心電図を用いたブレイン・コンピュータ・インターフェースの現状

The current state of electrocorticography-based brain-computer interfaces.

• Kai J Miller
• Dora Hermes
• Nathan P Staff

抄録

ブレイン・コンピュータ・インターフェース（BCI）は、脳がコンピュータと直接インターフェースする方法を提供します。多くの異なる脳信号をデバイスの制御に使用することができ、記録のしやすさ、信頼性、安定性、時間的・空間的分解能、ノイズなどが異なります。電気コルチコグラフィー（ECoG）電極は、人間の脳表面から信頼性の高い信号を提供し、これらの信号は運動、視覚、音声の解読に使用されてきました。ECoGベースのBCIは、機能制限のある患者の治療や補助装置の選択肢を増やすために開発されています。ECoG信号をリアルタイムでデコードすることで、患者に直接フィードバックを提供し、コンピュータ上のカーソルや外骨格を制御するために使用することができる。このレビューでは、著者らは、筋萎縮性側索硬化症または四肢麻痺患者の失われたコミュニケーションと運動機能を回復するために臨床的な実行可能性に近づいているECoGベースのBCIの現状を説明している。これらの研究は、原理を証明するものであり、ECoGベースのBCI技術が将来、脳卒中を患った患者の皮質リハビリテーションを支援するためにも有用である可能性を示している。

Brain-computer interfaces (BCIs) provide a way for the brain to interface directly with a computer. Many different brain signals can be used to control a device, varying in ease of recording, reliability, stability, temporal and spatial resolution, and noise. Electrocorticography (ECoG) electrodes provide a highly reliable signal from the human brain surface, and these signals have been used to decode movements, vision, and speech. ECoG-based BCIs are being developed to provide increased options for treatment and assistive devices for patients who have functional limitations. Decoding ECoG signals in real time provides direct feedback to the patient and can be used to control a cursor on a computer or an exoskeleton. In this review, the authors describe the current state of ECoG-based BCIs that are approaching clinical viability for restoring lost communication and motor function in patients with amyotrophic lateral sclerosis or tetraplegia. These studies provide a proof of principle and the possibility that ECoG-based BCI technology may also be useful in the future for assisting in the cortical rehabilitation of patients who have suffered a stroke.