【心を測る手法】脳波(1/2)
脳波を測る方法に関して、解説します!
そもそもの”原理”
適当に頭皮上に電極を貼り付けて、電気信号が計測できたとする。例えば、おでこから〇〇μV!みたいに。
でもそれが”脳波電位”かと言うとそうでもない。
人間には脳波信号以外にも、多くの電気が流れているので、それが純粋に脳波電位なのかは分からない。なので、二箇所で計測した電位の差分をとって、その大きさを比較することになる。
その差分を取る方法は、大きく2つ。
1)ほとんどこれ。”単極導出法”
一箇所、ベースとなる電極を決めて、それ以外の電極との差分を見る方法。
ベースとなる電極は、脳波が混ざってしまうと嫌なので、頭蓋骨に接していないところから取ることが多い。
ほとんど(と言うか私が知る限り全て)の場合、ベースは”耳たぶ”から取る。
おでこの電極の電位 ー 耳たぶの電極(ベース)の電位 = おでこの脳波信号
頭頂の電極の電位 ー 耳たぶの電極(ベース)の電位 = 頭頂の脳波信号
となる。
2)レアケース。”双極導出法”
ベースとなる電極を決めない方法で、差分は任意の二箇所の電位差となる。つまり、こことあそこ、どちらが反応しているか、を比較して見るときに使う。
おでこの電極の電位 ー 頭頂の電極の電位 → おでこの反応の方が大きい
頭頂の電極の電位 ー 後頭の電極の電位 → 後頭の反応の方が大きい
となる。あまり使用されない理由は、1)の方法でも、擬似的に電極同士の大きさの比較はできてしまうから。(例えば先の1の例なら、おでこと頭頂のどちらの反応が大きいか比べれば分かる)
侵襲か非侵襲か
脳波を計測するには頭皮上に電極を貼り付ける(接触させる)必要があるのだけれど、
頭皮は脳から距離があるので(過去記事参照のこと)、
”どこの部位からの信号なのか”特定しにくいし、
頭皮上の皮脂や、頭皮と電極の接触のずれなどで、邪魔なノイズも発生しやすい。
この問題を電極の形状や装着方法でどうにかしてみようという考え方。
1)信号は超クリア!でも倫理的に厳しめ!”侵襲型”
「なら、頭蓋骨に穴を開けて、脳に直接電極をぶっさせばいいじゃん!」という、超効果的だけどクレイジーな発想が、侵襲型。
脳の特定の部位に細い電極を挿入して、そこからの電気信号を測る。部位特定も当然できるし、ノイズも発生しない。
超効率的だけれど、外科手術が必要(想像できるよね)。一般的な脳波を使用した実験で、この方法が使われることは、まずない。お金もかかるし、被験者の負担もある。
この方法を取るのは、体が動かなくなった人が脳波信号で、電子機器を操作する、などの”必要に迫られた”シーンがある場合。
2)人に優しい!ほとんどこれ!”非侵襲型”
なので結局、部位特定が出来ないことやノイズの問題はあるけれど、人の安全性、コストや簡便性を考えて、一般的に利用されているのがこの型。
電極を頭皮上に貼り付けるもしくは装着させて、そこからの電圧を計測する。
基本、脳波計といえばこれ。
なので次回紹介する方法も、全てこの非侵襲型の脳波計に関する内容です。
続きは次回、脳波を測る方法(2/2)で。