脳波・fMRI測定を用いたフリッカー光刺激に対する脳神経回路ダイナミクスの解析とそのブレインマシンインターフェイスへの応用

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一定周期で点滅する光刺激(フリッカー光刺激)を与えた場合、脳神経系に光と同じ周期の活動SSVEPが現れることが知られている。SSVEPは脳の認知機能の解明、脳疾患の臨床、Brain-machine interface (BMI)などで広く利用されている。それにもかかわらず、SSVEPの基本的な神経機構はほとんど未解明である。次年度までに特にフリッカー光刺激で1～100ヘルツで様々な周波数条件を用いてfMRIと脳波の測定を実施した。本年度は得られているデータについて解析を詰めた。SSVEPは低周波の1ヘルツでも高周波の60ヘルツ以上の高周波数でも発生することがEEGとfMRI解析双方で確認できた。また異なる周波数のフリッカー刺激に依存する脳の活動部位が異なることがわかった。特に前頭部位の活動は有意であることがわかった。いくつかの頭頂部と側頭部でも、周波数によっては活動が見られた。これらの結果はSSVEPが視覚系だけでなく、広汎な領域での応答を引き起こしていることは興味深い。さらに全体でなく周波数特的に活動部位が見られたことは、それぞれの部位のもつ自発リズムと刺激のリズムとが周波数が一致すること、つまりリズムの同期により選択的に活性化すると考えるのが合理的である。このことは、SSVEPのの神経機構に関する研究者の私達の作業仮説である"単なる刺激応答でなく脳の自発リズムが大きな役割をする"に一致している。さらに今後はここで得られた時間空間的に固有なSSVEPの活動の知見を用いることにより、より精度の高いSSVEP活動の抽出が可能である。この方法をBCIに適用する上で、デコーディングの精度を上げてBCIの開発に寄与できると期待される。