簡便な脳活動・生体情報計測に基づく集中状態の視覚化

本研究の目的は，情報学と認知神経科学に基づいて集中状態を可視化・定量化する技術を開発し，あらゆるヒトの生活の質を向上させることである。この目的を達成するために，脳活動のみから定義した集中状態と自律神経系の活動の相互関係を明らかにし，ウェアラブルデバイスで計測した生体情報から集中状態を視覚化する基礎技術を開発する。令和4年度は，核磁気共鳴機能画像法よりも簡便に脳活動を計測できるEEG脳波計を用いて持続的注意課題を行っている際の脳活動及び複数の自律神経系の生体情報を同時に計測し，脳活動と生体情報の関連を調査した。持続的注意課題はgradual onset continuous performance task（gradCPT）を用いた。この課題は、反応時間の時間的変動によって注意状態を定義することができる認知課題である。生体情報は，視線計測，瞳孔径，心拍，皮膚電位活動，呼吸の計測を行った。gradCPT中のEEG脳波活動に対してenergy landscape analysisを適用することで安定的な脳状態を推定し、行動課題成績や生体情報との関係を検討した。その結果，安定的な脳状態は脳波の一過性のパターン化された準安定状態であるマイクロステートに類似していることがわかった。マイクロステートは、その空間的なパターンからマイクロステートA～Dと呼ばれ、それぞれ左右の後頭部、後頭葉、頭頂部の活動によって特徴づけられる。本研究では，実験協力者がマイクロステートDに近い脳状態にあるとき、反応時間の分散はより大きく、視覚感度はより低くなった。また、この状態では瞳孔の変動が大きくなっており，一般的な注意状態を表していると考えられる。本研究では，脳活動のみから行動課題成績や生体情報と関連する状態を推定できることが示され，生体情報のみを用いて注意状態を推定可能であることが示された。

本研究の目的は，情報学と認知神経科学に基づいて集中状態を可視化・定量化する技術を開発し，あらゆるヒトの生活の質を向上させることである。この目的を達成するために，脳活動のみから定義した集中状態と自律神経系の活動の相互関係を明らかにし，ウェアラブルデバイスで計測した生体情報から集中状態を視覚化する基礎技術を開発する。令和4年度は，核磁気共鳴機能画像法よりも簡便に脳活動を計測できるEEG脳波計を用いて持続的注意課題を行っている際の脳活動及び複数の自律神経系の生体情報を同時に計測し，脳活動と生体情報の関連を調査した。持続的注意課題はgradual onset continuous performance task（gradCPT）を用いた。この課題は、反応時間の時間的変動によって注意状態を定義することができる認知課題である。生体情報は，視線計測，瞳孔径，心拍，皮膚電位活動，呼吸の計測を行った。gradCPT中のEEG脳波活動に対してenergy landscape analysisを適用することで安定的な脳状態を推定し、行動課題成績や生体情報との関係を検討した。その結果，安定的な脳状態は脳波の一過性のパターン化された準安定状態であるマイクロステートに類似していることがわかった。マイクロステートは、その空間的なパターンからマイクロステートA～Dと呼ばれ、それぞれ左右の後頭部、後頭葉、頭頂部の活動によって特徴づけられる。本研究では，実験協力者がマイクロステートDに近い脳状態にあるとき、反応時間の分散はより大きく、視覚感度はより低くなった。また、この状態では瞳孔の変動が大きくなっており，一般的な注意状態を表していると考えられる。本研究では，脳活動のみから行動課題成績や生体情報と関連する状態を推定できることが示され，生体情報のみを用いて注意状態を推定可能であることが示された。