| 研究課題/領域番号 |
26240037
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| 研究機関 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
橋本 敬 北陸先端科学技術大学院大学, 知識科学研究科, 教授 (90313709)
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| 研究分担者 |
鮫島 和行 玉川大学, 脳科学研究所, 准教授 (30395131)
森田 純哉 名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任助教 (40397443)
金野 武司 北陸先端科学技術大学院大学, 知識科学研究科, 特任助教 (50537058)
奥田 次郎 京都産業大学, コンピュータ理工学部, 准教授 (80384725)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | コミュニケーション / 調整ゲーム / ミラーニューロン / 実験記号論 / 意図共有 / 二者同時脳波計測 / ミュー波抑制 / 進化的構成論 |
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| 研究実績の概要 |
ミラーニューロンシステム（MNS）は，模倣や他者の意図理解，そして，身体性が関わるような記号の習得・理解に関係していると考えられている．しかし，人間がコミュニケーションに用いる記号は直接身体性に関係しない抽象的なものも多数あり，そのような記号の習得・使用・理解にMNSがどのように関わるかは明らかではない．われわれはこれまでの研究でコミュニケーションシステムの形成を実現する実験を行っており，その課題ではメッセージに無意味図形を用いている．この課題により，抽象的な記号を用いたコミュニケーションにおけるMNSの活動やその形成過程を吟味できると考えられる．
平成26年度は，これまでの課題を修正してMNSの活動の分析を可能にする脳波計測の実験課題と実験システムの開発を行った．この実験では，人間同士がゲームを行いコミュニケーションを行う条件（コミュニケーションゲーム条件）に，ゲームの相手がランダムに振る舞うコンピュータで，記号の意味を考えたり学習したりさせない条件（一人ゲーム条件）を加えて，両者の脳活動を比較できるようにした．
この課題と実験システムを用いて，課題遂行中の20ペア（40名）の二者同時脳波データを取得した．運動野に対応するチャンネルのデータに対して，ミュー波帯域およびベータ波帯域のパワーを解析した．運動野におけるこれら帯域の活動抑制はミラーニューロンの活動指標とされる．本実験でも両帯域においてベースライン条件に対するパワーの低下が見られた．さらに，一人ゲーム条件とコミュニケーションゲーム条件では，後者の条件においてより大きな抑制が生じており，ゲームの成功度と抑制が相関することが分かった．これは，コミュニケーションの課題で記号の意味を考える場合においてより大きなMNSの活動があることを意味する．すなわち，抽象的な記号の学習・使用にMNSが関わることを示唆している．
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| 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
コミュニケーションシステム形成時の二者同時脳波測定実験は、当該年度終了時点において40名分の測定を終えている．この結果の初期的分析は国際会議での発表として採択されており，さらなる分析によりジャーナルで発表しうる結果を得ている．同時計測用の実験システムの構築では，脳波計測装置，入力ボタン，視覚刺激提示装置を連携させてトリガーを正しく記録するシステムの作成に予想以上の時間がかかった．特に，高速リフレッシュレート・応答速度の視覚刺激提示装置は新しい装置であり，納入元業者もまだうまく把握していない部分があり，業者とも協力してシステムの解析と構築を進める必要があった．このような状況でも，十分な人数の測定を実施し，学会発表・国際会議発表ができる分析結果を得ており，順調に進展していると言える．
本研究計画では，認知実験を再現し定量的に比較可能な柔軟性を持った認知アーキテクチャACT-R により，内的な他者モデルを作ることを想定した実験課題のモデル化を行い，意図共有のコミュニケーションシステムが形成される際の内部メカニズムの理解を目指している．これに対しては，認知主体をモデル化するためのACT-Rに関する基礎的な研究を進展させた．
また，モデルベース強化学習により，外界と他者の状況に応じた行動を行う予測モデルを用いた実験状況のモデル化および脳波データの解析を行い，意図共有のコミュニケーションシステム形成の脳内メカニズムの理解を進展させることを目指している．この点についても，モデルベース強化学習の最新知見のレビュー，特に，意思決定・行動選択に関わるメカニズムの検討と，それらの知見に基づいた実験結果の議論を進めた．
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに取得したデータをより詳細に分析し，ミュー波・ベータ波抑制の有無を確定させ，直接身体に関わる相互作用ではなく抽象的記号を用いたコミュニケーションにミラーニューロンシステムがどう関わるかを明らかにする．一方，これまでの分析で運動野以外にも抑制が生じる領域があることが示唆されている．そこでの脳活動・認知活動が，記号の学習・使用，そして，記号だけではなく相手の意図を推測する上でどのような働きを持つのかを検討する．
並行して行動データの定量的分析と脳活動との相関の解析を行う．実験では，自身のメッセージの被理解，および，相手のメッセージの理解の程度を判断するデータを取得している．これらのデータ，記号の用い方，ゲームのパフォーマンスの特徴を抽出する．そして，事象関連電位，周波数特性，同期等の時空間パターンの解析やモデルベース強化学習に基づく脳波データの解析を行い，上記の行動データと合わせて，課題設定や段階ごとに異なる成分や成分間の相関，行動指標や情報量の時間変化と相関する成分を特定する．これらの解析により，意図共有を可能にするコミュニケーションシステムの形成過程において，MSNの活動，その形成過程，ペア間の脳活動にどのような関係が形成されるかを調べる．
また，認知アーキテクチャ ACT-Rや他の計算理論に基づく計算モデルを用いて，実験の行動データを再現するモデルの構築を進め，コミュニケーションシステムの形成過程で生じている内部メカニズムの推定を行う．とくに，字義通りの意味だけではなく相手の意図を理解する際に，相手のモデルをなんらかの形で形成しているはずであり，そのメカニズムについて明らかにする．
これらの成果，および，関連研究の成果やサーベイに基づき，意図共有に加えて意味創造のコミュニケーションを行うコミュニケーションシステムの創発過程を調べる実験枠組みを開発する議論を進める．
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