認知負荷と視覚反射の分離：仮想現実（VR）ベースの瞳孔測定のための等輝度フレームワーク

科学分野:

• 神経科学
• ヒューマンコンピュータインタラクション
• 心理学

背景:

• 瞳孔測定は非侵襲的な認知負荷指標です。
• 仮想現実（VR）瞳孔測定は、光反射が認知反応をマスクするという課題に直面しています。
• タスク誘発性瞳孔反応（TEPR）は、瞳孔光反射（PLR）によって不明瞭になります。

研究 の 目的:

• 認知負荷関連の瞳孔反応を分離するための等輝度VRプロトコルの開発と検証。
• VRにおける瞳孔光反射（PLR）とタスク誘発性瞳孔反応（TEPR）の区別。
• VRベースの神経人間工学研究の基盤を確立する。

主な方法:

• 厳密な等輝度VRプロトコルを実装しました。
• フェーズ1：制御された輝度変化を使用したPLR検証。
• フェーズ2：一定の輝度と聴覚タスクを使用した認知負荷評価。

主要な成果:

• PLR感度（振幅1.52 mm、速度19.1 mm/s）を確認しました。
• 等輝度条件下でTEPRを正常に分離し、認知負荷の増加（差0.38 mm）に伴う有意な散瞳を示しました。
• 時間的解離が観察されました：PLR（19.1 mm/s）対認知負荷（3.86 mm/s）、5.2倍の違い。

結論:

• 等輝度VRプロトコルは、認知負荷関連の瞳孔反応を効果的に分離します。
• 時間的差異は、瞳孔反応が青斑核-ノルエピネフリン（LC-NE）経路を介した認知処理を反映していることを確認します。
• この方法論は、VRベースの神経人間工学研究をサポートし、ADHDおよび神経変性疾患の評価に応用できる可能性があります。