BMI勉強会2017

脳波を用いたBMI研究に必要とされる要素は大きく4つに分けられる。

• 脳波計測

品質の良い脳波を計測する

皮質で生じた神経活動を頭蓋骨と頭皮を介して計測する脳波は、非常に微弱であり、しばしばノイズに侵される。特に眼球運動や筋活動のような脳活動以外で発生する電位の影響は非常に大きい。そのため、ノイズに汚染されていない高純度な脳波を計測することが重要である。

• 信号処理

着目している脳波の特徴を抽出する

高純度な脳波を計測しても、計測信号の中にはノイズが混入する。例えばまばたきや電源ノイズが挙げられる。これらのノイズを分離して、特定の周波数帯域・頭皮領域に生じる脳波成分を取り出すための信号処理を実施することで、特徴量を同定することができる。

• パターン認識

特徴量から外部機器駆動のための脳活動状態を弁別する

同定した特徴量を基に、適当な閾値を設けてパターン認識をおこなう。近年では、複雑な特徴量でも、機械学習の方法でパターン認識がおこなわれている。よく用いられているものとして、線形判別分析やサポートベクターマシンなどが存在する。

• 生理学的解釈

BMIが誘導する脳の可塑的変化を解釈する

脳神経は後天的に神経細胞の機能的活動性を再構築したり、神経細胞間の昨日的結合性を再構築したりすることが知られている。BMIに用いる特徴量の生理学的な意味や、BMIが誘導する神経活動の可塑的変化の理解・解釈をする点でも注目を集めている。

BMI研究において、信号処理と神経生理学的な知識は必要不可欠です。理工学部で学んだ知識と実際にBMI研究で経験した脳波計測と脳波解析の「コツ」をみなさまにお伝えします。BMI研究に従事している大学院修士課程以上の学生や、脳波を使った研究や検査をしている医療従事者を主なターゲットとします。各講師には 10分程度の発表と5分の質疑応答のスタイルで講義していただきます。