複素独立成分分析を用いた複数ニューロン活動のリアルタイム弁別処理システム

摘要

神経組織に刺入した多重電極で複数のニューロンの活動を細胞外で同時記録する手法（多細胞記録法）がブレインーマシン·インタフェースで広く用いられている．多細胞記録法では観測信号に含まれる活動電位を波形パターンに基づいて分離·弁別する必要がある．独立成分分析法は重畳した活動電位を分離できるため有用であるが，生の実験データにそのまま適用しただけでは十分な弁別性能が得られないことが多い．我々は，連続ウェーブレット変換と複素独立成分分析を組み合わせた手法を提案し，優れた弁別性能を有することを明らかにしてきた．本稿では，背景ノイズが弁別精度に及ぼす影響を実験データに基づいて構成された試験データを用いて検討する．さらに，ディジタルシグナルプロセッサを搭載した信号処理システムに本手法を実装する．このシステムが，活動電位発生から弁別までの遅延時間が2ms程度のリアルタイム処理が可能であることを示す．