ソーシャルマインドの同期
社会的なやり取りの最中に脳の活動がどのように同期するかを調べている。
Qianliang Li, M. Zimmermann, I. Konvalinka
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目次
人がどう考えて、お互いにどう関わるかを理解するためには、そのやり取りの最中に脳内で何が起こっているかを見ることが大事なんだって。研究者たちは、一人ずつを研究するだけじゃ足りないと考えていて、むしろ二人のやり取りを研究した方が、その脳の反応が分かりやすいんだ。
二人の研究が必要な理由
二人がやり取りするとき、彼らの脳は独立して働いているだけじゃなくて、お互いの行動や反応に影響を受けるんだ。ここ20年で、科学者たちは複数の人の脳の活動を同時に測定する方法を開発してきたんだ。この方法は「ハイパースキャニング」と呼ばれていて、社会的なタスクに関わる時に二人の脳の活動がどう結びつくかを観察できるんだ。
同期した脳活動の重要性
研究によると、社会的なやり取り、例えば協力したり、順番を守ったり、ただお互いを意識したりすると、脳の活動が同期する傾向があるんだ。この同期は、どれだけ行動を調整できるかやお互いの合図にどれだけ反応するかを反映しているかもしれない。ただ、この同期を分析する方法はまだ改良中なんだ。
インタラクションの役割の非対称性
人はやり取りの中でリーダーやフォロワーのように異なる役割を担うことが多いんだ。研究では、これらの役割によって脳の機能が違うことが示されている。例えば、一人が情報を伝えるタスクを研究した時、受け手の脳は送り手とは違った活動を示していたんだ。これは、社会的なやり取りの中で異なる役割には独自の認知的な要求があることを示唆している。
ゲーム中の脳のつながりを調べる
二つのチームが競うカードゲームでも、チームメンバー間の脳のつながりに違いが見られたんだ。これは、協力しているか敵対しているかによって彼らの脳の通信が変わることを意味している。こういった発見は、二つの脳が社会的な活動に関わる時の複雑な性質を浮き彫りにしている。
社会的インタラクションでのさまざまな戦略
人は社会的なやり取りの中で色々な戦略を取ることがある。お互いのリードに従ったり、全く無視したりすることもあるんだ。これらの選択は、彼らの脳が一緒に働く方法を変えることがある。研究によると、相互作用は特定の脳活動パターンにつながることがあり、一方がリードしてもう一方がフォローする場合とは違うんだ。
脳活動を分析する新しい方法
研究者たちは、二人の脳の活動を同時に分析する新しい技術を提案している。これは、脳の活動が同期している短い瞬間を調べることに関連していて、必ずしも脳のパターンが一致するわけではない可能性を考慮しているんだ。これが重要なのは、人間のインタラクションの動的な性質をもっと捉えられるからなんだ。
ミラーゲームの実験
これらのアイデアをテストするために、ペアの参加者が一緒に動く必要があるミラーゲームを使った研究が行われたんだ。参加者はスクリーンによって分けられていて、特定の条件下でしかお互いの動きを見ることができなかった。この設定により、参加者が独立して行動する場合や協力する場合など、異なるタイプのインタラクションを比較できたんだ。
データ収集と分析
実験中、両方の参加者から脳の活動を記録したんだ。研究者たちは、脳の活動が同期した瞬間を観察し、それが参加者のインタラクションのダイナミクスをどう反映するかに注目したんだ。脳活動パターンの変化を測定して、どのタイプのインタラクションによって違いが見られるかを調べた。
実験からの主な発見
この研究の結果、参加者一人一人の脳活動パターンは、インタラクションの条件によって大きく変わらないことが分かったんだ。これは、ひとりの脳の活動だけを見てもインタラクションの複雑さを捉えられないかもしれないってことを示唆している。ただ、新しい二つの脳のマイクロステートを分析する方法では、参加者がゲームの中で異なる役割を持っていた場合に脳の活動に変化が見られたんだ。
脳活動のマイクロステートを理解する
マイクロステートは、脳内の電気活動の短い安定したパターンのことを指すんだ。研究者たちは、このマイクロステートがペアの参加者の脳活動にも見られることを発見したんだ。これらのマイクロステートを分析すると、特に非対称な役割において、特有の脳活動パターンが生じて、参加者同士がどう関係しているかが分かりやすくなるんだ。
脳の同期におけるアルファ波の役割
この研究では、リラックスや調整状態とよく関連づけられる脳信号であるアルファ波にも注目したんだ。この発見は、アルファのマイクロステートが、一方の参加者が観察者である条件でより顕著であることを示していて、これがその参加者の脳が、積極的に動いている他の参加者よりもより反射的な状態にあることを示唆している。
発見の意義
二人の脳が社会的なインタラクションの中でどう同期したり分かれたりするかに関するこれらの知見は、心理学、教育、ロボティクスなどのさまざまな分野に活かせるんだ。これらのダイナミクスをよりよく理解することが、治療法のアプローチを調整したり、プロの環境でのチームワークを改善したり、人間とコンピュータのインタラクションを向上させたりするのに役立つんだ。
今後の方向性
この発見を基にさらに研究が必要なんだ。今後の研究では、突発的な協力や競争など、さまざまな形のインタラクションを探ることで、脳の活動がさまざまな社会的文脈でどう変化するかをもっと理解できるかもしれない。それに、グループインタラクションを調べることで、社会的ダイナミクスの全体像を捉えられるかもしれないね。
結論
人間のインタラクションの複雑さは、言葉のコミュニケーションや観察できる行動を超えているんだ。根底にある脳活動は、これらのインタラクションを形作る重要な役割を果たしていて、脳がどう協力するかを調べることで、社会的行動のメカニズムについてより深い洞察を得られるんだ。この研究の発展は、人間のつながりのニュアンスを捉えるためにリアルタイムでのインタラクションを研究することの重要性を強調しているよ。
オリジナルソース
タイトル: Two-brain microstates: A novel hyperscanning-EEG method for quantifying task-driven inter-brain asymmetry
概要: Background: The neural mechanisms underlying real-time social interaction remain poorly understood. While hyperscanning has emerged as a popular method to better understand inter-brain mechanisms, inter-brain methods remain underdeveloped, and primarily focused on inter-brain synchronization (IBS). New method: We developed a novel approach employing two-brain EEG microstates, to investigate neural mechanisms during symmetric and asymmetric interactive tasks. Microstates are quasi-stable configurations of brain activity that have been proposed to represent basic building blocks for mental processing. Expanding the microstate methodology to dyads of interacting participants enables us to investigate quasi-stable moments of inter-brain synchronous and asymmetric activity. Results: Conventional microstates fitted to individuals were not related to the different interactive conditions. However, two-brain microstates were modulated in the observer-actor condition, compared to all other conditions where participants had more symmetric task demands, and the same trend was observed for the follower-leader condition. This indicates differences in resting state default-mode network activity during interactions with asymmetric tasks. Comparison with existing methods Hyperscanning studies have primarily estimated IBS based on functional connectivity measures. However, localized connections are often hard to interpret on a larger scale when multiple connections across brains are found to be important. Two-brain microstates offer an alternative approach to evaluate neural activity from a large-scale global network perspective, by quantifying task-driven asymmetric neural states between interacting individuals. Conclusions: We present a novel method using two-brain microstates, including open-source code, which expands the current hyperscanning-EEG methodology to measure and potentially identify both synchronous and asymmetric inter-brain states during real-time social interaction.
著者: Qianliang Li, M. Zimmermann, I. Konvalinka
最終更新: 2025-01-02 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.06.592342
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.06.592342.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。