DE2604145A1

DE2604145A1 - Brain wave activity monitoring device - has electromagnetic energy input and retransmission system with electronic evaluator

Info

Publication number: DE2604145A1
Application number: DE2604145A
Authority: DE
Inventors: Robert G Malech
Original assignee: Dorne and Margolin Inc
Current assignee: Dorne and Margolin Inc
Priority date: 1976-02-04
Filing date: 1976-02-04
Publication date: 1977-08-11

Abstract

The device has a means by which the brain wave activity of a person or animal may be monitored. It has a series of devices (2,4) which beam electromagnetic energy to the brain (10) of the person (8) or animal under investigation. Other devices (4, 12) are provided to receive the electromagnetic energy which is modulated by the brain wave activity. It provides a modified electromagnetic modulated signal which can them be received and evaluated by means of a further set of devices (24, 26).

Description

PatenianwäU·PatenianwäU

WiliielmReich
vHiig. Wolfgang RsAlWiliielmReich
vHiig. Wolfgang RsAl

6 Frankfurt a. M. 1
Parkstiaße 136 Frankfurt a. M. 1
Parkstiaße 13

83818381

DORNE & MARGOLIN INC., Bohemia, New York, VStADORNE & MARGOLIN INC., Bohemia, New York, VStA

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Gehirnstromtätigkeit eines LebewesensMethod and device for monitoring the brain activity of a living being

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur überwachung und ggf. Veränderung der Gehirnstromtätigkext eines Lebewesens.The invention relates to a method and a device for monitoring and, if necessary, changing the brainwave activity text of a living being.

In der Medizin haben sich die Gehirnströme oder Gehirnwellen als ein nützliches Instrument erwiesen, das man heranziehen kann, um Rückschlüsse auf organische Funktionen vorzunehmen. Die Messung der elektrischen Gehirntätigkeit wird beispielsweise herangezogen, um physische und psychische Störungen zu erfassen, Spannungszustände festzustellen, Schlafmuster oder Schlafverläufe zu bestimmen und den Stoffwechsel des Körpers zu überwachen. Die bekannte Methode der Registrierung derIn medicine, the brain waves or brain waves have proven to be a useful tool that can be used to draw conclusions about organic functions. The measurement of the electrical Brain activity is used, for example, to record physical and psychological disorders, states of tension determine sleep patterns or sleep courses and determine the metabolism of the body to monitor. The well-known method of registering the

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Gehirnströme, die sog. Elektroenzephalographie, macht von Sonden mit Fühlern Gebrauch, die am Schädel des untersuchten Lebewesens angebracht werden, und zwar an Stellen, die nahe bei den zu überwachenden Gehirnbereichen liegen. Die elektrische Verbindung zwischen den Fühlern und dem zum Verarbeiten der erfaßten Gehirnströme benutzten Gerät wird durch zahlreiche Drähte hergestellt, mit denen die Fühler an das Gerät angeschlossen sind. Die Notwendigkeit, daß die Meßeinrichtungen in körperliche Berührung mit dem überwachten Lebewesen gebracht werden müssen, ist mit zahlreichen Nachteilen und Einschränkungen verbunden. Abgesehen von dem insbesondere bei langer andauernden Messungen auftretenden Unbehagen ist die Bewegungsfreiheit des überwachten Lebewesens eingeschränkt, und sein Aufenthaltsbereich ist auf die unmittelbare Nachbarschaft des Meßplatzes begrenzt. Weiterhin ist es nicht möglich, an einer im Bewußtsein befindlichen Person die Messungen in einer solchen Weise vorzunehmen, daß es nicht von der betreffenden Person bemerkt wird. Die Mannigfaltigkeit der Messungen ist ebenfalls beschränkt, da es die endliche Anzahl von Sonden, die zur Überwachung von örtlichen Bereichen der Gehirnstromtätigkeit verwendet werden, nicht zulassen, daß in einer einzigen Prüfung das gesamte Hirnstromprofil beobachtet werden kann.Brain waves, the so-called electroencephalography, makes use of probes with feelers, which are located on the skull of the examined Living being, in places that are close to the areas of the brain to be monitored lie. The electrical connection between the sensors and the one used to process the recorded brain waves The device used is made up of numerous wires with which the probe is connected to the device are. The need for the measuring devices to be brought into physical contact with the living being being monitored must be associated with numerous disadvantages and limitations. Apart from that in particular The discomfort that occurs during long-term measurements is the freedom of movement of the living being being monitored restricted, and its area is limited to the immediate vicinity of the measuring station. Farther it is not possible to take measurements on a conscious person in such a way ensure that it is not noticed by the person concerned. The manifold of measurements is also limited as there is the finite number of probes that can be used to monitor local areas of brain wave activity used does not allow the entire brain wave profile to be examined in a single exam can be observed.

Nach der Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Gehirnstromtätigkeit vorgeschlagen, bei der alle Teile der Meßausrüstung in einem Abstand von dem zu untersuchenden Lebewesen angeordnet sind. Es wird also eine Art Fernüberwachung vorgenommen. Nach der Erfindung werden Hochfrequenzsender verwendet, um über Antennen elektromagnetische Energie mit unterschiedlichen Frequenzen auszustrahlen. Dadurch wird es ermöglicht, das gesamte Gehirn des untersuchten Lebewesens oder irgendeinen gewünschten Bereich des GehirnsAccording to the invention, a method and a device for monitoring brain activity is proposed, in which all parts of the measuring equipment are arranged at a distance from the living being to be examined are. So a kind of remote monitoring is carried out. According to the invention, high-frequency transmitters are used, in order to radiate electromagnetic energy with different frequencies via antennas. This is how it becomes enables the entire brain of the living being or any desired area of the brain

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abzutasten. Die Schwingungssignale mit den unterschiedlichen Frequenzen durchdringen den Schädel des Lebewesens und treffen auf dem Gehirn auf. Dort mischen sie sich und bilden eine überlagerte Schwingung, die durch Ausstrahlungen aufgrund der natürlichen elektrischen Gehirnaktivität moduliert wird. Die modulierte Interferenzschwingung wird vom Gehirn wieder ausgesendet und von einer Antenne einer von dem Lebewesen getrennt ange- ■ ordneten Station empfangen. Die empfangene Schwingung wird dort demoduliert und verarbeitet, um ein Profil der Gehirnstromtätigkeit zu gewinnen. Zusätzlich zu dieser passiven Überwachung der Gehirnstromtätigkeit kann man die neurologischen Vorgänge des Lebewesens dadurch beeinträchtigen, daß man zum Gehirn mit Hilfe eines weiteren Senders Kompensationssignale aussendet. Diese Kompensationssignale können aus den empfangenen und verarbeiteten Gehirnströmen abgeleitet werden.to feel. The vibration signals with the different frequencies penetrate the skull of the living being and hit the brain. There they mix and form a superimposed oscillation that carries through Emission is modulated due to the natural electrical activity of the brain. The modulated interference oscillation is sent out again by the brain and is separated from the living being by an antenna assigned station received. The vibration received is demodulated there and processed to create a profile of the To gain brainwave activity. In addition to this passive monitoring of brain activity, one can affect the neurological processes of the living being by going to the brain with the help of another Transmitter sends compensation signals. These compensation signals can be derived from the received and processed Brain waves are derived.

Die Erfindung wird im einzelnen an Hand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt:The invention is explained in detail with reference to a drawing. It shows:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer nach der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung mit den Verbindungen zwischen den verschiedenen Vorrichtungsteilen undFig. 1 is a block diagram of a device formed according to the invention with the connections between the various parts of the device and

Fig. 2 ein Blockschaltbild mit dem Signalflußdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.Fig. 2 is a block diagram showing the signal flow diagram of an embodiment of the invention.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung erzeugt ein Hochfrequenzsender 2 zwei elektromagnetische Schwingungssignale und speist mit diesen beiden Schwingungssignalen über eine geeignete Kopplungseinrichtung ein Antenne 4. Die Schwingungssignale werden von der Antenne 4 gegen den Schädel 6 einer zu untersuchenden Person 8 gerichtet. Die beiden Schwingungssignale von der Antenne 4, die sich unabhängig voneinander ausbreiten,In the arrangement shown in FIG. 1, a high-frequency transmitter 2 generates two electromagnetic ones Vibration signals and feeds these two vibration signals via a suitable coupling device an antenna 4. The vibration signals are directed from the antenna 4 against the skull 6 of a person to be examined 8 directed. The two vibration signals from the antenna 4, which propagate independently of each other,

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durchdringen den Schädel 6 und treffen auf das Gewebe des Gehirns 10 auf.penetrate the skull 6 and strike the tissue of the brain 10.

Innerhalb des Gewebes des Gehirns 10 vereinigen sich die beiden Signale, und zwar im wesentlichen in einer Weise, wie es bei einem üblichen Mischungsvorgang der Fall ist, wobei jeder Abschnitt des Gehirns eine unterschiedliche Modulationstätigkeit hat. Der resultierende Schwingungsvorgang der beiden Signale weist seine größte Amplitude auf, wenn die beiden Signale in Phase sind und sich daher gegenseitig verstärken. Wenn die beiden Signale um genau 180° gegeneinander phasenverschoben sind, wird bei ihrer Vereinigung ein Schwingungsvorgang mit minimaler Amplitude erzeugt. Wenn die Amplituden der beiden, auf die zu untersuchende Person gerichteten Schwingungssignale auf dem gleichen Pegel gehalten werden, kann man annehmen, daß bei Abwesenheit von äußeren Strahlungseinflüssen der Interferenzschwingungsvorgang eine Intensität von Null annimmt, wenn maximale Interferenz auftritt. Die Interferenz aufgrund der Strahlung der elektrischen Tätigkeit innerhalb des Gehirns 10 verursacht aber, daß der durch die Interferenz der beiden ausgesendeten Signale hervorgerufene Schwingungsvorgang von dem erwarteten Ergebnis·abweicht. Das bedeutet, daß der Interferenzschwingungsvorgang von den Gehirnströmen oder Gehirnwellen moduliert wird. Es wird angenommen, daß dies auf der Tatsache beruht, daß Gehirnströme elektrische Ladungen erzeugen, denen jeweils eine elektromagnetische Strahlungskomponente zugeordnet ist. Die von den Gehirnströmen hervorgerufene elektromagnetische Strahlung wirkt auf die von der äußeren Quelle zu dem Gehirn ausgesendeten Schwingungssignale zurück.Within the tissue of the brain 10, the two signals unite, essentially in in a manner similar to a normal mixing process, with each section of the brain one has different modulation activity. The resulting oscillation of the two signals has its greatest amplitude when the two signals are in phase and therefore reinforce each other. if the two signals are phase-shifted by exactly 180 ° from one another, an oscillation process occurs when they are combined generated with minimum amplitude. If the amplitudes of the two, on the person being examined directional vibration signals at the same level are held, one can assume that in the absence of external radiation influences the interference oscillation process assumes an intensity of zero when maximum interference occurs. The interference due to but the radiation of electrical activity within the brain 10 causes that due to the interference The oscillation process caused by the two transmitted signals deviates from the expected result. This means that the interference oscillation process is modulated by the brain waves or brain waves. It it is believed that this is due to the fact that brain waves generate electrical charges to each of them an electromagnetic radiation component is assigned. The one evoked by the brain waves electromagnetic radiation acts on the vibrational signals sent from the external source to the brain return.

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JOJO

Der modulierte Interferenzschwingungsvorgang wird vom Gehirn 10 durch den Schädel 6 zurückgesendet. Die Menge der rückgesendeten oder rückübertragenen Energie reicht aus, um von der Antenne 4 aufgefangen zu werden. Diese Rückübertragung kann man innerhalb gewisser Grenzen durch Einstellen der absoluten und relativen Intensitäten der an das Gehirn ursprünglich ausgesendeten Signale steuern. Der Pegel der ausgesendeten Energie wird selbstverständlich unter einem solchen Wert gehalten, der die untersuchte Person nachteilig beeinträchtigen könnte.The modulated interference oscillation process is sent back from the brain 10 through the skull 6. the The amount of energy sent back or retransmitted is sufficient to be picked up by the antenna 4. This retransmission can be done within certain limits by adjusting the absolute and relative intensities control the signals originally sent to the brain. The level of energy sent out is of course kept below such a value that the examined person adversely affect could.

Die Antenne liefert das empfangene Signal über die Antennenelektronik oder Antennenkopplungseinrichtung 14 an einen Empfänger 12. In dem Empfänger wird das empfangene Schwingungssignal von einem herkömmlichen Hochfrequenzverstärker 16 verstärkt und anschließend von einer üblichen Detektor- und Modulatorelektronik 18 demoduliert. Die demodulierte Schwingung, die die elektrische Innengehirntätigkeit darstellt, wird durch Verstärker 20 verstärkt, und die resultierende Information wird in elektronischer Form in einer Pufferschaltung 22 gespeichert. Von der Pufferschaltung 22 wird die Information einem geeigneten Sichtgerät 24 zugeführt, das beispielsweise von einer Katodenstrahlröhre, lichtemittierenden Dioden, Flüssigkeitskristallen oder einem mechanischen Aufzeichnungsgerät Gebrauch machen kann. Ferner kann die Information zur weiteren Verarbeitung und Analyse einem Rechner 26 zugeführt werden, dessen Ausgangsinformation durch das Sichtgerät ebenfalls dargestellt werden kann.The antenna delivers the received signal via the antenna electronics or antenna coupling device 14 to a recipient 12. In the recipient, the received Vibration signal amplified by a conventional high frequency amplifier 16 and then by a usual detector and modulator electronics 18 demodulated. The demodulated vibration that controls the electrical activity of the inner brain is amplified by amplifier 20 and the resulting information is in electronic form Shape is stored in a buffer circuit 22. From the buffer circuit 22, the information is a suitable viewing device 24 supplied, for example from a cathode ray tube, light emitting diodes, Liquid crystals or a mechanical recording device. Furthermore, the information are fed to a computer 26 for further processing and analysis, its output information through the display device can also be displayed.

Zusätzlich zu der durch das Sichtgerät 24 visuell wiedergegebenen Information kann der Rechner 26 Signale erzeugen, die zur Steuerung eines Hilfssenders 28 dienen. Der Hilfssender 28 wird zur Erzeugung eines Kompensationssignals herangezogen, das über die Antenne 4 zum Gehirn In addition to the information displayed visually by the display device 24, the computer 26 can generate signals which are used to control an auxiliary transmitter 28. The auxiliary transmitter 28 is used to generate a compensation signal which is sent via the antenna 4 to the brain

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der untersuchten Person 8 übertragen wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Kompensationssignal als eine Funktion der empfangenen Gehirnstromsignale abgeleitet, obwohl es auch separat erzeugt werden kann. Die Kompensationssignale beeinträchtigen die elektrischen Aktivitätsvorgänge innerhalb des Gehirns 10.the examined person 8 is transferred. With a preferred Embodiment of the invention is the compensation signal as a function of the received brain wave signals derived, although it can also be generated separately. Affect the compensation signals the electrical activity processes within the brain 10.

Die in der Fig. 1 dargestellte allgemeine Anordnung kann man in verschiedenartiger Weise verwirklichen. Eine mögliche Ausgestaltung ist in der Fig. 2 gezeigt. Bei diesem Beispiel werden gleichzeitig zwei Signale ausgesendet, von denen das eine eine Frequenz von 100 MHz und das andere eine Frequenz von 210 MHz aufweist. Die beiden Schwingungssignale vereinigen sich im Gehirn 10 und bilden eine resultierende Schwingung, deren Frequenz gleich der Differenz zwischen den Frequenzen der einfallenden Signale ist, nämlich 110 MHz. Die Summe der beiden einfallenden Frequenzen ist ebenfalls verfügbar, wird jedoch durch nachfolgende entsprechende Filterung ausgeschieden. Das 100-MHz-Signal tritt am Ausgangsanschluß eines Hochfrequenz-Leistungsteilers 34 auf, in den ein 100-MHz-Signal injiziert wird, das ein Oszillator 30 erzeugt. Der Oszillator 30 ist von üblicher Bauart und enthält entweder Quarze für Festfrequenzschaltungen oder eine abstimmbare Schaltung, die auf 100 MHz eingestellt ist. Bei dem Oszillator kann es sich um einen Impulsgenerator, einen Rechteckschwingungsgenerator oder einen Sinusschwingungsgenerator handeln. Der Hochfrequenz-Leistungsteiler kann ein herkömmliches Mikrowellengerät sein, das derart ausgebildet ist, daß an jedem seiner drei Ausgangsanschlüsse eine Signalschwingung auftritt, deren Frequenz mit der Frequenz der Eingangsschwingung übereinstimmt.The general arrangement shown in FIG. 1 can be implemented in various ways. One possible embodiment is shown in FIG. In this example there are two signals at the same time emitted, one of which has a frequency of 100 MHz and the other a frequency of 210 MHz. the Both vibration signals combine in the brain 10 and form a resulting vibration, the frequency of which is equal to the difference between the frequencies of the incident signals, namely 110 MHz. The sum of the two incident frequencies is also available, but is eliminated by subsequent appropriate filtering. The 100 MHz signal appears at the output terminal of a high frequency power divider 34 into which a 100 MHz signal is injected, which an oscillator 30 generates. The oscillator 30 is of conventional design and includes either crystals for fixed frequency circuits or a tunable circuit that is set to 100 MHz is. The oscillator can be a pulse generator, a square wave generator or a Act sine wave generator. The high frequency power divider can be a conventional microwave device which is designed such that on each of its three output connections a signal oscillation occurs, the frequency of which with the frequency of the input oscillation matches.

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__ψ_ 260AHS _ _ψ _ 260AHS

"λ""λ"

Das 210-MHz-Signal wird ebenfalls von dem 100-MHz-Oszillator 30 und dem Hochfrequenz-Leistungsteiler 34 abgeleitet, die zu diesem Zweck mit einem Frequenzverdoppler 36 und einem 10-MHz-Oszillator 32 zusammenarbeiten. Der Frequenzverdoppler kann von üblicher Bauart sein und liefert an seinem Ausgangsanschluß ein Schwingungssignal, dessen Frequenz doppelt so hoch wie die Frequenz des zugeführten Schwingungssignals an seinem Eingang ist. Der 10-MHz-Oszillator kann in ähnlicher Weise wie der 100-MHz-Oszillator aufgebaut sein. Vom Ausgangsanschluß 39 des Hochfrequenz-Leistungsteilers 34 wird das 10O-MHz-Signal dem Frequenzverdoppler 36 zugeführt. Das resultierende 200-MHz-Signal wird an einen Mischer 40 gelegt. Bei dem Mischer 40 kann es sich um ein herkömmliches VHF-, UHF- oder SHF-Gerät handeln, das in der Lage ist, zwei Eingangsschwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen zu empfangen und zwei Ausgangsschwingungen zu liefern, deren Frequenzen gleich der Summe und der Differenz der Frequenzen der empfangenen Signale entsprechen. Ein 10-MHz-Signal vom Oszillator 32 wird ebenfalls an den Mischer 40 gelegt. Das 200-MHz-Signal vom Frequenzverdoppler 36 und das 10-MHz-.Signal vom Oszillator 32 vereinigen sich in dem Mischer 40 und bilden ein Schwingungssignal mit einer Frequenz von 210 MHz, die gleich der Summe der Frequenzen der beiden zugeführten Schwingungssignale von 200 MHz und 100 MHz ist.The 210 MHz signal is also used by the 100 MHz oscillator 30 and the high-frequency power divider 34 derived for this purpose with a frequency doubler 36 and a 10 MHz oscillator 32 work together. The frequency doubler can be of conventional design and supplies an oscillation signal at its output connection, whose frequency is twice as high as the frequency of the vibration signal fed to its input. Of the The 10 MHz oscillator can work in a similar way to the 100 MHz oscillator be constructed. From the output terminal 39 of the high-frequency power divider 34, the 10O MHz signal the frequency doubler 36 is supplied. The resulting 200 MHz signal is applied to a mixer 40. In which Mixer 40 can be a conventional VHF, UHF, or SHF device capable of two input oscillations to receive with different frequencies and to deliver two output oscillations, whose Frequencies equal to the sum and the difference of the frequencies of the received signals correspond. A 10 MHz signal from the oscillator 32 is also applied to the mixer 40. The 200 MHz signal from the frequency doubler 36 and the 10 MHz signal from oscillator 32 combine themselves in the mixer 40 and form an oscillation signal with a frequency of 210 MHz, which is equal to the sum the frequencies of the two vibration signals supplied is 200 MHz and 100 MHz.

Das 21O-MHz-Signal ist das eine der beiden Signale, die dem Gehirn 10 der zu überwachenden Person ausgesendet werden. Bei der in der Fig. 2 dargestellten Anordnung wird eine Antenne 41 zum Aussenden des 210-MHz-Signals und eine weitere Antenne 43 zum Aussenden des 100-MHz-Signals verwendet. Stattdessen könnte man auch eine einzige Antenne benutzen, sofern diese in der Lage ist, bei 100 MHz und 210 MHz zu arbeiten. Der Abtastwinkel, die Abtastrichtung und die Abtastgeschwindigkeit können me-The 210 MHz signal is one of the two signals which are sent to the brain 10 of the person to be monitored. In the arrangement shown in FIG becomes an antenna 41 for transmitting the 210 MHz signal and another antenna 43 for transmitting the 100 MHz signal used. Instead, a single antenna could be used, provided that it is able to with 100 MHz and 210 MHz to work. The scanning angle, the scanning direction and the scanning speed can be measured

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chanisch gesteuert werden, beispielsweise von einem Umkehrmotor, oder elektronisch, beispielsweise durch in geeigneter Synchronisierung erregte Elemente in der Antenne. Die Antennen können daher entweder feststehend oder drehbar sein.be controlled mechanically, for example by a reversing motor, or electronically, for example by elements in the antenna excited in suitable synchronization. The antennas can therefore either be fixed or be rotatable.

Das am Ausgangsanschluß 37 des 3-Wege-Leistungsteilers 34 auftretende zweite 100-MHz-Signal wird einem Zirkulator 38 zugeführt und wird diesem mit einer gewünschten Phasenverschiebung entnommen. Der Zirkulator 38 kann ebenfalls von üblicher Bauart sein und an einem Ausgangsanschluß ein Schwingungssignal abgeben, das gegenüber dem zugeführten Schwingungssignal eine geeignete Phasenverschiebung aufweist. Vom Zirkulator 38 wird das 1OO-MHz-Signal der Antenne 43 zugeführt und von dort zum Gehirn 10 der untersuchten Person als die zweite Komponente der Dualsignalübertragung ausgesendet. Die Antenne 43 kann in ähnlicher Weise wie die beschriebene Antenne 41 ausgebildet sein. Wie bereits erwähnt, kann man die beiden Antennen in eine einzige Antenneneinheit kombinieren. The second 100 MHz signal appearing at the output terminal 37 of the 3-way power divider 34 becomes a Circulator 38 is supplied and is removed from it with a desired phase shift. The circulator 38 can also be of conventional design and emit an oscillation signal at an output connection, the opposite the supplied oscillation signal has a suitable phase shift. The circulator 38 does this 100 MHz signal fed to the antenna 43 and from there to the The brain 10 of the person examined is sent out as the second component of the dual signal transmission. The antenna 43 can be designed in a manner similar to the antenna 41 described. As mentioned earlier, you can combine the two antennas into a single antenna unit.

Die ausgesendeten Signalkomponenten von 100 MHz und 210 MHz mischen sich innerhalb des Gewebes in dem Gehirn 10 und überlagern einander, so daß ein Schwingungssignal entsteht, dessen Frequenz von 110 MHz gleich der Differenz zwischen den Frequenzen der beiden einfallenden Schwingungskomponenten ist und das durch die elektromagnetischen Emissionen des Gehirns moduliert ist, d.h. von der zu überwachenden Gehirnstromtätigkeit. Dieses modulierte Schwingungssignal von 110 MHz wird in den Raum abgestrahlt.The transmitted signal components of 100 MHz and 210 MHz mix within the tissue in the brain 10 and superimpose one another, so that an oscillation signal is produced whose frequency of 110 MHz is equal to the difference between the frequencies of the two incident vibration components and that through the electromagnetic Emissions of the brain is modulated, i.e. by the brain wave activity to be monitored. This modulated oscillation signal of 110 MHz is radiated into the room.

Das durch die Gehirnstromaktivität modulierte 110-MHz-Signal wird von einer Antenne 45 empfangen undThe 110 MHz signal modulated by the brain wave activity is received by an antenna 45 and

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dem Zirkulator 38 zugeführt, in dem es eine geeignete Phasenverschiebung erfährt. Der Zirkulator 38 trennt das ausgesendete Signal von dem empfangenen Signal. Dazu kann man irgendeinen geeigneten Duplexer verwenden. Die Antenne 45 kann von üblicher Bauart sein und den Antennen 41 und 43 entsprechen. Alle Antennen können zu einer einzigen Einheit zusammengefaßt oder getrennt sein. Das empfangene modulierte 110-MHz-Signal gelangt vom Zirkulator 38 zu einem Bandpaßfilter 42, um unerwünschte harmonische Komponenten und äußere Rauschsignale zu entfernen. Das gefilterte 110-MHz-Signal wird einem Mischer 44 zugeführt, an den auch eine Komponente des 100-MHz-Signals gelegt wird, das vom Oszillator 30 stammt und am Ausgangsanschluß 35 des Hochfrequenz-Leistungsteilers 34 auftritt. Bei dem Filter 42 kann es sich um einen üblichen Bandpaß handeln. Der Mischer 44 kann ebenfalls wie der Mischer 40 von herkömmlicher Bauart sein.fed to the circulator 38, in which it experiences a suitable phase shift. The circulator 38 separates the transmitted signal from the received signal. Any suitable duplexer can be used for this purpose. The antenna 45 can be of conventional design and correspond to the antennas 41 and 43. All antennas can too be combined or separated into a single unit. The 110 MHz modulated signal received comes from the circulator 38 to a band pass filter 42 to remove unwanted harmonic components and extraneous noise signals. The filtered 110 MHz signal goes to a mixer 44 to which also a component of the 100 MHz signal is placed, which comes from the oscillator 30 and at the output terminal 35 of the high-frequency power divider 34 occurs. The filter 42 can be a conventional bandpass filter. The mixer 44 can also like mixer 40, be of conventional design.

Die Schwingungssignale von 100 MHz und 110 MHz vereinigen sich in dem Mischer 44 und es entsteht ein Schwingungssignal, dessen Frequenz gleich der Differenz der Frequenzen der beiden zugeführten Komponenten ist, nämlich 10 MHz. Dieses 10-MHz-Signal ist immer noch durch die überwachte Gehirnstromtätigkeit moduliert. Dieses Signal wird in einem Zwischenfrequenzverstärker 46 verstärkt und anschließend einem Demodulator 48 zugeführt. Die Art des Demodulators hängt von den Eigenschaften der an das Gehirn ausgesendeten Schwingungssignale und des vom Gehirn empfangenen Schwingungssignals sowie von der Information ab, die man zu erhalten wünscht. Das Gehirn kann die Amplitude, Frequenz und bzw. oder Phase des InterferenzschwingungsVorgangs modulieren. Manche dieser Parameter sind gegenüber den Gehirnstromeigenschaften empfindlicher als andere. Die Auswahl der Amplituden-, Frequenz- oder Phasendemodulationseinrichtung hängt davon ab, welche Gehirnstromeigenschaft überwacht werdenThe vibration signals of 100 MHz and 110 MHz combine in the mixer 44 and an oscillation signal is produced, the frequency of which is equal to the difference the frequencies of the two components supplied, namely 10 MHz. That 10 MHz signal is still through modulates the monitored brainwave activity. This signal is amplified in an intermediate frequency amplifier 46 and then fed to a demodulator 48. The type of demodulator depends on the characteristics of the Vibration signals sent to the brain and the vibration signal received by the brain as well as from the Information that one wishes to receive. The brain can adjust the amplitude, frequency and / or phase of the Modulate the interference oscillation process. Some of these Parameters are more sensitive than others to brain wave properties. The selection of the amplitude, Frequency or phase demodulation equipment depends on which brain wave property is being monitored

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soll. Sofern es erforderlich oder erwünscht ist, kann man mehrere verschiedene Arten von Demodulatoren abwechselnd oder gleichzeitig verwenden.target. If necessary or desired, several different types of demodulators can be used alternately or use them at the same time.

Das demodulierte Signal, das die überwachte Gehirnstromtätigkeit darstellt, wird Tonfrequenzverstärkern 50a, 50b und 50c zugeführt, die von herkömmlicher · Bauart sein können. Die verstärkten Signale gelangen zu Anzeige- oder Sichtgeräten 58a sowie 58b und zu einem Rechner 60. Die Sichtgeräte 58a und 58b stellen die unverarbeiteten Gehirnstromsignale von den Tonfrequenzverstärkern dar. Der Rechner 60 verarbeitet die verstärkten Gehirnstromsignale, um daraus eine zur Betrachtung geeignete Information abzuleiten. Der Rechner kann beispielsweise Signalelemente unterdrücken, komprimieren oder expandieren sowie vereinigen, beispielsweise mit anderen informationstragenden Signalen. Die resultierende Information wird durch ein Sichtgerät 62 wiedergegeben. Die Sichtgeräte können von herkömmlicher Bauart sein und beispielsweise von elektronischen Einrichtungen zur visuellen Anzeige oder von mechanischen Aufzeichnungsgeräten Gebrauch machen: Das Sichtgerät 58b kann beispielsweise ein Schreiber sein. Der Rechner kann ein herkömmlicher Analog-, Digital- oder Hybrid-Rechner sein.The demodulated signal representing the monitored brain wave activity becomes audio frequency amplifiers 50a, 50b and 50c, which may be of conventional design. The amplified signals arrive at Display or viewing devices 58a and 58b and to a computer 60. The viewing devices 58a and 58b represent the unprocessed Represents brain wave signals from the audio frequency amplifiers. The computer 60 processes the amplified Brainwave signals to derive suitable information for viewing. The computer can, for example Suppress, compress or expand signal elements and combine them, for example with other information-carrying signals. The resulting Information is displayed through a display device 62. The viewing devices can be of conventional design and for example electronic devices for visual display or mechanical recording devices Make use: the display device 58b can be, for example, a scribe. The computer can be a conventional one Be analog, digital or hybrid computers.

Durch einen einzigen Meßvorgang kann man ein Profil des gesamten Gehimstromemissionsmusters überwachen oder Bereiche des Gehirns auswählen, und zwar durch einfache Änderung des Abtastwinkels und der Abtastrichtung der Antennen. Es besteht keine körperliche Berührung zwischen der untersuchten Person und der Überwachungsvorrichtung. Den Rechner 60 kann man heranziehen, um ein Kompensationsschwingungssignal zu erzeugen, das zum Gehirn 10 ausgesendet wird, um die natürlichen Gehirnströme oder Gehirnwellen in einer gewünschten Weise zu ändern. Die geschlosseneA profile of the entire brain current emission pattern can be monitored by a single measurement Select areas of the brain simply by changing the scan angle and direction of the Antennas. There is no physical contact between the person being examined and the monitoring device. The computer 60 can be used to generate a compensation oscillation signal which is transmitted to the brain 10 is used to change the natural brain waves or brain waves in a desired way. The closed one

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Kompensationsschleife gestattet eine momentane und fortwährende Modifikation des Gehirnstromantwortmusters.Compensation loop allows momentary and ongoing modification of the brain wave response pattern.

Zur Ausführung der Funktion zur Modifikation des Gehirnstrommusters kann man dem Rechner 60 von einer Quelle 70 ein externes Standardsignal zuführen, das eine Gehirnstromtätigkeit darstellt, die einem gewünschten neurologischen Verhalten zugeordnet ist. Der für das Verhalten verantwortliche Bereich des Gehirns wird überwacht, und das empfangene Signal, das die Gehirnstromtätigkeit in diesem Bereich anzeigt, wird mit dem Standardsignal verglichen. Der Rechner 60 ist derart programmiert, daß er aufgrund der Differenz zwischen dem Standardsignal und dem empfangenen Signal ein Kompensationssignal bestimmt. Das an dem überwachten Bereich oder Abschnitt des Gehirns ausgesendete Kompensationssignal moduliert dort die natürliche Gehirnstromtätigkeit in Richtung auf eine Reproduktion des Standardsignals. Dadurch wird das neurologische Verhalten der Person geändert.To perform the function of modifying the brain wave pattern, one can use the computer 60 from a Source 70 feed an external standard signal representing a brain wave activity that a desired associated with neurological behavior. The area of the brain responsible for behavior is monitored, and the received signal indicating the brain wave activity in that area is matched with the standard signal compared. The computer 60 is programmed to be based on the difference between the standard signal and a compensation signal determined from the received signal. The area or section of the brain that is being monitored The compensation signal emitted there modulates the natural brain activity in the direction of reproduction of the standard signal. This changes the person's neurological behavior.

Der Rechner 60 steuert einen Hilfssender 64 an, der das Kompensationssignal über eine Antenne 66 an das Gehirn 10 aussendet. Bei dem Hilfssender 64 handelt es sich um einen Sender der Hochfrequenzbauart, wie er in der Radar-Technik verwendet wird. Die Antenne 66 kann den Antennen 41, 43 und 45 ähnlich sein und mit ihnen zusammen eine einzige Einheit bilden. Auf diese Weise ist es möglich, die Gehirnstromtätigkeit zu ändern und Abweichungen von einer gewünschten Norm zu kompensieren. Die Gehirnströme können überwacht werden, und die Steuersignale können zum Gehirn von einer Fernstation aus übertragen werden.The computer 60 controls an auxiliary transmitter 64, the sends the compensation signal to the brain 10 via an antenna 66. The auxiliary transmitter 64 is a transmitter of the high frequency type, as used in radar technology. The antenna 66 can be the antenna 41, 43 and 45 and together form a single unit. In this way it is possible change brain activity and compensate for deviations from a desired norm. The brain waves can be monitored and the control signals can be transmitted to the brain from a remote station will.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel stellt lediglich eine von vielen möglichen Ausführungsformen dar. Die Sender können monostatisch oder bistatisch sein. WeiterhinThe embodiment described represents only one of many possible embodiments Transmitters can be monostatic or bistatic. Farther

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kann es sich dabei um Ein-, Dual- oder Vielfachfrequenzgeräte handeln. Das ausgesendete oder übertragene Signal kann eine kontinuierliche Schwingung, ein Impuls, ein frequenzmoduliertes Signal oder irgendeine Kombination dieser Möglichkeiten sein, aber auch eine andere zum Senden bzw. Übertragen geeignete Form annehmen. Typische Betriebsfrequenzen der Sender liegen in einem Bereich von 1 MHz bis 40 Gigahertz . Die Betriebsfrequenzen können der besonderen zu überwachenden Funktion und den Eigenschaften der untersuchten Person angepaßt werden.it can be single, dual or multiple frequency devices. The transmitted or transmitted signal can be a continuous oscillation, a pulse, a frequency modulated signal, or any combination these possibilities, but also take on another form suitable for sending or transmitting. Typical The operating frequencies of the transmitters are in the range from 1 MHz to 40 gigahertz. The operating frequencies can adapted to the particular function to be monitored and the characteristics of the person being examined.

Die einzelnen Komponenten und Teile der Anordnung zur Überwachung und Steuerung der Gehirnstromtätigkeit können von üblicher Bauart sein, wie sie in der Radar-Technik verwendet werden.The individual components and parts of the arrangement for monitoring and controlling brain wave activity can be of the usual type as used in radar technology.

Verschiedenartige Untergruppen der Anordnung zur Überwachung und Steuerung der Gehirnströme kann man hinzufügen, ersetzen oder miteinander kombinieren. So kann man beispielsweise zum Aussenden und Empfangen der Signale getrennte Antennen oder eine einzige Mehrbereichsantenne verwenden. Weitere Sichtgeräte und Rechner können bedient werden, um ausgewählte Komponenten der überwachten Gehirnströme darzustellen und zu analysieren.Various subsets of the arrangement for monitoring and controlling brain waves can be added, replace or combine with each other. For example, you can send and receive the signals Use separate antennas or a single multi-range antenna. Other viewing devices and computers can can be used to display and analyze selected components of the monitored brain waves.

Bei der Modulation des vom Gehirn zurückgesandten Interferenzsignals kann es sich um eine Amplituden-, Frequenz- und bzw. oder Phasenmodulation handeln. Zur Demodulation und Entschlüsselung der Gehrinstromaktivität der untersuchten Person können geeignete Demodulatoren verwendet werden. Ausgewählte Komponenten der Gehirn ströme können von dem Rechner analysiert werden, um den Geisteszustand festzustellen und die Gedankenvorgänge der untersuchten Person zu überwachen.The modulation of the interference signal sent back by the brain can be an amplitude, Act frequency and / or phase modulation. For demodulation and decoding of the hearing current activity suitable demodulators can be used for the person examined. Selected components of the brain Streams can be analyzed by the computer to determine the state of mind and the thought processes monitor the examined person.

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Die Erfindung bietet ein v/ei te s Anwendungsfeld. Personen in kritischen Stellungen oder Situationen, beispielsweise Fahrzeugführer und Piloten, können fortlaufend überwacht werden, wobei die Möglichkeit besteht, bei einem menschlichen Fehler oder Versagen eine Notalarmeinrichtung zu betätigen. Man kann feststellen, ob die überwachte Person einen Anfall erleidet, schlaflos ist oder träumt. Körperfunktionen, wie die Pulszahl,
Herzschlagunregelmäßigkeiten und ähnliche Funktionen, können überwacht und das Auftreten von Halluzinationen kann festgestellt werden. Weiterhin ermöglicht es die Erfindung, daß der Arzt Ferndiagnosen vornehmen kann.The invention offers a wide range of applications. People in critical positions or situations, for example vehicle drivers and pilots, can be continuously monitored, with the possibility of activating an emergency alarm device in the event of human error or failure. It can be determined whether the person being monitored is having a seizure, is sleepless, or is dreaming. Body functions, such as the pulse rate,
Heartbeat irregularities and similar functions can be monitored and hallucinations can be determined. Furthermore, the invention enables the doctor to carry out remote diagnoses.

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Claims

1. Device for monitoring the brain activity of a living being,
characterized by means (2, 4; 30, 32, 34, 36, 38, 40, 41, 43) for emitting electromagnetic energy to the brain (10) of the living being (8), means (4, 12; 45, 38, 42, 44, 46, 48) for receiving electromagnetic energy that is modulated by the brain wave activity and is emitted by the brain in response to the emitted electromagnetic energy, and means (24, 26; 58, 60, 62) for evaluating the received electromagnetic energy.

2. Device according to claim 1,

g e k e nmarked by means (28, 4; 64, 66) for sending out a further signal to the brain to influence the activity of the brain waves

3. Device according to claim 2,
gekennzeich.net by a device (70) for generating a standard signal, a device (60) connected to the evaluation means for generating a compensation signal as a function of a comparison of the received signal with the standard signal and an auxiliary transmission device (64) for transmitting the further signal for Brain of the living being whose brain activity is being monitored.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the evaluation means contain a computer (60) connected with its input to the receiving means, which processes the received signals.

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5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the evaluation means contain display devices (58a, 58b, 62) for visual representation.

6. Apparatus according to claim 5,
characterized in that the viewing devices contain mechanical writing devices.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the means for emitting the electromagnetic energy means (30, 32, 34, 36, 40) for generating of electromagnetic energy signals of a first and have a second frequency.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the transmission means are characterized by a device (30) for generating a fundamental frequency signal, a Means (32, 36, 40) for generating a first signal with a frequency which corresponds to the fundamental frequency in Relationship is and has a predetermined phase relationship with it, and a device (41, 43) for Sending the fundamental frequency signal and the first signal to the brain of the living being monitored and that the Receiving means are characterized by a device (45) for receiving a second signal from the brain of the monitored living being is transmitted on the basis of the fundamental frequency signal and the first signal, and a mixing device (44) for generating a response signal from the fundamental frequency signal and the received second Signal at a frequency related to the fundamental frequency.

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9. Apparatus according to claim 8, characterized in that that the receiving means includes means (38) for separating the transmitted signals from the received second Signal included.

10. The device according to claim 9, characterized in that a bandpass filter (42) with its input to the Separating device (38) and its output is connected to the mixing device (44).

11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that that means (46) are provided for amplifying the response signal.

12. The device according to claim 11, characterized in that that a device (48) is provided for demodulating the amplified response signal.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the evaluation means to the output of the demodulator device (48) are connected.

14. Device for modifying the brainwave activity of a living being,
characterized by means for generating an electromagnetic vibration signal and by means for transmitting this signal to the brain of the living being.

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15. Apparatus according to claim 14, characterized in that the transmitting means have devices with which the electromagnetic oscillation signal on a a predetermined part of the brain.

16. Procedure for monitoring the activity of the ear flow of a living being,

characterized in that at least two electromagnetic energy signals from different frequencies are sent out to the brain of the living being that one by mixing the two emitted signals in the brain resulting electromagnetic energy signal is received through the brain wave activity is modulated and by the brain in response to the two energy signals sent out is issued, and that the received electromagnetic energy signal is evaluated.

17. The method according to claim 16,
characterized in that the step of transmitting electromagnetic energy signals to the brain comprises transmitting two signals of this type at frequencies different from one another.

18. The method according to claim 16 or 17, characterized in that that another electromagnetic energy signal is sent to the brain to stimulate brain activity change.

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19. The method according to claim 18, characterized in that a standard signal is used to transmit the further signal is generated, the received electromagnetic energy signal is compared with the standard signal, Depending on the comparison between the received electromagnetic energy signal and the standard signal, a compensation signal is obtained and that Compensation signal is sent to the brain of the monitored living being.

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