研究課題

成瀬グループ
脳波・脳磁界計測技術開発

私のグループでは主に脳波、脳磁界を利用した非侵襲脳計測による神経科学的、神経工学的な研究開発を行っています。近年、BMI技術と言った脳情報通信技術が急速に進歩しています。しかし、現状ではこの脳情報通信技術は、多くの場合、実験室内、もしくは、特定の病院内といった限られた環境でしか使うことが出来ません。私は、この脳情報通信技術をどのような環境でも使えるように進歩させることで国民のquality of lifeの向上を目指しています。

私のグループでは主に以下のトピックについて研究を行っています。

1. 一般的な環境でも簡易に脳活動計測ができる脳波計の開発。 現代社会において、一般的に生活している環境は様々な電磁的なノイズに満ちています。この電磁的なノイズは脳の微少な活動を計測している脳波計測を困難にします。また、一般的な脳波計は、脳波計測時にベタベタした伝導性のペーストを頭につける必要があります。これらの問題を解決するために、私のグループでは、一般的な環境でも伝導性のペーストなしで脳波計測を可能とするモバイルワイヤレス脳波計を開発しています。この研究は産学官連携で行っており、小型化されたモバイルワイヤレス脳波計、伝導性ペーストを必要としない電極に関してはすでに日本企業に技術移転を行っており、その企業から製品として発売されています。

2. 脳波、脳磁場を利用したアプリケーションの開発。 電磁的なノイズは、脳波計といったハードウェアレベルでの除去とともに信号処理というソフトウェアレベルでの除去も必要となります。私のグループでは時間周波数解析、機械学習、ベイズ推定といった様々な手法を用いた信号処理手法を開発しています。開発した信号処理手法は脳磁場計測装置を利用して神経科学的に検証した上で、我々が開発している脳波システムに実装しています。そして、この脳波システムを利用することで、医療、教育及び情報通信といった様々な分野で利用出来るアプリケーションの研究開発を行っています。

3. 脳波、脳磁界ダイナミクスに関する研究。 現在の脳波、脳磁場を用いた研究開発では、多くの場合、現象論のレベルでの議論が多くされており、どのようなメカニズムでその現象が発生しているかのダイナミクスまで踏み込んでいる研究はあまりありません。しかし、脳波、脳磁場のダイナミクスを知ることは脳波、脳磁界によって得られる波形の意味をより深く理解することにつながるため、脳波、脳磁界を利用した研究にとって非常に有用となります。私のグループでは脳波、脳磁界のモデル化を行い、それを検証する実験を行うことで、脳波、脳磁界のダイナミクスの解明を目指しています。

井原グループ
言語理解

私たちのグループでは、脳がことばを理解するメカニズムを解明し、脳活動を利用して情報理解における心の状態を客観的に評価するための研究を進めています。

日常見聞きすることばは曖昧さを含むことが少なくありませんが、人間の脳はその場の状況に応じて、瞬時に内容を読み取ることができます。脳の柔軟な言語理解のメカニズムを解明するため、私たちのグループでは特に言語情報の脳内表象と文脈情報の脳内処理に着目し、非侵襲的脳機能計測(MEG・fMRI)、非侵襲的脳刺激(tDCS)、行動指標計測による研究を行っています。これまでに、曖昧性をもつことばの意味が文脈情報によって一意に収束するときの脳活動の変化を経時的に明らかにするとともに、脳に非侵襲的に刺激を与えることにより、言語理解を促進させることが可能になりました。また、最近では、言語情報の意味的距離と脳活動との対応関係を明らかにし、脳内における意味表象を可視化する研究も進めています。

脳の言語理解の研究は、将来的には、情報の理解をサポートし、情報の利活用を促進するような効果的な情報提供や、コミュニケーションにおいて意思疎通を円滑にし、相互理解を促すようなインターフェイスの開発につながることが期待されます。

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