A novel steady-state visual evoked potential based brain-computer interface using characteristics of optic-chiasm

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04298
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: Araki Nozomu 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (10453151)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中谷 真太朗 鳥取大学, 工学研究科, 講師 (10781700)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ブレイン・コンピュータ・インタフェース / 視覚誘発電位 / 視交叉

Outline of Final Research Achievements

Steady-state visual evoked potential (SSVEP) is an imperative phenomenon for command selective brain-computer interface (BCI) realization. However, the limited number of selectable commands is an issue for practical use. To improve SSVEP-based BCI, we considered a new method using the intensity distribution of the electroencephalogram caused by optic chiasm. We proposed a new method that uses SSVEP intensities measured at multiple electrodes to classify the horizontal gazing position with only two frequency patterns for stimulation. The results of the verification experiment with ten participants confirmed that the proposed interface has an information transfer rate of over 90 bits/min. This concept could be useful for the practical application of SSVEP-based BCI.

Free Research Field

計測制御工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では視覚刺激型のブレイン・コンピュータ・インタフェースについて研究を行い，ヒトの視神経の特性である視交叉によって生じる脳波の強度分布を利用することで，少ない刺激パターン数で多くの注視点を分類できる可能性を示した．このような脳波利用インタフェースはメニュー選択や機器操作を非接触で行えるデバイスとして，福祉関連やゲームなどのエンターテインメント分野でも利用が期待されているものである．今回の結果は今後の脳波利用機器の実用化に資するものであると考えられる．