JP2010274035A - 脳情報を表示する地図、作成方法及び該地図の使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のアンケート調査では無意識的バイアスがかかるなどの問題があり、一方、脳活動に基づいた視覚刺激を計測して応用しようとすると、脳活動の計測に制約が多いうえ、脳活動と実際の消費者行動との関係が解明できていないという問題があった。
【解決手段】複数のオブジェクトの視覚刺激に対する多チャンネルの脳波データを計測し、得られた多チャンネルの脳波データに対して多変量解析法により次元圧縮を行って、次元圧縮されたデータに基づき、二次元平面上に前記オブジェクトに対応する点を表示する地図を作成することにより、脳情報を表示して視覚化する。
【選択図】図３

Description

本発明は、脳波などにより脳活動を解析するために、脳活動の情報を視覚的にわかりやすく表現する地図およびこれを用いて脳活動を解析する使用方法に関する。

従来、製品開発や販売戦略のために消費者行動を調べて市場調査を行っている。その一例がアンケート調査である。アンケート調査では、調査項目の設定方法、調査項目間の評価方法、回答者の意識または無意識のバイアス等によって、調査結果の正確性や信頼度に問題があることが多い。

近年脳科学の進歩により、人の思考や行動と脳活動との関係性について様々な研究がなされている。消費者行動と関係した脳活動を機能的ＭＲＩ（ｆＭＲＩ）等の装置を使って調べるニューロマーケティングという研究がある。例えば、ｆＭＲＩの装置を用いた脳活動計測実験によって、コカコーラとペプシコーラに対する嗜好性やブランド意識に関する脳部位を同定し、また脳活動の差を調べた研究が知られている（非特許文献１）。

また、本発明者は、動物の脳内に設置した電極による単一ニューロンの活動電位の細胞外記録という計測手法とニューロン集団活動のシミュレーションによって、複数の外部刺激（実験条件）が脳内でどのような関係性があると表現されているかを低次元の空間情報として推定できることを示した。しかしながら、脳活動についてはまだまだ未知な部分が多く、またその計測方法には制約がある。

上記ニューロマーケティングという研究と同様、市場調査のために人の生体情報データを利用しようとすることが知られている（特許文献１）。

特開２００３−２９０１７９号公報

ＭｃＣｌｕｒｅ ＳＭ，Ｌｉ Ｊ，Ｔｏｍｌｉｎ Ｄ，Ｃｙｐｅｒｔ ＫＳ，Ｍｏｎｙａｇｕｅ ＬＭ，Ｍｏｎｔａｇｕｅ ＰＲ．"Ｎｅｕｒａｌ Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｓ ｏｆ Ｂｅｈａｖｉｏｒａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ Ｃｕｌｔｕｒａｌｌｙ Ｆａｍｉｌｉａｒ Ｄｒｉｎｋｓ" Ｎｅｕｒｏｎ ４４，ｐ３７９−３８７，２００４ 松本有央、長谷川良平 「前頭連合野ニューロン集団の単一試行活動に基づく多次元意志決定の予測」 Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｖｏｌ．５８，Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ １，ｐａｇｅＳ１６１（Ｐ２−ｆ３４），２００７

マーケティング調査方法として、回答者の意識無意識のバイアスのかからない方法で、より直接的に回答者の思考および感性を把握して消費者行動を予測できる指標が必要である。従来の脳活動に基づいたマーケティング調査方法を実施するには次のような問題があった。脳活動を機能的ＭＲＩ（ｆＭＲＩ）等の装置を使って調べる方法では、大型実験施設を要する上に、被験者はｆＭＲＩの装置内に頭部を固定されて計測されるので苦痛を伴うと共に、調査対象の製品を見せるために装置に特別な工夫をしなければならない。また、前頭連合野ニューロン集団を計測するには、脳内に電極を埋め込んで行わなければならず、動物実験では可能であっても、マーケティング調査には現実的でない。

これに対して、頭皮上脳波を計測することは、侵襲的操作も必要なく、かつ大型実験施設を使用することもなく、簡便に脳活動を計測できる。しかしながら、脳活動を計測したデータと被験者行動との関係性が詳しく知られていないので、脳活動を計測したデータの解析方法が未開発であるという問題がある。特に頭皮上から計測され記録された脳波の活動パターンからは、具体的な脳内情報を解読することは極めて困難であった。

本発明は、これらの問題を解決しようとするものであり、簡便な脳波計測により得られたデータを用いて脳内情報を視覚化することを目的とするものである。また、本発明は、意識的なバイアスの影響を受けやすいアンケート調査では分析困難な無意識的な印象や感性情報などを、視覚化することを目的とするものである。また、本発明は、新しいマーケティング調査方法を可能とすることを目的とするものである。

本発明は、前記目的を達成するために、以下の特徴を有するものである。

本発明は、脳情報を表示する地図であって、複数のオブジェクトの視覚刺激に対する多チャンネルの脳波データを次元圧縮して、前記オブジェクトの分布を二次元平面上に表示したことを特徴とする。また、上記地図において、距離の近いオブジェクトは、遠いオブジェクトに比べて脳活動が類似していることを特徴とする。

本発明の方法は、脳情報を表示する地図の作成方法であって、複数のオブジェクトの視覚刺激に対する多チャンネルの脳波データを計測し、得られた多チャンネルの脳波データに対して多変量解析法により次元圧縮を行って、二次元平面上に前記オブジェクトに対応する点を表示することを特徴とする。また、本発明の方法は、本発明の地図の使用方法であって、地図上のオブジェクト間の距離に基づき、各オブジェクトに対する脳活動を解析することを特徴とする。

本発明によれば、脳波により科学的に被験者の脳活動を計測するので、侵襲的操作がなく、大型施設を必要とすることもないので、簡便に脳内の情報が視覚化できる。また、脳活動を直接計測するので、意識的なバイアスの影響を受けやすいアンケート調査に比べて、信頼性が高い。また、脳活動を直接計測するので、従来のアンケート調査では測定困難な無意識的な印象や感性情報等を、視覚化することができる。また、従来は複雑すぎて意味化できなかった脳活動の多チャンネルデータを、多次元から次元圧縮して二次元で表示するものである。二次元で表示して、地図上の距離が、近いオブジェクトは脳内では「似ている」と判断され、離れているオブジェクトは脳内で「異なっている」と判断されていることが分かったことにより、脳内の情報が視覚化できたものである。さらに、被験者のグループごとの平均したデータを視覚化できるので、新製品の開発のアンケート調査に代わってマーケティング調査に用いることができる。

本発明の実施の形態における脳活動計測を示す概念図。 本発明の実施の形態における脳活動生データの測定を説明する図で、（Ａ）は脳波測定のための電極の配置を示し、（Ｂ）は脳波測定データを示す図。 本発明の実施の形態における脳情報地図を示す図。

本発明は、被験者の感性や意思決定に関する脳内情報を視覚化するための地図を提供するものである。人の意思決定の過程を考えるとき、人は複数の選択肢から１つを選択するときに、選択肢のいくつかの属性を考慮して選択を行っている。例えば、消費者行動であれば、価格、性能、ブランド、嗜好などにより決定していると考えられる。これらブランドや好みなどに基づいた主観、感性及び無意識的な意思決定（買う買わないなど）に関する脳内情報を客観的に視覚化すると、消費者行動の真の解析および予測が可能である。本発明者は脳内情報を二次元に表現することにより脳内情報を客観的に視覚化した。ここで脳内情報を二次元に表現したものを、「脳情報地図」と呼ぶことができる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態について、図１ないし３を参照して以下説明する。図１は、脳活動の計測方法を説明する図である。図２は、脳活動の計測をさらに具体的に説明する図で、（Ａ）は脳波測定のための電極の配置を示し、（Ｂ）は脳波測定データを示す図である。図３は、脳情報地図を示す図である。

調査対象となる様々なオブジェクト（製品など）を被験者に提示して、同時に脳波を計測する。図１のように、パソコンモニターに調査対象となる製品の映像を表示する。このとき、オブジェクトを一つずつランダムな順序で表示する。オブジェクトは、写真やイラストや映像であり、被験者に視覚刺激を与えるものである。理論的には聴覚、触覚、味覚など様々な物理的感覚刺激、あるいは言語的刺激（音声また文字）を用いることができる。図１や図２（Ａ）のように、被験者の頭部の頭皮上の複数個所（ＦＰ１、ＦＰ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｔ３、Ｔ４、Ｏ１、Ｏ２等）に、脳波を測定するための電極を固定しておき、測定箇所の数に応じたチャンネル数の多チャンネルで脳波を計測する。例えば、図２（Ａ）のように、８箇所、１６箇所、３２箇所等の脳部位の位置で計測を行うとよい。視覚刺激を提示した直後の脳波を記録する。この視覚刺激を提示した直後の脳波を「視覚誘発性電位」と呼ぶ。多チャンネル脳波計を用いて、被験者の各オブジェクトに対する視覚誘発電位を記録する。オブジェクトごとに、図２（Ｂ）のような、多チャンネルの脳波データが得られる。計測を何度か繰り返すことで、各オブジェクトに対する安定した脳波のデータを得ることができる。

図２（Ｂ）のような脳波の多チャンネルのデータの状態では、脳波が何を意味しているかを知ることは複雑すぎて困難である。そこで、本発明では、多チャンネルの脳波データを二次元に表示して視覚化するものである。刺激提示直後の一定期間における多次元の脳波データに対して多変量解析による次元圧縮を行い二次元で表す。ここで、刺激提示直後の一定期間とは、刺激提示から５０ミリ秒後からの０．５秒間が好ましい。多次元の次元数は、測定箇所の数に相当し、チャンネル数に相当している。

多変量解析による次元圧縮の手法は、主成分分析法あるいは多次元尺度構成法を用いることが好ましい。主成分分析法とは、多くの量的説明変数がある場合、これを少数の総合指標（合成変数）で表す目的で用いられる分析法である。その際の重みの付け方は、合成変数ができるだけ多く元の変数の情報量を含むようにするものである。１番目に得られる総合指標を特に第１主成分と呼ぶ。主成分分析では、合成変数ができるだけ多くの情報量を持つようにするため、データの分散に着目するものであり、データの分散が最も大きくなる方向に軸をとり、これを第１主成分とし、次に分散が大きくなる方向に軸をとり、これを第２主成分とするような手法である。例えば、比較対象オブジェクトに対しての各オブジェクトとの脳波信号の差分を求め、各オブジェクトについて求めた差分値を、最も分散が高い成分（第１主成分）とこれに交差する成分（第２主成分）となるようにして分析した。

二次元圧縮後のデータを、二次元平面上にプロットする。オブジェクトごとにプロットすると、二次元平面上に、各オブジェクトの点がプロットされ、これにより複数のオブジェクトが分布した二次元分布図（脳情報地図）を作成できる。例えば、横軸が第１主成分、縦軸が第２主成分の二次元分布図とした。

ここで、実際に複数の製品で、脳情報地図を作成してみると、属性の似ている製品は近くにプロットされ、属性の異なる製品は離れた位置にプロットされた。ここで属性とは、製品のカテゴリー、イメージ、形状、色、価格、ブランド等である。図３に、製品Ａ〜Ｇをプロットした脳情報地図の例を示す。製品Ａと製品Ｂは、地図上の距離が近い。また、製品Ｃと製品Ｅも、地図上の距離が近い。これらもそれぞれ属性が類似していると被験者の脳が反応したものである。一方、製品Ｄと製品Ｆは、それぞれ地図上の距離が離れていて、被験者の脳が属性が異なると反応したものである。また、グループとして考えた時も製品ＡＢと製品ＣＥとは距離が離れて、被験者の脳が属性が異なると反応したものである。

このように、実際の複数の製品は、客観的に似ているか似ていないかで、地図上の距離が異なるということが分かったので、本発明の脳情報地図の有効性が確かめられた。このことは、被験者が、似たものには、脳活動が似た反応をしていたということから科学的にも理解できる。そうすると、脳情報地図上の位置が近い製品は脳内では「似ている」と、逆に離れている製品は「異なっている」と判断されていることがわかり、複数の製品に対する被験者の意識又は無意識下の感性（好み）や感情を脳情報地図から読み取ることができる。

複数の被験者で同じ計測を行うと、被験者により異なった地図が得られる。異なる被験者で、同じ製品を用いて視覚刺激を提示して同様の実験を行うと、被験者ごとに、その脳情報地図における製品の分布状態が異なっている。例えば、ある被験者では、製品ＡとＢの距離が近くて製品ＡとＤの距離が離れているのに対して、異なる被験者で、製品ＡとＢの距離が離れてかつ製品ＡとＤの距離が離れている。これらは、被験者は、それぞれ製品に対する意識・無意識下での感性（好み）や感情が違っているからと理解できる。これは、被験者に応じて、主観的に、製品を似たものと捉えるか、異なるものと捉えるかは、異なっているといえ、人により嗜好や関心の程度が異なることを表していると理解できる。また、製品群の配置を考察することによって各被験者の脳が重視する要因（二次元表示では最大の要因と２番目の要因）を推定することも可能である。

このように作成された脳情報地図は、視覚的で分かりやすいという特長がある。また、定量的データから得られたものであるから、信頼性があるデータを得られるという特長がある。また、被験者による意識的バイアスの影響を受けないという特長がある。

（実施の形態２）
実施の形態２では、複数の被験者からなるグループの被験者平均の脳情報地図を作成する。ここでは、実施の形態１で行った複数の被験者の脳情報地図から、被験者平均の脳情報地図を作成する。まず、各被験者の脳情報地図における、各オブジェクト（製品）間の地図上の距離を総当たり的に全て求め、これの複数の被験者の平均データを求める。さらに多変量解析による次元圧縮（例えば多次元尺度構成法など）を行い、得られたデータに基づき２次元平面上に各オブジェクトの点をプロットすることにより、被験者平均の脳情報地図を作成する。

このように、複数の被験者の脳情報地図を平均化することにより、調査対象となる被験者グループの傾向を調べることができる。例えば、男女や年代などのグループごとに、脳情報地図を作成することにより、それぞれのグループごとの傾向や消費者行動が予測できる。例えば、商品開発にあたっては、既に評価が確立している製品について脳情報地図を作成したのち、新たな商品が脳情報地図上のどの位置にプロットされるかをみることにより、既に評価の確立している製品（又は製品群）と地図上の距離が近ければ、類似の消費者行動が予想できる。新たな商品開発のマーケティング調査に有効である。

なお、上記実施の形態等で示した例は、発明を理解しやすくするために記載したものであり、この形態に限定されるものではない。

本発明は、従来のアンケート調査に代わる信頼性の高い簡便なマーケティング調査手法として有用である。

Claims (4)

1. 複数のオブジェクトの視覚刺激に対する多チャンネルの脳波データを次元圧縮して、前記オブジェクトの分布を二次元平面上に表示して脳情報を表示することを特徴とする地図。
2. 上記地図において、距離の近いオブジェクトは、遠いオブジェクトに比べて脳活動が類似していることを特徴とする請求項１記載の地図。
3. 複数のオブジェクトの視覚刺激に対する多チャンネルの脳波データを計測し、得られた多チャンネルの脳波データに対して多変量解析法により次元圧縮を行って、二次元平面上に前記オブジェクトに対応する点を表示することを特徴とする脳情報を表示する地図の作成方法。
4. 前記請求項１に記載の地図上のオブジェクト間の距離に基づき、各オブジェクトに対する脳活動を解析することを特徴とする請求項１記載の地図の使用方法。

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