Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

非線形システム解析 / 視覚誘発電位 / 色覚特性 / 短時間計測 / バイナリ汎関数級数展開 / 色覚 / 反対色応答 / 色チャンネル

本研究では、短時間で安定した色覚応答を得ることのできる実用的な色応答検出法の提案とその妥当性の検証を目的として、視覚誘発電位(Visually Evoked Potential:以下VEP)の非線形解析手法による色応答抽出法の実用化を検討した。本年度は、LED刺激装置を用いて健常者を対象とした基礎実験を行い、本手法の妥当性と問題点を明らかにし、CRTを用いた簡易色覚計測装置を構築した。
疑似ランダム系列(PRBS)に基づいて輝度を変調した刺激をLEDにより提示し、VEPを計測した。測定対象は色覚正常者(30歳台)とした。左右眼に異なる色を異なるPRBSで変調させて提示し、測定されたVEPとPRBSとの相互相関関数からシステムパラメータであるバイナリカーネル波形を推定した。左右眼同時に刺激した場合と、左右眼別々に刺激した場合のバイナリカーネルを比較した結果、両眼同時に刺激した場合にも、左右眼別々に刺激したときと類似のバイナリカーネル波形が得られた。これは、左右眼同時に刺激でも各眼のVEP応答が一度に計測できることを示唆しており、この点では既に実用化(VERIS)されているmulti-focal VEP(例えばBearse et al,1994)の結果に矛盾しなかった。しかしながら、両眼に提示する色の組み合わせによっては、両眼に異なる色を提示しているにもかかわらず各眼のバイナリカーネル波形が類似の波形となる場合が見受けられ、今後の課題として残された。
これらの結果を踏まえてCRTを用いた色覚計測装置を構築し動作確認を行った。この測定装置では、約2分弱の短時間測定によりバイナリカーネルを得ることができ、短時間計測という点で臨床検査への実用化が十分見込まれると考えられた。

非線形システム解析 / 視覚誘発電位 / 色覚 / 反対色応答 / バイナリ汎関数級数展開

本研究では、生体の客観的応答である視覚誘発電位(VEP)を用いた色覚応答検出法の確立とその方法の妥当性の検証を目的として、非線形システム解析法によるVEPの解析と、導出される非線形パラメータと色との関係を考察した。
色刺激を入力、VEPを出力とみなす非線形システムを仮定し、バイナリ汎関数級数展開法を適用して解析をおこなった。5名の被験者を対象として、8色の有彩色に対するVEPを実測した。2価疑似ランダム系列(M系列)に基づいて、2つの色画面を切り換えて提示して刺激とした。色刺激はCRTにより提示した。観測された入出力信号を用いて、システムの特性を表す核(Kernel)関数の推定および検討をおこなった。
2次までのKernelが特徴的な形状を示し、3次以上のKernelの振幅値はほぼ0であった。したがって、想定したシステムは2次の非線形性を示すといえる。1次Kernelは提示した色によりその形状が変化し、色刺激の色相の違いを反映していると考えられた。そこで、1次Kernelを主成分分析した結果、反対色応答成分が含まれることが示された。この結果は、ヒトの色覚に関する心理物理学的および電気生理学的研究、脊椎動物を対象とした生理学的研究による既出の結果と一致する。さらに、黄・青色刺激に対する2次Kernelは他の色のそれとは異なる特性を示した。これは、ヒトの色覚システムを構成する2つの色チャンネル(黄青、赤緑)の特性の違いを反映したものと考えられるが、この点についてはさらに詳細な検討が必要である。以上の結果より、Kernelを用いて色相の変化に対する応答成分を抽出できることが示唆された。