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神経リズムの引き込み協調により実現する脳コミュニケーション

研究課題

研究課題/領域番号 18H03502
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90030:認知科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

水原 啓暁  京都大学, 情報学研究科, 講師 (30392137)

研究分担者 佐藤 直行  公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 教授 (70312668)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードコミュニケーション / 脳波 / 人工知能 / シンクロ / 音声理解 / 脳計測 / 音声知覚 / 自然言語処理
研究成果の概要

脳内の皮質部位間をまたがる情報伝達に,神経の振動的な電気信号の皮質間でのシンクロ現象が関与していることが指摘されている.この振動的信号のシンクロ現象は,単に脳内の皮質部位間での情報伝達のみでなく,脳をまたぐ情報伝達,つまりコミュニケーションにも共通する原理であるとの観点で,音声リズムと脳波のシンクロ現象を検証した.コミュニケーションの質的な変化をとらえることを目的として,最新のニューラルネットワークモデルによる自然言語処理技術を用いて,実験参加者の理解度を評価した.このことにより,振動的信号のシンクロ現象により脳間の情報伝達についても記述可能であることを支持する結果を得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

振動的信号のシンクロ現象により,脳内のみならず,脳をまたぐ情報伝達が実現されていることを示すことは,脳の異なるスケールにおける情報伝達のメカニズムを,統一的な原理で記述可能な枠組みを提出することとなる.このことは,脳の情報処理メカニズムに基づいた新たな情報伝達様式の提案につながる可能性を秘めている.また,ニューラルネットワークモデルによる自然言語処理技術により,コミュニケーションの理解度を定量測定する方法は,本研究と同様のコミュニケーションを対象とした心理学実験のみならず,一般のコミュニケーションの質を評価するツールとしても有用である.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Glasgow(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Charite Universitatsmedizin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] グラスゴー大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] The Role of Temporal Contingency and Integrity of Visual Inputs in the Sense of Agency: A Psychophysical Study2021

    • 著者名/発表者名
      Mizuhara Hiroaki、Uhlhaas Peter
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychology

      巻: 12 ページ: 635202-635202

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2021.635202

    • NAID

      120007033614

    • 関連する報告書
      2020 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] Frequency-dependent cortical interactions during semantic processing: an electrocorticogram cross-spectrum analysis using a semantic space model2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Naoyuki、Matsumoto Riki、Shimotake Akihiro、Matsuhashi Masao、Otani Mayumi、Kikuchi Takayuki、Kunieda Takeharu、Mizuhara Hiroaki、Miyamoto Susumu、Takahashi Ryosuke、Ikeda Akio
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Successful encoding during natural reading is associated with fixation-related potentials and large-scale network deactivation2018

    • 著者名/発表者名
      Nayouki Sato, Hiroaki Mizuhara
    • 雑誌名

      eNeuro

      巻: 5(5) 号: 5 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1523/eneuro.0122-18.2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The impact of predictions and sensory input on the sense of agency: Development of a new psychophysical paradigm2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Mizuhara, Peter Uhlhaas
    • 学会等名
      EuroCogSci2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Predictability of electrocorticogram coherence using distributed semantic representation2019

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Sato, Riki Matsumoto, Akihiro Shimotake, Masao Matsuhashi, Mayumi Otani, Takayuki Kikuchi, Takeharu Kunieda, Hiroaki Mizuhara, Ryosuke Takahashi, Akio Ikeda
    • 学会等名
      Annual meeting of Society for Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural Oscillations Are a Common Mechanism to Explain Multiscale Communication within/Between the Brains2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Mizuhara
    • 学会等名
      NOLTA2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 有斐閣 現代心理学辞典2021

    • 著者名/発表者名
      子安 増生、丹野 義彦、箱田 裕司
    • 総ページ数
      1002
    • 出版者
      有斐閣
    • ISBN
      9784641002661
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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