視覚的認知・意識に関わる脳内プロセスの非侵襲的定量計測

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10875081
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 小林 哲生 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (40175336)
• キーワード: アウェアネス / 視野闘争 / 意識 / 脳 / 事象関連電位 / 脳波 / 眼球運動

研究概要

本研究は視覚的認知(visual awareness)や意識の問題を従来の心理学や哲学的立場からではなく、客観的指標となる物理量の計測という立場から自然科学的研究手法で捉え理解することを目的として行われた。人間のように左右両眼の視野に重複部がある動物では、両眼視に固有の知覚過程が生ずる。この両眼視の機能の中で、両眼視野闘争(左右の眼に個別に与えられる異なる刺激が交互に知覚される過程)として知られている現象は、視覚的認知や意識を定量的に研究することのできる稀少な現象であるとの考えが受け入れられつつある。
本研究では、この両眼視野闘争における知覚図形の内的交替に関連する大脳皮質部位と神経活動を事象関連電位、自発脳波律動の変動、眼球運動に基づき非侵襲的に検討した。被験者9名を対象に、知覚図形の内的交替を被験者のボタン押しにより決定し、これをトリガとして頭皮上20点の脳波α波分散、および事象関連電位の時空間変化について計測・検討を行った。また比較のため視野闘争過程を生じさせるのに用いた2つの競合する刺激を外的に交替させ、それに伴う脳波変動と刺激の交替とは関わらないボタン押しのみによる変動も計測した。視覚刺激は1°×1°の縞刺激である。その結果、脳波α波分散については、後側頭から後頭にかけて約-500msからα波分散の減衰が始まり、約-250msに減衰ピークが見られた。一方、事象関連電位については、左頭頂から左後側頭において-400msから0msにかけて時間的にブロードな陰性の電位成分が見られた。脳波α波分散の減衰、および陰性電位成分共に知覚交替に関連した神経活動を反映すると推察された。
さらに、競合運動する刺激を呈示された場合に生ずる視野闘争時において、知覚交替に伴う眼球運動変化の抽出により客観的に被験者の知覚している図形を検出することに成功した。

研究成果

• [文献書誌] Tetsuo Kobayashi 他: "ERPs reflecting awareness of changes in perceived images in binocullar rivalry" Proc.of the 6th Int.Evoked Potentials Symp.Vol.6. 660-666 (1998)
• [文献書誌] 加藤和夫、小林哲生他: "両眼視野闘争における内的知覚図形交替に伴う事象関連電位" 医用電子と生体工学. 36・2. 111-118 (1998)
• [文献書誌] K.Kato, T.Kobayashi他: "Event-related potentials in alternation of perceived images in binocular rivalry" Proc.of the 3rd Pan-Pacific Conf.on Brain Topography. Vol.3. 262-265 (1998)
• [文献書誌] 加藤和夫, 小林哲生他: "両眼視野闘争の知覚図形交替に伴う脳波変動" 生体・生理工学シンポジウム論文集. Vol.13. 561-564 (1998)
• [文献書誌] Tetsuo Kobayashi 他: "Improvement of S/N in evoked neuromegnetic fields by eliminating a spontaneous field compenent" Proc.of 20th Annual Int.Conf.of the IEEE-EMBS. Vol.20. 2217-2220 (1998)
• [文献書誌] Tetsuo Kobayashi他: "Principal component elimination method for the improvement of S/N in evoked newromagnetic filed compononts" IEEE Trans.on Biomedical Engineering. (印刷中).