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2011 Fiscal Year Annual Research Report

固視微動解析による「見えざる運動」が認知機能に及ぼす影響の客観的評価

Research Project

Project/Area Number 22500418
Research InstitutionKinki University

Principal Investigator

小濱 剛  近畿大学, 生物理工学部, 講師 (90295577)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 久  近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (50278735)
Keywords知覚閾下 / コヒーレント運動 / 視覚認知パフォーマンス / トップダウン注意 / ボトムアップ注意 / 固視微動 / マイクロサッカード / 定量的評価
Research Abstract

近年,背景に提示された知覚閾下で運動する視覚情報,すなわち「見えざる運動」によって,中心窩に提示された視覚パターンの認知パフォーマンスが低下することが示された.fMRIによる脳イメージング解析により,無意識下で進行する視覚運動情報処理によって,注意機構によるトップダウンの抑制が十分に機能しなくなることが示唆されているが,生体信号などの客観的な生理指標に基づいた評価は未だなされていない.本研究は,固視微動の統計的解析に基づいて,「見えざる運動」の影響で注意機構が正常に機能していない状態を客観的かつ定量的に評価し,このとき生じる認知レベルの低下を正確にモニターする技術の開発を目指すものである.固視微動のうち,マイクロサッカードと呼ばれる微小な視線のジャンプは,その発生頻度が注意機構の影響を受けることが知られることから,本研究では,まずマイクロサッカードの発生頻度への影響について分析を試みている.本年度は,マイクロサッカードの自動検出アルゴリズムの構築に取り組んだ.マイクロサッカードの検出には,メディアンフィルタ等で前処理した後,1次あるいは2次微分量の変化に基づいた閾値処理が適用されることが多いが,計測系ノイズの影響により精度よく抽出することは困難である.そこで,順序統計量と低域微分フィルタを組み合わせた新たな非線型フィルタを提案し,これを用いることでマイクロサッカードの検出精度の向上を実現した.次に,マイクロサッカードの発生機序において,高次視覚系がどのように介在しているのかを確認するために,中心窩に提示された視覚パターンの検出に注意が集中されている場合とそうでない場合とでマイクロサッカードの発生頻度が影響を受けるのかを確認するための実験を行った.その結果,注意の集中度合いが高いほど,マイクロサッカードの発生が抑止されることが示された.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度の成果として,視野内の「見えざる運動」の存在によって中心窩の認知パフォーマンスが劣化すること,および,このときにマイクロサッカードの発生頻度が影響を受けることを示した.今年度は,より正確なマイクロサッカードの検出手法を提案するとともに,高次視覚系とマイクロサッカード制御系の関係を明らかにし,基本的性質を確認した.よって,研究はおおむね順調に進展しているといえる.

Strategy for Future Research Activity

これまでのところ,固視微動中のマイクロサッカードにのみ焦点をあてて分析してきた.著者らのこれまでの成果により,ドリフトと呼ばれる注視中の揺らぎ成分もまた高次視覚系の影響を受け,特定の周波数帯域に注意の集中度合いの効果が生じることが示されている.今後はドリフトを解析対象とし,周波数解析などにより,「見えざる運動」による影響の数値化を試みる。さらに,検出可能な運動情報を提示し続けている間,適当なタイミングで意識に上らない運動情報を提示する実験を実施し,マイクロサッカードの発生頻度への影響を確認すると共に,時間周波数解析などを用いて眼球運動の揺らぎの変動を分析する予定である.

  • Research Products

    (14 results)

All 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] 固視微動解析に基づく映像酔いの定量的評価2012

    • Author(s)
      中川啓, 小濱剛, 吉田久, 吉川昭
    • Journal Title

      映像情報メディア学会技術報告

      Volume: 36, 13 Pages: 47-50

  • [Journal Article] マイクロサッカードと瞳孔径の解析に基づく覚醒水準変動の客観的評価2012

    • Author(s)
      田中達朗, 小濱剛, 吉田久
    • Journal Title

      映像情報メディア学会技術報告

      Volume: 36, 13 Pages: 51-54

  • [Journal Article] 網膜数理モデルを用いた固視微動による視知覚増強効果のシミュレーション解析2012

    • Author(s)
      福岡卓也, 小濱剛
    • Journal Title

      映像情報メディア学会技術報告

      Volume: 36, 13 Pages: 55-58

  • [Journal Article] オートステレオグラムから奥行き情報を抽出する両眼立体視モデル2011

    • Author(s)
      小濱剛, 平田喜寛
    • Journal Title

      画像電子学会誌

      Volume: 40, 5 Pages: 801-807

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 視覚属性に対する注意の影響と網膜像の皮質における写像を考慮した視覚探索モデル2011

    • Author(s)
      矢野勝也, 小濱剛
    • Journal Title

      近畿大学生物理工学部紀要

      Volume: 28 Pages: 41-52

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 順序統計低域微分フィルタを用いたマイクロサッカードの検出2011

    • Author(s)
      野口大輔, 小濱剛, 吉川昭, 吉田久
    • Organizer
      映像情報メディア学会2011年冬季大会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-12-22
  • [Presentation] 固視微動か網膜像に及ぼす影響のシミューレーション解析2011

    • Author(s)
      福岡卓也, 小濱剛
    • Organizer
      映像情報メディア学会2011年冬季大会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-12-22
  • [Presentation] Inhibition of microsaccade rate caused by increase in visual attention2011

    • Author(s)
      Sho Endo, Takeshi Kohama
    • Organizer
      Neuroscience2011
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] Visual search model considering spatial modification of visual attributes2011

    • Author(s)
      Katsuya Yano, Takeshi Kohama
    • Organizer
      Neuroscience2011
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Presentation] Mathematical model of the visual attention system in the posterior parietal and prefrontal lobes2011

    • Author(s)
      Takeshi Kohama, Keisuke Sugimoto
    • Organizer
      Perception, 40, suppl, pp.204-205
    • Place of Presentation
      Toulouse, France
    • Year and Date
      2011-08-30
  • [Presentation] 注意の集中に伴うマイクロサッカード発生頻度の抑止2011

    • Author(s)
      遠藤翔, 小濱剛
    • Organizer
      日本視覚学会2011年夏期大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県)
    • Year and Date
      2011-08-03
  • [Presentation] 視覚属性に対する注意の修飾を考慮した視覚探索モデル2011

    • Author(s)
      矢野勝也, 小濱剛
    • Organizer
      日本視覚学会2011年夏期大会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県)
    • Year and Date
      2011-08-03
  • [Presentation] サッカード眼球運動神経系の数理モデル2011

    • Author(s)
      小濱剛, 山下輝彦, 神山斉己
    • Organizer
      第55回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2011-05-19
  • [Presentation] マイクロカード発生頻度と瞳孔径変動の解析に基づく覚醒水準の客観的評価2011

    • Author(s)
      田中達朗, 小濱剛, 吉田久
    • Organizer
      第50回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      東京電機大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-04-26

URL: 

Published: 2013-06-26  

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