脳磁図による多感覚刺激応答の評価およびブレインコンピュターインターフェースの開発

使用脑磁图评估多感觉刺激反应和脑机接口的开发

• 批准号: 22KJ0689
• 负责人: 森 史奈
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0689/
• 关键词: 脳磁図; 逆問題推定; 脳波; Brain-computer Interface; 視聴覚刺激; 拡張現実; Brain-Computer Interface; 視聴覚

本研究では、聴覚刺激と拡張現実感提示技術を用いる多感覚Brain-computer interface (BCI)の精度向上のため、脳磁図を用いた聴覚刺激応答の評価および多感覚BCIのための刺激提示方法の検討を行っている。近年、注意すなわちユーザが選択肢を選ぼうとする意図の有無を判断して、必要な時のみ選択肢を実行するBCIが開発されている。しかし、意図の有無の判断は、視覚刺激を用いるBCIにのみ適用されており、聴覚刺激を用いるBCIでは適用されていない。聴覚刺激を用いるBCIにおいても注意の有無の判断を可能とするためには、注意が聴覚刺激に対する活動に及ぼす影響を理解する必要がある。そこで、聴覚刺激に対して脳磁図から境界を持つように活動領域を推定する手法（領域推定手法）を適用し、聴覚刺激に対する活動領域に注意が及ぼす影響を評価した。領域推定手法は、既存の脳磁場逆問題解法と比較して、高いSN比を持つデータが必要であるため、領域推定手法を適用できるように実験プロトコルを改良した。注意のある場合・ない場合において聴覚刺激応答(N100m)の活動領域を推定した結果、注意のある場合にN100mの領域が広がる可能性が示された。多感覚BCIの精度向上のためには、視聴覚刺激を提示する方法が課題であった。特に聴覚刺激は、ユーザにとって刺激の聞き分けが可能であるかを考慮する必要がある。聴覚刺激の聞き分けを可能とするためには、適切な種類の音を選定し、刺激と刺激の間の時間間隔を視覚刺激よりも長く設定する必要がある。情報転送速度を低下させずに聞き分けやすさを向上させるため、提示する音の種類や、視聴覚刺激の提示方法について評価を行っている。

在这项研究中，为了提高使用听力刺激和扩大现实表现技术的多功能大脑计算机界面（BCI）的准确性，使用脑磁性图评估听力刺激响应以及用于多感觉BCI的刺激呈现方法我们正在考虑。近年来，已经开发了一个BCI来确定水是否旨在选择选项并仅在必要时执行选项。但是，该意图的判断仅适用于使用视觉刺激的BCI，并且不使用听力刺激在BCI中应用。为了实现使用听力刺激的BCI的存在或不存在的判断，有必要了解对活动刺激活动的影响。因此，评估了估计活动面积（区域估计方法）的方法，以评估从脑磁图到听力刺激的边界，并评估了活动面积对听觉刺激的影响。实验方案已得到改进，以便与现有的脑磁场反向问题解决方法相比，面积估计方法需要高SN比的数据。在不谨慎的情况下，由于估计听力刺激响应（N100M）面积的结果，当注意力得到注意时，N100M面积可能会扩大。为了提高多感官BCI的准确性，挑战是提出视听刺激。特别是，需要考虑用户是否可以区分刺激的听力刺激。为了实现听力刺激，有必要选择适当的声音类型，并将刺激和刺激之间的时间间隔设置为比视觉刺激更长的时间。为了提高听力的便利性而无需降低信息传输速度，我们评估了要呈现的声音类型以及如何展示观众刺激。

项目成果

An Audiovisual BCI to Control a Wheelchair by Using Mixed-Reality

使用混合现实控制轮椅的视听 BCI

• 发表时间: 2021
• 作者: Fumina Mori;Masato Sugino;Kiyoshi Kotani and Yasuhiko Jimbo
• 通讯作者: Kiyoshi Kotani and Yasuhiko Jimbo

脳磁場逆問題解法による聴覚刺激の馴化に対する賦活領域推定

利用脑磁场逆问题求解方法估计听觉刺激习惯的激活区域

• 发表时间: 2022
• 作者: 森史奈;杉野正和;仙田淳;神保 泰彦;奈良 高明;小谷 潔
• 通讯作者: 小谷 潔