🧠 非侵襲性脳コンピュータインターフェース (Non-invasive BCI)
非侵襲性脳コンピュータインターフェース（Non-invasive BCI）は、外科手術による埋め込みを必要とせずに、頭皮の外側から脳活動を測定し、それをコンピュータへのコマンドに変換する技術です。
侵襲性のBCI（Neuralinkなど）と比較して、セットアップが容易でリスクが低い反面、頭蓋骨や頭皮を介して信号を読み取るため、信号の空間的・時間的な解像度（精度）が低いというトレードオフがあります。
1. 主要な非侵襲性BCI技術
現在、最も広く研究・利用されている非侵襲性BCI技術は以下の通りです。
1.1. 脳波測定 (EEG: Electroencephalography)
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原理: 頭皮に電極を装着し、大脳皮質のニューロン集団の活動によって生じる微弱な電位変化（脳波）を測定します。
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特徴: セットアップが比較的簡単でコストも低く、時間分解能が高い（脳活動の変化をミリ秒単位で追える）のが最大の利点です。しかし、頭蓋骨が信号を歪ませるため、空間分解能は低いです。
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用途: 義肢の制御、環境制御（スマートホーム）、ゲーム、ニューロフィードバック、および認知状態（集中度、リラックス度）のモニタリング。
1.2. 脳磁図 (MEG: Magnetoencephalography)
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原理: 脳活動に伴って発生する微弱な磁場を、超伝導量子干渉素子（SQUID）などの高感度センサーで測定します。
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特徴: 磁場は頭蓋骨の影響を受けにくいため、EEGよりも空間分解能が高いです。しかし、装置が非常に大きく高価で、極低温の環境が必要なため、臨床や日常的な使用には適していません。
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用途: 脳機能マッピング、てんかん焦点の特定などの研究・診断。
1.3. 機能的近赤外分光法 (fNIRS: functional Near-Infrared Spectroscopy)
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原理: 近赤外光を頭皮に照射し、光の吸収率の変化から、脳の活動に伴う血流の変化（酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの濃度変化）を測定します。
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特徴: 小型化しやすく、比較的安価で、頭皮の表面近くの皮質活動を検出できます。しかし、血流変化を測定するため、時間分解能はEEGよりも遅いです。
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用途: 認知機能の研究、リハビリテーション、環境制御。
2. 非侵襲性BCIの課題
非侵襲性BCIは安全性と利便性が高い一方で、実用化には以下の課題があります。
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信号のS/N比が低い: 信号が頭蓋骨、頭皮、筋肉などの組織を通過する際に大幅に減衰・歪曲され、ノイズ（特に筋電図 (EMG) や眼電図 (EOG)）が混入しやすくなります。
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解像度の限界: 埋め込み型（侵襲性）のように個々のニューロン活動を捉えることはできず、数十万のニューロンの集合的な活動しか捉えられません。
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訓練の必要性: ユーザーは、自分の脳波パターンをBCIシステムが認識できるように、特定の思考パターン（例：左右の手を動かすイメージ）を生成する訓練が必要です。
これらの課題を克服するため、AI（機械学習）を用いた高度な信号処理や、よりポータブルで高感度なセンサーの開発が進められています。
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