Background
メキシコ、オアハカの電子工学の学生、José Enrique López Pérez が作ったプロトタイプに触発されました。 心臓や脳のように「インパルス」という形で素早く変化するわけではありませんが、私たちが測定できる電圧の差があるのです。 具体的には、角膜のある目の前のほうが、網膜のある目の後ろよりもプラスです。
この電位差により、目は電気双極子となっています。 そして双極子が動くと、電場の変化が起こり、それを観察することができる。 眼球を左右や上下に動かすと、電位差が生じ、これを計測することができる。 BYBヘッドバンドの電極を目の両側に配置することで、左右の動きを検出することができます。 目の上に電極を置き、目の下に電極を置くことで、上下の動きとまばたきを検出することができます。 まばたきって何ですか？ そうです、まばたきも検出できるんです。 しかし、これは眼球の動きではなく、眼輪筋の筋電図信号によるものだと考えています。 しかし、これを利用すれば、まばたき検出器のような面白いインターフェースが作れます。
それでは、信号を観察・測定してみましょう!
ダウンロード
始める前に、Backyard Brains Spike Recorderがコンピュータまたはモバイルデバイスにインストールされていることを確認します。 Backyard Brains Spike Recorderプログラムは、実験を行う際に、コンピュータ/タブレット/携帯電話上でデータを視覚化し、保存することが可能です。
実験手順
今回の「眼電位」実験では、目を動かしたときの眼球電位の変化を測定します。
- まずは目の動きを左と右で比較します。 BYBヘッドバンドを手に取り、電極が左右の眼に位置するように置きます。
- ヘッドバンドの金属パッチの下に電極ゲルの球を加えます。
- 注：代替の電極のセットアップは、両方の電極パッチ電極をこめかみの両側に、目の外側に置くことです。
- 今それはあなたの電極を接続する時間です！目の周りの電極に赤いワニクリップ、そしてあなたの耳の後ろの地面に黒いワニクリップを配置します。 目の周りのどの位置にどの赤があるかは、入門的な実験では問題ではありません。
- 電極ケーブルの線をSpikerBoxに差し込みますが、これはオレンジ色のコネクタです。
- SpikerBoxとSpike Recorderのプログラムをセットアップします。 このアンプのフィルター設定は、家庭の電気系統のスイートスポットにあるため、この実験ではノイズに十分注意する必要があります。 ノートパソコンとSpikerBoxをコンセントから離し、蛍光灯などからも遠ざけてください。 また、ノートパソコンはバッテリーのみで動作するようにしてください。
- この実験は、友人に観察してもらうとより簡単です。 信号が来たら、目を左に動かしてください。 ある方向への偏向の後、別の方向へ急速に偏向するのが見えるはずです。 目を右に動かすと、信号の極性が変わります。
- さて、今度は上下の動きとまばたきの動きを記録してみることにしましょう。 ヘッドバンドで、目の上に電極を1つ用意し、目の下にシール電極を配置します。 赤のワニ口クリップを目の上と下の電極に、黒のアースクリップを耳の後ろのアースにつけてください。
- では、まばたきと目を上下に動かしてみてください。
- データを記録するには、スパイクレコーダーソフトウェアの赤い記録ボタンを押します。 この信号でインタフェースを作ることができるかもしれないことに、私たちは気づかなかったわけではありません。 8175>
Discussion / Further Work
- このインターフェイスを使ってビデオゲームを制御することは可能でしょうか。
- SpikeRecorder Software は使いやすいように設計されていますが、もしインターフェイスをハックしたいのであれば、データの保存と表示も行うレガシー処理のスケッチを修正することが可能です。 ダウンロードはこちらから。
注釈
謝辞は、Jose の依頼でセルビアン・ヒーローのイラストを描いたチリ人アーティスト Italo Ahumada Morasky に捧げます。
Science Fair Project Ideas
- 目を開けているときと閉じているときでは電位は違って見えるか？ なぜか、なぜか。
- EOG電極の配置を実験してください。 信号にどのような影響を与えますか？
- 電位の振幅は、目をどれだけ動かすかによって影響を受けますか？ どのくらいの速さで？ また、その理由は何ですか。
- 電極の配置は、発生する電位にどのような影響を与えますか。 目の動きに対してどこが、目からどのくらい離れているかというように。 なぜそのような効果があるのでしょうか。 電位が発生する仕組みや、体内での電気の動きについて、物理学的に考えてみてください。
- 目を閉じる（ゆっくり）、目を細める、大きく開けるなど、まぶただけでできる動きを試してみてください。 なぜ、なぜ、これらのEOGが見られないのか、見られるとしたら、以前に見られたものと比べてどうなのでしょうか。
- 眼鏡が必要かどうかは影響しますか？ なぜでしょうか、なぜでしょうか。 もしそうなら、どんな影響があるのでしょうか？