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2023 年度 実施状況報告書

事象関連電位P300を用いた経験が変化させるドライバの注意選択と脳神経機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K12138
研究機関中部大学

研究代表者

稲垣 圭一郎  中部大学, 理工学部, 准教授 (10568942)

研究分担者 我妻 伸彦  東邦大学, 理学部, 講師 (60632958)
信川 創  千葉工業大学, 情報科学部, 教授 (70724558)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード事象関連電位P300 / 視覚認知 / 車両運転 / 脳波計測 / 機能的結合
研究実績の概要

当該年度は,前年に引き続き経験により最適化される注意の脳神経機構と走行環境内の認知対象物の重要度に相当する顕著性との関係の理解を目指して,実走行環境に存在する歩行者や他車両など注意しなければならない視覚認知対象に対するドライバの事象関連電位P300の応答特性を評価した.前年度の心理物理的な走行実験環境をドライビングシミュレータを用いたものに換装し、実車両運転を模した実験へと改良した。前年度も報告した他車両や標識,歩行者などの対象物を認知している際のP300を,さらに運転のアクションの有無で分類して評価したところ,運転のアクションが絡むと有意にP300応答が生じることを明らかした.これは,前年度の走行環境内の認知対象物の種類、すなわちBottom-up情報に対する異なるP300応答特性に加え,運転行動由来のTop-down情報がさらにP300応答特性を変容させることを示唆している.これらから認知対象を含む走行環境のBottom-up情報に加え,運転行動に関するTop―Down情報を考慮することでより詳細な顕著性を再現可能な脳数理モデルを構築でき,これにより経験で変化する運転行動・認知、顕著性とP300応答の関係を評価できる可能性を得た.
一方で,走行シーン認知時におけるドライバの脳活動を周波数解析とPhase Lag Index(PLI)で求めた脳機能的結合により評価する部分は構築済みである.今後は,本解析を上記の走行シーン内の視覚認知対象認知時の脳波解析へ拡張することで,実走行環境の認知時における注意に関する脳波に寄与する脳機能部位について言及できると考えている.

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

走行シーン内の視覚認知対象認知時の事象関連電位P300の評価は,本研究目標の根底をなす部分でありそのデータは顕著性モデル構築やPLIによる脳神経ネットワークの機能的結合解析に必須であるが,これを本年度ほぼ達成している.併せて本年度は,走行シーン認知時のドライバのアクションの重要性を示唆しており,こうした情報が走行シーンの顕著性再現のため顕著性を再現する脳数理モデルの構築に必要である可能性を得た.なお本実験で得られる脳波の機能的結合解析にかかる解析方法も構築済みである.また,経験と脳波ならびにP300応答特性の関係を明らかにした内容について2件,学術論文に採択となった.

今後の研究の推進方策

今後の研究では,走行シーン内の視覚認知対象認知時の脳波をさらに収集し,これまでに得られている結果の詳細化をはかり,学術論文としてまとめることを目指す.加えて,同データに対してPLIによる脳神経ネットワークの機能的結合評価のアプローチにより,実走行環境認知時の注意に関する脳活動と運転経験、運転行動との関係評価を推し進める.さらに,顕著性を再現する脳神経数理モデルの構築と改良を進め,シミュレーションを通して走行シーン内の視覚認知対象認知における注意と運転経験や行動の寄与を評価する.これらの3つの研究を並列して進めることで当初の研究計画の達成を目指す.

次年度使用額が生じた理由

国際会議ならびに、論文投稿における英文校正やAPCに予算を当てていたが、査読が長引いたことにより次年度へ繰越が生じた。翌年度分の請求助成金を合わせて同英文校正や論文のAPC、学会参加費などへ充当をする予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 脳波計測から探る経験と視覚認知~経験に関与する脳波とその変容~2023

    • 著者名/発表者名
      稲垣圭一郎
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 62 ページ: 6-4-609

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessment of functional connectivity induced by driving experience2023

    • 著者名/発表者名
      Tsurushima Masahiro、Otsu Keita、Nobukawa Sou、Wagatsuma Nobuhiko、Inagaki Keiichiro
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 14 ページ: 559~568

    • DOI

      10.1587/nolta.14.559

    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamic Characteristics of Electroencephalogram Reflecting Driving-Experience-Dependent Performance Using Microstates2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Iinuma, T. Ozawa, S. Nobukawa, N. Wagatsuma, K. Inagaki
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association 15th Annual Summit and Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] P300 Event-Related Potential in Perception of Multiple Traffic Objects During Vehicle Driving2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto, S. Nobukawa, N, Wagatsuma, K. Inagaki
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association 15th Annual Summit and Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 走行環境内の認知対象への注意と事象関連電位P300の関係2023

    • 著者名/発表者名
      山本悠貴,我妻伸彦,信川創,稲垣圭一郎
    • 学会等名
      第22回情報科学技術フォーラム(FIT2023)
  • [学会発表] 運転時における脳波計を用いたmicrostate解析による運転熟練度の評価2023

    • 著者名/発表者名
      小澤拓斗,飯沼 佑太,信川創,我妻伸彦,稲垣圭一郎
    • 学会等名
      第22回コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会

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公開日: 2024-12-25  

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