[BCI] EEG-based “Serious” Games Design for Medical Applications

Wang et al.

EEGを利用したNeurofeedbackゲームとbrain-computer interfacesに関する論文。
エンターテインメント、e-learningや医療で使用され始めている。
Neurofeedbackを利用したゲームの設計とアルゴリズムとその実装について。

Neurofeedbackとは

ユーザーの頭蓋からEEGを取得し、ディスプレイへの音(など)によって、ユーザーへのリアルタイムフィードバックを表示する技術。

Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD)、Autistic Spectrum Disorders (ASD)やアルコールやドラッグなどを含むSubstance Use Disorder (SUD)のような精神疾患では、EEGやERP(Event Related Potential)に健常者とは異なる特徴がみられる。

他の身体部位と同様に、自身のEEGもセルフコントロールできる可能性がある。
通常治療の他に、Neurofeedbackがこれらの疾患に対する治療となる。

多くのNeurofeedbackゲームがADHDの治癒に効果的であることが分かっている。
ADHD患者は
- EEGの大きな歪み
- θ/β波の比に異常
- SCP(Slow Cortical Potential)
という特徴があることが知られている。

Gevensleben et al.(2009)ではfrequency neurofeedback trainingとSCP neurofeedback trainingでADHD患者に対して良い治癒効果が認められたと述べている。

ASDは、興味の限定や同じ行動の繰り返しに加えて、社会的な交流やコミュニケーション異常と関連した精神疾患。
先のGevenslebenらの研究では、ASDの8歳の少女を対象にして、目を開けた状態でresting conditionの時のEEGを解析。
αバンドとθバンドの信号異常。
これに対して、neurofeedbackのスキーマを考案。