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2016 年度 実績報告書

多次元脳波データからの知覚・認知・感性類似度情報の抽出

研究課題

研究課題/領域番号 26240043
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

中内 茂樹  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00252320)

研究分担者 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)
東 広志  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70734474)
北崎 充晃  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90292739)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード脳波 / 視認性 / 瞳孔 / グレア錯視 / SSVEP
研究実績の概要

本研究では、脳波を用いた新たな脳情報デコーディング手法として、多次元脳波データに埋め込まれた視覚刺激群の類似度情報を抽出する手法を構築するものである。本年度は、神経学的な手法から発光知覚に着目し、その脳内処理プロセスを解明することを目的として実験を行った。具体的には、明るさ知覚の変化のみで脳波成分(SSVEP)と瞳孔反応に反映されるかを調査した。物体が発光しているように感じるといった知覚をグレア錯視と呼ばれる明るさ感の増強・発光錯視を使用することで実現し、脳波と瞳孔反応と組み合わせた実験デザインによって低次と高次による処理を比較した。

グレア錯視を視覚刺激としたときの脳波計測の結果は、グレア錯視条件では全ての輝度コントラスト条件では同程度の知覚輝度増強が確認できたにも関わらず、SSVEP振幅は高コントラスト条件においてのみ有意に減少したグレア錯視は中央輝度を変化させることによって、知覚カテゴリが白から輝き(発光知覚)へと変化する(Tamura et al., 2016)。つまり、色表現モードの遷移が知覚コントラストの減少を生じさせSSVEPに影響した可能性がある。すなわち、発光知覚といった認知的な要素だけで得られたSSVEPは変調されたものであると考える。また、グレア錯視を見た時の瞳孔はSSVEPで差が見られた最も高い輝度条件でのみコントロールに比べて縮瞳していた。これは前述したような認知的な要素が最も高い輝度条件でのみ生じたといった仮説を支持するものである。瞳孔は明るさ感が増すことによって変化するのではなく、まぶしさや発光知覚といった認知的な要因に対し、より高次な皮質の影響を受けに変調されると考えられる。以上から、視覚野の低次で明るさの増強とは異なる神経経路での応答が高次皮質からのフィードバックを反映して変調されたことを示す重要な証拠となりうることが示唆された。

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

研究計画通り、瞳孔径という新たな生理指標も導入して主観的感性情報の抽出を進めることが出来ており、それに伴う認知実験も同時に進んでいる。

今後の研究の推進方策

次年度は、計画通り、画像理解度(画像内容判断)に関する課題に関するデータ収集を勧めていく予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Interaction between facial expression and color2017

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

      Scientific Reports

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1038/srep41019

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Variation in Event-Related Potentials by State Transitions2017

    • 著者名/発表者名
      Higashi, H., Minami, T., Nakauchi, S.
    • 雑誌名

      Frontiers Human Neuroscience

      巻: 271 ページ: -

    • DOI

      doi.org/10.3389/fnhum.2017.00075

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 鏡・ガラス材質を識別するための複数の視覚手がかり2017

    • 著者名/発表者名
      田村秀希, 東広志, 中内茂樹
    • 学会等名
      日本視覚学会2017年冬季大会
    • 発表場所
      NHK放送技術研究所
    • 年月日
      2017-01-18 – 2017-01-20
  • [学会発表] Pupillary response to face-like processing2016

    • 著者名/発表者名
      Nihei,Y., Minami, T., Nakauchi, S.
    • 学会等名
      The European Conference on Visual Perception
    • 発表場所
      Barcelona, Spain)
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-09-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Pupillary response reflects the effect of facial color on expression2016

    • 著者名/発表者名
      Nakakoga, S., Nihei, Y., Nakauchi, S., Minami, T.
    • 学会等名
      The European Conference on Visual Perception
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-09-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative characterization of color vision using steady state visual evoked potentials2016

    • 著者名/発表者名
      Hirose, H., Nakauchi, S.
    • 学会等名
      The European Conference on Visual Perception
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-09-01
    • 国際学会
  • [学会発表] 低解像度顔刺激の表情認知における顔色の役割2016

    • 著者名/発表者名
      竹林優樹, 南哲人, 中内茂樹
    • 学会等名
      日本視覚学会2016 年夏季大会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-08-17 – 2016-08-19
  • [学会発表] Spatial smoothing of canonical correlation analysis for steady-state visual evoked potential based brain machine interface2016

    • 著者名/発表者名
      Ryu, S., Higashi, H., Tanaka, T., Nakauchi, S., Minami, T.
    • 学会等名
      Engineering of medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Orland, USA
    • 年月日
      2016-08-16 – 2016-08-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Perception of Materials and Surface Quality by Human Vision2016

    • 著者名/発表者名
      Nakauchi S.
    • 学会等名
      The 2016 International Conference on Advanced Informatics: Concepts, Theory and Application
    • 発表場所
      Penang,Malaysia
    • 年月日
      2016-08-16 – 2016-08-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 顔色が低解像度顔刺激における表情認知に及ぼす影響 ~眼球運動による解析~2016

    • 著者名/発表者名
      中古賀理, 二瓶裕司, 中内茂樹, 南哲人
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] 電極配置情報を利用した正準相関分析による定常状態視覚誘発電位の識別2016

    • 著者名/発表者名
      龍進吾, 東広志, 中内茂樹, 南哲人
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] Pupil response is modulated by the recognition state in the hidden images2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, Y., Minami, T., Nakauchi, S.
    • 学会等名
      20th annual meeting of the Association for the Scientific Study of Consciousness
    • 発表場所
      Buenos Aires, Argentina
    • 年月日
      2016-06-14 – 2016-06-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Perceptual segregation between mirror and glass material under natural and unnatural illumination,2016

    • 著者名/発表者名
      Tamura, H., Tsukuda,M., Higashi, H., Nakauchi, S.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society 16th Annual Meeting
    • 発表場所
      St. Pete Beach, USA
    • 年月日
      2016-05-13 – 2016-05-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Mismatch between perception and neural response in glare illusion2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, Y., Shinkai, T., Higashi, H., Minami, T., Nakauchi, S.
    • 学会等名
      Vision Sciences Society 16th Annual Meeting
    • 発表場所
      St. Pete Beach, USA
    • 年月日
      2016-05-13 – 2016-05-18
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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