EEG研究に向けて_Day2 実験編_公開用

2024-07-08 脳波研究に向けて ー実験編ー

はじめに 構成 Day 1 • 脳波の種類 • 脳波計 • グラフの読みかた Day2 1. 2. 3. 4. 脳波の実験課題を作る 被験者のあれこれ 脳波計を装着する 脳波実験(Handgrip) Day3 • 脳波を解析する(前処理・個人解析・集団解析) 2 / 36

脳波の実験課題を作る

脳波の実験課題を作る 再掲 実験と解析 解析 脳波計 課題作成 課題 MATLAB Handgrip task EEGLAB 4 / 36

脳波の実験課題を作る 再掲 5 / 36 Handgrip task • Righ ：右手をゆっくり閉じて開く(20回) • Left ：左手をゆっくり閉じて開く(20回) • Control ：何もしない(20回) 課題1秒ー安静9秒 PsychoPy 課題起動 実験実行 Spacekey クリック トリガー 【＋】表示 9sec トリガー 【L】表示 1sec 【+】表示 9sec 終了 実験画面 自動消滅 トリガー 【R】表示 1sec 【+】表示 9sec 20回繰り返し(計60回) 【C】表示 1sec 【+】表示 9sec 課題時間：10.5分

脳波の実験課題を作る 6 / 36 (前回の間違ってました) Psychopyトリガー 脳波計測と実験課題を同じPCで行う場合 実験開始時 import socket sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) socket.connect(('127.0.0.1', 50000)) トリガー送信 sock.send(b’\x04’) # 「4」というトリガーを送る。(「￥」は「＼」の半角が入る)  コードタイプがpyになっているか確認 https://discourse.psychopy.org/t/adding-eeg-triggers-to-experiment/21024/4

• https://discourse.psychopy.org/t/adding-eeg-triggers-to-experiment/21024/4

脳波の実験課題を作る Psychopyトリガー 7 / 36 (前回の間違ってました) CognionicsでTrigger Boxを使う場合 実験開始時 import serial port = serial.Serial('COM3', 57600) # ただし、’COM3'はCGXトリガーがどこのポートに繋がっているか(USBがどこに刺さっているか) 。 # デバイス名と通信速度（ボーレート）を設定した。 # 確認方法：https://www.aandd.co.jp/pdf_storage/tech_doc/balance/t_winct_comport.pdf トリガー送信 port.write([1]) # 「１」というトリガーを送る。  コードタイプがpyになっているか確認 https://discourse.psychopy.org/t/adding-eeg-triggers-to-experiment/21024/4

• https://www.aandd.co.jp/pdf_storage/tech_doc/balance/t_winct_comport.pdf
• https://discourse.psychopy.org/t/adding-eeg-triggers-to-experiment/21024/4

脳波の実験課題を作る 8 / 36 https://youtu.be/08AbgaRj9aE

• https://youtu.be/08AbgaRj9aE

脳波の実験課題を作る 9 / 36 注意 • 脳波計の会社によってトリガーの種類が異なる • mbt系：LSL • Cognionics：serial通信、socket通信 • 脳波計測アプリはwindows上で動きます。 • 実験課題アプリもなるべくwindowsで作成する • psychopyは、macで作成したものをwindowsに移行すると動かないことが多々あります。 • なるべく実験課題アプリと脳波計測アプリは同じパソコンで実施する。 • トリガーを手動で入れることは不可能 • 10msレベルで正確に入れなくてはいけない • 課題からトリガーを入れることが難しい場合は、音トリガー・光トリガーを検討する

被験者のあれこれ

被験者のあれこれ 11 / 36 募集時に気をつけること (1/2) 利き手 • 右手と左手で脳機能が違うとされていて、同数ずついない場合は右利きだけを対象にする ことが多い。 • フランダース利き手テスト/エディンバラ利き手テスト • ↑ フランダースの公式版は生年月日・性別が載っているので注意 • 論文には「右利きの参加者」と記載することがある。 年齢 • 成人以上(18歳~)を使うことが多いが、研究目的による。 • 40歳を超えると脳機能が変わってくるというが、気にしない人も多い。高齢者(60, 65歳) を年齢基準にする研究もある。 • 2群以上設定する場合は、群間差がないようにする。 • 論文には被験者の平均年齢と標準偏差を記載することがある。

被験者のあれこれ 12 / 36 募集時に気をつけること (2/2) 既往歴 • 脳や神経の怪我や病気、精神の病気、頭部の大きなけががないか尋ねる。 • 発達障害や精神疾患があることによって、脳機能が変化することもあるし、実験課題への 取り組み方が変化することもある。 • 健康成人であれば、既往歴がないことが望ましい。(目的による) • 論文には「既往歴はなかった」と記載することがある。 生体計測に忌避感がない • 無理に実験参加させられない。脳計測は忌避する人が稀にいる。 • 実験前に周知を。 その他 • 性別、教育水準、運動能力、知覚能力 • 研究目的によるもの • 2群以上設定する場合は群間差がないようにし、論文にその旨を記載する

被験者のあれこれ 前日連絡で気をつけること (1/2) アルコール・ニコチン・カフェイン • 脳に影響を与える飲料を禁じることが多い。だいたい6~12時間開ける。 • アルコール：酒 • ニコチン：タバコ • カフェイン：コーヒー、お茶、エナジードリンクなど https://www.gongcha.co.jp/wp-content/uploads/2022/10/b8189a6b4ef9fd4364acf0a5c98cebb6.pdf 13 / 36

• https://www.gongcha.co.jp/wp-content/uploads/2022/10/b8189a6b4ef9fd4364acf0a5c98cebb6.pdf

被験者のあれこれ 前日連絡で気をつけること (2/2) 睡眠時間 • 睡眠不足は認知機能の低下によって、課題遂行ができないことがある。 • 前日の睡眠時間は7時間ぐらいが望ましいか。 • 脳波も変化してしまう。(δ波、θ波など) • スタンフォード眠気尺度などで確認する 整髪剤 • ヘアワックス、ヘアジェルは脳波計を傷つける • 頭に触れるので清潔であって欲しい。 • 汗をかいている状態では脳波計測できない。 14 / 36

被験者のあれこれ 15 / 36 実験当日に気をつけること ウィッグ/ピアス/イヤリング • 女性に多い。 • 脳波計をつけたときに物理的に干渉して邪魔になるので、実験前に外してもらう。 服薬 • 日頃から飲んでいる薬がなくても、頭痛薬など実験当日だけ飲んでいることもある。

被験者のあれこれ 健康アンケート • 脳波研究に参加できる人か確認するために、 右のようなアンケートがあると良い • 権利問題で削除 • 既往歴、視力聴力、 カフェイン・アルコール摂取など • ただし実験当日に除外対象であることが判 明した場合でも、実験を行ない、解析時に 除外する。 16 / 36

脳波計を装着する

脳波計を装着する 脳波実験前に 準備  実験課題の用意・トリガーの確認  他の生理指標との調整  実験説明書・同意書・同意撤回書の用意 直前準備  脳波計・電池・パソコンの充電  脳波計・実験場所の予約  消耗品(ゲル・タオル、スポンジ)の用意  被験者への注意事項の連絡 18 / 36

脳波計を装着する 19 / 36 Quick-30(Cognionics) (1) Quick-30 CGX Acquisition Quick-30 (Cognionics) ダウンロード：https://www.cgxsystems.com/software  ドングルをPCに挿す  電池を充電しておく

• https://www.cgxsystems.com/software

脳波計を装着する Quick-30(Cognionics) (2) 20 / 36 Quick-30 1. [Cognionics Quick-30...] が表示される 2. [Connect]で接続する  ドングルをPCに挿す

脳波計を装着する Quick-30(Cognionics) (3) 21 / 36 Quick-30 3. 新しいポップアップが 表示される。下に隠れている こともあるので注意 4. チャンネルの位置が 表示される。 Sampling Rateを変えた ければここで。 5. 問題なければ、[Start Device]で接続

脳波計を装着する 22 / 36 Quick-30 Quick-30(Cognionics) (4) 6. 波形が表示される

脳波計を装着する 23 / 36 Quick-30 Quick-30(Cognionics) (5) 脳波計測と実験アプリを 同じパソコンで行う場合に設定 7. Markersを選択 8. [Start TCP Reciever] を押す

脳波計を装着する 24 / 36 Quick-30 Quick-30(Cognionics) (6) 9. Channelsを選択 10. [^]で画面を大きく

脳波計を装着する 25 / 36 Quick-30 Quick-30(Cognionics) (7) 11. Displayを選択 12. 縦軸を変更する scale > 100μV に設定。 臨機応変に対応。

脳波計を装着する 脳波計装着 • 鼻根と後頭結節、左右の両耳介前点のそれぞれ の中心がCZになるようにする。 • ヘッドキャップのサイズは、青線を一周 • 成人男性が56㎝ • 成人女性が54㎝が標準サイズ • 装着時に顎紐が食い込んで痛い場合は、クッ ションを挟む • キャップが頭皮から浮いているとジェルが大量 必要になり、ブリッジの原因となるので、しっ かり装着する 26 / 36

脳波計を装着する 27 / 36 インピーダンス 目指すインピーダンス値 • mbt smarting pro (ジェル電極)：5~10k • ジェルを電極と皮膚の間に入れる • mbt smarting pro (スポンジ電極)：20~30kΩ • 塩水(KCl)を含んだスポンジを電極と頭皮の間に入れる • quick-30 (ドライ電極)：200~300kΩ • 電極を頭皮にあたるよう髪を掻き分ける ➢論文において「インピーダンスはXkΩ以下にした」と記載することがある

脳波計を装着する 28 / 36 Quick-30 Quick-30(Cognionics)の場合 (8) インピーダンスが高い 他のノイズ(電源など)がある インピーダンスが低い

脳波計を装着する 29 / 36 Quick-30 Quick-30(Cognionics)の場合 (9) [Device]に戻り、 [Record]で測定開始 開始時に[ファイル名][保存 先][フォーマット]を指定 フォーマットは[European Data Format(.edf)(*.edf)]が おすすめ

脳波実験(Handgrip)

次回予告

次回予告 32 / 36 MATLABのインストール (2024a) • 以下のサイトの指示に従って、MATLABをインストールする https://www.waseda.jp/navi/rental/soft/matlab.html R2024aで実習します。 他のバージョンでも動くと思います。

• https://www.waseda.jp/navi/rental/soft/matlab.html

次回予告 33 / 36 eeglabのインストール (2024.0) https://sccn.ucsd.edu/eeglab/download.php or https://sccn.ucsd.edu/eeglab/download/daily/ 一番下の2024.0をダウンロード

• https://sccn.ucsd.edu/eeglab/download.php
• https://sccn.ucsd.edu/eeglab/download/daily/

次回予告 34 / 36 eeglabを起動する (1/3) ① MATLABを起動する ② パスの設定を選択 ③ ポップアップが出てくる ④ フォルダーの追加

次回予告 35 / 36 eeglabを起動する (2/3) ⑤ ダウンロードした[eeglab2024] を選択する ⑥ [OK]を選択 ⑦ 追加したeeglabが表示されているか確認 ⑧ [保存]を選択 ⑨ [閉じる]を選択

次回予告 36 / 36 eeglabを起動する (3/3) eeglabと入力し、Enterを押す 青いポップアップが出てくる