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簡便な脳活動・生体情報計測に基づく集中状態の視覚化

研究課題

研究課題/領域番号 22K21299
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 1002:人間情報学、応用情報学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

山下 歩  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (70854438)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードEEG / pupil / alpha / sustianed attention / 瞳孔径 / 集中力 / 心拍 / 持続的注意 / 脳状態 / マイクロステート / ウェアラブルデバイス / 生体情報 / 脳活動
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は,情報学と認知神経科学に基づいて集中状態を可視化・定量化する技術を開発し,あらゆるヒトの生活の質を向上させることである。本提案では脳活動のみから定義した集中状態と自律神経系の活動の相互関係(生体システムネットワーク)を明らかにし,ウェアラブルデバイス等で計測した生体情報から集中状態を視覚化する基礎技術の開発を行う。本提案は,神経科学の最新知見と情報学のデータ駆動的手法等の最先端技術を融合させることで,神経科学に基づいた集中状態の視覚化・定量化という新たな破壊的イノベーションのシーズを創出するものである。

研究成果の概要

本研究は、集中力に関して脳活動と自律神経系の活動との関連を調査し、集中状態の定量化を目的とした。脳波計を用いて、持続的注意課題中の脳活動および瞳孔径、心拍、呼吸等の複数の聖地亜情報を同時に計測し、その関連を解析した。データ駆動的手法を用いたところmicrostateに似た脳状態が抽出され、行動課題成績や生体情報との関連を明らかにした。また、α波のパワーと呼吸強度、瞳孔径、瞬きの頻度との関連が示され、生体情報からα波のパワーを予測することができた。さらに、簡易EEGを用いた日常生活における脳状態推定の実用可能性も調査した。本研究の成果は、集中状態の客観的評価および改善に寄与することが期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、集中状態の脳活動と自律神経系の活動との関連を明らかにし、これを定量化する技術を開発した。この成果は、注意欠陥障害や精神疾患など、集中力が低下する症状を持つ患者の診断や治療に寄与する可能性がある。また、日常生活や職場での集中力の向上に役立つツールとしての応用も期待される。さらに、脳波と生体情報の相互作用を解析することで、精神的状態と身体的状態の関係についての新たな科学的理解を提供し、行動科学や認知神経科学の分野において重要な学術的貢献を果たしている。この研究から得られる洞察は、将来的に治療法の開発や生活の質の向上に繋がるなど、より広範な社会的影響が見込まれる。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Prediction of alpha power using multiple subjective measures and autonomic responses2024

    • 著者名/発表者名
      Yuting Xu, Ayumu Yamashita, Tomoya Kawashima, Kaoru Amano
    • 雑誌名

      AUTHOREA

      巻: -

    • DOI

      10.22541/au.171458796.67954889/v1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 複数人での交流における人の内的状態と行動指標の関係2024

    • 著者名/発表者名
      前田 紘希, 山下 歩, Chew Jouh yeong, 澤山 正貴, 天野 薫
    • 学会等名
      日本視覚学会2024年冬季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] EEG脳状態に基づく注意の揺らぎの検出とその生体情報との関連2023

    • 著者名/発表者名
      山下歩
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-09-01   更新日: 2025-01-30  

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