運動に関する脳波の α 波と β 波の考察

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C₄のα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，C4のα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．

A

B

C

D 2

4 2

C

C C C

Task 1 Task 2 Task 3 Task 4 wave

wave

SD

4

6 0 2 0 2 4 6 8

Subject

Power spectra difference of between C and C

4 3 4 3

4 3

図 4.15: 計測点C₃とC₄のα波およびβ波のパワースペクトルの差の平均と標準 偏差

れ，計測点1点で得られた結果と同様の結果が得られた．しかし，β波では，左右 差で見た際に運動に関するタスクで同側であるC₃側に多く出る傾向が得られ，計 測点１点で見た結果と差異が見られた．このことから，運動に関する脳波のβ波 はC₄のパワースペクトルだけではなく，C₃のパワースペクトルも強くなり，さら に，C3の方がより強く出てくるということが分かる．

4.4 まとめ

第4章では，腕に関する運動に関する脳波の特徴を抽出するために，短時間フー リエ変換を用いて周波数領域での解析を行った．まず，α波では計測点C₄におい て閉眼時のパワースペクトルは大きく，開眼時，運動想起時，運動時では差は見 られなかった．また，計測点C₃とC₄の左右差では，被験者によって異なり，運動 をしていないタスクの閉眼時や開眼時では左右差はない，もしくはC₄側に多く分 布する傾向が得られた．そして，運動に関するタスクでは運動していないタスク

と比べて，C3側にパワースペクトルが出ることが分かった．一方，β波では，計 測点C4において，閉眼，開眼，運動想起，運動に掛けてパワースペクトルが上が ることが分かった．そして，計測点C₃とC₄の左右差では，運動をしていないタ スクでは左右差はあまり見られず，運動に関するタスクでα波と同様にC₃側にパ ワースペクトルが出ることが分かった．これらの結果に基づいて，α波やβ波の パワースペクトルの変化を脳の全体で観測することにより，使用者の運動を脳波 から検知することが可能である．

前章において，左右の計測点C₃とC₄の2点で，α波とβ波の強さの左右差を 見ることが出来た．このことを用いて，逆問題として運動を行っていないときの リラックスモードと，運動を行っているときの運動モードの二つに判別する判別 器の生成を行う．