プロジェクト報告書 Personal Report

提出日 (Date) 2020/1/22

コミュニケーション脳科学

Communication Brain Science
1016121 軍司俊実 Toshimi Gunji
1 背景

これまでにも脳波による創造性に関する研究は行われてきた．Petsche ら (1997) は作曲時の脳波を計測した.

ヒトの脳では，日常的に様々な情報処理が行われていPetsche ら (1997) は作曲時の脳波を計測した. 実験る．その中の大部分は自分の意識上には上ってこない．

参加者は様々なスタイルの音楽を聴いた後 (課題 a), 彼

しかし，その情報を観測することによってその人についてら自身に作曲してもらい書き留める (課題 b). その結果,の様々な情報が得られたりする．今回，我々のプロジェ

7 人の作曲家の内 6 人のコヒーレンスパターンは休息時クトで扱う脳波にも，そのような性質があると考えた．と比較して (a) 課題後と (b) 課題後で異なり, 全て個人

今回我々は創造性に注目した．ヒトが創造的な活動を的なパターンを示した.

するときには，意識してアイデアを練るものであるが，無意識的な脳の活動も，最終的に出てくるアイデアに大き2 課題の設定と到達目標な影響を与えると考えられている．例えば，創作活動で本プロジェクトはコミュニケーションと脳科学を絡めはしばしばアイデアを寝かせることをするが，それはつた研究を目的として活動した．コミュニケーションと脳まり，一度その創作活動から離れ，別の行動をしているう

科学には数多くの研究があり，数多くの研究結果や論文

ちに脳が無意識のうちに，何らかの活動を行っているとが存在する．様々な先行研究を調査した中で，メンバー考えられる．それを脳波を観測し，本人にフィードバッ

全員で定めた目標はヒトが日常生活を送る中で自覚せずクすれば，その人の創造性を高めることは出来るのではに様々なことを感じたり，考えたりしている時，ヒトはないか．我々はそのような装置を作ることを目標とした．

常に何かしらの情報を無意識に発している．この無意識

このような装置を作ろうと思ったきっかけは，プロの情報を活かし，情報を発しているヒト自身にフィードジェクトメンバーの１人がフランス留学中に出会った友バックすることで本人が自覚していない創造性や，芸術人にある．その友人は LSD と呼ばれる幻覚作用のある性に気付かせるためのシステムを構築することとした．

ドラックを常用していた．彼の話によると，彼が見てい本プロジェクトの研究で取り扱う脳波とはニューロンるのは，全く荒唐無稽な妄想ではなく，自分の頭の中にあ細胞から発せられる電気信号のことであり，本人が自覚る何かが見えているだけだ，と語っていたそうだ．また，することが難しい創造性や，芸術性に関する脳波成分をその情報を何か目に見える物で表現したいとも言ってい検出できることも報告されている．

たそうだ．我々はその話から，脳波にも自分の知り得な

そこで本プロジェクトでは人が常に発している無意識い脳の中の情報を含んでいるため，彼が LSD によって得の情報の一つである脳波を利用することで創造性や，芸た経験を再現することができるのではないかと考えた．

術性観測することができるのではないかと考え，脳波を計測・解析し，発しているヒト自身にフィードバックするシステムとして L.S.C(Luminous Superior Creativity)というシステムを考案した．
このシステムはヒトが日常生活を送る中で自覚せずに様々なことを感じたり，考えたりしている時，ヒトは常に何かしらの情報を無意識に発している情報を活かし，その情報を発しているヒト自身にフィードバックすること

図1作成したフローチャート

で本人が自覚していない創造性や，芸術性に気付かせることを目的としている．
このシステムの実現にあたり，多くの課題が存在した．
第一に，本プロジェクトで扱う「創造性」を定義する必要があるという点である．第二に，脳波データを得るためにどのような脳波計測実験をすべきか考案し，実際に脳波計測実験を行う必要があるといった点である．第三に，脳波計測実験で得られた脳波のデータをどのように解析するのかといった点である．最後に，解析後のデータをビジュアライザでフィードバックする際のデザインを考案，実装する必要があるという点である．
第一の課題については，プロジェクトメンバーがそれぞれ先行研究などを事前に調査・共有し，決定した．次に，本プロジェクトは残る 3 つの課題を解決するため，実際に脳波計測実験を行い，脳波データを取得し，解析する実験班，解析されたデータを基にフィードバックするためのデザインを考案・開発するデザイン班の 2 つの班に分かれ，各班に割り振られた課題を解決することを到達目標に前期・後期を通じてプロジェクト活動を行った．

3 課題解決のプロセスとその結果
図 1 はこのプロジェクトで作成したプログラムのフローチャートである．
脳波計測実験で脳波計から得られた脳波データは約 40分間のデータであるため，この脳波データをそのままメモリに読み込んでしまうと多大な負荷がかかってしまい，プログラムの実行が実質不可能になってしまった，そこで脳波データを, 単純課題データ，創造課題データ，単純課題 2 回目データの３つに分割し matlab の扱いやすい形式に変更して保存した．
次に，分割した各ファイルに対して眼球運動と胎動によるアーチファクトを相関係数によって除去を行った，
その後脳波データを統計解析し，頭部のどの部位が創造性を発揮しているときに脳波のパワーが高くなっているのかを可視化できるようにした．
さらに，moving window を統計解析することでどのタイミングで創造性を発揮しているのかを算出した．またα波とβ波の平均 t 値を各電極の位置と強さを図にあらわしたものが図 2,3 である．

図2α波の平均 t 値

図 5 創造性発揮時

図 4 と図 5 にあらわされているようにα波のパワーを参照している球体は赤色，β波のパワーを参照している球体は青色とした．
今回は 11 チャンネル計測したので，画面中央部を 22
図3

β波の平均 t 値個の球体が飛び回るようになっている．
毎秒パワーの変化量を参照し，その変化量が大きければ活発に動き回るように設計した．

図 2 を見ると前頭部でパワーが下がっている傾向がみられ，図 3 では頭の右側でパワーが上がっていることがわかる．この結果を合わせて，前頭部でα波のパワーが下がり，頭の右側でβ波のパワーが上がっている状態を創造性が発揮されている状態であるとした．
この後，ビジュアライザを作成した，ビジュアライザは主に 2 つの要素によって構成されている．1 つ目は球体の動きである．1 つのチャンネルにつきα波のパワーとβ波のパワーを参照する球体を用意した．

2 つ目は創造性が発揮されていることを表す発光表現である．まず，1 回目の単純課題の脳波データを使って可視化するデータを較正する．チャンネルごとに単純課題の平均と標準偏差を求めて，以下に示す式を用いて 1秒ごとに全チャンネル分のα波，β波の較正した値を求める．図 1 と図 2 のビジュアライザの画像は，単純課題と創造課題の違いが顕著に出ている被験者の一部分を切り抜いたものであるため，実際に創造性が発揮されている時と発揮されていないときで違いが出るのかはわからない．
そこで，作成したビジュアライザシステムで他の被験者の脳波データを可視化しても課題によって同様の違いが出るのか，またユーザーに創造性が発揮されていることを正しく提示できているかどうかを調査するためにビジュアライザシステムの性能評価実験を行った.

図4

創造性非発揮時

実験方法については単純課題，創造課題の脳波データから先ほど作成したビジュアライザシステムでアニメーションを生成する．そのアニメーションを被験者に提示

し，それが単純課題のものであるか，創造課題のもので設計を発話が少ないが共創の要素が多く存在するものにあるかを判別してもらう．これを実験参加者７人分行い，するなどの工夫が必要である．

全体の正答率を算出することで，このビジュアライザシ

ビジュアライザのメディアやデザインには改善の余地ステムが創造性を提示するシステムとして妥当であるこがある。メディアについて、本実験の課題とフィー ドとを調査する．

バックの設計上 マインクラフトで課題を行ってから、解その結果，正答率は約 8 割であったためこのシステムは妥当であると判断した．

4 今後の課題

析処理の後に視覚的なフィードバックとなる ため、課題を行いながらのフィードバックは難しい。そこで、例えばフィードバックするメディアを体へ の直接な振動や課題中の背景音楽などへ変更し、視覚を妨げない設計にす

本研究の課題として，創造性発揮時の脳波の特徴に当てはまらない脳波パワーをもつ実験参加者に対応できなれば、課題を行いながらリアル タイムで伝達することができる.

かったことが挙げられる．本実験の解析は頭部各部位のビジュアライザのメディアアートとしての可能性が期

収録データをフーリエ解析により周波数帯に分類し，各待される。脳波には人それぞれ違った波長やパワー を持部位のα波，β波に注目し，私たちが規定した基準に合わつという特徴がある。この特性を活かし、脳波を変数とせて独立して検定した．脳波の特性上，ヒトの脳活動にして用いることで各ユーザによって違った出 力がされる

ある程度の傾向はあるが周波数やパワーの大きさは個人メディアアート作品を作ることができる。さらに、収録で大きく異なる場合が多い．そういった実験参加者の創されたデータを解析し、α波やβ波など の波長、脳波パ造性発揮時の脳波パワーの特徴の検出するためにさらにワーの推移を参考に感情や情動を推察して作品に反映さ精度の高い基準を設ける必要がある．具体的な解決策とせるなどの応用の幅も広い。

して，各部位のパワーの推移に注目することやある部位とある部位，または複数部位間の同期性を解析する（コヒーレンス解析）などして，脳波の単純課題時と創造課題時の間に有意な差が検出される可能性がある．

参考文献[1] Petsche, H., Kaplan, S., von Silva, A., & Filiz,
O. (1997). The possible meaning of the upper

また，近年では多様な立場の人たちが互いに協力し合and lower alpha and frequency ranges for cogni-

い課題に取り組む「共創」が注目を集めている．企業におtive and creative tasks. International Journal of

いては，ユーザや協力関係にある他企業など多様な人々

Psychophysiology, 26, 77-97. doi:10.1016/S0167-と交流することで，商品の改善やマーケティング手法の8760(97)00757-5

提案，イノベーションの創出などを目的に共創という概念が重要視されている．そこで，共創時の脳波の推移をビジュアライザまたはその他の刺激により提示することができれば，共創活動支援につながると考えられる．本
実験では発話時の脳波検出が困難であるという技術的な課題や，収録し処理されたデータの解釈の複雑さなどの点から共創時の脳波計測実験は断念した．今後，課題の