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生体電気信号から魚の心理を推定する:『生物感性工学』への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 16K12513
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 感性情報学
研究機関広島大学

研究代表者

辻 敏夫  広島大学, 工学研究科, 教授 (90179995)

研究分担者 吉田 将之  広島大学, 生物圏科学研究科, 准教授 (70253119)
平野 旭  呉工業高等専門学校, 電気情報工学分野, 准教授 (60594778)
曽 智  広島大学, 工学研究科, 助教 (80724351)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード小型魚類 / 感性計測評価 / 生体信号計測 / 行動計測 / 感性情報学
研究成果の概要

本研究課題では,ゼブラフィッシュの生体電気信号である呼吸波を計測し,動画像解析システムとほぼ同等の精度で魚の位置と遊泳速度を推定可能なシステムを提案するとともに,呼吸指標と運動指標を組み合わせて魚の心理状態を推定する手法を提案した.警報物質とエタノールを用いて,それぞれ,不快状態と快状態を誘起する実験を行い,呼吸指標と運動指標軸上に魚の不快状態と快状態が表現できることを示した.また,研究代表者が独自に開発した識別機LLGMNを用い,評価指標から心理状態が推定できることを確認した.そして,魚の心理状態の遷移予測を行い,馴化開始時間をある程度推定できることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は魚の心理・感性を定量評価するための新たな方法論を提案するものであり,『生物感性工学』という世界初の学術分野の創出につながる可能性がある.これまで詳細に解析されていなかった快状態の検出を可能にしたことから,本研究成果は情動分化という進化論上の問題を解決するための糸口となり得るだけでなく,魚の心理状態モニタリングによるヒトと飼育魚の間のコミュニケーションシステムという社会実装への展開も期待できる.さらに,本研究で提案した魚の情動状態推定法は,ゼブラフィッシュの行動を評価することにより薬効検証を行っている創薬分野にも応用できる可能性がある.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Real-Time Cameraless Measurement System Based on Bioelectrical Ventilatory Signals to Evaluate Fear and Anxiety2018

    • 著者名/発表者名
      Soh Zu、Matsuno Motoki、Yoshida Masayuki、Tsuji Toshio
    • 雑誌名

      Zebrafish

      巻: 15 号: 2 ページ: 133-144

    • DOI

      10.1089/zeb.2017.1491

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of the visual capabilities of an amphibious and an aquatic goby that inhabit tidal mudflats2016

    • 著者名/発表者名
      Takiyama, T., Hamasaki, S., Yoshida, M.
    • 雑誌名

      Brain, Behavior and Evolution.

      巻: 87 号: 1 ページ: 39-50

    • DOI

      10.1159/000443923

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] キンギョもいろいろ考えている.2016

    • 著者名/発表者名
      吉田将之
    • 雑誌名

      Nextcom

      巻: 26 ページ: 52-53

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluating Habituation to a Novel Environment of Zebrafish using Bioelectrical Signals2019

    • 著者名/発表者名
      Zu Soh, Ryosuke Sekimoto, Masayuki Yoshida, and Toshio Tsuji
    • 学会等名
      The SICE Annual Conference 2019 (SICE 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Force and Motion Analysis of larval zebrafish (Danio rerio) using a body dynamics model2017

    • 著者名/発表者名
      Naohisa Mukaidani, Zu Soh, Shinichi Higashijima and Toshio Tsuji
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB2017)
    • 発表場所
      Seagaia Convention Center, Miyazaki, Japan
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A new technique for monitoring the heartbeat and its application to classical conditioning in zebrafish larvae.2016

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Yoshida, Takeshi Handa
    • 学会等名
      第38回日本比較生理生化学会大会
    • 発表場所
      玉川大学
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型魚類の呼吸波を用いたオンラインカメラレス遊泳運動計測システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      松野 一輝, 曽 智, 吉田 将之, 平野 旭, 栗田 雄一, 辻 敏夫
    • 学会等名
      第25回計測自動制御学会中国支部学術講演会論文集
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 小脳と情動 ~キンギョの恐怖学習から~2016

    • 著者名/発表者名
      吉田将之
    • 学会等名
      埼玉大学脳科学セミナー
    • 発表場所
      埼玉大学理工学研究科
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 生体システム論研究室ホームページ

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 広島大学生体システム論研究室

    • URL

      http://www.bsys.hiroshima-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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