固視微動の工学的解析に基づく視覚的注意の客観的測定

基于注视微动工程分析的视觉注意力客观测量

基本信息

批准号：
10780241
负责人：
小濱剛
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Aichi Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

近年増加の一途にある自動車運転中の電話利用時の交通事故は,運転者が会話に注意を奪われたことが原因とされる場合が多い.これまでにも,視覚課題への反応時間の測定などによって注意の客観的に測定する試みがなされているが,応用価値の高い生体信号解析に基づいた測定手法の確立には至っていない.このような背景のもとで,本研究では,ある視覚対象を凝視する際に生じる不随意の微小眼球運動(固視微動)を解析することにより,注意の集中度合いの定量的測定を試みた.本研究では,被験者の注意を,1)注視位置に集中させた場合,2)注視位置の周辺に分散させた場合,3)周辺視野の特定の位置に注視を集中させた場合,の3つの状態にコントロールする実験課題を提案し,各実験課題のもとで得られた固視微動から,発生したすべてのマイクロサッカードを抽出し,その発生頻度,振幅,ピーク速度について実験課題間での比較を行なった.また,固視微動からマイクロサッカードを取り除いて連結したslow cumulative eye position curveを求め,FFTによる周波数解析を行うことにより,ドリフト成分の周波数解析を行った.解析の結果,マイクロサッカードの発生頻度は,実験課題1)と実験課題3)ではほぼ等しく,実験課題2)ではこれらよりも有意に高くなることが示された.また,マイクロサッカードの振幅は,実験課題2)と実験課題3)でほぼ等しく,これらに比較して実験課題1)では有意に小さくなることが示された.すなわち,視野内の特定の位置に注意を集中することによりマイクロサッカードの発生が抑制され,このとき注視位置に注視を集中させることによりマイクロサッカードによる固視のブレも押さえられることが明らかとなった.さらに,一般に主系列と呼ばれているマイクロサッカードの速度・振幅特性を比較した結果,実験課題1)におけるマイクロサッカードのピーク速度は,他の2条件に比較して有意に大きいことが示された.一方,ドリフトと呼ばれる注視点が緩やかに揺れる眼球運動に対しては,FFTによる周波数解析では条件間の差を見いだすことができなかった.したがって,視覚的注意は,サッカードシステムにのみ選択的に影響を与えていることが示唆される.これらの結果は,注視システムがマイクロサッカードのトリガーをコントロールしていることや,マイクロサッカードの大きさや速度といったダイナミクスを修飾していることを示しており,また,ドリフト成分のように緩やかな固視の揺れには直接的に関与していないことを示唆している.これらの結果より,注視時に生じるマイクロサッカードを解析することにより,注意の状態をある程度予測することが可能であると思われる.

近年来，驾驶时电话使用期间的交通事故通常被认为是由于驾驶员因说话而被剥夺了关注而引起的。已经尝试通过测量对视觉任务的反应时间进行客观衡量注意力的尝试，但是基于具有较高应用值的生物信号分析，未建立测量方法。在此背景下，这项研究分析了盯着某个视觉对象时发生的非自愿微眼运动（精细运动），并确定注意力集中度。我们已经尝试了定量测量。在这项研究中，我们提出了一项实验任务，该任务控制受试者在三个状态下的注意力：1）专注于凝视位置时，2）在凝视位置分散时，3）当关注凝视在外围场的特定位置上时。从每个实验任务中获得的固定微型转组中提取了所有发生的微扫描，并比较了实验任务之间的频率，振幅和峰值速度。此外，从固定微型组合和连接的慢累积眼位置上取出的微扫描频率分析是通过获得曲线并使用FFT进行曲线和进行频率分析来进行漂移成分的频率分析。分析结果表明，在实验问题和实验问题3）中发生的微扫描的频率几乎相等，并且在实验问题2中显着更高。此外，在实验问题2中，微扫描的幅度几乎相等，并且与这些相比，在实验问题中显着较小1）比较。换句话说，据揭示了微扫描的发生通过将注意力集中在视野中的特定位置上，并且在这一点上可以通过聚焦凝视来抑制固定的模糊。此外，比较了通常称为主要系列的微扫描的速度和振幅特性的结果表明，比较了实验问题中的麦克风1）。举风格的峰值速度明显大于其他两个条件。另一方面，使用FFT的频率分析并未揭示眼睛运动的条件之间的差异，其中眩光的眩光点称为漂移，这是轻轻摇摆的。因此，建议视觉注意仅影响扫视系统。这些结果表明，眩光系统控制了微扫描的触发器，并修改了微扫视的幅度和速度等动力学，并建议它与清除作为漂移成分的摇摆不直接参与。这些结果表明，可以通过分析眩光期间发生的微扫描来在一定程度上预测注意力状况。