認知情報型インタフェース

  ヒトが運動計画した際に生じる事前的な不随意の運動を計測し、脳が計画している運動を事前に予測する認知情報型インタフェースを構築することを目指しています．

この認知情報型インタフェースには大きく分けて２つの特徴が考えられます．

（１）予備的な運動の役割には，知覚をもとにした予測制御が考えられます．そのため，予備的な活動の計測から，主観的に感じている（推定している）階段の高さ[1]や床の硬さ[3]など，ヒトがどのように知覚し注意を向けているかという認知的情報が得られます．

（２）加えて予備的な活動からは，単純にこれから生じる運動を予測することができます．

これらを組み合わせることで，運動が完了するより早く，見間違いや勘違いの発見やこれから起こす行動が 事故につながるかを事前に察知し回避できる可能性があります．

  神経系と筋の制御ループ内には，「感覚・中枢神経系の予測的な信号処理がコーディングされている」と考えられます．手や足を動かそうとする際には，その処理や伝搬に多くの遅延時間が生じるシステムです．知覚の処理にはには数百 ms の遅延時間が生じ，神経信号から実際に力学的作用までにはさらに時間が必要です．運動指令を伝える運動神経の伝搬速度は最大でも約100 m/s程度であり，10 ms単位の遅延が生じます．さらに，その信号を受け取った筋組織が実際に運動を始めるまでには電気力学的遅延(electromechanical delay: EMD)が50 ms程度生じます．大きな質量をもつ筋骨格系を加速させるにはまた時間が必要です．そのため，適切な行動を起こすには伝搬遅延と慣性を考慮した，先を予測する制御が必要となります．生体の中でこれに対応した働きをもつと考えられるのが，運動に先立つ筋の予備活動や神経の準備電位として観測されるものがあります．予測的に活動するこれらの事前的な活動には，知覚の情報やこれに基づき運動に先行する情報が含まれていると考えられます．[2, 4]これを逆に辿り，筋活動の末梢組織に現れる予備的な活動の計測から神経系の「予測制御」を予測し、脳内で処理される主観的な空間認識や意思・意図に近い情報をリアルタイムに得ることができます．また，計測対象とする筋組織は，骨格筋に限る必要はなく，血管平滑筋など不随意筋の活動に注目すると精神作業負荷の指標が得られます．[5]