想起した文字（母音・子音）の脳波による判別法の発展と確立

• 研究課題/領域番号: 15K01849
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 脳計測科学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 吉村 奈津江 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (00581315)
• 研究分担者: 緒方 洋輔 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (60641355)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 脳波 / デコーディング / 機械学習 / 逆問題 / ブレイン・コンピュータ・インタフェース / 機能的MRI

研究成果の概要

脳波は頭皮に貼付した電極から記録するために詳細な脳活動の違いは判別困難であり、想起した文字の判別は困難であると考えられている。この問題に対して、本研究では脳波の皮質信号源を計算的に推定することで解決することを試みている。
本研究期間において、推定した信号源を使うことで脳波を使う場合よりも母音判別率が大幅に向上することを示し、国際学術論文にて発表した（Yoshimura et al., Frontiers in Neuroscience, 2016）。
さらに、子音についても効果が示される結果が得られている（発表準備中）。

研究成果

• [国際共同研究] University of Tuebingen(ドイツ)
• [国際共同研究] Polish Academy of Science(ポーランド)
• [国際共同研究] Polish Academy of Science(ポーランド)
• [国際共同研究] University of Trento(イタリア)
• [雑誌論文] Decoding of Ankle Flexion and Extension from Cortical Current Sources Estimated from Non-invasive Brain Activity Recording Methods (2018)
  • 著者名/発表者名: Mejia Tobar Alejandra、Hyoudou Rikiya、Kita Kahori、Nakamura Tatsuhiro、Kambara Hiroyuki、Ogata Yousuke、Hanakawa Takashi、Koike Yasuharu、Yoshimura Natsue
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 11 ページ: 1-12
  • DOI: 10.3389/fnins.2017.00733
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Decoding finger movement in humans using synergy of EEG cortical current signals (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura Natsue、Tsuda Hayato、Kawase Toshihiro、Kambara Hiroyuki、Koike Yasuharu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1038/s41598-017-09770-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Decoding of emotional responses to user-unfriendly computer interfaces via electroencephalography signals (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura Natsue、Koga Osamu、Katsui Yu、Ogata Yousuke、Kambara Hiroyuki、Koike Yasuharu
  • 雑誌名: ACTA IMEKO 巻: 6 号: 2 ページ: 93-93
  • DOI: 10.21014/acta_imeko.v6i2.383
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hybrid control of a vision-guided robot arm by EOG, EMG, EEG biosignals and head movement acquired via a consumer-grade wearable device. (2017)
  • 著者名/発表者名: Minati L., Yoshimura N., Koike Y.
  • 雑誌名: IEEE Access 巻: 4 ページ: 9528-9541
  • DOI: 10.1109/access.2017.2647851
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mapping ECoG channel contributions to trajectory and muscle activity prediction in human sensorimotor cortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi Y., Yanagisawa T., Shin D., Kambara H., Yoshimura N., Tanaka M., Fukuma R., Kishima H., Hirata M., and Koike Y
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1038/srep45486
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Controlling an electromyography-based power-assist device for the wrist using electroencephalography cortical currents (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawase T., Yoshimura N., Kambara H., Koike Y
  • 雑誌名: Advanced robotics 巻: 31 号: 1-2 ページ: 88-96
  • DOI: 10.1080/01691864.2016.1215935
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Decoding of covert vowel articulation using electroencephalography cortical currents (2016)
  • 著者名/発表者名: Natsue Yoshimura, Atsushi Nishimoto, Abdelkader Nasreddine Belkacem, Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 10 ページ: 1-15
  • DOI: 10.3389/fnins.2016.00175
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Synergy analysis for motor decoding (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura Natsue, Kawase Toshihiro, Koike Yasuharu
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Classification of ankle flexion and extension tasks using non-invasive brain activity recording methods (2017)
  • 著者名/発表者名: Mejia Tobar Alejandra, Hyoudo RIkiya, Kita Kahori, Nakamura Tatsuhiro, Kambara Hiroyuki, Hanakawa Takashi, Koike Yasuharu, Yoshimura Natsue RIkiya, Kita Kahori, Nakamura Tatsuhiro, Kambara Hiroyuki, Hanakawa Takashi, Koike Yasuharu, Yoshimura Natsue Riki
  • 学会等名: Graz BCI Conference 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Brain activity synergy analysis for motor decoding (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura Natsue, Tsuda Hyato, Kawase Toshihiro, Kambara Hiroyuki, Koike Yasuharu
  • 学会等名: Yamada Symposium 2017
• [学会発表] Muscle activity reconstruction of ankle flexors and extensors using non-invasive brain activity recording methods (2016)
  • 著者名/発表者名: Mejia Tobar A., Hyoudou R., Kita K., Nakamura T., Kambara H., Hanakawa T., Koike Y., and Yoshimura N
  • 学会等名: Neuroscience 2016
  • 発表場所: The San Diego Convention Center (San Diego, CA, USA)
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] 脳波による脳情報のデコーディングとリハビリテーションへの応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉村奈津江
  • 学会等名: 神奈川県ヘルスケア・ニューフロンティア講座
  • 発表場所: 横浜崎陽軒（横浜市）
  • 年月日: 2016-10-23
  • 招待講演
• [学会発表] Neural representation of wrist motor coordinate frames and their application (2016)
  • 著者名/発表者名: Natsue Yoshimura
  • 学会等名: ATR Mini Symposium on Sensorimotor Control and Robotics
  • 発表場所: ATR (京都府)
  • 年月日: 2016-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] Classifying force level of hand grasping and opening using electroencephalography cortical currents (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura N., Okushita R., Aikawa H., Kambara H., Hanakawa T., and Koike Y.
  • 学会等名: The Sixth International Brain-Computer Interface Meeting 2016
  • 発表場所: The Asilomar Conference Center in Pacific Grove, California, USA
  • 年月日: 2016-05-30
  • 国際学会
• [学会発表] Electromyographic activity reconstruction of ankle flexors and extensors from estimated cortical currents (2016)
  • 著者名/発表者名: Mejia Tobar A., Hyoudou R., Kita K., Nakamura T., Kambara H., Hanakawa T., Koike Y., and Yoshimura N.
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science (EmboSS 2016)
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2016-05-08
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluation of usability for cursor control from electroencephalography (2015)
  • 著者名/発表者名: Osamu Koga, Natsue Yoshimura, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike
  • 学会等名: XXI IMEKO World Congress "Measurement in Research and Industry"
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2015-08-30
  • 国際学会
• [学会発表] Muscle activity reconstruction for ankle flexor and extensor (2015)
  • 著者名/発表者名: Alejandra Mejia Tobar, Rikiya Hyoudou, Kahori Kita, Tatsuhiro Nakamura, Hiroyuki Kambara, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike, Natsue Yoshimura
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-07-28