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多様な感覚刺激に対する印象のブレイン・デコーディング

研究課題

研究課題/領域番号 17K12771
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 感性情報学
研究機関株式会社国際電気通信基礎技術研究所

研究代表者

堀川 友慈  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 主任研究員 (60721876)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード脳情報デコーディング / 感情 / fMRI / ブレイン・デコーディング / 脳活動予測 / 感覚モダリティ / 深層ニューラルネットワーク / 感性情報学 / デコーディング / 印象 / 情動
研究成果の概要

本研究では、印象や感情のような感性的な情報がヒトの脳内でどのように表現されているかを明らかにするため、多様な感情を惹起させる2185本の動画を観察しているときのヒトの脳活動を機能的磁気共鳴画像法を用いて計測し、機械学習の方法を用いて計測脳活動から各動画にタグづけられた34の感情カテゴリと14の情動次元のスコアの予測を行った。その結果、数十におよぶ種類の感情や情動スコアを脳活動から予測可能であり、各感情・情動のスコアに関して、高い精度での予測に寄与する脳部位が全脳に分散的に分布していることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって、感情に関わる多様な感性的情報を脳計測信号から精度良く解読可能であることが明らかになり、脳を介した感性評価技術の発展に寄与することができた。また、個々の感情が皮質上の複数の脳部位において分散的に表現されていることを明らかにしたことは、感情が局所的な脳部位で表現されているとする従来の知見を更新し、感情の意識体験に関わる神経基盤を明らかにすることに貢献するものである。さらに、感覚刺激の感性的情報が脳内で視覚的情報や意味的情報に対してより高次の部位において表現されているという知見は、今後映像などの入力情報に基づいて感情を認識する機械やロボットの開発にも活用されることが期待される。

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

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] University of California, Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] The neural representation of visually evoked emotion is high-dimensional, categorical, and distributed across transmodal brain regions2020

    • 著者名/発表者名
      Horikawa Tomoyasu、Cowen Alan S.、Keltner Dacher、Kamitani Yukiyasu
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 号: 5 ページ: 101060-101060

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101060

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The neural representation of visually evoked emotion is high-dimensional, categorical, and distributed across transmodal brain regions2019

    • 著者名/発表者名
      Horikawa Tomoyasu、Cowen Alan S.、Keltner Dacher、Kamitani Yukiyasu
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/872192

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep image reconstruction from human brain activity2019

    • 著者名/発表者名
      Shen Guohua、Horikawa Tomoyasu、Majima Kei、Kamitani Yukiyasu
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 15 号: 1 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1006633

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of deep neural network features by decodability from human brain activity2019

    • 著者名/発表者名
      Horikawa Tomoyasu、Aoki Shuntaro C.、Tsukamoto Mitsuaki、Kamitani Yukiyasu
    • 雑誌名

      Scientific Data

      巻: 6 号: 1 ページ: 190012-190012

    • DOI

      10.1038/sdata.2019.12

    • NAID

      120006713554

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] End-to-End Deep Image Reconstruction From Human Brain Activity2019

    • 著者名/発表者名
      Shen Guohua、Dwivedi Kshitij、Majima Kei、Horikawa Tomoyasu、Kamitani Yukiyasu
    • 雑誌名

      Frontiers in Computational Neuroscience

      巻: 13 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fncom.2019.00021

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Attention biases neural representations of hierarchical visual features2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyasu Horikawa, Yukiyasu Kamitani
    • 学会等名
      Cognitive Computational Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inter-individual deep image reconstruction2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyasu Horikawa, Yukiyasu Kamitani
    • 学会等名
      The 15th Asia-Pacific Conference on Vision (APCV2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural Decoding of What’s Not There from Human Brain Activity2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoyasu Horikawa
    • 学会等名
      A Workshop of Hallucinations, Dreams, Imaginations, and Virtual Reality. Experiencing What's Not There.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 心的イメージの脳情報デコーディング2019

    • 著者名/発表者名
      堀川友慈
    • 学会等名
      日本生理人類学会「感性・脳科学研究部会&睡眠研究部会」合同会合
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Brain decoding of sound-induced cortical activity with deep neural network features2018

    • 著者名/発表者名
      Jong Yun Park, Tomoyasu Horikawa, Kei Majima, Yukiyasu Kamitani
    • 学会等名
      2018 Annual Meeting of Korean Society for Cognitive Science
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層ニューラルネットワークを介した心的イメージの解読2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyasu Horikawa
    • 学会等名
      生理研SPMトレーニングコース招待講演
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Decoding of seen and imagined contents from the human brain via deep neural network representation2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyasu Horikawa
    • 学会等名
      第28回日本神経回路学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Deep image reconstruction from human brain activity2017

    • 著者名/発表者名
      Shen G., Horikawa T., Majima K., Kamitani Y.
    • 学会等名
      Cognitive Computational Neuroscience
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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