触覚的質感視の脳イメージング研究

• Project Area: Integrative studies of neural mechanisms and advanced information technologies for perception of material and surface qualities
• Project/Area Number: 25135720
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 山本 洋紀 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 助教 (10332727)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000); Fiscal Year 2014: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: 視覚 / 触覚 / テキスチャー / 質感 / fMRI / デコーディング / MVPA / 情動

Outline of Annual Research Achievements

わたしたちはモノを見るだけで、その触覚的な質感を瞬時に感じ取る事ができる。このような触覚的質感視の能力は、視覚系・触覚系の協調的な働きによって実現されていると我々は考えている。この仮説を検証するため、布の硬さ・柔らかさを、視覚のみあるいは触覚のみで判断しているときの脳活動をfMRIで測定した。仮説が正しければ、布を見るだけで、布を触った時に似た脳活動が生起すると予想される。
被験者として15人のナイーブな健常成人が参加した。刺激は柔らかい羊毛生地とかたいデニム生地の２種類だった。視覚刺激として、これらの布を波状の物体に貼り付け、斜め上から照明をあてた状態で回転しているときの映像を用いた。視覚呈示条件では、被験者はこの刺激動画を右目で4秒間観察した。触覚呈示条件では、被験者は右手で布を握るように4秒間触った。触覚呈示と視覚呈示はランダムな順序・タイミングで行われた。被験者の課題は、現在呈示されている布の硬さが、１つ前に呈示された布よりもかたいか、柔らかいか、同じか、わからないかを判断し、ボタン押しで報告することだった。
触覚呈示中と視覚呈示中で似た脳活動を示す脳領域を探索するため、脳活動から呈示された刺激の種類を復号化するマルチボクセルパターン解析の一種であるサーチライト解析を行った。具体的には、触覚呈示中の脳活動パターンを用いて学習した分類器を用いて、視覚呈示中の脳活動から刺激の種類を予測できる領域を探索するクロスデコーディング解析を行った。その結果、左頭頂連合野（VIP）付近に視覚・触覚間で類似した脳活動パターンがみられた（平均予測成功率 ~ 60%、P < 0.01, Bootstrap検定, 多重比較補正なし）。この結果は、触覚的質感視にはVIPの活動が関与していることを示唆している。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 手触りと眼触りの脳を探る (2015)
  • Author(s): 山本洋紀
  • Journal Title: Brain & Nerve -神経研究の進歩- Volume: 67
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Activity in early visual areas predicts interindividual differences in binocular rivalry dynamics. (2014)
  • Author(s): Yamashiro, H., Yamamoto, H., Mano, H., Umeda M., Higuchi, T., & Saiki, J.
  • Journal Title: Journal of Neurophysiology Volume: 111 Issue: 6 Pages: 1090-1202
  • DOI: 10.1152/jn.00509.2013
  • NAID: 120005458271
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Visual Field Maps of the Human Visual Cortex for Central and Peripheral Vision. (2014)
  • Author(s): Wang B., Yamamoto H., Wu J. and Ejima Y.
  • Journal Title: Neuroscience and Biomedical Engineering Volume: 1(2) Issue: 2 Pages: 102-110
  • DOI: 10.2174/2213385202666140207002441
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高照度照明が大脳視覚過程に及ぼす影響：脳機能イメージング研究 (2014)
  • Author(s): 川島康裕・山城博幸・山本洋紀・村瀬智一・市村好克・梅田雅宏・樋口敏宏
  • Journal Title: 照明学会誌 Volume: 98(2) Pages: 87-92
  • NAID: 120005606116
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Topographic representation of an occluded object and the effects of spatiotemporal context in human early visual areas (2013)
  • Author(s): Ban, H., Yamamoto, H., Hanakawa, T., Urayama, S., Aso, T., Fukuyama, H., and Ejima, Y.
  • Journal Title: J Neurosci Volume: 33 Issue: 43 Pages: 16992-17007
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1455-12.2013
  • NAID: 120005342659
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A non-device-specific approach to display characterization based on linear, non-linear, and hybrid search algorithms (2013)
  • Author(s): Ban H., Yamamoto H.
  • Journal Title: Journal of Vision Volume: 13(6) Issue: 6 Pages: 20-20
  • DOI: 10.1167/13.6.20
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Analysis of Visual Texture and Fabric Hand by Using fMRI. (2014)
  • Author(s): Isami C., Yamashiro H., Yamamoto H., and Sukigara S
  • Organizer: 43rd Textile Research Symposium
  • Place of Presentation: Christchurch, New Zealand
  • Year and Date: 2014-12-02 – 2014-12-03
• [Presentation] 質感：アート・心理学・脳科学 (2014)
  • Author(s): 山本洋紀
  • Organizer: キヤノン：質感・CGワークショップ
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-10-31
  • Invited
• [Presentation] 視覚意識と初期視覚野 (2014)
  • Author(s): 山本洋紀
  • Organizer: 第42回日本磁気共鳴医学会大会:シンポジュウム２ [fMRIで分かる脳機能」
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-09-08
  • Invited
• [Presentation] A local display characterization method to improve calibration accuracies and to achieve quick chromaticity reproductions. (2014)
  • Author(s): Ban H., Yamashiro H., Yamamoto H.
  • Organizer: The 10th Asia-Pacific Conference on Vision
  • Place of Presentation: Takamatsu, Japan.
  • Year and Date: 2014-07-19 – 2014-07-22
• [Presentation] fMRIを用いた布の触感評価時における脳イメージング (2014)
  • Author(s): 勇 地有理，山城博幸，山本洋紀，鋤柄佐千子
  • Organizer: 日本繊維機械学会第67回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-05-30 – 2015-05-31
• [Presentation] ヒト高次視覚領域の視野偏心度の簡易かつ効率的な新マッピング手法 (2014)
  • Author(s): 山本哲也、山本洋紀、村瀬智一、梅田雅宏、樋口敏宏
  • Organizer: 日本視覚学会2014年冬季大会
  • Place of Presentation: 工学院大学（東京都新宿区）
• [Presentation] MEGA-PRESS 法による異なる視覚野間の GABA 計測の検討 (2013)
  • Author(s): 村瀬智一、梅田雅宏、山城博幸、山本洋紀、河合裕子、田中忠蔵、樋口敏宏
  • Organizer: 第41回日本磁気共鳴医学会大会
  • Place of Presentation: アスティとくしま（徳島市）
• [Book] A probabilistic atlas of human visual areas and an information-theoretical analysis of individual variability in their loci. In: Advanced Brain Neuroimaging Topics in Health and Disease - Methods and Applications. (2014)
  • Author(s): Yamamoto H.
  • Publisher: INTECH
• [Remarks] 京都大学ホームページ ニュース（研究成果）
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2013_1/131023_3.htm