(57)【要約】      （修正有）【課題】感覚刺激の種類を増やし、領野の同定に十分な経験を必要とせず、感覚野ごとの刺激を用いることを必要としない、脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法を提供する。【解決手段】同定の対象領野である脳の左右半球の大脳皮質の感覚野における少なくとも１つの領野の、おおよその空間分布を決定する第１の工程と、同定の対象領野に対して、感覚刺激を与える第２の工程と、感覚刺激を与えられているときの、同定の対象領野を含む領域の脳活動を計測し、脳活動情報を取得する第３の工程と、脳活動情報を用いて脳の左右半球における同一種類の領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスを求め、左右半球の同調性を評価し、同一種類の領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスが、大きくなるように第１の工程で決定した空間分布を変更する第４の工程と、を含む。【選択図】図１
2015000100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感覚刺激が与えられた生体からの脳活動情報を取得し、脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法であって、
前記同定の対象領野である前記脳の左右半球の大脳皮質の感覚野における少なくとも１つの領野の、おおよその空間分布を決定する第１の工程と、
前記同定の対象領野に対して、感覚刺激を与える第２の工程と、
前記第２の工程で感覚刺激を与えられているときの、前記同定の対象領野を含む領域の脳活動を計測し、脳活動情報を取得する第３の工程と、
前記第３の工程で取得される脳活動情報を用いて前記脳の左右半球における同一種類の領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスを求め、これらの相互相関係数またはコヒーレンスを定量的な指標として前記脳の左右半球の同調性を評価し、
前記同一種類の領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスが、大きくなるように前記第１の工程で決定した空間分布を変更する第４の工程と、
を含むことを特徴とする脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項２】
感覚刺激が与えられた生体からの脳活動情報を取得し、脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法であって、
前記同定の対象領野である前記脳の左右半球の大脳皮質の感覚野における少なくとも１つの領野の、おおよその空間分布を決定する第１の工程と、
前記同定の対象領野に対して、感覚刺激を与える第２の工程と、
前記第２の工程で感覚刺激を与えられているときの、前記同定の対象領野を含む領域の脳活動を計測し、脳活動情報を取得する第３の工程と、
前記第３の工程で取得される脳活動情報を用いて前記脳の左右半球にそれぞれ存在する領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスを求め、これらの相互相関係数またはコヒーレンスを定量的な指標として前記脳の左右半球の同調性を評価し、
同一種類における領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスが、大きくなるようにし、
且つ、異なる種類における領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスが、小さくなるように前記第１の工程で決定した空間分布を変更する第４の工程と、を含むことを特徴とする脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項３】
前記感覚野が、視覚野、聴覚野、平衡感覚野のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項４】
前記第４の工程は、複数の前記脳活動情報を用い、前記第１の工程で決定した空間分布を変更する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項５】
前記感覚刺激が、生体を中心とする左右対称の感覚刺激であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項６】
前記感覚刺激が、視覚野の脳活動を変化させる視覚刺激、聴覚野の脳活動を変化させる聴覚刺激、視覚野及び聴覚野の脳活動を変化させる視聴覚刺激、平衡感覚野の脳活動を変化させる平衡感覚刺激のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項７】
前記第３の工程は、前記生体の脳の活動電位の変化、前記活動電位の変化に伴って生じる電磁場の変化、前記活動電位の変化に伴って生じる脳血流変化、のいずれか用い、
前記脳活動を計測する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記
載の脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項８】
前記第１の工程は、解剖学的な情報をもとに前記同定の対象領野のおおよその空間分布を決定する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項９】
前記第１の工程は、リング形状パターンが中心視野から周期的に広がる視覚刺激、及び扇形状パターンが中心視野を中心として周期的に回転する視覚刺激を用いて得られる脳活動情報をもとにして、
前記同定の対象領野のおおよその空間分布を決定する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項１０】
前記第４の工程は、複数の前記感覚刺激を用いて得られる複数の脳活動情報をもとにして、
前記領野間の脳活動情報の相互相関係数における値を最適化することで、前記第１の工程で決定した空間分布を変更する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項１１】
前記第３の工程は、機能的磁気共鳴画像計測装置（ｆＭＲＩ装置）、感覚刺激に映像を用い、前記脳活動を計測する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項１２】
前記第３の工程は、脳波計、感覚刺激に映像を用い、前記脳活動を計測する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法における前記第１の工程〜第４の工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能であることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法、プログラム、及びのその記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヒトやサルの脳には、視覚や聴覚などの各感覚機能の処理を行う感覚野が存在している。感覚野の一部は、さらに細かな機能部位（領野）に分割されることが知られており、それらの位置と形状を同定し、ヒトの感覚を定量的に評価する試みが行われている。以下、このような脳の感覚野を構成する領野の位置と形状を領野の空間分布と記す。
この領野に分割した感覚野のモデルは、視覚ではレチノトピー、聴覚ではトノトピーと呼ばれており、特に、最も重要な感覚である視覚に関する研究が盛んに行われている。
領野の同定は、非特許文献１及び２に開示されているように、特定の感覚刺激を被験者（ヒトやサルなど）に呈示して、それに応答する脳活動情報の取得及びその解析によって行われている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｖｉｓｕａｌ  Ｆｉｅｌｄ  Ｍａｐｓ  ｉｎ  Ｈｕｍａｎ  Ｃｏｒｔｅｘ，Ｂ．Ａ．Ｗａｎｄｅｌｌ，Ｓ．Ｏ．  Ｄｕｍｏｕｌｉｎ  ａｎｄ  Ａ．Ａ．Ｂｒｅｗｅｒ  （２００７），  Ｎｅｕｒｏｎ，Ｖ．５６，ｐ．３６６−３８３．
【非特許文献２】Ｖｉｓｕａｌ  Ｃｏｒｔｅｘ：Ｎｅｗ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ：Ｎｏｖａ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒ．，Ｔ．  Ａ．Ｐｏｒｔｏｃｅｌｌｏ  ａｎｄ  Ｒ．Ｂ．Ｖｅｌｌｏｔｉ  ｅｄｉｔｏｒｓ．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の領野の空間分布の同定方法にはつぎのような課題を有している。すなわち、領野の空間分布の同定に用いる感覚刺激は数種類に限られていることから、領野の空間分布の同定のための解析対象となる脳活動情報量も限定的となってしまう。
また、得られる脳活動情報の解析と領野の同定を行う段階では、定量的な判断基準がなく、十分な経験を持った人の手作業による判断が必要となっていた。
また、視覚刺激のみ、あるいは聴覚刺激のみといったように、感覚野ごとの刺激を用いる必要があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、脳活動情報の取得に用いる感覚刺激の種類を従来よりも増やすことができ、領野の同定に十分な経験を必要とせず、
また、感覚野ごとの刺激を用いることを必要としない、脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法、プログラム、及びのその記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、感覚刺激が与えられた生体からの脳活動情報を取得し、脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法であって、
前記同定の対象領野である前記脳の左右半球の大脳皮質の感覚野における少なくとも１つの領野の、おおよその空間分布を決定する第１の工程と、
前記同定の対象領野に対して、感覚刺激を与える第２の工程と、
前記第２の工程で感覚刺激を与えられているときの、前記同定の対象領野を含む領域の
脳活動を計測し、脳活動情報を取得する第３の工程と、
前記第３の工程で取得される脳活動情報を用いて前記脳の左右半球における同一種類の領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスを求め、これらの相互相関係数またはコヒーレンスを定量的な指標として前記脳の左右半球の同調性を評価し、
前記同一種類の領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスが、大きくなるように前記第１の工程で決定した空間分布を変更する第４の工程と、
を含むことを特徴とする。
また、本発明は、感覚刺激が与えられた生体からの脳活動情報を取得し、脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法であって、
前記同定の対象領野である前記脳の左右半球の大脳皮質の感覚野における少なくとも１つの領野の、おおよその空間分布を決定する第１の工程と、
前記同定の対象領野に対して、感覚刺激を与える第２の工程と、
前記第２の工程で感覚刺激を与えられているときの、前記同定の対象領野を含む領域の脳活動を計測し、脳活動情報を取得する第３の工程と、
前記第３の工程で取得される脳活動情報を用いて前記脳の左右半球にそれぞれ存在する領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスを求め、これらの相互相関係数またはコヒーレンスを定量的な指標として前記脳の左右半球の同調性を評価し、
同一種類における領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスが、大きくなるようにし、
且つ、異なる種類における領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスが、小さくなるように前記第１の工程で決定した空間分布を変更する第４の工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明のプログラムは、上記した脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法における前記第１の工程〜第４の工程を含む工程をコンピュータに実行させることを特徴とする。
また、本発明の記録媒体は、プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能なことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、脳活動情報の取得に用いる感覚刺激の種類を従来よりも増やすことができ、領野の同定に十分な経験を必要とせず、
また、感覚野ごとの刺激を用いることを必要としない、脳の感覚野における領野の空間分布を同定する方法、プログラム、及びのその記録媒体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における脳の感覚野における領野の空間分布の同定方法を説明する図。
【図２】本発明の実施形態における脳梁によってつながれている大脳の左右半球を便宜的に分離して示した図。
【図３】本発明の実施形態における国際１０−２０法に準拠した脳波計の電極配置を示した模式図。
【図４】本発明の実施形態における相互相関係数、及びコヒーレンスを算出するための脳活動情報と式を示した図。
【図５】本発明の実施例で用いるｆＭＲＩ装置および視覚刺激の提示方法を示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
つぎに、本発明の実施形態における脳の感覚野における領野の空間分布の同定方法の構成例について説明するが、本発明はこれらの実施形態によって何ら限定されるものではない。
本発明の実施形態１の領野の空間分布の同定方法は、図１（ａ）に示される工程を用いて
実施される。
すなわち、実施形態１では、感覚刺激が与えられた生体からの脳活動情報を取得し、感覚野を構成する領野の空間分布の同定が、次の（１）〜（４）における第１の工程〜第４の工程を用いて実施される。
（１）左右半球の大脳皮質の感覚野における少なくとも１つの領野のおおよその空間分布を決定する第１の工程。
（２）前記領野に対して、感覚刺激を与える第２の工程。
（３）前記感覚刺激を与えられているときの、前記領野を含む領域の脳活動を計測する第３の工程。
（４）左右半球にそれぞれ存在する同一種類の前記領野の脳活動情報同士の相互相関係数またはコヒーレンスを大きくするように、前記領野の空間分布を変更する第４の工程。
【００１０】
また、本発明の実施形態２の領野の空間分布の同定方法は、図１（ｂ）に示される工程を用いて実施される。
すなわち、実施形態２では、感覚刺激が与えられた生体からの脳活動情報を取得し、感覚野を構成する領野の空間分布の同定が、次の（１）〜（４）における第１の工程〜第４の工程を用いて実施される。
（１）左右半球の大脳皮質の感覚野における少なくとも１つの領野のおおよその空間分布を決定する第１の工程。
（２）前記領野に対して、感覚刺激を与える第２の工程。
（３）前記感覚刺激を与えられているときの、前記領野を含む領域の脳活動を計測する第３の工程。
（４）左右半球にそれぞれ存在する同一種類の前記領野の脳活動情報同士の相互相関係数またはコヒーレンスを大きくし、かつ左右半球にそれぞれ存在する異なる種類の前記領野の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスを小さくするように、前記領野の空間分布を変更する第４の工程。
【００１１】
これらの実施形態１と実施形態２のうち、異なる部分は、第４の工程である。そのため、まず、両者に共通する第１の工程〜第３の工程について、以下に詳細に説明する。
但し、実施形態１と実施形態２において、対象となる領野はそれぞれ、１つ以上と２つ以上の違いがある。
（１）第１の工程について
ここでは、従来公知の領野の決定方法のいずれか、あるいはその組み合わせに従って、対象としている領野のおおよその空間分布を決定する。
例えば、非特許文献１で開示されているような従来公知の感覚刺激を用いたいずれか、あるいはその組み合わせの方法や、非特許文献１及び２で開示されているような従来公知の解剖学的な情報をもとにしたいずれか、あるいはその組み合わせの方法や、後に言及するブロードマンの脳地図を参考にする方法によって、おおよその領野の空間分布を決定する。
ただし、第４の工程において、領野の空間分布を修正するため、精緻に領野の空間分布を決定する必要がなく、経験が不十分であってもこの工程を実施することができる。
（２）第２の工程について
生体（例えば人体）に対して、映像を呈示する、音を呈示する、加速度を付与するなどして、生体の視覚野、聴覚野、平衡感覚野などの対象としている領野を含む感覚野に対して、感覚刺激を与える。
（３）第３の工程について
第２の工程で感覚刺激を与えているときに、前記感覚野のうち、少なくとも１つの領野（以下で説明）を含む領域の脳活動を計測する。
例えば、第２の工程で映像を呈示する場合、生体の視覚野の脳活動が活性化する。脳活動は、脳の神経細胞の活動電位やそれに伴って生じる電磁場、脳血流を用いて計測できる。
【００１２】
（４）第４の工程について
まず、実施形態１における第４の工程について説明する。
第１の工程で決定した領野の脳活動情報を脳の左右半球に関して抽出し、左右半球の同一種類の領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンス（本明細書中では相互相関係数とコヒーレンスを合わせて相関値と呼ぶことがある）を定量的な指標として、左右半球の脳活動情報の同調性を評価する。
同一種類の領野であれば、同一の感覚情報の処理を担っているため、脳活動情報の同調性が高い。
よって、相互相関係数またはコヒーレンスが大きくなるように、第１の工程で決定した領野の脳活動情報を脳の左右半球に関して抽出し、第１の工程で決定した領野の空間分布を最適な空間分布に変更する。
つぎに、実施形態２における第４の工程について説明する。
第１の工程で決定した領野の脳活動情報を脳の左右半球に関して抽出し、左右半球にそれぞれ存在する領野間の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスを定量的な指標として、左右半球の同調性を評価する。
同一種類の領野間であれば、同一の感覚情報の処理を担っているため、脳活動情報の同調性が高い。
一方、異なる種類の領野間であれば、異なる感覚情報の処理を担っているため、脳活動情報の同調性が低くなる。よって、同一種類の領野間の相互相関係数またはコヒーレンスが大きくなり、かつ異なる種類の領野間の相互相関係数またはコヒーレンスが小さくなるように、第１の工程で決定した領野の空間分布を最適な空間分布に変更する。
【００１３】
以上の実施形態１と実施形態２の第４の工程において、領野の空間分布を最適化する際には、最小二乗法やニュートン法などの、従来公知のいずれかの最適化方法、あるいはその組み合わせを用いて行うことができる。
そして、実施形態１と実施形態２における領野の同定方法は、上記第４の工程において、相互相関係数またはコヒーレンスという定量的な指標を用いるため、十分な経験を必要とすることなく、領野を同定することが可能となる。      
【００１４】
つぎに、本実施形態における感覚野、領野、左半球、右半球、感覚刺激、生体、脳活動情報、視覚野、聴覚野、平衡感覚野、等の意義について、以下に詳細に説明する。
【００１５】
（感覚野）
感覚野とは、目や耳などの感覚器官からの情報（刺激）を処理する脳の大脳皮質の特定の部分である。感覚野には、例えば、視覚情報を処理する視覚野、聴覚情報を処理する聴覚野、平衡感覚を処理する平衡感覚野などを挙げることができる。
【００１６】
（領野）
本明細書中において、領野とは感覚野をさらに細かな機能部位に分割したものである。感覚野によっては複数の領野に分割できない場合もあるが、その場合には感覚野が１つの領野から構成されているとする。
視覚野と聴覚野を各領野に分割した感覚野のモデルは、それぞれ、レチノトピーとトノトピーと呼ばれており、多くの知見が報告されている。これらについては、後で具体的に説明する。
【００１７】
（左半球、右半球）
本明細書中では、左半球、及び右半球とは、それぞれ、脳の左脳、及び右脳を意味する。
左右半球には、同一の情報処理機能を有する感覚野、及び領野が、それぞれに存在する。但し、一般的にそれらの同一の感覚野、及び領野が処理する空間的な範囲は異なっている
。例えば、視覚野の場合、左半球は右視野、右半球は左視野を主に処理している。
【００１８】
（感覚刺激）
本実施形態における感覚刺激は、被験者の視覚野、聴覚野、平衡感覚野などの感覚野の脳活動を変化させるものであれば特に限定されない。
例えば、映像など視覚野の脳活動を変化させる視覚刺激、音など聴覚野の脳活動を変化させる聴覚刺激、音を伴った映像など視覚野及び聴覚野の脳活動を変化させる視聴覚刺激など、ジェットコースターなど被験者に加速度を与え、被験者の平衡感覚野の脳活動を変化させる平衡感覚刺激などが挙げられる。
感覚刺激は、単一の感覚野の脳活動を変化させるものであってもよいし、複数の感覚野の脳活動を同時に変化させるものであってもよい。
例えば、フライトシミュレータなど、生体に対して視覚刺激と平衡感覚刺激とを同時に呈示する場合が挙げられる。
また、映画などの音と映像を含む感覚刺激は、視覚刺激と聴覚刺激を同時に呈示する感覚刺激である。
【００１９】
本実施形態では、視覚野の領野の同定には視覚刺激を用い、聴覚野の領野の同定には聴覚刺激を用いればよい。
また、上述のようなフライトシミュレータや映画などの複数の感覚野の脳活動を変化させる感覚刺激を呈示することによって、複数の感覚野の領野を同時に同定することができる。
【００２０】
本実施形態の第１の工程を好ましく行うためには、従来公知のいずれかの領野を同定するための感覚刺激を被験者に呈示することが好ましい。
例えば、視覚刺激においては、非特許文献１で開示されているリング形状パターンが中心視野から周期的に広がるｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ、及び扇形状パターンが中心視野を中心に周期的に回転するａｎｇｌｅと呼ばれる視覚刺激を呈示し、そこで得られるデータを解析して本実施形態の第１の工程を実施することが好ましい。
これらの視覚刺激を用いた領野の同定方法には一定の知見があるためである。
但し、本実施形態の第１の工程のみで領野を精度よく決定するには十分な経験を要する。このため、本実施形態では、さらに左右半球の領野の相互相関係数またはコヒーレンスを定量的な指標として、本実施形態１及び本実施形態２の第４の工程において領野の空間分布を変更し、最適化する。
また、空間分布の同定を目的とする領野の機能に特化した感覚刺激を呈示することが好ましい。
例えば、後述の視覚野中のＭＴ領野、及びＭＳＴ領野を対象とする場合、運動している物体などの視覚情報を処理する領野であることが知られており、運動性に富んだ視覚刺激を呈示することが好ましい。
また、後述の視覚野中のＶ８領野を対象とする場合、色に関する視覚情報を処理する領野であることが知られているため、色情報に富んだ視覚刺激を呈示することが好ましい。
【００２１】
本実施形態の第４の工程において用いる脳活動情報を得るための感覚刺激は、できる限り被験者を中心として左右対称であるものが好ましい。
例えば、視覚刺激の場合、被験者の中心視野で左右対称である映像が好ましく、聴覚刺激の場合、音源が周囲に左右対称に配置されているものが好ましい。
これは、本実施形態の第４の工程が左右半球の領野の相互相関係数またはコヒーレンスの値に着目して、該領野の空間分布を変更するためである。
例えば、視覚野では、一般的に左半球が右視野、右半球が左視野の視覚情報を処理しており、視覚刺激の右視野と左視野が大きく異なると、両者の同調性が悪くなり、相互相関係数またはコヒーレンスを領野同定のための指標とすることが困難となるためである。
【００２２】
本発明では、非特許文献１と比べて、感覚刺激の種類に制約が少ない。
上述のように、感覚刺激の異方性が大きくなり過ぎないようにする程度である。そのため、異なる複数の種類の感覚刺激から得られる脳活動情報の左右半球の領野の相互相関係数またはコヒーレンスの値を用いて、領野の空間分布を同定できる。
すなわち、対象とする感覚野の感覚刺激を用いた脳活動情報の数及び量が増えれば増えるほど、前記脳活動情報を機械的に学習することにより精緻に領野を同定することが可能となる。
また、本発明では、複数の感覚野を刺激する感覚刺激を用いることで、同時に複数の感覚野を構成する領野の空間分布を同定することも可能である。
【００２３】
（生体）
本実施形態において生体とは、ヒト（人体）、サル、イヌなど脳を有する動物を意味する。本実施形態に係る情報取得方法は、人体である場合が好ましい。
以下、生体が人体である場合について説明する。また、本明細書において生体を被験者と言うことがある。
【００２４】
（脳活動情報）
本実施形態において脳活動とは、上記感覚刺激が与えられた生体の脳活動の応答を表す。
脳活動の応答は、脳の神経細胞の活動電位の変化、あるいは、活動電位の変化に伴って生じる電磁場の変化や脳血流変化を計測することで定量化できる。
脳の神経細胞の活動電位は電極を用いた神経活動記録装置を用いて計測できる。活動電位の変化に伴って生じる電磁場の変化は脳波計や脳磁計を用いて計測できる。
活動電位の変化に伴って生じる脳血流変化は、機能的磁気共鳴画像計測装置（ｆＭＲＩ（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ）装置）、ＮＩＲＳ装置、ポジトロン断層計測装置を用いて計測できる。
これらの装置には、それぞれ長所と短所があり、目的に応じて適切な装置を選択すればよい。例えば、ｆＭＲＩ装置は比較的高い空間分解能で脳活動情報を計測できる一方、時間分解能が比較的低くなる。
その一方、脳波計は空間分解能で劣る一方、時間分解能に優れている。また、脳波計やＮＩＲＳ装置は、装置が安価で被験者をあまり拘束せずに安全に脳活動情報を得られる一方、脳の内側部分（左右半球の隣接部など）の脳活動情報を得ることが困難である。脳の内側部分の脳活動情報を得たい場合には、ｆＭＲＩなどを用いると良い。
【００２５】
本実施形態において脳活動情報とは、上記脳活動の計測によって計測されるデータや、当該データを適宜処理して得られる情報を意味する。脳活動情報として例えば、視覚刺激に関する情報などが挙げられる。
視覚刺激に関する情報は、視覚刺激を被験者に提示した際の、脳の神経細胞の活動電位の変化、あるいは、活動電位の変化に伴って生じる電磁場の変化や脳血流変化といったデータから得ることができる。
脳活動情報を処理する際には、対象の感覚刺激に関する情報を抽出するように、適宜、脳活動の計測データを処理することが好ましい。
例えば、以下で脳活動の計測方法として述べているｆＭＲＩ装置の場合、装置由来のノイズ、脈拍、及び呼吸などの対象とする感覚刺激に対する脳活動とは異なる情報が含まれている。そのため、それらの成分を線形トレンド除去や周波数応答フィルタなどを用いることで除去することができる。
【００２６】
（視覚野）
本実施形態において視覚とは、可視光を物理的入力とした感覚のことであり、視覚情報
とは外界にある物体の色、形、運動、テクスチャ、奥行きなどについての情報、物体のカテゴリーについての情報、物体の位置関係のような外界の空間的な情報を指す。視覚野とは視覚に関わる感覚野である。
本実施形態に係る評価方法において、脳活動を計測する対象が視角野である場合、視覚野中に複数の領野に分割できることが知られている。
これらの領野として、一次視覚領野（Ｖ１（Ｖ１ｄ、Ｖ１ｖ））、二次視覚領野（Ｖ２（Ｖ２ｄ、Ｖ２ｖ））、三次視覚領野（Ｖ３、Ｖ３Ａ）、四次視覚領野（Ｖ４（Ｖ４ｄ、Ｖ４ｖ））、ＭＴ領野（ＭｉｄｄｌｅＴｅｍｐｏｒａｌ  Ａｒｅａ）、ＭＳＴ領野（Ｍｉｄｄｌｅ  Ｓｕｐｅｒｉｏｒ  Ｔｅｍｐｏｒａｌ  Ａｒｅａ）、七次視覚領野（Ｖ７、ＩＰＳ−０と呼ぶこともある）、ＶＰ領野（Ｖｅｎｔｒａｌ  Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ  Ａｒｅａ、Ｖ３ｖと呼ぶこともある）、ＬＯ領野（Ｌａｔｅｒａｌ  Ｏｃｃｉｐｉｔａｌ  Ａｒｅａ）、八次視覚領野（Ｖ８）などが知られている。
ＭＴ領野とＭＳＴ領野はそれらを合わせてＭＴ＋領野と呼ぶこともある。
なお、特に、高次の領野を含む領域では、その領野の分割方法に複数の説が提案されている。
例えば、Ｖ４ｖ、及びＶ８に相当する領域の分類は他説もあり、ｈＶ４、ＶＯ１、及びＶＯ２とする別の分類も提案されている。
また、Ｖ４ｄ、及びＬＯ領野に相当する領域の分類は他説もあり、Ｖ３Ｂ、ＬＯ１、及びＬＯ２とする別の分類も提案されている。
本明細書中では、上記の領域について、Ｖ４ｖ、及びＶ８という表記、またＶ４ｄ、及びＬＯ領野という表記で、当該領野を指定することとする。
視覚情報は後頭葉、頭頂葉の一部、側頭葉の一部に確認されている視覚野において処理される。
なお、大脳皮質の前部に位置するのが前頭葉、後部に位置するのが後頭葉、頭頂部に位置するのが頭頂葉、側部に位置するのが側頭葉である。
【００２７】
図２に、実際には脳梁によってつながれている大脳の左右半球を、便宜的に分離した図を示す。
図２（ａ）は後頭側から見た大脳皮質表面の模式図である。
図２（ｂ）は、図２（ａ）の大脳皮質表面の拡大図である。
個人差はあるが、被験者が健常な視覚野を有する場合には、図２で示す配置で、以下で説明する各領野が配置されている。そのため、視覚野の場合、この配置を参考に第１の工程を実施することもできる。
図２（ａ）において、２０１は左耳、２０２は右耳、２０３は大脳左半球、２０４は大脳右半球を表す。
大脳左半球２０３において、２１０はＶ１（Ｖ１ｖ、Ｖ１ｄ）、２１１はＶ２（Ｖ２ｖ、Ｖ２ｄ）、２１２はＶ３、２１３はＬＯ領野、２１４はＭＴ領野、２１５はＭＳＴ領野、２１６はＶ３Ａを表す（図２（ｂ））。
また、大脳右半球２０４において、２２０はＶ１（Ｖ１ｖ、Ｖ１ｄ）、２２１はＶ２（Ｖ２ｖ、Ｖ２ｄ）、２２２はＶ３、２２３はＬＯ領野、２２４はＭＴ領野、２２５はＭＳＴ領野、２２６はＶ３Ａを表す（図２（ｂ））。
図２（ｂ）に示すように、各視覚野は両半球のほぼ対称の位置に存在している。視覚情報は、はじめに左右半球それぞれの後頭葉後端にあるＶ１へ入力される。その後、Ｖ２、Ｖ３，Ｖ３Ａなど高次機能を担う視覚野において情報処理が行われる。
なお、ブロードマンの脳地図では、おおよそでＶ１は１７野、Ｖ２は１８野、Ｖ３は１９野に位置する。
【００２８】
非特許文献１及び２で開示されているように、各視覚領野のおおよその空間分布は、解剖学的な見地からも決定することができる。
例えば、Ｖ１のおおよその空間分布は鳥距溝と呼ばれる後頭部の脳溝を中心として、その
周辺の脳回が囲む範囲であり、Ｖ８のおおよその空間分布は、脳の後頭部の腹側領域の紡錘状回であることなどを挙げることができる。
本発明では、このような従来公知の解剖学的な知見のいずれか、あるいはその組み合わせを用いることで、第１の工程を実施することもできる。
視覚野において、Ｖ１、Ｖ２以降の視覚情報処理は大きく二つの流れで処理される。
一つは背側視覚経路と呼ばれ、Ｖ３、Ｖ３Ａ、ＭＴ領野、ＭＳＴ領野、ＬＯ領野など大脳皮質背側部に連なる領野を経由する視覚情報処理経路である。
背側視覚経路には視覚的運動や両眼視差に対して応答する神経細胞が多く存在し、自他の空間配置や運動状態や形などの認知に関与していると考えられている。もう一つは腹側視覚経路と呼ばれ、腹側四次視覚領野（Ｖ４ｖ）や八次視覚領野（Ｖ８）など大脳皮質腹側部に連なる領野を経由する視覚情報処理経路である。腹側視覚経路には色などに対して応答する神経細胞が多く存在し、視覚による色の認知に関与していると考えられている。
【００２９】
視覚野の活動を脳波計（Ｅｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｐｈ、ＥＥＧ）によって計測する場合、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３など視覚野の入り口に分布する領野は後頭葉の後方側にあるので、国際１０−２０法におけるＯ１、Ｏ２電極の信号として検出できる。
また、Ｖ３Ａ、Ｖ７といった領野は頭頂葉側に分布するので、国際１０−２０法におけるＰ２、Ｐ３、Ｐ４電極の信号として、Ｖ４ｄ、ＭＴ野、ＭＳＴ野、ＬＯ野は側頭葉側に分布するので、国際１０−２０法におけるＴ５、Ｔ６電極の信号として検出できると考えられる。
国際１０−２０法は、脳波計によって脳活動を計測するときに、計測するための電極を頭部に配置する場所を決める国際標準の方法である。
【００３０】
図３は、国際１０−２０法における、電極を配置する場所を示した図である。例えば、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３などの脳活動を脳波計で計測する場合は、図３のＯ１、及び、Ｏ２の位置に電極を配置することで計測できる。
なお、本発明では、おおよその領野を決定する第１の工程に国際１０−２０法における電極配置を用いることを基準とするが、該工程における電極の配置は特に限定されない。
後述のように、左右半球における対象とする領野の脳活動の相互相関係数またはコヒーレンスの値が最適になるように、電極の配置を調整し（第４の工程）、対象の領野の空間分布を同定する。
【００３１】
（聴覚野）
本実施形態において聴覚とは、音を物理的入力とした感覚のことであり、聴覚情報とは音の強さ、音高、音色、音源の方向、リズム、発音などを指す。
聴覚に関わる領野は聴覚野である。
聴覚野には、１、２、３次聴覚領野が存在し、ブロードマンの脳地図では、４１野及び４２野に位置する。聴覚野の活動を脳波計によって計測する場合、国際１０−２０法におけるＴ３，Ｔ４電極の信号として検出できる。
なお、本発明では、おおよその領野を決定する上記第１の工程に国際１０−２０法における電極配置を用いることを基準とするが、該工程における電極の配置は特に限定されない。
後述のように、左右半球における対象とする領野の脳活動の相互相関係数またはコヒーレンスの値が最適になるように、電極の配置を調整し（第４の工程）、対象の領野の空間分布を同定する。
【００３２】
（平衡感覚野）
本実施形態において平衡感覚とは、平衡感覚の情報（人体がどれくらい傾いているか、動いているかなどの情報）を物理的入力とした感覚のことである。
平衡感覚に関わる領野は、平衡感覚野（ｐａｒｉｅｔｏ−ｉｎｓｕｌａｒ  ｖｅｓｔｉｂ
ｕｌａｒ  ｃｏｒｔｅｘ（ＰＩＶＣ））である。
本実施形態において、平衡感覚野は外側溝奥の頭頂葉と側頭葉の繋ぎ目である側頭頭頂接合部（Ｔｅｍｐｏｒｏ−Ｐａｒｉｅｔａｌ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ）近傍に位置すると定義する。平衡感覚野の活動を脳波計によって計測する場合、国際１０−２０法におけるＴ３，Ｔ４，Ｐ３，Ｐ４電極の信号として検出できる。
なお、本発明では、おおよその領野を決定する第１の工程に国際１０−２０法における電極配置を用いることを基準とするが、該工程における電極の配置は特に限定されない。
後述のように、左右半球における対象とする領野の脳活動の相互相関係数またはコヒーレンスの値が最適になるように、電極の配置を調整し（第４の工程）、対象の領野の空間分布を同定する。
【００３３】
つぎに、視覚野を例に採り、本実施形態での脳活動を計測に用いられる、脳波計、ＮＩＲＳ装置、ｆＭＲＩ装置、等について詳細に説明するが、これらは聴覚野、平衡感覚野などの他の感覚野についても同様に測定することができる。
【００３４】
（脳波計）
本実施形態において脳波計は脳の神経細胞の活動電位に伴って生じる電磁場を計測するものである。
被験者の頭皮上に探査電極を装着し、電位０の基準電極（通常は耳朶に装着する電極）との電位変動を時系列データとして計測する。
脳波の計測は、上記感覚刺激を与えられているときに行う。
例えば、感覚刺激として、一定時間間隔で再生・停止を繰り返す映像を用いる場合、映像が停止状態にある時に比べて、再生状態にあるときの方が、視覚野における神経細胞の活動電位は活性化して脳波信号も増大する。
前記映像の再生・停止を一定時間間隔で繰り返すと、視覚野の脳波信号は再生・停止に付随して増加・減衰を繰り返す。すなわち、前記感覚刺激の再生・停止の繰り返し周波数をｆとすれば、測定される脳波信号の波形も周波数ｆの正弦波の波形に近づく。
なお、脳波計測では、国際１０−２０法に準拠した電極配置に従って、上記第１の工程を行うことを基準とするが、この限りではない。
【００３５】
図３は、国際１０−２０法に準拠した脳波計の電極配置を示した模式図である。
視聴者１の頭部を上側から見た図であり、図中上が前側（鼻側）、図中下が後側（後頭側）、図中左が左側（左耳側）、図中右が右側（右耳側）を示す。
Ａ１，Ａ２，Ｏ１，Ｏ２，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｆ７，Ｆ８，Ｆｐ１，Ｆｐ２は、各電極を示している。
Ａ１，Ａ２は基準電極と呼ばれ、典型的には電位零とみなせる耳朶付近に装着される。
それ以外の電極は探査電極と呼ばれ、基準電極に対する電位変化を脳波信号として検出する。
Ｏ１，Ｏ２は後頭部、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は頭頂部、Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は中心部、Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６は側頭部、そしてＦ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ７，Ｆ８，Ｆｐ１，Ｆｐ２は前頭部の脳波を検出する。
【００３６】
電極の数や密度を増加させることによって、国際１０−２０法よりも空間分解能が高い脳波の計測を行うことができる。
空間分解能向上によって、より精緻に対象とする領野の空間分布を同定しやくすなるため、本発明を好ましく実施することができる。
本実施形態では、第１の工程で決めた電極配置を、第４の工程の相互相関係数またはコヒーレンスを用いた定量評価をもとに修正し、対象としている領野の空間分布を同定する。
【００３７】
（ＮＩＲＳ装置）
ＮＩＲＳ（Ｎｅａｒ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｓｐｅｃｔｏｒｏｓｃｏｐｙ）装置は、神経細胞の活動変化に付随して生じると考えられている脳血流変化を計測するものである。
神経細胞の活動変化が脳血流変化を引き起こす過程は、以下のように考えられている。
神経細胞は活動変化に際して酸素を消費し、一時的に酸素が欠乏した状態となる。
これを解消するため、その神経細胞付近の脳血管に血液が送り込まれ、神経細胞に酸素が補充される。ＮＩＲＳ装置は、脳血流量やそれに含まれる酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの割合の変化を計測する脳活動測定法である。
【００３８】
ＮＩＲＳ装置は、被験者の頭表に送光プローブ、及び受光プローブを装着する。
送光プローブは被験者の脳内へ近赤外光を照射し、被験者の脳内へ照射された近赤外光は大脳皮質などで反射されて頭表へ戻り、受光プローブによって検出される。
脳血流に含まれる酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンは近赤外波長領域の光に対してそれぞれ異なる吸収スペクトルを有する。そのため、送光プローブから照射された近赤外光は脳血流に含まれる酸化ヘモグロビンや還元ヘモグロビンによって吸収される。そして、受光プローブによって検出される光量は、前記酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの量を反映して減少する。
したがって、照射時と検出時の光量変化から、近赤外光が通過した部位の脳血流量やそれに含まれる酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの割合を推定することができる。
前記光量変化を経時的に計測することで、光照射部位の脳血流量やそれに含まれる酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの割合の時間的変化を脳活動時系列データとして記録することができる。
受光プローブの数や密度を増加させることによって、より空間分解能が高い脳血流の計測を行うことができる。
空間分解能向上によって、より精緻に対象とする領野の空間分布を同定しやくすなるため、本発明を好ましく実施することができる。
本実施形態では、第１の工程で決めた受光プローブの配置を、第４の工程の相互相関係数またはコヒーレンスを用いた定量評価をもとに修正し、対象としている領野の空間分布を同定する。
【００３９】
（ｆＭＲＩ装置）
ｆＭＲＩ装置は、ＭＲＩ装置を利用して、脳の活動などに関連した血流動態反応を視覚化する方法である。
ｆＭＲＩ装置を用いて脳血流動態を計測する場合、通常は感覚刺激に応答した部位を統計処理などで特定し、その部位を解剖画像にカラーマップとして表示することで、脳活動を可視化する。
ｆＭＲＩ装置については、ＮＩＲＳ装置と装置構成は異なるが、測定対象が脳血流の変化であることや、領野の同定にデータを用いることができる点など、ＮＩＲＳ装置と同じであるから、ここでは説明を省略する。
但し、ＮＩＲＳ装置は頭表のプローブから出射される近赤外光の大脳表面で反射光のスペクトルを受光・観察している。
これにより、頭表近傍の脳血流情報しか検出できないのに対し、ｆＭＲＩ装置は血流変化によって生じる電磁場の変化を電磁波として検出できることから、全脳（脳の内部）の脳血流の変化を計測することができる点が、優れている。
【００４０】
（相互相関係数、コヒーレンス）
本実施形態において相互相関係数とは、２つの時系列データの類似性を定量化した指標である。
例えば、２つの時系列データをそれぞれベクトルとし、ベクトルの全ての要素の平均値が０、ベクトルの大きさが１となるように正規化した後、その２つのベクトルの内積を相互相関係数とすることができる。
相互相関係数は一般的には図４左で示す式で求めることができる。ただし、該式において、ｍ＝０であり、ラグ（時間遅れ、時間ずれ）がない場合の相互相関係数を、本実施形態では用いている。
【００４１】
本実施形態に係る情報取得方法において脳活動の時系列データの相互相関係数を求める方法の一例は以下の通りである。
（ｉ）．上記第３の工程で得られた１つの脳領域の脳活動時系列データ（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ）の全ての要素から、その平均値ｘ’を引いたデータを求める。
（ｉｉ）．上記（ｉ）で求めた各要素の二乗和の平方根を算出する。
（ｉｉｉ）．上記（ｉ）を（ｉｉ）で求めた値で割る。
（ｉｖ）．上記第３の工程で得られた別の脳領域の脳活動時系列データ（ｙ１，ｙ２，・・・，ｙｎ）について、（ｉ）から（ｉｉｉ）と同じ工程を実行する。（ｖ）．上記（ｉｉｉ）と（ｉｖ）の内積を算出する。
（ｉ）から（ｖ）の工程を行って相互相関係数を求めることは、図４に示す式の（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｎ）及び（ｙ１，ｙ２，・・・，ｙｎ）に計測した脳活動のデータを代入して計算することに相当する。
【００４２】
図４に、具体的な脳活動時系列データの相関値の算出方法を示した流れ図も示す。
本実施形態では相関値として、時間領域の相互相関係数、及び周波数領域のコヒーレンスを用いる。
一例として、図４に機能的磁気共鳴画像計測装置で検出した左右半球における一次視覚野（Ｖ１）の脳活動時系列データを示す（図４左のグラフ）。
図４左のグラフにおいて、点線は左半球Ｖ１、実線は右半球Ｖ１の脳活動時系列データである。
時間領域の相関値である相互相関係数を算出する場合には、左右半球Ｖ１の脳活動時系列データを図４の右下に示す式で定義される相互相関係数を算出する数式に代入する。
ここで、ｘｉおよびｙｉはそれぞれ時系列データであり、Ｒｘｙ（ｍ）はｘｉとｙｉの相互相関係数を表す。ｍは２つの時系列データのラグであるが、本実施形態ではｍ＝０として計算する。
【００４３】
周波数領域の相関値であるコヒーレンスを算出する場合には、図４左のグラフの脳活動時系列データをフーリエ変換し、図４左上のグラフに示すパワースペクトルを計算する。図４左のグラフにおいて、点線は左半球Ｖ１の脳活動時系列データから計算したパワースペクトル、実線は右半球Ｖ１の脳活動時系列データから計算したパワースペクトルである。
コヒーレンスは、当該パワースペクトルを図４右に示す式で定義される数式に代入することによって算出される。
ここで、Ｘ（ｆ）およびＹ（ｆ）はそれぞれ時系列データｘｉおよびｙｉのフーリエ変換、Ｘ＊（ｆ）およびＹ＊（ｆ）はそれぞれＸ（ｆ）およびＹ（ｆ）の複素共役であり、Ｃｏｈはコヒーレンスを表す。
コヒーレンスは周波数の関数として表わされるので、２つの時系列データの関連度合いを定量化するためには、当該コヒーレンスから任意の指標を導出することが必要である。
例えば、コヒーレンスにおける平均値などが挙げられる。これ以外にも、コヒーレンスから導出し得る他の指標を用いることが可能である。本実施形態では、上記のように導出した指標もコヒーレンスと呼ぶこととする。
【００４４】
本実施形態では、感覚刺激を被験者に呈示した直後の脳活動情報（時系列データ）を除いて、相互相関係数またはコヒーレンスを計算することが好ましい場合がある。
感覚刺激を呈示した直後の脳活動情報は不安定であるためである。
例えば、映像などの継続性のある感覚刺激を被験者に呈示する場合、映像の呈示直後は、
映像が呈示されていない環境から映像が呈示されている環境への感覚刺激の変化に関する脳活動情報を計測してしまう場合がある。これは、目的とする映像による脳活動情報を明瞭に計測することが困難であるためである。
【００４５】
相互相関係数またはコヒーレンスが理論的な最大値である１に近い場合、第１の工程で決定した領野の左右半球間の脳活動情報の時系列パターンが類似し、両者の相関が大きいことを意味する。
すなわち、同一種類の領野を好ましく同定できているといえる。逆に１よりも極めて小さい場合、第１の工程で決定した領野の左右半球間の脳活動の時系列パターンが類似しておらず、相関が小さいため、同一種類の領野を好ましく決定できていない。
このように感覚刺激を提示した際の被験者の左右半球の特定の領域の脳活動情報の相互相関係数を算出することで、領野の空間分布の正しさをその大きさをもって定量的に評価することができる。
例えば、相互相関係数またはコヒーレンスが１よりも小さすぎる場合には、適宜、領野の空間分布を修正する必要があり、それらが最適になるまで空間分布の修正作業を繰り返す。
【００４６】
具体的には、次のような領野の同定ができる。感覚刺激として映像等の視覚刺激を用いた場合、視覚刺激を呈示しているときの、第１の工程で決定した部分を含む領域の脳活動情報を左右半球に関して計測する。
左右半球の脳活動のデータについて、上記（ｉ）から（ｖ）の工程を経ることで相互相関係数を算出する。
一人の被験者について、複数の視覚刺激で同じ測定を行い、相互相関係数を求める。相互相関係数が理論的な最大値である１に近づくように、徐々に領野の空間分布を変更し、最適な領野の空間分布を決定する。
【００４７】
また、本発明では、以下のような方法でも領野を同定することができる。
この方法は、同時に複数の領野を決定する際に、特に有効であることがある。
前述のとおり、種類の異なる領野では、処理する対象である感覚刺激の情報も異なっている。
そのため、左右半球の種類の異なる領野の相互相関係数またはコヒーレンスの値は理論最大値である１よりもはるかに小さい値となる。
そのため、左右半球のすべての領野の組み合わせの相互相関係数またはコヒーレンスの相関値を算出し、同一種類の領野の前記相関値が高く、かつ異なる種類の領野の前記相関値が小さくなることを指標とし最適になるように、各領野の空間分布を調整することを繰り返す。
この方法では、Ｎ個の領野を同定するために、Ｎ２個の前記相関値を指標とすることができるため、より多くの定量的な指標を用いて領野を同定することができる。
【００４８】
感覚野は、前述のとおり、複数の領野で構成されている場合があり、図２で例示しているような領野間の基本的な配置関係に誤りがあってはいけない。
また、前述のとおり、領野には解剖学的な特徴に関する知見があるため、それを大きく逸脱してはいけない。
視覚野の場合、特に腹側領域にあるべき領野が背側領域になったり、背側領域にあるべき領野が腹側領域になったりしてはいけない。
そのため、このような領野の空間分布に関する束縛条件も鑑みて、相関値をもとにした前述の領野の空間分布を最適化することで、本発明をより好ましく実施することができる。
【００４９】
以上のとおり、本実施形態によれば、このように相互相関係数またはコヒーレンスを算出することで、領野の空間分布の正しさを定量的に評価し、適宜、その空間分布の修正を
行うことができる。領野の空間分布の最適化には、最小二乗法やニュートン法などの従来公知の手法のいずれか、あるいはその組み合わせによって行うことができる。
また、以上の本実施形態によれば、左右半球の脳活動情報の相互相関係数またはコヒーレンスという定量的な評価指標を用いるため、領野の同定に十分な経験を必要としない。
また、脳活動情報の取得に用いる感覚刺激の種類を従来よりも多様にすることができるため、膨大な量の脳活動情報をもとに領野の同定を行うことができる。
また、同時に複数の感覚野を刺激した際に得られる脳活動情報を用いて、複数の感覚野の領野を同時に同定することができる。
【００５０】
また、本発明の実施形態においては、つぎのような第１の工程〜第４の工程における各工程をコンピュータに実行させるプログラムを構成することができ、これらのプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体を構成することができる。
【００５１】
（プログラム）
本実施形態におけるプログラムの一例として、感覚刺激が与えられた生体の領野を同定するプログラムであって、上記実施形態１、２の第１の工程〜第４の工程を含む工程を実行させるためのプログラムを構成することができる。
本実施形態に係るプログラムは、記録媒体に記録されたものであってもよいし、インターネットからダウンロードされたものであってもよい。プログラムは、コンピュータ等の装置によって読み取り可能とされている。
【００５２】
（記録媒体）
本実施形態における記録媒体の一例として、感覚刺激が与えられた生体の領野を同定するプログラムが記録された記録媒体であって、上記実施形態１、２の第１の工程〜第４の工程を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ等の装置によって読み取り可能な記録媒体を構成することができる。
記録媒体としては、ＣＤ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなど）、ＤＶＤ（ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷなど）、フラッシュメモリ、ハードディスク、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスクなどが挙げられる。
【実施例】
【００５３】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
［実施例１］
実施例１として、本発明を適用した脳の感覚野における領野の空間分布の同定方法の構成例について説明する。
具体的には、脳活動の計測方法にｆＭＲＩ装置、感覚刺激に映像を用い、視覚野のＶ８を対象領野としてその空間分布を同定するようにした例について説明する。
本実施例では、脳の後頭部の腹側領域の紡錘状回におおよそ位置しているＶ８を同定する領野を対象とする。
そのおおよその空間分布を、事前に計測している被験者のＭＲＩ解剖画像（Ｔ１画像）をもとに、上記の解剖学的な知見をもとに決定し、本発明における上記した第１の工程を実施する。
【００５４】
本実施例において、脳活動計測装置としてｆＭＲＩ装置を用いる。
表示装置は、ｆＭＲＩ装置における筒状の計測部内に備えられたスクリーンと、計測部外に設置され、前記スクリーンに映像を投射するビデオプロジェクタとを備えている。ビデオプロジェクタは制御用コンピュータによって制御する。
【００５５】
図５に、本実施例で用いたｆＭＲＩ装置の断面図を示す。
図５において、５００はｆＭＲＩ装置であり、視聴者５０１はｆＭＲＩ装置５００に付属した寝台５０２に横たわり、傾斜磁場コイル５０３、及び超伝導磁石５０４が備えられた筒状の計測部内に配置される。
計測部内には視聴者５０１の眼前にスクリーン５０５が備えられており、制御用コンピュータ５０６によって制御されたビデオプロジェクタ５０７によって計測部外から映像を投射する。
視聴者５０１の後頭部には信号検出用コイル５０８が設置されており、神経活動に伴う脳血流変化に相関した電磁波信号を検出する。
【００５６】
感覚刺激として、ビデオカメラで撮影した動きのあるカラー映像を用いる。
映像の左右対称性を向上させるために、撮影したカラー映像（映像Ａ１）を縮小し、縦横それぞれ８個ずつ並べたカラー映像（映像Ａ８）として、その視覚刺激を付与される際の被験者の脳活動の計測を行う。
ｆＭＲＩ装置５００で計測した脳活動の時系列データをコンピュータ上でプログラムを用いて解析する。
具体的には、上記映像Ａ８のカラー映像を用いて、つぎのようにＶ８の空間分布を最適化する。
左右半球の相関値の算出の前に、視覚刺激に関与していないｆＭＲＩ装置に由来するノイズ等を除去する前処理を実施する。
おおよその空間分布を決定したＶ８の左右半球の脳活動の時系列データの相互相関係数を、図４左の式で計算する（ｍ＝０）。
Ｖ８が腹側領域の紡錘状回におおよそ空間分布することや、Ｖ４ｖに接していることなどを束縛条件として、前記相互相関係数が大きくなるようにＶ８の空間分布を変更する。
この結果、相互相関係数の値が（０．７５）から（０．８０）に増加する一方、左右半球のＶ８がそれぞれ腹側領域の紡錘状回にあることも確認され、より正しくＶ８の空間分布を同定することができる。
【００５７】
さらに、撮影対象のみが異なる映像Ａ８と同様なカラー映像を用いて、上記と同様にＶ８の空間分布を最適化すると、ほぼ同じ空間分布になる。
映像を変えた複数の脳活動データを用いて、上記の作業を行うことで、より定量的な指標が増えるため、より精緻にＶ８の空間分布を同定できる。
一方、映像Ａ１を視覚刺激として用いた場合、Ｖ８の空間分布の最適化後も前記相互相関係数が（０．７６）にしかならず、左右半球の脳活動が同調していないため、異方性が強い映像が感覚刺激として好ましくないことがわかる。
【００５８】
［実施例２］
実施例２として、脳活動の計測方法に脳波計、感覚刺激に映像を用い、ＭＴ領野とＭＳＴ領野を合わせた領野（以下、これをＭＴ＋領野と記す。）を対象領野として、その空間分布を同定する構成例について説明する。
具体的には、本実施例では、脳の後頭部の背側領域の下側頭溝におおよそ位置しているＭＴ＋領野を対象領野として、同定する例について説明する。
本実施例では、そのおおよその空間分布を、前述のｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙとａｎｇｌｅと呼ばれる視覚刺激を用いてｆＭＲＩ装置で計測した脳活動情報と、解剖学的な情報（知見）をもとに決定し、本発明における上記第１の工程を実施する。
本実施例において、脳活動計測装置として脳波計を用いる。上記第１の工程で決定するＭＴ＋領野の空間分布は、国際１０−２０法のＴ５とＴ６の位置とおおよそ一致しており、被験者の頭部のＴ５とＴ６に脳波計の電極を配置する。
被験者には、立った状態で、液晶ディスプレイに表示されるコンピュータ制御された実施例１の映像Ａ８を見てもらい、その間の脳活動の時系列データを、脳波計を用いて計測する。
【００５９】
脳波計で計測した脳活動の時系列データは、コンピュータ上でプログラムを用いて解析される。
左右半球の相関値の算出の前に、視覚刺激に関与していない脳波計に由来するノイズ等を除去する前処理を実施する。
おおよその空間分布を決定したＭＴ＋領野の左右半球の脳活動の時系列データのコヒーレンスの平均値を、図４左の式の平均として計算する。
前記コヒーレンスの平均値が大きくなるようにＴ５とＴ６に配置されていた電極の位置を変更する。
この結果、コヒーレンスの平均値が増加一方、左右半球のＭＴ＋がそれぞれ背側領域にあることも確認され、より正しくＭＴ＋領野の空間分布を同定することができる。
【００６０】
さらに、撮影対象のみが異なる同様なカラー映像を用いて、上記と同様にＭＴ＋領野の空間分布を最適化すると、ほぼ同じ電極の位置になる。映像を変えた複数の脳活動データを用いて、上記の作業を行うことで、より定量的な指標が増えるため、より精緻にＭＴ＋領野の空間分布を同定できる。
一方、映像Ａ１を視覚刺激として用いた場合、ＭＴ＋領野の空間分布の最適化後のコヒーレンスの平均値が映像Ａ８を用いた場合よりも小さく、左右半球の脳活動が同調していないため、異方性が強い映像が感覚刺激として好ましくないことがわかる。
【００６１】
［実施例３］
実施例３として、脳活動の計測方法にｆＭＲＩ装置、感覚刺激に映像を用い、上記ＭＴ＋領野とＬＯｃ領野を対象領野として、その空間分布を同定する構成例について説明する。
本実施例では、脳の後頭部の背側領域の下側頭溝におおよそ位置しているＭＴ＋領野と、そのさらに後頭部側でＭＴ＋領野と接するＬＯｃ領野を同定する領野を対象とする。
そのおおよその空間分布を、前述のｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙとａｎｇｌｅと呼ばれる視覚刺激を用いてｆＭＲＩ装置で計測した脳活動情報をもとに決定し、上記第１の工程を実施する。
実施例１と同様のシステムで、ｆＭＲＩ装置を用いて、脳活動の時系列データを計測する。
【００６２】
ｆＭＲＩ装置で計測した脳活動の時系列データはコンピュータ上でプログラムを用いて解析される。
左右半球の相関値の算出の前に、視覚刺激に関与していないｆＭＲＩ装置に由来するノイズ等を除去する前処理を実施する。
おおよその空間分布を決定したＬＯｃ領野とＭＴ＋領野の左右半球の脳活動の時系列データのすべての組み合わせの相互相関係数を、図４左の式で計算する（ｍ＝０）。
背側領域の下側頭溝にＭＴ＋領野がおおよそ分布してＬＯｃ領野がそれに接するなどを束縛条件として、左右半球のＬＯｃ領野同士及びＭＴ＋領野同士の前記相互相関係数が大きくなるように、
且つ、左右半球のＬＯｃ領野とＭＴ＋領野間の前記相互相関係数が小さくなるように、ＬＯｃ領野とＭＴ＋領野の空間分布を変更する。
この結果、各相互相関係数の値が表１に示すように変化する一方、ＭＴ＋領野が背側領域の下側頭溝にあり、かつＬＯｃ領野がそれに接することも確認され、より正しくＭＴ＋領野とＬＯｃ領野の空間分布を同定することができる。
さらに、撮影対象のみが異なる映像Ａ８と同様なカラー映像を用いて、上記と同様にＬＯｃ領野とＭＴ＋領野の空間分布を最適化すると、ほぼ同じ空間分布になる。
映像を変えた複数の脳活動データを用いて、上記の作業を行うことで、より定量的な指標が増えるため、より精緻にＬＯｃ領野とＭＴ＋領野の空間分布を同定できる。
【００６３】
［表１］
2015000100.tif 000003
【００６４】
本発明にかかる領野の同定方法は、医療応用のみならず、生体の感覚評価を定量的に行うことができ、製品の評価などに応用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
５００：ｆＭＲＩ装置
５０１：視聴者
５０２：寝台
５０３：傾斜磁場コイル
５０４：超伝導磁石
５０５：眼前にスクリーン
５０６：制御用コンピュータ
５０７：ビデオプロジェクタ
５０８：信号検出用コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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