei、Mizukami Shinya、Moriguchi Yoshiya、Motomura Yuki、Matsui Mie、Kim Yoshiharu、Hanakawa Takashi、Inoue Yusuke、Tagaya Hirokuni
    • Journal Title

      Psychoneuroendocrinology

      Volume: 109 Pages: 104310~104310

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2019.04.013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ERP study on the associations of peripheral oxytocin and prolactin with inhibitory processes involving emotional distraction2019

    • Author(s)
      Hayashi Sayuri、Tsuru Ayami、Kishida Fumi、Kim Yeon-Kyu、Higuchi Shigekazu、Motomura Yuki
    • Journal Title

      Journal of Physiological Anthropology

      Volume: 38 Pages: 5

    • DOI

      https://doi.org/10.1186/s40101-019-0196-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] RESEARCH ON BRAIN ACTIVITY DURING FALLING ASLEEP : A SIMULTANEOUS EEG-FMRI STUDY2019

    • Author(s)
      Hiroki Yoshida, Teruhisa Okuya, Ryousei Kurose, Yuki Motomura
    • Organizer
      The 14th International Congress of Physiological Anthropology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] EFFECT OF FEAR EXPRESSION ON MICROSACCADIC BIAS IN THE ANTI-DIRECTION TO THE GAZE CUES2019

    • Author(s)
      Ryousei Kurose, Yuki Motomura
    • Organizer
      The 14th International Congress of Physiological Anthropology
  • [Presentation] SLEEP DEBT IN THE MODERN SOCIETY AND THE BRAIN MECHANISM OF EMOTIONAL AND COGNITIVE DYSREGULATION2019

    • Author(s)
      Yuki Motomura
    • Organizer
      The 14th International Congress of Physiological Anthropology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 睡眠負債と情動反応2019

    • Author(s)
      元村祐貴
    • Organizer
      第35回日本ストレス学会学術総会
    • Invited
  • [Presentation] 潜在的睡眠不足からの回復は前頭前野による扁桃体賦活抑制機能の改善を介して気分を改善する:ASL-fMRI研究2019

    • Author(s)
      元村祐貴、北村真吾、中崎恭子、大場健太郎、勝沼るり、寺澤悠理、 肥田昌子、守口善也、三島和夫
    • Organizer
      日本睡眠学会第44回定期学術集会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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