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2008 年度 実績報告書

脳波を用いたユーザ適応型ヒューマンインターフェース(BCI)のシステム化

研究課題

研究課題/領域番号 19560414
研究機関東北大学

研究代表者

加納 慎一郎  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00282103)

研究分担者 吉信 達夫  東北大学, 大学院・医工学研究科, 教授 (30243265)
川島 隆太  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (90250828)
キーワード計測工学 / 神経科学 / 脳・神経 / 生物・生体工学 / 情報工学 / BCI(brain-computer interface) / 脳・コンピュータ間インターフェース / 脳波
研究概要

(1) 計測した脳波データからの特徴抽出法の検討 : 計測した多チャネル脳波データに対して独立成分分析(ICA)を適用し, 被験者が行った運動イメージの身体部位を検出するのに適した信号源(設置した電極の位置), および特徴周波数成分を抽出することに成功した. 特に, 従来の方法では同一電極から観測されたμ波とβ波を分離できる場合があることが示された。これは信号源が近接している複数の脳活動を分離できる可能性を示すもので, BCIの高性能化につながる可能性がある. 計算結果の再現性およびICA計算過程での収束性の改善が今後の課題である.
(2) 脳血流データの評価法の検討 : NIRSによって計測した脳血流データを解析するためのデータの前処理方法の検討を行った. 周波数フィルタ, 主成分分析(PCA)の適用によりデータに重畳するアーチファクトを軽減することに成功した. この結果でアーチファクトが過剰なデータの品質をオンラインで改善し, BCIにできることが示された.
(3) 対象者への訓練方法の検討 : 昨年度に引き続きEEGを用いたフィードバック実験を実施し, 訓練結果の定量化を行った. またNIRSを用いて局所的脳血流に関する情報を被験者にフィードバックするシステムを構築し, フィードバック訓練の効果の定量化を開始した. 構築したシステムは, 計測装置とPCをイーサネットで接続し, 計測データをPCへ送信し, オンライン解析で得られた情報を被験者に視覚的にフィードバックするものとした. 現在のところ, 被験者3名中2名でNIRSフィードバック訓練の効果が確認された.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Development of Brain-Computer Interface (BCI) System for Bridging Brain and Computer2009

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Kanoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th International Conference on Biomedical Engineering

      ページ: 2264-2267

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NIRSによる運動イメージ時の脳血流分布計測を用いたBCIシステム〜システム開発とオンラインフィードバックトレーニング〜2009

    • 著者名/発表者名
      加納慎一郎
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      ページ: NC2008-167

  • [雑誌論文] A brain-computer interface (BCI) system based on auditory stream segregation2008

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Kanoh
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE Engineering in Medicine and Biology Conference 2008

      ページ: 642-645

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of long-term feedback training on oscillatory EEG components modulated by motor imagery2008

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Kanoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th International Brain-Computer Interface Workshop and Training Course 2008

      ページ: 150-155

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The "xBCI" Platform : Development and Application to Online BCI Systerm2008

    • 著者名/発表者名
      I Putu Susila
    • 雑誌名

      Proceedings of Joint 4th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 9th International Symposium on advanced Intelligent Systems

      ページ: 460-465

    • 査読あり
  • [学会発表] NIRSによる運動イメージ時の脳血流分布計測を用いたBCIシステム〜システム開発とオンラインフィードバックトレーニング〜2009

    • 著者名/発表者名
      加納慎一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 発表場所
      東京都町田市
    • 年月日
      2009-03-13
  • [学会発表] Development of Brain-Computer Interface (BCI) System for Bridging B rain and Computer2008

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Kanoh
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Singapore (Singapore)
    • 年月日
      2008-12-06
  • [学会発表] Effects of long-term feedback training on oscillatory EEG components modulated by motor imagery2008

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Kanoh
    • 学会等名
      the 4th International Brain-Computer Interface Workshon and Training Course 2008
    • 発表場所
      Graz (Austria)
    • 年月日
      2008-09-19
  • [学会発表] The "xBCI" Platform : Development and Application to Online BCI System2008

    • 著者名/発表者名
      I Putu Susila
    • 学会等名
      Joint 4th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 9th International Symposium on advanced Intelligent Systems
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2008-09-18
  • [学会発表] A brain-computer interface (BCI) system based on auditory stream segregation2008

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Kanoh
    • 学会等名
      IEEE Engineering in Medicine and Biology Conference 2008
    • 発表場所
      Vancouver (Canada)
    • 年月日
      2008-08-21

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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