[論文レビュー] Neural correlates of flow using auditory evoked potential suppression

Kyongsik Yun, Saeran Doh+3 more|arXiv (Cornell University)|Nov 19, 2017

Flow Experience in Various Fields被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、ゲームプレイ中の没入状態を受動的でリアルタイムな指標として用いる聴覚誘発反応（AEP）抑制を用いて、フロー状態の神経的相関を同定した。AEPの振幅低下は、主観的フローレポートと客観的パフォーマンスと相関しており、前扣帯皮質および側頭極におけるβバンド活動の増加と機能的結合の増強を示し、一次運動皮質へのフィードバックも確認された。

ABSTRACT

"Flow" is a hyper-engaged state of consciousness most commonly described in athletics, popularly termed "being in the zone." Quantitative research into flow has been hampered by the disruptive nature of gathering subjective reports. Here we show that a passive probe (suppression of Auditory Evoked Potential in EEG) that allowed our participants to remain engaged in a first-person shooting game while we continually tracked the depth of their immersion corresponded with the participants' subjective experiences, and with their objective performance levels. Comparing this time-varying record of flow against the overall EEG record, we identified neural correlates of flow in the anterior cingulate cortex and the temporal pole. These areas displayed increased beta band activity, mutual connectivity, and feedback connectivity with primary motor cortex. These results corroborate the notion that the flow state is an objective and quantifiable state of consciousness, which we identify and characterize across subjective, behavioral and neural measures.

研究の動機と目的

• タスクへの参加を妨げない非侵襲的でリアルタイムのフローモード測定法の開発。
• EEGを用いた聴覚誘発反応抑制を用いたフローの神経的相関の同定。
• 神経活動パターンを主観的没入報告と客観的パフォーマンス指標と関連付けること。
• マルチモodalデータを用いてフローを客観的で測定可能な意識状態として妥当性を検証すること。

提案手法

• 第一人称シューティングゲームプレイ中に、聴覚誘発反応（AEP）抑制を受動的神経プローブとして用いた。
• ゲームプレイ中の時間的に変化するAEP抑制を追跡するために、連続的なEEGデータを記録した。
• AEP抑制を同時に行った主観的フローレーティングおよびパフォーマンススコアと相関させた。
• 源局在特定および機能的結合解析を用いて、フローに関連する脳領域を同定した。
• 前扣帯皮質、側頭極、一次運動皮質間のβバンドパワーおよび結合を分析した。
• 相互情報量およびフィードバック結合メトリクスを用いて、動的な神経的相互作用を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 聴覚誘発反応抑制は、継続的なタスク遂行中のフローモードの信頼性が高く、リアルタイムな代理指標として機能するか？
• RQ2 どの脳領域が主観的フロー報告および客観的パフォーマンスと相関する神経活動パターンを示すか？
• RQ3 人間の脳におけるフロー状態を支える機能的結合アーキテクチャは何か？
• RQ4 βバンド振動および領域間結合は、フローの神経的サインタームにどのように寄与するか？

主な発見

• ゲームプレイ中のAEP抑制は、参加者の自己報告フローレベルと有意に相関していた（p < 0.05）。
• 高フロー状態時には、前扣帯皮質および側頭極でβバンドパワーが上昇した。
• フロー状態時には、前扣帯皮質と側頭極の間で相互結合性が向上していた。
• フロー状態時には、前扣帯皮質から一次運動皮質へのフィードバック結合が強化された。
• フローの神経的サインタームは参加者間で安定的かつ再現可能であり、客観性を支持するものであった。
• 神経的、行動的、主観的データの統合により、フローが測定可能な意識状態であることが確認された。