ヒトの眼における瞳孔径と心拍変動の計測と解析

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ヒトの眼における瞳孔径はカメラの絞りと同様に対象物を明瞭に見るために重要な役割を果たしているが、カメラとは異なり絶えず変動している。本研究は、この変動を不要な雑音として捉えるのではなく、その原因を自律神経系の活動に見い出し、瞳孔径変動から無侵襲にその活動を推定しようとするものである。筆者はこれまでに瞳孔径変動が自律神経の影響を強く受けていることを明らかにしており、近年社会問題として大きく取り上げられている自律神経失調疾患に対して新たな無侵襲的診断手法を提供する可能性もあり、その社会的意義は極めて大きいと思われる。また、同様の目的で盛んに研究されている心拍変動との関連を調べることにより両者の詳細な性質をより把握できるものと考えている。以上の目的を達成するために本年度は、これまでの実験で得られたデータを解析するための新たな非線形解析法を開発した。これまでに筆者らは最適線形系の出力誤差パワーに着目した非線形度を定義し、ニューラルネットを用いた推定法を提案している。この手法の場合、対象とするシステムの完全な同定が必要となるが、実際には完全な非線形モデルの構築、システム同定が可能とは限らない。そこで、非線形度推定に用いる非線形システムモデルを条件とした条件付きシステム非線形度を定義し、その上界として先に提案した非線形度を位置づける事とした。今後、多変数に応用できるよう非線形モデルを拡張すること、またこれらの解析法を用いて瞳孔径と心拍変動の関連を明らかにするとともに、その生理学的な意味付けを行うことが今後の課題である。