高度なデータ駆動型手法を用いた脳の予測メカニズムのモデリング

• 研究課題/領域番号: 15K21079
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 認知科学; 脳計測科学
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 東 広志 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70734474)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 脳波 / 予測 / 学習 / 事象関連電位 / 強化学習 / P300 / 多次元配列 / ブレインコンピュータインターフェイス / 信号処理

研究成果の概要

ヒトは過去の経験から未来に起こることを予測する．本研究では，そのような経験から予測する機能に関連する脳波成分を特定した．ヒトを実験対象とした脳波計測の結果，予測を行う脳内処理はP3aと呼ばれる脳波成分に反映されることが分かった．その一方，脳波成分の一つであるP3bは，予測と関連しない処理が反映されることが示された．この結果は経験を処理するために複数の脳内処理が存在することを示唆し，これはヒト学習機能の深い理解への手がかりになる．

研究成果

• [雑誌論文] 非侵襲生体信号の処理と解析II ブレイン・コンピュータ・インタフェース (2018)
  • 著者名/発表者名: 田中聡久, 東広志
  • 雑誌名: システム／制御／情報 巻: 62 ページ: 159-165
  • NAID: 130007498152
• [雑誌論文] Variation in Event-Related Potentials by State Transitions (2017)
  • 著者名/発表者名: Higashi, H., Minami, T., Nakauchi, S.
  • 雑誌名: Frontiers Human Neuroscience 巻: 271 ページ: 75-75
  • DOI: 10.3389/fnhum.2017.00075
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multilinear discriminant analysis with subspace constraints for single-trial classification of event-related potentials (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Higashi, T. M. Rutkowski, T. Tanaka, and Y. Tanaka
  • 雑誌名: IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing 巻: 10 号: 7 ページ: 1295-1305
  • DOI: 10.1109/jstsp.2016.2599297
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 信号構造を利用する脳波処理 (2016)
  • 著者名/発表者名: 東広志, 田中聡久
  • 雑誌名: 計測と制御 巻: 55 号: 11 ページ: 960-965
  • DOI: 10.11499/sicejl.55.960
  • NAID: 130005284204
  • ISSN: 0453-4662, 1883-8170
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Smoothing of xDAWN spatial filters for robust extraction of event-related potentials (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Higashi, T. M. Rutkowski, T. Tanaka, and Y. Tanaka
  • 雑誌名: Proceedings of The 2016 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 巻: 1 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1109/apsipa.2016.7820750
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Functional illumination supporting the visual detection of plaques (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kondo, J. L. Nieves, E. M. Valero, H. Higashi, and S. Nakauchi
  • 雑誌名: Proceedings of IS&T 24th Color Imaging Conference 巻: 1 号: 1 ページ: 219-224
  • DOI: 10.2352/issn.2169-2629.2017.32.219
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Chromatic composition and preferences of paintings ― Comparative study for Japanese and Portuguese observers and paintings (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Kondo, N. Okada, K. Maruchi, Y. Misaki, H. Higashi, J. AR Monteiro, C. Montagner, J. MM Linhares, S. MC Nascimento, S. Nakauchi
  • 学会等名: The 24th symposium of the International Colour Vision Society
  • 国際学会
• [学会発表] Multiple cues for visual perception of mirror and glass materials (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Tamura, H. Higashi, and S. Nakauchi
  • 学会等名: The 17th Annual Meeting of the Vision Sciences
  • 国際学会
• [学会発表] Luminance-contrast reversal disambiguates illumination interpretation in #TheDress (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Nakauchi, K. Shiromi, H. Higashi, M. Shehata, and S. Shimojo
  • 学会等名: The 17th Annual Meeting of the Vision Sciences
  • 国際学会
• [学会発表] 絵画の色彩選好におけるポルトガル人と日本人の類似性と相違点 (2017)
  • 著者名/発表者名: 近藤泰成, 東広志, Sergio M.C. Nascimento, 中内茂樹
  • 学会等名: 第5回多元質感知領域班会議
• [学会発表] 絵画の色彩選好におけるユニバーサリティーと色彩統計量 (2017)
  • 著者名/発表者名: 近藤泰成, 東広志, Sergio M.C. Nascimento, 中内茂樹
  • 学会等名: 質感のつどい第3回公開フォーラム
• [学会発表] 輝度反転による#TheDressの照明解釈の曖昧性の消失 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中内茂樹, 白見海, 東広志, Mohammad Shehata, 下條信輔
  • 学会等名: 質感のつどい第3回公開フォーラム
• [学会発表] 瞳孔計測を用いたヒトの情動状態の評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中古賀理, 東広志, 村松潤哉, 中内茂樹, 南哲人
  • 学会等名: ヒューマンインフォメーション研究会
• [学会発表] 情動誘発画像を用いたEEG・NIRS信号の分類 (2017)
  • 著者名/発表者名: 龍進吾, 東広志, 村松潤哉, 中内茂樹, 南哲人
  • 学会等名: ヒューマンインフォメーション研究会
• [学会発表] 周辺視野における刺激周波数とSSVEP応答の関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中島健太, 南哲人, 東広志, 中内茂樹
  • 学会等名: ヒューマンインフォメーション研究会
• [学会発表] 絵画に対する選好に見られるポルトガル人と日本人の類似性と相違点 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中内茂樹, 近藤泰成, 東広志, Sergio M.C. Nascimento
  • 学会等名: 日本認知科学会第34回大会
• [学会発表] 絵画の色彩選好に対する文化依存性とユニバーサリティー (2017)
  • 著者名/発表者名: 近藤泰成, 三崎幸典, 東広志, Sergio M.C. Nascimento, 中内茂樹
  • 学会等名: 日本視覚学会2017夏季大会
• [学会発表] 絵画の色彩選好におけるポルトガル人と日本人の類似性と相違点 (2017)
  • 著者名/発表者名: 近藤泰成, 東広志, Sergio M.C. Nascimento, 中内茂樹
  • 学会等名: 第4回多元質感知領域班会議
• [学会発表] チャンネル間の連結度を利用した脳波アーチファクト除去 (2016)
  • 著者名/発表者名: 東広志
  • 学会等名: 電子情報通信学会第31回信号処理シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-11-08
• [学会発表] Spatial smoothing of canonical correlation analysis for steady state evoked potential based brain computer interfaces (2016)
  • 著者名/発表者名: Shingo Ryu, Hiroshi Higashi, Toshihisa Tanaka, Shigeki Nakauchi, and Tetsuto Minami
  • 学会等名: The 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 2016-08-17
  • 国際学会
• [学会発表] Subspace-constrained multilinear discriminant analysis for ERP-based brain computer interface classification (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Higashi,, T. M. Rutkowski, T. Tanaka, and Y. Tanaka
  • 学会等名: The 2015 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] 部分空間制約を用いた多次元線形判別法による単一試行事象関連電位の識別 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東広志, Tomasz M. Rutkowski, 田中聡久, 田中雄一
  • 学会等名: 電子情報通信学会第30回信号処理シンポジウム
  • 発表場所: 福島
  • 年月日: 2015-11-04
• [学会発表] グラフスペクトルを用いた制約付き脳波処理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東広志, 田中聡久, 田中雄一
  • 学会等名: 第54回生体医工学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-05-07