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脳波デコーディングを用いた階層的コミュニケーションの構成的検証と制御

Publicly Offered Research

Project AreaStudies of Language Evolution for Co-creative Human Communication
Project/Area Number 18H05087
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKyoto Sangyo University

Principal Investigator

奥田 次郎  京都産業大学, 情報理工学部, 教授 (80384725)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords実験記号論 / 記号列階層構造 / 字義的な意味 / 言外の意味 / ミラーシステム / ブローカ野 / 脳波フィードバック訓練 / 脳情報モデル検証 / 脳情報フィードバック訓練 / 因果効果 / モデル検証 / 接地 / 脱接地 / 脳波 / 状態弁別 / 機能変調 / 記憶に基づく将来展望
Outline of Annual Research Achievements

2名の人間が複数の記号の組み合わせからなる記号列を媒体として自身の意図を表現し、互いに共有する仕組みを形成する過程を検討するための実験課題を開発し、行動実験と脳波計測データの特徴分析を行った。3つの記号から成る記号列を用いて課題画面中の具体的な対象物の情報を表しながら、その対象物に対する自身の意図を記号列の構造に重層的に埋め込んで他者に伝達する行動の観測に成功し、関連する脳波特徴を同定した。特に、記号列の構成を思考する過程に特有の、左前頭部から左右頭頂部と後頭部にかけての11Hz脳波パワーの抑制特徴を見出した。この脳波結果と従来の神経科学的知見より、記号列構造を用いて外界対象の意味と対象に対する意図を同時に表そうとする過程に、意図の理解や表現に関わると考えられる頭頂部ミラーシステムと、言語構造処理への関与が示唆されている左前頭葉ブローカ野周辺領域、言語の意味処理に関わるとされる側頭後頭葉領域の間の情報統合が関わるという仮説モデルを提唱した。
提案した脳情報モデルを操作的・因果的に検証する新しい手法として、モデルに対応する脳波特徴の生起訓練前後での行動変化を調べる構成的検証の考案と試行を行った。モデル検証のための脳状態自律操作訓練として、新規の参加者に対して、左前頭部、左右頭頂部、左右後頭部の計5領域の脳波パワー抑制度合を5角形グラフで視覚フィードバックする訓練試行を、4日間にわたり計3,200試行実施した。訓練の結果、初日から最終日にかけて脳波特徴の自律生起に成功した参加者において、訓練後の情景画意図理解と、記号列構造を用いた意図表現の向上が見られた。特に、意図の理解との関係を想定していた頭頂部脳波特徴の生起成績が高いことと対応して、情景画意図理解が顕著に向上した。これらの結果から、複数要素から成る脳モデルの構成的検証を脳波状態訓練によって行える可能性を示した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Connotation embedded in hierarchical structures of symbol strings - Extension of experimental semiotics approach -2020

    • Author(s)
      Kataoka Hiroki、Fujiwara Masayuki、Hashimoto Takashi、Okuda Jiro
    • Journal Title

      Proceedings of the Twenty-Fifth International Symposium on Artificial Life and Robotics

      Volume: AROB 25th 2020 Pages: 964-969

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] The Mirroring of Symbols: An EEG Study on the Role of Mirroring in the Formation of Symbolic Communication Systems2019

    • Author(s)
      Li G, Hashimoto T, Konno T, Okuda J, Samejima K, Fujiwara M & Morita J
    • Journal Title

      Letters on Evolutionary Behavioral Science

      Volume: 10 Issue: 2 Pages: 7-10

    • DOI

      10.5178/lebs.2019.70

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cognitive Factors Inuencing Formation of Collaborative Communication2018

    • Author(s)
      森田 純哉、金野 武司、奥田 次郎、鮫島 和行、李 冠宏、藤原 正幸、橋本 敬
    • Journal Title

      The Transactions of Human Interface Society

      Volume: 20 Issue: 4 Pages: 435-446

    • DOI

      10.11184/his.20.4_435

    • NAID

      130007521331

    • ISSN
      1344-7262, 2186-8271
    • Year and Date
      2018-11-25
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Behavioral and Brain Activity Modulation Through Neurofeedback Training Using Electroencephalography2018

    • Author(s)
      Kimura Takuya、Okuda Jiro
    • Journal Title

      Advances in Cognitive Neurodynamics

      Volume: VI Pages: 79-86

    • DOI

      10.1007/978-981-10-8854-4_10

    • ISBN
      9789811088537, 9789811088544
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Changes in Phase Synchronization of EEG during Development of Symbolic Communication Systems2018

    • Author(s)
      Masayuki Fujiwara, Takashi Hashimoto, Guanhong Li, Jiro Okuda, Takeshi Konno, Kazuyuki Samejima and Junya Morita
    • Journal Title

      Advances in Cognitive Neurodynamics(VI): Proceedings of the 6th International Conference on Cognitive Neurodynamics - 2017

      Volume: - Pages: 327-333

    • DOI

      10.1007/978-981-10-8854-4_41

    • ISBN
      9789811088537, 9789811088544
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase Synchrony in Symbolic Communication: Effect of Order of Messaging Bearing Intention2018

    • Author(s)
      Fujiwara Masayuki、Hashimoto Takashi、Li Guanhong、Okuda Jiro、Konno Takeshi、Samejima Kazuyuki、Morita Junya
    • Journal Title

      The Proceedings of the 28th Annual Conference of the Japanese Neural Network Society

      Volume: - Pages: 40-41

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ニオイ提示に伴う感情・覚醒変化と脳波応答2018

    • Author(s)
      橋爪 秀典、奥田 次郎
    • Journal Title

      VR学研報

      Volume: SBR2018-13 Pages: 27-32

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] 高齢者の認知機能と身体機能および心理状態に対するアスタキサンチン摂取の影響2018

    • Author(s)
      本江 信子、富永 久美、奥田 次郎、鈴木 麻希、三浦 直樹
    • Journal Title

      Japanese Pharmacology & Therapeutics

      Volume: 46 Pages: 2043-2062

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Connotation embedded in hierarchical structures of symbol strings - Extension of experimental semiotics approach -2020

    • Author(s)
      Kataoka Hiroki、Fujiwara Masayuki、Hashimoto Takashi、Okuda Jiro
    • Organizer
      25th International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Involvement of human mirror system in dissociating action meaning from external stimuli as examined by EEG mu-suppression2019

    • Author(s)
      Kataoka Hiroki、Okuda Jiro
    • Organizer
      NEURO2019 The 42nd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Approach to Symbol Grounding Problem and Intention Sharing: Analysis of EEG's Phase Synchrony Network in Symbolic Communication Task2018

    • Author(s)
      Fujiwara Masayuki、Hashimoto Takashi、Li Guanhong、Okuda Jiro、Konno Takeshi、Samejima Kazuyuki、Morita Junya
    • Organizer
      International Symposium for "Potentials and Perspectives of Communication among Humans and Agents Including Robots and Animals"
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ニオイ提示に伴う感情・覚醒変化と脳波応答2018

    • Author(s)
      橋爪 秀典、奥田 次郎
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会 第22回 香り・味と生体情報研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Phase Synchrony in Symbolic Communication: Effect of Order of Messaging Bearing Intention2018

    • Author(s)
      Fujiwara Masayuki、Hashimoto Takashi、Li Guanhong、Okuda Jiro、Konno Takeshi、Samejima Kazuyuki、Morita Junya
    • Organizer
      28th Annual Conference of the Japanese Neural Network Society
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 階層的な記号による意図伝達を検討する実験課題の提案2018

    • Author(s)
      片岡 大貴、奥田 次郎
    • Organizer
      東京共創言語進化学講座 Tokyo Lectures in Evolinguistics 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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