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2019 年度 実績報告書

脳波デコーディングを用いた階層的コミュニケーションの構成的検証と制御

公募研究

研究領域共創的コミュニケーションのための言語進化学
研究課題/領域番号 18H05087
研究機関京都産業大学

研究代表者

奥田 次郎  京都産業大学, 情報理工学部, 教授 (80384725)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード実験記号論 / 記号列階層構造 / 字義的な意味 / 言外の意味 / ミラーシステム / ブローカ野 / 脳波フィードバック訓練 / 脳情報モデル検証
研究実績の概要

2名の人間が複数の記号の組み合わせからなる記号列を媒体として自身の意図を表現し、互いに共有する仕組みを形成する過程を検討するための実験課題を開発し、行動実験と脳波計測データの特徴分析を行った。3つの記号から成る記号列を用いて課題画面中の具体的な対象物の情報を表しながら、その対象物に対する自身の意図を記号列の構造に重層的に埋め込んで他者に伝達する行動の観測に成功し、関連する脳波特徴を同定した。特に、記号列の構成を思考する過程に特有の、左前頭部から左右頭頂部と後頭部にかけての11Hz脳波パワーの抑制特徴を見出した。この脳波結果と従来の神経科学的知見より、記号列構造を用いて外界対象の意味と対象に対する意図を同時に表そうとする過程に、意図の理解や表現に関わると考えられる頭頂部ミラーシステムと、言語構造処理への関与が示唆されている左前頭葉ブローカ野周辺領域、言語の意味処理に関わるとされる側頭後頭葉領域の間の情報統合が関わるという仮説モデルを提唱した。
提案した脳情報モデルを操作的・因果的に検証する新しい手法として、モデルに対応する脳波特徴の生起訓練前後での行動変化を調べる構成的検証の考案と試行を行った。モデル検証のための脳状態自律操作訓練として、新規の参加者に対して、左前頭部、左右頭頂部、左右後頭部の計5領域の脳波パワー抑制度合を5角形グラフで視覚フィードバックする訓練試行を、4日間にわたり計3,200試行実施した。訓練の結果、初日から最終日にかけて脳波特徴の自律生起に成功した参加者において、訓練後の情景画意図理解と、記号列構造を用いた意図表現の向上が見られた。特に、意図の理解との関係を想定していた頭頂部脳波特徴の生起成績が高いことと対応して、情景画意図理解が顕著に向上した。これらの結果から、複数要素から成る脳モデルの構成的検証を脳波状態訓練によって行える可能性を示した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Connotation embedded in hierarchical structures of symbol strings - Extension of experimental semiotics approach -2020

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Hiroki、Fujiwara Masayuki、Hashimoto Takashi、Okuda Jiro
    • 雑誌名

      Proceedings of the Twenty-Fifth International Symposium on Artificial Life and Robotics

      巻: AROB 25th 2020 ページ: 964~969

  • [雑誌論文] The Mirroring of Symbols: An EEG Study on the Role of Mirroring in the Formation of Symbolic Communication Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Li Guanhong、Hashimoto Takashi、Konno Takeshi、Okuda Jiro、Samejima Kazuyuki、Fujiwara Masayuki、Morita Junya
    • 雑誌名

      Letters on Evolutionary Behavioral Science

      巻: 10 ページ: 7~10

    • DOI

      10.5178/lebs.2019.70

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Connotation embedded in hierarchical structures of symbol strings - Extension of experimental semiotics approach -2020

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Hiroki、Fujiwara Masayuki、Hashimoto Takashi、Okuda Jiro
    • 学会等名
      25th International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 国際学会
  • [学会発表] Involvement of human mirror system in dissociating action meaning from external stimuli as examined by EEG mu-suppression2019

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Hiroki、Okuda Jiro
    • 学会等名
      NEURO2019 The 42nd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society

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公開日: 2021-01-27  

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