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2015 年度 実施状況報告書

定常状態視覚誘発電位を利用した認知状態推移の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25330169
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

南 哲人  豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 准教授 (70415842)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード脳波 / SSVEP / 認知状態 / 隠し絵 / 知覚闘争 / ネッカーキューブ
研究実績の概要

本研究では、二値画像からその答えであるグレースケール画像にモーフィングしていくことで、画像の曖昧性を時間変化させて、理解度の時間推移が SSVEPに及ぼす影響を調べた。実験では、本来の画像情報を劣化させることで画像情報を曖昧にした二値画像と答えとなるグレースケール画像を順に呈示することで、画像理解度の遷移を誘発させた。さらに刺激を7.5Hの明滅頻度で呈示させることによって SSVEPを誘発させた。そのときの脳波を計測するとともに、被験者には画像への理解度を応答することをタスクとして課した。計測した脳波データは、画像への理解度遷移の状態毎に分類し、Waveletによって時間周波数解析を行うことで、7.5HzのSSVEPを抽出した。なお、画像理解度は二値画像呈示後と答えの呈示後の被験者の応答を基に3条件 (NN:終始対象が捉えられなかった、NR:刺激 呈示中に理解できた, RR:事前の提示の時点で捉えられていた)とした。その結果、7.5Hz SSVEPが画像理解度を反映し、その振幅が変調されることを示した。それと共に、画像理解度の遷移についてもSSVEPの時間推移に現れることを示した。また、理解度を分離する上で重要なSSVEの特徴量について Support Vector Machineを用いて調べた。その結果、後頭で生じる理解度を分離するための時間窓毎の重みの時間変化が、理解度の時間的遷移を示していることが示唆された。本研究により、画像理解度が遷移した場合、SSVEP振幅が理解度を反映することを示し、画像理解度のダイナミクスの追跡に SSVEPが有用であることを明らかにした。これらの結果は、画像理解度をリアルタイムに推定する新しい Brain-Computer Interfaceへの応用が期待できる。

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

当初計画通り、SSVEPによる理解度ダイナミクスの実験を行い、隠し絵知覚において、答えが「分からない」ときから「分かる」に認知状態移行したときのSSVEPの時間的変調を調べることができた。よって、順調に研究が進展していると言える。

今後の研究の推進方策

今後は、知覚闘争現象もrotating sphereなど動的なものに広げて、認知状態のリアルタイム推定を行う予定である。隠し絵については、認知状態推移を示す生理的指標として脳波以外の生体信号にも着目する。

次年度使用額が生じた理由

モバイル脳波計一式などを共同利用などで対応したため。

次年度使用額の使用計画

次年度は、実用的な研究に向けて、専用の脳波計などを導入する予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of facial color on the subliminal processing of fearful faces2015

    • 著者名/発表者名
      Nakajima, K., Minami, T., Nakauchi, S.
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 310 ページ: 472-485

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroscience.2015.09.059

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The effects of facial color and inversion on the N170 event-related potential (ERP) component2015

    • 著者名/発表者名
      Minami, T., Nakajima, K., Changvisommid, L., Nakauchi, S.
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 311 ページ: 341-348

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroscience.2015.10.019

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 定常状態視覚誘発電位による複数移動対象への注意状態の推定2015

    • 著者名/発表者名
      新海崇紘, 南哲人, 中内茂樹
    • 雑誌名

      日本感性工学会論文誌

      巻: 15 ページ: 225-231

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-15-00050

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 顔色情報処理の認知神経基盤2015

    • 著者名/発表者名
      南哲人
    • 学会等名
      第45回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2015-11-05 – 2015-11-07
    • 招待講演
  • [学会発表] SSVEP modulation is caused by UFOV performance2015

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, G., Minami, T., Nakauchi, S.
    • 学会等名
      Annual Conference on Clinical Neurophysiology and NeuroImaging 2015 - Joint Meeting of ECNS, ISNIP and ISBET
    • 発表場所
      Munich, Germany
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-13
    • 国際学会
  • [学会発表] 定常状態視覚誘発電位による複数移動対象への注意状態の推定2015

    • 著者名/発表者名
      新海崇紘, 南哲人, 中内茂樹
    • 学会等名
      第17回日本感性工学会大会
    • 発表場所
      文化学園大学
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-03
  • [学会発表] Influence of crossing hemifields in Multiple Object Tracking2015

    • 著者名/発表者名
      Shinkai, T., Minami, T., Nakauchi, S.
    • 学会等名
      The European Conference on Visual Perception 2015
    • 発表場所
      Liverpool, UK
    • 年月日
      2015-08-23 – 2015-08-27
    • 国際学会
  • [学会発表] An optimum stimulation method in SSVEP-Based researches and BCIs,2015

    • 著者名/発表者名
      Nihei, Y., Minami, T., Nakauchi, S.
    • 学会等名
      The European Conference on Visual Perception 2015
    • 発表場所
      Liverpool, UK
    • 年月日
      2015-08-23 – 2015-08-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of brightness perception with glare illusion by SSVEP2015

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, Y., Shinkai, T., Minami, T., Nakauchi, S.
    • 学会等名
      The European Conference on Visual Perception 2015
    • 発表場所
      Liverpool, UK
    • 年月日
      2015-08-23 – 2015-08-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of the brightness enhancement with glare illusion on the neural activity2015

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, Y., Shinkai, T., Minami, T., Nakauchi, S.
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] Effects of facial color and expression in the face processing: A steady state visual evoked potentials study2015

    • 著者名/発表者名
      Takebayashi, Y., Nihei, Y., Minami, T.
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] UFOV performance is reflected in the modulation of SSVEP2015

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, G., Minami, T., Sakai, H., Nakauchi, S.
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [備考] 認知神経工学研究室

    • URL

      https://sites.google.com/site/minamicnt/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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