１Hz以下の波形追従型EEGニューロフードバック
この記事は、かなり難易度が高く理解するのが難しいかもしれません。
目次
EEGニューロフードバックとは
ニューロフィードバックは、脳活動の自己調整を訓練するバイオフィードバックの一種です。
通常、脳活動を脳波（EEG）として測定し、脳波のリアルタイムフィードバックを利用して、望ましい脳の状態を促します。このプロセスは、オペラント条件付けの原理、特に正の強化を利用して、特定の脳波パターンを学習させます。
ニューロフィードバックは、犬にご褒美を与えて「お座り」を教えるのと同様に、脳が報酬に基づいて学習するプロセスを利用しています。望ましい脳活動が起こった際に、視覚的な変化（画面が大きくなるなど）、聴覚的な刺激（心地よい音など）を提供することで行われます。
繰り返し刺激によって、脳は特定の脳波パターンを生成することを学習し、自己調整能力を高めることができます。したがって、効果的なトレーニングのためには、ニューロフィードバックセッションの頻度と継続時間が重要な要素となります。
EEG：脳波活動の測定
脳波（EEG）は、頭皮に配置された電極によって脳内の電気活動を検出する技術です。
微弱な電気信号は増幅され、コンピュータソフトウェアによって処理されます。
脳波は、周波数（速さ）と振幅（強さ）によって特徴付けられます。異なる周波数帯域（デルタ波、シータ波、アルファ波、ベータ波、ガンマ波）は、異なる精神状態や機能に関連しています。
EEGニューロフードバックは非侵襲的な方法で脳活動を観察することを可能にし、様々な認知状態や感情状態に関連する神経振動を測定し、調整することができます。
EEGニューロフードバックは、健康状態やパフォーマンスに関連する特定の脳の状態を訓練する可能性を開きます。
EEGニューロフードバックが非侵襲的であるという点は、より侵襲的な技術と比較して、安全でアクセスしやすい脳トレーニング方法であることを意味します。さらに、特定の脳波周波数と精神状態との関連性は、目標とするニューロフィードバック介入の基礎となります。
1Hz以下の脳波周波数について
インフラロー周波数（ILF）帯域
1Hz以下の周波数は、サブヘルツ周波数とも呼ばれます。1Hz以下の周波数帯は、非常に緩やかな皮質電位（SCP）や脳幹活動に関連し、デルタ波（1-4 Hz）のようなEEG周波数帯域とは異なります。
インフラロー周波数帯域は、脳内の最も遅い電気活動を表しており、より高い周波数帯域よりも深いレベルで、基本的な調節プロセスに関与していると考えられています。
脳には、非常に遅い（1Hz以下）から非常に速い（100Hz以上）まで、様々な周波数の電気的リズムが存在します。脳のリズムは、睡眠や覚醒といった基本的な状態から、思考や集中といったより複雑な機能まで、脳の活動を反映しています。
また、インフラロー周波数は、脳の基本的なリズムの中でも最も遅く、心拍や呼吸といった体の基本的なリズムとも関連していると考えられています。
従って、インフラロー周波数帯域でのトレーニングは、脳機能と安定性の全体に広範な影響を与える可能性を示唆しています。
ILFニューロフィードバックは、より高い周波数帯域のより速い変動とは異なる、ベースラインの覚醒と全体的なシステム調節に関連する、脳活動の基本的な、ゆっくりと変化する側面をターゲットとしています。
緩徐皮質電位（SCP）
緩徐皮質電位（SCP）は、通常1Hz以下のEEGにおける緩やかな電位変動です。
緩徐皮質電位（SCP）は、皮質の興奮性と注意のレベルを反映し、陰性SCPは興奮の増加を示し、陽性SCPは興奮の減少または抑制を示します。
緩徐皮質電位（SCP）は主に、皮質ニューロンの大規模な集団の同期活動によって生成され、視床とグリア細胞からの影響を受ける可能性があります。
また、緩徐皮質電位（SCP）は、情報に応答し処理する脳の準備状態を示す重要な指標です。
緩徐皮質電位（SCP）の電位を制御するように訓練することで、注意、覚醒調節、および潜在的に発作閾値の改善につながる可能性があり、緩やかな脳波成分と、脳の全体的な活動レベルおよび集中力の能力との間に直接的な関係があることを示唆しています。
従って、緩徐皮質電位（SCP）をターゲットとする介入は、ADHDやてんかんなどの状態に大きな影響を与える可能性が示唆されています。
波形追従型フィードバック
振幅または周波数帯域フィードバックとの対比
一般的なニューロフィードバックは、特定の周波数帯域の振幅またはパワーの増加または減少（例えば、ベータ波の増加、シータ波の減少）に報酬を与えて学習させます。
一方、ILFなどで使用される波形追従型フィードバックは、脳の基礎となる緩やかな電気活動をより直接的に表現します。
波形追従型フィードバックにより、脳は基本的なリズムを直接観察し応答することで、より微妙な自己調整を学習できる可能性があります。
従来のニューロフィードバックにおける特定のEEG機能（ベータ波の増加やシータ波の減少など）への報酬と、ILFなどで使用されている波形全体の反映との違いは、脳が自己調整を学習する方法の根本的な違いを示唆しています。
波形追従アプローチは、より全体的で内発的な形式の調整を促進する可能性があり、従来のニューロフィードバックは、特定の脳波成分のよりターゲットを絞った変化に焦点を当てます。
フィードバックの方法
視覚であれば緩やかな波形の形状を描写し、聴覚であれば波形の傾きや方向に基づいて音の高さや周波数が変化する音が使われます。
緩やかな脳波の継続的な変化を直接反映し、脳の基本的なリズムを直感的に理解できるようにすることが大切です。
脳の基本的なリズムとは、脳の電気活動の自然な繰り返しのパターンであり、非常に遅いインフラロー周波数から、より速いガンマ波まで、様々な速度で発生します。
脳のリズムは、脳の様々な機能や状態に対応しており、インフラロー周波数は、覚醒や注意の基盤となる、よりゆっくりとした調節プロセスを反映しています。
波形追従型フィードバックは、この最も基本的なリズムの形状を捉え、リズムを提示することで、意識的な努力なしに脳が自己調整を学習するのを助けます。
暗黙的な学習プロセスは、認知的な洞察力が限られている個人や、より抽象的な形式のフィードバックに苦労している個人にとって特に有益かもしれません。
インフラロー周波数ニューロフィードバックシステム
特殊な機器
標準的な脳波アンプは1Hz以下の低周波数をフィルタリングするため、1Hz以下の非常に緩やかな電圧変化を正確に測定するには、DC結合アンプが必要です。
また、1Hz以下の低周波数ではアーチファクト（例えば、目の動き）に対する感度が高いため、ノイズを最小限に抑えるための技術が必要です。
トレーニングの暗黙性
多くの場合、個人からの積極的なタスクや意識的な努力は必要ありません。脳の固有の自己調整メカニズムに依存しているためです。
トレーニングの暗黙的な性質は、注意、認知機能の低下、または治療への積極的な参加への意欲に苦労している方に適している可能性があります。
結論
EEGニューロフィードバックにおける1Hz以下の波形追従型フィードバックシステムは、脳の非常に緩やかな電気活動、特にインフラロー周波数と緩徐皮質電位をターゲットとする高度な技術です。
従来のニューロフィードバックが特定の周波数帯域の振幅やパワーの変化に焦点を当てるのに対し、インフラロー（ILF）ニューロフィードバックは脳波の形状とダイナミクスを直接反映するフィードバックを提供します。
ILFニューロフードバックは波形追従型のフィードバックにより、脳はより基本的なレベルで自己調整を学習することが可能になります。
インフラロー周波数帯域は、覚醒レベルや自律神経系の調節など、脳の基本的な機能に関与していると考えられています。
従って、インフラロー周波数帯域でのトレーニングは、自閉症、双極性障害、ADHD、不安、うつ病、てんかんなど、広範囲の神経学的および精神医学的状態に対して潜在的な利点を示す可能性が示唆されています。
特に、意識的な努力を必要としない暗黙的な学習の性質は、さまざまな集団にとってアクセスしやすい技法となる可能性があります。
この分野は現在も研究開発が進められており、今後の研究によって、ニューロフィードバック技術のメカニズム、応用、および有効性に関する理解がさらに深まることが期待されます。
従来のEEG周波数帯域とインフラロー周波数の比較
| 周波数帯域 | 周波数範囲 (Hz) | 一般的な関連性/機能 |
| インフラロー周波数（SCPを含む） | < 1 | 皮質の興奮性、注意、脳幹活動、基本的な調節プロセス |
| デルタ波 | 1-4 | 睡眠、修復、複雑な問題解決、無意識 |
| シータ波 | 4-8 | 創造性、洞察、深い状態、無意識、瞑想、不安、注意散漫 |
| アルファ波 | 8-12 | 準備、瞑想、深いリラックス |
| ベータ波 | 12-30 | 思考、集中、持続的な注意、緊張、覚醒、興奮、学習 |
| ガンマ波 | 30-100 | 学習、認知処理、問題解決タスク、精神的な鋭さ |
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