本研究では、短時間で安定した色覚応答を得ることのできる実用的な色応答検出法の提案とその妥当性の検証を目的として、視覚誘発電位(Visually Evoked Potential:以下VEP)の非線形解析手法による色応答抽出法の実用化を検討した。本年度は、LED刺激装置を用いて健常者を対象とした基礎実験を行い、本手法の妥当性と問題点を明らかにし、CRTを用いた簡易色覚計測装置を構築した。疑似ランダム系列(PRBS)に基づいて輝度を変調した刺激をLEDにより提示し、VEPを計測した。測定対象は色覚正常者(30歳台)とした。左右眼に異なる色を異なるPRBSで変調させて提示し、測定されたVEPとPRBSとの相互相関関数からシステムパラメータであるバイナリカーネル波形を推定した。左右眼同時に刺激した場合と、左右眼別々に刺激した場合のバイナリカーネルを比較した結果、両眼同時に刺激した場合にも、左右眼別々に刺激したときと類似のバイナリカーネル波形が得られた。これは、左右眼同時に刺激でも各眼のVEP応答が一度に計測できることを示唆しており、この点では既に実用化(VERIS)されているmulti-focal VEP(例えばBearse et al,1994)の結果に矛盾しなかった。しかしながら、両眼に提示する色の組み合わせによっては、両眼に異なる色を提示しているにもかかわらず各眼のバイナリカーネル波形が類似の波形となる場合が見受けられ、今後の課題として残された。これらの結果を踏まえてCRTを用いた色覚計測装置を構築し動作確認を行った。この測定装置では、約2分弱の短時間測定によりバイナリカーネルを得ることができ、短時間計測という点で臨床検査への実用化が十分見込まれると考えられた

本研究は、Binary Kernel法により視覚誘発電位(VEP)を解析して得られる非線形成分(N次バイナリ核関数)と視覚M/P経路特性との関係を明らかにし、それをふまえた視覚M/P経路の機能評価方法を開発することを目的としている。本年度は、昨年度明らかにしたM/P経路それぞれが特異に反応する刺激について、実測により検証した。輝度の異なる2つの灰色一様画面を疑似ランダム系列(PRBS)に基づいて切り替えて、刺激とした。PRBSとVEPの相互相関関数より、Binary Kernelを算出した。刺激に用いる2画面のコントラストを様々な値(12.5%〜87.5%の範囲内)に設定して、コントラストとBinary Kernelの関係を調べた。健常者3名を対象とした。1次カーネルおよび2次カーネルの第1スライスは、コントラストの減少に対して、最大振幅が低下する傾向を示した。最大振幅値の潜時の変化には個人差があり、統一的な傾向はみられなかった。本研究代表者らが先に提案した時間周波数特性導出法(Momose et al.,IOVS,1999)を適用したところ、コントラストが低下するに従って、10Hz以下の成分の振幅が低下するとともに18Hz付近の振幅が増大する傾向があった。低コントラスト刺激は、高周波数特性のよいM系を選択的に刺激すると考えられる。MおよびP系の応答はPRBSによるVEPの18Hz付近および10Hz以下の成分に、それぞれ現れることを示唆している。従って、本手法によりM/P経路の特性を分離抽出できる可能性が示された。さまざまな空間周波数をもつ刺激に対するVEPの実測と評価、およびこれらの実測結果から実用的な時空間周波数特性の計測法を開発することが、今後の課題として残された

本研究は,視覚誘発電位(VEP)を用いて視覚M/P経路特性の短時間計測法の開発を目的とした.本年度は,色刺激に対するVEP中のM/P経路応答成分について検討した.M経路が応答する低空間周波数の輝度変調刺激およびP経路が応答する高空間周波数の輝度変調刺激に対するVEPの解析を行った.刺激は第2,3色盲混同色である赤緑および青黄の縦縞模様とし,この色度を一定時間周波数(4〜32[Hz])で反転させた.それぞれの時間周波数について,異なる空間周波数(0.1〜4[c/deg])に対するVEPを測定し,比較した.視覚疾患を持たない色覚健常者8名を対象とした.この結果,おおむね6[Hz],2[c/deg]の刺激に対するVEP応答が最大振幅を示し,時空間周波数の増加に伴い,振幅が低下する傾向が示された.高空間周波数刺激では,VEP応答の時間周波数特性は4〜8[Hz]で最大となるバンドベス型であり,P経路応答特性を示していた.さらに,低空間周波数刺激のVEP応答振幅は,時間周波数特性はローパス型であり,これもP経路応答特性を反映していると考えられた.したがって,色刺激によるP経路応答特性の抽出が可能であることが確認できた.次に,前年度実施したPRBS刺激によるVEP計測との組み合わせ,及び非線形解析によるM/P経路の同時刺激・分離応答抽出については,予備実験にとどまり,妥当性を示すに十分な実験実施にはいたらなかった.しかし,本研究者による過去の研究報告および他の研究報告をふまえると,前年度に確認した高時間周波数の運動刺激(M経路応答検出)と,本年度P経路応答を得ることを確認した色刺激を組み合わせて,独立な疑似ランダム系列による反転刺激を作成し,これに対するVEP応答に非線形解析を適用すれば,M/P経路応答を分離抽出するととは十分に可能であるといえ,今後検証を進めていく予定である

本研究は,色刺激に対する視認性の客観的計測の開発と,色覚障害者の視認性評価への展開を目的として、従来の第一次視覚野のVEPを角いた色覚特性計測法に,高次連合野における視覚性事象関連電位P300の計測を組み合わせた計測法の実現を図るものである.本年度は,従来提案してきたVEPの非線形解析による計測のための刺激パターンを,P300計測用の高頻度標準刺激と低頻度標的刺激の2種類とし,それらをランダムの順序で提示して,P300を計測する方法についての原理確認を行った.表示刺激は2種類のアルファベット文字とし,一方を標準刺激(高頻度出現),もう一方を標的刺激(低頻度出現)として,1:4の比率で計100回,ランダムな順序で提示した.このとき,刺激文宇部分を疑似ランダム系列(2.04秒)に基づいて点滅させた.これらの刺激に対する視覚性事象関連電位波形を,頭部全域(10箇所)で記録した,その結果,主に頭頂から後頭部の電位波形と疑似ランダム系列の相関関数から,P300成分相当の波形が得られ,本手法の有効性が示唆された.さらに,より少ない加算波形からも同等の結果が得られたことから,疑似ランダム系列刺激の適用により,より短時間の計測を実現できると考えられる.しかしながら,測定されたP300相当の成分と視認性の関係についての評価は十分なデータを得ることができず,今後の課題として残された.また,疑似ランダム系列の性質上刺激時間長に制約があることや,事象関連電位のS/N比を考慮して,短時間化と推定精度を検討する必要があるが,この点も今後の課題として残された

Event-related potentials (ERPs) to dynamic face expression were measured and investigated the effect of facial movement on face- and emotion-sensitive ERP components (N170 and LPP). Similar N170 components to static face stimuli were obtained in the right temporal area and their amplitudes were dependent on the time length of the facial movements. Large late positive potentials after 300 ms are obtained at centro-parietal area, and this component may reflect the impression of naturalness of face expression.

プローブ刺激に対するP300振幅を指標として，映像教材の提示速度と注意配分量の関連性を明らかにすることを目的とした．大学生15名を対象として，映像教材を視聴させない条件（視聴なし条件），映像教材を1倍速の提示速度で視聴させる条件（1倍速条件），映像教材を2倍速の提示速度で視聴させる条件（2倍速条件）におけるP300振幅を測定した．また，プローブ刺激として，実験対象者の指に3種類の振動刺激をランダムに与え，そのうちの1種類にのみ反応することを求めた．その結果，P300振幅は，視聴なし条件，1倍速条件，2倍速条件の順に低い値を示した．このことから，映像教材の視聴時における注意配分量は，1倍速条件に比べて，2倍速条件の方が大きくなる可能性が示唆された．

Pupil diameter changes during presenting the visual stimulus was measured, and there relation to subjective interest values to the stimuli was investigated. Visual stimuli was 10 product photos of clothes, shoes, and bouquet. Principal component analysis was applied to pupil diameter changes measured from 33 participants and the relationship between principal component score and subjective interest values was evaluated. Results showed that 10th principal component score was difference among interest values, and the component vector included the sinusoidal changes around 0.5 Hz.

Gaze behaviors of post-lingual deafened adults in multi-party conversation were investigated. Conversations were video- recorded from three groups (CIL: four adults with cochlear implants, and three of them feel difficulty in conducting conversation, CIH: four adults with cochlear implants who do not feel difficulty in conducting conversation, N: four normal-hearing adults). Each person’s gaze behaviors and utterance was detected from recorded videos. Mean normalized duration of gazing at the current speaker was longer in CIL and CIH than in N group. Shorter duration of the current speaker’s gazing at the previous speaker was observed in N group, but shorter gazing at the next speaker in CIL and CIH groups. This difference may be due to that participants’ difficulty in conducting conversation in CIL and CIH groups.

Noninvasive methods for probing direction-selective neuronal activity are effective for understanding human motion perception. Some previous works demonstrated that phase of the Steady-state Visual Evoked Potential (SSVEP) reflect the direction-specific neural activity (Ales & Norcia, 2009). We have also reported that phase of SSVEP related to direction of illusory visual motion (motion aftereffect, and reverse phi) (Momose, Yakovleva, & Norcia, 2014, Momose & Arimitsu, 2016). Here we present a method that reveals motion mechanisms directly through a signature predicted by the motion energy model, and discuss the utility of SSVEP.

The effect of spatial and temporal frequency on direction specific response in steady-state visual evoked potential (SSVEP) was investigated. 64-channel SSVEPs were recorded during test stimulus of oscillating vertical sinusoidal grating (0.5 or 2 c/deg, 4 or 9 Hz) with/without motion adaptation. Fundamental frequency (1F) component was extracted from the SSVEP of each condition by using Fourier analysis. The phase of 1F component under right-adaptation in occipital and occipito-temporal area was shifted by 90-180 degrees from that under left-adaptation, agreeing with the previous studies. The different phase-shift dependency on MAE direction between 4 Hz and 9 Hz stimuli were obtained, and the dependency was more typical in 0.5 c/deg. This result implies that there are two or more different motion detectors with different temporal sensitivity.

Noninvasive methods for probing direction-selective neuronal activity are effective for understanding human motion perception. Some previous works using the Steady-state Visual Evoked Potential has used adaptation to reveal direction-specific activity. Here we present a method that reveals motion mechanisms directly through a signature predicted by the motion energy model: motion energy detectors produce opposite-signed responses to phi and reverse-phi stimuli.

Interaction of 5- and 7-month-old infants and their mothers in tickling play was naturalistically observed at a child-care support center. Microanalysis of the longest episode of tickling in each dyad revealed that the 7-month-old infant was more complex in his interaction with the mother than the 5-month-old: the 7-month-old showed a gaze at the tickling mother's face and hands, a high-pitched vocalization, and an expectant ticklish expression before actual touch. It is suggested that, in comparison with the 5-month-old, the 7-month-old and his mother were more competent to share the same narrative with each other by mutually monitoring behaviors and attuning interaction.

Tactile interaction of three 4-month-old infants and their mothers in play situation was observed at home. Playful repetitive arm/leg movements were observed in all mother-infant pairs and their sequential structure was analyzed. Tempo of the repetitive movement decreased with expanding moving arm/leg area of infant. Mother and infants intended to keep and enjoy their play and their interaction through infants' active physical contact and utterance was observed. Sequential features of the repetitive arm/leg movements obtained from this situation imply the importance of the tactile interaction for the early development of communication.

視対象の動きの知覚（検出）を行う運動視に関わる脳機能を，簡易計測可能な視覚誘発電位（VEP）を利用して明らかにすることを目的とした．本検討では，運動視のメカニズムに関する研究の整理と，それらを踏まえての刺激系列とVEP分析方法の見直しを行った．加えて，VEPを精度よく記録するためにアーチファクトの影響の確認を行い，測定環境整備を行った．当初の研究計画では，VEPに対して非線形システム解析を適用することとしたが，文献調査と予備実験を踏まえて，刺激系列と分析方法を変更した．非線形システム解析に適した刺激系列では運動残効などの影響が大きく，適切な分析が行えないことが明らかとなったためである．加えて，そこで，視対象の動きの方向の変化の検出に目的を絞り，2つのパッチの点滅による仮現運動（Phi）を刺激に採用することとした．このパッチの点滅周波数を固定することによって，Steady-state型視覚誘発電位（SSVEP）を測定することとした．加えて，一方のパッチのコントラストを反転させた運動方向錯視（reverse Phi運動）刺激についても測定を行うことで，運動方向とSSVEPの関係を検討した．刺激の運動方向は，運動エネルギーモデル(Adelson & Bergen, 1985)を用いて予測した．健常成人9名を対象として，128チャンネルの高密度脳波の計測を行，予測された運動方向とSSVEPの位相に相関が見られた．具体的には，通常の刺激（Phi）とコントラスト反転を伴う刺激（reverse Phi）に対するSSVEPの位相が反転（逆位相）となり，子の位相反転は後頭部から側頭部の領域に見られた．しかしながら，点滅に伴う輝度変化の影響もVEPには反映されているため運動視の検出においては課題が残された．今後は，コントラストの影響を排除できる正弦波縞刺激を用いて，比較的明瞭な運動方向知覚が現れる運動残効時のSSVEPの測定・分析を行う予定である．

【研究背景と目的】　自閉症スペクトラム障害（Autism spectrum disorder: ASD）は他者とのコミュニケーションが十分できないことが主な障害の一つであり、顔表情から感情を推測することが不得意であることが知られている。例えば、顔観察時の注目点や眼球運動が健常者と異なることや、顔処理に関与する大脳皮質部位および皮質下の経路の機能低下などが報告されている。また、視覚処理領域が狭く、注意分割や注意の切り替えが苦手であることも指摘されている。健常者は眼球運動を適切に行いながら、中心視野と周辺視野の機能を補完し合い、注意を払うべき対象を検出し、それらを中心視野で捉えている。故に、ASDではこれらの中心視、周辺視機能特性に異常があるか、それらが適切に機能していない可能性がある。　本研究は、表情読み取りをしている際の、ASDの中心視野、周辺視野の情報獲得、情報処理の機能特性を明らかにすることを目的とした。視線の動きに随伴して、視野の一部分を制限(マスク)して提示する視線随伴法を利用し、中心視、周辺視機能の機能を低下させた状態で、視覚課題中の視線（眼球運動）と回答までの時間（反応時間）、回答内容を記録・評価した。視覚課題は、全体・部分の知覚的関係を評価できるNavon課題（実験1）と、表情読み取りについての課題（実験2）の2つを実施し、ASDと健常者の結果を比較・検討した。【方法】　視線の動きに随伴して、視野の一部分を制限(マスク)して提示し、中心視、周辺視機能の機能を低下させた状態、マスクをしない状態の3条件で、視覚課題中の眼球運動と回答時間、回答内容を記録・評価した。視覚刺激の呈示と課題遂行中の実験参加者の視線位置の記録は、モニター一体型のアイトラッカー（Tobii 1750, Tobii Technology）により行った。実験１では、全体・部分の知覚的関係を評価できるNavon課題、実験２は表情読み取り課題を実施し、ASDと健常者の結果を比較・検討した。実験1の参加者は、健常者7名とASD 3名、実験2は健常者8名とASD 7名であった。健常者、ASDともに視力、視野の範囲、視覚疾患がなかった。ASD 2名はアスペルガー障害で、1名は高機能自閉症アスペルガータイプであった。言語性IQ（WISC-III）は84以上であり、表情読み取りに問題がないと判断した。【結果・考察】　実験1において，ASD、健常者共に、周辺視野マスク条件でglobal文字を回答するよう指示した場合に視線の軌跡が探索的になり，反応時間も長くなった。中心視野マスク条件ではglobal文字を回答するよう指示した場合に、ASDは健常者に比べて視線が刺激像全体に分布する傾向があったにもかかわらず、回答のエラー率は67％と高かった。同条件における健常者のエラー率は0％であった。以上の実験1の結果より，ASDはglobal処理が健常者に比べて苦手であることが示された。　実験2では，健常者はすべての条件で正解し、表情判断時には特に目を注視する傾向が認められた。ASDの結果のうち分析可能な結果が得られたのは3名であった。この3名の周辺視野マスク条件においては、ASDにとって表情判断が難しいとされる恐怖顔を提示した場合に目に注視する傾向が認められた。さらに、感情評定も正解に近いネガティブな感情を回答し、感情評定理由も全員が目と答えた。そのほかのマスク条件では、先行研究と同様に目以外の部品から表情評定する傾向が認められた。ASDが、健常者が用いる情報に意図的に注意を向けることで表情認知能力の向上を図ることができるとの先行研究報告もあることから、中心視野のみを利用した方が正しい表情判断を促進する可能性があるといえる。【結論】　健常者に比べてASDはglobal処理が苦手であり、周辺視野の情報獲得とそれらの統合に問題があると考えられる。また、ASDにとって表情判断の難易度の高い顔では、中心視野のみを利用した方が目に注視する傾向があったことから、中心視野のみを適切に利用するよう支援することで，正しい視覚認識を促進できる可能性が示唆された。　

ヒトの視覚情報が大脳視覚野に至るまでの主な2つの伝達経路（M経路とP経路）について，両経路の機能評価を同時に短時間で行う他覚的方法を確立することを目的として，正弦波縞反転刺激に対する視覚誘発電位（VEP）の測定と分析を行った．正弦波縞はモニタに提示し，縞の輝度をフレーム毎に疑似ランダム２値系列に従って反転させて刺激とした．M/P経路の空間周波数応答特性の違いを踏まえて，正弦波縞反転刺激中に，その空間周波数（0.5～9.0 c/d）を連続的に増加（もしくは減少）させることで，M/P経路を選択的に刺激することを試みた．3名の実験協力者（健常大学生）を対象として，約90秒の刺激に対するVEPを測定し，刺激に用いた疑似ランダム２値系列とVEPとの相互相関関数から，非線形パラメータ（バイナリ核関数）を算出し，空間周波数との関係を調べた．その結果，刺激中の空間周波数の変化に伴って，バイナリ核関数の形状が規則的に変化していくことが確認され，バイナリ核関数の変化から空間周波数の違いを評価できることが示唆された．先行研究では，市松模様刺激によるVEPのバイナリ核関数には，M/P経路の特性に関連する変化が規則的に現れることが示されており，本研究でもそれと同様の傾向を確認できた．しかし，バイナリ核関数の形状やその変化の仕方には個人差が見られた．今後は，変化させる空間周波数の範囲を様々に設定して，バイナリ核関数におけるM/P経路関連応答の現れ方をより精査して適切な刺激条件を調べる必要がある．また，個人差によらずM/P経路の機能評価を行える方法を確立することも次の課題である．

誰もが見やすい色表示を提供するためには、さまざまな視覚条件における色感度を把握する必要がある。色感度は自覚的な応答であるが、色表示への応用などのためには、他覚的な検出法を用いて、定量的にとらえる必要がある。我々は先に、他覚的に人の色弁別閾を測定する手法として、視覚誘発電位（VEP: Visual Evoked Potential）を用いた方法を２色型色覚に適用して有効性を確認した。さらに、得られた色弁別閾が、心理物理的手法により得られたものと相関があることを確認した。本研究では、より明瞭な色弁別閾の検出のために、提案手法で測定されたVEPに、wavelet変換を適用して得られる時間周波数分布を検討した。色覚健常者および第二色盲者を対象とし、等輝度正弦波縞反転刺激（10秒）において、色度コントラストを100%から0%に変化させたときの脳波を記録した。この脳波に複素Morletウエーブレットを用いたウエーブレット変換を適用した結果、時間周波数分布がより明瞭なVEPを確認できた。さらに、正弦波縞の空間周波数および反転周波数を変化させることにより、本手法が色覚の時空間周波数特性の計測に有効であることが示唆された。