2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of a neurophysiological "choking under pressure" index and its application to neurofeedback training
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20K11367
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 大樹 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (90416933)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加納 慎一郎 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (00282103)
赤木 亮太 芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (20581458)
堀江 亮太 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (60327690)
八幡 憲明 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学領域, グループリーダー(定常) (70409150)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | あがり / 精神的プレッシャー / ワーキングメモリ / fNIRS / 脳波 / θ波 / パッティング / パフォーマンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，緊張によりパフォーマンスが低下する「あがり」の状態を神経生理学的な「あがり」指標として取得すること，また，その指標を用いたトレーニング法を開発することを目的とする．2021年度は，①精神的プレッシャーが与える認知機能に対する影響の検討，②「あがり」を低減するニューロフィードバック（NF）システム設計に向けた基礎検討，の2点を主に進めた．
①に関して，ワーキングメモリ（WM）機能を研究対象とし，これまでに提唱されている「言語的反芻仮説」（言語性WMのパフォーマンスのみが阻害されると予想）と「感情制御仮説」（言語性だけでなく空間性のWMパフォーマンスも阻害されると予想）の妥当性について検討した．大学生30名を対象に計測した結果，プレッシャー下では両WM課題のパフォーマンスが低下し，感情制御仮説を支持する結果を得た．また，機能的近赤外分光法（fNIRS）で計測した脳活動信号の解析では，プレッシャー下で左中前頭回の活動が高まることが示された．この活動信号は，WM課題に対する反応時間の改善度と相関し，「あがり」抑制に関わる脳活動指標となることが示唆された．
②に関しては，ゴルフパッティング課題のパフォーマンスに関連する脳活動指標の開発に向けて，従来のfNIRSデータに加えて，脳波データの取得，解析を進めた．その結果，パッティング前の10秒間にθ波のパワーが徐々に弱まる傾向が見られた．これは先行研究と一致する結果であり，θ波がNF指標として有用であることを示唆する．ただし，現時点では，fNIRSで計測した背外側前頭前野の信号の方がパフォーマンスとの相関が強く，また計測ノイズに強いことが示された．そのため，最初のNFシステムとしてはfNIRSを採用することを決め，2チャンネルの小型携帯型fNIRS装置を用いたNFシステム開発に着手した．
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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
主要なテーマは，「研究実績の概要」に記載の通り，概ね予定通りに進捗している．具体的には，ゴルフパッティングを用いた運動タスク，言語性ワーキングメモリを用いた認知タスクの両方において，fNIRS信号を中心としたマルチモダリティ計測データを取得，解析することができた．また，「あがり」抑制を反映した脳活動指標としてfNIRSデータが適切であることを確認し，NFトレーニングに適した携帯型fNIRS装置でのシステム開発にも着手した．
その他，「あがり」現象の理解のため，モチベーションに関連した基礎実験も並行し，金銭的な「報酬」と「罰」の違いに関する認知パフォーマンスおよび脳活動信号の知見を得た．また，fNIRSのデータ解析法の改善として，新たな多重比較補正法を開発，評価を進めている．
これらを総合的に判断し，概ね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は，これまでの成果を統合したニューロフィードバックシステムのプロトタイプを開発し，その効果を実験的に評価することを目標とする．また，金銭的報酬／罰を与えた条件など精神的プレッシャー下における脳活動の変化から，モチベーションに関連するパフォーマンス／脳活動の変化について詳しく考察していく予定である．
fNIRS解析に関する方法論を含め，これまでの研究成果について学会（Organization for Human Brain Mapping, Society for functional Near-infrared Spectroscopyなど)で発表するとともに，論文化を進める．
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| Causes of Carryover |
予定していた学会発表がオンラインであったため，使用額が予定より少なかった．2022年度の学会参加費として使用する予定である．
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Research Products
(6 results)
