メディアにおける科学：映画におけるバイオセンサーの活用

『インサイド・ヘッド』、『レディ・プレイヤー1』、『エリジウム』、『ミート・ザ・ペアレンツ』、『ガタカ』といったSF映画が、フェイシャルコーディング、アイトラッキング、EEG、EDA、ECGといった実際の生体センサーをどのように描いているかを探ってみましょう。このブログでは、科学とフィクションを明確に区別し、ハリウッドがどこを正確に捉えているか、どこを単純化しているか、そしてどこが実際の人間の行動測定から大きく外れているかを明らかにします。

映画やポップカルチャー全般は、特にSF作品において、私たちが新しいアイデアや技術に触れる最初のきっかけとなることがよくあります。考えてみてください――『バック・トゥ・ザ・フューチャー』を見るまで、ホバーボードが何なのか知っていましたか？『マトリックス』が、バーチャルリアリティについて初めて考えたきっかけでしたか？『ブレードランナー』や『ジュラシック・パーク』を通じて、クローン技術を知りましたか？

オキシトシンの放出によって測られる、登場人物に対する共感のおかげで、私たちの脳は物語に惹かれるようにできているという点については、すでに多くのことが語られてきた[1, 2]。SFの概念を、登場人物と結びついた映像・音声による物語に凝縮することで、架空の、脅威を感じさせない設定の中でそれらを紹介することが可能となり、登場人物との結びつきが、それらの概念を私たちの記憶に深く刻み込む助けとなる。

しかし、だからといって、科学が常に正確に描かれているとは限りません。多くの場合、物語の都合上、複雑な概念が、その元となった科学からかけ離れた形で単純化されてしまうことがあります。 このブログ記事では、iMotionsで日々扱っている様々なバイオセンサーが映画の中でどのように描かれているかについて考察します。そして、科学的に裏付けられているもの、科学に近いがやや大衆向け科学に偏りすぎているもの、そして単なるSFであるものについて解説します。

顔の表情コードと感情：『インサイド・アウト』

ピート・ドクターが『インサイド・ヘッド』の脚本を執筆していた際、主人公のライリーの頭の中へとズームインすることで、「恐怖」や「楽観」といった核心的な感情を描きたいと考えていた。しかし、彼はすぐに、感情をどのように定義すべきか分からなくなってしまった。

記憶や認知といった概念を正確に表現するため、彼は映画制作において神経科学者に助言を求めただけでなく、基本感情理論[3]の先駆者であり、今日の表情分析の基盤となっている「顔面行動コーディングシステム（FACS）」[4]の開発に貢献した心理学者ポール・エクマンの協力を得た。

エクマンは、表情における「中核感情」の理論に基づき、感情を絞り込むようドクターに助言した。その結果、映画の中でライリーの脳内の「本部」に登場するキャラクターとして描かれるのは、喜び、悲しみ、怒り、嫌悪、恐怖の5つとなった（残りの2つである軽蔑と驚きは、他の感情と類似しすぎているため、映画内で独立したキャラクターとして扱うには不適切と判断された）。

VRとアイトラッキング：『レディ・プレイヤー1』

ハプティックスーツや触覚グローブはさておき、スティーヴン・スピルバーグ監督の2018年の映画『レディ・プレイヤー1』には、現在の現実からそれほど遠くないVR技術が登場する。この映画では、主人公のウェイドが日常的に洗練されたワイヤレスVRヘッドセットを装着すると、たちまち「オアシス」という包括的な仮想現実の世界へと飛び込み、そこで彼のアバターであるパーシヴァルが、その環境にいる他のユーザーたちとシームレスに交流する。

OASIS内でウェイドの動きを完全に再現するには、現在のVR技術では到底及ばないほど高度な技術が必要ですが、HTC ViveやVarjoといったVRヘッドセットには、少なくともアイトラッキング機能が組み込まれています。また、Varjoは人間の目の解像度に匹敵する画質を実現しており、極めてリアルな3D環境の構築を可能にしています。

これらのデバイスは、VRにおける視線追跡を通じてユーザーインターフェース（およびそれ以外の用途）を改善するために使用されるだけでなく、ヘッドセットでのアイトラッキングは、ソーシャルVRにおいてよりリアルなアバターを実現することも目的としています

皮膚電気反応：両親との対面

悪名高いポリグラフ、すなわち嘘発見器は、テレビや映画でよく見られる定番の題材です。その一例が、ベン・スティラーとロバート・デ・ニーロ主演の2000年の映画『ミート・ザ・ペアレンツ』です。問題のシーンでは、スティラー演じるグレッグが、深夜に婚約者の父親から嘘発見器を使った尋問を受けることになります。 あまり知られていないことだが、ポリグラフが測定する項目には、グレッグの血圧や呼吸に加え、指に装着された皮膚電気活動（別名：ガルバニック皮膚反応）測定装置を通じての皮膚電気伝導度も含まれている。

厳密に管理された条件下では、皮膚電気活動（EDA）が虚偽の表明と有意な相関関係にあることが示されている点に留意する必要がある[5]。例えば、Ströferら[6]は、EDAが「嘘をついている最中に最も高くなり、真実を述べている場合と比較して、嘘をつこうとする意図がある際にもEDAが上昇した」ことを発見した。これは、虚偽の表明という行為に加え、単に嘘をつこうとする意図だけでも、皮膚電気伝導度を通じて検出される可能性があることを意味している。

しかし、こうしたテストは被験者のベースライン値を調整しているため、結果が容易に操作されやすい[7]上、テスト後の統計分析も必要となる。そのため、『ミート・ザ・ペアレンツ』のような映画で広く取り上げられる際、有意義な結果を得るために必要な条件が過度に単純化されがちである。

脳波検査：エリジウム

近未来を舞台にしたSF映画『エリジウム』（2013年）で、マット・デイモンはマックス役を演じている。マックスは死にかけた事故から生還し、身体が動かないため、外骨格を装着して移動している。彼は脳と脊髄に電極を埋め込む手術を受け、自分の思考と機械を連動させる仕組みを構築した。

このような埋め込み型脳波電極は確かに存在するが、主に発作活動のモニタリングなどの目的で使用されている[8]。もちろん、これらは侵襲的であり、埋め込むには大規模な脳手術が必要となる。

さらに、現在、麻痺に苦しむ人々を支援するための外骨格が開発されている。2014年のワールドカップでは、外骨格を装着した患者が、EEGヘッドセットを使って脳波を送信し、ロボットスーツの動きを制御することで、大会の象徴的なキックオフを行った。 EEGを用いた複雑な外骨格動作の実現については、研究により大きな可能性が示されているものの[9, 10]、まだ映画『エリジウム』で描かれたようなレベルには達していない。

心電図：ガタカ

1997年の映画『ガタカ』（イーサン・ホーク、ユマ・サーマン主演）は、近未来の社会において優生学が受け入れられ、試験管ベビー以外の子供は欠陥がある、すなわち「無効」と見なされ、宇宙へ行くことができないという設定を軸に展開する。

そのような生まれつきの能力を持つ男の一人、ホーク演じるヴィンセントは宇宙旅行を夢見ているが、遺伝的要因による心臓疾患のため参加が禁じられている。そこで彼は、入隊試験に合格するために、ジェロームという名の「適格者」の遺伝子を購入する。 試験の一つには、トレッドミルで走りながら心拍数を測定する項目があった。そのため、発覚を避けるべく、彼はジェロームの安定した心拍数を20分間録音し、その録音データをシャツに取り付けたセンサーに挿入した。そのデータは心電図（ECGまたはEKG）装置でモニタリングされることになっていた。

この心電図の表現方法の問題点は、実際には皮膚に貼った電極を通じて電気的活動を測定することに依存しているため、心拍活動そのものを記録することができないという点にある。

この映画に登場する「センサー」は、電極というよりはむしろシャツに付けられたラペルマイクのように見えます。画面に表示されるデジタル数値は妥当に見えますが、たとえセンサーが皮膚に装着されていたとしても、事前に記録された電気信号をコンピューターに送信することは不可能です。

結論

最近の映画において、アイトラッキング、フェイシャルコーディング、VR、EEG、皮膚電気活動、心電図といった生体センサーがどのように描かれているかについて、お楽しみいただけたでしょうか。科学的正確さにはばらつきがあるものの、iMotionsとしては、人間の生理的反応を測定・追跡する物語が注目を集めていることを嬉しく思っています。生体センサーを用いた人間行動研究を自ら行う方法についてさらに詳しく知りたい方は、以下の無料ポケットガイドをご覧ください。

参考文献

[1] Zak, P. J. (2015). 「なぜ感動的な物語は私たちに反応を引き起こすのか：物語の神経科学」. Cerebrum, 2, 1-13

[2] MacDonald, K., & MacDonald, T. (2010). 「結合するペプチド：ヒトにおけるオキシトシンとその社会性促進効果に関する系統的レビュー」. Harvard Review Of Psychiatry, 18(1), 1-21. doi: 10.3109/10673220903523615

[3] Ekman, P. (1992). 「基本的な感情は存在するのか？」『Psychological Review』, 99, 3, 550-553

[4] Ekman, P. (1992). 「基本的感情に関する論考」. Cognition And Emotion, 6(3-4), 169-200. doi: 10.1080/02699939208411068

[5] Pennebaker, J., & Chew, C. (1985). 虚偽の際の行動抑制と皮膚電気反応. Journal Of Personality And Social Psychology, 49(5), 1427-1433. doi: 10.1037//0022-3514.49.5.1427

[6] Ströfer, S., Noordzij, M., Ufkes, E., & Giebels, E. (2015). 欺瞞の意図：嘘が口にされる前に、欺瞞の兆候を測定することは可能か？. PLOS ONE, 10(5), e0125237. doi: 10.1371/journal.pone.0125237

[7] Meijer, E., Verschuere, B., Gamer, M., Merckelbach, H., & Ben-Shakhar, G. (2016). 行動、自律神経、および神経指標を用いた欺瞞検出：慎重な姿勢を要する概念的・方法論的考察. Psychophysiology, 53(5), 593-604. doi: 10.1111/psyp.12609

[8] Babb, T., Mariani, E., & Crandall, P. (1974). 埋め込み電極で記録された脳波発作を検出するための電子回路. Electroencephalography And Clinical Neurophysiology, 37(3), 305-308. doi: 10.1016/0013-4694(74)90036-4

[9] del R. Millan, J., Renkens, F., Mourino, J., & Gerstner, W. (2004). ヒトの脳波を用いた移動ロボットの非侵襲的脳駆動制御. IEEE Transactions On Biomedical Engineering, 51(6), 1026-1033. doi: 10.1109/tbme.2004.827086

[10] Müller-Putz, G., Scherer, R., Pfurtscheller, G., & Rupp, R. (2005). EEGに基づく神経義肢制御：臨床応用への一歩。Neuroscience Letters, 382(1-2), 169-174. doi: 10.1016/j.neulet.2005.03.021