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2011 年度 実績報告書

運動-視覚神経ダイナミクスの脳機能連関モデルによる「操作感」の評価

研究課題

研究課題/領域番号 22650056
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

岩木 直  独立行政法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 研究グループ長 (70356525)

研究分担者 梅村 浩之  独立行政法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 研究員 (10356587)
神作 憲司  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 感覚機能系障害研究部, 室長 (60399318)
キーワード操作感 / 機能的MRI / 脳磁図 / rTPJ / 脳活動ダイナミクス / 領域関連関
研究概要

本研究では,人-機械インターフェイスの操作から得られる現実感(「操作感」)の知覚が,自己運動とそれによる環境変化の知覚情報(感覚フィードバック)の脳内処理の中でどのように表現されているのか解明する具体的には,仮想(Vitual reality:VR)空間内での操作行動にともなう視覚フィードバックをパラメトリックに制御した条件下で行動指標の計測とともに非侵襲脳機能計測を行い,主観的な操作感の変化が運動-感覚連関にどのように反映されるのか,高精度な脳活動ダイナミクス解析技術と脳領域間の相互作用を解析する技術を用いて統合的に理解することを目標とした.
fMRI装置内で,視覚フィードバックの忠実性をコントロールした1次元の目標追跡実験(被験者のジョイスティック操作に関連して動くカーソルで,画面上を移動するターゲットをできるだけ正確に追跡する実験)を行い,被験者のジョイスティック操作,画面上に表示される目標(ターゲット)とカーソルの位置関係,およびfMRI信号を同時に計測した.実験では,(a)被験者のジョイスティック操作に対応して忠実にカーソルが移動する条件(A条件)と,(b)被験者のジョイスティック操作に関わらず,他の被験者によって行われた目標追跡結果に従ってカーソルが移動する条件(B条件),の2つの視覚フィードバック条件を設定した.また,各試行で被験者の主観的な操作感(どの程度自らのジョイスティック操作がカーソルの動作に反映されていたか)の報告を求めた.この実験から得られるfMRI信号のStatistical Parametric Mapping解析を行ったところ,A条件とB条件の間には有意な脳活動の差は認められなかった.一方で,被験者の主観的操作感の知覚に比例して,right tempolo-parietal junction(rTPJ)における脳活動が増大することを明らかにした.また,同様の目標追跡課題を遂行中の被験者のMEGデータの計測を進めた.今後,MEG/fMRI両計測で得られたデータの統合解析を進める.

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

平成23年度末までに,本研究計画前半の大きな目標であった,脳磁図(MEG)と機能的MRI(fMRI)データを統合処理による,高精度な脳活動ダイナミクス解析技術の開発が終了するとともに,fMRIを用いた操作感知覚実験がほぼ終了した.操作感知覚MEG実験は現在データ計測が進んでいる段階で,平成24年度前半に終了する見込みで,その後得られたデータを統合する当初の目的が達成される見込みである.

今後の研究の推進方策

平成24年前半に操作感知覚実験のMEGデータの取得を終了し,平成24年度後半に,MEG/fMRI両データに対して,すでに開発した脳活動ダイナミクス解析技術を適用する.研究期間終了までに,当初の目標であった主観的な操作感と運動-感覚連関の関連が明らかにできることが期待できる.

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (3件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Differential offset and onset responses to interruptions and resumptions of verbal streams in the human auditory cortex2012

    • 著者名/発表者名
      S.Iwaki, T.Hamada, T.Kawano
    • 雑誌名

      International Journal of Bioelectromagnetism

      巻: 14 ページ: 74-79

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mental fatigue measurement based on the changes in flicker perception threshold using consumer mobile device2012

    • 著者名/発表者名
      S.Iwaki, N.Harada
    • 雑誌名

      IEICE Tech Report

      巻: 111(423) ページ: 121-124

  • [雑誌論文] Fundamental study for control of environment light using biological signal2011

    • 著者名/発表者名
      T.Mori, Y.Maekawa, Y.Akiyama, F.Mishima, K.Sutani, S.Iwaki, S.Nishijima
    • 雑誌名

      Biomedical Engineering, Acta Press

      ページ: 47-52

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MEG-fMKI integration to visualize brain dynamics while perceiving 3-D object shape from motion2011

    • 著者名/発表者名
      S.Iwaki, G.Bonmassar, J.W.Belliveau
    • 雑誌名

      Proc.33rd Annual Intl Conf IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      巻: 33 ページ: 4917-4920

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Individual performance in mental image processing is correlated with dynamic changes in the gamma-band brain activity2011

    • 著者名/発表者名
      S.Iwaki, K.Sutani, M.Inagawa, Y.Tobinaga, K.Nishimura
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 71S ページ: e145

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neural interaction between frontal and parietal areas in P3 responses during visual target detection2011

    • 著者名/発表者名
      S.Iwaki, K.Sutani
    • 雑誌名

      Proc.HBM2011

      巻: 17 ページ: 1-113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impairment of the visual wordform processing in Japanese dyslexic children : an MEG study2011

    • 著者名/発表者名
      S.Iwaki, M.Kashiwagi, S.Suzuki
    • 雑誌名

      Proc.HBM2011

      巻: 24 ページ: 790

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 対面被験者の視線知覚にともなう動的な脳活動の変化2011

    • 著者名/発表者名
      岩木直
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会誌

      巻: 17 ページ: 186-187

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 視覚性言語処理の脳活動計測2011

    • 著者名/発表者名
      岩木直, 柏木充, 鈴木周平
    • 雑誌名

      日本生体磁気学会誌

      巻: 17 ページ: 184-185

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic cortical activities while reading visually presented words2011

    • 著者名/発表者名
      S.Iwaki
    • 雑誌名

      Proc.26th Symposium on Biological and Physiological Engineering

      巻: 26 ページ: 638-640

  • [雑誌論文] 対面する被験者の動的な視線知覚にともなう自発脳活動の変化2011

    • 著者名/発表者名
      岩木直
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: 111(214) ページ: 23-26

  • [学会発表] 非言語コミュニケーション関連脳活動の被験者間同時計測2011

    • 著者名/発表者名
      岩木直
    • 学会等名
      医学・工学における逆問題とその周辺(3)研究会
    • 発表場所
      東京都立川市統計数理研究所(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-27
  • [学会発表] Dynamic changes in the spontaneous brain activities during eye gaze perception task between the directly facing subjects2011

    • 著者名/発表者名
      S.Iwaki
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting 2011
    • 発表場所
      DC Convention Center, Washington DC, USA
    • 年月日
      2011-11-14
  • [学会発表] Neural interaction between frontal and parietal areas in P3 responses during visual target detection2011

    • 著者名/発表者名
      S.Iwaki, K.Sutani
    • 学会等名
      17th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Quebec Convention Center, Quebec City, Canada
    • 年月日
      2011-06-29
  • [備考]

    • URL

      http://staff.aist.go.jp/s.iwaki/

  • [産業財産権] 標準フリッカー値の計算式の決定方法、標準フリッカー値の計算方法及びプログラム、並びにフリッカー値測定装置2011

    • 発明者名
      岩木直, 原田暢善
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権番号
      特許,特願2011-096826
    • 出願年月日
      2011-04-25
  • [産業財産権] ちらつき知覚同値の測定装置、測定方法及び測定プログラム2011

    • 発明者名
      岩木直, 原田暢善
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権番号
      特許,特願2011-097965
    • 出願年月日
      2011-04-26

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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