生のEEGを用いたリアルタイム視覚学習者識別のためのディープラーニングベースの評価モデル

在今日の教育環境において、学生の学習スタイルを理解することは、彼らの学習効率を向上させるために極めて重要です。特に視覚学習スタイル(visual learning style)の識別は、教師と学生が教育と学習の過程でより効果的な戦略を取るのに役立ちます。現在、視覚学習スタイルを自動的に識別する主な方法は、脳波(Electroencephalogram, EEG)と機械学習技術に依存しています。しかし、これらの技術は通常、アーティファクトの除去および特徴抽出のためにオフライン処理が必要であり、そのためリアルタイムでの適用が制限されています。 この研究は、Soyiba Jawed、Ibrahima Faye、およびAamir Saeed Malikが《IEEE Transactions on N...

経皮的脊髄刺激が脊髄損傷後の手と腕の機能を回復させる

経皮的脊髄刺激が脊髄損傷後の手と腕の機能を回復させる

脊髄損傷(Spinal Cord Injury, SCI)による上肢麻痺は、患者の独立性と生活の質に大きな影響を与えます。SCIの患者群体において、手や腕の動作制御の回復は最も優先される治療目標とされており、この要求は歩行能力の回復よりもはるかに高いです。しかし、現時点での上肢機能を改善する臨床的方法は、独立した生活を取り戻す効果には至っていません。従来の運動療法や機能的電気刺激(Functional Electrical Stimulation, FES)、体感刺激(Somatosensory Stimulation)および経頭蓋磁気刺激(Transcranial Magnetic Stimulation, TMS)などの方法は、運動機能の向上において効果が限られています。 近年の研究によ...

運動イメージ解読のための多特徴注意畳み込みニューラルネットワーク

脑機インターフェース(Brain-Computer Interface, BCI)は、神経系と外部環境を接続するコミュニケーション手段です。運動イメージ(Motor Imagery, MI)はBCI研究の基礎であり、運動実行前の内的リハーサル(Internal Rehearsal)を指します。非侵襲性技術である脳波(Electroencephalography, EEG)は、そのコスト効率と利便性のため、高い時間分解能で神経活動を記録することができます。被験者が特定の身体部位を移動することをイメージすると、大脳の特定領域でエネルギー変化(ERD/ERS)が発生し、これらの変化はEEGにより記録され運動意図を識別するために使用されます。MIに基づくBCIシステムは大きな進展を遂げており、外骨格...

トランスフォーマーベースのアプローチによるディープラーニングネットワークと時空間情報を組み合わせた生EEG分類

研究背景及目的 近年では、脳-コンピュータインタフェース(Brain-Computer Interface、BCI)システムが神経工学および神経科学の分野で広く応用され、脳波(Electroencephalogram、EEG)は中枢神経系の異なるニューロン集団の活動を反映するデータツールとして、これらの分野で重要な研究テーマとなっています。しかし、EEG信号は低空間分解能、高時間分解能、低信号対雑音比、および個体差が大きいという特徴があり、信号処理および正確な分類において大きな課題となっています。特に運動想像(Motor Imagery、MI)というEEG-BCIシステムの一般的なパラダイムにおいて、異なるMIタスクのEEG信号を正確に分類することは、BCIシステムの機能回復およびリハビリテ...

EMG駆動ロボットハンドトレーニングによる慢性脳卒中における半球間バランス回復の神経メカニズムの解明:動的因果モデルの洞察

EMG駆動ロボットハンドトレーニングによる慢性脳卒中における半球間バランス回復の神経メカニズムの解明:動的因果モデルの洞察

EMG駆動のロボットハンドトレーニングが慢性脳卒中患者の半球間バランスの回復に与える神経メカニズム:動的因果モデリングによる洞察 脳卒中は一般的な障害の原因であり、多くの脳卒中生存者は上肢麻痺を患います。上肢機能の障害は6ヶ月以上続くことが多く、完全回復する生存者は少数(12%未満)です。これらの患者の日常生活能力を回復させ、生活の質を向上させるために、研究者たちは脳卒中後のリハビリプランの開発に取り組んでいます。 近年、ロボット補助装置を使用した上肢のリハビリに関する研究が広く注目を集めています。ロボットリハビリは一貫性のある、集中的かつインタラクティブなトレーニング体験を提供し、患者の積極的な参加を促します。総合的な分析では、ロボット補助トレーニングを受けた個体は上肢のFugl-Meye...