脳波測定での調査、インピーダンスとヘッドステージ
in vivoでマウス海馬の脳波（EEG）を測定するのが目標です。
REM睡眠を判定するために、脳表EEGと筋電（EMG）も測定する必要がありそうなのですが、ヘッドステージの数が足りなくなりました。
買えばいいのですが、そもそもこのヘッドステージが要るのか、仕組みを考えて数万円するのはおかしし自作できないかと考えて、勉強してみました。
元工学部ではありますが、詳しい仕組みをよく知らないので間違っていたら指摘して頂けると嬉しいです。
インピーダンス
ヘッドステージ無しだとどうなるか調べました。
結論から言うと、記録電極のインピーダンスを下げれるのであればヘッドステージ無しでも良さそうです。
電極のインピーダンスが高いとノイズに弱くなります。*1*2
計測器のインピーダンスが高いほど、記録の電圧が高くなり、S/N比が上がるようです。
EMGは筋肉の表面に被覆を多めにむいたステンレス線を入れて測定、脳表EEGはネジをDuraにつければインピーダンスが下がるはずです。一度これで、ヘッドステージ無しで試してみます。
ヘッドステージ
様々な部位からEEG計測したい場合、電極の数に応じてヘッドステージが必要になるかもしれません。ヘッドステージが高いのは納得行かないので、仕組みを調べてみました。
ヘッドステージアンプというのが正式名称とのこと。
そもそもこれを着ける意味ですが、インピーダンスを下げるためなようです。*3
ボルテージフォロア回路でインピーダンスを下げます。
参照電極と記録電極の差動入力を得るためだけならFig.1のような回路で良いと思っていましたが、
Fig.1 差動入力だけ
ボルテージフォロア回路も含めてFig.2のようにすれば良いのでしょうか。
Fig.2 差動入力＋ボルテージフォロア回路
なんてことをツイッターでつぶやいていると、物性の友人からこんなリプライが。
@hiho_karuta オペアンプの出力インピーダンスは低いだろうし、このまま測定器に繋ぐなら後ろのボルテージフォロワも入れなくていいんじゃないかな
— adder283 (@adder283) 2015, 2月 11 なるほどです。
生体信号計測用として売っている数万円のヘッドステージの中身はオペアンプ１つだけなのでしょうか。分解してみたいです。
