2013 Fiscal Year Research-status Report
脳における外因性事象関連電位と血行動態の賦活領域側性指数による個人認証
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25330163
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Oita National College of Technology |
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Principal Investigator |
鶴 浩二 大分工業高等専門学校, 情報工学科, 教授 (70390549)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 脳波 / 個人認証 / バイオメトリクス / ブレインコンピュータインターフェイス / SSVEP / 側性 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は，外部刺激によって発生する脳波電位や血流動態変化の賦活領域特性の個人差を明らかにし，人による脳の活性化領域の位置的偏り（側性）から個人認証を行う技術を開発し，認証精度向上の可能性を探ることである．さらに脳の側性測定・解析の知見により，リハビリテーション機器や人工義肢の制御において発生するパーソナルパラメータを明らかにし，再現性と識別率の改善に貢献することである．
平成25年度の研究の主な研究成果を示す．
【１】個人認証の検討では，取り扱いが簡易な携帯型無線脳波測定装置を用いて，個人認証の実験を行った．携帯型無線脳波測定装置は，従来の導電性ジェルを用いた有線測定よりも，装着時間を大幅に減少させることができる．この測定装置を用いて，閉眼安静時や，計算，読書，パズルなど様々な脳活動状態時の脳波を測定して，個人認証の実験を行った．その結果，側性を考慮して選んだ5電極を用いた認証でも，認証率も有線と遜色ない0.76を得ることができた．特に閉眼安静時の脳波での認証率が高く，α波に個人の特徴が現れることが分かった．
【２】4つの異なる周波数の光刺激を提示して，被験者がどこに注目しているかをSSVEPの出力から推定する実験を行い，様々な判別方法を比較して，凡そ0.8以上の識別率を得ることがわかった．また，人の目の受容野の大きさを中心として，視角の異なる視覚刺激を用いた実験では，個々人によって，視角1.7度と視角1度以下に最大SSVEP出力を出す人に分かれることが分かった．今後は，このSSVEPを用いた視覚刺激によって，個人認証の検討を行う．
【３】側性を可視化するソフトウェアの開発に着手した．現在，無線通信機能を有する携帯型脳波測定装置の14電極で可視化できた．
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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
当初の計画通り，個人認証の実験を携帯型脳波測定装置で行い，認証率において，従来の実験結果と同様以上の結果を得ることができた．また，リハビリテーション機器や人工義肢の脳波制御の実用化にも利用できるSSVEPの研究も開始し，視角や輝度，判別器などについての基礎的な検討を進めることができた．今後は，SSVEPを用いて，個人認証も検討する予定である．一方，側生の視覚化のソフトウェア作成は開始が遅れ，現在14電極までしか表示できていなく，オンライン（実時間）表示も実現が遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，脳波計測方法を電気的な測定と近赤外を用いた光学的な計測を行い，外部刺激に対する脳の側性を評価するため，以下の実験を行う．
(1) 認知機能などが現れる前頭葉部の脳賦活状態を計測できる光トポグラフィー装置を用いる実験を新たに開始し，血流量の増減に応じた賦活領域を，外因性の刺激をもとに計測し脳の側性を評価する．
(2) 光や聴覚刺激時の脳全体の電位測定による方法を用いて，脳賦活領域の側性を測定し，脳のどの領域が賦活されているかを可視化できるソフトウェアの高機能化と実時間処理の実装を目指す．その結果から，個人認証における認証率向上を図りたい．
(3) 近年MIセンサを用いた微小磁界の測定技術が向上してきた．電位や赤外線だけでなく，脳の磁界の測定についても検討を開始したいと考えている．SQUIDなどの大型装置ではなく，簡易で非接触非侵襲の脳磁界測定が可能になれば，個人認証だけではなく，ブレインコンピュータインターフェイス等他の分野への波及効果が大きい．
(4) できるだけ弱い光刺激を用いたSSVEPにより，より現実利用に即した脳波制御の方法を検討する．
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