fMRI賦活部位を線形制約とするプリホワイトニングビームフォーマの脳波律動変動データへの適用

Abstract

ヒトの脳活動に関する知見を得るため, 脳波(EEG)の律動の増大(事象関連同期, ERS)や減衰(事象関連脱同期, ERD)に着目することがある.運動およびそのイメージを行った場合, EEGでは運動野, 体性感覚野近傍でERSおよびERDが計測され, 機能的磁気共鳴画像法(fMRI)においても, 主に一次運動野での賦活が計測される.本研究では, 左右手首屈伸運動のEEGおよびfMRI計測データに対し, 線形制約付きプリホワイトニングビームフォーマ(LCPW)を適用してμ律動(8〜13Hz)のERSおよびERDに対応する信号強度変動の検出を行った.その結果, 手首屈伸運動期間中はμ律動のERSおよびERDに対応する検出ピークがそれぞれ同側, 対側に観測された.このことは, LCPWビームフォーマがERS/ERDの信号源推定に適用可能なことを示している.

The power increase/decrease of EEG rhythms (event-related synchronization/desynchronization, ERS/ERD) is often used to investigate human brain activities. When subjects execute movements and their imageries, ERS and ERD are observed in the vicinity of the sensorymotor area and the brain activity mostly in the primary motor area is also observed by fMRI. In this study, signal power related to ERS and ERD of μ rhythm (8-13Hz) were estimated by applying prewhitening beamformer with linear constraints to measured EEG and fMRI data during right/left wrist bending movements. It was found that the centers of estimated signal power of ERS and ERD of μ rhythm were located in the ipsilateral and contralateral sensorimotor area, respectively. This demonstrates that prewhitening beamformer with linear constraints is available for signal source estimation of ERS and/or ERD.