ES2899170T3 - Mejora cognitiva mediante retroalimentación - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento para la mejora cognitiva no terapéutica, que comprende: determinar (410), mediante un procesador (230), una frecuencia objetivo correspondiente a un estado cerebral objetivo; y estimular (420), mediante el procesador (230), el cerebro de un usuario mediante retroalimentación para intentar lograr el estado cerebral objetivo en el usuario repitiendo lo siguiente una o más veces: medir (430) una salida eléctrica del cerebro del usuario recibida desde uno o más sensores acoplados al usuario; determinar (440) una frecuencia actual asociada al cerebro del usuario en función de la salida eléctrica medida; determinar (450) una diferencia entre la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario y la frecuencia objetivo; y cuando la diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo es superior a una cantidad predeterminada, enviar (460, 470) una señal al cerebro del usuario a través de una o más vías, teniendo la señal una frecuencia operable para modificar la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario hacia la frecuencia objetivo, caracterizado por modular, utilizando el procesador (230), la señal con un código que identifica la señal; y filtrar, utilizando el procesador (230), la señal de la salida eléctrica del cerebro del usuario en función del código.

Description

DESCRIPCIÓN
Mejora cognitiva mediante retroalimentación
Campo técnico
Esta divulgación se refiere generalmente a la mejora cognitiva y más particularmente a la mejora cognitiva mediante retroalimentación.
Antecedentes
Muchas profesiones implican tareas que causan fatiga, somnolencia, sobrecarga y distracción, que impactan negativamente en el desempeño de un trabajador. La mejora de la función cognitiva puede abordar esos efectos negativos, aumentando así la eficiencia de los trabajadores y reduciendo los costes de mano de obra. Además, la mejora cognitiva puede mejorar la salud mental, el sueño, el aprendizaje y la formación.
La referencia US 5.036.858 desvela un procedimiento para cambiar la frecuencia de las ondas cerebrales a una frecuencia deseada. Dicho procedimiento determina una frecuencia de ondas cerebrales actual de un usuario, genera dos frecuencias con una diferencia de frecuencia de una magnitud entre la de la frecuencia de ondas cerebrales actual real y la frecuencia deseada, pero siempre dentro de un rango predeterminado de la frecuencia de ondas cerebrales actual real, y produce una salida para el usuario correspondiente a las dos frecuencias. Un aparato para conseguir el procedimiento tiene un procesador de ordenador, una memoria de ordenador, electrodos de EEG junto con un amplificador, un generador de temporización programable que responde al procesador de ordenador para generar las dos frecuencias, amplificadores de audio y un generador de frecuencia de batido que acciona un amplificador de frecuencia visual.
La referencia US 6.488.617 también desvela un procedimiento y dispositivo para la producción de un estado cerebral deseado en una persona. Dicho procedimiento y dispositivo contienen medios para monitorizar y analizar el estado cerebral mientras un conjunto de uno o más imanes producen campos que alteran este estado. Un sistema computacional altera diversos parámetros de los campos magnéticos para cerrar la brecha entre el estado cerebral real y el deseado. Este procedimiento de retroalimentación funciona continuamente hasta que la brecha se minimiza y/o elimina.
También se conoce una técnica para influir en el cerebro humano gracias a la referencia US 2013-030241. Esta técnica se puede aplicar para tratar el trastorno de estrés postraumático (TEPT) mediante la estimulación del cerebro con un latido, por ejemplo, en la frecuencia theta para influir en el cerebro para que se relaje. Como alternativa, el cerebro humano se puede estimular con un latido en la frecuencia alfa para estimular el pensamiento activo. A lo largo de una serie de tratamientos, se puede influir en el cerebro de una persona que padezca TEPT para que funcione a una frecuencia normal. Ventajosamente, a medida que se ajusta la frecuencia, los síntomas del TEPT se repiten con menos frecuencia hasta que la persona deja de experimentar los síntomas o al menos haya experimentado una disminución de la repetición de los síntomas.
Un aparato que incluye un electroencefalograma que monitorizará el estado psicológico de una persona y que estimulará a la persona en caso de que desvíe su atención, también se conoce gracias a la referencia US 3.032.029.
Las técnicas convencionales para la mejora cognitiva mediante retroalimentación, sin embargo, sufren el problema de que las mediciones de la salida eléctrica del cerebro pueden verse distorsionadas por la señal de retroalimentación. Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento y un sistema mejorados que venzan este problema.
Esto se logra mediante las características de las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas son la materia objeto de las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
Para una comprensión más completa de la presente divulgación y para otras características y ventajas de la misma, ahora se hace referencia a la siguiente descripción tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que:
la FIGURA 1 es un diagrama de red que ilustra un sistema de mejora cognitiva de ejemplo, de acuerdo con determinadas realizaciones de la presente divulgación;
la FIGURA 2 es un diagrama que ilustra un módulo de mejora cognitiva de ejemplo utilizado en el sistema de mejora cognitiva de la FIGURA 1, de acuerdo con determinadas realizaciones de la presente divulgación;
la FIGURA 3 es un sistema informático de ejemplo utilizado en el sistema de mejora cognitiva de la FIGURA 1, de acuerdo con determinadas realizaciones de la presente divulgación;
la FIGURA 4A es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de mejora cognitiva mediante retroalimentación de ejemplo, de acuerdo con determinadas realizaciones de la presente divulgación; y
la FIGURA 4B es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de ejemplo para la etapa de estimular el cerebro de un usuario mediante retroalimentación para lograr el estado cerebral objetivo en el usuario presentado en la FIGURA 4A, de acuerdo con determinadas realizaciones de la presente divulgación.
Descripción detallada
Los profesionales se enfrentan a menudo a tareas exigentes. Por ejemplo, durante las misiones, un piloto debe permanecer alerta y concentrado muchas horas. Sin embargo, puede que haya largos periodos de hastío interrumpidos por momentos de intensa concentración. Esta distribución desigual del trabajo cognitivo puede ocasionar periodos de vigilancia relajada o sobrecarga cognitiva, ambos de los cuales pueden tener un impacto negativo en el desempeño de la misión. Como ejemplo adicional, un analista de inteligencia se sienta y analiza imágenes y otra información durante horas a la vez. Como resultado, puede reducirse el estado de alerta del analista. La mejora cognitiva mediante el control del arrastre de las ondas cerebrales puede mejorar la función cognitiva, mejorando así el desempeño de la misión. Además, el uso de un circuito de retroalimentación puede permitir la modificación activa de una señal de entrada generada por un dispositivo en respuesta a la señal de salida del cerebro. Asimismo, un circuito de retroalimentación puede permitir ajustes en tiempo real para controlar el grado de rapidez o lentitud en que el cerebro de un usuario logra un estado cerebral objetivo.
Por consiguiente, los aspectos de la presente divulgación incluyen un procedimiento que, en una realización, determina una frecuencia objetivo correspondiente a un estado cerebral objetivo y estimula el cerebro de un usuario mediante retroalimentación para lograr el estado cerebral objetivo en el usuario. Estimular el cerebro del usuario puede incluir medir una salida eléctrica del cerebro del usuario recibida desde uno o más sensores acoplados al usuario, determinar una frecuencia actual asociada al cerebro del usuario en función de la salida eléctrica medida, y determinar una diferencia entre la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario y la frecuencia objetivo. Cuando la diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo es superior a una cantidad predeterminada, el procedimiento puede incluir enviar una señal al cerebro del usuario a través de una o más vías (pathways), teniendo la señal una frecuencia operable para modificar la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario hacia la frecuencia objetivo. El procedimiento puede incluir repetir la etapa de medición, determinar etapas y enviar la etapa una o más veces.
La mejora cognitiva de la presente divulgación puede proporcionar numerosas ventajas. Como ejemplo, el módulo de mejora cognitiva 110 proporciona el uso de retroalimentación para realizar ajustes en tiempo real a la mejora cognitiva. Como ejemplo adicional, el módulo de mejora cognitiva 110 puede permitir una mayor precisión en las mediciones de la salida eléctrica del cerebro de un usuario mediante el uso de señalización codificada y filtrado. Como otro ejemplo más, el módulo de mejora cognitiva 110 puede proporcionar un sistema de mejora cognitiva conveniente y rentable 100 que requiera pocos gastos generales. Como otro ejemplo más, el módulo de mejora cognitiva 110 puede proporcionar el tratamiento de numerosos trastornos neurológicos mediante la anulación de señales no deseadas. Como ejemplo adicional, el módulo de mejora cognitiva 110 proporciona múltiples vías de excitación para que un usuario pueda seleccionar la vía más eficaz. Como ejemplo adicional, el módulo de mejora cognitiva 110 puede personalizarse para el usuario particular del sistema de mejora cognitiva 100. Como ejemplo adicional, el módulo de mejora cognitiva 110 proporciona una estimulación cognitiva no invasiva reduciendo o eliminando así los tiempos de recuperación. Como ejemplo adicional, el módulo de mejora cognitiva 110 puede permitir el control de la frecuencia, la amplitud, la forma de onda y la ubicación de las señales enviadas al cerebro del usuario 118.
En las FIGURAS 1 a 4B se analizan detalles adicionales. La FIGURA 1 ilustra un sistema de mejora cognitiva 100 de ejemplo. Las FIGURAS 2 y 3 muestran un módulo de mejora cognitiva 110 de ejemplo y un sistema informático 105 de ejemplo, respectivamente, para su uso en el sistema de mejora cognitiva 100 de la FIGURA 1. La FIGURA 4A muestra un procedimiento de mejora cognitiva mediante retroalimentación de ejemplo, mientras que la FIGURA 4B muestra un procedimiento de ejemplo para la etapa de estimular el cerebro de un usuario mediante retroalimentación para intentar lograr el estado cerebral objetivo en el usuario presentado en la FIGURA 4A.
La FIGURA 1 ilustra el sistema de mejora cognitiva 100, de acuerdo con determinadas realizaciones de la presente divulgación. El sistema de mejora cognitiva 100 puede proporcionar la mejora de las ondas cerebrales para lograr un estado cerebral deseado en una realización. El sistema de mejora cognitiva 100 también puede proporcionar la anulación de ondas cerebrales no deseadas para mejorar el funcionamiento cognitivo en algunas realizaciones. El sistema de mejora cognitiva 100 puede incluir un sistema informático 105, un módulo de mejora cognitiva 110, electrodos 117, un usuario 118, una red 120 y un dispositivo de estimulación 125 en una realización.
El sistema informático 105 puede ser cualquier sistema informático configurado para funcionar en el sistema de mejora cognitiva 100. Por ejemplo, el sistema informático 105 puede ser una tableta, un teléfono inteligente, un ordenador portátil, un ordenador personal, o cualquier otro dispositivo configurado para comunicarse, procesar y/o almacenar información en el sistema de mejora cognitiva 100. El sistema informático 105 también puede incluir una interfaz de usuario, tal como un sistema de representación, una pantalla táctil, un micrófono, un teclado u otro equipo terminal apropiado a través del cual el usuario 118, u otro usuario, pueda operar el sistema de mejora cognitiva 100.
El módulo de mejora cognitiva 110 puede ser cualquier componente configurado para determinar una frecuencia objetivo de un estado cerebral objetivo y estimular el cerebro del usuario 118 mediante retroalimentación para intentar lograr el estado cerebral objetivo. El módulo de mejora cognitiva 110 puede conectarse al sistema informático 105, al dispositivo de estimulación 125 y a los electrodos 117 a través de la red 120 en algunas realizaciones. Por ejemplo, el módulo de mejora cognitiva 110 puede ser un software ubicado en un servidor remoto. El módulo de mejora cognitiva 110 puede incluirse dentro del sistema informático 105 en otras realizaciones. Por ejemplo, el módulo de mejora cognitiva 110 puede ser un software instalado en el sistema informático 105. El módulo de mejora cognitiva 110 puede incluir un servidor, un servidor remoto, un ordenador central, o cualquier otro componente adecuado en algunas realizaciones. Aunque se ilustra como un solo módulo, en el caso de un grupo de usuarios 118, puede haber múltiples módulos de mejora cognitiva 110, correspondiendo cada módulo a un miembro del grupo en determinadas realizaciones. En ese escenario, cada módulo de mejora cognitiva 110 puede acoplarse comunicativamente a través de la red 120. En otras realizaciones, puede haber un solo módulo de mejora cognitiva 110 ubicado remotamente que procese datos y envíe señales a través de la red 120 a cada miembro del grupo. En algunas realizaciones, el acoplamiento de los módulos de mejora cognitiva 110 en un escenario de grupo puede permitir compartir la mejora cognitiva. Por ejemplo, si el módulo de mejora cognitiva 110 asociado a un miembro del grupo recibe una indicación de ondas cerebrales asociadas a un mayor estado de alerta, el módulo de mejora cognitiva 110 puede programarse para proporcionar señales para aumentar el estado de alerta de otros miembros del grupo.
Los electrodos 117 pueden ser cualquier tipo de electrodo configurado para detectar la salida eléctrica de un cerebro en una realización. Por ejemplo, los electrodos 117 pueden incluir uno o más electrodos de detección. En algunas realizaciones, los electrodos 117 pueden incluir electrodos configurados para proporcionar estimulación eléctrica al cerebro del usuario 118. Por ejemplo, los electrodos 117 pueden incluir uno o más electrodos accionadores para estimular el cerebro del usuario 118. Los electrodos 117 pueden configurarse para detectar oscilaciones eléctricas dependientes del tiempo de las ondas cerebrales del usuario 118, que se pueden utilizar para medir la frecuencia, forma de onda, localización, amplitud y magnitud de las oscilaciones. Estas oscilaciones pueden estar relacionadas con diversas funciones cognitivas, incluyendo el sueño, el aprendizaje, la concentración, la meditación o cualquier otra función cognitiva. Los electrodos 117 pueden utilizar las técnicas de electroencefalografía o magnetoencefalografía en determinadas realizaciones. Los electrodos 117 pueden incluir cualquier número de electrodos. Por ejemplo, se puede acoplar un solo electrodo al usuario 118. Como ejemplo adicional, se pueden acoplar dos o más electrodos 117 al usuario 118. Los electrodos 117 pueden fijarse o montarse en cualquier aparato configurado para sostener electrodos 117 en una realización. Por ejemplo, los electrodos 117 pueden fijarse a un sombrero o un auricular que el usuario 118 pueda llevar. Los electrodos 117 pueden conectarse al sistema informático 105, al módulo de mejora cognitiva 110 y al dispositivo de estimulación 125 ya sea directamente o a través de la red 120. En el escenario de un grupo de usuarios 118, los electrodos 117 pueden fijarse a cada miembro del grupo. En ese escenario, cada miembro de los electrodos del grupo 117 puede acoplarse comunicativamente a cada uno de los otros miembros de los electrodos del grupo a través de la red 120.
El usuario 118 puede ser una sola persona o un grupo de personas. Por ejemplo, el usuario 118 puede incluir un cuerpo militar. Como ejemplo adicional, el usuario 118 puede ser un grupo de analistas de inteligencia. El usuario 118 también puede incluir un operador del sistema de mejora cognitiva 100.
La red 120 puede ser cualquier red adecuada operable para facilitar la comunicación entre los componentes del sistema de mejora cognitiva 100, tal como el sistema informático 105, el módulo de mejora cognitiva 110, electrodos 117 y el dispositivo de estimulación 125. La red 120 puede incluir cualquier sistema de interconexión capaz de transmitir electricidad, audio, vídeo, luz, datos, mensajes, señales o cualquier combinación de los anteriores. La red 120 puede incluir la totalidad o parte de una red telefónica pública conmutada (PSTN), una red de datos pública o privada, una red de área local (LAN), una red de área metropolitana (MAN), una red de área amplia (WAN), una red de comunicación o informática local, regional o global, tal como Internet, una red alámbrica o inalámbrica, una intranet empresarial, o cualquier otro enlace de comunicación adecuado, incluyendo combinaciones de los mismos, operables para facilitar la comunicación entre los componentes.
El dispositivo de estimulación 125 puede usarse para proporcionar señales al cerebro del usuario 118 en determinadas realizaciones. Esas señales pueden hacer que las neuronas en el cerebro del usuario 118 "se disparen" a una frecuencia objetivo. Es decir, la señal de estimulación ajusta una onda cerebral para que esté en sincronía con la señal de estimulación, lo que puede hacer que la señal de estimulación y la onda cerebral se acoplen entre sí logrando así una forma de onda deseada. El dispositivo de estimulación 125 puede ser cualquier dispositivo configurado para proporcionar señales a una determinada frecuencia al cerebro del usuario 118. Por ejemplo, el dispositivo de estimulación 125 puede ser un estimulador cerebral transcraneal, tal como un estimulador de corriente alterna transcraneal, un estimulador magnético transcraneal o un estimulador de corriente continua transcraneal. Como ejemplo adicional, el dispositivo de estimulación 125 puede ser uno o más electrodos accionadores. Como otro ejemplo más, el dispositivo de estimulación 125 puede ser cualquier dispositivo configurado para proporcionar una señal de luz a través del oído o el ojo del usuario 118, tal como un dispositivo con fibra óptica o un par de gafas con un sistema de representación. Como otro ejemplo más, el dispositivo de estimulación 125 puede ser cualquier dispositivo configurado para proporcionar una señal audible dentro del oído del usuario 118, tal como un par de auriculares acoplados a un dispositivo de producción de sonido. En algunas realizaciones, el dispositivo de estimulación 125 puede enviar señales a través de la red 120. Por ejemplo, el dispositivo de estimulación 125 puede enviar una señal eléctrica por una conexión alámbrica o inalámbrica de la red 120 a los electrodos 117. En otras realizaciones, el dispositivo de estimulación 125 puede proporcionar directamente señales al cerebro del usuario 118. Por ejemplo, el dispositivo de estimulación 125 puede proporcionar una señal de luz directamente a través del oído o el ojo del usuario 118. Aunque se ilustra como un solo dispositivo de estimulación 125, el sistema de mejora cognitiva puede incluir múltiples dispositivos de estimulación 125 acoplados comunicativamente entre sí a través de la red 120. Por ejemplo, en el caso de un grupo de usuarios 118, puede haber un dispositivo de estimulación correspondiente 125 acoplado a cada miembro del grupo. El dispositivo de estimulación 125 puede combinarse con el sistema informático 105 o el módulo de mejora cognitiva 110 en determinadas realizaciones.
Como realización ilustrativa del funcionamiento, el usuario 118 o un operador del sistema de mejora cognitiva 100 puede seleccionar un estado cerebral objetivo para el cerebro de un usuario 118 utilizando el sistema informático 105 y el módulo de mejora cognitiva 110. Los electrodos 117 pueden medir una señal de salida del cerebro del usuario 118 y proporcionar una señal al sistema informático 105 y al módulo de mejora cognitiva 110. El módulo de mejora cognitiva 110 puede analizar la señal recibida y determinar una frecuencia actual asociada al cerebro del usuario 118 en función de la salida eléctrica medida de la señal recibida. El módulo de mejora cognitiva 110 puede determinar entonces una diferencia entre la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario 118 y una frecuencia objetivo asociada al estado cerebral objetivo. Si la diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo es superior a una cantidad predeterminada, el módulo de mejora cognitiva 110 puede hacer que el dispositivo 125 de estimulación envíe una señal al cerebro del usuario 118. La señal que el dispositivo de estimulación 125 proporciona al cerebro del usuario 118 puede tener una frecuencia operable para modificar la frecuencia actual del cerebro del usuario 118 hacia la frecuencia objetivo. La señal puede ajustar una onda cerebral para que esté en sincronía con la señal, lo que puede hacer que la señal y la onda cerebral se acoplen entre sí logrando así la forma de onda deseada. El módulo de mejora cognitiva 110 puede repetir entonces este procedimiento una o más veces hasta que se logre el estado cerebral objetivo.
La FIGURA 2 ilustra un módulo de mejora cognitiva 110 de ejemplo utilizado en el sistema de mejora cognitiva 100 de la Figura 1, de acuerdo con determinadas realizaciones de la presente divulgación. El módulo de mejora cognitiva 110 está configurado para estimular el cerebro del usuario 118 mediante retroalimentación para lograr un estado cerebral objetivo en el usuario 118 en una realización. El módulo de mejora cognitiva 110 está configurado para tratar trastornos neurológicos anulando ondas cerebrales no deseadas en algunas realizaciones. El módulo de mejora cognitiva 110 incluye una interfaz 220, un procesador 230 y una memoria 240 en determinadas realizaciones.
La interfaz 220 puede ser cualquier dispositivo adecuado configurado para recibir información de la red 120, transmitir información a través de la red 120, realizar el procesamiento de información, comunicarse con otros dispositivos o cualquier combinación de los anteriores. Por ejemplo, la interfaz 220 puede recibir un estado cerebral objetivo desde el sistema informático 105 a través de la red 120. Como ejemplo adicional, la interfaz 220 puede enviar un comando a través de la red 120 al dispositivo de estimulación 125 haciendo que el dispositivo de estimulación 125 proporcione así una señal al usuario 118. En una realización, la interfaz 220 representa cualquier puerto o conexión, real o virtual, incluyendo cualquier hardware y/o software adecuado, incluyendo capacidades de conversión de protocolo y procesamiento de datos, para comunicarse a través de una LAN, WAN, MAN u otro sistema de comunicación que permita al módulo de mejora cognitiva 110 intercambiar información con el sistema informático 105, red 120, dispositivo de estimulación 125 o cualquier otro componente del sistema de mejora cognitiva 100. La interfaz 220 puede estar acoplada comunicativamente al procesador 230 en determinadas realizaciones.
El procesador 230 se acopla comunicativamente a la interfaz 220 y la memoria 240, y controla el funcionamiento y la administración del módulo de mejora cognitiva 110 procesando información recibida desde la interfaz 220 y la memoria 240 en una realización. El procesador 230 incluye cualquier hardware y/o software que funcione para controlar y procesar información. Por ejemplo, el procesador 230 ejecuta lógica 260 para controlar el funcionamiento del módulo de mejora cognitiva 110. El procesador 230 puede ser un dispositivo lógico programable, un microcontrolador, un microprocesador, cualquier dispositivo de procesamiento adecuado o cualquier combinación adecuada de los anteriores.
La memoria 240 almacena, ya sea de forma permanente o temporal, datos, software operativo u otra información para el procesador 230. La memoria 240 incluye uno cualquiera o una combinación de dispositivos locales o remotos volátiles o no volátiles adecuados para almacenar información. Por ejemplo, la memoria 240 puede incluir RAM, ROM, dispositivos de almacenamiento magnético, dispositivos de almacenamiento óptico o cualquier otro dispositivo de almacenamiento de información adecuado o una combinación de estos dispositivos. Aunque se ilustra incluyendo módulos particulares, la memoria 240 puede incluir cualquier información adecuada para su uso en el funcionamiento del módulo de mejora cognitiva 110. En la realización ilustrada, la memoria 240 incluye una base de datos de estados cerebrales 250 y una lógica 260.
La base de datos de estados cerebrales 250 puede ser cualquier componente configurado para almacenar frecuencias y estados cerebrales asociados. Por ejemplo, la base de datos de estados cerebrales 250 puede ser una base de datos de Microsoft Access® o una base de datos de Microsoft Excel®. La base de datos de estados cerebrales 250 puede ser una tabla que asocie una pluralidad de frecuencias y estados cerebrales objetivo correspondientes en determinadas realizaciones. Como ejemplo, la base de datos de estados cerebrales 250 puede tener una celda para el trastorno de estrés postraumático ("TEPT") y una celda asociada para una frecuencia cerebral objetivo para mejorar la condición de TEPT de un usuario. Como otro ejemplo más, la base de datos de estados cerebrales 250 puede tener una celda para un estado cerebral objetivo de experto y una frecuencia correspondiente. La base de datos de estados cerebrales 250 puede incluir frecuencias objetivo basadas en investigación que indique que un estado cerebral objetivo corresponde a una frecuencia objetivo particular en algunas realizaciones. La base de datos de estados cerebrales 250 puede incluir frecuencias objetivo personalizadas para el usuario 118 en una realización. Por ejemplo, las frecuencias a las que está el cerebro del usuario 118 en un estado cerebral particular pueden medirse y almacenarse en la base de datos de estados cerebrales 250.
La lógica 260 se refiere generalmente a lógica, reglas, algoritmos, código, tablas y/u otras instrucciones adecuadas incorporadas en un medio de almacenamiento legible por ordenador para realizar las funciones y operaciones descritas del módulo de mejora cognitiva 110. Por ejemplo, la lógica 260 facilita la determinación de una frecuencia objetivo correspondiente a un estado cerebral objetivo y estimula el cerebro del usuario 118 mediante retroalimentación para intentar lograr el estado cerebral objetivo en el usuario 118. En ese ejemplo, la lógica 260 puede medir una salida eléctrica del cerebro del usuario 118 recibida a través de la interfaz 220 por la red 120 desde uno o más sensores acoplados al usuario 118. La lógica 260 puede determinar una frecuencia actual asociada al cerebro del usuario 118 en función de la salida eléctrica medida y determinar una diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo. Cuando la diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo es superior a una cantidad predeterminada, la lógica 260 puede hacer que el dispositivo de estimulación 125 envíe una señal al cerebro del usuario 118 a través de una o más vías. La señal puede tener una frecuencia operable para modificar la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario 118 hacia o hasta la frecuencia objetivo en determinadas realizaciones.
La FIGURA 3 ilustra un sistema informático 105 de ejemplo utilizado en el sistema de mejora cognitiva 100 de la FIGURA 1, de acuerdo con determinadas realizaciones de la presente divulgación. Como se ha indicado anteriormente, el sistema informático 105 puede ser una tableta, un teléfono inteligente, un ordenador portátil, un ordenador personal, o cualquier otro dispositivo configurado para comunicarse, procesar y/o almacenar información en el sistema de mejora cognitiva 100 en una realización. En determinadas realizaciones, el sistema informático 105 puede permitir que un usuario, tal como el usuario 118, seleccione un estado cerebral objetivo mediante la selección de diversos modos 310A-F dentro de una aplicación en el sistema informático 105.
Los modos 310A-F pueden corresponder a cualquier estado cerebral objetivo. Por ejemplo, el modo 310A puede corresponder a relajación. Como ejemplo adicional, el modo 310B puede corresponder a un estado cerebral de aprendizaje. El usuario 118 puede seleccionar cada uno de los modos 310A-F a través de una entrada de usuario en una realización. Por ejemplo, el usuario 118 puede tocar, seleccionar o deslizar cualquiera de los modos 310A-F para seleccionar un estado cerebral objetivo. En otras realizaciones, el usuario 118 puede proporcionar un comando de voz para seleccionar uno de los modos 310A-F. Aunque se describe como realizada por el usuario 118, la selección de los modos 310A-F puede ser realizada por un operador del sistema de mejora cognitiva 100, tal como un doctor, en determinadas realizaciones. Los modos 310A-F también pueden incluir el modo de tratamiento 310E, que puede representar trastornos neurológicos para los que el usuario 118 pueda recibir tratamiento. Por ejemplo, el sistema informático 105 puede representar el modo de tratamiento 310E correspondiente a TEPT, depresión, epilepsia o cualquier otro trastorno neurológico. Al seleccionar uno de los modos 310A-F, el sistema informático 105 puede proporcionar una señal al módulo de mejora cognitiva 110 a través de la red 120 en determinadas realizaciones. En realizaciones en las que el módulo de mejora cognitiva 110 reside en el sistema informático 105, la señal se puede proporcionar directamente al módulo de mejora cognitiva 110 sin pasar por la red 120. La señal puede ser indicativa de la selección del usuario 118 en determinadas realizaciones.
La FIGURA 4A ilustra un procedimiento de mejora cognitiva mediante retroalimentación 400 de ejemplo, de acuerdo con determinadas realizaciones de la presente divulgación. El procedimiento 400 comienza en la etapa 410 en la que se puede determinar una frecuencia objetivo correspondiente a un estado cerebral objetivo. Para determinar una frecuencia objetivo correspondiente a un estado cerebral objetivo, el módulo de mejora cognitiva 110 puede buscar la frecuencia objetivo en la base de datos de estados cerebrales 250 asociada al estado cerebral objetivo en una realización. Por ejemplo, si un usuario selecciona el modo 310B usando el sistema informático 105 de ejemplo en la FIGURA 3, el módulo de mejora cognitiva 110 puede buscar en la base de datos de estados cerebrales 250 para un estado cerebral de aprendizaje objetivo. Cuando el módulo de mejora cognitiva 110 encuentra el estado cerebral de aprendizaje objetivo en la base de datos de estados cerebrales 250, el módulo de mejora cognitiva 110 puede recuperar la frecuencia objetivo correspondiente al estado cerebral de aprendizaje seleccionado.
En la etapa 420, el cerebro del usuario 118 puede estimularse mediante retroalimentación para intentar lograr el estado cerebral objetivo en el usuario 118. En la FIGURA 4B se ilustra un procedimiento de ejemplo para estimular el cerebro del usuario 118 mediante retroalimentación para intentar lograr el estado cerebral objetivo en el usuario 118 y se analiza a continuación.
La FIGURA 4B ilustra un procedimiento 420 de ejemplo para la etapa de estimular el cerebro del usuario 118 mediante retroalimentación para lograr el estado cerebral objetivo en el usuario 118 presentado en la FIGURA 4A, de acuerdo con determinadas realizaciones de la presente divulgación. En la etapa 430, se puede medir una salida eléctrica del cerebro del usuario 118 recibida desde uno o más sensores acoplados al usuario 118. Los sensores pueden incluir electrodos 117 en determinadas realizaciones. Los electrodos 117 pueden detectar oscilaciones eléctricas de las ondas cerebrales del usuario 118 en determinadas realizaciones. Los electrodos 117 pueden proporcionar una señal asociada a oscilaciones eléctricas detectadas al módulo de mejora cognitiva 110, que puede realizar diversas mediciones usando la señal en algunas realizaciones. En algunas realizaciones se miden diversas características de ondas cerebrales emitidas a través del cerebro del usuario 118. Por ejemplo, las características medidas pueden incluir la ubicación de la onda (es decir, la ubicación en el cerebro en la que se produjo la onda cerebral), la frecuencia y la magnitud de las oscilaciones eléctricas dependientes del tiempo que se emiten desde el cerebro del usuario 118. Estas oscilaciones indican una actividad neuronal que puede estar relacionada con determinadas funciones del cerebro.
En la etapa 440, se puede determinar una frecuencia actual asociada al cerebro del usuario 118 en función de la salida eléctrica medida. La frecuencia actual puede ser la frecuencia a la que las neuronas en el cerebro del usuario 118 "se disparan" en una realización. La frecuencia actual de las oscilaciones eléctricas dependientes del tiempo se puede medir usando la salida eléctrica recibida desde uno o más sensores acoplados al usuario 118, tal como electrodos 117, en determinadas realizaciones.
En la etapa 450, se puede determinar una diferencia entre la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario 118 y la frecuencia objetivo. En algunas realizaciones, la determinación puede realizarse en función de una resta entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo. Como se ha indicado anteriormente, la frecuencia objetivo puede obtenerse desde la base de datos de estados cerebrales 250 en determinadas realizaciones.
En la etapa 460, la diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo puede compararse con una cantidad predeterminada. La cantidad predeterminada puede ser un umbral establecido por un operador del sistema de mejora cognitiva 100 en determinadas realizaciones. Por ejemplo, un operador del sistema de mejora cognitiva 100 puede establecer la cantidad predeterminada usando una aplicación en el sistema informático 105. En otras realizaciones, el usuario 118 puede establecer la cantidad predeterminada usando el sistema informático 105. La cantidad predeterminada también se puede codificar en la lógica 260 del módulo de mejora cognitiva 110. Por ejemplo, la cantidad predeterminada puede ser una cantidad fija que el usuario 118 no puede ajustar. Cuando la diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo es menor que la cantidad predeterminada, el módulo de mejora cognitiva 110 determina que se ha logrado el estado cerebral objetivo y finaliza el procedimiento 420. Cuando la diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo es superior a la cantidad predeterminada, el módulo de mejora cognitiva 110 determina que aún no se ha logrado el estado cerebral objetivo y el procedimiento pasa a la etapa 470.
En la etapa 470, se puede enviar una señal al cerebro del usuario 118 a través de una o más vías. La señal enviada al cerebro del usuario 118 puede tener una frecuencia operable para modificar la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario 118 hacia o hasta la frecuencia objetivo en algunas realizaciones. Por ejemplo, si el estado cerebral objetivo es un estado de aprendizaje, que puede tener una frecuencia objetivo asociada de 5 Hz, y la frecuencia actual del cerebro del usuario 118 es 2 Hz, entonces la señal enviada al cerebro del usuario 118 puede tener una frecuencia de 3 Hz. En ese ejemplo, la señal puede modificar la frecuencia actual de 2 Hz hacia la frecuencia objetivo de 5 Hz. Como ejemplo adicional, la señal puede tener una frecuencia de 10 Hz, que puede ser operable para modificar la frecuencia actual de 5 Hz a la frecuencia objetivo de 10 Hz. En ese ejemplo, el usuario 118 puede tener los ojos abiertos a 5 Hz. En algunas realizaciones, la señal puede estar sincronizada en el tiempo con la salida eléctrica del cerebro para proporcionar una señal en fase de igual magnitud con el mismo signo que la salida eléctrica, lo que puede aumentar la amplitud de la frecuencia actual. En algunas realizaciones, la señal puede ajustar una onda cerebral para que esté en sincronía con la señal de estimulación, lo que puede hacer que la señal de estimulación y la onda cerebral se acoplen entre sí logrando así una forma de onda deseada.
La señal enviada al cerebro del usuario 118 puede anular ondas cerebrales no deseadas en otras realizaciones. Por ejemplo, si el cerebro del usuario 118 incluye ondas cerebrales no deseadas, el módulo de mejora cognitiva 110 puede enviar una señal al cerebro del usuario 118 que esté 180 grados fuera de fase con las ondas cerebrales no deseadas. De esa manera, pueden anularse las ondas cerebrales no deseadas. La anulación de ondas cerebrales no deseadas puede ser útil para el tratamiento de trastornos neurológicos. Por ejemplo, si el usuario 118 tiene TEPT, epilepsia, falta de sueño, estrés, hastío o cualquier otro trastorno neurológico, las ondas cerebrales no deseadas asociadas a cada uno de esos trastornos pueden anularse enviando una señal que esté 180 grados fuera de fase con la señal no deseada.
La señal enviada al cerebro del usuario 118 está codificada. Codificar la señal con un código que identifique la señal puede permitir un aumento en la precisión de las mediciones del cerebro del usuario 118 porque la señal codificada se puede filtrar de la salida eléctrica del cerebro usando el código. Si la señal enviada al cerebro del usuario 118 no se filtra, las mediciones de la salida eléctrica del cerebro pueden distorsionarse. Como realización ilustrativa del funcionamiento, el módulo de mejora cognitiva 110 modula una señal enviada al cerebro del usuario 118 con un código que identifica la señal. Los electrodos 117 pueden detectar una salida eléctrica del cerebro del usuario 118, que puede incluir tanto las oscilaciones eléctricas del cerebro como la señal codificada enviada al cerebro. Debido a que los electrodos 117 pueden detectar tanto las oscilaciones eléctricas como la señal codificada enviada al cerebro, el módulo de mejora cognitiva 110 puede filtrar la señal codificada desde la salida eléctrica total en función del código modulado en la señal codificada. Como resultado, el módulo de mejora cognitiva 110 puede realizar mediciones más precisas de las oscilaciones eléctricas del cerebro del usuario 118.
La una o más vías a través de las cuales se envía una señal pueden ser cualquier vía de excitación configurada para proporcionar una señal al cerebro del usuario 118 en determinadas realizaciones. Se puede utilizar una vía electromagnética en una realización. Por ejemplo, la vía electromagnética puede incluir una estimulación de corriente alterna transcraneal o una estimulación magnética transcraneal. Otra vía puede ser una vía óptica, que proporcione una estimulación óptica, en determinadas realizaciones. Por ejemplo, la estimulación óptica puede incluir una señal luminosa enviada a través del oído del usuario 118. Como ejemplo adicional, la estimulación óptica puede incluir una señal luminosa enviada a través del ojo del usuario 118. En algunas realizaciones se puede utilizar una vía audible. Por ejemplo, una vía audible puede incluir un sonido enviado a través del oído del usuario 118. En algunas realizaciones en las que se usa una vía audible, se puede enviar un sonido a una frecuencia diferente a cada oído del usuario 118 para estimular el cerebro del usuario 118 a una frecuencia que es la diferencia entre las frecuencias de los sonidos. Pueden usarse múltiples vías a la vez en determinadas realizaciones. Por ejemplo, pueden usarse tanto una vía electromagnética como una vía audible simultáneamente. Como ejemplo adicional, pueden usarse tanto una vía óptica a través del ojo como una vía óptica a través del oído simultáneamente.
Después de enviar la señal en la etapa 470, el procedimiento 420 puede pasar entonces a la etapa 430 en la que se realizan las etapas 430-470 hasta que la diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo sea menor que la cantidad predeterminada, en cuyo punto finaliza el procedimiento 420. La repetición de las etapas 430-470 proporciona al módulo de mejora cognitiva 110 un circuito de retroalimentación en determinadas realizaciones. El circuito de retroalimentación permite ajustes en tiempo real. El rango de estimulación se puede ajustar en determinadas realizaciones. Por ejemplo, si la frecuencia actual no avanza hacia la frecuencia objetivo con suficiente rapidez, la frecuencia de la señal enviada al cerebro del usuario 118 puede ajustarse para acelerar la modificación de la frecuencia actual del cerebro. Como alternativa, si la frecuencia actual avanza hacia la frecuencia objetivo demasiado rápido, la frecuencia de la señal puede ajustarse para ralentizar la modificación de la frecuencia actual. En algunas realizaciones, el usuario 118 puede usar el circuito de retroalimentación para ajustar el rango de estimulación. En otras realizaciones, un operador del sistema de mejora cognitiva 100 puede usar el circuito de retroalimentación para ajustar el rango de estimulación.
Como otro uso de la retroalimentación, la ubicación de la estimulación puede ajustarse para dirigir la señal hacia aquellas regiones del cerebro responsables de generar un estado cerebral objetivo. Por ejemplo, la señal enviada al cerebro del usuario 118 puede enviarse a un subconjunto seleccionado de electrodos 117 colocados en ubicaciones particulares sobre la cabeza del usuario 118. Como ejemplo adicional, el usuario 118 o un operador del sistema de mejora cognitiva 100 puede mover la ubicación de los electrodos 117. Al cambiar la ubicación de los electrodos 117, se ajusta el área del cerebro del usuario 118 que se estimula. Además del control de frecuencia y ubicación mediante retroalimentación, la amplitud y la forma de onda de una señal también se pueden controlar en una realización.
Como realización ilustrativa del funcionamiento, el módulo de mejora cognitiva 110 determina una frecuencia objetivo correspondiente a un estado cerebral objetivo. Por ejemplo, el módulo de mejora cognitiva 110 puede realizar una búsqueda en la base de datos de estados cerebrales 250 para determinar la frecuencia objetivo asociada a un estado cerebral objetivo seleccionado por el usuario 118. El módulo de mejora cognitiva 110 puede estimular el cerebro del usuario 118 mediante retroalimentación para intentar lograr el estado cerebral objetivo. Para estimular el cerebro del usuario 118, el módulo de mejora cognitiva 110 puede medir una salida eléctrica del cerebro del usuario 118 recibida desde uno o más sensores acoplados al usuario 118. Por ejemplo, el módulo de mejora cognitiva 110 puede recibir una señal desde los electrodos 117 y medir diversas características de la señal. El módulo de mejora cognitiva 110 puede determinar una frecuencia actual asociada al cerebro del usuario 118 en función la salida eléctrica medida. Por ejemplo, el módulo de mejora cognitiva 110 puede calcular la frecuencia actual usando la salida eléctrica medida. El módulo de mejora cognitiva 110 puede determinar una diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo. Por ejemplo, el módulo de mejora cognitiva 110 puede restar la frecuencia actual de la frecuencia objetivo. Cuando la diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo es superior a una cantidad predeterminada, el módulo de mejora cognitiva 110 puede enviar una señal al cerebro del usuario 118 a través de una o más vías. La señal puede tener una frecuencia operable para modificar la frecuencia actual hacia la frecuencia objetivo. El módulo de mejora cognitiva 110 puede repetir la medición, la determinación y el envío de etapas hasta que se logre el estado cerebral objetivo.
El módulo de mejora cognitiva 110 proporciona numerosas ventajas. El módulo de mejora cognitiva 110 puede proporcionar el uso de retroalimentación para realizar ajustes en tiempo real a la mejora cognitiva en determinadas realizaciones. El módulo de mejora cognitiva 110 permite una mayor precisión en las mediciones de la salida eléctrica del cerebro de un usuario mediante el uso de señalización codificada y filtrado. El módulo de mejora cognitiva 110 puede proporcionar un sistema de mejora cognitiva 100 conveniente y rentable que requiere pocos gastos generales en algunas realizaciones. El módulo de mejora cognitiva 110 puede proporcionar el tratamiento de numerosos trastornos neurológicos mediante el uso de la anulación de señales no deseadas en determinadas realizaciones. El módulo de mejora cognitiva 110 puede proporcionar múltiples vías de excitación para que un usuario pueda seleccionar la vía más eficaz en una realización. El módulo de mejora cognitiva 110 puede personalizarse para el usuario particular del sistema de mejora cognitiva 100 en algunas realizaciones. El módulo de mejora cognitiva 110 puede proporcionar una estimulación cognitiva no invasiva, reduciendo o eliminando así los tiempos de recuperación en una realización. Como ejemplo adicional, el módulo de mejora cognitiva 110 puede permitir el control de la frecuencia, la amplitud, la forma de onda y la ubicación de las señales enviadas al cerebro del usuario 118.
Aunque la presente divulgación se ha descrito con varias realizaciones, a un experto en la técnica se le pueden sugerir una infinidad de cambios, variaciones, alteraciones, transformaciones y modificaciones, y la intención es que la presente divulgación abarque dichos cambios, variaciones, alteraciones, transformaciones y modificaciones.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para la mejora cognitiva no terapéutica, que comprende:
determinar (410), mediante un procesador (230), una frecuencia objetivo correspondiente a un estado cerebral objetivo; y
estimular (420), mediante el procesador (230), el cerebro de un usuario mediante retroalimentación para intentar lograr el estado cerebral objetivo en el usuario repitiendo lo siguiente una o más veces:
medir (430) una salida eléctrica del cerebro del usuario recibida desde uno o más sensores acoplados al usuario; determinar (440) una frecuencia actual asociada al cerebro del usuario en función de la salida eléctrica medida; determinar (450) una diferencia entre la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario y la frecuencia objetivo; y cuando la diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo es superior a una cantidad predeterminada, enviar (460, 470) una señal al cerebro del usuario a través de una o más vías, teniendo la señal una frecuencia operable para modificar la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario hacia la frecuencia objetivo, caracterizado por
modular, utilizando el procesador (230), la señal con un código que identifica la señal; y
filtrar, utilizando el procesador (230), la señal de la salida eléctrica del cerebro del usuario en función del código.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que una de la una o más vías es una vía electromagnética.
3. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que una de la una o más vías es una vía óptica a través de un oído o un ojo del usuario.
4. El procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una de la una o más vías es una vía audible.
5. El procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la frecuencia objetivo se determina en función de datos recibidos desde un dispositivo del usuario indicativos de una selección del usuario del estado cerebral objetivo.
6. El procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la primera frecuencia correspondiente al estado cerebral objetivo se almacena en una base de datos (250), comprendiendo la base de datos (250) una pluralidad de frecuencias, cada una de las cuales corresponde a un estado cerebral particular.
7. Un medio legible por ordenador no transitorio que comprende lógica, la lógica operable, al ser ejecutada por un procesador (230), para ejecutar un procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Un sistema, que comprende:
una memoria;
uno o más procesadores (230) acoplados comunicativamente a la memoria y operables para:
determinar (410) una frecuencia objetivo correspondiente a un estado cerebral objetivo; y
estimular (420) el cerebro de un usuario mediante retroalimentación para intentar lograr el estado cerebral objetivo en el usuario repitiendo lo siguiente una o más veces:
medir (430) una salida eléctrica del cerebro del usuario recibida desde uno o más sensores acoplados al usuario; determinar (440) una frecuencia actual asociada al cerebro del usuario en función de la salida eléctrica medida; determinar (450) una diferencia entre la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario y la frecuencia objetivo; y cuando la diferencia entre la frecuencia actual y la frecuencia objetivo es superior a una cantidad predeterminada, enviar (460, 470) una señal al cerebro del usuario a través de una o más vías, teniendo la señal una frecuencia operable para modificar la frecuencia actual asociada al cerebro del usuario hacia la frecuencia objetivo, caracterizado porque
el uno o más procesadores (230) también son operables para:
modular la señal con un código que identifica la señal; y
filtrar la señal de la salida eléctrica del cerebro del usuario en función del código.
9. El sistema de la reivindicación 8, en el que una de la una o más vías es una vía electromagnética.
10. El sistema de la reivindicación 8 o 9, en el que una de la una o más vías es una vía óptica a través de un oído o un ojo del usuario.
11. El sistema de una de las reivindicaciones 8 a 10, en el que una de la una o más vías es una vía audible.
12. El sistema de una de las reivindicaciones 8 a 11, en el que la primera frecuencia correspondiente al estado cerebral objetivo se almacena en una base de datos (250), comprendiendo la base de datos (250) una pluralidad de frecuencias, cada una de las cuales corresponde a un estado cerebral particular.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100076334A1 (en) * 2008-09-19 2010-03-25 Unither Neurosciences, Inc. Alzheimer's cognitive enabler
KR101539654B1 (ko) * 2014-11-27 2015-07-27 (주)와이브레인 Eeg 신호 측정 또는 전기 자극을 위한 전기 장치
CN107548312A (zh) * 2015-03-10 2018-01-05 赫尔实验室有限公司 用于培训和评估的系统和方法
US10376697B2 (en) 2015-03-10 2019-08-13 Hrl Laboratories, Llc Montage design for closed loop sensing and neurostimulation of the dorsal lateral prefrontal cortex and/or motor cortex
US10456059B2 (en) * 2015-04-06 2019-10-29 Forest Devices, Inc. Neuorological condition detection unit and method of using the same
ES2886038T3 (es) * 2015-06-05 2021-12-16 S2 Cognition Inc Aparato para medir el desempeño de ritmo rápido de personas
US20170055897A1 (en) * 2015-08-26 2017-03-02 Mary-Porter Scott BROCKWAY Biofeedback chamber for facilitating artistic expression
KR101750294B1 (ko) * 2015-09-17 2017-06-26 한국과학기술연구원 단일 뇌에 적용되는 뇌-뇌 인터페이스 시스템
US10350380B2 (en) 2015-12-17 2019-07-16 Soniphi Llc Systems and methods for distal control of health effectors
US9711056B1 (en) * 2016-03-14 2017-07-18 Fuvi Cognitive Network Corp. Apparatus, method, and system of building and processing personal emotion-based computer readable cognitive sensory memory and cognitive insights for enhancing memorization and decision making skills
US11065445B2 (en) 2016-04-11 2021-07-20 Monash University Transcranial stimulation with real-time monitoring
JP6781012B2 (ja) * 2016-11-01 2020-11-04 株式会社カネカ チーム構築装置、チーム構築方法、制御プログラム、および記録媒体
US10127825B1 (en) * 2017-06-13 2018-11-13 Fuvi Cognitive Network Corp. Apparatus, method, and system of insight-based cognitive assistant for enhancing user's expertise in learning, review, rehearsal, and memorization
US11723579B2 (en) 2017-09-19 2023-08-15 Neuroenhancement Lab, LLC Method and apparatus for neuroenhancement
US10959674B2 (en) 2017-10-23 2021-03-30 Datafeel Inc. Communication devices, methods, and systems
US11717686B2 (en) 2017-12-04 2023-08-08 Neuroenhancement Lab, LLC Method and apparatus for neuroenhancement to facilitate learning and performance
EP3731749A4 (en) 2017-12-31 2022-07-27 Neuroenhancement Lab, LLC NEURO-ACTIVATION SYSTEM AND METHOD FOR ENHANCING EMOTIONAL RESPONSE
US11364361B2 (en) 2018-04-20 2022-06-21 Neuroenhancement Lab, LLC System and method for inducing sleep by transplanting mental states
US11272870B2 (en) 2018-07-30 2022-03-15 Hi Llc Non-invasive systems and methods for detecting mental impairment
US11452839B2 (en) 2018-09-14 2022-09-27 Neuroenhancement Lab, LLC System and method of improving sleep
CN109550137A (zh) * 2018-11-17 2019-04-02 北京华谛盟家具有限公司 用于辅助冥想的沙发
US11006876B2 (en) 2018-12-21 2021-05-18 Hi Llc Biofeedback for awareness and modulation of mental state using a non-invasive brain interface system and method
CN109637222B (zh) * 2019-01-28 2021-05-14 探客柏瑞科技（北京）有限公司 脑科学智慧教室
CN113677259A (zh) 2019-04-04 2021-11-19 Hi有限责任公司 使用无创大脑界面系统和方法调制用户的心理状态
JP7478752B2 (ja) 2019-04-26 2024-05-07 エイチアイ エルエルシー 製品誘発性の脳状態測定に基づく製品構成評価用の非侵襲的システム及び方法
US11786694B2 (en) 2019-05-24 2023-10-17 NeuroLight, Inc. Device, method, and app for facilitating sleep
EP3982822A2 (en) 2019-06-11 2022-04-20 Hi LLC Non-invasive systems and methods for the detection and modulation of a user's mental state through awareness of priming effects
US11132625B1 (en) 2020-03-04 2021-09-28 Hi Llc Systems and methods for training a neurome that emulates the brain of a user
WO2022094439A1 (en) 2020-10-30 2022-05-05 Datafeel Inc. Wearable data communication apparatus, kits, methods, and systems
JP7130281B1 (ja) 2021-09-21 2022-09-05 株式会社メディアシーク 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム
WO2023200763A1 (en) * 2022-04-11 2023-10-19 Vital Neuro, Inc. Audio-based operant conditioning for brain training

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3032029A (en) 1958-07-09 1962-05-01 Thompson Ramo Wooldridge Inc System controlling apparatus and method
US4739772A (en) 1983-02-01 1988-04-26 Hokanson D Eugene Brain wave monitoring mechanism and method
US4926969A (en) * 1988-11-18 1990-05-22 Neurosonics, Inc. Sensory-driven controller
US5036858A (en) 1990-03-22 1991-08-06 Carter John L Method and apparatus for changing brain wave frequency
JP2600997B2 (ja) * 1990-08-13 1997-04-16 日本電気株式会社 生体機能調節装置
US5123899A (en) 1991-01-17 1992-06-23 James Gall Method and system for altering consciousness
JP2608211B2 (ja) * 1991-07-08 1997-05-07 株式会社八幡書店 脳波誘導装置
US5406957A (en) 1992-02-05 1995-04-18 Tansey; Michael A. Electroencephalic neurofeedback apparatus for training and tracking of cognitive states
US5995868A (en) 1996-01-23 1999-11-30 University Of Kansas System for the prediction, rapid detection, warning, prevention, or control of changes in activity states in the brain of a subject
US5899867A (en) 1996-10-11 1999-05-04 Collura; Thomas F. System for self-administration of electroencephalographic (EEG) neurofeedback training
US6402520B1 (en) 1997-04-30 2002-06-11 Unique Logic And Technology, Inc. Electroencephalograph based biofeedback system for improving learning skills
US6230049B1 (en) 1999-08-13 2001-05-08 Neuro Pace, Inc. Integrated system for EEG monitoring and electrical stimulation with a multiplicity of electrodes
GB0003853D0 (en) 2000-02-19 2000-04-05 Diagnostic Potentials Limited Method for investigating neurological function
US6488617B1 (en) * 2000-10-13 2002-12-03 Universal Hedonics Method and device for producing a desired brain state
US6594524B2 (en) * 2000-12-12 2003-07-15 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Adaptive method and apparatus for forecasting and controlling neurological disturbances under a multi-level control
WO2002061457A2 (en) 2001-01-30 2002-08-08 Decharms R Christopher Methods for physiological monitoring, training, exercise and regulation
US20050159671A1 (en) 2003-12-18 2005-07-21 Sneddo & Associates Inc. Method for diagnosing, detecting, and monitoring brain function including neurological disease and disorders
US8200331B2 (en) 2004-11-04 2012-06-12 Cardiac Pacemakers, Inc. System and method for filtering neural stimulation
US20060293608A1 (en) * 2004-02-27 2006-12-28 Axon Sleep Research Laboratories, Inc. Device for and method of predicting a user's sleep state
WO2006096192A1 (en) 2004-06-09 2006-09-14 Honeywell International, Inc. Communications system based on real-time neurophysiological characterization
EP1786510A4 (en) 2004-07-15 2009-12-02 Northstar Neuroscience Inc SYSTEMS AND METHOD FOR INCREASING OR INFLUENCING THE EFFICIENCY OR EFFECTIVENESS OF NEURAL STIMULATION
US20090099623A1 (en) * 2004-09-13 2009-04-16 Neuronix Ltd. Systems and methods for treatment of medical conditions related to the central nervous system and for enhancing cognitive functions
US7751878B1 (en) 2004-11-10 2010-07-06 Sandia Corporation Real-time human collaboration monitoring and intervention
US8000795B2 (en) 2004-12-17 2011-08-16 Lozano Andres M Cognitive function within a human brain
US8825166B2 (en) * 2005-01-21 2014-09-02 John Sasha John Multiple-symptom medical treatment with roving-based neurostimulation
FI121988B (fi) 2006-09-06 2011-07-15 Valkee Oy Kannettava elektroninen laite
ES2583487T3 (es) * 2007-05-25 2016-09-21 Thomas Jefferson University Método para mejorar la concentración y/o la memoria en un sujeto que lo necesita
CN101888875A (zh) * 2007-10-04 2010-11-17 纽若尼克斯有限公司 用于治疗与中枢神经系统有关的医学疾病以及用于提高认知功能的系统和方法
WO2011051955A2 (en) * 2009-11-02 2011-05-05 Jonathan Bentwich Computerized system or device and method for diagnosis and treatment of human, physical and planetary conditions
EP2496307B1 (en) 2009-11-04 2016-01-27 Arizona Board Of Regents, For And On Behalf Of Arizona State University Ultrasonic device for modulating brain activity
EP2584963B1 (en) 2010-06-22 2016-11-09 National Research Council of Canada Cognitive function assessment in a patient
JP2012239696A (ja) 2011-05-20 2012-12-10 Sony Corp 脳波賦活装置
US8766819B2 (en) 2011-06-17 2014-07-01 The Boeing Company Crew allertness monitoring of biowaves
US9707372B2 (en) 2011-07-29 2017-07-18 Rosalind Y. Smith System and method for a bioresonance chamber
US20150351655A1 (en) * 2013-01-08 2015-12-10 Interaxon Inc. Adaptive brain training computer system and method

Also Published As

Publication number Publication date
EP2939706A1 (en) 2015-11-04
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