研究内容

本研究室では，「人はどのように他者を理解し，社会の中で行動するのか」という根本的な問いに対し，発達認知神経科学の立場からアプローチしています．特に，身体・脳・環境の相互作用に着目し，社会的認知の発達，個人差，そして神経多様性のメカニズムを明らかにすることを目的としています．

これまで本研究室では，他者の動き理解（biological motion），乳児の学習，視点取得，自閉スペクトラム症（ASD）とウィリアムズ症候群（WS）の比較研究を中心に研究を進めてきました．現在は，これらの知見を統合し，予測符号化（predictive coding）と身体性の観点から，人間の社会的認知を統一的に説明する理論の構築を目指しています．

研究1：他者の動き理解と生物運動知覚の神経基盤

ヒトは，わずかな運動情報から他者の行為，感情，意図を読み取ることができます．本研究室では，点光表示（biological motion）を用いて，この能力を支える神経機構と発達過程を，ERP，MEG，行動実験によって検討してきました．

とくに，生物運動知覚が単一過程ではなく，局所運動情報の処理と全体構造の統合から成ることを明らかにし，その理論的整理としてTwo-process theory of biological motion processingを提案しています．この研究系列は，本研究室の基盤となるテーマであり，現在も乳児研究や神経多様性研究へと発展しています．

主な関連論文

• Hirai M*, Fukushima H, Hiraki K. (2003) An event-related potentials study of biological motion perception in humans. Neurosci Lett. 344(1):41-4.
• Hirai M*, Hiraki K. (2005) An event-related potentials study of biological motion perception in human infants. Brain Res Cogn Brain Res. 22(2):301-4.
• Hirai M*, Hiraki K. (2006) The relative importance of spatial versus temporal structure in the perception of biological motion: an event-related potential study. Cognition. 99(1):B15-29.
• Hirai M*, Senju A, Fukushima H, Hiraki K. (2005) Active processing of biological motion perception: an ERP study. Brain Res Cogn Brain Res. 23(2-3):387-96.
• Hirai M*, Hiraki K.* (2006) Visual search for biological motion: an event-related potential study. Neurosci Lett. 403(3):299-304.
• Hirai M*, Kakigi R. (2008) Differential cortical processing of local and global motion information in biological motion: an event-related potential study. J Vis. 8(16):2.1-17.
• Hirai M*, Kaneoke Y, Nakata H, Ryusuke Kakigi. (2008) Neural responses related to point-light walker perception: a magnetoencephalographic study. Clin Neurophysiol. 119(12):2775-84.
• Hirai M*, Watanabe S, Honda Y, Kakigi R. (2009) Developmental changes in point-light walker processing during childhood and adolescence: an event-related potential study. Neuroscience. 161(1):311-25.
• Hirai M*, Kakigi R. (2009) Differential orientation effect in the neural response to interacting biological motion of two agents. BMC Neurosci. 10:39.
• Hirai, M., Chang, D. H. F., Saunders, D. R., Troje, N. F.* (2011) Body configuration modulates the usage of local cues to direction in biological motion perception. Psychol Sci. 22(12):1543-9. doi: 10.1177/0956797611417257
• Hirai M, Saunders DR, Troje NF.* (2011) Allocation of attention to biological motion: local motion dominates global shape. J Vis. 11(3).
• Hirai, M.*, Watanabe S, Honda Y, Kakigi R (2013) Developmental changes in point-light walker processing during childhood: a two-year follow-up ERP study. Developmental Cognitive Neuroscience 5, 51-62.
• Hirai M.*, Gunji A., Inoue Y., Kita Y., Hayashi T., Nishimaki K., Nakamura M., Kakigi R., Inagaki M. (2014) Differential electrophysiological responses to biological motion in children and adults with and without autism spectrum disorders. Research in Autism Spectrum Disorders 8 (12), 1623-1634.
• Hirai, M.* & Senju, A. (2020) Two-process theory of biological motion processing, Neurosci Biobehav Rev. 111:114-124.
• Hirai, M.* & Hakuno, Y. (in press) Electrophysiological Evidence of Global Structure-from-Motion Processing of Biological Motion in 6-Month-Old Infants, Neuropsychologia.

研究2：乳児の社会的学習と予測符号化

赤ちゃんは受動的に環境を受け取る存在ではなく，他者の行為を手がかりとして世界を学び，自らの予測を更新している可能性があります．本研究室では，アイトラッキングや脳波計測を用いて，乳児はどのような行為から学ぶのか，いつから他者の視点を考慮するのか，非効率な行為がなぜ学習を促進しうるのかといった問題に取り組んでいます．

近年は，乳児の学習を予測誤差の最小化や内部モデルの更新という観点からとらえ，乳児研究をより理論的に統合することを目指しています．現在進行中の研究では，環境の複雑さや刺激の不確実性が乳児の視線行動・学習効率に与える影響も検討しています．

主な関連論文

• Hirai M*, Hiraki K. (2005) An event-related potentials study of biological motion perception in human infants. Brain Res Cogn Brain Res. 22(2):301-4.
• Hirai M.*, Kanakogi, Y. (2019) Communicative Hand-Waving Gestures Facilitate Object Learning in Preverbal Infants. Developmental Science 22(4), e12787.
• Hirai, M.*#, Kanakogi, Y#. & Ikeda, A. (# equally contributed) Observing inefficient action can induce infant preference and learning, Developmental Science.
• Ikeda, A., Kanakogi, Y., & Hirai, M.* (in press) Visual perspective-taking ability in 7- and 12-month-old infants, PLoS ONE.
• Hirai, M.* & Hakuno, Y. (in press) Electrophysiological Evidence of Global Structure-from-Motion Processing of Biological Motion in 6-Month-Old Infants, Neuropsychologia.

研究3：身体性に基づく視点取得と自己身体更新

「私に見えている世界」と「他者に見えている世界」は異なります．本研究室では，この他者視点取得（visual perspective-taking）が単なる視覚的変換ではなく，自己身体の内部表象を更新する過程に強く依存するという立場から研究を進めています．

行動実験，脳機能計測，発達研究を組み合わせることで，視点取得を支える身体的・神経的メカニズムを検討してきました．現在は，このテーマをさらに発展させ，定型発達と神経多様性を統一的に説明する理論の構築を進めています．

主な関連論文

• Hirai,M.*, Muramatsu Y, Mizuno S, Kurahashi N, Kurahashi H, Nakamura M. (2013) Developmental changes in mental rotation ability and visual perspective-taking in children and adults with Williams Syndrome. Frontiers in Human Neuroscience 7, 856.
• Hirai M.*, Muramatsu, Y., Nakamura, M. (2020) Role of the embodied cognition process in perspective-taking ability during childhood. Child Development 91(1), 214-235.
• Hirai, M.*, Sakurada, T., Ikeda, T., Monden, Y., Shimoizumi, H., & Yamagata, T. (in press) Developmental changes to the neural mechanisms underlying level-2 visual perspective-taking: A functional near-infrared spectroscopy study, Developmental Psychobiology.
• Hirai, M.*#, Sakurada, T#., Izawa, J., Ikeda, T., Monden, Y., Shimoizumi, H., & Yamagata, T. (# equally contributed) Greater reliance on proprioceptive information during a reaching task with perspective manipulation among children with autism spectrum disorders, Scientific Reports.

研究4：自閉スペクトラム症・ウィリアムズ症候群の比較から社会的認知を理解する

本研究室では，社会性の特徴が対照的に見える自閉スペクトラム症（ASD）とウィリアムズ症候群（WS）を比較することで，社会的認知の本質的なメカニズムを明らかにしようとしています．日本とイギリスの共同研究を通じて，顔知覚，視線行動，生物運動知覚，感覚特性，社会的反応性などを多面的に検討してきました．

これらの研究から，社会的困難は単一の障害ではなく，感覚情報の重みづけや身体更新の制約など，異なるメカニズムから生じうることが示唆されています．現在は，この比較研究をさらに発展させ，不安，感覚過敏，文化差なども含めた包括的理解を目指しています．

主な関連論文

• Hirai, M.*, Asada, K., Kato, T., Ikeda, T., Hakuno, Y., Ikeda, A., Matsushima, K., Awaya, T., Okazaki, S., Kato, T., Funabiki, Y., Murai, T., Heike, T., Hagiwara, M., Yamagata, T., Tomiwa, K., & Kimura, R. (In press) Comparison of the Social Responsiveness Scale-2 among Individuals with Autism Spectrum Disorder and Williams Syndrome in Japan, Journal of Autism and Developmental Disorders.
• Hanley, M., Riby, DM.*., Derges, M-J., Douligeri, A., Philyaw, Z., Ikeda, T., Monden, Y., Shimoizumi, H., Yamagata, T., Hirai, M. (2020) Does culture shape face perception in autism? Cross-cultural evidence of the own-race advantage from the UK and Japan, Developmental Science 23(5):e12942.
• Hirai M*, Nakamura M, Kaneoke Y, Kakigi R. (2009) Intact point-light walker processing in Williams syndrome: a magnetoencephalography study. Neuroreport. 20(3):267-72.
• Hirai M.*, Muramatsu Y., Mizuno S., Kurahashi N., Kurahashi H., Nakamura M. (2016) Typical visual search performance and atypical gaze behaviors in response to faces in Williams syndrome. Journal of Neurodevelopmental Disorders 8(1), 1-14.
• Hirai M.*, Muramatsu Y., Mizuno S., Kurahashi N., Kurahashi H., Nakamura M. (2016) Intact attentional orienting toward inverted faces revealed by both manual responses and eye-movement measurement in individuals with Williams syndrome. Journal of Intellectual Disability Research 60(10), 969-981.
• Hirai M.*, Muramatsu Y., Mizuno S., Kurahashi N., Kurahashi H., Nakamura M. (2017) Preserved search asymmetry in the detection of fearful faces among neutral faces in individuals with Williams syndrome revealed by measurement of both manual responses and eye tracking. Journal of Neurodevelopmental Disorders 9(1), 1-15.

研究5：現在進行中の研究

現在は，これまでの研究蓄積を基盤として，以下の方向へ研究を発展させています．

• 予測符号化理論に基づく乳児の学習原理の解明：赤ちゃんが不確実な環境の中でどのように内部モデルを更新するのかを，視線・行動・神経指標から明らかにします．
• 神経多様性と社会的認知の計算論的理解：ASD や WS における社会的認知特性を，感覚重みづけ，身体更新，不安・不確実性の観点から再解釈します．
• Virtual Reality を用いた社会的相互作用研究：現実に近い状況で，アバターや他者の反応が自己の知覚・行為・印象形成に与える影響を検討しています．
• 不確実性・感情ラベリング・適応の心理メカニズム：不安や不確実性の経験が，感情の言語化や自己調整を通じてどのように社会的行動へ影響するのかを明らかにします．

このように本研究室では，過去の実証研究の蓄積と現在進行中の理論的展開を接続しながら，発達・個人差・神経多様性を統一的に理解する研究を推進しています．

外部研究費獲得実績（代表研究者）

実施中のプロジェクト

• 平井真洋：「赤ちゃんはどのように学ぶのか？予測符号化理論に基づくヒト乳児の学習原理の解明」,基盤研究（A）,2024年度-2027年度
• 平井真洋：「社会的動機づけ理論は自閉スペクトラム症児者の社会的認知特性を説明可能か？」,挑戦的研究（萌芽），2023年度-2024年度
• 平井真洋：「ヒトの社会性が異なる集団における社会的認知特性の環境要因の解明」,国際共同研究加速基金（国際共同研究強化（B）），2021年度-2025年度

終了したプロジェクト

• 平井真洋：「他者の動き情報に基づく乳児の学習メカニズムの解明とモデル化」，基盤研究B，2021年度-2023年度
• 平井真洋：「感覚過敏と他者視点取得能力の関係解明：cross-syndrome比較からの洞察」挑戦的研究（萌芽），2021年度-2022年度
• 平井真洋：「社会的認知発達における遺伝環境要因の解明：日英ウィリアムス症候群・自閉症比較研究」，基盤研究B，2018年度-2021年度
• 平井真洋：「他者の動きに埋め込まれた社会的情報の処理機構とその発達」，国際共同研究強化，2016年度 - 2017年度
• 平井真洋：「他者視点取得養成ギブスの構築とその応用」，挑戦的萌芽研究，2015年度 - 2016年度
• 平井真洋：「日英非定型発達児への科学的証拠に基づくケアにかんする研究」，ファイザーヘルスリサーチ振興財団助成，2015年度 - 2016年度
• 平井真洋：「他者の動きに埋め込まれた社会的情報の処理機構とその発達」，若手研究(A)，2015年度 - 2018年度
• 平井真洋：「身体に根ざした他者視点取得能力の神経機構とその障害」，新学術領域研究(研究領域提案型) 構成論的発達科学，2015年度 - 2016年度
• 平井真洋：「定型・非定型発達児を対象とした他者視点取得に関する神経基盤の解明」，発達科学研究教育奨励賞，2014年度 - 2015年度
• 平井真洋：「身体運動に埋め込まれたコミュニカティブな信号処理に関する認知発達研究」，若手研究(B)，2013年度 - 2014年度
• 平井真洋：「発達障害の早期検出を目指したアイトラッカーによる「コミュニケーションへの関心」を評価する指標の開発」，大幸財団助成，2012年度 - 2013年度
• 平井真洋：「コミュニカティブなバイオロジカ ルモーション知覚機構：「自然教 育学」による解明」特定国派遣研究者，2012年度
• 平井真洋：「バイオロジカルモーション知覚処理における階層性の検討-ウィリアムズ症候群を対象に」，研究活動スタート支援，2011年度 - 2012年度
• 平井真洋：「バイオロジカルモーションによる他者行為・相互作用の認識に関する神経機序の解明」，海外特別研究員，2009年度 - 2011年度
• 平井真洋：「 他者行為知覚時の脳内ダイナミクスに関する発達的研究:EEG/MEG計測による検討」．特別研究員奨励費，2006年度 - 2008年度

主な共同研究先（海外）

• Centre for Developmental Disorders, Durham University (UK)
• Centre for Brain and Cognitive Development, University of London (UK)
• Department of Psychology, The University of HongKong (HongKong)