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各タスクにおける α 波と β 波の左右差

STFT )

Task 4: Motion and Motion Imagery State

4.2 運動時の計測点2点での α 波および β 波の左右差の 解析解析

4.2.3 各タスクにおける α 波と β 波の左右差

α波とβ波の変化に着目し,左右の計測点C3とC4の2点において,どちらが α波とβ波が強く出てくるかを観測する.図4.11〜4.14は被験者ごとの計測点C3 とC4の2点におけるα波とβ波のそれぞれのタスクの300点の分布を表わしたも のである.横軸はα波,縦軸はβ波のC3とC4のどちらに強く出ているかを示し ており,+側にあるとC3に強く出ており,−側にあるとC4に強く出てきている ことを表わしている.

まず,被験者Aの図4.11では,リラックス状態の閉眼時,開眼時ではプロット

Task 1 Eye Closing Task Task 2 Eye Gazing Task

Task 3 Pre-Motion Task Task 4 Motion Task

Power spectra difference of wave between C3 and C4 (C3 - C4)

C3

C4 C3

C4

(a) Relaxation Mode (b) Motion Mode

Power spectra difference ofwave between C3 and C4 (C3 - C4)

-15 -10 -5 0 5 10 15

-15 -10 -5 0 5 10 15

Power spectra difference of wave between C3 and C4 (C3 - C4)

C3 C4

C3

C4 Power spectra difference ofwave between C3 and C4 (C3 - C4)

-15 -10 -5 0 5 10 15

-15 -10 -5 0 5 10 15

図 4.12: 被験者BのC3とC4におけるα波とβ

された点は中心に集まっており,α波とβ波の左右差は小さいことが分かる.一 方,運動モードでは,Task 3の時はβ波が強くC3側に出ており,α波も同様に比 較的C3側出ている.そして,Task 4では,Task 3と比べて左右差は小さくなって いるが,C3側に分布していることが分かる.被験者Bの図4.12でも同様の分布を 見ることが出来た.

次に,被験者CとDでは,リラックスモードにおいて,α波がC4側に多く分 布する傾向が得られた.そして,運動モードではTask 3,4ともに左右差は見ら れず,この二つのタスク間の差は見れらなかった.被験者CとDでも,被験者A,

Bで見られた様に,リラックスモードと比べて運動モードはC3側に出てくること が分かる.

そして,図4.15に被験者各4名(Subject A〜D)がTask 1〜4を実行した際の 計測した計測点C3,C4α波とβ波のパワースペクトル値の差の平均と標準偏差 を示す(Task 1, Task 2: 30秒間1試行. Task 3,Task 4: 3秒間10試行).図4.15は 各パワースペクトルがC3が強い場合は右側に,C4が強い場合は左側に現れ,そ の差の大きさを表わしている.この図4.15から,リラックス状態(Task 1, Task 2)と左腕の運動前(Task 3)および運動時(Task 4)では,どの被験者でも左腕

Task 1 Eye Closing Task Task 2 Eye Gazing Task

Task 3 Pre-Motion Task Task 4 Motion Task

Power spectra difference of wave between C3 and C4 (C3 - C4)

C3

C4 C3

C4

(a) Relaxation Mode (b) Motion Mode

Power spectra difference ofwave between C3 and C4 (C3 - C4)

-15 -10 -5 0 5 10 15

-15 -10 -5 0 5 10 15

Power spectra difference of wave between C3 and C4 (C3 - C4)

C3 C4

C3

C4 Power spectra difference ofwave between C3 and C4 (C3 - C4)

-15 -10 -5 0 5 10 15

-15 -10 -5 0 5 10 15

図 4.13: 被験者CのC3とC4におけるα波とβ

Task 1 Eye Closing Task Task 2 Eye Gazing Task

Task 3 Pre-Motion Task Task 4 Motion Task

Power spectra difference of wave between C3 and C4 (C3 - C4)

C3

C4 C3

C4

(a) Relaxation Mode (b) Motion Mode

Power spectra difference ofwave between C3 and C4 (C3 - C4)

-15 -10 -5 0 5 10 15

-15 -10 -5 0 5 10 15

Power spectra difference of wave between C3 and C4 (C3 - C4)

C3 C4

C3

C4 Power spectra difference ofwave between C3 and C4 (C3 - C4)

-15 -10 -5 0 5 10 15

-15 -10 -5 0 5 10 15

図 4.14: 被験者DのC3とC4におけるα波とβ

の運動状態時はリラックス状態時と比べてα波とβ波のスペクトル値がC3側に出 ていることが分かる.すべての被験者において,Task 3の運動直前とTask 4の運 動時にα波とβ波のどちらか,もしくは両方がC3側に分布していることが明らか になり,C4側のα波とβ波は抑制されていることが言える.また,Task 2におい て,ほとんど左右差は見られなかった.Task 1ではα波では左右差が見られると ころがあるが,β波に関してはほとんど差が見られなかった.

左腕の運動をするタスク(Task 3,Task 4)でC3とC4α波とβ波はC3側 に強く出てきている.運動に関連する脳波の変化は運動する部位の対側に現れる といわれており,α波帯域(7-15Hz)では,この帯域に含まれる7-11Hzのµ律動 と呼ばれる律動が,運動したり,運動を想像することによって抑制される.また,

Pfurtschellerらによると,このµ律動は運動する-1.75秒前に抑制されることを観

察した[59].β波帯域(15-30Hz)でも同様に運動をしたり,運動を想像することに

よって対側のβ波の抑制または減衰される[75].左腕の運動によって,C4α波 とβ波は抑制されたため,C3側が強くなるような脳波の分布が見られ,運動をし ないタスク(Task 1,Task 2)と運動をするタスク(Task 3,Task 4)の違いが現 れたと考えられる.