DE19543405B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen des Mentalzustandes - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen des Mentalzustandes Download PDF

Info

Publication number
DE19543405B4
DE19543405B4 DE19543405A DE19543405A DE19543405B4 DE 19543405 B4 DE19543405 B4 DE 19543405B4 DE 19543405 A DE19543405 A DE 19543405A DE 19543405 A DE19543405 A DE 19543405A DE 19543405 B4 DE19543405 B4 DE 19543405B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light sources
pgr
eye
state
relaxation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19543405A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19543405A1 (de
Inventor
Axel Brück
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GLOBALMIND CONSUMER ELECTRONICS GMBH, 21037 HA, DE
Original Assignee
GLOBALMIND CONSUMER ELECTRONIC
GLOBALMIND CONSUMER ELECTRONICS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GLOBALMIND CONSUMER ELECTRONIC, GLOBALMIND CONSUMER ELECTRONICS GmbH filed Critical GLOBALMIND CONSUMER ELECTRONIC
Priority to DE19543405A priority Critical patent/DE19543405B4/de
Publication of DE19543405A1 publication Critical patent/DE19543405A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19543405B4 publication Critical patent/DE19543405B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0531—Measuring skin impedance
    • A61B5/0533—Measuring galvanic skin response
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • A61B5/163—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state by tracking eye movement, gaze, or pupil change
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/06—Electrically-operated educational appliances with both visual and audible presentation of the material to be studied
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0044—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus by the sight sense
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2230/00—Measuring parameters of the user
    • A61M2230/60—Muscle strain, i.e. measured on the user
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2230/00—Measuring parameters of the user
    • A61M2230/65—Impedance, e.g. conductivity, capacity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/0626—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N2005/0629—Sequential activation of light sources
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/065—Light sources therefor
    • A61N2005/0651—Diodes
    • A61N2005/0652—Arrays of diodes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Vorrichtung zum Beeinflussen des Mentalzustandes, mit einer Einrichtung zum Ausüben optischer Reize auf die Augen eines zu beeinflussenden Probanden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung getrennt auf jedes Auge einwirkend jeweils eine Mehrzahl von sequentiell schaltbaren Lichtquellen (9) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beeinflussen des Mentalzustandes, mit einer Einrichtung zum Ausüben optischer Reize auf die Augen eines zu beeinflussenden Probanden.
  • Solche Vorrichtungen sind unter dem Begriff "mind machines" aus offenkundiger Vorbenutzung sowie beispielsweise aus EP-B-166 011 bekannt. Die Vorrichtung zum Ausüben optischer Reize ist üblicherweise als Brille ausgebildet, in der auf das jeweilige Auge einwirkende Lichtquellen (in der Regel LEDs) angeordnet sind. Durch Blinken dieser Lichtquellen mit unterschiedlichen Frequenzen soll ein Entspannungszustand herbeigeführt werden, der auch als sogenannter Alphazustand bezeichnet wird.
  • Den bekannten "mind machines" liegt als Funktionsmodell die Frequenz-Folge-Reaktion zugrunde. Die durch die sogenannten Alphawellen der Gehirnströme darstellbaren Maxima der Gehirnaktivitäten sollen mit der Blinkfrequenz der Vorrichtung synchronisiert werden. Durch eine allmähliche Veränderung (in der Regel Verminderung) der Blinkfrequenz soll eine entsprechende Veränderung der Frequenz der Gehirnaktivitäten hervorgerufen werden. Auf diese Weise sollen definierte mentale Zustände erreicht werden.
  • Untersuchungen mittels EEG haben jedoch gezeigt, daß diese Vorrichtungen des Standes der Technik definierte Mental zustände bzw. Entspannungszustände nicht oder nur im geringen Maße erreichen können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bzw. mit dem sich eine verbesserte Beeinflussung des Mentalzustandes erreichen läßt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ausüben optischer Reize getrennt auf jedes Auge einwirkend jeweils eine Mehrzahl von sequentiell schaltbaren Lichtquellen aufweist. Kennzeichen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß auf jedes Auge mehrere sequentiell geschaltete Lichtquellen einwirken.
  • Im Rahmen der Erfindung bedeutet der Begriff "sequentiell geschaltet", daß die auf jedes Auge einwirkende Mehrzahl von Lichtquellen nicht ausschließlich gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden (Blinklichteffekt), sondern daß wenigstens eine dieser Mehrzahl von Lichtquellen zu jeweils unterschiedlichen Zeitpunkten ein- bzw. ausgeschaltet werden, so daß auf jedes Auge ein sich veränderndes Lichtmuster einwirkt. Bevorzugt ist es, wenn beim Ausschalten einer oder mehrerer der auf ein Auge einwirkenden Lichtquellen gleichzeitig eine oder mehrere der verbleibenden auf dieses Auge einwirkenden Lichtquellen eingeschaltet werden, dieses gleichzeitige Aus- bzw. Einschalten erzeugt einen sogenannten Lauflichteffekt. Für das Auge entsteht der Eindruck einer den Ort verändernden Lichtquelle. Nicht sämtliche der auf ein Auge einwirkenden Lichtquellen müssen an der sequentiellen Schaltung beteiligt sein, bei bestimmten Abfolgen von Lichtmustern kann durchaus eine oder mehrere Lichtquellen ständig ein- oder ausgeschaltet bleiben. Kennzeichnend für die Erfindung ist, daß dem Auge nicht lediglich ein Hell-Dunkel-Blinkeffekt vermittelt wird, sondern daß zumindest zeitweise für das Auge die Lichtquelle ihren Ort zu verändern scheint. Im Rahmen der Erfindung ist es durchaus möglich, zum Erreichen eines bestimmten Mentalzu standes die erfindungsgemäßen sogenannten Lauflichter mit Blinklichtphasen zu verbinden, bei denen auf die Augen lediglich ein Blinklichteffekt wie im Stand der Technik einwirkt, also sämtliche auf ein Auge einwirkenden Lichtquellen gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden.
  • Durch die auf das Auge einwirkenden Positionsveränderungen der Lichtreize werden unbewußte Augenbewegungen induziert und in ihrer Bewegungseinrichtung beeinflußt, die sich direkt auf den Bewußtseinszustand des Probanden auswirken. Eine regelmäßige Positionsveränderung der Lichtreize hat, wie empirisch festgestellt worden ist, eine Ausblendung der bewußten optischen Wahrnehmung zur Folge. Dies ist eine Voraussetzung für das Eintreten von Entspannungszuständen.
  • Durch Veränderung der Frequenz der sequentiellen Schaltung (Geschwindigkeitsvariation der Lauflichter) und der Art der Positionsveränderungen der Lichtreize kann die Tiefe des zu induzierenden Entspannungszustandes gesteuert werden. Man kann somit wahlweise eine Tiefenentspannung oder aber einen bestimmten Entspannungszustand herbeiführen, bei dem noch eine Aufnahmefähigkeit für Lerninhalte gegeben ist. Diese Lerninhalte können beispielsweise akustisch mittels eines Kopfhörers vermittelt werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zweckmäßigerweise als Brille ausgebildet, die Lichtquellen sind vorteilhafterweise LEDs. An der Brille können Kopfhörer angeordnet sein, über die sich akustisch das Verändern des Mentalzustandes durch geeignete Musik unterstützen läßt und die nach Erreichen eines bestimmten Entspannungszustandes Lerninhalte vermitteln können.
  • Eine solche Brille kann mit einem aus EP-B-166 011 bekannten Atemsensor versehen sein. Ein solcher als Thermofühler ausgebildeter Atemsensor mißt die Atemfrequenz, beim Eintreten eines Alphazustandes sinkt diese Atemfrequenz auf etwa sieben Atemzüge pro Minute. Mit Hilfe eines solchen Atemsensors kann auch ein sogenanntes Bio-Feedback durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Lautstärkemodulation der über Kopfhörer eingespielten Musik entsprechend der Atemfrequenz erfolgen. Ein solcher im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls zusätzlich vorhandener Atemsensor kann somit einerseits als Hilfsmittel zum Detektieren eines bestimmten Entspannungszustandes und andererseits im Rahmen eines Bio-Feedbacks zum Unterstützen des Erreichens eines bestimmten Mentalzustandes verwendet werden.
  • Zweckmäßigerweise wirken auf jedes Auge fünf Lichtquellen ein. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bildet eine Lichtquelle den Mittelpunkt eines Kreises, während die übrigen vier Lichtquellen in gleichen Winkelabständen auf dem Kreisumfang angeordnet sind. Der Radius des Kreises beträgt vorteilhafterweise etwa 7 mm. Die fünf Lichtquellen sind dann wie die Punkte der Zahl 5 eines Würfels zueinander angeordnet. Eine solche Anordnung der Lichtquellen bietet breite Variationsmöglichkeiten für das Erzeugen einer Lauflichtwirkung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders gut zur Verbesserung der Aufnahmefähigkeit für neue Lerninhalte verwendbar. Es wird dabei zunächst ein Entspannungszustand herbeigeführt, nach dessen Erreichen wird ein Lernprogramm gestartet, das in der Regel akustisch über den Kopfhörer, der Bestandteil der Brille mit den Lichtquellen sein kann, übermittelt.
  • Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, einen Entspannungszustand mit einem vorbestimmten und bei jeder Anwendung gleichbleibenden Programmzyklus (Abfolge von Lauflicht und gegebenenfalls Blinklichtschaltungen) herbeizuführen.
  • Alternativ kann ein Lernprogramm erst dann gestartet werden, wenn ein bestimmter Entspannungszustand anhand bestimmter meßbarer Kriterien festgestellt wird. Ein Indikator kann beispielsweise das oben schon erwähnte Absinken der Atemfrequenz auf etwa sieben Atemzüge pro Minute sein.
  • Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Vorliegen eines Entspannungszustandes durch Auswerten von PGR (Psychogalvanische Reaktion) und/oder Muskelspannungsmeßwerten anhand folgender Kriterien festgestellt wird:
    • a) Absinken des PGR-Meßwertes innerhalb eines Zeitraums von 2 – 5 s um wenigstens 5 %, vorzugsweise wenigstens 10 %;
    • b) Abnahme der Schwankungen des PGR-Meßwertes auf maximal ± 1 % und Anhalten dieser geringen Schwankungsbreite für wenigstens 2 s;
    • c) Absinken des EMG-Wertes auf weniger als ein Drittel des Ausgangswertes für einen Zeitraum von wenigstens 0,5 s, vorzugsweise wenigstens 1 s;
    • d) Überkreuzen der PGR-Meßwerte von rechter und linker Hand bei einer Zweikanalmessung;
    • e) Absinken der mit einem Fingerspitzensensor gemessenen unwillkürlichen Muskelaktivität der Finger auf weniger als ein Drittel des Ausgangswertes.
  • Die Messung der PGR (Psychogalvanische Reaktion) ist im Stand der Technik bekannt. Der Begriff PGR (Psycho Galvanic Response) stammt ursprünglich aus dem angelsächsischen Raum, ist aber inzwischen auch im deutschsprachigen Raum geläufig. In der deutschsprachigen Literatur (beispielsweise Roche Lexikon Medizin; Verlag Urban und Schwarzenberg, 1984) wird die psychogalvanische Reaktion fälschlicherweise häufig mit dem Hautwiderstand gleichgesetzt. Wie unten noch näher auszuführen ist, ist der Begriff Hautwiderstand jedoch irreführend, da es sich bei der PGR nicht um einen Ohmschen Widerstand handelt.
  • Ann Woolley-Hart beschreibt in British Journal of Dermatology (1972) 87, 213, einige physiologische Grundlagen der PGR.
  • Im Rahmen der Erfindung ist die PGR definiert als eine Spannung, die über einem Widerstand eines Spannungsteilers anliegt, der in Parallelschaltung mit zwei Elektroden verbunden ist, die entweder an den Handinnenflächen oder an den Fußsohlen anliegen.
  • Bei der PGR-Messung gelangt zunächst ein Meßstrom durch die Membranen der Schweißdrüsen in die Dermis, deren interstitielle Flüssigkeiten eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Bestimmend für einen etwaigen Stromfluß ist der vergleichsweise hohe Widerstand der Membranen. Somit ist es auch gleichgültig, ob die beiden Meßelektronen in geringem Abstand an einer Handinnenfläche anliegen oder ob je eine Meßelektrode an der Innenfläche der rechten und linken Hand anliegt. Schon diese Tatsache zeigt, daß der Begriff Hautwiderstand irreführend ist und vermieden werden sollte.
  • Wenn an den PGR-Meßelektroden eine externe Spannung anliegt, wandern Ionen (überwiegend Na+ und Cl-) aus der interstetiellen Flüssigkeit in den Bereich der Schweißdrüsenmembranen, die unter der Kontaktfläche der jeweiligen Elektrode liegen. Anionen wandern natürlich zu der positiven Elektrode und Kationen zu der negativen Elektrode. Die durch diese Innenwanderung bewegte Polarisierung erzeugt eine gegen die extern angelegte Spannung gerichtete elektromotorische Kraft (eine Gegenspannung), die man als Verminderung der über dem parallel zu den Meßelektroden geschalteten Widerstand abfallenden Spannung messen kann. Vereinfacht ausgedrückt subtrahiert sich die durch die Polarisierung entstehende Gegenspannung von der externen Spannung, so daß ein parallel zu den Elektroden und dem entsprechenden Widerstand geschalteter Spannungsmesser eine verringerte Spannung und somit entsprechend der obigen Definition eine kleiner werdende psychogalvanische Reaktion (PGR) anzeigt.
  • Die Stärke der Polarisierung im Kontaktbereich der Elektroden hängt stark von dem Nachschub an Ionen in die Meßumgebung ab, der wiederum durch die Blutflußgeschwindigkeit bestimmt wird. Bei den Handinnenflächen und Fußsohlen handelt es sich um sogenannte volare Flächen, in denen die Blutfluggeschwindigkeit von Anastomosen (Ventilen zwischen den arteriellen und venösen Kapillargefäßen) gesteuert wird. Diese Anastomosen stehen unter der Kontrolle des autonomen Nervensystems. Sie werden bei Anspannung oder Erregung geschlossen, so daß weniger Ionen zur Verfügung stehen und sich ein geringeres Gegenpotential (also ein höherer PGR-Wert) ergibt. Bei Entspannung werden sie geöffnet, es gelangen mehr Ionen in die Meßumgebung, es ergibt sich ein höheres Gegenpotential und damit ein niedrigerer PGR-Meßwert. Diese physiologischen Grundlagen der PGR-Messung sind unter anderem in dem Artikel "Physiology of the arousal and relaxation response" von Geoffry G. Blundell und C. Maxwell Cade beschrieben.
  • Die Auswertung der PGR-Meßwerte erfolgt sinnvollerweise durch AD-Wandlung und anschließendes Abtasten und Erfassen der digitalisierten Meßwerte. Die Auflösung der Digitalisierung sollte ausreichend sein, um auch geringfügige Schwankungen der PGR-Meßwerte von vorzugsweise noch deutlich unter 1 % erfassen zu können. Zweckmäßigerweise ist die Auflösen der AD-Wandlung wenigstens 12 Bit (4096 Punkte), vorzugsweise höher. Die Abtastrate bei der Digitalisierung muß so bemessen sein, daß die höchstfrequenten Schwankungen des Meßwertes, die man noch messen will, sicher erfaßt werden können.
  • Meßtechnisch verwendet man zur PGR-Messung vorzugsweise eine Gleichspannung, die Höhe der an den Meßelektroden anliegenden externen Leerlaufspannung beträgt vorzugsweise etwa 5 bis 10 Volt. Die Verwendung einer nicht zu hochfrequenten Wechselspannung, bei der die oben beschriebenen Polarisierungseffekte der Schweißmembrandrüsen noch auftreten können, ist ebenfalls möglich.
  • Bei der PGR-Messung werden vorzugsweise beide Meßelektroden eines Meßkanals an die Innenfläche einer Hand angelegt. Es sind dann sogenannte Zweikanalmessungen möglich, bei denen die PGR-Werte der rechten und linken Hand getrennt über zwei Meßkanäle gemessen werden. Bei einer solchen Zweikanalmessung ist üblicherweise der Meßwert in einer Hand höher als in der anderen Hand. Bei Rechtshändern ist in der Regel der Meßwert der rechten Hand höher. Beim Eintreten eines Entspannungszustandes tritt eine sogenannte Überkreuzung der Meßwerte ein, d. h. der absolut höhere PGR-Meßwert wechselt von einer Hand in die andere. Dieses sogenannte Überkreuzen ist ebenfalls ein Kriterium zum Feststellen eines Entspannungszustandes.
  • Im Rahmen der Erfindung ist mit dem Begriff "Schwankungen des PGR-Meßwertes" (Merkmal b) des Anspruchs 14) der Anteil niederfrequenter Schwankungen bis etwa 20 Hz gemeint.
  • Bei den höherfrequenten Schwankungen des PGR-Meßwertes im Bereich etwa 20 – 500 Hz handelt es sich um die sogenannten EMG-Werte (Elektromyogramm) gemäß Merkmal c) des Anspruchs 14. Das Abtrennen der EMG-Werte von dem PGR-Meßwert und dessen niederfrequenteren Schwankungen kann entweder analog durch einen Bandfilter (20 – 500 Hz) oder digital durch Fast-Fourier-Transformation (FFT) der digitalisierten Messung von der Zeit- in die Frequenzdomäne erfolgen.
  • Bei der EMG-Messung handelt es sich um eine Muskelspannungsmessung der Muskeln der Handinnenfläche, an der die PGR-Messung erfolgt. Geringfügige unwillkürliche Schwankungen der Muskelspannung führen zu leichten Veränderungen der Kontaktfläche zwischen Hand und PGR-Meßelektroden und damit des Übergangswiderstandes Hand-Meßelektrode. Diese geringen Schwankungen führen zu den höherfrequenten Schwankungen des PGR-Meßwertes.
  • Eine ähnliche Muskelspannungsmessung erfolgt gemäß Merkmal e) des Anspruchs 14. Hier wird ein sogenannter Fingerspitzen sensor mit zwei gegenüberliegenden Elektroden zwischen Daumen und Zeigefinger einer Hand gehalten. Unwillkürliche Bewegungen bzw. Kontraktionen der Fingermuskeln verändern die Kontaktfläche zwischen Finger und Elektrode und damit den Übergangswiderstand Elektrodenoberfläche-Hautoberfläche. Diese ständige Änderung des Übergangswiderstandes ist ein Maß für die unwillkürliche Muskelaktivität bzw. Kontraktion der Finger und kann mit einem separaten Meßkanal erfaßt werden. Gemäß Merkmal e) des Anspruchs 14 wird ein Entspannungszustand festgestellt, wenn diese ständigen Schwankungen, die periodisch oder aperiodisch sein können, auf weniger als ein Drittel des Ausgangswertes zurückgehen.
  • Mit Hilfe der beschriebenen Verfahren kann ein Entspannungszustand hergestellt und dessen Eintreten meßtechnisch erfaßt werden, anschließend kann dann ein optisch und/oder insbesondere akustisch auf den Probanden einwirkendes Lernprogramm gestartet werden. Die Aufnahmefähigkeit für neue Lerninhalte ist bekanntlich im Entspannungszustand wesentlich größer.
  • Die Meßfühler zum Messen der Psychogalvanischen Reaktion weisen wenigstens je zwei Elektroden auf. Sie sollten so ausgebildet sein, daß die PGR-Messungen reproduzierbar sind und nur in geringem Maße davon abhängen, wie der Proband die Meßfläche (üblicherweise die Handinnenfläche) mit dem Meßfühler in Kontakt bringt.
  • Vorteilhafterweise weist der Meßfühler eine konvex gewölbte Handauflagefläche auf, an der die Elektroden angeordnet sind.
  • Es hat sich gezeigt, daß eine solche konvexe Handauflagefläche eine entspannte Handauflage und damit gleichmäßige und reproduzierbare Messungen ermöglicht. Bei der Verwendung einer solchen Elektrode erhöht man die Sicherheit, daß ein Absinken des PGR-Meßwertes gemäß Merkmal a) des Anspruchs 1 tatsächlich auf das Eintreten eines Entspannungszustandes und nicht etwa auf einen veränderten Kontakt der Handinnenfläche mit der Elektrode zurückzuführen ist.
  • Die Kontaktflächen der Elektroden sind zweckmäßigerweise gegenüber der Handauflagefläche erhaben. Die Gesamtkontaktfläche der (vorzugsweise zwei) Elektroden beträgt zweckmäßigerweise 2 – 10 cm2, bevorzugt 3 – 5 cm2. Die Kontaktflächen bestehen vorzugsweise aus Kupfer oder Gold. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Handauflagefläche die Form einer Kugelschale auf. Der Radius der Kugelscheibe beträgt vorzugsweise 3 – 10 cm, weiter vorzugsweise 4 – 7 cm. Der Abstand der Elektroden auf der Oberfläche der Kugelschale liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 2 – 8 mm.
  • Bei dem Verfahren gemäß Merkmal e) des Anspruchs 14 wird ein Sensor zum Detektieren von Muskelbewegungen bzw. Kontraktionen der Finger verwendet, der zwei aneinander gegenüberliegenden Außenseiten angeordnete Elektrodenkontaktflächen, die elektrisch voneinander getrennt sind, aufweist.
  • Wie oben bereits beschreiben, kann ein solcher Sensor zwischen Daumen und Zeigefinger gehalten werden, unwillkürliche Muskelbewegungen der Finger verändern dann den Anlagedruck und damit die Anlagefläche der Finger an den Elektrodenflächen und damit den Übergangswiderstand Hautoberfläche-Elektrodenoberfläche. Diese Schwankungen des Übergangswiderstandes können mit einem separaten Meßkanal gemessen werden.
  • Der Sensor ist vorzugsweise plattenförmig, wobei die flachen Außenseiten der Platte jeweils von einer Elektrode gebildet sind, die voneinander durch eine Isolierschicht getrennt sind. Die Kontaktflächen der Elektroden bestehen vorzugsweise aus Kupfer oder Gold.
  • Die zum Durchführen einer Messung und Auswertung von PGR- und/oder EMG-Meßwerten sonst noch erforderlichen technischen Einrichtungen (Spannungsquellen, Spannungsteiler, Meßeinrichtungen, AD-Wandler, Speicher zum Speichern der digitalisierten Meßdaten, FFT-Einrichtungen, Auswerteinrichtungen) sind dem Fachmann geläufig und bedürfen hier keiner näheren Erläuterung.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
  • 1 bis 3 schematisch die Anordnung der Lichtquellen der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Verhältnis zu den Augen eines Probanden;
  • 4 einige im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbare Lauflichtmodule;
  • 5 beispielhaft einen Programmablauf zur Erzielung eines Entspannungszustandes;
  • 6 ein schematisches Schaltbild einer PGR-Meßvorrichtung zum Messen des Entspannungszustandes;
  • 7 eine Ansicht eines halbkugelförmigen PGR-Meßfühlers;
  • 8 einen Fingerspitzensensor in einer Seitenansicht.
  • In 1 ist die Anordnung von fünf Leuchtdioden 1 in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus der Blickrichtung des diese Vorrichtung benutzenden Probanden zu erkennen. 2 zeigt den Abstand dieser LEDs vom Auge des Probanden. Der Abstand beträgt vorzugsweise 3 – 7 cm, weiter vorzugsweise 5 cm. 3 schließlich zeigt schematisch, daß vor jedem Auge des Probanden Leuchtdioden angeordnet sind.
  • 4 zeigt verschiedene im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbare Lauflichtmodule. Schwarze Kreise kennzeichnen eingeschaltete LEDs, weiße Kreise ausgeschaltete LEDs. Jedes Modul weist mehrere sich periodisch wiederholende Zustände auf. Die Länge einer Periode ist durch einen unter jedem Modul angeordneten Pfeil gekennzeichnet. Bei Modul 1 beispielsweise weist jede Periode nur je einen Zustand, sämtliche LEDs eingeschaltet und sämtliche LEDs ausgeschaltet, auf. Es handelt sich hier also um einen für sich genommen aus dem Stand der Technik bereits bekanntes Blinklichtmodul, das im Rahmen der Erfindung auch, allerdings nicht ausschließlich verwendet werden kann. Bei Modul 4 ist eine Periode vier Zustände lang, wie man aus dem unter dem Modul angeordneten Pfeil und dem Muster der Lauflichter erkennen kann.
  • 5 zeigt die zeitliche Abfolge der in 4 dargestellten Module zur Erzielung eines Entspannungszustandes. In 5 ist die Repetitionsfrequenz der jeweiligen Module gegenüber der Zeitachse aufgetragen. Das Programm beginnt mit Modul 1 für einen Zeitraum von 30 s. Während dieses Zeitraums wird die Repetitionsfrequenz kontinuierlich von 18 auf 16 Hz vermindert. Anschließend wird 30 s lang Modul 2 mit einer konstanten Repetitionsfrequenz von 16 Hz abgespielt. Es folgt eine Minute lang Modul 3 bei einer kontinuierlich von 16 auf 10 Hz sinkenden Repetitionsfrequenz. Der weitere Ablauf ist 5 entnehmbar. Man erkennt, daß die Repetitionsfrequenz der verschiedenen Module gegen Ende des Programms absinkt. Auf diese Weise wird die Frequenz der Alphawellen der Gehirnströme abgesenkt und ein Entspannungszustand herbeigeführt.
  • 6 zeigt schematisch das Schaltbild einer PGR-Meßvorrichtung, die zur Feststellung eines Entspannungszustandes verwendet werden kann. Ein aus den Widerständen R1 und R2 bestehender Spannungsteiler wird mit einer Spannungsquelle und Masse verbunden.
  • Der Spannungsteiler ist so ausgelegt, daß von den 12 Volt angelegter Gesamtspannung über R2 im Leerlauf eine Spannung von 10 Volt abfällt. Zu diesem Zweck besitzt R1 einen Widerstand von 2 MΩ, R2 einen Widerstand von 10 MΩ. Die Elektroden 1 liegen an der Innenfläche einer Hand an. Beim Auftreten einer oben beschriebenen Polarisation in den volaren Flächen baut sich über den Elektroden 1 und damit dem Widerstand R2 eine der Versorgungsspannung entgegengerichtete Polarisationsspannung auf, so daß die über dem Widerstand R2 und damit dem AD-Wandler 2 anliegende Spannung (der PGR-Meßwert) sinkt. Der AD-Wandler 2 besitzt eine Auflösung von 16 Bit und eine Abtastrate von 1 kHz, um auch die höherfrequenten Schwankungen des PGR-Signals bis etwa 500 Hz (die EMG-Meßwerte) noch ohne Frequenzfaltung erfassen zu können. Die digitalisierten Meßsignale werden in einer Speicher- und Auswerteinheit 3 zunächst gespeichert und dann ausgewertet. Zum Trennen der nieder- von den höherfrequenten Anteilen des PGR-Meßsignals wird vorzugsweise eine Fast-Fourier-Transformation (FFT) durchgeführt.
  • 7 zeigt einen PGR-Meßfühler mit den daran angeordneten Meßelektroden 1. Die Handauflagefläche 4 weist die Form einer Halbkugel mit darauf angeordneten Elektroden 1 auf. Die Oberfläche der Elektroden 1 besteht aus Kupfer. Die Handauflagefläche 4 besteht aus einem isolierendem Material, vorzugsweise einem isolierenden Kunststoff. Ein Anschlußkabel 5 verbindet den Meßfühler mit der Meß- und Auswertvorrichtung.
  • 8 zeigt einen Fingerspitzensensor. Eine Isolierschicht 7 trennt zwei Kupferelektroden 6, die über Anschlußleitungen 8 der Meß- und Auswerteinheit verbunden sind. Der Sensor wird an den Elektroden 6 zwischen Daumen und Zeigefinger gehalten.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Beeinflussen des Mentalzustandes, mit einer Einrichtung zum Ausüben optischer Reize auf die Augen eines zu beeinflussenden Probanden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung getrennt auf jedes Auge einwirkend jeweils eine Mehrzahl von sequentiell schaltbaren Lichtquellen (9) aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen als LEDs (9) ausgebildet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedes Auge fünf Lichtquellen (9) einwirken.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (9) den Mittelpunkt eines Kreises bildet und die übrigen vier Lichtquellen (9) in gleichen Winkelabständen auf dem Kreisumfang angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des Kreises 7 mm beträgt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Lichtquellen (9) vom Auge 3 – 7 cm beträgt.
  7. Verfahren zum Beeinflussen des Mentalzustandes durch Ausüben optischer Reize auf die Augen eines zu beeinflussenden Probanden, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedes Auge mehrere sequentiell geschaltete Lichtquellen (9) einwirken.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen als LEDs (9) ausgebildet sind.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedes Auge fünf Lichtquellen (9) einwirken.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (9) den Mittelpunkt eines Kreises bildet und die übrigen vier Lichtquellen (9) in gleichen Winkelabständen auf dem Kreisumfang angeordnet sind.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des Kreises 7 mm beträgt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Lichtquellen (9) vom Auge 3 – 7 cm beträgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Entspannungszustand herbeigeführt wird und daß nach Erreichen des Entspannungszustandes ein Lernprogramm gestartet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorliegen eines Entspannungszustandes durch Auswerten von PGR- und/oder Muskelspannungsmeßwerten anhand folgender Kriterien festgestellt wird: a) Absinken des PGR-Meßwertes innerhalb eines Zeitraums von 2 – 5 s um wenigstens 5 %, vorzugsweise wenigstens 10 %; b) Abnahme der Schwankungen des PGR-Meßwertes auf maximal ± 1 % und Anhalten dieser geringen Schwankungsbreite für wenigstens 2 s; c) Absinken des EMG-Wertes auf weniger als ein Drittel des Ausgangswertes für einen Zeitraum von wenigstens 0,5 s, vorzugsweise wenigstens 1 s; d) Überkreuzen der PGR-Meßwerte von rechter und linker Hand bei einer Zweikanalmessung; e) Absinken der mit einem Fingerspitzensensor gemessenen unwillkürlichen Muskelaktivität der Finger auf weniger als ein Drittel des Ausgangswertes.
DE19543405A 1995-11-21 1995-11-21 Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen des Mentalzustandes Expired - Fee Related DE19543405B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19543405A DE19543405B4 (de) 1995-11-21 1995-11-21 Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen des Mentalzustandes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19543405A DE19543405B4 (de) 1995-11-21 1995-11-21 Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen des Mentalzustandes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19543405A1 DE19543405A1 (de) 1997-05-22
DE19543405B4 true DE19543405B4 (de) 2008-04-24

Family

ID=7778042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19543405A Expired - Fee Related DE19543405B4 (de) 1995-11-21 1995-11-21 Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen des Mentalzustandes

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19543405B4 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905145A1 (de) * 1999-02-08 2000-08-24 Pohlmann Bernd Michael Vorrichtung zur Stimulierung von Augenbewegungen
WO2001064005A2 (de) 2000-02-08 2001-09-07 Bernd Michael Pohlmann Verfahren und vorrichtung zur beeinflussung der senso-motorischen informationsverarbeitung eines benutzers
DE10105965B4 (de) * 2001-02-09 2004-06-09 Peter-Raphael Von Buengner Vorrichtung und Verfahren zum Ableiten elektrischer Signale von einer körperlichen oder physiologischen Aktivität einer Testperson
DE102008012669B8 (de) * 2008-03-05 2011-03-03 Anm Adaptive Neuromodulation Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur visuellen Stimulation
FR2986650B1 (fr) * 2012-02-07 2015-09-18 Daniel Claude Marie Delorme Systeme pour l'apprentissage d'une langue par un eleve et procede correspondant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB935766A (en) * 1959-10-27 1963-09-04 Etienne Giordano Apparatus for assisting a patient to develop a respiration cycle
GB1422959A (en) * 1972-12-05 1976-01-28 Mcmaster W A Eye covers
DE3823402A1 (de) * 1988-07-09 1990-01-25 Lutz Mehlhorn Lern-entspannungsvorrichtung
DE4009103A1 (de) * 1990-03-21 1991-09-26 Innomed Megabrain Entspannungs Verfahren zur wissensvermittlung
US5409445A (en) * 1992-05-05 1995-04-25 Rubins; Tye Brain wave synchronizer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB935766A (en) * 1959-10-27 1963-09-04 Etienne Giordano Apparatus for assisting a patient to develop a respiration cycle
GB1422959A (en) * 1972-12-05 1976-01-28 Mcmaster W A Eye covers
DE3823402A1 (de) * 1988-07-09 1990-01-25 Lutz Mehlhorn Lern-entspannungsvorrichtung
DE4009103A1 (de) * 1990-03-21 1991-09-26 Innomed Megabrain Entspannungs Verfahren zur wissensvermittlung
US5409445A (en) * 1992-05-05 1995-04-25 Rubins; Tye Brain wave synchronizer

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BARBARELLO,Jim: Build A Biofeedback Monitor. In: Radio Electronics, Oct. 1988, S.95-98 *
Biofeedback - eine neue Heilmethode bei psychosomatischen Erkrankungen. In: Medizinische Praxis, 80, 1985, S.16,18,23,24 *
GRÜNBERGER,J., u.a.: Mikrocomputer im Einsatz bei Routineuntersuchungen und Forschungsaufgaben im Bereich der klinischen Psychodiagnostik. In: Biomedizinische Technik, Bd.29, H.11/1984, S.283-288 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19543405A1 (de) 1997-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69222944T2 (de) Vorrichtung zur überwachung des psychophysiologischen zustands
DE60304539T2 (de) Gerät und Verfahren zur Messung der örtlichen Hautimpedanz mit einer Mehrfachelektrodenanordnung
DE60013828T2 (de) Gerät und verfahren zur überwachung der gewebeleitfähigkeit und verfahren zur steuerung eines warnsignals
DE69532207T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur gleichzeitigen auswertung von ambulant-registrierten bewegungssignalen verschiedener körperteile eines probanden
DE69216404T2 (de) Vorrichtung zum bestimmen des zustands des vegetativen nervensystems
DE69727236T2 (de) Vorrichtung zum aufzeichnen von galvanischen hautreaktionen
DE69429405T2 (de) Apparat zum Detektieren von Pulswellen und Apparat zum Feststellen der Bewegungsintensität
DE102016123159A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren eines Fahrerzustands basierend auf biometrischen Signalen des Fahrers
WO2014064095A1 (de) Verfahren und unterstützungssystem zum unterstützen eines fahrers eines kraftfahrzeuges sowie messverfahren und messsystem zum bestimmen eines mentalen zustandes eines fahrers eines kraftfahrzeuges
DE19549297A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung der menschlichen Psyche
Afanasieva et al. Assessing the information flows and established their effects on the results of driver’s activity
DE19543405B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen des Mentalzustandes
Zarjam et al. Evaluation of working memory load using EEG signals
Henderson et al. Neural correlates of texture perception during active touch
Bachatene et al. Modulation of functional connectivity following visual adaptation: homeostasis in V1
DE2810344C2 (de)
EP1498069A1 (de) Evaluierung der Leistungsfähigkeit und Belastbarkeit für Fahrzeugführer
DE10338945A1 (de) Vorrichtung zur Überwachung des Zustandes eines Fahrzeugführers
DE102013200806A1 (de) System zur Früherkennung lebensbedrohlicher Zustände von Personen
DE69603729T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur abbildung von körpern
WO2017185109A1 (de) Verfahren zur bestimmung der wahrnehmungsfähigkeit eines probanden
DE19543406C2 (de) Meßfühler zum Messen der Psychogalvanischen Reaktion
McGrath The biologic basis of pain and analgesia: the role of situational variables in pain control
DE4441267C2 (de) Trainingsgerät zur Behebung der Inkontinenz beim Menschen
DE19722740C1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Messung von affektiven Reaktionen einer Testperson

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: GLOBALMIND CONSUMER ELECTRONICS GMBH, 21037 HA, DE

8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee