ブレイン・コンピュータ・インタフェースのためのニューロフィードバックベースの運動イメージトレーニング

Neurofeedback-based motor imagery training for brain-computer interface (BCI)
Han-Jeong Hwang, Kiwoon Kwon, Chang-Hwang Im
Journal of Neuroscience Methods, Volume 179, Issue 1, 30 April 2009, Pages 150-156
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本研究では,EEGを用いたBCIのためのニューロフィードバックベースの運動イメージトレーニングシステムを提案する.提案システムは,個人が自分の皮質にリアルタイムで脳の活性化マップを提示することにより,運動イメージの感覚を得ることに貢献する.10人の健常な被験者が我々の実験に参加し,半数が提案した訓練システムによって訓練され,他の半数はどんな訓練も行わなかった.訓練されたグループ内のすべての被験者は,一連の実験後,自分の手足のいずれかの物理的な動きをすることなく,運動野を活性化するための運動イメージを実行することに成功した.提案したシステムの効果を確認するために,訓練を受けたグループでは訓練前と訓練後で我々の実験デザインに応じて左または右の手いずれかの動きを想像中の感覚運動皮質の周りのEEG信号を記録した.対照群では,訓練をせずに2回EEG信号を記録した.参加者のイメージは,時間-周波数解析手法を用いて分類し,訓練を受けたグループの結果は,訓練前および訓練後に記録された信号との間で感覚運動リズムに有意差が認められた.分類精度は,訓練前の精度と比較し,訓練後ですべての被験者で大きく向上した.一方、対照群のEEGデータセットの分析結果から意味のある時間-周波数の組み合わせの数と分類精度の両方で一貫した改善が見られず,提案システムはBCIアプリケーションにおける運動イメージタスクを訓練するためのツールとして使用することができることが実証された.さらに,我々は提案システムは,BCIのアプリケーションのためだけでなく,同様に運動イメージのタスクを利用する脳機能マッピング研究のためにも有用であろうことを期待している.