MITが脳が映画をどう体験するかをマッピング

映画を観るとき、私たちの脳は多くの仕事をしなければなりません。筋書きを追ったり、セリフを解釈したり、映像をとらえたり、などなど。現在、科学者たちは、その過程で人間の脳がどのように機能するかの詳細なマップを作成しました。マサチューセッツ工科大学の研究チームは、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）のデータを使用して、被験者がさまざまな映画のクリップを観たときに活性化するさまざまな脳ネットワークをマッピングしました。彼らはまた、簡単なシーンと難しいシーンを観るとき、脳内のさまざまな実行ネットワークがどのように優先されるかを調べました。この発見は、11月6日にCell PressのジャーナルNeuronに掲載された研究で説明されています。

脳内では、さまざまな領域が相互接続されています。これらのさまざまな接続は、周囲の世界をどのように認識し、行動するかに関連する機能ネットワークを形成します。脳の機能ネットワークに関する研究の大部分は、安静時の人の fMRI スキャンに基づいています。ただし、外部シミュレーションが存在しない場合は、脳または皮質の多くの部分が十分に活性化されません。

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新しい研究では、研究チームは、fMRIスキャン中に映画を上映することで、一連の複雑な音声および視覚刺激に対して脳の機能ネットワークがどのように反応するかについての洞察が得られるかどうかを調べたかった。

「安静時のfMRIでは刺激がなく、人々はただ内心考えているだけなので、何がこれらのネットワークを活性化させたのかは分からない」と研究の共著者でMITの神経科学者レザ・ラジメール氏は声明で述べた。「しかし、映画の刺激を使えば、映画のさまざまな側面に対してさまざまな脳ネットワークがどのように反応しているかを遡って解明できる。」

映画に対する脳の反応をマッピングするために、研究チームはヒューマン・コネクトーム・プロジェクトで以前に収集されたfMRIデータセットを使用した。データには、合計60分相当の短いクリップを視聴中に撮影された176人の若者の全脳スキャンが含まれていた。シーンは、 『トゥー・メン』や『ウェルカム・トゥ・ブリッジヴィル』などのインディーズ映画から、 『ホーム・アローン』 、『インセプション』 、 『帝国の逆襲』などのハリウッド大作まで多岐にわたる。

研究チームは参加者全員の脳活動を平均化し、AI を使ってグループ分けして、特に大脳皮質内で活性化した脳ネットワークを特定しました。大脳皮質は脳の最外層であり、記憶、学習、推論、問題解決、感情など、人間の脳の高次機能の多くに関与しています。

次に、研究者たちは、これらの異なるネットワーク内の活動が、人、動物、物体、音楽、スピーチ、物語など、各シーンの内容とどのように関連しているかを調べました。

研究者たちは、人間の顔や体、動き、場所やランドマーク、社会的交流、無生物、発話の認識など、感覚や認知処理の特定の側面と24の異なる脳ネットワークが関連していることを発見した。

スキャンでは、計画を立てたり、問題を解決したり、情報の優先順位を付けたりすることを可能にする脳の領域（実行制御領域と呼ばれる）と、より具体的な機能を持つ脳の領域との間に逆相関関係があることも示されました。

映画の内容が理解しにくい、または『インセプション』のように曖昧な場合、実行制御脳領域の活動が高まりました。しかし、より理解しやすいシーンでは、言語処理などの特定の機能を持つ脳領域が最も優位に活動しました。

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「実行制御領域は、認知負荷が高い難しいタスクでは通常活発になります」とラジメール氏は言います。「映画のシーンが非常に簡単に理解できる場合、たとえば明確な会話が行われている場合には、言語領域が活発になるようです。」

ただし、多くのコンテキスト、複雑な言葉遣い、何が起こっているのかの曖昧さなど、複雑なシーンでは、より多くの認知的努力が必要になります。

「そこで脳は一般的な実行制御領域の使用に切り替わるのです」とラジメール氏は言う。

研究チームによれば、図の研究により、年齢や発達障害、精神障害の異なる個人間で脳のネットワーク機能がどのように異なるかを調べることができる可能性があるという。

「現在、私たちは、各映画フレーム内の特定のコンテンツ、たとえば意味的および社会的コンテキスト、あるいは人物と背景シーンの関係性がこれらのネットワークをどのように駆動するかについて、より詳細に研究しています」とラジメール氏は言う。