JP6046439B2 - ブレイン・マシン・インターフェース - Google Patents
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Description
110…ターゲット光発光器
120…背景光発光器
Br…人間の脳
el…電極装置
図1を参照して、本発明のBMI装置は、基本的な構成に於いて、従前のSSVEPを利用したBMI装置と同様に、使用者により視認されるべき点滅するターゲット光を発光する発光器又は光源装置100と、該発光器を視認した使用者の視覚野の脳波を計測して信号処理を行い且つ検出された脳波に於ける信号に基づいて任意の機器の作動制御を行う処理装置200〜500とから構成される。しかしながら、本発明に於いては、後に詳細に説明される如く、使用者の脳に於いて、確率共鳴現象によるSSVEPの増幅を行うので、発光器100に於いて、ターゲット光を発する発光器110の周囲に擬似ホワイトノイズの周波数にて、即ち、ランダムな周波数にて、点滅する背景ノイズ光を発する発光器120が設けられる。
既に触れた如く、確率共鳴現象とは、端的に述べれば、或る入出力システムに対して、入力信号にノイズを重畳すると、出力信号の強度が増大される現象である。人間の大脳皮質の場合、情報を伝達する神経ネットワークは、神経細胞の集合体であるところ、個々の神経細胞は、閾値型の入出力特性を有し、入力信号である膜電位が微弱でその強度が閾値に達していないときには、発火せず、出力信号(膜電位)は出力されない。従って、入力信号が微弱であれば、出力信号が出力される確率は低く、神経ネットワーク全体として、微弱な出力信号しか得られないこととなる(図2(A)参照)。一方、ランダムで且つ入力信号の周波数よりも高い周波数のノイズが入力信号に重畳されると、入力信号+ノイズの値が閾値に達する瞬時確率が、入力信号の強度変化を反映して増大することとなるので、有意な出力信号の出力される確率が高くなり、それらが足し合わされる結果、出力信号が増幅されて出力されることとなる(図2(B))。本発明に於いては、既に触れた如く、所定の周波数にて点滅するターゲット光(入力信号)と同時に、ノイズとしてランダムに点滅する背景光が使用者の網膜に到達するよう構成することにより、使用者の大脳皮質での信号伝達に於いて確率共鳴現象を惹起させて、SSVEP(出力信号)の強度を増幅しようとするものである。
上記に説明した本発明の有効性を検証するために、以下の如き実験を行った。なお、以下の実験は、本発明の有効性を例示するものであって、本発明の範囲を限定するものではないことは理解されるべきである。
Claims (2)
- 定常的視覚刺激誘発電位を用いたブレイン・マシン・インターフェース装置であって、
使用者により視認可能な位置に配置された互いに異なる周波数にて点滅するターゲット光を発する複数のターゲット光発光器と、
前記複数のターゲット光発光器と同時に前記使用者により視認可能な位置に配置され擬似ホワイトノイズの周波数にて強度が変化する背景光を発する背景光発光器と、
発光時の前記背景光の強度を調節する背景光強度調節手段と、
前記使用者の脳波を検出する脳波検出手段と、
前記脳波に於いて前記使用者が前記背景光の存在下で前記複数のターゲット光発光器のうちの一つが発するターゲット光を視認したことにより生じ確率共鳴によって増幅された定常的視覚刺激誘発電位の存在を検出する定常的視覚刺激誘発電位検出手段と、
前記定常的視覚刺激誘発電位の存在の検出に応答して前記定常的視覚刺激誘発電位を誘発したターゲット光に関連づけられた制御対象物の作動を制御する制御手段と
を含む装置。 - 定常的視覚刺激誘発電位を用いたブレイン・マシン・インターフェース装置であって、
使用者により視認可能な位置に配置された互いに異なる周波数にて点滅するターゲット光を発する複数のターゲット光発光器と、
前記複数のターゲット光発光器と同時に前記使用者により視認可能な位置に配置され擬似ホワイトノイズの周波数にて強度が変化する背景光を発する背景光発光器と、
前記使用者の脳波を検出する脳波検出手段と、
前記脳波に於いて前記使用者が前記背景光の存在下で前記複数のターゲット光発光器のうちの一つが発するターゲット光を視認したことにより生じ確率共鳴によって増幅された定常的視覚刺激誘発電位の存在を検出する定常的視覚刺激誘発電位検出手段と、
前記定常的視覚刺激誘発電位の存在の検出に応答して前記定常的視覚刺激誘発電位を誘発したターゲット光に関連づけられた制御対象物の作動を制御する制御手段と
を含み、前記背景光の強度と前記ターゲット光の強度との強度比が略1:1に設定されている装置。
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