数学課題遂行時における脳活動と脈拍の生理学的特徴の解明

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本研究の目的は，学習過程における脳活動と脈拍の同時計測により，双方の生理学的データにどのような関連や相違があるのかを実証的に明らかにすることである。そして，得られた実験データより，学習時の脳活動の特徴を，より廉価で簡便な脈拍計測で，どの程度代替可能であるのかを検討することを通して，教育現場での普及を目指すものである。本年度は，四則混合算の実験課題を対象に，「学習者」の脳活動と脈拍を同時計測し，両者を照合することで，脈拍データが脳活動データのどの部分を再現することになるのかを検討した。大学生７名を被験者として，脳活動計測実験を実施した結果，以下の特徴が明らかになった。１）実験課題の難度の高低に，脳活動（oxyHb濃度）変化の高低が対応する関係にある，２）概してoxyHbの上昇に対応し，脈拍も同時に上昇するが，難度が極めて高いと感じた場面においては，脈拍が減少する傾向にある，３）すなわち，難度が高い場合，その程度によって脈拍の上昇もしくは下降という，相反する脈拍変動をもたらすことが予想される。これらのことから，学習時の脈拍計測は，脳活動データの一特性を反映するとともに，脳活動データでは検出されない生理学的特性の一部を表出している可能性が示された。要因分析については今後の課題であり，複合的な生理学的計測が，新たな学習過程の解明につながるものと予想される。なお，本研究は，１年目は学習者対象実験，２年目は教師対象実験を実施する２年計画の予定であったが，２年目は辞退するため，当該年度に予定していた内容は新たに採択された科研費の中で継続していく。