2022 Fiscal Year Research-status Report

空間周波数が潜在的な感覚に与える影響と関連する大脳神経活動の評価

Research Project

Project/Area Number	20K12031
Research Institution	Tohoku Gakuin University
Principal Investigator	加藤和夫東北学院大学, 工学部, 教授 (60416609)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	門倉博之東北学院大学, 工学部, 准教授 (50805497) 石川敦雄京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (40416582)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	空間周波数 / 潜在的感覚 / 潜在的連合テスト / 大脳神経活動 / 脳波
Outline of Annual Research Achievements	本研究では，建物外観や室内デザインなどに存在する空間周波数特性に着目する．空間周波数パターンは，それ自体は目立たなく，顕在的には中立な印象を与えると予想されるが，1/fゆらぎが快適感を与えるといった例のように潜在的な人間感覚を誘起する可能性がある．この心理的・生理的な影響については，詳細には解明されていないため，本研究では空間周波数特性が（１）観察者の潜在的な心的活動に与える影響と（２）関連する大脳神経活動を明らかにすることを目的としている．特に，カテゴリー判別に要する反応時間を用いて潜在的な意識を測定する潜在的連合テスト(IAT)を用いた先行研究（基盤研究C，平成29年度～令和元年度）の結果を踏まえ，本研究では空間周波数がより能動的に潜在的意識の活動を賦活させる新たなIATの実験デザインを導入することを予定している．以上の研究背景と目的に基づき，令和4年度はこれまでコロナ禍で延期していた被験者実験を実施した．この実験では，先行研究で課題となっていたIATのタスク画像の改良を行った．具体的には，IATのターゲット画像と評価対象である空間周波数画像との重なりを少なくなるようにした．また空間周波数画像における空間周波数パラメータを縦縞の輝度の変化に基づき定量的に制御できるようにした．現在までのところ，反応時間の結果より，高空間周波数が低空間周波数に比較して潜在的な心的活動に大きな影響を与えている可能性が示唆された．一方，脳波の事象関連電位には空間周波数と潜在的な心的活動に伴う神経活動には関連は見られなかった．また同時に検討を進めていた先行研究の脳波データの自発脳波成分に着目した解析を実施し，学会誌に投稿した．その結果，脳波シータ波に空間周波数が潜在的な心的活動に影響を与える神経活動が示唆されたが，被験者数や統計的処理についてコメントがあり，再投稿に向け現在検討中である．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 研究実施計画のフェーズ１（令和2年度～3年度）において，先行研究におけるIATを改良し，空間周波数がより能動的に潜在的意識を賦活させる実験デザインの検討を計画していた．令和2年度の進捗状況として，新たなIATとしてターゲット概念を従来の四角形と菱形から単純画像である円形と三角形とし，その背景に空間周波数特性を有する縦縞様の画像を配置した実験デザインの改良を行い，順調に進捗した．この進捗成果を生かし令和3年度は，改良したIATを用いた被験者実験を予定していたが，コロナ禍のため実施を断念したため，当初予定した研究実施計画より遅れた．一方で，この間先行研究の脳波データに対する検討を進め，学会発表，および査読付き学術論文として投稿することができた．この成果は，当初の研究実施計画では予定されていなかったが，今後実施予定の脳波測定等の被験者実験のデータ解析や考察に適用することができ，研究の進捗に寄与するものであると判断される．令和4年度は，コロナ禍にありながら感染予防に配慮し，被験者実験を徐々に始めることができたが，その成果は十分とは言えない．そのため研究期間について令和5年度まで1年間の延長を申請し，承認された．当初の研究実施計画が1年間分遅れることになった．令和5年度は当初実施計画のフェーズ2（当初計画では令和3年度～4年度）として，IATの応用実験を予定する．ここではIATの実験タスクに用いる刺激画像として，人物や建物などの実空間を想定したターゲット画像を配置し，背景空間周波数画像の有無により，潜在的な心的な活動を反映するIAT得点の変化やその大脳神経活動の評価を予定する．このような進捗状況を鑑み，「やや遅れている」と判断する．
Strategy for Future Research Activity	現在までの進捗状況として「やや遅れている」と判断したが，その主な原因は，コロナ禍により被験者実験が計画通り進んでいないことである．そのため令和5年度まで1年間研究期間を延長し，令和4年度から始めた被験者実験を継続して実施する予定である．具体的には，研究実施計画のフェーズ1（当初予定では令和2年度～3年度）において，令和2年度に準備を進めた先行研究の問題点を改良したIATデザインを用いた被験者実験を実施する予定である．この実験では，主に被験者数を増やし(n = 20程度)，測定したデータの統計的な解析の精度を向上させることを目的とする．測定した実験結果については，令和3年度から検討を行っている自発脳波解析を実施する予定である．合わせて必要に応じて，事象関連電位や信号源推定等についても検討を行う．これにより，空間周波数が潜在的な人間感覚に関わる大脳神経活動を詳細に評価できると期待できる．加えて令和5年度には，研究実施計画のフェーズ2（当初予定では令和3年度～4年度）として，フェーズ1の結果を考慮しながら応用実験として実空間を想定したIATの実験タスクの導入した実験を検討している．ここでは，人物や建物画像等をターゲット画像として配置し，背景空間周波数画像の有無によるIAT得点の変化やその大脳神経活動を評価する予定である．使用するターゲット画像は，建物デザイン，非常口サイン，人物などが候補に挙げられる．
Causes of Carryover	令和2年度～4年度については，参加したいずれの学会もコロナ禍の影響によりオンラインで開催されたため，現地までの旅費や宿泊代が不要になったことと被験者実験の取り止めといった研究の進捗に合わせて脳波電極の購入を次年度に先送したことが主な理由として挙げられる．次年度以降は，（コロナ禍の状況次第であるが）情報収集や成果発表のための学会参加に必要となる旅費や脳波測定のための電極の購入を計画している．