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同期する脳を用いた協働場の評価と創成 双方向脳神経科学の開拓研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K21947
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

三木 則尚  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70383982)

研究分担者 古川 聖  東京藝術大学, 美術学部, 教授 (40323761)
寺澤 洋子  筑波大学, 図書館情報メディア系, 准教授 (70579094)
皆川 泰代  慶應義塾大学, 文学部(日吉), 教授 (90521732)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード双方向神経科学 / 情報工学 / 神経科学 / メディアアート / マイクロ・ナノ工学 / 脳波 / 計測システム / 同期脳 / 協働 / インタラクション / 脳波音楽 / 双方向脳神経科学 / 脳活動計測 / 協働場
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、人と人との協働において初めて生起される同期脳活動の機序解明から協働場設計・評価への応用までを網羅する双方向脳神経科学(interactive neuroscience)という新奇学術分野の開拓である。そのために、脳活動計測を支援するICT、マイクロ・ナノ工学の専門家と、認知神経科学、心理学の専門家、さらには音楽、アートを通じた協働場の創成を行うメディアアート、実験音楽の専門家からなるユニークな研究グループを構成した。

研究成果の概要

本研究の最終目的は、人と人との協働において生起される同期脳活動の、機序解明から協働場設計・評価への応用までを網羅する双方向脳神経科学という新奇学術分野の開拓である。そのため、脳活動計測を支援するICT専門家と、認知神経科学、心理学、メディアアートの専門家からなるユニークな研究グループを構成した。本研究期間においては、被験者に極めて低負荷に迅速に取り付け、かつ長時間計測可能なシステム、協調作業中における脳活動、相互作用についての実験、解析手法の開発、双方向脳神経科学検証の場となるメディアアートにおける脳波利用条件を明らかにした。いずれも、双方向脳神経科学の基盤技術となるものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は、人と人との協働において生起される同期脳活動の、機序解明から協働場設計・評価への応用までを網羅する双方向脳神経科学という新奇学術分野の開拓である。本研究チームの専門性が多岐にわたるように、極めて横断的な新しい学術分野である。本研究で得られた基盤的知見、技術がその発展に大きく貢献する。社会的な意義として、本研究により人と人とのインタラクション、協調に対しての知見が得られることで、関係の評価、協調作業の効率の評価ができるだけでなく、それらの改善への指針を示し、また具体的な改善方法の確立につながる。以上のように本研究は、学術的にも社会的にも大きな意義を有する。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Interactive live fNIRS reveals engagement of the temporoparietal junction in response to social contingency in infants2020

    • 著者名/発表者名
      Hakuno Yoko、Hata Masahiro、Naoi Nozomi、Hoshino Ei-ichi、Minagawa Yasuyo
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 218 ページ: 116901-116901

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2020.116901

    • 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] Prefrontal Responses to Odors in Individuals With Autism Spectrum Disorders: Functional NIRS Measurement Combined With a Fragrance Pulse Ejection System2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Mingdi、Minagawa Yasuyo、Kumazaki Hirokazu、Okada Ken-ichi、Naoi Nozomi
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 14 ページ: 523456-523456

    • DOI

      10.3389/fnhum.2020.523456

    • 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] Capturing human perceptual and cognitive activities via event-related potentials measured with candle-like dry microneedle electrodes2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshida, T. Kawana, E. Hoshino, Y. Minagawa, N. Miki
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: Vol.11, No.6 号: 6 ページ: 556-556

    • DOI

      10.3390/mi11060556

    • 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] Design and characterization of an EEG-hat for reliable EEG measurements2020

    • 著者名/発表者名
      T. Kawana, Y. Yoshida, Y. Kudo, C. Iwatani, N. Miki
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: Vol.11, No.7 号: 7 ページ: 635-635

    • DOI

      10.3390/mi11070635

    • 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
  • [学会発表] 認知発達研究における脳活動計測の有効性とその懸念点2021

    • 著者名/発表者名
      皆川泰代
    • 学会等名
      第32回日本発達心理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 行動レベルの相互作用に着目したfNIRS二者同時計測データ解析2020

    • 著者名/発表者名
      森本智志
    • 学会等名
      LSDCOMシンポジウム「社会的相互作用の神経基盤研究その最前線」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳波音楽におけるERP測定に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      三井颯人,寺澤洋子,濱野峻行,柴玲子,三木則尚,古川聖
    • 学会等名
      先端芸術音楽創作学会(JSSA)第41回研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Cortical activation to interactive contingency in 6-month-old infants: an event-related fNIRS study2020

    • 著者名/発表者名
      Hakuno, Y., Cai, L., Hata, M., Hachisu, T., Suzuki K. & Minagawa, Y.
    • 学会等名
      vICIS 2020 Congress
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Typical and atypical neurocognitive development: language and social interaction. The society of functional NIRS2020

    • 著者名/発表者名
      Minagawa, Y.
    • 学会等名
      fNIRS Datablitz 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Typical and atypical neurocognitive development: language and social interaction. The society of functional NIRS2020

    • 著者名/発表者名
      Minagawa, Y.
    • 学会等名
      Optical Society of America, Biophotonics Congress: Biomedical Optics. Virtual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Can we really use ERP for media?arts? Assessing the feasibility of P300 detection for interactive performances2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsui, H., Terasawa, H., Hamano, T., Miki, N., Furukawa, K.
    • 学会等名
      International Conference for?Asia Digital Art and Design 2020(ADADA 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EEG-Hat with Candle-like Microneedle Electrode2019

    • 著者名/発表者名
      Kawana, T., Yoshida, Y., Kudo, Y., & Miki, N.
    • 学会等名
      IEEE EMBC 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] What optical imaging tells us about typical and atypical neurocognitive development2019

    • 著者名/発表者名
      Minagawa, Y.
    • 学会等名
      NIR 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dissociating the behavior-specific neural couplings during a naturalistic cooperation task2019

    • 著者名/発表者名
      Xu, M., Morimoto, S., Hoshino, E., & Minagawa, Y.
    • 学会等名
      NIR 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] fNIRS の特性を考慮した適切な実験計画と解析2019

    • 著者名/発表者名
      皆川泰代
    • 学会等名
      第22回日本光脳機能イメージング学会シンポジウム「近赤外分光法における皮膚血流の影響とその対応」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 社会的相互作用における二者間・内の脳機能結合:行動の自動推定とGLMの適用2019

    • 著者名/発表者名
      皆川泰代
    • 学会等名
      日本心理学会第83回大会,日立製作所冠シンポジウム「心理学における脳科学ー基礎と臨床をつなぐfNIRS研究」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 協調ゲーム中における脳活動の二者間相互作用についての解析手法2019

    • 著者名/発表者名
      森本智志,徐鳴鏑, 星野英一,皆川泰代
    • 学会等名
      光脳機能イメージング学会第22回学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] EEG Measurement Using Candle-Like Dry Microneedle Electrode2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, Y., Onomoto, T., Kawana, T., Hoshino, E., Minagawa, Y. & Miki, N.
    • 学会等名
      SICE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウェアラブル端末を用いた心拍の触覚的バイオフィードバック2019

    • 著者名/発表者名
      立花岳志, Janis Theiss, 鈴木奈々, 皆川泰代, 三木則尚
    • 学会等名
      第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] キャンドル型微小針電極を用いた2者同時脳波計測によるwe-mode の評価2019

    • 著者名/発表者名
      吉田有里, 小野本 壮志, 川名 拓己, 森本智志, 星野 英一, 皆川 泰代, 三木則尚
    • 学会等名
      第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 帽子型脳波計を用いた事象関連電位の計測2019

    • 著者名/発表者名
      川名拓己, 吉田有里, 三木則尚
    • 学会等名
      第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 記憶力向上のための脳波フィードバック方法の探索2019

    • 著者名/発表者名
      阿原秋貴子, 川名拓己, 三木則尚
    • 学会等名
      第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波を用いたキャンドル型微小針電極の製作プロセス改善2019

    • 著者名/発表者名
      善場祐貴, 吉田有里, 小野本壮志, 川名拓己, 三木則尚
    • 学会等名
      第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2022-01-27  

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