2023年度日本認知科学会第40回大会

P1-006A

VR アバターに対するフルボディ錯覚生起時の脳活動計測
Neural activity during a full-body illusion towards a VR avatar
肥後 克己†，大塚 一輝†，嶋田 総太郎†
Katsuki Higo, Itsuki Ohtsuka, Sotaro Shimada†

明治大学
Meiji University
higok@meiji.ac.jp†

概要

いるが，一方で Wold らは，情報の統合は有線外皮質身自身の身体が自分のものであるという感覚は身体所有感と呼ばれるが，その生起に関わる神経活動についてはわかっていない。本研究では，視覚的・触覚的に整合性のとれた刺激によってフルボディ錯覚を生起させた後，視覚刺激のみを与えて感覚間に不整合を生じさせた際の脳活動を計測した。結果として感覚間に不整合が生じた際に，左運動前野の活動が認められた。
この結果は，運動前野が自己身体に関わる感覚間のずれを補正し，自己身体とそれ以外の間の境界を設定する働きを持つ可能性を示唆している。

体領域（Extrastriate Body Area, EBA）でも起こるとしている[10]。
このように，身体所有感の生起には運動前野や頭頂葉などの働きが重要であることはわかっているが，それぞれがどのような役割を持つのかについての統一的な見解は得られていない。身体所有感を支える神経基盤を検討するためには，錯覚が生起している間の脳活動だけではなく，呈示する刺激を変化させた際にそれキーワード：身体所有感，フルボディ錯覚，NIRS (senseof ownership, full-body illusion, NIRS)らが受ける影響も併せて検討することが有効であると考えられる。そこで本実験では，視覚と触覚に時間的1.に同期した刺激を与え，VR アバターに対してフルボデはじめに

ィ錯覚を生起させた後，視覚的刺激のみを呈示するこ
私たちが普段当たり前のように感じている，自分のとで視覚情報と触覚情報に不整合を生じさせた際の脳身体は自分のものであるという感覚は，身体所有感と活動を計測した。

呼ばれる。この感覚は一見確固たるものに思えるが，容易に変化することが知られている。その代表的な例

2.

がラバーハンド錯覚やフルボディ錯覚である。ラバー方法

実験参加者

ハンド錯覚は，作り物の腕と本物の腕に同時に視覚18 名の健康な男性（21.6±1.21 歳 平均年齢±標準偏差）的・触覚的な刺激を与えた際に，作り物の腕を自身の身体の一部のように感じる現象である[1]。同様に，フが実験に参加した。実験参加者には、実験前に概要やルボディ錯覚はマネキンやバーチャルリアリティ（VR）注意事項を説明し、参加同意書に署名してもらった。

空間上のアバターに対して身体所有感が生起する現象

手続き
実験参加者への刺激の呈示には，ヘッドマウントデである[2, 3]。
身体所有感に関する脳機能の研究も行われており，

ィスプレイ（HMD, HTC VIVE, HTC Corporation, Taiwan,

Ehrsson らは，ラバーハンド錯覚において，腹側運動前画面解像度 2160×1200 , 視野角 110°, リフレッシュレ

野は視覚情報と体性感覚情報の照合に関わるとしていート 90 Hz）を用いた。HMD にはアバターが背中を向る[4]。フルボディ錯覚でも運動前野の活動は報告されけた状態で表示された。この状態で，VR 空間上のアバており[5, 6, 7]，これらの研究では運動前野は，各身体ターと実験参加者の背中を同時にペンで撫で，フルボ部位の統合に関連するとされている。
また，
Ionta らは，

ディ錯覚を生起させた（同期条件）。比較のため，実験フルボディ錯覚の生起時に側頭頭頂接合部参加者を撫でるタイミングとアバターを撫でるタイミ（Temporo-Parietal Junction, TPJ）の活動が見られること

ングに 700ms の遅延を挿入し，フルボディ錯覚が生起を報告し，これを自己位置のコーディングを反映するしない条件（非同期条件）も行った。刺激呈示は 4 分ものとしている[8]。しかし自己位置のコーディングが間であった。ここまでを Session 1 とする。

不要なラバーハンド錯覚にも TPJ は関与することが知次に，Session 2 として，実験参加者の背中は撫でずられている[9]。Tsakiris らは，TPJ は視覚情報と体性感に，アバターの背中を撫でる様子だけを見せた。これ

覚情報を統合し，身体イメージを生成する部位としては，フルボディ錯覚が生起した（していない）状態で，66

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視覚と触覚の間にずれを検出した際の脳活動を計測すで有意に高い脳活動が認められた（Z = 2.19, p = 0.003，るためである。アバターの背中だけを撫でる視覚刺激

図 1）。

は，1 回 10 秒間，間に 10 秒のレストを挟んで 3 回呈[Session 2] 左中心前回において，非同期条件よりも同示した。

期条件で有意に高い脳活動が認められた（Z = 3.34, p <0.001, 図 2）。

これらの刺激呈示中の左右の頭頂から側頭周辺を含む領域の脳活動を，近赤外分光法計測装置（Near-Infrared Spectroscopy，NIRS，OMM-3000, 島津製作所）を用いて計測した。刺激提示終了後，実験参加者には，Session 1 の身体所有感に関するアンケートへの回答を求めた。アンケートは「1. アバターの背中がペンで触れられている位置に自分の触覚を感じた」「2. アバターの背中を触っているペンで自分の背中が触られているように感じた」「アバターが自分の身体であるかのように感じた」の 3 項目であった。
NIRS データ分析

図 1 Session 1 における左中後頭回の活動[Session1] 刺激呈示期間である 4 分間を 60 秒ごとに 4（MNI 座標: X = -58, Y = -72, Z = 11）

区間（t1～t4）にわけ，0.1 秒あたりの平均 OxyHb 濃度を条件毎に比較した。
[Session2] 一般線形モデルを用いて，実験デザインとガウス関数から作成したモデルへのフィッティングを示す t 値を算出し，条件毎に比較した。
3D 磁気デジタイザ（Fastrak, Polhemus, USA）を用いてプローブの位置を記録し，確率的空間レジストレーション法を用いて各チャンネル位置を MNI 空間座標に変換し[11]，Shattuck らの LBPA40 に基づいて解剖学

図 2 Session 2 における左中心前回の活動的部位を推定した[12]。同じ解剖学的部位に含まれるチ（MNI 座標（上から）: X = -55, Y = -3, Z = 51;

ャンネルの OxyHb 濃度（Session 1）
もしくは t 値（SessionX = -60, Y = 8, Z = 35; X = -64, Y = 5, Z = 10）2）の値を平均し，その部位の脳活動の指標として用いた。

4.

分析にはウィルコクソンの符号付順位検定を用いた。
チャンネル数に応じた多重比較補正には，Benjamini-

考察

アンケート結果より，同期条件においてフルボディ錯覚が生じていたことが示された。フルボディ錯覚生

Hochberg 法による FDR 補正を用いた。

起中の脳活動を見ると，非同期条件よりも同期条件において左中後頭回で高い活動が認められた。中後頭回3.に含まれる EBA は身体認識に関連するとされ，特に左結果

EBA は自己身体の知覚に関連すると報告されている[11]。この結果は，フルボディ錯覚生起時には，左 EBA

アンケート
アンケート項目に対してウィルコクソンの符号付順においてアバターが自己身体として認識されるプロセ位検定を行ったところ，全ての項目で，条件間に有意スが生じることを示している。

な差が認められた（Q.1: Z = 2.78, p = 0.005; Q.2: Z = 2.32,

次に，Session 2 の脳活動を見ると，同期条件においp = 0.020; Q.3: Z = 2.535, p = 0.011）。て左中心前回の活動が認められた。中心前回は運動前NIRS野を含む部位である。運動前野には自分の身体近傍に[Session 1] t2 区間（Session 1 の 61 秒～120 秒の区間）提示された視覚刺激に対して反応するニューロンがあで，左中後頭回において，非同期条件よりも同期条件ることが知られており[12]，このことから，運動前野は67

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Neurosci, 8, 390. https://doi.org/10.3389/fnhum.2014.00390[11] Singh, A. K., Okamoto, M., Dan, H., Jurcak, V., & Dan, I.
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自身の身体と周囲の環境との境界の設定に関連する機能を持つとされている[4]。同期条件ではフルボディ錯覚が生じた状態で視覚と触覚の間の不整合を経験することになる。本実験における運動前野の活動は，感覚間のずれを補正し，自身の身体の境界を再設定する過程を反映していると考えられる。
本研究から，フルボディ錯覚生起時には左中後頭回を中心としてアバターを自己身体と認識するプロセスが生じ，また，自己身体に関わる感覚間でずれが生じた際は，運動前野がそれを調整し，自己の身体と周囲の環境との境界を再設定する働きが生じることが示唆された。

謝辞
本研究は、JST ムーンショット型研究開発事業
JPMJMS2013 の支援を受けた。

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