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固視微動および事象関連fNIRS信号解析に基づく認知機能のモニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 17K06474
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関近畿大学

研究代表者

小濱 剛  近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (90295577)

研究分担者 吉田 久  近畿大学, 生物理工学部, 教授 (50278735)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード認知機能 / 視覚的注意 / 固視微動 / fNIRS / 定量的評価 / 生体信号解析 / マイクロサッカード / 機能的結合 / 客観的評価 / 信号処理 / 脳機能解析 / 事象関連fNIRS信号
研究成果の概要

本研究では,注意の統制に関与する神経ネットワークの機能を客観的に評価することを目的として,注視を維持したまま注意の集中や移動を課す空間手がかり課題を実施した.このとき計測された固視微動の解析に基づき注意の集中度を定量的に把握するとともに,事象関連fNIRS信号を解析することで,注意の統制に伴う脳活動を評価した.その結果,受動的な注意の移動に伴ってマイクロサッカード発生頻度が変動することが示され,固視微動の解析に基づいた注意の統制に対する客観的判定基準が得られた.また,事象関連fNIRS計測によって,注意の維持あるいは割込と関連して応答する神経ネットワークの定量的評価が可能であることが示された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,固視微動および事象関連fNIRS計測に基づいて,注意の統制時に脳内で生じる情報処理過程を客観的に評価することにより,認知機能の定量的な評価技術の確立を目指した点に学術的意義を持つ.本研究の結果,固視微動の解析により,注意の移動が生じたか否かが識別可能であることが示され,事象関連fNIRS信号の統計的解析により,注意の変動に対応した脳活動の特徴抽出も可能であることが示された.本研究から得られた知見は,認知症を早期に発見するための手がかりとなるだけではなく,高次脳機能障害リハビリ手法などの医療・福祉分野,ヒューマンインタフェイス等の情報工学分野等への応用が期待され,社会的な貢献度も高い.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 13件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] RSVP課題下における固視微動諸特性への加齢の影響2020

    • 著者名/発表者名
      永野海斗,小濱 剛,吉田 久
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 44,9 ページ: 3-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 自己回帰型神経応答モデルによる同期発火現象のシミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      平井 碩,正岡明浩,小濱 剛
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 44,9 ページ: 23-26

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] ボロノイ分割アルゴリズムによる網膜視細胞マップの構築と網膜神経機構モデルへの適用2020

    • 著者名/発表者名
      宮竹海地,小濱 剛
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 44,9 ページ: 27-30

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] ボトムアップ注意がマイクロサッカード頻度に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      野口翔悟,小濱 剛,吉田 久
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 43,37 ページ: 29-32

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 状態空間モデルを用いた固視微動成分の検出2019

    • 著者名/発表者名
      北岡由圭,永野海斗,小濱 剛,吉田 久
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 43,37 ページ: 25-28

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] fNIRS計測に基づく前頭前野の血流変動におけるアロマ効果2019

    • 著者名/発表者名
      松本知樹,小濱 剛,松川哲也,瀧川義浩,吉田 久,梶山慎一郎
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 43,37 ページ: 33-36

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] スパイク応答特性を再現する自己回帰型神経応答モデル2019

    • 著者名/発表者名
      平井 碩,正岡明浩,小濱 剛
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 43,37 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] ボロノイ分割アルゴリズムによる網膜視細胞分布の再現2019

    • 著者名/発表者名
      宮竹海地,小濱 剛
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 43,37 ページ: 5-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 視覚的注意による修飾を再現する神経機構モデル2018

    • 著者名/発表者名
      正岡明浩,小濱 剛
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌 数理モデル化と応用(TOM)

      巻: 11,3 ページ: 1-8

    • NAID

      170000149950

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 意味空間学習モデルの構築と側頭極における機能的役割の検討2018

    • 著者名/発表者名
      出田達大,小濱 剛
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: 118,262 ページ: 5-8

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 初期視覚系の受容野特性を考慮した確率的顕著性マップによる自由観察時の視線予測2018

    • 著者名/発表者名
      岡崎那耶,小濱 剛
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 42, 7 ページ: 13-16

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 視細胞サンプリング特性を考慮した網膜神経回路モデルに基づく副尺視力におけるトレマの効果2018

    • 著者名/発表者名
      久保賢典,小濱 剛,吉田 久
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 42, 7 ページ: 9-12

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ドリフト眼球運動における加齢の影響2018

    • 著者名/発表者名
      大谷尚平,堺 浩之,小濱 剛
    • 雑誌名

      映像情報メディア学会技術報告

      巻: 42, 7 ページ: 5-8

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] マイクロサッカード頻度解析に基づいた音声応答および身体応答に要する認知負荷の定量的比較2017

    • 著者名/発表者名
      小濱 剛,中井裕真,大谷尚平,山本雅也,上田慎一,吉田 久
    • 雑誌名

      ヒューマンインタフェース学会論文誌

      巻: 19, 2 ページ: 189-198

    • NAID

      130007528589

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 網膜数理モデルによる高齢者ドライバの網膜応答シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      久保賢典,堺 浩之,内山祐司,小濱 剛
    • 雑誌名

      自動車技術会論文集

      巻: 48, 5 ページ: 1135-1141

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 確率的顕著性マップモデルによる自由観察条件におけるスキャンパスのシミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      岡崎那耶,小濱 剛
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: 117, 259 ページ: 57-60

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 固視微動における加齢効果2017

    • 著者名/発表者名
      大谷尚平,堺 浩之,小濱 剛
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: 117, 259 ページ: 61-64

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 視覚的注意による神経応答の修飾を再現する線形数理モデル2017

    • 著者名/発表者名
      正岡明浩,小濱 剛
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: 117, 259 ページ: 53-56

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 網膜錐体細胞層モデルに基づく副尺視力におけるトレマの効果2017

    • 著者名/発表者名
      久保賢典,小濱 剛
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: 117, 259 ページ: 49-52

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] An fNIRS-based investigation of brain activity related to focal attention2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Matsumoto, Aoi Kobayashi, Hisashi Yoshida, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      The 15th Asia-Pacific Conference on Vision (APCV 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of bottom-up attention in the frequency of microsaccade2019

    • 著者名/発表者名
      Shogo Noguchi, Chinatsu Toriyama, Hisashi Yoshida, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      The 15th Asia-Pacific Conference on Vision (APCV 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An autoregressive mathematical model of neuronal spiking responses2019

    • 著者名/発表者名
      Suguru Hirai, Akihiro Masaoka, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      The 15th Asia-Pacific Conference on Vision (APCV 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bottom-up attention in association with microsaccade rate2019

    • 著者名/発表者名
      Shogo Noguchi, Hisashi Yoshida, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019 (SfN 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Age related modulation of microsaccade rate in rapid serial visual presentation2019

    • 著者名/発表者名
      Kaito Nagano, Takeshi Kohama, Hisashi Yoshida
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019 (SfN 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microsaccade detection method using a non-Gaussian state-space model2019

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Yoshida, Kaito Nagano, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019 (SfN 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aroma effects on hemodynamic modulation in the prefrontal lobe measured using fNIRS2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Matsumoto, Takeshi Kohama, Yoshihiro Takikawa, Shinichiro Kajiyama, Hisashi Yoshida
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019 (SfN 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A retinal photoreceptor distribution model based on an algorithm of the Voronoi diagram2019

    • 著者名/発表者名
      Kaichi Miyatake, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019 (SfN 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An autoregressive mathematical model for reproducing neuronal responses with respect to various types of spiking2019

    • 著者名/発表者名
      Suguru Hirai, Akihiro Masaoka, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2019 (SfN 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習による意味ベクトル空間の構築と意味性認知症の病態シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      出田 達大,小濱 剛
    • 学会等名
      第122回数理モデル化と問題解決研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 再帰型ニューラルネットワークによるマイクロサッカード検出手法2018

    • 著者名/発表者名
      宮竹海地,小濱 剛,吉田 久
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的ランダムドット操舵課題を用いた発話による認知負荷の定量的評価2018

    • 著者名/発表者名
      永野海斗,角野 彩,松田康太,小濱 剛
    • 学会等名
      第57回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Scan path prediction based on a probabilistic saliency map model in free-viewing conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Okazaki, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 固視微動が副尺視力に及ぼす影響 ―網膜数理モデルシミュレーションによる視知覚形成メカニズムの解明を目指して―2018

    • 著者名/発表者名
      小濱 剛
    • 学会等名
      第3回視覚生理学基礎セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ドライバの視線を予測する ー視覚情報の顕著性に基づいた視線のシミュレーションー2018

    • 著者名/発表者名
      小濱 剛
    • 学会等名
      知の拠点あいち重点研究プロジェクト 平成29年度公開シンポジウム 眼球運動の神経基盤と社会実装
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 事象関連fNIRS計測に基づく認知機能の定量的評価2017

    • 著者名/発表者名
      小林 葵,岡本亮太,小濱 剛,吉田 久
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロサッカードの動的特性を再現する固視微動の数理モデル2017

    • 著者名/発表者名
      奥 慎介,大谷尚平,小濱 剛,吉田 久
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A probabilistic saliency map models in free-viewing condition2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Okazaki, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      The40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] An effect of tremor on vernier acuity based on a simulation of cone cell layer2017

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Kubo, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      The40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A neuron network model of visual attention in higher order brain area2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Masaoka, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      The40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A linear mathematical model of attentional modulation in visual system2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Masaoka, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      The 13th Annual Asia Pacific Conference on Vision (APCV2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A mathematical model of microsaccade properties2017

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Oku, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      40th European Conference on Visual Perception (ECVP 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A saliency based scan path prediction model in free-viewing condition2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Okazaki, Takeshi Kohama
    • 学会等名
      40th European Conference on Visual Perception (ECVP 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Can cognitive brain function be quantitatively evaluated by event-related fNIRS measurement?2017

    • 著者名/発表者名
      Aoi Kobayashi, Takeshi Kohama, Hisashi Yoshida
    • 学会等名
      40th European Conference on Visual Perception (ECVP 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高次脳機能障害リハビリテーションの現状とニューロリハビリテーションへの期待2017

    • 著者名/発表者名
      小濱 剛
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 受動的注意の移動により誘発されるマイクロサッカード2017

    • 著者名/発表者名
      小濱 剛
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] fNIRSによる注意の統制に関わる高次脳機能の計測2017

    • 著者名/発表者名
      小林葵,小濱 剛,吉田 久
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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