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東京大学とVIE STYLE、ウェアラブル外耳道脳波計(In-Ear EEG)を用いたゾーン・フロー状態の推定とニューロフィードバックに関する研究成果を発表

VIE STYLE株式会社
より優れたニューロテクノロジープロダクトの開発を促進

 次世代型ウェアラブル・イヤホン型脳波計の開発とニューロテクノロジーの社会実装を行うVIE STYLE株式会社(代表取締役: 今村 泰彦、本社所在地: 神奈川県鎌倉市、以下VIE STYLE(ヴィー スタイル))は、北米神経科学学会(Neuroscience 2022)にて、ユーザーが認知的に集中している(フロー・ゾーン)状態を、従来の頭皮上脳波と比較しても外耳道から十分に計測しうること、またその状態推定に基づいたニューロフィードバックによりユーザーを集中状態に導ける可能性を示した研究成果を発表したことをお知らせします。n数が少なく予備的な結果ではありますが、VIE STYLEがコンシューマー向けに展開するサービス「VIE ZONE」の技術的・科学的な基盤の一つとなります。  今後、n数を増やすなど研究開発を進め学術的な成果と、それに基づきより優れたニューロテクノロジープロダクトをユーザーの皆様に届けられるように邁進していきます。なお、本件は東京大学大学院工学系研究科との共同研究成果・共同発表となっています。


発表情報:
Inoue D, Ueda K, Ibaraki T, Imamura Y. Development of a neurofeedback system using In-Ear EEG for eustress-distress modulation. Poster presented at: Neuroscience 2022; Nov 16, 2022; San Diego, CA.



1. 研究の背景


 VIE STYLEでは、フロー状態(人が認知的な課題やスポーツなどにおいて完全に集中している感覚。ゾーンとも呼ばれる状態。)の推定やニューロフィードバック(ユーザーに自身の脳の状態をリアルタイムでフィードバックし、目的の脳の状態になるよう自己訓練を行うこと。)を、ウェアブル外耳道脳波計(In-Ear EEG)で簡易に行えるようになるサービス”VIE ZONE(ヴィー ゾーン)”の開発を行っています。
 しかしながら、そうした簡易なウェアラブルIn-Ear EEG脳波計で、従来の脳波計を用いたような脳の状態の検出ができるかは不透明な部分もあります。フロー状態に関する脳波を用いた先行研究として、対象の課題に応じて脳活動の偏在が起きることが知られており、言語性の課題に集中している時には左半球優位に、空間課題では右半球優位になることが分かっています。

 そこで我々は、先行研究で示されるようなフロー状態をユーザーに導入し、In-Ear EEGと古典的な頭皮上脳波(Scalp EEG)を同時計測することで、フロー状態に関わる脳波データに相同性があるかを確認するための実験を行いました(実験1.)。また、In-Ear EEGを利用したフロー状態のニューロフィードバックの可能性について検討する実験も行いました(実験2.)。


実験1.:頭皮上EEGとIn-Ear EEGの相同性

 In-Ear EEGデバイス(VIE ZONE)及び64極の頭皮上脳波計を用いて3名の被験者がN-backタスク(N個前の刺激が現在と同じかを判断するワーキングメモリ課題。)を行っている際の脳波を記録しました。


 結果、頭皮上脳波とIn-Ear EEGとの相関は、左半球同士、右半球同士で高くなり、外耳道電極でも頭皮上脳波で記録されるのと十分に相同な信号が記録できていることが示されました(Figure 2)。




実験2.:In-Ear EEGによるフロー状態誘導のニューロフィードバック

 続いて、同様の方法で10名の実験参加者に協力いただき、In-Ear EEGを利用した個人ごとのフロー状態推定モデルの作成と、それを利用したニューロフィードバック(NF)実験を行いました。


 結果、ニューロフィードバック課題において、フロー状態に近づける脳波を出すことに成功した被験者は、より強いフロー状態を報告する傾向にありました(β=29.95 p=0.0696, Figure 4a)。同様に有意な結果とはなりませんでしたが、In-Ear EEGから解読されたフロー状態は課題のパフォーマンス(ヒット率=ターゲットに反応できたか)とも正の関係にありました(β=37.8937 p=0.3066, Figure 4b)。


 なお、暖色を目指すか(フロー)寒色を目指すか(非フロー)の条件間でNFの効果(どんな脳状態になったか)については小さな差しか見られませんでした。上記のような被験者間の相対的なニューロフィードバックの成功の度合い=どんな脳状態になったかと、心理・行動の関係分析の結果、相対的に脳状態をフロー状態に近づけることに成功した被験者では心理・行動もフローに近いパフォーマンスとなる傾向がみられました(nも少なく、有意差がないことにも注意。)。

 実験1.、2.の結果からIn-Ear EEGは、個人のフロー状態を推定するに十分な信号精度を持ち、個人ごとのフロー状態を判別するデコーダをつくり、そのフィードバックを行うことで、フロー状態に近づけることができる可能性が示唆されました。今後n数を増やしてこの予備的な結果を、さらに確実に検証する実験を行い発表していく予定です。

イヤホン型脳波計「VIE ZONE」

 VIE STYLEが開発するイヤホン型脳波計「VIE ZONE(ヴィー ゾーン)」は、イヤーチップが電極となり、耳(外耳道)から脳波を取得できるウェアラブルデバイスです。イヤホン型脳波計(In-Ear EEG)は従来課題だった日常生活における脳波計測デバイスの煩雑性(装着するのが面倒、見た目が悪い等。)の問題がなく、いつものようにイヤホンをつければ脳波を測れるという、近年注目を集めている技術です。




VIE STYLE株式会社

 VIE STYLEは、「味わい深い人生を~Feel the life~」をミッションに掲げ、ニューロテクノロジーとエンターテインメントで、人々の感性をアップデートし、ウェルビーイングに貢献することを目指しています。世界の人々が感性豊かな人生をおくることをサポートするプロダクトを創造し、人々をZONE(ゾーン)状態に導くサービスの開発を行うとともに、 脳神経に関わる未来の医療ICT・デジタルセラピューティクス(DTx)の発展にも寄与していきます。



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