2020 Fiscal Year Annual Research Report
Assessment and creation of collaborative space using synchronized brain – Pioneering research of bidirectional neuroscience
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19K21947
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
三木 則尚 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70383982)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古川 聖 東京藝術大学, 美術学部, 教授 (40323761)
寺澤 洋子 筑波大学, 図書館情報メディア系, 准教授 (70579094)
皆川 泰代 慶應義塾大学, 文学部(日吉), 教授 (90521732)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 同期脳 / 協働 / 双方向神経科学 / インタラクション / 脳波音楽 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、人と人との協働において生起される同期脳活動の、機序解明から協働場設計・評価への応用までを網羅する双方向脳神経科学という新奇学術分野の開拓である。そのため、脳活動計測を支援するICT専門家と、認知神経科学、心理学、メディアアート、実験音楽の専門家からなるユニークな研究グループを構成した。
従来のウェット電極は、髪の毛を避ける、皮膚の前処理、電解ペーストなど、取付ならびに計測中の負荷が大きかった。そこで、髪の毛を避け、かつ角質層を貫くキャンドル型微小針電極の設計を最適化し、さらに電極を頭部に固定するヘッドセットを開発することで、取り付けに要する時間が30秒以下、計測中にヘッドセットの位置を動かしてもすぐに計測が再開できる脳波計測システムの開発に成功した。これにより2時間の映画視聴中の脳波を計測することができるようになった。
次に、二者での協調作業における脳活動や心拍の同期性およびそれらの相互作用について検討するために、二者がコンピューター上で家具配置ゲームをする際の脳活動を，近赤外分光法を用いて計測した。二者が協調しているときに右の側頭頭頂接合部と協力相手の前頭部の脳活動に強い同期が見られた。また顔向けなどの社会的信号に応じた同期活動の抽出にも成功した。
事象関連電位ERPは、メディアアートの分野では測定精度と測定時間の要件のため、まだ普及していない。そこでDIY品質の脳波アンプと新規に開発された乾式電極を用いて、磁気ノイズの多い通常環境下でERP検出が可能か検証した。その結果、72回程度の試行、トータルで1分半ほどの刺激提示時間が必要であり、ERP以外の脳活動の利用、呈示時間中の演出が必要であることがわかった。
以上のように、双方向脳神経科学という新奇分野開拓に必要な技術を確立するとともに、当該分野研究の最初の一歩を踏み出す、まさに萌芽的な研究を遂行することができた。
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