脳波計（EEG）とは何か、どのように機能するか

あなたの脳はショーを実行しているのです。 前回、クロスワードパズルを解こうとしたとき、あるいは新しい言語を学び始めたときのことを考えてみてください。

考え、夢を見、見て、感じるとき、脳は常に活動しており、あらゆる情報を吸収し、既存のデータを圧縮して再びつなぎ、すべてを統合して一貫した経験としています。

あなたの脳は生きています。 脳は環境の見方を形成し、自分に最も関係のあるオブジェクトや情報をフィルタリングしたりハイライトしたりします。 また、あなたの思考、感情、欲望、経験に基づいて独自のストーリーを作成し、最終的にあなたの行動を促します。

この記事では、EEGの基本的な概要とその仕組みについて説明します。

• 脳波は脳の電気活動を測定する
• 脳波とは何か、どのように機能するか
• 脳波データはどのように解釈できるか
• EEG integrations
• EEG Prices
• EEG and stimulus presentation

EEGは脳の電気活動を測定する

脳は数十億個の細胞から構成されています。 その半分は神経細胞であり、半分は神経細胞の活動を助け、促進するものである。 これらのニューロンは、抑制性または興奮性活動のゲートウェイとして機能するシナプスを介して密に相互接続されている。

いかなるシナプス活動も、シナプス後電位と呼ばれる微妙な電気インパルスを発生させる。 もちろん、1つのニューロンの破裂を直接接触することなく確実に検出することは困難である。 しかし、何千もの神経細胞が同期して発火すると、組織、骨、頭蓋骨を通過して広がるほど強い電界が発生する。 最終的には、頭の表面で測定することができます。

これは、微小な地震が常に鳴り響いていると考えてみてください。 ひとつひとつは小さくても、同時に、同じ場所で、同じリズムで起きると、何百キロも離れた場所でもわかる巨大な地震になるのです。

Electroencephalography (EEG) は、頭皮の表面に電極を置き、脳から発生する電気活動を記録する生理学的方法として選ばれています。 電極は入浴時のキャップのような弾力性のあるキャップに装着され、回答者全員が同じ頭皮の位置からデータを収集できるようになっているため、短時間での測定が可能です。

そのやや難しい名前（と発音）にもかかわらず、脳波検査の本質をつかむのは驚くほど簡単です：

Electroencephalography (EEG) Definition:

• 何千ものニューロンの同期した活動によって生成された電気活動を測定します（単位：ボルト）
• 優れた時間分解能により、皮質領域内の活動を検出できます（サブ秒単位の時間スケールでも）

電極で測定した電圧変動は非常に小さいため、記録したデータをデジタル化してアンプに送信します。

EEGシステムの価格差は通常、電極の数、デジタル化の質、増幅器の質、および装置が1秒間に撮影できるスナップショットの数（これはHzでのサンプリングレートです）によるものです。 100年前、EEGの時間経過は紙の上にプロットされていましたが、現在では（ありがたいことに）データはデジタルで、スクリーン上に連続した電圧の流れとして表示されるようになっています。

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EEGデータはどのように解釈すればよいのでしょうか。

脳波は脳から発生する電気的活動の時間経過をモニターするため、大脳皮質のどの領域がある時点で情報を処理するかを解釈することができます：

脳の領域とその働き

1. 後頭部皮質

後頭部皮質は脳の視覚処理のセンターで、頭の一番後ろに位置しています。 目に見えるものはすべてここで処理される（ただし、信号が届く前や後にも多少の処理が行われる）。

1. 頭頂葉皮質

頭頂葉皮質は、外部からの情報と体内からの感覚的フィードバックを統合することにある。 頭頂葉は、これらの情報源をすべて統合して、私たちの体が環境とどのように関係しているか、また、環境内のすべてのもの（物、人）が私たちとどのように空間的に関係しているかを首尾一貫して表現する役割を担っている。

1. 側頭葉皮質

側頭葉皮質は、視覚的記憶、言語および感情の関連性を使用して、感覚入力から派生する、またはより高い意味を処理することに関連している。 左側頭葉は書き言葉と話し言葉の理解に関与している。

1. 前頭皮質

人間の脳の前頭部は他のほとんどの哺乳類と比較して大きくなっている。 基本的に、前頭皮質は実行機能に関するすべてであり、私たちがコントロールを維持し、将来の計画を立て、自分の行動を監視するのを助けます。 ある電気的な活動がどこで発生したかという地域的な特性とは別に、どの周波数が主に進行中の活動を駆動しているかも分析することができます。 しかし、信号は常に、特定の認知、感情、または注意の状態を反映すると考えられる、いくつかの基本周波数の混合物です。 また、「Electronic Header（EEG）」とも呼ばれ、脳が特定の状態にあるときは常に、周波数パターンが変化し、認知プロセスに関する洞察が得られる。 デルタリズムが強いほど、睡眠は深い。 また、デルタパワーの増加（デルタ波の記録量の増加）は、内部作業記憶タスクの集中力の増加と関連していることが分かっています。

シータ（4 – 7 Hz）

• シータは、記憶の符号化や検索、認知作業負荷など幅広い認知処理に関連しています。 難しい課題（例えば、100から7ずつ逆に数えたり、会社からの帰り道を思い出したりする）に直面するたびに、シータ波はより顕著になります。 また、シータ波は疲労度の増加とも関連しています。
  

アルファ（7～12 Hz）

• アルファ目を閉じて落ち着いた状態にすると、アルファ波が支配的になります。 アルファレベルは、リラックスした覚醒状態にあるときに増加する。 バイオフィードバックトレーニングでは、リラックス状態をモニターするためにアルファ波がよく使われる。 また、抑制と注意にも関連しています。
  

Beta (12 – 30 Hz)

• Beta over motor regions, beta frequencies become stronger as we plan or execution movements of any body part . 興味深いことに、このベータ値の増加は、他人の体の動きを観察しているときにも顕著に見られます。
  
  

  ガンマ (>30 Hz、通常は 40 Hz)

• ガンマ-一部の研究者は、ガンマは注意深い集中力を反映し、脳の領域間のデータ交換を促進するキャリア周波数として機能すると主張しています。 また、ガンマは、感覚処理や情報の取り込みに不可欠と考えられている急速な眼球運動、いわゆるマイクロサッカードと関連付ける研究者もいます。 信号処理、アーチファクトの検出と減衰、特徴抽出、および作業負荷、関与、眠気、覚醒などの精神的指標の計算にはすべて、収集したデータから貴重な情報を適切に識別して抽出するために、一定レベルの専門知識と経験が必要です。

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  EEG データと分析

  EEG データ分析は確かに複雑なプロセスですが、だからこそ iMotions にはこのステップの負担を軽減するように設計されたいくつかの機能があるのです。

  接近または回避の感情の代理として使用される指標である前頭葉アルファ非対称は、通常、刺激がどれほど魅力的または忌避的であるかの評価を提供するために使用されます。 これとパワー スペクトル密度 (PSD) は、iMotions で自動的に計算でき、分析を構築するために使用される R コードが完全に利用可能で透明です。

  ABM や Emotiv などの他のメーカーは、眠気や関与などの独自のメトリックを計算する機能を提供することもあります。 これらの測定基準も iMotions ソフトウェア内で提供され、詳細な洞察に簡単にアクセスできます。iMotions は、データ収集が発生したときにライブで使用するか、データ収集後に使用できる注釈ツールを提供しています。 データをマークアップし、処理またはエクスポートする特定のセグメントを選択するのは簡単です。

  データは、生、処理、またはセグメントにかかわらず、もちろん簡単に転送できる形式でエクスポートできるので、好きなプラットフォームで分析を行うことができます。 マウス クリックやキーストロークなど、コンピュータの使用に関する情報もあり、刺激の相互作用をバイオセンサー データに関連付ける場合に特に便利です。 高サンプリング レートの 32 チャネル デバイス、柔軟でワイヤレスの 24 チャネル デバイス、または 8 チャネルのヘッドバンドによる前頭部の非対称性の測定など、iMotions はそれぞれに対して簡単なソリューションを提供します。 アイトラッカー（スクリーンベース、メガネ、またはバーチャルリアリティ）、表情分析、EDA、ECG、および EMG などのバイオセンサーを、あらゆる実験に容易に含めることが可能です。 人間の行動の研究 これらのセンサーからのデータは補完的なものです。それぞれが、参加者の感情的な表情、生理的な覚醒、または視覚的な注意に関する新しい情報を提供しますが、これは EEG 単独で考えた場合には得られません。 これにより、他のセンサーからのデータをiMotionsに送り込み、他のデータ ソースと同期させることができます。 これは、オープンAPIを使用して、基本的に他のあらゆるデータストリームを接続する可能性によって補完されます。

  EEG の価格

  多くのデバイス (そして人生のほとんどのもの) がそうであるように、支払ったものが得られるということです。 その分、データの収集や分析に時間がかかりますが、どんなニーズであれ、まずは専門家に相談するのが一番です。

  そこで、自分のニーズにぴったり合ったEEGヘッドセットを探すために、価格帯を設定しました。 具体的な価格は、非公表のものや、学術的な割引が適用されるもの、通貨価格の変動に伴って変動するものなどがあり、特定するのは困難です。

  脳波計の価格 – 15以上の脳波計の概要

  デバイス間の選択を行うには、もちろん、手元にある専門家と一緒に行うのが最善です。 iMotionsでは、画像、ビデオ、オーディオ、ゲーム、ウェブページ、バーチャルリアリティ（VR）、モバイルデバイス、現実世界など、事実上あらゆる形式の刺激を単一のプラットフォームで提示することができます（ただし、動的環境でEEGを使用する場合は考慮すべき側面もあります）。 EEGデバイスは、刺激および接続されている可能性のあるその他のデバイスと自動的に同期されるため、iMotionsに実験の実施を任せることができます。 ニーズに応じて、iMotionsはまた、実験プロセスを迅速化するのに役立ついくつかの分析機能を提供します。 つまり、複雑で高価なソフトウェアのパッチワークのようなセットアップは必要なく、すべての実験を iMotions で制御および実行できます。

  

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  記事の引用方法：

  Bryn Franswoth, What is EEG (Electroencephalography) and How Does it Work?, (DATE ACCESSED), Available: https://imotions.com/blog/what-is-eeg/.

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