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洞察力発揮状態判定装置及び洞察力発揮状態判定方法 UPDATE

国内特許コード P160012734
整理番号 S2014-0908-N0
掲載日 2016年1月28日
出願番号 特願2014-102395
公開番号 特開2015-217098
出願日 平成26年5月16日(2014.5.16)
公開日 平成27年12月7日(2015.12.7)
発明者
  • 中川 匡弘
  • 島田 悟
  • 揖斐 拓人
  • 角田 拓也
  • 能西 豊茂
  • 本井 俊博
出願人
  • 国立大学法人長岡技術科学大学
発明の名称 洞察力発揮状態判定装置及び洞察力発揮状態判定方法 UPDATE
発明の概要 【課題】脳波から「洞察有」と「洞察無」とを判定することができる洞察力発揮状態判定装置を提供する。
【解決手段】洞察力発揮状態判定装置は、帯状回前部平均フラクタル次元演算部1と、帯状回後部平均フラクタル次元演算部2と、座標点軌跡作成部3と、特徴量記憶部4と、洞察力発揮判定部5とを備えている。座標点軌跡作成部3は、帯状回前部平均フラクタル次元及び帯状回後部平均フラクタル次元の一方の値を横軸座標値として他方の値を縦軸座標値として定まる座標点を時系列でプロットして得られる座標点軌跡を作成する。洞察力発揮判定部5は、座標点軌跡を利用して、洞察力発揮の有無を判定する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


非特許文献1「「Aha!」の瞬間に関連した脳磁場の計測」には、脳磁計を用いた実験から、パズルゲームを行ったときに、「洞察有」のときと「洞察無」のときとで、被験者の帯状回前部の脳磁場に差が表れることが記載されている。ここで「洞察有」の場合とは、論理思考等により「発見」という内観を伴うものであり、「洞察無」とは、単純探索だけで「発見」という内観を伴わないものである。



また非特許文献1と同様に脳磁計を用いて、パズルゲームを行ったときに、「洞察有」のときと「洞察無」のときとで、被験者の帯状回前部の脳磁場に差が表れることについては、「国際意識科学会 ASSC14」のポスターセッション発表でも「Magnetoencephalography(MEG) in Sudoku-puzzle solving task」と題して公表されている(http://www.theassc.org/files/assc/Full_ASSC_Program_With_Abstracts.pdf)。

産業上の利用分野


本発明は、脳波から「洞察有」と「洞察無」とを判定することができる洞察力発揮状態判定装置及び洞察力発揮状態判定方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
被験者の脳の帯状回前部に対応する表面領域に配置された複数の電極から測定した複数の脳波信号から、組み合わせにより選択した複数組の2つの異なる前記脳波信号についてそれぞれ差信号を演算し、これら差信号から複数のフラクタル次元を演算し、該複数のフラクタル次元の時系列データを平均化して帯状回前部平均フラクタル次元を演算する帯状回前部平均フラクタル次元演算部と、
前記被験者の脳の帯状回後部に対応する表面領域に配置された複数の電極から測定した複数の脳波信号から、組み合わせにより選択した複数組の2つの異なる前記脳波信号についてそれぞれ差信号を演算し、これら差信号から複数のフラクタル次元を演算し、該複数のフラクタル次元の時系列データを平均化して帯状回後部平均フラクタル次元を演算する帯状回後部平均フラクタル次元演算部と、
前記帯状回前部平均フラクタル次元及び前記帯状回後部平均フラクタル次元の一方の値を横軸座標値として他方の値を縦軸座標値として定まる座標点を時系列でプロットして得られる座標点軌跡を作成する座標点軌跡作成部と、
1以上の基準者が洞察力を発揮しているときに得た1以上のモデル座標点軌跡部分の形状の特徴量について予め記憶する特徴量記憶部と、
前記座標点軌跡作成部から得た前記座標点軌跡から時系列でサンプリングした判定対象軌跡部分から得た形状の特徴量と、前記モデル座標点軌跡部分の前記形状の特徴量とが近似しているか否かを判定し、その判定結果から前記被験者が洞察力を発揮したか否かを判定する洞察力発揮判定部とを備えていることを特徴とする洞察力発揮状態判定装置。

【請求項2】
前記洞察力発揮判定部は、所定の時間幅を有するハニング窓で前記座標点軌跡から前記判定対象軌跡部分を含むサンプリングデータを順次サンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリングデータ中の前記判定対象軌跡部分から得た前記形状の特徴量を演算する特徴量演算部と、
前記判定対象軌跡部分から得た前記形状の特徴量が、前記特徴量記憶部に記憶された前記1以上のモデル座標点軌跡部分の形状の特徴量と類似しているか否かを判定する類似判定部とを備えている請求項1に記載の洞察力発揮状態判定装置。

【請求項3】
前記1以上の基準者が、前記被験者である請求項1または2に記載の洞察力発揮状態判定装置。

【請求項4】
前記1以上の基準者は、洞察力を意図的に発揮できる者である請求項1または2に記載の洞察力発揮状態判定装置。

【請求項5】
前記1以上のモデル座標点軌跡部分の形状の特徴量は、前記座標点軌跡に現れる軌跡部分の形状がV字状またはU字状のように方向が反転するターン形状であることを判断できるものである請求項1に記載の洞察力発揮状態判定装置。

【請求項6】
前記特徴量演算部は、前記座標点軌跡を複素平面に置いたときの前記判定対象軌跡部分の成分をフーリエ変換した結果を二乗して得たかたちのパワースペクトルを前記形状の特徴量として演算するように構成されている請求項2に記載の洞察力発揮状態判定装置。

【請求項7】
前記特徴量記憶部には、モデル座標点軌跡部分を複素平面に置いたときの前記モデル座標点軌跡部分の成分をフーリエ変換した結果を二乗して得た基準パワースペクトルが、前記モデル座標点軌跡部分の形状の特徴量として記憶されている請求項6に記載の洞察力発揮状態判定装置。

【請求項8】
前記類似判定部は、前記かたちのパワースペクトルと前記基準パワースペクトルとの間のKL情報量を、前記判定対象軌跡部分から得た前記形状の特徴量と前記1以上のモデル座標点軌跡部分の形状の特徴量との類似度とするように構成されている請求項2に記載の洞察力発揮状態判定装置。

【請求項9】
前記類似判定部は、前記nかたちのパワースペクトルの確率分布と前記基準パワースペクトルの確率分布の差が0に近いほど前記判定対象軌跡部分から得た前記形状の特徴量と前記1以上のモデル座標点軌跡部分の形状の特徴量との類似度が高いものと判定する請求項5に記載の洞察力発揮状態判定装置。

【請求項10】
前記類似判定部は、判定基準としてニューラルネットワークを用いて洞察力発揮状態を判定するように構成されており、
前記ニューラルネットワークはその内部状態が、前記基準者から得た洞察有の場合のKL情報量と洞察無の場合のKL情報量に対応する教師信号を用いて学習を行って構成されており、被験者のKL情報量を入力として、洞察の有無を判定するように構成されている請求項8に記載の洞察力発揮状態判定装置。

【請求項11】
被験者の脳の帯状回前部に対応する頭部表面の領域に配置した複数の電極から測定した複数の脳波信号から、組み合わせにより選択した複数組の2つの異なる前記脳波信号についてそれぞれ差信号を演算し、これら差信号から複数のフラクタル次元を演算し、該複数のフラクタル次元の時系列データを平均化して帯状回前部平均フラクタル次元を演算する帯状回前部平均フラクタル次元演算ステップと、
前記被験者の脳の帯状回後部に対応する頭部表面の領域に配置した複数の電極から測定した複数の脳波信号から、組み合わせにより選択した複数組の2つの異なる前記脳波信号についてそれぞれ差信号を演算し、これら差信号から複数のフラクタル次元を演算し、該複数のフラクタル次元の時系列データを平均化して帯状回後部平均フラクタル次元を演算する帯状回後部平均フラクタル次元演算ステップと、
前記帯状回前部平均フラクタル次元及び前記帯状回後部平均フラクタル次元の一方の値を横軸座標値として他方の値を縦軸座標値として定まる座標点を時系列でプロットして得られる座標点軌跡を作成する座標点軌跡作成ステップと、
1以上の基準者が洞察力を発揮しているときに得た1以上のモデル座標点軌跡部分の形状の特徴量と、前記座標点軌跡作成ステップで得た前記座標点軌跡から時系列でサンプリングした判定対象軌跡部分から得た形状の特徴量とが近似しているか否かに基づいて、前記被験者が洞察力を発揮したか否かを判定する洞察力発揮判定ステップとをコンピュータを用いて実施することを特徴とする洞察力発揮状態判定方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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