脳波センサについて
- 1・脳波とはなんですか?
- 4・正確に測れているのでしょうか?
- 2・脳波センサーとは何ですか?
- 5・中核となる技術は何ですか?
- 3・他の脳波センサーとは何が違うのですか?
- 6・アルゴリズムはどう作られていますか?
1・脳波とはなんですか?
脳波とは、EEG(ElectroEncephaloGram)とも呼び、脳、特に神経によって脳から発せられるアナログ電気的信号のことです。
20世紀に神経科学研究の研究が進み、脳波について実に多くのことが解明されました。
脳から生じる電気活動を、頭皮などに置いた電極で記録し観察します。身体や心の状態によって発生する周波数が異なるため、様々な周波数の波が、重なり合ったような形で記録されます。従来は、医療での臨床検査、また、医学、生理学、心理学、工学領域での研究方法として脳波は用いられてきました。
・生命活動において現れる、生体(電気)信号のひとつ
・脳から生じる電気活動を、電極で記録したもの
・身体や心の状態によって発生する周波数が異なり、様々な周波数の波が、重なり合ったような形で記録される

・ 主な脳波の種類とマッピング
・δ(デルタ)波 1~3Hz 深い睡眠、ノンレム、無意識etc
・θ(シータ)波 4~7Hz 深い瞑想、想像する、思い出す、眠気、ひらめくetc
・α(アルファ)波 8~12Hz リラックス、落ち着いた意識etc
・β(ベータ)波 12~30Hz 目覚めている状態、興奮
2・脳波センサーとは何ですか?
脳波の電気的信号のパターンと周波数を測定する装置が、脳波センサーです。
脳波センサーを頭皮に取り付けることによって、脳波を測定することができます。
ニューロスカイは、測定した脳波の電気的信号を、 独自開発したNeuroSky ThinkGear™テクノロジーを用いて、デジタル信号に処理することに成功しました。ゲームやアプリケーションに利用できる基盤技術を提供しています。
具体的には、額にあてる一つのセンサーから脳波をキャッチ、ノイズ処理、データ解析、出力とすべての作業を1つチップにまとめ(ThinkGear™ )、開発したデータ解析アルゴリズム( eSense™ )に基づき、脳波センサーから得られた脳波をわかりやすく表現することに成功しました。
3・他の脳波センサーとは何が違うのですか?
・簡便性:医療や研究現場でのみ使われていた脳波センサーを、一般向けに開発。コンパクトで持ち歩きも自在。
・簡易性:得られた脳波が何を意味するのか、独自開発アルゴリズムによって表現。
・展開・拡張性:アイディア次第で、誰でも脳波を用いたアプリケーションが開発できる開発キットを提供(無料)。
4・正確に測れているのでしょうか?
ニューロスカイの研究室では、研究用として標準的なBIOPAC SYSTEM社の生体信号測定装置を用いて、ニューロスカイの脳波センサーと比較する様々な実験を行っています。FFT分析テストによると、ニューロスカイの脳波センサーから得られるデータが、脳の認識状態(cognitive states)や情動状態(emotional states)を含む、重要な周波数帯を検知するのに充分な感度があることが示されました。
また、ニューロスカイのお客様の研究室でも、他の装置との比較において同様な結果が出ているという報告をいくつか受けています。さらに、実用テストとして、2005年からニューロスカイの技術をクリエイティブに表現したデモゲームを様々なイベント・展示会に出展。およそ三千人の方々が実際に試し、ほとんどの方々にその技術をお楽しみ頂いております。展示会場のような、管理ができない環境において、ニューロスカイの技術の有効性が実証されています。
5・中核となる技術は何ですか?
一般の人々が簡単で容易に使える脳波センサーを開発するため、様々な工夫と技術が採用されています。その中核となる技術には、ノイズフィルタリング設計とアルゴリズム開発、そしてチップ化技術があります。
*ノイズフィルタリング設計
脳波はマイクロボルト単位の非常に微弱な信号であり、様々な活動がノイズとなって、脳波に影響を及ぼします。脳波の抽出には、不要なノイズを除去するために優れたノイズフィルタリング設計が必須です。ニューロスカイは、アナログ側とデジタル側の両方でフィルタリングを行うデザインを採用。また、脳波以外の生体信号をノイズとして検知します。これらの複雑なノイズキャンセル処理が行われながら、ほぼリアルタイム出力できるのも特徴です。
* アルゴリズムの開発(eSenseアルゴリズム)
得られた脳波が何を意味するのか、医師や専門家に限られていた知識をベースに、誰にでも解るよう簡単に表現することを目的として、アルゴリズムと呼ぶ解析システムを開発しています。現在、ニューロスカイが提供しているアルゴリズムは「集中度」と「リラックス度」の2種類です。
* チップ化技術(ThinkGearモジュール)
センサーから得られた脳波信号の加工、解析など、すべての処理を1つのモジュールで実現することで、小型化、軽量化、低価格化が可能になり、様々なアプリケーションで適用できるようになっています。
6・アルゴリズムはどう作られていますか?
ニューロスカイのアルゴリズムは、脳波の周波数帯においてよく知られている情報をベースに作られ、ニューロスカイのアルゴリズムは、脳波の周波数帯においてよく知られている情報をベースに作られ、アルファ波、ベータ波、シータ波、デルタ波が基本コンポーネントになっています。「集中度」や「リラックス度」は、自発的にコントロールできる精神状態で、トレーニングによってコントロールできるようになります。
コントロールするための方法はいくつかあります。「集中」とは、1つの物事に対して精神統一している状態と定義されます。精神統一の状態は、視覚的に1点集中することと大きく関連がありますので、「集中度」を高めるために、一つのモノをじっと見つめる姿勢が役立ちます。
逆に「リラックス度」が高いとは、脳波活動が低い状態であることです。脳波活動を低下させるためには、認識活動を低下させると同様に、視覚的な刺激を少なくします。目を閉じて、耳を塞ぎ、視覚、聴覚への刺激をストップさせることが「リラックス度」を高めるために役立ちます。
また、そのような刺激を無視するトレーニングも有効です。アルファ波は視覚的な刺激にたいしてとても敏感なもので、一般的に目が開くとアルファ波は抑えられるのですが、脳波にはアルファ波だけでなくベータ波、シータ波、デルタ波が含まれており、これらの組み合わせ、精神状態や情動状態によって脳波はダイナミックに変わります。
組み合わせや変化は、人によって、精神状態や生理的状態よって、または外部環境によっても異なってくるものです。しかしながら、基本的な組み合わせや変化は限られた範囲内にあり、ニューロスカイはその範囲を実験・経験的な分析により得ています。が基本コンポーネントになっています。「集中度」や「リラックス度」は、自発的にコントロールできる精神状態で、トレーニングによってコントロールできるようになります。
コントロールするための方法はいくつかあります。「集中」とは、1つの物事に対して精神統一している状態と定義されます。精神統一の状態は、視覚的に1点集中することと大きく関連がありますので、「集中度」を高めるために、一つのモノをじっと見つめる姿勢が役立ちます。
逆に「リラックス度」が高いとは、脳波活動が低い状態であることです。脳波活動を低下させるためには、認識活動を低下させると同様に、視覚的な刺激を少なくします。目を閉じて、耳を塞ぎ、視覚、聴覚への刺激をストップさせることが「リラックス度」を高めるために役立ちます。
また、そのような刺激を無視するトレーニングも有効です。アルファ波は視覚的な刺激にたいしてとても敏感なもので、一般的に目が開くとアルファ波は抑えられるのですが、脳波にはアルファ波だけでなくベータ波、シータ波、デルタ波が含まれており、これらの組み合わせ、精神状態や情動状態によって脳波はダイナミックに変わります。
組み合わせや変化は、人によって、精神状態や生理的状態よって、または外部環境によっても異なってくるものです。しかしながら、基本的な組み合わせや変化は限られた範囲内にあり、ニューロスカイはその範囲を実験・経験的な分析により得ています。


