触覚的質感視の脳イメージング研究

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 質感認知の脳神経メカニズムと高度質感情報処理技術の融合的研究
• 研究課題/領域番号: 25135720
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山本 洋紀 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 助教 (10332727)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: fMRI / 触覚 / 視覚 / 情動

研究概要

ヒトは見ただけで、モノの触った感じも瞬時にわかる。本研究では、ヒトのこの能力を触覚的質感視と名付け、その脳過程の解明を目的とする。触覚的質感視は、視覚皮質だけではなく、視覚系・触覚系・情動系システムの３者の協調的な働きによって実現されていると我々は考えている。本研究では、視覚・触覚・情動協働仮説を、微妙な質感の制御が可能な実物の布を実験刺激としたfMRI実験によって検証することで、触覚的質感視の脳過程の解明を目指す。
初年度は、その第一歩として、触覚による布の質感知覚に関与する脳領域を同定するためのfMRI実験を行った。fMRI実験に先立って行った視覚および触覚による官能評価にもとづいて、4種類の布を選択し実験刺激として用いた。それぞれの素材は、1. シルク、2. ナイロン／ポリウレタン、3. 麻、4. 綿／ポリエステル／ポリウレタンであった。官能評価では、視覚的にも触覚的にも、1と２は柔らかく滑らかで、3と4は硬く粗いと評価されたものだった。
実験では、被験者が右手で布刺激を能動的に触っているときの脳活動をfMRIで測定した。布を触っているとき、左右の中心溝前後の運動野と体性感覚野、島皮質、前頭葉内側の補足運動野、および右の小脳に強い賦活が見られた。柔らかい布と硬い布を触っているときの脳活動を比較したところ、前帯状回、左右の上頭頂小葉、下頭頂小葉の活動に差が見られた。これらの領域の活動が、触感や情動を含む布の触覚的質感の知覚に関与していると考えられる。今後の研究で、視覚的呈示による布の質感知覚に、これらの領域がどのように関与するかを明らかにしたい。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

視覚の実験の開始が遅れている。当初は実物体で布刺激を提示する予定だったが、提示装置のノイズの問題、企業との協業の中断により、映像提示に変更した。

今後の研究の推進方策

視覚実験に関して、実物体提示を中止し、映像提示に変更した。手軽な静止画では布の高質感画像を得るのが困難だったが、高画質な動画であれば、実物に近い質感が感じられることがわかった。今後、布変形の高精細な動画を刺激として視覚実験、引き続き、触覚実験を行い、研究の完遂を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Visual Field Maps of the Human Visual Cortex for Central and Peripheral Vision. (2014)
  • 著者名/発表者名: Wang B., Yamamoto H., Wu J. and Ejima Y.
  • 雑誌名: Neuroscience and Biomedical Engineering 巻: 1(2) ページ: 102-110
  • DOI: 10.2174/2213385202666140207002441
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高照度照明が大脳視覚過程に及ぼす影響：脳機能イメージング研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川島康裕・山城博幸・山本洋紀・村瀬智一・市村好克・梅田雅宏・樋口敏宏
  • 雑誌名: 照明学会誌 巻: 98(2) ページ: 87-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activity in early visual areas predicts interindividual differences in binocular rivalry dynamics. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashiro H., Yamamoto H., Mano H., Umeda M., Higuchi T., Saiki J.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 111(6) ページ: 1190-1202
  • DOI: 10.1152/jn.00509.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topographic representation of an occluded object and the effects of spatiotemporal context in human early visual areas. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ban H., Yamamoto H., Hanakawa T., Urayama S., Aso T., Fukuyama H., and Ejima Y.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 33(43) ページ: 16992-17007
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1455-12.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] A non-device-specific approach to display characterization based on linear, non-linear, and hybrid search algorithms (2013)
  • 著者名/発表者名: Ban H., Yamamoto H.
  • 雑誌名: Journal of Vision 巻: 13(6) ページ: article 20
  • DOI: 10.1167/13.6.20
  • 査読あり
• [学会発表] ヒト高次視覚領域の視野偏心度の簡易かつ効率的な新マッピング手法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本哲也、山本洋紀、村瀬智一、梅田雅宏、樋口敏宏
  • 学会等名: 日本視覚学会2014年冬季大会
  • 発表場所: 工学院大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 20140123-20140123
• [学会発表] MEGA-PRESS 法による異なる視覚野間の GABA 計測の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村瀬智一、梅田雅宏、山城博幸、山本洋紀、河合裕子、田中忠蔵、樋口敏宏
  • 学会等名: 第41回日本磁気共鳴医学会大会
  • 発表場所: アスティとくしま（徳島市）
  • 年月日: 20130920-20130920
• [備考] 京都大学ホームページ ニュース（研究成果）
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2013_1/131023_3.htm