2012 Fiscal Year Research-status Report
念じた文字を出力できるブレイン・コンピュータ・インタフェースの開発
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24500163
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉村 奈津江 東京工業大学, 男女共同参画推進センター, 助教 (00581315)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ブレイン・コンピュータ・インタフェース / 機能的MRI / 脳波 / 逆問題 |
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| Research Abstract |
今年度は，人間がイメージした文字の違いが脳活動データから判別できるかどうかを検討することを目的として，母音を用いた検討を行った．本研究で用いようとする脳活動データは，脳波信号と機能的核磁気共鳴画像法（functional magnetic resonance imaging, fMRI）データから推定した脳皮質信号であるため，まずfMRIデータを用いて母音の判別率が高くなるイメージ方法の検討を行った．
イメージの方法としては，自分や他人の音声を想像する，文字の形を想像するなどが挙げられるが，いずれのイメージ方法においてもfMRIデータ解析から得られた脳の活動部位に母音毎の違いが顕著に現れるという傾向は認められなかった．そこで，母音毎の違い自体がfMRIデータから高い確率で判別できるかどうかを確認するために，被験者に母音を聴かせた時の脳活動データを計測し，物理的な音声信号の違いを脳活動データから判別できるかどうかを検討することとした．
母音を聴かせた際に活動する脳の領域を調べたところ，母音をイメージしただけでは活動しなかった脳の聴覚野が顕著に活動していることが確認された．これらのデータを用いた判別率の計算は未実施ではあるが，音を聴かせて被験者自身もイメージをした際の脳活動情報を用いれば，イメージしただけの場合よりも判別の可能性が向上する可能性があることを確認できたことは意義のあることと考えられる．次年度ではこの可能性について検討していく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究はイメージした文字を脳波から読み取れるシステムを構築することである．従って，音を聴かせた際のfMRIデータを解析したという今年度の検討は本来の目的と異なるように見えるかもしれない．しかし，本研究ではfMRIデータを補助的に用いて脳波から推定した脳皮質信号を用いるため，今年度の検討も意義がある．具体的には，音を聴かせて被験者自身もイメージした際のfMRIデータを予め準備しておき，脳波を記録する際には音を聴かせずにイメージだけを行う．イメージした母音の違いをこれらのデータを用いて判別することができれば，本研究の目的の達成につながると考えられる．従って，現在までの達成度としてはおおむね順調に進展していると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
母音を聴かせた上で音をイメージした際のfMRI脳活動情報と，イメージのみをした際の脳波信号を用いて脳皮質信号を推定し，脳皮質信号を用いて母音の違いが高い確率で判別できるかどうか確認する．この時，脳波信号を記録する際のイメージの方法を変えた場合にどのイメージ方法が最も高い確率になるかについて検討する．
さらに子音の違いの判別可能性検討として，50音図の行の違いが脳活動データから判別できるかどうかについてfMRIデータを用いた検討を行う．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度は妊娠発覚により，予定していた国内外の出張を取りやめたために未使用額が発生したが，研究の進展に大きな支障はなかった．
この未使用額については，次年度の研究計画のために使用する．
次年度は，成果発表として国内での学会発表関連費用に使用する他，論文投稿料にも研究費を使用する計画である．
また，実験データの信頼性向上を目的として被験者数を増やす実験を行う際に必要となる，消耗品および謝金にも研究費を用いる．
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