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色情報の脳内処理過程と知覚との対応

研究課題

研究課題/領域番号 20H00597
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関埼玉大学

研究代表者

栗木 一郎  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (80282838)

研究分担者 山口 真美  中央大学, 文学部, 教授 (50282257)
金子 沙永  北海道大学, 文学研究院, 准教授 (60763183)
塩入 諭  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70226091)
金沢 創  日本女子大学, 人間社会学部, 教授 (80337691)
楊 嘉楽  中京大学, 心理学部, 講師 (80844703)
上野 賢一  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 技師 (90332337)
清川 宏暁  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (10951808)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2023年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2022年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2021年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2020年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
キーワード色知覚 / fMRI / 脳波 / 脳内表現 / 心理物理 / 色覚 / 脳活動 / 心理物理学 / EEG / 乳幼児 / 脳内情報表現 / 知覚 / 脳情報 / 成人 / 脳機能計測 / 色カテゴリー / クラスター解析 / SSVEP / 色情報 / 定常誘発脳波 / 類似性解析
研究開始時の研究の概要

色は目を開けると普通に感じることができるが,その感覚のメカニズムはまだ明らかになっていない.そのため,ドレスの錯視(#TheDress)のように,同じ画像を見た人の間で色の見え方が異なる現象がなぜ起きるのか,未だに説明ができない.一方,脳内における色情報を脳波や機能的MRIのような脳機能計測で調べる方法が開発されており,それらを利用して各自の脳内において色情報がどのように扱われているかを調べることが可能になってきている.本研究では,成人および乳幼児において脳機能計測を行い,我々が絵画的に経験している色の感覚が脳の中で処理されるメカニズムについて調べる.

研究実績の概要

fMRI実験および脳波実験を実施した.
fMRIにおいては,ノイズ抑制を目的として,これまでに実施した実験のデータ数をさらに増やすための実験を行った.fMRIのデータの解析においては,灰白質上で関心領域を特定した方法での解析パイプラインを確立した.その結果,色覚に関する2種類の課題において脳活動に差異が認められた部位が存在することを明らかにした.低次の視覚野においては色覚課題を実施中の脳活動の類似性が高いのに対し,腹側部に存在する色の情報処理を行う高次の領野では2つの色覚課題における脳活動の類似性が低下する傾向が見られた.この成果については国際会議(北米神経科学会;SfN)において発表を行い,多くの参加者から助言や意見を得ることができた.
脳波実験については,解析技術を確立し,個人の固有の脳波波形が議論できるレベルになった.脳波の個人差を利用した解析手法については現在論文を執筆中である.個人差の要因となる色知覚の個人差について心理物理学的研究により複数の色知覚特性を計測する実験を行い,その結果を国内学会(日本視覚学会)でポスター発表を行った.脳波実験については,乳幼児についても実験及び解析を行っており,成人の脳波の特徴との比較を行うための解析を実施中である.
また乳幼児研究について共同研究を行っている山口教授から,日本科学未来館での色の見え方に関するワークショップの開催への協力を打診され,2023年8月に共同でワークショップ(講演と体験)を実施した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

fMRI実験では,実験場所の視覚刺激提示装置の故障により,視覚刺激の別の呈示手法の確立に時間を要した.また,データの低SNRとMRIの空間解像度の限界によるアーティファクトにより,脳活動の多次元尺度構成法による解析に問題が生じた.これは機能的MRI画像の空間解像度(3 mm)と神経細胞の大きさの関係に由来するもので,複数の色に対して選択的な細胞が1つの画素の中に存在することに起因している.この問題を解析手法によって解消するために時間を要している.
脳波実験については,ようやく信頼できるデータ解析手法が確立したが,これまでは解析手法のデバッグに主に時間を要した.乳幼児の脳波研究については,まとまった数の脳活動を1人の参加者から得ることが難しく,参加者数を多くしてデータ数を十分に増やす必要に迫られたためデータ取得に時間を要した.

今後の研究の推進方策

fMRI研究においてSNRを改善する方法については,一般線形モデル(GLM)による解析と,複数試行のデータを組み合わせて解析する方法の改善を開発する.MRIの空間解像度の限界に伴うアーティファクトを回避するための解析方法を開発し,試行をしている.今後この解析手法を確立させ成果発表のための論文執筆を進めて行く.その傍らで,統制実験に関するデータ収集を行う.また,昨年度に取得した追加データを元データと統合する方法についても最善策を模索する.脳波研究においては,被験者数を増やすことを第一の目標とする.並行して,これまでに得られた成果をまとめ外部発表していく.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Nevada, Reno/Fielding University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 浙江大学(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Aberdeen(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Nevada, Reno/JFK University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Aberdeen University(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Chinese Cultural University(台湾)/National Chiao Tung University(台湾)(その他の国・地域 台湾)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Cross-cultural comparison of lexical partitioning of color space2023

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Shioiri , Rumi Tokunaga and Ichiro Kuriki
    • 雑誌名

      Cross-Linguistic Studies

      巻: 1 ページ: 41-61

    • DOI

      10.1515/9783110778946-004

    • ISBN
      9783110778946
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Representation of Cone-Opponent Color Space in Macaque Early Visual Cortices2022

    • 著者名/発表者名
      Du Xiao、Jiang Xinrui、Kuriki Ichiro、Takahata Toru、Zhou Tao、Roe Anna Wang、Tanigawa Hisashi
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 16 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3389/fnins.2022.891247

    • 関連する報告書
      2021 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] Color Compensation in Anomalous Trichromats Assessed with fMRI2021

    • 著者名/発表者名
      Tregillus Katherine E.M.、Isherwood Zoey J.、Vanston John E.、Engel Stephen A.、MacLeod Donald I.A.、Kuriki Ichiro、Webster Michael A.
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 31 号: 5 ページ: 936-942.e4

    • DOI

      10.1016/j.cub.2020.11.039

    • 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] 脳内における色情報の表現形式について2020

    • 著者名/発表者名
      栗木一郎
    • 雑誌名

      基礎心理学研究

      巻: 39 号: 1 ページ: 118-122

    • DOI

      10.14947/psychono.39.20

    • NAID

      130007940703

    • ISSN
      0287-7651, 2188-7977
    • 年月日
      2020-09-30
    • 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] Steady-State Visual Evoked Potentials Elicited from Early Visual Cortex Reflect Both Perceptual Color Space and Cone-Opponent Mechanisms2020

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Sae、Kuriki Ichiro、Andersen Soren K
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex Communications

      巻: 1 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1093/texcom/tgaa059

    • 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] Basic Color Categories in Mandarin Chinese Revealed by Cluster Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Tracy Hsieh, Ichiro Kuriki (corresponding author), I-Ping Chen, Yumiko Muto, Rumi Tokunaga, Satoshi Shioiri
    • 雑誌名

      Journal of Vision

      巻: 20 号: 12 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1167/jov.20.12.6

    • 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
  • [学会発表] 彩度知覚と明るさ知覚の色相依存性と,彩度の時空間周波数による差異2024

    • 著者名/発表者名
      梅田直翔,福嶋さくら,清川宏暁,栗木一郎
    • 学会等名
      日本視覚学会2024年冬季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 色刺激に対する定常状態視覚誘発電位と心理物理的誘目性の定量的比較2024

    • 著者名/発表者名
      森下佳徳,永井岳大,栗木一郎
    • 学会等名
      日本視覚学会2024年冬季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Task dependent changes in brain-activity patterns for color perception in human cortical areas2023

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Kuriki, Takato Arima, Takeshi Hamano, Shunsuke Takano, Kenichi Ueno.
    • 学会等名
      Neuroscience 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 定常状態視覚誘発電位に反映される色覚特性の検討2023

    • 著者名/発表者名
      森下佳徳,栗木一郎,永井岳大
    • 学会等名
      日本視覚学会2023年夏季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 日本語の色カテゴリーに対する前注意的な処理の事象関連電位による研究2023

    • 著者名/発表者名
      寺嶋遵仁,栗木一郎.
    • 学会等名
      日本視覚学会2023年夏季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 機能的 MRI のパターン分類解析における刺激間間隔の影響2023

    • 著者名/発表者名
      髙野俊介,上野賢一,栗木一郎.
    • 学会等名
      日本視覚学会2023年夏季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] In search of early cortical mechanisms for color: individual variability in steady-state VEP amplitudes for hues sweeping around the isoluminant LM and S cone-opponent plane.2021

    • 著者名/発表者名
      Sae Kaneko, Ichiro Kuriki, David Henry Peterzell.
    • 学会等名
      V-VSS
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The development of hue selectivity in human visual cortex.2021

    • 著者名/発表者名
      Jiale Yang, Sae Kaneko, So Kanazawa, Masami K. Yamaguchi, Ichiro Kuriki.
    • 学会等名
      V-VSS
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 色知覚の多様性と脳内情報表現2021

    • 著者名/発表者名
      栗木一郎
    • 学会等名
      日本視覚学会2021年夏季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Color representation in the human brain.2021

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Kuriki
    • 学会等名
      28th International Display Workshop (IDW)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 定常視覚誘発電位を用いたマスキング実験による色情報機序の考察2021

    • 著者名/発表者名
      大友沙紀,金子沙永,羽鳥康裕,塩入 諭,栗木一郎.
    • 学会等名
      日本視覚学会2021年冬季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 広輝度帯域視環境における光沢感知覚2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉 岳,栗木一郎,羽鳥康裕,曾 加蕙,塩入 諭
    • 学会等名
      日本視覚学会2021年冬季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] HMDを用いた照明空間の模擬技術に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤一輝,羽鳥康裕,塩入 諭,栗木一郎
    • 学会等名
      日本視覚学会2021年冬季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] クラスター解析を用いた基本色カテゴリーの研究2020

    • 著者名/発表者名
      栗木一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 HIP研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 感覚知覚の心理学(担当:「知覚的恒常性」)2023

    • 著者名/発表者名
      吉沢達也編(分担執筆)
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254520347
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [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
      2021 実績報告書
  • [備考] Colors in the Brain project

    • URL

      https://sites.google.com/view/colorandbrain2020

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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