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知覚情報処理と情報統合における神経同期の役割の検証

研究課題

研究課題/領域番号 23K22372
補助金の研究課題番号 22H01101 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分10040:実験心理学関連
研究機関東京大学

研究代表者

四本 裕子  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (80580927)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワード神経同期 / 脳波 / 感覚知覚 / 視覚 / 暗黙的知覚 / 聴覚 / 触覚 / 周波数 / 時間 / 情報統合 / ベイズ統計理論 / 脳機能
研究開始時の研究の概要

知覚情報統合における神経同期の機能を説明するモデルを構築する。各個人の平常時の神経同期周波数や位相のばらつきが事前確率と関係しており、注意・認知負荷や周波数引き込みによる神経同期の変動が尤度と関係すると仮定し、知覚課題成績として測定される事後確率との関係を表現できる。事前確率に関係する要素、注意・認知負荷に関係する比較的持続的な変動の要素、周波数引き込みによる動的で周期的な変動の要素、それらの相互作用の情報に基づき、ベイズ的情報統合モデルを作成する。

研究実績の概要

知覚情報処理に関する大脳皮質の神経同期の機能を明らかにすることを目指して研究を遂行した。特に、神経同期の比較的持続的な機能と動的で周期的な変動の機能の2つの側面に着目し、低次から高次の脳領域へと知覚情報処理が進む流れの中で、各脳領域の神経同期の周波数や位相がいかに関わるかを心理物理測定や脳波測定を用いて検証した。

無意識的な時間知覚に関して、従来のモデルで使われてきた線形モデルが不適切であることを示し、新たな非線形モデルを提案した。また、高齢者と青年成人の知覚情報処理の違いに着目し、その差をベイズモデルの枠組みで説明することに成功した。脳波を用いて神経同期を計測した実験では、刺激の明滅により神経の同期的活動が刺激の時間周波数に引き込まれることや、神経引込みが知覚のノイズを減らすことを明らかにした。さらに、最尤推定を用いて、時間情報と数情報の統合における重み付けが情報の信頼度に依存して変化することを明らかにした。さらに、触覚刺激を時間変調させるデバイスを研究室内で制作し、指先にさまざまな周波数で刺激をあたえ、その知覚を触覚と視覚で比較する実験を進めている。また、刺激を繰り返し知覚することにより、ベイズ統計の枠組みにおける事前分布がどのように変容するかを検証する実験や、加齢が情報の抑制や統合に及ぼす効果を検証する実験を進めている。これらの研究を国内会議や国際会議で発表し、査読付き国際学術誌に掲載した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

査読あり国際誌に5報の論文を発表し、他にも複数の論文が査読中である。研究成果を確実に発表できている。

今後の研究の推進方策

これまでは視覚や聴覚に関する神経機序を中心に研究を進めてきたが、そこで得られた知見を利用して触覚も研究対象として展開する。そして、感覚モダリティ間の比較や相互作用を検証する。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 11件)

  • [国際共同研究] University of Padova(イタリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Quilmes(アルゼンチン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] On the nonlinearity of the foreperiod effect2024

    • 著者名/発表者名
      Houshmand Chatroudi Amirmahmoud、Mioni Giovanna、Yotsumoto Yuko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 2780-2780

    • DOI

      10.1038/s41598-024-53347-y

    • 関連する報告書
      2023 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] No evidence for the effect of entrainment's phase on duration reproduction and precision of regular intervals2023

    • 著者名/発表者名
      Houshmand Chatroudi Amirmahmoud、Yotsumoto Yuko
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 58 号: 4 ページ: 3037-3057

    • DOI

      10.1111/ejn.16071

    • 関連する報告書
      2023 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] Longitudinal analysis of social isolation effects on finger tapping in the Blursday database2023

    • 著者名/発表者名
      Gallego Hiroyasu Elisa M.、Laje Rodrigo、Nomura Keishi、Spiousas Ignacio、Hayashi Masamichi J.、Yotsumoto Yuko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 11277-11277

    • DOI

      10.1038/s41598-023-38488-w

    • 関連する報告書
      2023 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] Near-optimal integration of the magnitude information of time and numerosity2023

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Taku & Yotsumoto Yuko
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science.

      巻: 10 号: 8 ページ: 230153-230153

    • DOI

      10.1098/rsos.230153

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Explicit Timing Differently Predicts Implicit Timing Performance in Younger and Older Adults2023

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Taku, Yotsumoto Yuko, & Giovanna Mioni
    • 雑誌名

      Timing & Time Perception. 1. 1-19

      巻: 1 号: 1 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1163/22134468-bja10101

    • 関連する報告書
      2023 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 Blursday database as a resource to study subjective temporalities during COVID-192022

    • 著者名/発表者名
      Chaumon, M., Rioux, P.A., Herbst, S., Spiousas, I., Kubel, S., Gallego Hiroyasu, E.M. et al.
    • 雑誌名

      Nature Human Behavior

      巻: 6 号: 11 ページ: 1587-1599

    • DOI

      10.1038/s41562-022-01419-2

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Temporal perceptual learning distinguishes between empty and filled intervals2022

    • 著者名/発表者名
      Li Luhe、Yotsumoto Yuko、Hayashi Masamichi J.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 9824-9824

    • DOI

      10.1038/s41598-022-13814-w

    • 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] Effect of luminance signal and perceived speed on motion-related duration distortions2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimatsu Hiroshi、Murai Yuki、Yotsumoto Yuko
    • 雑誌名

      Vision Research

      巻: 198 ページ: 108070-108070

    • DOI

      10.1016/j.visres.2022.108070

    • 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
  • [学会発表] Understanding How Flickers Distort Perception of Time: Role of Conscious Perception2024

    • 著者名/発表者名
      Houshmand Chatroudi, A., Giovanna, M., & Yotsumoto, Y.
    • 学会等名
      The Cognitive Science Arena. Brixen, Italy.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear Analysis of Foreperiod Data: Time Perception Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Houshmand Chatroudi, A., Giovanna, M., & Yotsumoto, Y.
    • 学会等名
      The 2023 UTIDAHM Open Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Predicting Compulsivity From Learning Behavior With Deep Neural Network2023

    • 著者名/発表者名
      Chen, W., Zorowitz, S., Yotsumoto, Y., Keeley, S., Daw N.D., Cai M B.
    • 学会等名
      The 2023 UTIDAHM Open Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Relative Neural Representations of Time and Numerosity2023

    • 著者名/発表者名
      Kido, T., Yotsumoto, Y., & M, J. Hayashi
    • 学会等名
      The 2023 UTIDAHM Open Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Influence of external frame of reference on non-spatial tactile perception2023

    • 著者名/発表者名
      Tachibana, N., & Yotsumoto, Y.
    • 学会等名
      The 2023 UTIDAHM Open Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The Impact of Stimulus Duration Distributions on Perception: A Study via Bayesian Recency Model2023

    • 著者名/発表者名
      Hinohara, H., Otsuka, T., & Yotsumoto, Y.
    • 学会等名
      Psychonomic Society 64th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Aging and Timing: Examining the link between Explicit and Implicit Timing Across Age Groups2023

    • 著者名/発表者名
      Otsuka, T., Yotsumoto, Y., & Mioni,G.
    • 学会等名
      3rd conference of Timing Research Forum
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flicker-induced Time Dilation in the Absence of Conscious Timing: Insights from the Implicit Timing Paradigm2023

    • 著者名/発表者名
      Houshmand Chatroudi, A., & Yotsumoto, Y.
    • 学会等名
      3rd conference of Timing Research Forum
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relative Neural Representations of Time and Numerosity2023

    • 著者名/発表者名
      Kido, T., Yotsumoto, Y., & Hayashi, M. J.
    • 学会等名
      3rd conference of Timing Research Forum
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Nonlinearity Issue in Modeling Foreperiod Effect: Origins, Solution, Implications2023

    • 著者名/発表者名
      Yotsumoto, Y., HoushmandChatroudi, A., & Mioni, G.
    • 学会等名
      3rd conference of Timing Research Forum
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Age-related changes in time perception: an examination of the relationship between duration perception and temporal prediction.2023

    • 著者名/発表者名
      Otsuka, T., Yotsumoto, Y., & Mioni, G.
    • 学会等名
      3rd conference of Timing Research Forum
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generalization and Discrimination in Reinforcement Learning: Developmental Trajectories and the Potential Link with Psychotic Symptoms.2023

    • 著者名/発表者名
      Chen W., Nakamura A., Ding J., Okada N., Koike S., Yagishita S., Kasai H., Yotsumoto Y., Cai M B.
    • 学会等名
      Cognitive Computational Neuroscience
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間知覚の加齢変化:時間長知覚と時間的予測の関係の検討2023

    • 著者名/発表者名
      大塚拓・四本裕子・Giovanna Mioni
    • 学会等名
      日本視覚学会夏季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 人間はAI生成絵画を見分け,評価できるか?2023

    • 著者名/発表者名
      白澤幸樹・石津智大・四本裕子
    • 学会等名
      日本視覚学会夏季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 同じ視覚刺激に含まれる異なる次元のマグニチュード情報の統合2023

    • 著者名/発表者名
      大塚拓・四本裕子
    • 学会等名
      日本視覚学会冬季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 触覚刺激の時間変調が知覚時間に及ぼす効果の検討2022

    • 著者名/発表者名
      高山泰子・四本裕子
    • 学会等名
      日本基礎心理学会第41回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Effect of temporal modulation of tactile stimulus on time perception2022

    • 著者名/発表者名
      Takayama, Y. & Yotsumoto, Y.
    • 学会等名
      UTIDAHM 2022年度公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of the changes of psychological indexes associated with time compression effect in VR environment.2022

    • 著者名/発表者名
      Okumura T., & Yotsumoto, Y.
    • 学会等名
      UTIDAHM 2022年度公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 刺激呈示パターンに基づく予測が主観時間長に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      Harada T. & Yotsumoto Y.
    • 学会等名
      UTIDAHM 2022年度公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Non-spatial tactile perception: Is is affected by external frame of reference?2022

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama, S., & Yotsumoto, Y.
    • 学会等名
      The Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scalable representations of numerical magnitude in human frontoparietal cortex2022

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Kido, Yuko Yotsumoto, Masamichi J. Hayashi
    • 学会等名
      European Conference on Visual Perception
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flicker-induced time dilation does not depend on the phase of visually-entrained alpha oscillations2022

    • 著者名/発表者名
      Amirmahmoud Houshmand Chatroudi & Yuko Yotsumoto
    • 学会等名
      European Conference on Visual Perception
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnitude integration of time and numerosity evaluated using Maximum Likelihood Estimation (MLE) model2022

    • 著者名/発表者名
      Otsuka, T., & Yotsumoto, Y.
    • 学会等名
      European Conference on Visual Perception
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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