DE102011052186A1

DE102011052186A1 - Verfahren zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen

Info

Publication number: DE102011052186A1
Application number: DE102011052186A
Authority: DE
Inventors: Christian Zimmerli
Original assignee: infrasonics GmbH
Current assignee: Infrasonics De GmbH
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2031-07-28
Also published as: WO2013014210A1; DE102011052186B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen n Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal (115). Um eine einfache, in den Alltag integrierbare Stimulation von Gehirnwellen einer Person in einem definierten Frequenzbereich zu ermöglichen, weist das Verfahren Bereitstellen des Grundsignals (115), Ändern einer Tonhöhe des Grundsignals (115) um einen Frequenzwert, der höchstens 50 Hertz beträgt, und Addieren des Grundsignals (115) und des in der Tonhöhe geänderten Grundsignals (115), um das akustische Signal (102) zu erzeugen, auf. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung (100) zum Erzeugen eines akustischen Signals (102) zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal (115), ein computerlesbares Speichermedium, ein Programm-Element und akustisches Signal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen, ein computerlesbares Speichermedium, ein Programm-Element und ein akustisches Signal.
Die Aktivität des menschlichen Gehirns zeichnet sich unter anderem durch elektrische Potenziale aus, die beispielsweise mittels eines Elektroenzephalogramms (EEG) gemessen werden können. Die Amplitude dieser elektrischen Potenziale schwingt üblicherweise in einer zyklischen Art, und die zugeordneten Schwingungen überlagern sich in unterschiedlichen Frequenzbereichen, die in der Regel zwischen 0 Hertz und 50 Hertz (Hz) umfassen. Diese Schwingungen werden in der Literatur als „Gehirnwellen“ bezeichnet.
Die Gehirnwellen einer Person sind in allen Frequenzbereichen feststellbar und können, abhängig von der Stimmung der Person oder ihres Aktivitätszustandes, in einem spezifischen Frequenzbereich dominieren. Beispielsweise zeichnet sich der Schlaf bei einer gesunden Person durch die Dominanz von Gehirnwellen im Frequenzbereich zwischen 0,6 Hertz und 4 Hertz (sogenannte „Delta-Wellen“, die typisch für den Tiefschlaf sind) oder zwischen 4 Hertz und 8 Hertz (so genannte „Theta-Wellen“, die typisch für den leichten Schlaf sowie die Einschlafphase sind) aus. Bei einer Dominanz von Gehirnwellen in einem Frequenzbereich zwischen 8 Hertz und 13 Hertz wird von „Alpha-Wellen“ gesprochen, die einem entspannten Wachzustand der Person darstellen. Sogenannte „Beta-Wellen“, die einen Frequenzbereich von 13 Hertz bis 30 Hertz zugeordnet sind, entsprechen einem wachsamen, aktiven Zustand. Bei Frequenzen oberhalb von 30 Hertz spricht man von „Gamma-Wellen“, die in Situationen von starker Vigilanz und/oder Konzentration oder Aufregung einer Person auftreten.
Die Gehirnwellen einer Person können durch äußere Sinneseinflüsse stimuliert werden, die beispielsweise optischer Natur (Umgebungslicht und/oder Umgebungsfarben, rhythmische Blitze) oder akustischer Natur (bestimmte Reize oder eine speziell gestaltete Tonfolge) sein können. Eine Möglichkeit der akustischen Stimulation basiert auf sogenannten „binauralen Pulsationen“ (engl. „binaural beats“). Die binauralen Pulsationen werden im Gehirn der Person „erzeugt“, indem dem linken und rechten Ohr der betreffenden Person akustische Signale mit geringfügig unterschiedlicher Frequenz (Unterschied in der Regel bis zu 40 Hertz) zugeführt werden, so dass im Nucleus olivaris superior der Person eine Überlagerung der beiden akustischen Signale (ähnlich einer Schwebung zweier Schallwellen) auftritt und dadurch ein pulsierender Ton subjektiv erzeugt wird. Die Frequenz der Lautstärken- oder Amplitudenmodulation des pulsierenden Tons entspricht näherungsweise der Differenz der Frequenzen der beiden akustischen Signale, die dem linken und rechten Ohr der Person zugeführt werden. Dieses Phänomen wurde erstmals im Jahr 1841 in Grundzügen beschrieben (siehe Dove „Über die Combination der Eindrücke beider Ohren und beider Augen zu einem Eindruck“, Königliche Preußische Akademie der Wissenschaften zu Berlin) und im Jahr 1971 in einem wissenschaftlichen Artikel ausführlich dargelegt (siehe Gerald Oster, "Auditory beats in the brain", Scientific American).
Die stimulierende Wirkung der binauralen Pulsationen in Bezug auf Gehirnwellen wurde in verschiedenen wissenschaftlichen Studien (vor allem in den 1990er und 2000er Jahren) belegt. So kann man beispielsweise Gehirnwellen im Frequenzbereich um 6 Hertz verstärken, indem man dem linken und rechten Ohr des Subjekts akustische Signale zuführt, die unter sich eine Frequenzverschiebung von 6 Hertz aufweisen.
Ferner ist es allgemein anerkannt, dass der Gemütszustand der Person mittels der binauralen Pulsationen beeinflusst werden kann. Beispielsweise wird durch Stimulation der Gehirnwellen im Delta- und Theta-Frequenzbereich (bis 8 Hertz) der Schlaf begünstigt, während eine Stimulation im Beta-Frequenzbereich (13 Hertz bis 30 Hertz) zu erhöhter Konzentration führt.
DE 10 2008 014 208 A1 beschreibt eine auf den oben dargestellten Erkenntnissen basierende Vorrichtung zum Stimulieren von Gehirnwellen einer Person, um das Schlafverhalten der Person zu beeinflussen. Dazu weist die Vorrichtung zwei Lautsprecher auf, die dazu eingerichtet sind, ein Trägersignal beziehungsweise ein Modulationssignal, das eine geringfügige unterschiedliche Frequenz als das Trägersignal aufweist, dem linken Ohr beziehungsweise dem rechten Ohr der Person zuzuführen. Durch die Überlagerung des Trägersignals und des Modulationssignals im Kopf der Person werden binaurale Pulsationen mit Frequenzen unterhalb von 14 Hertz stimuliert, die wiederum sogenannte Delta-Wellen, Theta-Wellen oder Alpha-Wellen der Person stimulieren.
Diese Vorrichtung weist allerdings den Nachteil auf, dass großdimensionierte Lautsprecher vorhanden sein müssen, um das Trägersignal und das Modulationssignal zu erzeugen, das für die Infraschall-basierten binauralen Wellen (vor allem in einem Bereich von 2 Hertz bis 6 Hertz) notwendig ist. Aus der Praxis ist bekannt, dass ein solches Träger- und Modulationssignal typischerweise von Flugzeugturbinen oder industriellen Anlagen erzeugt werden können.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache, in den Alltag integrierbare Stimulation der Gehirnwellen einer Person in einem definierten Frequenzbereich bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal, eine Vorrichtung zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal, ein computerlesbares Speichermedium und ein Programm-Element gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt.
Gemäß einem exemplarischen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal bereitgestellt, wobei das Verfahren Bereitstellen des Grundsignals, Ändern einer Tonhöhe des Grundsignals um einen Frequenzwert, der höchstens oder weniger als (etwa) 50 Hertz beträgt, und Addieren des Grundsignals und des in der Tonhöhe erhöhten Grundsignals, um das akustische Signal zu erzeugen, aufweist.
Gemäß einem weiteren exemplarischen Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal bereitgestellt, wobei die Vorrichtung eine Tonhöhenänderungseinheit zum Ändern einer Tonhöhe des Grundsignals um einen Frequenzwert, der höchstens (etwa) 50 Hertz beträgt, und eine Addiervorrichtung zum Addieren des Grundsignals und des in der Tonhöhe erhöhten Grundsignals aufweist, um das akustische Signal zu erzeugen.
Gemäß einem weiteren exemplarischen Aspekt der Erfindung wird ein computerlesbares Speichermedium bereitgestellt, wobei in dem computerlesbaren Speichermedium ein Programm zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal gespeichert ist, welches Programm, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, ein Verfahren zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal, das oben beschrieben ist, ausführt oder steuert.
Gemäß einem weiteren exemplarischen Aspekt der Erfindung wird ein Programm-Element zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal bereitgestellt, welches Programm-Element, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, ein Verfahren zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal, das oben beschrieben ist, ausführt oder steuert.
Gemäß einem weiteren exemplarischen Aspekt der Erfindung wird ein akustisches Signal, das durch das oben beschriebene Verfahren zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen hergestellt ist, bereitgestellt.
Der Begriff „akustisches Signal“ kann insbesondere ein Schallsignal bezeichnen, das sich mit einer Frequenz oder (unterschiedlichen) Frequenzen eines Frequenzgemisches ausbreiten kann. Die Frequenz oder die Frequenzen des akustischen Signals können zeitlich konstant sein oder können sich zeitlich verändern.
Der Begriff „Tonhöhe“ eines akustischen Signals kann insbesondere eine Frequenz oder Frequenzen eines Frequenzgemisches bezeichnen, die der Tonhöhe des akustischen Signals zugeordnet ist oder sind.
Der Begriff „Tonhöhenänderung eines akustischen Signals um einen Frequenzwert“ kann insbesondere eine Verschiebung der Frequenz(en) des Signals um den (für alle Frequenzen zeitlich konstanten) Frequenzwert bezeichnen. Insbesondere kann der Frequenzwert einer Tonhöhenänderung, die in „Cent“ gemessen werden kann, zugeordnet sein. Die Einheit „Cent“ kann gemäß der Norm DIN 13320, wie sie am Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung bekannt ist, definiert sein.
Der Begriff „Erzeugen eines akustischen Signals“ kann insbesondere ein Generieren des (tatsächlich existenten) akustischen Signals bezeichnen, das messbar sein kann.
Der Begriff „Stimulieren von Gehirnwellen“ kann insbesondere ein Anregen von Gehirnwellen bezeichnen, welches Empfänger-abhängig unterschiedlich wahrgenommen werden kann. Hierbei kann der Empfänger der Stimulation eine Person oder auch ein beliebiges Säugetier sein. Insbesondere können die stimulierten Gehirnwellen eine dominante Frequenz oder einen dominanten Frequenzbereich aufweisen.
Gemäß den exemplarischen Aspekten der vorliegenden Erfindung können Gehirnwellen einer Person stimuliert werden, indem die Person einem akustischen Signal ausgesetzt wird, das durch Addition zweier akustischer Signale erzeugt werden kann. Ein erstes, zu addierendes Signal entspricht einem durch die Tonhöhenänderung geänderten Grundsignal, und das zweite, zu addierende Signal entspricht dem Grundsignal. Eine Frequenzdifferenz zwischen einer Frequenz des Grundsignals und einer Frequenz des geänderten Grundsignals ist höchstens etwa 50 Hertz, so dass die Addition des Grundsignals und des geänderten Grundsignals ein Schwebungssignal erzeugen kann, dessen Amplitude näherungsweise (insbesondere in mathematischer Hinsicht in Näherung erster Ordnung) mit der Frequenzdifferenz zwischen der Frequenz des Grundsignals und der Frequenz des geänderten Grundsignals modulieren kann. Die Amplitudenmodulation (einer Einhüllenden) des Schwebungssignals kann einer Lautstärkenmodulation des erzeugten akustischen Signals zugeordnet sein. Folglich kann ein tatsächlich hörbares akustisches Signal erzeugt werden, dessen Lautstärke – ähnlich wie die subjektiv wahrnehmbaren binauralen Pulsationen – mit einer Differenzfrequenz der ursprünglichen Signale modulieren kann. Dadurch können die Gehirnwellen der Person in den Frequenzbereichen, die in etwa der oben beschriebenen Frequenzdifferenz entsprechen, als „Resonanzeffekt“ stimuliert oder unterstützt werden. Dabei kann sogenanntes „Brainwave entrainment“ (Engl., Anleitung der Gehirnwellen) stattfinden.
Diese Art der Stimulation von Gehirnwellen einer Person kann einen neuartigen, bisher noch nicht durchgeführten Ansatz darstellen, obwohl verschiedene wissenschaftliche Untersuchungen in diesem Fachgebiet seit etwa 60 Jahren existieren.
Insbesondere kann die Stimulation der Gehirnwellen besonders genau ausgeführt werden, da anstatt der im Kopf der Person wahrgenommenen binauralen Pulsationen, die durch die „gedachte“ Überlagerung zweier akustischer Signale auftreten kann, ein tatsächliches Schwebungssignal erzeugt werden kann, das eine exakt definierbare und einstellbare Amplitudenmodulationsfrequenz aufweisen kann.
Insbesondere kann das Stimulieren der Gehirnwellen besonders einfach ausgeführt werden, da herkömmliche Signalverarbeitungsmethoden, wie beispielsweise eine Tonhöhenänderung des akustischen Grundsignals oder eine Addition zweier akustischer Signale, verwendet werden können, um das akustische Signal zu erzeugen, das der Person zugeführt werden kann.
Insbesondere kann das Stimulieren der Gehirnwellen besonders einfach ausgeführt werden, da das Verfahren unter Verwendung jedes beliebigen akustischen Grundsignals ausführbar sein kann. Ferner muss es nicht erforderlich sein, ein weiteres akustisches Grundsignal bereitzustellen, um ein geeignetes Schwebungssignal zu erzeugen.
Insbesondere kann das Stimulieren der Gehirnwellen besonders effizient durchgeführt werden, da wenige Schritte zum Erzeugen des akustischen Signals notwendig sein können.
Insbesondere kann die Vorrichtung besonders kostengünstig ausgebildet sein, da wenige Komponenten zum Durchführen des Verfahrens notwendig sein können.
Insbesondere kann das Stimulieren der Gehirnwellen direkt ohne Verwendung weiterer Hilfsmittel und/oder ohne eine betreuende Person, beispielsweise einem Arzt, ausgeführt werden, da das Verfahren wenige Schritte aufweist und eine entsprechende Vorrichtung konstruktiv einfach ausgestaltet sein kann und auch für einen Laien einfach zu bedienen sein kann.
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen des Verfahrens zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal beschrieben. Diese Ausführungsformen gelten auch für die betreffende Vorrichtung, das betreffende computerlesbare Speichermedium, das betreffende Programm-Element und das betreffende akustische Signal.
Das Verfahren kann ferner Frequenzfiltern des in der Tonhöhe geänderten oder zu ändernden Grundsignals vor dem Addieren aufweisen. Insbesondere kann das akustische Signal, das durch die Addition entsteht, für die gefilterte(n) Frequenz(en) dem Grundsignal entsprechen und für die nicht gefilterte(n) Frequenz(en) das oben beschriebene Schwebungssignal sein. Diese Maßnahme kann bewirken, dass ein Signalverarbeitungsaufwand bei der Addition verringert werden kann, da die Signaladdition nur für die nicht gefilterte(n) Frequenz(en) des akustischen Grundsignals ausgeführt werden kann. Ferner kann das entstehende akustische Signal mit einem Klangempfinden der Person verträglich sein, da eine solche Frequenz oder solche Frequenzen gefiltert werden können, die bei der Addition ein für die Person dissonantes akustisches Signal erzeugen können.
Insbesondere kann das Frequenzfiltern des Grundsignals vor einer Tonhöhenänderung des Grundsignals ausgeführt werden, so dass ein Signalverarbeitungsaufwand bei der Tonhöhenänderung signifikant reduziert werden kann, da das gefilterte Frequenzsignal eine geringere Komplexität aufweisen und insbesondere eine geringere Frequenzbandbreite umfassen kann.
Insbesondere kann das Frequenzfiltern des Grundsignals nach der Tonhöhenänderung des Grundsignals ermöglichen, dass das akustische Signal, je nach verwendetem Grundsignal, eine maximale Amplitudenmodulation in dem gefilterten Frequenzbereich aufweisen kann, wodurch eine Aufnahme des akustischen Signals durch die Person verbessert werden kann.
Das Frequenzfiltern kann Durchlassen eines Frequenzbereichs des in der Tonhöhe geänderten oder zu ändernden Grundsignals aufweisen. Insbesondere kann der Frequenzbereich eine einzige Frequenz oder eine Vielzahl von Frequenzen aufweisen, die ein zusammenhängendes oder nicht zusammenhängendes Intervall bilden können. Die Vielzahl von Frequenzen kann einem engen Frequenzbereich oder einem weiteren Frequenzbereich entsprechen. Diese Art der Frequenzfilterung stellt eine besonders einfache und konventionell bekannte Frequenzfilterung dar, so dass bekannte technische Mechanismen zum Frequenzfiltern verwendet werden können und ein Entwicklungsaufwand für das Frequenzfiltern gering sein kann. Insbesondere kann eine Signalverarbeitungskomponente, die dieser Art der Frequenzfilterung zugeordnet sein kann, ein Bandpassfilter aufweisen oder sein.
Der Frequenzbereich kann Frequenzen zwischen zumindest (etwa) 100 Hertz und höchstens (etwa) 600 Hertz, insbesondere Frequenzen zwischen zumindest (etwa) 150 Hertz und höchstens (etwa) 550 Hertz, weiter insbesondere Frequenzen zwischen zumindest (etwa) 200 Hertz und höchstens (etwa) 500 Hertz aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Frequenzbereich Frequenzen zwischen mehr als (etwa) 100 Hertz und weniger als (etwa) 600 Hertz, insbesondere Frequenzen zwischen mehr als (etwa) 150 Hertz und weniger als (etwa) 550 Hertz, weiter insbesondere Frequenzen zwischen mehr als (etwa) 200 Hertz und weniger als (etwa) 500 Hertz aufweisen. Diese Frequenzbereiche können etwa den Frequenzbereichen von gesprochener Sprache oder Musik im Grundtonbereich entsprechen, so dass das erzeugte akustische Signal zur Stimulation von Gehirnwellen, ähnlich zu den subjektiv wahrnehmbaren „binauralen Pulsationen“, eine ähnliche Tonlage wie die Sprache oder die Musik aufweisen kann, wodurch sich die Person, die das akustische Signal hören kann, nicht durch unbekannte Geräusche gestört fühlen kann. Dieser Effekt kann verstärkt werden, je kleiner das Intervall um etwa 350 Hertz zentriert wird.
Der Frequenzbereich kann Frequenzen zwischen zumindest (etwa) 400 Hertz und höchstens (etwa) 1100 Hertz, insbesondere einen Frequenzbereich von zumindest (etwa) 450 Hertz und höchstens (etwa) 1050 Hertz, weiter insbesondere Frequenzbereichen zwischen zumindest (etwa) 500 Hertz und höchstens (etwa) 1000 Hertz aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Frequenzbereich Frequenzen zwischen mehr als (etwa) 400 Hertz und weniger als (etwa) 1100 Hertz, insbesondere einen Frequenzbereich von mehr als (etwa) 450 Hertz und weniger als (etwa) 1050 Hertz, weiter insbesondere Frequenzbereichen zwischen mehr als (etwa) 500 Hertz und weniger als (etwa) 1000 Hertz aufweisen. Diese Frequenzbereiche entsprechen gemäß den Fletcher-Munson-Kurven solchen Frequenzbereichen, deren Lautstärke von der Person bevorzugt wahrgenommen werden können. Je kleiner der durchgelassene Frequenzbereich bezüglich einer Mittenfrequenz von etwa 700 Hertz ist, desto größer kann die Hörempfindlichkeit der Person für das akustische Signal sein.
Das Grundsignal und das in der Tonhöhe geänderte Grundsignal können gewichtet addiert werden, so dass beispielsweise eine Lautstärkenanpassung beider Signale bei dem Addieren erfolgen kann, so dass das akustische Signal für die nicht gefilterten Frequenzen im Bereich der größten Hörempfindlichkeit der Person liegen kann. Die gewichtete Addition des Grundsignals und des geänderten und frequenzgefilterten Grundsignals kann auch einen Lautstärkenverlust des geänderten und frequenzgefilterten Grundsignals aufgrund der Frequenzfilterung kompensieren. Die entsprechenden Gewichtungs- oder Multiplikationsfaktoren des Grundsignals und des geänderten Grundsignals können hierbei entweder fest vorgegeben oder dynamisch gewählt werden.
Insbesondere kann ein Anteil des Grundsignals in dem akustischen Signal zumindest oder mehr als etwa 35 Prozent bis höchstens oder weniger als etwa 45 Prozent und ein Anteil des geänderten Grundsignals in dem akustischen Signal kann zumindest oder mehr als etwa 55 Prozent bis höchstens oder weniger als etwa 65 Prozent sein.
Das (nicht geänderte) Grundsignal kann derart vor dem Addieren verzögert werden, dass das verzögerte Grundsignal und das in der Tonhöhe geänderte und frequenzgefilterte Grundsignal zueinander synchronisiert sein können. Der Begriff „synchronisiert“ kann insbesondere bedeuten, dass das verzögerte Grundsignal und das geänderte und frequenzgefilterte Grundsignal eine identische Phasenbeziehung aufweisen. Insbesondere kann eine Dauer der Verzögerung einer Bearbeitungszeit des geänderten und frequenzverschobenen Grundsignals entsprechen. Mit anderen Worten kann unter dem Begriff „synchronisiert“ verstanden werden, dass das verzögerte Grundsignal und das in der Tonhöhe geänderte und frequenzgefilterte Signal, also die zwei Kanäle des akustischen Grundsignals, resynchronisiert werden können, also dass die beiden Signale so getaktet werden können, wie die Phasen der beiden Signale vor der Signalverarbeitung relativ zueinander waren. Dadurch können das Grundsignal und das erzeugte akustische Signal eine gleiche Phase aufweisen, da eine Addition gleicher Signalanteile des Grundsignals und des geänderten Grundsignals ermöglicht sein kann. Das erzeugte akustische Signal in Bereich der nicht gefilterten Frequenz(en) kann ein nicht „verzerrtes“ Schwebungssignal darstellen, wodurch das Stimulieren der Gehirnwellen signifikant verbessert werden kann.
Alternativ kann insbesondere das in der Tonhöhe geänderte oder zu ändernde Grundsignal derart vor dem Addieren verzögert werden, dass das Grundsignal und das in der Tonhöhe geänderte, frequenzgefilterte verzögerte Grundsignal zueinander synchronisiert sein können.
Das Ändern der Tonhöhe des Grundsignals kann Erhöhen der Tonhöhe des Grundsignals um den Frequenzwert aufweisen oder sein, so dass eine intuitiv besonders einfache mathematische Anweisung, nämlich ein Addieren der Frequenz(en) des Grundsignals und des Frequenzwerts, verwendet werden kann, um das akustische Signal zu erzeugen.
Alternativ kann insbesondere das Ändern der Tonhöhe des Grundsignals Verringern der Tonhöhe des Grundsignals um den Frequenzwert aufweisen, wodurch ebenfalls das geänderte Grundsignal gebildet werden kann.
Der Frequenzwert kann zwischen zumindest (etwa) 0,1 Hertz und höchstens (etwa) 4 Hertz, zwischen zumindest (etwa) 4 Hertz und höchstens (etwa) 8 Hertz, zwischen zumindest (etwa) 8 Hertz und höchstens (etwa) 13 Hertz, zwischen zumindest (etwa) 13 Hertz und höchstens (etwa) 30 Hertz oder zwischen zumindest (etwa) 30 Hertz und höchstens (etwa) 50 Hertz betragen, so dass eine Stimulation der Gehirnwellen im Delta-, Theta-, Alpha-, Beta- oder Gamma-Bereich erzeugt werden können. Alternativ oder zusätzlich kann der Frequenzwert kann zwischen mehr als (etwa) 0,1 Hertz und weniger als (etwa) 4 Hertz, zwischen mehr als (etwa) 4 Hertz und weniger als (etwa) 8 Hertz, zwischen mehr als (etwa) 8 Hertz und weniger als (etwa) 13 Hertz, zwischen mehr als (etwa) 13 Hertz und weniger als (etwa) 30 Hertz oder zwischen mehr als (etwa) 30 Hertz und weniger als (etwa) 50 Hertz betragen.
Insbesondere kann der Frequenzwert fest vorgegeben werden, so dass, je nach gewünschter Frequenz(en) der zu stimulierenden Gehirnwellen und/oder je nach gewünschtem zu stimulierenden Effekt (beispielsweise Schlaf, Entspannung, Meditation oder Konzentrationssteigerung, welche den oben genannten Frequenzbereichen entsprechen), die entsprechenden „binauralen Pulsationen“ erzeugt und die Gehirnwellen mit der gleichen Frequenz wie die „binauralen Pulsationen“ stimuliert werden können. Alternativ kann insbesondere der Frequenzwert beliebig ausgewählt werden, so dass jede gewünschte Beeinflussung der Gehirnaktivität der Person stattfinden kann.
Das Grundsignal kann monophon ausgebildet sein. Der Begriff „monophon“ kann insbesondere ein solches Signal bezeichnen, das mittels einer einzigen Schallquelle erzeugt und/oder mittels eines einzigen Lautsprecherkanals ausgegeben werden kann. Ein monophones Grundsignal kann besonders einfach mit dem oben beschriebenen Verfahren verarbeitet werden, da ein solches Grundsignal aus einer Schallwelle mit einem einzigen Schallanteil bestehen kann. Durch Addition des monophonen Grundsignals und des geänderten und optional frequenzgefilterten monophonen Grundsignals kann ein Amplitudenmoduliertes Schwebungssignal erzeugt werden, das als monaurales Signals verstanden werden kann, um eine Gehirnwellenstimulation zu bewirken.
Insbesondere kann das monophone Grundsignal gesprochene Sprache und/oder Musik aufweisen. Diese Art von Grundsignal kann besonders einfach erzeugt werden und eine vertraute Umgebung für die Person während des Stimulierens der Gehirnwellen erzeugen
Das Verfahren kann ferner Bereitstellen eines weiteren akustischen Grundsignals, Ändern einer Tonhöhe des weiteren Grundsignals um einen weiteren Frequenzwert, der höchstens (etwa) 50 Hertz sein kann, und Addieren des weiteren Grundsignals und des in der Tonhöhe geänderten weiteren Grundsignals, um ein weiteres akustisches Signal zu erzeugen, aufweisen, wobei das weitere akustische Grundsignal monophon ausgebildet sein kann. Durch diese Maßnahme können zwei monophone Grundsignale separat, aber auf ähnliche Weise verarbeitet werden, so dass zwei monophone akustische Signale erzeugt und (insbesondere synchronisiert und/oder räumlich getrennt) dem linken und rechten Ohr einer Person zugeführt werden können. Auf diese Weise können Signale mit einem monauralen und/oder binauralen Anteil erzeugt werden, so dass die Effektivität des Stimulierens der Gehirnwellen erhöht werden kann.
Insbesondere können der Frequenzwert und der weitere Frequenzwert identisch sein, so dass das akustische und das weitere akustische Signal eine identische Frequenz oder identische Frequenzen aufweisen können. Das akustische Signal und das weitere akustische Signal können (beispielsweise mittels Kopfhörer) räumlich getrennt dem linken und rechten Ohr der Person zugeführt werden. Folglich können das erzeugte akustische Signal und das weitere akustische Signal zusammen ein monaurales Signal bilden, um die Gehirnwellen zu stimulieren.
Insbesondere kann das akustische Signal und das weitere akustische Signal eine Frequenzdifferenz beziehungsweise Frequenzdifferenzen, die insbesondere höchstens (etwa) 50 Hertz sein kann beziehungsweise sein können, aufweisen, so dass das akustische Signal und das weitere akustische Signal ein binaurales Signal bilden, um die Gehirnwellen im gewünschten Frequenzbereich zu stimulieren. Zusätzlich können binaurale Pulsationen mit einer anderen Frequenz im Gehirn der Person stimuliert werden, wenn das akustische Signal und das weitere akustische Signal getrennt gehört werden.
Insbesondere können die oben und im Folgenden mit Bezug auf das akustische Grundsignal und/oder das akustische Signal beschriebenen Maßnahmen, technischen Effekte und Vorteile auch für das weitere akustische Grundsignal und/oder das weitere akustische Signal gelten.
Das Grundsignal kann stereofon und/oder (mit) inkohärent(en Anteilen) ausgebildet sein. Der Begriff „stereofones akustisches Signal“ kann insbesondere eine solche Schallwelle bezeichnen, die zwei Schallanteile aufweisen kann, die mittels zweier getrennter Schallquellen erzeugt und/oder mittels zweier getrennter Lautsprecherkanäle ausgegeben werden können. Insbesondere kann das stereofone Signal eine zeitlich konstante oder zeitlich veränderliche Phasenbeziehung zwischen seinen beiden Signalanteilen aufweisen. Der Begriff „inkohärentes Signal“ kann insbesondere eine Schallwelle mit zwei Schallanteilen bezeichnen, deren Phasenbeziehung zeitlich veränderlich sein kann. Folglich kann das Stimulieren der Gehirnwellen unter Verwendung eines komplexen Grundsignals ausgeführt werden, um ein binaurales Signal zu erzeugen. Ferner kann das Verfahren basierend auf verschiedensten Grundsignalen ausgeführt werden. Ferner kann mittels eines stereofonen und/oder inkohärenten Signals eine zeitliche Adaption der Person an das erzeugte Signal vermieden werden, wie sie bei einem monophonen Signal auftreten kann, so dass die dem akustischen Signal ausgesetzte Person das akustische Signal nicht als konstantes Störgeräusch, beispielsweise als Brummton, wahrnehmen kann.
Das Grundsignal und/oder das weitere Grundsignal können Musik (beispielsweise von Typ Jazz) aufweisen, so dass die Stimulierung der Gehirnwellen einer Person besonders einfach mittels herkömmlicher Unterhaltungsmusik bewirkt werden kann. Ferner kann die Stimulierung der Gehirnwellen bei Verwendung von Musik ohne tatsächliche Kenntnis der Person und/oder integriert im Tagesablauf der Person erfolgen. Insbesondere kann mittels Musik ein dynamisches Schwebungssignal erzeugt werden, so dass eine zeitliche Adaption der Person an das Schwebungssignal, die beispielsweise bei einem statischen (also eine Ausbreitungsfrequenz aufweisenden) akustischen Signal mit einer Amplitudenmodulationsfrequenz von unterhalb von etwa 50 Hertz vermieden werden kann. Insbesondere kann Musik eine Ausführungsform eines stereofonen Signals darstellen.
Alternativ oder zusätzlich können insbesondere das Grundsignal und/oder das weitere Grundsignal gesprochene Sprache aufweisen, so dass die Stimulierung der Gehirnwellen einer Person durch eine vertraute Geräuschumgebung bewirkt werden kann. Insbesondere kann die gesprochene Sprache eine Ausführungsform eines stereofonen Signals darstellen.
Insbesondere können das Grundsignal und/oder das weitere Grundsignal jedes beliebige akustische Signal, beispielsweise eine Folge von Tönen, die nicht Musik darstellen können, aufweisen.
Insbesondere kann das Verfahren ferner Bereitstellen eines weiteren akustischen Grundsignals, Ändern einer Tonhöhe des weiteren Grundsignals um einen weiteren Frequenzwert, der höchstens oder weniger als (etwa) 50 Hertz sein kann, und Addieren des weiteren Grundsignals und des in der Tonhöhe geänderten weiteren Grundsignals, um ein weiteres akustisches Signal zu erzeugen, aufweisen, wobei das akustische Grundsignal und das weitere akustische Grundsignal stereophon ausgebildet sein können. Auf diese Weise können zwei binaurale Signale erzeugt werden. Der Frequenzwert, um den das Grundsignal und das weitere Grundsignal verändert werden können, kann gleich oder unterschiedlich sein.
Insbesondere können die oben und im Folgenden mit Bezug auf das akustische Grundsignal und/oder das akustische Signal beschriebenen Maßnahmen, technischen Effekte und Vorteile auch für das weitere akustische Grundsignal und/oder das weitere akustische Signal gelten.
Das Grundsignal kann als Surround-Signal ausgebildet sein. Der Begriff „Surround-Signal“ kann ein akustisches Signal mit sechs Kanälen bezeichnen. Die Kanäle des Surround-Signals können mit dem oben beschriebenen Verfahren verarbeitet werden, so dass das erzeugte akustische Signal entsprechend den sechs Kanälen sechs binaurale Signalanteile aufweisen kann. Insbesondere kann das akustische Grundsignal auch als ein anderes mehrkanaliges (beispielsweise sieben- bis neun-kanaliges) akustisches Grundsignal ausgebildet sein. Insbesondere kann das mehrkanalige Grundsignal mit einem weiteren akustischen mehrkanaligen Grundsignal, wie es oben im Zusammenhang mit dem monophonen und stereophonen Grundsignal beschrieben ist, kombiniert werden, das mittels analoger Verfahrensschritte verarbeitet werden kann. Bei der Signalverarbeitung des mehrkanaligen Grundsignals und des weiteren mehrkanaligen Grundsignals kann insbesondere eine Auswahl der Kanäle getroffen werden, die mittels des beschriebenen Verfahrens verarbeitet werden können. Die Verwendung eines mehrkanaligen Grundsignals kann insbesondere eine dreidimensionale Widergabe des erzeugten akustischen Signals ermöglichen, die beispielsweise bei in der Automobilindustrie bei hochwertigen Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommt.
Insbesondere kann das Verfahren im Bereich der Automobilindustrie verwendet werden, um die Konzentration des Fahrers eines Wagens durch das Stimulieren der Beta-Gehirnwellen zu erhöhen.
Insbesondere kann das Verfahren im Bereich eines Trainierens der Gedächtnisfähigkeit einer Person verwendet werden, indem Gehirnwellen mit einem Frequenzbereich von etwa 13 Hertz bis etwa 30 Hertz mittels Hören des erzeugten akustischen Signals stimulieret werden. Gehirnwellen in diesem Frequenzbereich können Beta-Wellen entsprechen und einer hohen Aufmerksamkeit und Konzentration der Person zugeordnet sein. Das Trainieren der Gedächtnisfähigkeit der Person kann mit einer Leistungssteigerung des Gehirns der Person verbunden sein. In diesem Zusammenhang kann das erzeugte Signal Musik aufweisen, die der Person während einer Trainingsphase des Gehirns vorgespielt werden kann. In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass einfache Intelligenz- und Gedächtnistests durchgeführt wurden, die belegen, dass eine Leistungsfähigkeit des Gehirns einer Person erfolgen kann, wenn die Person Musik ausgesetzt wird.
Insbesondere kann das Verfahren im Bereich eines Trainierens der Konzentrationsfähigkeit einer Person verwendet werden, welche unter Aufmerksamkeitsdefizit / Hyperaktivitäts-Störung (ADHS) leidet, indem Gehirnwellen mit einem Frequenzbereich von etwa 13 Hertz bis etwa 30 Hertz mittels Hören des erzeugten akustischen Signals stimulieret werden.
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der Vorrichtung zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen beschrieben. Diese Ausführungsformen gelten auch für betreffende Verfahren, das betreffende computerlesbare Speichermedium, das betreffende Programmelement und das betreffende akustische Signal.
Insbesondere können die (Einheiten der) Vorrichtung durch geeignete Komponenten einer Schaltung oder einer Vielzahl von Schaltungen realisiert werden. Solche Komponenten können beispielsweise Kondensatoren, Kapazitäten, logische Elemente, Transistoren usw. aufweisen und/oder in einem Prozessor eines Computers integriert sein.
Insbesondere kann die Vorrichtung dazu eingerichtet sein, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.
Insbesondere kann die Vorrichtung als digitaler Signalprozessor (DSP) oder als digitaler Soundprozessor (SPU) ausgebildet sein.
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen des computerlesbaren Speichermediums beschrieben. Diese Ausführungsformen gelten auch für die betreffende Vorrichtung, das betreffende Verfahren, das betreffende Programm-Element und das betreffende akustische Signal.
Insbesondere kann das computerlesbare Speichermedium als flüchtiger Speicher, als nichtflüchtiger Speicher, als CD, als DVD, als USB Stick, als Diskette oder als Festplatte ausgebildet sein.
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen des Programm-Elements beschrieben. Diese Ausführungsformen gelten auch für die betreffende Vorrichtung, das betreffende Verfahren, das betreffende computerlesbare Speichermedium und das betreffende akustische Signal.
Insbesondere kann das Programm-Element in einem computerlesbaren Speichermedium, wie es oben beschrieben ist, gespeichert sein.
Insbesondere kann das Programm-Element identisch mit oder Teil einer Software-Routine, einem Source-Code oder einen ausführbaren Code sein.
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen des akustischen Signals beschrieben. Diese Ausführungsformen gelten auch für die betreffende Vorrichtung, das betreffende Verfahren, das betreffende computerlesbare Speichermedium und das betreffende Programm-Element.
Insbesondere kann akustische Signal auf einem computerlesbaren Speichermedium und/oder als Programm-Element gespeichert sein.
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zum Erzeugen zweier akustischer Signale zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf zwei akustischen Grundsignalen gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche oder ähnliche Komponenten oder Verfahrensschritte in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen oder mit Bezugszeichen, deren erste Zahl sich unterscheidet.
1 zeigt eine Vorrichtung 100 zum Erzeugen eines akustischen Signal 102 zum Stimulieren von Beta-Gehirnwellen einer Person ähnlich zu binauralen Pulsationen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Person hört das akustische Signal 102 mittels beider Ohren 106, 108 der Person 104. Die Vorrichtung 100 wird verwendet werden, die Person 104 während eines Autofahrens aus einem Müdigkeitszustand aufzuwecken, da die stimulierten Beta-Gehirnwellen einer erhöhten Aufmerksamkeit der Person zuzuordnen sind. Dazu ist die Vorrichtung 100 in einem Autoradio eines Kraftfahrzeugs, in dem sich die Person befindet, integriert.
Dazu weist die Vorrichtung 100 einen ersten und zweiten Signalverarbeitungszweig 110, 112 einer Schaltung der Vorrichtung 100 auf, die mittels einer Addiereinheit 114 miteinander verbunden sind. Die Addiereinheit 114 ist dazu eingerichtet, die von dem ersten und zweiten Signalverarbeitungszweig 110, 112 bereitgestellte Signale gewichtet zu addieren und ein entsprechendes Ausgabeschwebungssignal auszugeben. Die Gewichtung ist durch die Addiereinheit 114 fest vorgegeben, so dass 40 Prozent des Grundsignals (Multiplikationsfaktor 0,4 für die Amplitude des Grundsignals 115) und 60 Prozent des geänderten Grundsignals (Multiplikationsfaktor 0,6 für die Amplitude des geänderten Grundsignals 115) addiert werden.
Der erste und zweite Signalverarbeitungszweig 110, 112 werden mit dem Grundsignal 115 beaufschlagt, das Musik in Form von Radio-Pop-Liedern aufweist. Das Grundsignal 115 ist in 1 schematisch als Ausschnitt von Notenlinien mit Tönen dargestellt. Das Grundsignal 115 weist ein Frequenzgemisch mit Frequenzen zwischen zumindest etwa 20 Hertz und höchstens etwa 20 Kilohertz auf und ist stereofon mit zwei inkohärenten Grundsignalanteilen ausgebildet, die eine zeitlich veränderliche Phasenbeziehung aufweisen.
Der erste Signalverarbeitungszweig 110 weist eine Tonhöhenerhöhungseinheit 116 und eine nachgeschaltete Bandpassfiltereinheit 118 auf. Die Tonhöhenerhöhungseinheit 116 ist dazu eingerichtet, das einkommende Grundsignal 115 des ersten Signalverarbeitungszweigs 110 in der Tonhöhe um einen konstanten Frequenzwert von 17 Hertz zu erhöhen, und die Bandpassfiltereinheit 118 ist dazu eingerichtet, ein Ausgabesignal der Tonhöhenerhöhungseinheit 116 derart zu filtern, dass ausschließlich Signalanteile mit Frequenzen innerhalb eines Frequenzbereichs von mindestens 300 Hertz bis höchstens 500 Hertz durchgelassen und an die Addiereinheit 114 übergeben werden. Der Frequenzwert von 17 Hertz ist durch die Tonhöhenerhöhungseinheit 116 fest vorgegeben. Alternativ können die durchgelassenen Grenzfrequenzen von 300 Hertz und 500 Hertz nicht gefiltert und somit nicht an die Addiereinheit 114 übergeben werden.
Der zweite Signalverarbeitungszweig 112 weist eine Verzögerungseinheit 120 auf, die dazu eingerichtet ist, das einkommende Grundsignal 115 derart zu verzögern, dass das verzögerte Grundsignal 115 und das vom ersten Signalverarbeitungszweig 110 bereitgestellte Grundsignal 115, das in der Tonhöhe erhöht und frequenzgefiltert ist, zueinander synchronisiert sind, damit das Grundsignal 115 und das erzeugte akustische Signal 102 eine gleiche Phasenbeziehung der unterschiedlichen Signalanteile aufweisen.
Die Vorrichtung 100 weist ebenfalls einen Lautsprecher 122 auf, der ausgangsseitig der Vorrichtung 100 mit der Addiereinheit 114 verbunden und dazu eingerichtet ist, das akustische Signal 102 auszugeben, das dem Ausgabesignal der Addiereinheit 114 entspricht.
Alternativ kann der Frequenzwert beliebig durch die Tonhöhenerhöhungseinheit 116 ausgewählt und der Frequenzbereich der Bandpassfiltereinheit 118 durch die Bandpassfiltereinheit 118 sowie die Signalgewichtung der Addiereinheit 114 durch die Addiereinheit 114 dynamisch in Abhängigkeit des Frequenzwerts angepasst werden. Es ist ebenfalls möglich, dass die Auswahl des Frequenzwerts, die Anpassung des Frequenzbereichs und die Anpassung der Signalgewichtung durch eine Steuereinheit, beispielsweise einen Prozessor, steuerbar sind.
Im Betrieb der Vorrichtung 100 wird als akustisches Grundsignal 115 dem ersten und zweiten Signalverarbeitungszweig 110, 112 zugeführt. Jeder Ton des akustischen Grundsignals 115 wird im ersten Signalverarbeitungszweig 110 mittels der Tonhöhenerhöhungseinheit 116 um den Frequenzwert von 17 Hertz erhöht, so dass das erhöhte Grundsignal 115 ein Frequenzgemisch von Frequenzen zwischen zumindest 37 Hertz und höchstens 20,017 Kilohertz aufweist. Danach wird das in der Tonhöhe erhöhte Grundsignal 115 mittels der Bandpassfiltereinheit 118 derart gefiltert, dass die Bandpassfiltereinheit 118 ein Signal innerhalb eines Frequenzbereichs zwischen mindestens 300 Hertz und höchstens 500 Hertz ausgibt. Zu diesem Zweck schneidet die Bandpassfiltereinheit 118 das Grundsignal 115 in den Frequenzbereichen unterhalb von 300 Hertz und oberhalb von 500 Hertz ab.
Das dem zweiten Signalverarbeitungszweig 112 zugeführte Grundsignal 115 wird mittels der Verzögerungseinheit 120 in seiner Phase verzögert, so dass das von der Verzögerungseinheit 120 ausgegebene Grundsignal 115 und das von der Bandpassfiltereinheit 118 ausgegebene Grundsignal 115 synchronisiert sind. Das Ausgabesignal der Verzögerungseinheit 120 und das Ausgabesignal der Bandpassfiltereinheit 118 werden der Addiereinheit 114 zugeführt, die gewichtete und frequenzweise die Summe beider Signale bildet und ein entsprechendes Schwebungssignal an die Lautsprecher 122 ausgibt, das als das akustisches Signal 102 dem linken und rechten Ohr 106, 108 der Person 104 zugeführt wird.
Durch die frequenzweise Addition des verzögerten Grundsignals 115 und des in der Tonhöhe erhöhten und frequenzgefilterten Grundsignals 115 wird im Bereich von zumindest 300 Hertz bis höchstens 500 Hertz ein Schwebungssignal gebildet, das (für jede Frequenz des Grundsignals 115) mit der Mittenfrequenz der Frequenz des verzögerten Grundsignals 115 und der Frequenz des in der Tonhöhe erhöhten und frequenzgefilterten Grundsignals 115 schwingt und dessen Amplitude sich (für jede Frequenz des Grundsignals 115) näherungsweise mit der Differenz der Frequenz des verzögerten Grundsignals 115 und der Frequenz des in der Tonhöhe erhöhten und frequenzgefilterten Grundsignals 115 ändert. Die Gewichtung des Grundsignals 115 und des in der Tonhöhe erhöhten und frequenzgefilterten Grundsignals 115 bewirkt, dass das akustische Signal 102 eine Schwebung im Bereich der größten Hörempfindlichkeit der Person 104 aufweist.
In einem Bereich zwischen zumindest 20 Hertz bis kleiner als 300 Hertz und in einem Bereich von größer als 500 Hertz und höchstens 20 Kilohertz erfolgt keine Addition, da das frequenzgefilterte Signal lediglich den Frequenzbereich von zumindest 300 Hertz bis höchstens 500 Hertz beinhaltet. In diesen zwei genannten Frequenzbereichen entspricht das verzögerte Grundsignal 115 dem akustischen Signal 102.
Die Amplitudenmodulation des akustischen Signals 102 entspricht den hörbaren „binauralen Pulsationen“, die von der Person 104 gehört werden und die Erzeugung der Beta-Gehirnwellen der Person 104 stimulieren.
2 zeigt eine weitere Vorrichtung 200 zum Erzeugen eines ersten und zweiten akustischen Signals 202a, b zum Stimulieren von Beta-Gehirnwellen der Person 104 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Vorrichtung 20 dient ebenfalls zur Konzentrationserhöhung der Person 104 und ist in einem Autoradio integriert.
Die Vorrichtung 200 ist ähnlich zur Vorrichtung 100 ausgebildet, weist allerdings zwei identische, jeweils identisch zu der Vorrichtung 100 ausgebildete Vorrichtungsabschnitte 230a, b auf. Daher weist jeder Vorrichtungsabschnitt 230a, b einen ersten und zweiten Signalverarbeitungszweig 110a, b, 112a, b auf, die mittels einer Addiereinheit 114a, b an einen ersten beziehungsweise zweiten Lautsprecher 122a, b gekoppelt sind, über den das erste beziehungsweise zweite akustische Signal 202a, b ausgegeben und dem linken Ohr 106 der Person 104 beziehungsweise dem rechten Ohr 108 der Person 104 zugeführt wird. Um eine Überlagerung des ersten und zweiten akustischen Signals 202a, b entlang des Luftwegs zwischen dem ersten und zweiten Lautsprecher 122a, b und den beiden Ohren der Person 104 zu verhindern, können die Lautsprecher 122a, b in einem Kopfhörer integriert sein.
Die Vorrichtung 200 arbeitet auf einem ersten monophonen Grundsignal 215a, das dem Vorrichtungsabschnitt 230a zugeführt wird, und auf einem weiteren monophonen Grundsignal 215b, das dem Vorrichtungsabschnitt 230b zugeführt wird. Die Grundsignale 215a, b sind bezüglich ihrer Tonfolge (und somit bezüglich ihrer Frequenzzusammensetzung) identisch und phasensynchron ausgebildet. Das Grundsignal 215a, b ist als gesprochene Sprache eines Hörbuchs ausgebildet.
Ein Betrieb der Vorrichtung 200 ist bezüglich der Funktion der Vorrichtungsabschnitte 230a, b ähnlich zu einem Betrieb der Vorrichtung 100. Die ausgegebenen akustischen Signale 202a, b sind im Bereich der von der Bandpassfiltereinheit 118 durchgelassenen Frequenzen Schwebungssignale, die durch die in 1 beschriebene gewichtete Addition des in der Tonhöhe erhöhten und frequenzgefilterten Grundsignals 215a, b im ersten Signalverarbeitungszweig 110a, b und des verzögerten Grundsignals 215a, b im zweiten Signalverarbeitungszweig 112a, b gebildet werden und deren Amplitude näherungsweise mit der Frequenzdifferenz zwischen der Frequenz des verzögerten Grundsignals 215a, b und der Frequenz des in der Tonhöhe erhöhten und frequenzgefilterten Grundsignals 215a, b moduliert. Da die akustischen Signale 202a, b getrennt dem linken und rechten Ohr 106, 108 der Person 104 zugeführt werden, werden identische binaurale Beta-Wellen im Kopf der Person 104 stimuliert.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die Verwendung des Artikels „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008014208 A1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm DIN 13320 [0018]

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines akustischen Signals (102, 202a, b) zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal (115, 215a, b), wobei das Verfahren aufweist: – Bereitstellen des Grundsignals (115, 215a, b), – Ändern einer Tonhöhe des Grundsignals (115, 215a, b) um einen Frequenzwert, der höchstens 50 Hertz beträgt, und – Addieren des Grundsignals (115, 215a, b) und des in der Tonhöhe geänderten Grundsignals (115, 215a, b), um das akustische Signal (102, 202a, b) zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner aufweist: – Frequenzfiltern des in der Tonhöhe geänderten oder zu ändernden Grundsignals (115, 215a, b) vor dem Addieren.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Frequenzfiltern Durchlassen eines Frequenzbereichs des in der Tonhöhe geänderten oder zu ändernden Grundsignals (115, 215a, b) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Frequenzbereich Frequenzen zwischen zumindest 100 Hertz und höchstens 600 Hertz, insbesondere Frequenzen zwischen zumindest 150 Hertz und höchstens 550 Hertz, weiter insbesondere Frequenzen zwischen zumindest 200 Hertz und höchstens 500 Hertz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Frequenzbereich Frequenzen zwischen zumindest 400 Hertz und höchstens 1100 Hertz, insbesondere Frequenzen zwischen zumindest 450 Hertz und höchstens 1050 Hertz, weiter insbesondere Frequenzen zwischen zumindest 500 Hertz und höchstens 1000 Hertz aufweist. ID 40167 / AH:KV
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Grundsignal (115, 215a, b) und das in der Tonhöhe geänderte Grundsignal (115, 215a, b) gewichtet addiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Grundsignal (115, 215a, b) derart vor dem Addieren verzögert wird, dass das verzögerte Grundsignal (115, 215a, b) und das in der Tonhöhe geänderte und frequenzgefilterte Grundsignal (115, 215a, b) synchronisiert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Ändern der Tonhöhe des Grundsignals (115, 215a, b) Erhöhen der Tonhöhe des Grundsignals (115, 215a, b) um den Frequenzwert aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Frequenzwert zwischen zumindest 0,1 Hertz und höchstens 4 Hertz, zwischen zumindest 4 Hertz und höchstens 8 Hertz, zwischen zumindest 8 Hertz und höchstens 13 Hertz, zwischen zumindest 13 Hertz und höchstens 30 Hertz oder zwischen zumindest 30 Hertz und höchstens 50 Hertz beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Grundsignal (115, 215a, b) monophon ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren ferner aufweist: – Bereitstellen eines weiteren akustischen Grundsignals (215a, b), – Ändern einer Tonhöhe des weiteren Grundsignals (215a, b) um einen weiteren Frequenzwert, der höchstens 50 Hertz beträgt, und – Addieren des weiteren Grundsignals (215a, b) und des in der Tonhöhe erhöhten weiteren Grundsignals (215a, b), um ein weiteres akustisches Signal (215a, b) zu erzeugen, wobei das weitere Grundsignal (215a, b) monophon ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Grundsignal (115) stereofon und/oder inkohärent ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Grundsignal (115, 215a, b) und/oder das weitere Grundsignal (115, 215a, b) Musik aufweist.
Vorrichtung (100, 200) zum Erzeugen eines akustischen Signals (102, 202a, b) zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal (115, 215a, b), wobei die Vorrichtung (100, 200) aufweist: – eine Tonhöhenänderungseinheit (116) zum Ändern einer Tonhöhe des Grundsignals (115, 215a, b) um einen Frequenzwert, der höchstens 50 Hertz beträgt, und – eine Addiereinheit (114) zum Addieren des Grundsignals (115, 215a, b) und des in der Tonhöhe geänderten Grundsignals (115, 215a, b), um das akustische Signal (102, 202a, b) zu erzeugen.
Computerlesbares Speichermedium, wobei in dem computerlesbaren Speichermedium ein Programm zum Erzeugen eines akustischen Signals (102, 202a, b) zum Stimulieren von Gehirnwellen gespeichert ist, welches Programm, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, ein Verfahren zum Erzeugen eines akustischen Signals (102, 202a, b) zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausführt oder steuert.
Programm-Element zum Erzeugen eines akustischen Signals (102, 202a, b) zum Stimulieren von Gehirnwellen, welches Programm-Element, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, ein Verfahren zum Erzeugen eines akustischen Signals (102, 202a b) zum Stimulieren von Gehirnwellen basierend auf einem akustischen Grundsignal nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausführt oder steuert.
Akustisches Signal, das durch ein Verfahren zum Erzeugen eines akustischen Signals zum Stimulieren von Gehirnwellen nach einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt ist.