情報処理学会 インタラクション 2020
IPSJ Interaction 2020

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2020/3/9

認知バイアスデバイドを解消するための
MRI を用いた受容性スクリーニング法寺田 努1,a)

細田 千尋2,b)

双見 京介3,c)

概要：パブロフの犬効果などの心理効果を応用したシステムでは，認知バイアスを利用することでシステム利用者の心身に影響を与え，システムの効果を高めたり効率を上げたりしている．その効果の高さから今後はこういった認知バイアスを利用したシステムの普及が期待されるが，認知バイアスには意図した効
果と逆の効果を発現してしまうユーザが一定存在することが知られている．本研究ではこのような逆極性のユーザが，認知バイアスを活用したシステムの普及によって大きな被害を受ける問題を「認知バイアス
デバイド」と定義し，その解決を狙う．具体的には，ある認知バイアスに対して自分の体がどう反応するかをあらかじめ知ることができるインジケータが存在するという仮説をたて，本稿では磁気共鳴画像 (MRI:
Magnetic Resonance Imaging) から得られる脳の静的な状態がインジケータとして働くことを示す．メン
タルスポーツであるダーツのスコアを向上させるためのシステムを題材に評価を行った結果，脳の特定部
位のボリュームと条件付けの極性および度合いが相関しており，インジケータとして動作することがわ
かった．

1. はじめにコンピュータは人間社会に深く入り込み，装着あるいは保持した機器から常時情報を得ながら生活することは一般的になりつつある．例えば装着型ディスプレイを装着すると，画面を常時閲覧しながら生活することになる．このような環境において，画面の配色や提示する数値，提示オブジェクトの種類や形など様々な要素が意図せずともユーザの心身に影響を与えると考えられる．筆者らはこれまで，
生体情報を常時閲覧する場合，虚偽情報の提示によりユー

図 1

提示系心理情報学の概念図

ザの心拍値を制御できることを明らかにした [1]．また，装着型ディスプレイに提示される情報やアイコンによって刷り込み効果が起こり，提示情報に関連した実世界オブジェ

認知負荷を評価軸にするのではなく，人間の心身に与えるクトに注意が惹かれることを確認している [2]．こういった影響を考慮したものでなければいけないと考えるに至った．

研究を進めるにつれ，筆者らは情報提示は単に閲覧効率やこの考えのもと，筆者らの研究グループでは，「提示系心理情報学」と呼ぶ新たな学問分野の立ち上げを目指し，情

1

2

3

a)
b)
c)

神戸大学大学院工学研究科
Graduate School of Engineering, Kobe University, Kobe,
Hyogo 657–8501, Japan
帝京大学医学部生理学講座・東京大学大学院総合文化研究科
Department of Physiology, Teikyo University School of
Medicine, Japan, Department of Life Sciences, Graduate
School of Arts and Sciences, The University of Tokyo
立命館大学情報理工学部
College of Information Science and Engineering, Ritsumeikan University, Kusatsu, Shiga 525–8577, Japantsutomu@eedept.kobe-u.ac.jp
chihirohosoda@med.teikyo-u.ac.jp
futami@fc.ritsumei.ac.jp© 2020 Information Processing Society of Japan

報提示技術の心身影響の理論化や情報提示技術の問題点の洗い出し等を行うことを狙っている．提示系心理情報学の概念図を図 1 に示す．
こういった心身に影響を与える情報提示は，心理学でいう認知バイアスが情報提示によって人間の心身に作用することによって起こると説明できる．認知バイアスを利用した情報提示は単純な情報提示と比べて，うまく利用すれば心身を望む状態に制御するなど多大な効果が得られるため，
今後筆者らの研究の進展などに伴い認知バイアスを応用し87

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2020/3/9たシステムが一般に普及するようになると考えられる．
本稿で採り上げる問題は，こういった認知バイアスを応用したシステムが一般的になった際の「逆極性問題」である．一般に，こういった認知バイアスには個人差があり，同じ情報提示によっても人によってまったく逆の効果を引き起こす可能性がある．例えば，心拍数を増やすようなある心理的情報提示によって，想定通りに心拍数が上昇する
ユーザもいれば，逆に心拍数が減少してしまうユーザも例
外的に存在するため，そのような人にとても危険な状況を生み出しかねず，社会実装への大きな壁となっていた [1]．
極端な場合，認知バイアスを応用したシステムが広く普及

Normalstate
Hidinginformation

することによって，認知バイアスに対して逆極性をもつ

Reducing
information

Maintaining
information

Occurring
information

図 2 虚偽情報フィードバック

人々が著しく不利益を被る状況が起こる．本研究ではこれを「認知バイアスデバイド」と呼ぶことにする．

うな環境における，曲間等での提示音を制御することで，

本稿では，まず 2 章で認知バイアスを応用したシステム

ユーザを実世界の特定の事柄に引きつけられることを示しをいくつか紹介したのち，3 章で認知バイアスデバイドをている．例えば，装着型ディスプレイ上でサッカー映像を回避するための方法論と明らかにしないといけない点につ見ているユーザは現実世界にあるサッカーボール等に気づいて述べ，認知バイアス極性のスクリーニングが可能であ

きやすくなり，野球映像を見ているユーザは現実世界にあるかについて検討する．4 章では，実際に認知バイアスをる野球用品に気づきやすくなることがわかっている [2]．ま用いたダーツのスコア向上システムを題材に，脳スキャニ

た，装着型ディスプレイの画面におけるカメラ機能のアイングを用いた認知バイアス極性のスクリーニングに関するコンの画像を変えると，その画像内容に沿った写真を多く評価を行い，5 章では結果からスクリーニングの展望につ撮るようになることが明らかになっている [3]．

いて考察する．最後に 6 章で本稿をまとめる．

2. 認知バイアスを応用した情報提示研究
本章では，筆者らの取組みを中心に，認知バイアスを応用した情報提示研究を紹介する．

観光案内のためのスマートフォンアプリケーションにおいて，ランキング提示の仕方を制御することで観光客を誘導する研究も行われている [4]．これは，ランキング形式を採る情報推薦システムにおいては，情報の内容ではなく順位によって人間の選択がほぼ制御できるため，人によって虚偽情報フィードバック [1] では，例えば図 2 に示すよ違うランキングを見せることで人物流誘導を行ったものでうに体温や心拍などの生体情報を常時閲覧している場合，あり，実際のイベントで運用されて得られた 2 万件以上のそこに心拍上昇などの嘘の情報提示 (虚偽情報提示) を行う

ログをもとに行動が分析されている．観光においては，観ことで，図 1 下に示すように人の生体情報を制御できる可

光ルートのカスタマイズ画面における情報提示デザインが能性があることが示された．例えば，重要な会議やプレゼ

ルート選択に与える影響も調査されており [5]，心理効果をンテーションの場では，緊張状態に至りやすく，その影響用いれば観光の満足度向上や混雑緩和が可能になる．

で意図した通りの発表を行えない可能性がある．しかし，学習やトレーニングにおいては適切な情報フィードバッ

心拍数の上昇から緊張状態を検知した際でも心拍数はあまクがその効果に大きな影響を与えることが知られている．

り変わっていないという虚偽情報を提示すれば，平常状態

例えばサイクリスト (自転車競技者) のペダリング練習にであると錯覚し，実際の心拍数も低下し，落ち着きを取りおいて，ペダルの角速度をベースに音声フィードバックを戻して円滑に発表を行えるかもしれない．また，居眠り運

行うと回転むらが減少することがわかっている [6]．また，

転が原因の交通事故が多数発生しているが，眠気により生ドラムなどの複雑なリズムパターンを学習する際には，手じる心拍数の下降をシステムにより妨げて眠気を覚ますこ

足を動かさずに使う手足に振動パターンをフィードバックとで，事故を未然に防ぎ，安全に車の運転を行えるかもし

して植え付ける作業をした方が習熟が早くなることが示されない．さらに，運動時では運動の目的により最適とされれている [7]．

る心拍数を維持して運動を行わせるといったシステムも実現できると考えられる．

清水らは，時間把握感覚が頭部装着型ディスプレイからの無意味な視覚刺激によって制御される可能性があること

頭部装着型ディスプレイにおけるプライミング効果評を示した [8]．頭部装着型ディスプレイの周辺視野部分に回価 [2], [3] では，常時もしくは頻繁にコンピュータ画面を見転するオブジェクトを表示しておくと，その移動速度変化

るような環境において，コンピュータ画面上に存在する写により人間の時間知覚が変化することを示した．その他，

真等のオブジェクトや，あるいは常時音楽を聴いているよ

時刻表情報を改変することで自制心を制御するシステム [9]© 2020 Information Processing Society of Japan88

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Expected type

Conventional

Un-expected typeServices

Happy!

(a)ᚑ᮶䛾䝃䞊䝡䝇䛷䛿㢧ᅾ໬䛧䛶䛔䛺䛔

Expected type

図 4

So Happy!
Cognitive
bias-based
Services

So Happy!

受容性スクリーニングのイメージ

一般に，心身への影響はユーザ毎に一貫性があり，想定So Happy!
Cognitive

Un-expected type

00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000000000
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000000000
Un-expected
Un-expected type
type 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
00000000000
Expected
Expected type

Predictive Indicator

Happy!

bias-based
Services

通りの影響を受けるユーザは一貫して想定通りの影響を受け，逆極性の影響を受けるユーザもその効果は一貫している．もし実際に情報提示を適用する前に，その極性を含めた影響を個人ごとに予測できれば，サービスの取捨選択やカスタマイズによりうまくシステムを機能させることが可能となる (図 4)．

(b)ㄆ▱䝞䜲䜰䝇䜢ά⏝䛧䛯䝅䝇䝔䝮䛷䛿ᴟ➃䛺⤖ᯝ䛻䛺䜛
図 3

認知バイアスデバイドのイメージ

3.1 仮説ここで，認知バイアスの受容性に関して下記のいくつかの仮説をたてる．

や，アニメーションで口の動きを頭部装着型ディスプレイ
上に表示することで複数の音声発生源から特定のものを聞
こえやすくさせる技術 [10] など，人間の知覚を変化させる
方法は多数提案されている．

( 1 ) 特定の認知バイアスに対する受容性 (順極性，逆極性，
効果無) は，個人内で一貫している．

( 2 ) 受容性をあらかじめ知ることができるインジケータが存在し，それはセンサ等によって計測可能である．

これらの研究は，認知バイアスを活用して効果的な情報( 3 ) 同カテゴリの認知バイアスもしくは異種カテゴリの認提示を行う研究であり，有意に効果があることが示されて

知バイアスの極性も一貫している．つまり，ある心理

いるが，それぞれの評価実験において，「効果無し」「逆極実験において逆極性になる人間は，別の心理実験にお性」の被験者が存在している．上記研究においては例えばいても逆極性になる．

「70%の被験者に効果があり，有意に効果が生じることが明らかになった」といった結論は論文としては問題ないが，( 4 ) 受容性は時間とともに変化し，なんらかのトレーニン
グにより意図的に更新できる．

実際に上記のようなシステムが社会実装されることを考え

仮説 (1) は本研究の大前提である．そもそも個人内で特ると，逆極性の被験者を放置しておいては深刻な問題が起定の認知バイアスに対する反応が一貫していなければスクこる可能性がある．

リーニングすることは不可能であり，サービスに対してな

3. 受容性スクリーニング

んらかの形で対処することは難しい．一方で，この仮説はこれまでの多数の心理実験やインタフェース評価実験で実前章で述べたような認知バイアスを応用したシステムが証されており，本稿では検証の必要はないとする．また，広く普及した場合，「逆極性問題」が起こる．一般に，認知以降の仮説が成り立つならば，その条件の範囲内においてバイアスには個人差があり，特に問題となるのはある認知

は仮説 (1) も成り立つ．仮説 (2) は，その受容性が計測可

バイアスに対して意図とは逆の効果を生じてしまう人々が能であるとしたものである．本稿では仮説 (2) におけるイいることである．認知バイアスを応用したシステムが広くンジケータを発見し，可能性を示すことが目的となる．仮普及していなければ，そういった特性をもつ人々は特にひ

説 (3) はインジケータの適用範囲を計るものであり，もし，

どい目に遭わずに生活している (図 3(a))．一方，認知バイ「プラセボ効果」「刺激による条件付け」などの認知バイア

アスを応用したシステムが広く普及した場合，逆極性をもスのカテゴリごとに受容性の個人内一貫性があるならば，

つ人々はそのシステムから大きな被害を受ける可能性があ

認知バイアスの種類ごとにスクリーニングを行っておけばる (図 3(b))．このような，認知バイアスへの極性によって自分がシステムに対してどういう反応を起こすかがあらか

生きやすさに大きな違いが生じることを筆者らは「認知バ

じめわかることになる．また，もしあらゆる認知バイアス

イアスデバイド」と名付け，この問題を解決するための取に同じ受容性を示すのであれば，一度スクリーニングを行組みを行うことが本研究の目的である．

えばさまざまなサービスをパーソナライズすることが可能© 2020 Information Processing Society of Japan89

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IPSJ Interaction 2020になる．

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指す．レスポンデント条件付けとは無意識的な学習原理のもし，仮説 (4) が成り立たないのであれば，いったんス

ひとつであり，この原理によって，特定の体験時に繰り返

クリーニングを行えばよいため，スクリーニング手法は複し知覚した刺激を後に知覚することで特定の心身の状態が雑であったり，時間や金銭コストがある程度かかったりす

誘発されることが知られている．例えば，イワン・パブロ

るものでもよい．仮説 (4) が成り立つ場合，定期的にスク

フの犬の実験では，聴覚刺激に唾液が出る反応を条件付け

リーニング作業を行う必要が生じるが，そのとき仮説 (3)る例が示されている．筆者らは，この現象を利用した先行が成り立てば計測の手間は大きくなく，例えば毎年の健康研究 [14] において，ダーツゲームを題材として，成功か失診断等の検査項目に入ることでスクリーニングが行える．

敗の体験と聴覚刺激の条件付けを扱った実験から以下を確

仮説 (3) が成り立たない場合，簡易なスクリーニング方法

認している．これらをもとにして，本実験を進める．

を確立する必要があるが，一度の計測で複数の認知バイア• 条件付け刺激の知覚によるダーツスコアの変化

スに対する反応を計測できるような仕組みが発見できれば，筆者らの先行研究では，投矢の直前に知覚する音が，複雑なスクリーニング方法でも社会導入できる可能性があ

ポジティブな条件付け刺激かネガティブな条件付け刺る．また，仮説 (4) が成り立つとしても，その変化速度次

激かによって，投矢の結果が変化するかを検証した．

第で必要なスクリーニング間隔が変化する．よって，これここでのポジティブな条件付け刺激は，成功体験時にらの仮説検証を進めることで，スクリーニングに必要とな繰り返し知覚した刺激を指し，ネガティブな条件付ける要件が明らかになると考えられる．本稿では，次節にお刺激は，失敗体験時に繰り返し知覚した刺激を指す．

いて MRI による認知バイアス受容性スクリーニング手法

結果から，被験者全体の傾向として，ポジティブな刺を提案し，刺激による条件付けにおいてスクリーニングを

激を知覚した際のダーツスコアの方が，ネガティブな行うことによって仮説 (2) の検証を目指す．仮説 (3) および仮説 (4) に関しては考察するにとどめるが，仮説 (2) が正しかった場合，引き続き以降の仮説を検証していく．

刺激を知覚した際のダーツスコアよりも良くなった．

• 条件付け刺激による影響極性の個人ごとの違い
被験者が受けた影響極性を，一般的な期待通りの影響を意味する「順極性」と，その期待と逆の影響を意味

3.2 MRI を用いたスクリーニングの提案
筆者らはこれまで，個性創出の要因になる精神・認知機能の定量化・予測指標として脳情報が有用であること，脳・する「逆極性」の 2 つに定義した結果，被験者全体の傾向としては順極性であったが，逆極性の被験者も一定存在した．

心理情報をもとにパーソナライズする学習システムによる介入が行動の開始・継続を促進すること，を明らかにして

4.2 検証の手順

きた [11][12][13]．そこで本研究では，脳情報をもとにした

本実験では，先行研究 [14] と同様の実験を再度行い，条認知バイアス受容性スクリーニングの可能性について検討

件付け刺激による影響極性を，MRI で計測した脳に関すする．具体的には，被験者への認知バイアス提示におけるる情報からスクリーニングができるかを以下の手順で検証

介入前・介入後において，3T-MRI を利用してマルチモダ

する．

ルイメージングに脳機能・構造情報を取得する．さらに，( 1 ) 脳情報の測定 (脳局所体積の算出)

個人特性の詳細情報として知能データ，各種性格特性デー

Voxel-Based Morphometry (VBM) と言われる脳体積タの取得も行う．マルチモダルな脳情報と知能データを含の解析手法を用いて脳領域ごとの体積 (以降，体積ス

めた各種認知情報を用いて，介入によって順極性の効果がコア) を指標とするため，MRI を用いて個人ごとの脳得られた群と逆極性の効果が得られた群で比較を行う．そ

構造を測定した．体積スコアの測定は具体的には次のれにより，心理影響の個人差と脳機能構造の個人差の関連ように行った．まず，3T-MRI (シーメンス社 Prisma)性を明らかにし，スクリーニングの可否を明らかにする．

で 3D グラディエントエコー撮像法による T1 強調画像

4. 条件付け刺激の影響極性判別実験(3D-GRE T1 画像) を取得した．3D-GRE T1 画像は5〜10 分程度の比較的短い時間で灰白質・白質のコント

3 章で述べた仮説 2 の検証として，本稿では，条件付け刺ラストの高い三次元画像が得られる．今回，脳体積解

激による影響の極性 (以降では影響極性と呼ぶ) のスクリー

析では神経細胞が集まっている灰白質を対象とし，画ニングのために，3.2 節で述べた MRI を用いたスクリーニ

像統計ソフト SPM12 を用いてまずセグメンテーショ

ング手法が有効かを調査する．

ン (灰白質・白質・脳脊髄液などの脳組織の自動分離抽出処理) を行った．その上でセグメンテーションによっ4.1 条件付け刺激による影響についてて分離抽出した画像をテンプレートとよばれる基準画

本実験でいう条件付け刺激とは，レスポンデント条件付像に形態的に合わせ込む処理を実施した (Anatomical

けによって特定の体験や印象と条件付けられた知覚刺激をNormalization)．この処理によって個人脳の形態差を© 2020 Information Processing Society of Japan90

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なくす一方で，脳体積の大小をボクセル密度によって直線距離を指す．具体的には影響極性スコアは次のよ表し，同一空間座標系での個人間の脳体積の比較を可うに得た．まず，個人ごとに，ポジティブな刺激の知能とした．基準画像への形態の合わせ込み処理には覚後の投矢 10 回とネガティブな刺激の知覚後の投矢

頭部画像全体を利用してアフィン変換のパラメータ

10 回を行うことで，ポジティブな刺激の知覚後のスコを最適化した後に，非線形変換を用いてより詳細な，ア 10 個とネガティブな刺激の知覚後のスコア 10 個を局所的な形態の合わせ込み (DARTEL: Diﬀeomorphic取得する．次に，ポジティブな刺激の知覚後のスコア

Anatomical Registration Through Exponentiated Lie

10 個の平均値と，ネガティブな刺激の知覚後のスコ

Algebra) による非線形変換手法を用いた．セグメン

ア 10 個の平均値を，個人内で計算する．最後に，ポテーションと解剖学的標準化が行われた後の各個人のジティブな刺激の知覚後のスコア 10 個の平均値から

画像は位置・サイズ・形態が標準座標系とよばれる空ネガティブな刺激の知覚後のスコア 10 個の平均値を間上に揃っているため，各空間的位置が個人間におい減算した値を，影響極性スコアとする．影響極性スコても同一の脳部位を指し示すと考えられる．したがっ

アが負の者は順極性，正の者は逆極性となる．実際のて各空間的位置 (各ボクセル) において個別に統計解析

測定手順は 4.3 節で述べる．

を行うことができ，これを全ボクセル分繰り返すこと( 4 ) 影響極性に関係する脳領域の解析によって全脳の客観的な体積解析が可能となる．このステップ (3) で計測した影響極性スコアとステップ (1)際ボクセルごとの統計学的検定を全脳にわたって繰りで解析した各脳領域の体積スコアの 2 つを変数として，返すため，検定回数は数十万〜百万回以上に達し，しVBM を用いて影響極性スコアと相関のある脳領域をたがって，偽陽性を抑えるための多重比較の補正 (ボ

検出することで，影響極性に関わっている脳領域を特ンフェローニ補正) を行った．さらに統計解析の前に定する．この際，FWE(Family Wise Error) Corrected

脳形態の個人差を低減するため半値幅 8mm 程度の画を閾値として解析した.

像平滑化を行ったうえで一般線形モデル (GLM) を用( 5 ) 脳領域の機能連結の調査

いて脳全体を対象にして探索的に指標 (後述影響極性ステップ (4) で特定した脳領域のその他の脳領域とのスコア) と相関する脳領域を検出した．

機能的結合を調べるため，ステップ (2) で取得した情( 2 ) 脳情報の測定 (安静時脳機能結合の算出)

報を用いて機能的結合を調査する．具体的には，VBM

脳体積算出と同様の 3T-MRI を用いて安静時に賦活で得られた結果をもとに，Conn を用いて, 影響極性ス状態となる領域を示す resting-state Functional MRI

コアと相関の見られた脳部位を起点の関心領域として(rs-fMRI) という撮像法により安静時機能画像を取得

設定し，その脳領域の安静時の脳活動と相関して活動した．画像データの前処理には同様に SPM12 を用している脳部位を求めた. この際も FWE Corrected をい，撮像時の頭部の動きによる画像の位置ずれやス閾値として解析した．

ライス間の撮像タイミングのずれを補正し，Montreal

Neurological Institute (MNI) 座標系への標準化を行っ

4.3 影響極性の測定方法の詳細

た．次に半値全幅 8mm の Gaussian Kernel を用いて前述のステップ (3) の影響極性の測定は次のように行っ

空間平滑化を行った．rs-fMRI 起点相解析には，Conn

た．ここでの目的は，条件付け刺激による影響極性スコア

Toolbox を用いて重回帰分析による体動等の影響やの算出のための 2 つのデータの収集で，1 つはポジティブ

fMRI 信号中の非神経活動由来成分の除去を行い，通な条件付け刺激を知覚した直後の投矢のスコア，もう 1 つ

過帯域 0.008〜0.09Hz の時間帯域通過フィルターを用はネガティブな条件付け刺激を知覚した直後の投矢のスコ

いて fMRI 信号の低周波成分を抽出した．次に起点にアである．ここでいうスコアは，ボード中心を狙って投矢含まれる各ボクセルの平均 fMRI 信号時系列と全脳各した際の，ボード中心から矢の命中位置までの直線距離をボクセル間のピアソン積率相関係数を求めた．起点相指す．実験に使用したシステムは，電子ダーツボード，据

関解析 (Seed-based Correlation Analysis) における起え置き型スピーカから成り，アプリケーションソフトウェ点となる関心領域は，Conn Toolbox に用意されていアは Microsoft Visual C#で作成した．

る Brodmann’s Area に基づいた関心領域を使用した．

( 3 ) 影響極性の測定

ダーツゲームのルール

条件付け刺激による影響極性を表す指標のスコア (以1 ゲームは 20 投で構成され，前述したダーツスコアに応

降，影響極性スコア) は，ポジティブな刺激の知覚後のじて得られるポイントで競う．ポイントは，ダーツスコア

スコアとネガティブな刺激の知覚後のスコアの差としが 7cm 以内を成功として 10 点，その他は失敗として 0 点て定義した．ここでいうスコアは，ボード中心を狙っが加算される．報酬として全被験者のダーツスコア上位半て投矢した際の，ボード中心から矢の命中位置までの数には，全被験者の実験終了後に商品が提供されることと，© 2020 Information Processing Society of Japan91

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全被験者のダーツレベルが同程度であることを伝える．今回の成功の閾値は成功率 50 ％を狙った．また，報酬獲得のための被験者の感じる主観的な期待も 50 ％となること
を狙った．
実験手順
この実験は事前準備，条件付け，実践の 3 段階からなる．

( 1 ) 事前準備段階

図 5 左図: 右側面から見た脳，右図: 左側面から見た脳，赤い点:
左下前頭回

本段階の目的は，被験者がダーツゲームを行うための基礎的な技術を習得することである．被験者は，ダーして提示している．時間的なスケジュールの目安は，投矢ツの一般的な矢の持ち方や投矢フォームをプロの投矢

間隔 30 秒，ゲーム間隔 2 分としている．本実験は東京大

動画や説明書を見ながら最大 10 分練習する．実験者

学大学院総合文化研究科倫理審査委員会の承認をうけて実は被験者が 3 投に 1 投程度で成功できることを確認す

施した．

る．また，前述したダーツゲームを最後の実践段階で行うことも伝える．この際，被験者には矢を目線位置

4.4 結果と考察で止めるエイム動作を必ず行うように指示する．これ

VBM の結果，影響極性スコアと左側の下前頭回 (Left

は後の実践段階において，このエイム動作時に刺激のIFG: Inferior Frontal Gyrus) の体積スコアの間に有意な相提示を行うためである．

関が認められた (R = 0.67, p < 0.05)．下前頭回は，ヒト( 2 ) 条件付け段階の脳の前頭葉に存在する脳回であり，今回特定された左本段階の目的は，聴覚刺激と体験の条件付けである．

側の下前頭回は図 5 の赤い点の部分である．図 6 に，影これを行うために被験者は，実践段階のダーツゲーム

響極性スコアと左下前頭回の体積スコアの散布図を示す．

と同じルールのゲームを練習として行う．また，聴覚rs-fMRI の結果，左 IFG は脳基底核 (尾状核) と関連があ

刺激と体験の条件付けは，ゲーム中の成功時にチャイることがわかった．線条体 (尾状核と被殻) は大脳基底核のム音を提示し，失敗時にブザー音を提示することで行

入力部に位置し，大脳皮質–基底核ループ回路の一部としう．チャイム音とブザー音は，ポジティブな認識とネて運動企図や遂行を調節していることが知られている．基

ガティブな認識が，すでに一般的にもたれている音を

底核の中でもとくに線条体には，大脳皮質のさまざまな感

選択している．そして，この前者のチャイム音は成功覚・運動関連領域および視床のグルタミン酸作動性細胞か体験と条件付けをしたよりポジティブな刺激となり，らの線維投射があり，それらを介してさまざまな感覚・運後者のブザー音は失敗体験と条件付けをしたよりネガ

動情報の入力を受けている．また，それとともに，線条体

ティブな刺激となる．音の提示は結果認識後 0.2〜0.5は中脳ドーパミン細胞の主な投射先ともなって，特定の運秒で行われ，提示音の長さは 1 秒未満である．

動に先立って活動する線条体の細胞がその運動によって報( 3 ) 実践段階

酬が期待される時にはそうでない時に比べ活動度が高くな

被験者は前述した所定のダーツゲームを 2 セット行

ることも示されている．これらの知見は，線条体においてう．刺激の提示は投矢動作認識時で矢を目線で止める

運動情報と報酬情報の統合が行われ，どのような行為がど

エイム動作の直前で行われる．1 セットで提示されるのくらい報酬をもたらしやすいかという「行為価値 (Action

2 つの条件付け刺激の割合は半分ずつである．そして，Value)」が表現されている可能性を示しているとも考えら

2 つの条件付け刺激の提示順序はランダムであり，2

れ，今回の実験においてもダーツにおけるポジティブ・ネ

セット目での提示順序は，1 セット目の 2 種類の条件

ガティブな条件付けが行為価値を上げている人においてと付け刺激の順番を逆にしたものである．これによって

くにこのネットワークの活動が上がっていた可能性が考え収集するデータは，被験者ごとに投矢スコアが 40 個，

られる．

その内訳は刺激ごと投矢スコアが 20 個ずつである．

この実験の仮説の 1 つは，被験者ごとの影響極性を事前に把握できるインジケータが計測可能な形で存在すること

その他の実験条件であった．本実験の結果はこの仮説を支持している．影響

被験者は 41 名 (男性 23 名，女性 18 名)，実験者は 2 名

極性スコアと左下前頭回の体積スコアの間に有意な相関である．実験者は実験の趣旨や意図を理解していない者でが確認された結果は，左下前頭回の体積を検討することにあり，ブラインドの状態で実験を実施するために雇用されよって，条件付け刺激の知覚を無意識的に受ける影響の極た者である．ダーツボードまでの距離・高さは公式ルール

性を，事前に把握できる可能性を示している．そして，イと同じである．刺激は実験者が手動でコンピュータを操作

ンジケータである脳領域ごとの体積の情報は，MRI のよ© 2020 Information Processing Society of Japan92

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2020/3/9• 他の様々な認知バイアスに関して，今回の MRI によంৣ৐୍৚भ৬஋५॥॔

るスクリーニングが行えるかを確認する．

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前者は，同じタイプの認知バイアスであるが今回のダーツによるものとは異なるものに対して同様のスクリーニン


グ実験を行うことで，条件付け刺激への極性に対応する脳部位が一貫しているかを確認するものである．ここに一貫性がない場合，対象とする競技などに応じてそれぞれ脳部

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位を決定する実験を行う必要があり，提案手法は汎用性に୶஭ாਙ५॥॔>FP@
ダーツボード上の距離

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図 6

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体積スコアと影響極性スコアの関係

乏しい．一貫性があった場合は，条件付け刺激に関してのインジケータとして左側の下前頭回が利用できるところが明らかとなる．さらにその場合，後者の実験によって，インジケータは認知バイアスの種類によって異なるのか，それともあらゆる認知バイアスに関して同じなのかが明らか

うな脳画像取得技術と画像解析技術によって取得可能であになり，様々な認知バイアスに対して本手法を適用するたる．これらの結果から，今回実験で利用した条件付け情報

めにはどの程度のデータを収集する必要があるのかが明らによる影響極性は，脳情報から事前に把握できることを確

かになる．

認した．

また，今回の実験では被験者に子供や高齢者は含まれてこの実験で検討すべきもうひとつの項目は，今回の条件

いない．MRI は非侵襲性の大型装置であり，年齢を問わ付け刺激による影響極性を決める個人特性が，どういったず身体になんら影響を及ぼす可能性のないものである．一ものであったかである．実験の結果はこれを示唆するもの

方で，脳画像は動きによるノイズの影響を非常に受けやすであった．rs-fMRI で，今回の影響極性スコアと相関のあ

いため，狭い空間の中である一定時間以上，頭部・胴体のる体積スコアをもつ脳領域が報酬系ループに関わる神経系

固定をし，手足を含め身体を動かさず横たわっている事がに属していることがわかった．この結果は，今回の影響極

必須条件となってくる．そのため，通常の実験では，乳幼性を起こした個人特性は，報酬や罰といったポジティブや児を含めた未成年や高齢者を対象としない事が多い．ただネガティブな何かを知覚した時の反応に関するものであっ

し，未成年については，保護者の同意の元であれば，MRIたことを示唆している．今回の実験において扱った条件付の撮像実験を行うことはなんら問題もない．また，高齢者

け刺激は，ポジティブやネガティブな意味をもつものでについても健常であり本人の同意の元であれば，MRI 撮像あったことから，これらの知覚による無意識的な影響が，を行うことは可能である．そのため，今後，年齢も含めた報酬や罰を知覚した際の反応に関わる神経に起因していた多様性に対応するためにも，高齢者や未成年を対象にしてことは妥当な結果であったと考えている．

いく予定である．

これらに加えて，今回の実験結果は，個人特性を表すための既存のあらゆる指標が，本研究でいう影響極性をスク

5.2 運用リーニングできるインジケータになる可能性を示した．個

脳は可塑性を持つことがこれまでの研究からも十分に証人特性を表す指標や測定手法には脳以外のものもあり，例

明されており，特に成人を過ぎてから老人に及ぶまで，数えば，質問紙を用いた性格調査アンケートや，細胞を用い時間から数週間でのトレーニングに伴う特定の能力の獲た遺伝子検査がある．影響極性をスクリーニングするイン得により，その能力と関連する脳領域が可塑的に体積等ジケータに脳情報がなり得ることを本実験で確認したことの増加あるいは減少として変化することが報告されていから，個人特性を表す他の指標も同様の役割を担える可能る [15]-[22]．さらにこれらの変化は認知能力の獲得に伴う性があると考えている．

だけではなく，非認知能力の獲得に伴っても変化すること

5. 議論と課題
5.1 汎用性がわかってきている [23]. したがって，提案手法でのスクリーニング結果はあくまでその時点での影響極性と脳構造の関連性であり，脳の可塑性を考慮した運用が必要となる．

4 章の実験より，条件付け刺激に対する影響極性が MRI

つまり，DNA 検査などの確定的な検査と異なり，定期的を用いてスクリーニングできる可能性が明らかとなった．

な観察によって自分の各種認知バイアスに対する極性を知

一方，この方法論の汎用性を明らかにするためには，次にることが重要になる．また，インジケータとなる脳部位を以下の実験を行う必要がある．

間接的 (認知トレーニングなど)，あるいは直接的 (非侵襲• 条件付け刺激に関する別の実験に対し，今回の MRIによるスクリーニングが行えるかを確認する．

© 2020 Information Processing Society of Japan的な経頭蓋直流電気刺激法など) に刺激し望む極性に自身を変化させることが可能になるかもしれず，MRI 測定結果

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2020/3/9をもとに適切な脳刺激を行うためのトレーニングや，電気刺激等による介入が可能かもしれない．これらの要素に関する研究課題は下記の通りとなる．

• 現状での年一度など行っている健康診断に MRI 測定
を含めることを考える．該当の脳部位の変化を考え，どの程度の頻度で MRI 測定を行えばいいかを明らかにする．

• MRI 測定結果に基づいて，認知バイアスを活用した
各種システムの設定を自動的に変更する仕組みを提案する．

• MRI 測定結果に基づいて，特定の脳部位を発達させるための方法を見つける．これは，例えば空間把握能力に対応する部位をメンタルローテーションのトレー
ニングで発達させる，といった方法から，電気刺激により発達を促す，といった方法まで幅広く可能性を考える．

5.3 認知バイアスの評価と分類
前節で述べたような健康診断等の取組みによって，脳部位と認知バイアス極性の関係に関する大量のデータが得られた場合，大量に存在する認知バイアスに対する新たな特性付けや分類が行える可能性がある．これは，関連する脳部位が同様である認知バイアスはなんらかの関係があるとみなすことができるし，これまで同種の認知バイアスだと思われていたものが，脳計測データによって異なるものだ

6. おわりに
本稿では，認知バイアスを応用したシステムについて紹介し，このようなシステムが普及することで，逆極性の受容特性をもつ人々が断絶される「認知バイアスデバイド」が起こる可能性について述べた．その解決手段として，情報提示に対する受容性スクリーニングを提案し，MRI を用いた手法について検討した．実際に刺激による条件付けを用いたダーツ時のメンタル制御システムにおいてスクリー
ニング技術の評価を行い，MRI が受容性スクリーニングに活用できる可能性を明らかにした．
一方，今後の課題は山積しており，3 章仮説 (3)(4) で述べたように認知バイアス極性の異種カテゴリ適用性，時間変化の可能性等については検討できていない．そのために，今後は多種の認知バイアスに対する受容性解析を行い，「認知バイアスデバイド」が起こらない仕組みを確立することを目指す．また，脳計測以外のセンシングによるスク
リーニングの可能性についても検討を進める必要がある．
謝辞 本研究の一部は，科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業 (JST CREST，課題番号 JPMJCR18A3) によるものである．ここに記して謝意を表す．
参考文献
[1]

とされる場合もあるかもしれない．
[2]

5.4 脳計測以外のスクリーニング手法
本研究ではスクリーニングに MRI を用いたが，施設やスタッフの制約，時間・金銭的コストの高さなどの問題が[3]あり，手軽でない．これまでに，文献 [14] において，エゴグラムなどの性格判断アンケートとの関係について考察したが，明確な相関は見られなかった．この点に関する研究[4]

課題は下記の通りとなる．

• 認知バイアス極性に関係する脳部位の特性から，スクリーニングを行うための質問紙を構築する．単なる性格判断ではなく，MRI の結果と相関が出るような質[5]

問項目を作成し，それを簡易スクリーニングとして用いる．

• ウェアラブルセンサ等を用いて得られた状況と，認知バイアス極性の関係についての関係を調査し，日常生[6]

活におけるライフログデータから簡易スクリーニングができるようにする．

• 認知バイアス極性に関係する脳部位の特性から，スク[7]

リーニングを行うためのセンサデバイスを新たに開発する．

© 2020 Information Processing Society of Japan[8]

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