視覚系ニユーロンの生理学的特性に基づいた新しい顔表情認知モデルの構築

基于视觉系统生理特征的新型面部表情识别模型构建

• 批准号: 06J09754
• 负责人: 中島 大輔
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J09754/
• 关键词: 顔・表情認知; 空間周波数フィルタリング; 大細胞系・小細胞系; 事象関連電立; P1; N170; N270-330; N330-390; 等輝度; 快表情; 機能的MRI; 事象関連電位; 顔認知; 表情認知; 事象関連電位(ERP); 等輝度顔刺激; P100

視覚系のニューロンの特性に基づき、ヒトの大細胞系(粗い形態視)と小細胞系(細かい形態視)をできる限り選択的に刺激できる低空間周波数顔刺激(LSF)と高空間周波数顔刺激(HSF)を画像工学的に作成した。これらを刺激として事象関連電位(ERP)を記録し、顔と表情認知の脳内処理過程を解析した。その結果、潜時約110ms(P1)で顔の全体処理(大細胞系)、潜時170ms(N170)で顔の輪郭や細部情報(小細胞系)を検出することを明らかにした。表情については、まず潜時270-310msで快(喜び)と不快(怒りと恐怖)間の表情弁別が大細胞系により大まかに行われ(N270-310)、引き続いて潜時330-390msにおいてはネガティブ表情同士(怒り対恐怖)の区別が小細胞系によって詳細に行われる(N330-390)ことを示した。さらにP1成分は視覚刺激の輝度やコントラストに鋭敏に影響されるため、等輝度の顔画像刺激を作成した。その結果、等輝度顔刺激ではP1が出現したのに対し、等輝度家画像では検出されなかった。この結果はP1成分が顔刺激に対して頑強性をもっていることを示している。顔の認知にはこれまでN170が重要といわれていたが、それよりも70ms早く輝度情報に依存しない特異的顔処理が行われていることを示した。さらに等輝度刺激特異的なN2成分が記録され、これは顔のコントラスト検出の機能と関連することを提起した。加えてこれまで注目されていなかった快表情の脳内の詳細な賦活部位を確定するためにLSFとHSF喜び表情に対して機能的MRI(fMRI)を記録した。その結果LSF喜び顔に対して扁桃体と左上側頭溝の賦活が明瞭であった。これにより快表情認知では、特に情動の処理に関与する扁桃体と社会的視覚刺激に応答する側頭溝の賦活が、LSF情報によってより賦活されることが分かった。

基于视觉系统神经元的特性，低空间频率面部刺激（LSF）和高空间频率面部刺激（HSF）的图像设计为刺激人类大细胞系（粗大的形态镜面视图）和小细胞系（精细的形态学视图），以选择性地选择性地。使用这些作为刺激，记录了与事件相关的电位（ERP），并分析了面部和面部表达认知的大脑处理过程。结果，发现在约110毫秒的潜伏期（p1）的潜伏期中检测到面轮廓和详细信息（小细胞系），并在170毫秒的潜伏期（N170）中检测到面轮廓和小细胞系。关于面部表情，结果表明，宜人（欢乐）和不适（愤怒和恐惧）之间的面部表达区分是在270-310 ms（N270-310）的潜伏期大致执行的，然后在330-390毫秒的潜伏期处进行小细胞系（N330-390）（N330-390）。此外，由于P1成分受视觉刺激的亮度和对比的敏感影响，因此产生了具有相同亮度的面部图像刺激。结果，P1出现在相同的亮度面部刺激中，而在相同的亮度家庭图像中未检测到。该结果表明P1成分面对刺激是可靠的。到目前为止，据说N170对于面部识别很重要，但已证明，特定的面部加工比不依赖亮度信息提前70ms进行了70ms。此外，记录了分离性刺激特异性的N2成分，这增加了与面部对比检测功能的关联。此外，记录了用于LSF和HSF令人愉悦表达的功能性MRI（fMRI），以确定宜人表达式大脑中详细的激活位点，这先前是不明显的。结果，杏仁核和左颞沟明显地针对LSF愉悦的面部被激活。这表明，在宜人的面部识别中，杏仁核的激活特别参与了情绪处理，以及响应社会视觉刺激的颞沟，会被LSF信息激活。

项目成果

Effects of spatial frequency on recognition of facial expressions: An ERP study.

空间频率对面部表情识别的影响：一项 ERP 研究。

• 发表时间: 2007
• 作者: Nakashima T;Yamasaki T;Goto Y;Kaneko K;Tobimatsu S
• 通讯作者: Tobimatsu S

快の表情認知における空間周波数の影響

空间频率对愉悦面部表情识别的影响

• 发表时间: 2006
• 作者: 中島大輔;山崎貴男;宮内哲;金子邦彦;後藤純信;飛松省三
• 通讯作者: 飛松省三

誘発電位・事象関連電位を用いた研究-顔や表情認知の脳内処理-.

使用诱发电位和事件相关电位进行研究 - 面部和表情识别的大脑处理。

• 发表时间: 2007
• 期刊: 神経内科 66
• 作者: 齋藤崇子;中島大輔;飛松省三.
• 通讯作者: 飛松省三.

Electrophysiological evidence for sequential discrimination of positive and negative facial expressions

积极和消极面部表情顺序辨别的电生理证据

• 发表时间: 2008
• 期刊: Clinical neurophysiology 119
• 作者: Nakashima;T.;Goto;Y.;Abe;T.;Kaneko;K.;Saito;T.;Makinouchi;A.;Tobimatsu;S
• 通讯作者: S

空間周波数情報に基づく快の表情認知機構-fMRIによる検討-

基于空间频率信息的愉悦面部表情识别机制-利用fMRI进行研究-

• 发表时间: 2007
• 作者: 中島大輔;山崎貴男;宮内哲;金子邦彦;後藤純信;飛松省三
• 通讯作者: 飛松省三