JP6590411B2 - 感性評価方法 - Google Patents
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Description
感性=[主観心理軸]*[脳生理指標]=a*EEG快+b*EEG活性+c*EEG期待感
人は何かを見たり、聞いたり、あるいは何かに触れたり、触れられたりしたときに、わくわくしたり、うきうきしたり、はらはらしたり、どきどきしたりする。これらは、単なる情動や感情と異なり、運動神経および感覚神経を含む体性神経系を通して脳に入ってくる外受容感覚、交感神経および副交感神経を含む自律神経系、それに基づく内受容感覚、さらには記憶や経験などが深く関与した複雑で高次の脳活動によってもたらされていると考えられる。
快/不快、活性/非可性、および期待感の各脳反応に伴い、脳のどの部位が活動するかをfMRIとEEGにより測定した結果について説明する。この測定結果は、感性を可視化、数値化する上での基礎データになり、極めて重要な位置づけにある。
まず、国際感情画像システム(International Affective Picture System:IAPS)から抽出した快画像(例えば、愛くるしいアザラシの赤ちゃん画像)と不快画像(例えば、危険な産業廃棄物画像)を27名の実験参加者に提示することにより、実験参加者の快/不快時の脳反応を観察する。
IAPSから抽出した活性画像(例えば、美味しそうな寿司の画像)および非活性画像(例えば、静かな田園にたたずむ館の画像)を27名の実験参加者に提示することにより、実験参加者の活性/非活性時の脳反応を観察する。
まず、27名の実験参加者に対して、情動を喚起する刺激画像を呈示し、画像を視認しているときの実験参加者の感情状態を評定させる実験を行う。刺激画像として、IAPSから抽出した情動を喚起するカラー画像80枚を用いる。そのうち40枚が快さを喚起する画像(快画像)であり、残りの40枚が不快を喚起する画像(不快画像)である。
感性を快/不快の軸、活性/非活性の軸、および期待感(時間)の軸の3軸を含む感性多軸モデルを用いて表すことについては上述したが、次は、具体的に感性をどのように可視化・数値化してBEI構築に結び付けできるかが課題になる。
ここで、主観心理軸は各軸の重み付け係数(a,b,c)を示し、脳生理指標はEEGの測定結果に基づく各軸の値(EEG快,EEG活性,EEG期待感)を示す。
感性の主観心理軸を用いた各軸の寄与率、すなわち重み付けは次の手順で決定することができる。
ただし、主観快、主観活性、主観期待感は、実験参加者が評定した快度合、活性度合、期待感度合の各数値である。
すなわち、式3により感性を数値により可視化することができる。
脳生理指標は、EEGの測定結果から計算される感性多軸モデルの各軸の推定値である。しかし、脳活動には個人差があるため、リアルタイムで感性を評価する前にあらかじめ各個人のEEGを計測して各個人の脳波独立成分およびその周波数帯域を特定しておく必要がある。
次に、脳波を用いた別の感性評価方法について説明する。なお、以下の記載内容は、本願において優先権を主張する特願2015−204963に記載されたものである。
Valence=v1×EEGV1+v2×EEGV2+・・・+vi×EEGVi
と表すことができる。
Arousal=a1×EEGA1+a2×EEGA2+・・・+aj×EEGAj
と表すことができる。
Time=t1×EEGT1+t2×EEGT2+・・・+tk×EEGTk
と表すことができる。
Emotion=a×Valence+b×Arousal+c×Time
と表すことができる。
快/不快と脳波との関連を調べるために実験を行った。実験の概要は図9を参照して説明した通りであるためここでの説明は省略する。
今回の実験により得られた知見を基に、本発明に係る脳波を用いた感性評価方法は次のように実施することができる。図29は、本発明の一実施形態に係る脳波を用いた感性評価方法のフローチャートである。なお、下記の処理フローは、PCなどの汎用のコンピュータを用いて実施することができる。
次に、fMRIを用いた別の感性評価方法について説明する。なお、以下の記載内容は、本願において優先権を主張する特願2015−204969に記載されたものである。
Valence=v1×fMRIV1+v2×fMRIV2+・・・+vi×fMRIVi
と表すことができる。
Arousal=a1×fMRIA1+a2×fMRIA2+・・・+aj×fMRIAj
と表すことができる。
Time=t1×fMRIT1+t2×fMRIT2+・・・+tk×fMRITk
と表すことができる。
Emotion=a×Valence+b×Arousal+c×Time
と表すことができる。
先行研究では、情動を喚起する画像を用いた実験から脳内の島や扁桃体が人の不快予期と性格特性のそれぞれに関与することが報告されている(Simmons et al., 2006;Schuerbeek et al., 2014)。しかし、先行研究では、用いた画像の種類が少なかったり、快画像あるいは不快画像との比較がなかったりするなど、いくつかの制限がある。実験結果を汎化するためにはより多様な状況に即した知見を得ることが重要である。そこで、より多様な刺激画像を用いつつ、さらに各個人の性格特性と、快/不快を予期しているときの脳の特定部分の活動状況(賦活の程度)との関連を調べるために実験を行った。なお、実験の概要は図9を参照して説明した通りであるためここでの説明は省略する。
今回の実験により得られた知見を基に、本発明に係るfMRIを用いた感性評価方法は次のように実施することができる。図32は、本発明の一実施形態に係るfMRIを用いた感性評価方法のフローチャートである。なお、下記の処理フローは、PCなどの汎用のコンピュータを用いて実施することができる。
Claims (17)
- 快/不快、活性/非活性、および期待感に関連する関心領域から、快/不快、活性/非活性、および期待感の各軸を含む感性多軸モデルの各軸に係る脳生理情報を抽出するステップと、
前記感性多軸モデルの各軸の脳生理情報を用いて感性を評価するステップと、を備え、
期待感に関連する関心領域が頭頂葉、後頭葉、および島皮質を含む領域である、感性評価方法。 - 前記感性を評価するステップにおいて、前記感性多軸モデルの各軸の関連性を求め、この相関性と、前記感性多軸モデルの各軸の脳生理情報を用いて感性を評価する、請求項1に記載の感性評価方法。
- 快/不快および活性/非活性に関連する関心領域が帯状回を含む領域である、請求項1または請求項2に記載の感性評価方法。
- 前記脳生理情報が脳波信号に由来し、
前記脳生理情報を取得するステップは、前記感性多軸モデルの軸ごとに、
被験者の脳波信号を計測するステップと、
前記脳波信号について独立成分分析を行って複数の独立成分を抽出するステップと、
前記複数の独立成分のうち当該軸に関連する独立成分について時間周波数解析を行って時間周波数スペクトラムを算出するステップと、
前記脳生理情報として、前記時間周波数スペクトラムのうち当該軸に関連する関心周波数帯域でのスペクトラム強度から当該軸の脳生理指標値を推定するステップとを含む、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の感性評価方法。 - 前記脳生理指標値を推定するステップにおいて、fMRIにより計測されるBOLD信号を用いて関心領域を特定する、請求項4に記載の感性評価方法。
- 快/不快に関連する関心領域の周波数帯域がθ帯域である、請求項4または請求項5に記載の感性評価方法。
- 活性/非活性に関連する関心領域の周波数帯域がβ帯域である、請求項4または請求項5に記載の感性評価方法。
- 期待感に関連する関心領域の周波数帯域がθ〜α帯域である、請求項4または請求項5に記載の感性評価方法。
- 前記脳生理情報がfMRIにより計測されるBOLD信号に由来し、
前記脳生理情報を取得するステップは、前記感性多軸モデルの軸ごとに、
fMRIを用いて被験者の全脳のBOLD信号を取得するステップと、
前記全脳のBOLD信号のうち当該軸に関連するBOLD信号を選択するステップと、
前記脳生理情報として、前記選択したBOLD信号から当該軸の脳生理指標値を推定するステップとを含む、請求項1ないし請求項3のいずれか記載の感性評価方法。 - 快/不快、活性/非活性、および期待感に関連する関心領域から、快/不快、活性/非活性、および期待感の各軸を含む感性多軸モデルの各軸に係る脳生理情報を抽出するステップと、
前記感性多軸モデルの各軸の脳生理情報から、脳波(EEG)の測定結果に基づく各軸の脳生理指標値(EEG快,EEG活性,EEG期待感)を求めるステップと、
被験者の主観的な統計データから得られ、前記感性多軸モデルの各軸の重み付け係数(a,b,c)を示す主観心理軸を用いて、次の計算式で、感性を評価するステップと、を備
えた感性評価方法。
感性=[主観心理軸]*[脳生理指標]=a*EEG快+b*EEG活性+c*EEG期待感 - 被験者の脳波信号を取得するステップと、
取得した脳波信号について独立成分分析を行って、得られた独立成分ごとにダイポールの位置を推定するステップと、
前記独立成分分析で得られた独立成分の主成分分析を行って、独立成分における脳活動データの次元縮約を行うステップと、
次元縮約された独立成分における脳活動データをクラスタリングするステップと、
前記クラスタリングで得られた複数のクラスタから、さまざまな感情あるいは情動のそれぞれを反映する脳活動を示すクラスタを選択するステップと、
選択したクラスタに含まれる成分から各感情あるいは情動の評価値を計算するステップと、
前記各感情あるいは情動について計算された評価値を総合して感性の評価値を計算するステップとを備えた、脳波を用いた感性評価方法。 - 前記感性が、各感情あるいは情動を各軸とする多軸モデルで表され、
前記感性の評価値を計算するステップにおいて、前記感性の評価値を前記各軸の評価値の重み付け加算により計算する、請求項11に記載の脳波を用いた感性評価方法。 - 前記感性が3軸の多軸モデルで表される、請求項12に記載の脳波を用いた感性評価方法。
- 前記感性の多軸モデルは、少なくとも快/不快の感情あるいは情動を表す軸を含んでおり、
前記快/不快の感情あるいは情動を反映する脳活動が、後帯状回周辺の脳活動である、請求項12に記載の脳波を用いた感性評価方法。 - fMRIを用いて被験者の全脳のBOLD信号を取得するステップと、
取得した全脳のBOLD信号から、さまざまな感情あるいは情動のそれぞれを反映する脳活動を示すボクセルのBOLD信号を選択するステップと、
選択したボクセルのBOLD信号から各感情あるいは情動の評価値を計算するステップと、
前記各感情あるいは情動について計算された評価値を総合して感性の評価値を計算するステップとを備え、
前記感性の多軸モデルは、少なくとも快予期/不快予期の感情あるいは情動を表す軸を含んでおり、
前記快予期/不快予期の感情あるいは情動を反映する脳活動が、島皮質を含む領域の脳活動である、fMRIを用いた感性評価方法。 - 前記感性が各感情あるいは情動を各軸とする多軸モデルで表され、
前記感性の評価値を計算するステップにおいて、前記感性の評価値を前記各軸の評価値の重み付け加算により計算する、請求項15に記載の脳波を用いた感性評価方法。 - 前記感性が3軸の多軸モデルで表される、請求項16に記載の脳波を用いた感性評価方法。
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