Non-invasive brain-computer interface using steady-state visual potentials evoked by invisible high-frequency flicker

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25540081
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 竹本 篤史 京都大学, 霊長類研究所, 特定研究員 (20263056)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: SSVEP / 脳波 / フリッカー / ヒューマンインターフェース / ヒューマンコンピュータインタラクション

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、定常的視覚誘発電位を用いた脳-コンピュータ・インタフェース（SSVEP-BCI）に、フリッカーの知覚限界を超える高時間周波数フリッカーの視覚刺激を導入することによって、ちらつきの不快を感じないSSVEP-BCIの開発が可能かどうかを調べることであった。しかし、当該研究遂行中に、別の研究者たちが、本研究と同じような問題意識から、LEDを用いて高周波数フリッカーのSSVEP-BCIの検討を行った論文（Sakurada et al., 2015）を発表したため、不可視フリッカーSSVEP-BCIが可能か否か、という点については先を越されてしまった形となった。そのため、本研究では、問題設定を一歩進め、不可視フリッカーSSVEP-BCIが考慮すべきパラメータを検討するという点に重点を置く方針に変更することとなった。本研究では、刺激パターンがもつ問題点を明確にした上で、新たな刺激パターンを考案、これを用いて、刺激呈示位置、空間周波数、空間サイズ、フリッカー周波数を組織的に操作して、SSVEPの頭表パターンを測定した。その結果、ある特定の条件下においては70Hzという高時間周波数でも明瞭なSSVEPを得ることが可能であることが明らかとなった。さらに、刺激パタンと注視位置の相対的な関係に依存してSSVEPの頭表パタンが変化することから、見えないフリッカーを利用して注視位置を推定するSSVEP-BCIの実現可能性が示唆された。平成28年度は、これらの結果の一般性を検討するために、新たに被験者を追加し実験データの拡充を行なった。当初計画していた項目に、視覚的注意を操作する実験があったが、パイロット実験等の結果から、実験装置の機能上の限界が明らかになり、今回の研究では本格実施することが叶わなかった。