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2019 年度 実施状況報告書

機械学習技術を用いた夢の情動価の推定に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K16244
研究機関九州大学

研究代表者

元村 祐貴  九州大学, 芸術工学研究院, 助教 (50645273)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード夢 / 入眠時心像 / 機械学習
研究実績の概要

本年度は,レム睡眠時の夢の情動推定に応用するため、入眠時心像を体験した本人の報告と体験時の脳波等の生理反応から,機械学習技術によって入眠時心像の発生の有無を推定するアルゴリズムを構築することを目的とした.
実験参加者は健康な男子大学生4名を対象とし、日中に仮眠させたときの入眠時心像についての報告とその際の生理データを取得した.参加者には,実験前日の激しい運動,飲酒,実験当日の喫煙,カフェインの摂取を控えてもらった.実験当日は6時に起床し,13時に実験室に到着後,計測用のセンサ等の装着を行った.実験室において参加者を入眠させ,脳波をモニタリングした.入眠確認後,覚醒させ夢聴取質問紙で夢内容を聴取し,聴取後に再入眠させた.この流れを1セッションとして繰り返して行い,3時間にわたり行った.得られたデータに対し、ランダムフォレストとBORUTAを用いて入眠時心像の有無を推定する機械学習アルゴリズムを構築した。個人内アルゴリズムにおいて,判別精度は平均72.1±3.30%であり,すべての参加者でチャンスレベル50%を大きく上回る結果となった.また,各参加者で共通して選択される変数が確認できなかった.このことから,入眠時心像形成プロセスにおける生理反応には大きな個人差があることが示唆される.実際,統合アルゴリズムでは,判別精度は平均50.9±3.08%であり,チャンスレベル50%程度に留まった.本研究では,個人の脳波データを用いた時に入眠時心像体験の有無を判別できる可能性を示し,レム睡眠時の夢内容推定にも応用できると考えられる.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度は4名を対象とした実験において、300試行程度のデータを取得することができており、機械学習アルゴリズムのひな型ができたことから、計画通り順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

今後は本データを用いて夢内容推定のアルゴリズム構築を進めるとともに、レム睡眠時のデータ取得に取り掛かる予定である。本年度は夢の有無の推定アルゴリズムまでにとどまっているため、より詳細な解析を進め、夢を報告したデータのみを用いて、夢聴取質問紙の結果を照らし合わせることによって、生理データから夢の内容を推定するアルゴリズムの構築に取り掛かる。さらにレム睡眠時のデータを取得し、完成した夢内容推定アルゴリズムを適応することによって、目的とするレム睡眠時の夢内容を脳波などの生理データから推定することを目指す。

次年度使用額が生じた理由

生体アンプ等の購入と人件費、謝金を学内予算から支出できたため、次年度使用額が生じた。翌年度分の予算は睡眠脳波のステージ判定等の解析者雇用予算にあて、迅速な解析のため活用する。また情報収集のための学会参加旅費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Emotional Data Visualization for Well-Being, Based on HRV Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumae Akane、Luo Ruiyao、Wang Yun、Nishimura Eigo、Motomura Yuki
    • 雑誌名

      Intelligent Human Systems Integration 2020

      巻: 1 ページ: 1270~1276

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-3-030-39512-4_194

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tracking intermediate performance of vigilant attention using multiple eye metrics2020

    • 著者名/発表者名
      Abe Takashi、Mishima Kazuo、Kitamura Shingo、Hida Akiko、Inoue Yuichi、Mizuno Koh、Kaida Kosuke、Nakazaki Kyoko、Motomura Yuki、Maruo Kazushi、Ohta Toshiko、Furukawa Satoshi、Dinges David F、Ogata Katsuhiko
    • 雑誌名

      Sleep

      巻: 43 ページ: zsz219

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/sleep/zsz219

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cortisol-related hippocampal-extrastriate functional connectivity explains the adverse effect of cortisol on visuospatial retrieval2019

    • 著者名/発表者名
      Hakamata Yuko、Komi Shotaro、Sato Eisuke、Izawa Shuhei、Mizukami Shinya、Moriguchi Yoshiya、Motomura Yuki、Matsui Mie、Kim Yoshiharu、Hanakawa Takashi、Inoue Yusuke、Tagaya Hirokuni
    • 雑誌名

      Psychoneuroendocrinology

      巻: 109 ページ: 104310~104310

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2019.04.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ERP study on the associations of peripheral oxytocin and prolactin with inhibitory processes involving emotional distraction2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Sayuri、Tsuru Ayami、Kishida Fumi、Kim Yeon-Kyu、Higuchi Shigekazu、Motomura Yuki
    • 雑誌名

      Journal of Physiological Anthropology

      巻: 38 ページ: 5

    • DOI

      https://doi.org/10.1186/s40101-019-0196-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] RESEARCH ON BRAIN ACTIVITY DURING FALLING ASLEEP : A SIMULTANEOUS EEG-FMRI STUDY2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yoshida, Teruhisa Okuya, Ryousei Kurose, Yuki Motomura
    • 学会等名
      The 14th International Congress of Physiological Anthropology
    • 国際学会
  • [学会発表] EFFECT OF FEAR EXPRESSION ON MICROSACCADIC BIAS IN THE ANTI-DIRECTION TO THE GAZE CUES2019

    • 著者名/発表者名
      Ryousei Kurose, Yuki Motomura
    • 学会等名
      The 14th International Congress of Physiological Anthropology
  • [学会発表] SLEEP DEBT IN THE MODERN SOCIETY AND THE BRAIN MECHANISM OF EMOTIONAL AND COGNITIVE DYSREGULATION2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Motomura
    • 学会等名
      The 14th International Congress of Physiological Anthropology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 睡眠負債と情動反応2019

    • 著者名/発表者名
      元村祐貴
    • 学会等名
      第35回日本ストレス学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 潜在的睡眠不足からの回復は前頭前野による扁桃体賦活抑制機能の改善を介して気分を改善する:ASL-fMRI研究2019

    • 著者名/発表者名
      元村祐貴、北村真吾、中崎恭子、大場健太郎、勝沼るり、寺澤悠理、 肥田昌子、守口善也、三島和夫
    • 学会等名
      日本睡眠学会第44回定期学術集会

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公開日: 2021-01-27  

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