JP2003159253A - 脳機能測定のための被験者への刺激提示装置 - Google Patents
脳機能測定のための被験者への刺激提示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、脳機能検査において、系統的な疲
労の蓄積の影響及びタスクの繰り返しに対する慣れなど
の時間に依存する要因を排除した結果が得られる脳機能
検査のための被験者への刺激提示方法を得ることを目的
とする。 【解決手段】 そこで、本発明は、被験者に刺激を与
え、該刺激に対する反応から脳機能に関して判断する脳
機能検査において、前記被験者に前記刺激をコンピュー
ターを用いて無作為に提示するものである。
労の蓄積の影響及びタスクの繰り返しに対する慣れなど
の時間に依存する要因を排除した結果が得られる脳機能
検査のための被験者への刺激提示方法を得ることを目的
とする。 【解決手段】 そこで、本発明は、被験者に刺激を与
え、該刺激に対する反応から脳機能に関して判断する脳
機能検査において、前記被験者に前記刺激をコンピュー
ターを用いて無作為に提示するものである。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】この発明は、被験者へ刺激を
与えた時の反応を利用して脳機能の検査をする脳機能検
査のための被験者への刺激提示方法及びその装置に関す
るものである。
与えた時の反応を利用して脳機能の検査をする脳機能検
査のための被験者への刺激提示方法及びその装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】被験者に視覚・聴覚・触覚等のタスクを
行わせるなどの刺激を与え、それに対する反応から脳機
能に関する検査が行われている。前記脳機能検査におい
ては、刺激に対する脳の反応を機能的磁気共鳴イメージ
ングシステム（ｆＭＲＩ：ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍａ
ｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）、
脳磁計（ＭＥＧ：ｍａｇｎｅｔｏ−ｅｎｃｅｐｈａｌｏ
ｇｒａｐｈｙ）、光計測などによって非侵襲計測する。
行わせるなどの刺激を与え、それに対する反応から脳機
能に関する検査が行われている。前記脳機能検査におい
ては、刺激に対する脳の反応を機能的磁気共鳴イメージ
ングシステム（ｆＭＲＩ：ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍａ
ｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）、
脳磁計（ＭＥＧ：ｍａｇｎｅｔｏ−ｅｎｃｅｐｈａｌｏ
ｇｒａｐｈｙ）、光計測などによって非侵襲計測する。
【０００３】ＭＥＧでは、刺激に対する脳内の磁界応答
分布、磁界発生源を求めることができ、これにより神経
活動を非侵襲に計測できる。また、時間分解能に優れて
いるので、脳内神経活動のミリ秒オーダーの時間変化を
捉えることができる。従って、ＭＥＧにより得られる情
報から、刺激に対して脳のどの部位が働いているかを推
定することができる。また、fMRIでは脳組織に強力な磁
場を与えて、血中のヘモグロビンのスピン緩和時間を測
定するものである。これにより局所的な血流の増大等を
測定することができ、どの組織（部分）が特定の刺激に
対して機能してるかを判断することができる。さらに、
fMRIでは時間・空間分解能ともに優れている。
分布、磁界発生源を求めることができ、これにより神経
活動を非侵襲に計測できる。また、時間分解能に優れて
いるので、脳内神経活動のミリ秒オーダーの時間変化を
捉えることができる。従って、ＭＥＧにより得られる情
報から、刺激に対して脳のどの部位が働いているかを推
定することができる。また、fMRIでは脳組織に強力な磁
場を与えて、血中のヘモグロビンのスピン緩和時間を測
定するものである。これにより局所的な血流の増大等を
測定することができ、どの組織（部分）が特定の刺激に
対して機能してるかを判断することができる。さらに、
fMRIでは時間・空間分解能ともに優れている。
【０００４】前記刺激は一般にタスクと呼ばれ、タスク
の組み方が検査結果に重要な影響を及ぼす。タスクの無
い脳の状態をレスト若しくはコントロールというが、タ
スクが与えられた時の脳の状態とコントロールとの差か
ら、タスクによって引き起こされた脳の変化を捉え、脳
機能に関して判断する。
の組み方が検査結果に重要な影響を及ぼす。タスクの無
い脳の状態をレスト若しくはコントロールというが、タ
スクが与えられた時の脳の状態とコントロールとの差か
ら、タスクによって引き起こされた脳の変化を捉え、脳
機能に関して判断する。
【０００５】被験者に数種類のタスクを与える場合、そ
れらタスクが目的とする反応に対応しているかというこ
とが、脳機能検査において必要がある。脳機能検査にお
いて、タスクによって引き起こされる反応は非常に小さ
いので、一度のタスクの結果では判断せず、数回のタス
クの結果を加算して判断する。加算によりノイズ成分に
埋もれた目的の信号成分を抽出し易くすいて重要な要素
である。また、時間に依存する要因もあり、それに関し
ても考慮するることが目的である。
れらタスクが目的とする反応に対応しているかというこ
とが、脳機能検査において必要がある。脳機能検査にお
いて、タスクによって引き起こされる反応は非常に小さ
いので、一度のタスクの結果では判断せず、数回のタス
クの結果を加算して判断する。加算によりノイズ成分に
埋もれた目的の信号成分を抽出し易くすいて重要な要素
である。また、時間に依存する要因もあり、それに関し
ても考慮するることが目的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、数回の
タスクを加算する場合、例えば、開始→Ｒ→Ｔ１→Ｔ２
→Ｒ→Ｔ１→Ｔ２→Ｒ→Ｔ１→Ｔ２→Ｒ→Ｔ１→Ｔ２→
終了（タスク１（図中ではＴ１で示す）、タスク２（図
中ではＴ２で示す）という２種類のタスクをそれぞれ４
回づつ、レスト（図中ではＲで示す））を経て同一タイ
ミングで与える同一タイミングのタスク提示する。この
場合には、タスク１の方に予知による慣れの影響、タス
ク２の方に疲労の影響が系統的に現れることが経験的に
知られている。即ち、数回のタスクを行うのに時間がか
かる上に、この長時間のタスクによる疲労の蓄積に関す
る評価、及び同じタイミングでタスクを提示した場合の
タスクに対する慣れや被験者の予測に関する評価が問題
点であった。
タスクを加算する場合、例えば、開始→Ｒ→Ｔ１→Ｔ２
→Ｒ→Ｔ１→Ｔ２→Ｒ→Ｔ１→Ｔ２→Ｒ→Ｔ１→Ｔ２→
終了（タスク１（図中ではＴ１で示す）、タスク２（図
中ではＴ２で示す）という２種類のタスクをそれぞれ４
回づつ、レスト（図中ではＲで示す））を経て同一タイ
ミングで与える同一タイミングのタスク提示する。この
場合には、タスク１の方に予知による慣れの影響、タス
ク２の方に疲労の影響が系統的に現れることが経験的に
知られている。即ち、数回のタスクを行うのに時間がか
かる上に、この長時間のタスクによる疲労の蓄積に関す
る評価、及び同じタイミングでタスクを提示した場合の
タスクに対する慣れや被験者の予測に関する評価が問題
点であった。
【０００７】本発明は、前記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、脳機能検査において、系統的な疲
労の蓄積の影響と、タスクの繰り返しに対する慣れなど
の時間に依存する要因を排除した測定法を確立した。す
なわち、これらの目的を達成するような脳機能検査のた
めの被験者への刺激提示方法及び刺激提示装置を提供す
る。
めになされたもので、脳機能検査において、系統的な疲
労の蓄積の影響と、タスクの繰り返しに対する慣れなど
の時間に依存する要因を排除した測定法を確立した。す
なわち、これらの目的を達成するような脳機能検査のた
めの被験者への刺激提示方法及び刺激提示装置を提供す
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願発明では、モニター、スピーカー、スクリー
ンその他の刺激提示装置であって、一定時間内に複数の
刺激形態を提示させる場合において、コンピューターに
順序を無作為に並び替えをさせる手段、コンピューター
に該刺激提示の間隔若しくは刺激提示の時間の長さを無
作為に決定させる手段、その順に刺激を提示させるよう
刺激提示装置に出力させる手段とを有することを特徴と
した脳機能測定用刺激提示装置を提供するものである。
また、上記発明の他の態様として、fMRI、近赤外線を用
いた測定その他の脳機能測定装置に、請求項１に記載の
脳機能測定用刺激提示装置を接続させ、付属するコンピ
ューターにその刺激提示内容、提示時期その他の刺激提
示情報を、脳機能測定データと同時に取得記録する手段
とを有することを特徴する脳機能測定装置を提供するも
のである。ここで、刺激の提示内容は、音声や図柄や文
字等を被験者に提示することが考えられる。
めに、本願発明では、モニター、スピーカー、スクリー
ンその他の刺激提示装置であって、一定時間内に複数の
刺激形態を提示させる場合において、コンピューターに
順序を無作為に並び替えをさせる手段、コンピューター
に該刺激提示の間隔若しくは刺激提示の時間の長さを無
作為に決定させる手段、その順に刺激を提示させるよう
刺激提示装置に出力させる手段とを有することを特徴と
した脳機能測定用刺激提示装置を提供するものである。
また、上記発明の他の態様として、fMRI、近赤外線を用
いた測定その他の脳機能測定装置に、請求項１に記載の
脳機能測定用刺激提示装置を接続させ、付属するコンピ
ューターにその刺激提示内容、提示時期その他の刺激提
示情報を、脳機能測定データと同時に取得記録する手段
とを有することを特徴する脳機能測定装置を提供するも
のである。ここで、刺激の提示内容は、音声や図柄や文
字等を被験者に提示することが考えられる。
【０００９】また、無作為に刺激提示をする他に、モニ
ター、スピーカー、スクリーンその他の刺激提示装置で
あって、被験者が目視できない程度に短い時間の視覚刺
激表示を行う手段、該視覚刺激表示を含む複数の視覚刺
激表示を被験者に十分目視できるように表示する手段、
該刺激情報を記録する手段、該刺激提示の間に経時的に
脳機能測定装置で脳機能情報を取得、記録する手段とを
有することを特徴とする脳機能測定装置を提供する。本
装置によりサブリミナル効果に対する脳機能測定を行う
ことができる。
ター、スピーカー、スクリーンその他の刺激提示装置で
あって、被験者が目視できない程度に短い時間の視覚刺
激表示を行う手段、該視覚刺激表示を含む複数の視覚刺
激表示を被験者に十分目視できるように表示する手段、
該刺激情報を記録する手段、該刺激提示の間に経時的に
脳機能測定装置で脳機能情報を取得、記録する手段とを
有することを特徴とする脳機能測定装置を提供する。本
装置によりサブリミナル効果に対する脳機能測定を行う
ことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明においては、被験者や実験
動物に対し上述したfMRIや近赤外線を用いた脳機能測定
を行いながら、被験者に視覚・聴覚等の刺激を提示する
装置である。この装置の全体の説明を図１にした。被験
者（３）を所定の位置に拘束して、fMRI,MEG,近赤外線
等の生体情報測定装置（１）を用いて、非侵襲的に脳機
能を測定する。その測定装置の制御は、測定装置制御装
置（６）で行う。また、モニター、スクリーン、スピー
カー等の刺激提示装置（２）により、被験者は刺激を提
示される。無作為な刺激提示や任意の刺激を提示する制
御は、刺激提示制御装置（４）により行われる。これら
の生体情報の測定データ及び刺激提示情報は経時的にデ
ータ記録処理装置（５）により記録処理される。仮に、
人が設定した刺激を与えると、特定のパターン化される
ので、被験者において予測等され、１の刺激に対して、
再現性ある客観的なデーターが得られないことになる。
そこで、本願発明を用いることで解決される。
動物に対し上述したfMRIや近赤外線を用いた脳機能測定
を行いながら、被験者に視覚・聴覚等の刺激を提示する
装置である。この装置の全体の説明を図１にした。被験
者（３）を所定の位置に拘束して、fMRI,MEG,近赤外線
等の生体情報測定装置（１）を用いて、非侵襲的に脳機
能を測定する。その測定装置の制御は、測定装置制御装
置（６）で行う。また、モニター、スクリーン、スピー
カー等の刺激提示装置（２）により、被験者は刺激を提
示される。無作為な刺激提示や任意の刺激を提示する制
御は、刺激提示制御装置（４）により行われる。これら
の生体情報の測定データ及び刺激提示情報は経時的にデ
ータ記録処理装置（５）により記録処理される。仮に、
人が設定した刺激を与えると、特定のパターン化される
ので、被験者において予測等され、１の刺激に対して、
再現性ある客観的なデーターが得られないことになる。
そこで、本願発明を用いることで解決される。
【００１１】脳機能測定における視覚刺激付与の形態
は、特定のモニターから映し出される図形・文字等を選
んで、又はその映し出す時間等を変化させることが挙げ
られる。例えば、モニターにチェッカーボードと何も写
していないものを映し出して、一定時間でのその反転の
回数を増減させることで、視覚刺激の強弱を変化させる
ことができる。ここでの視覚刺激の強弱の変化の操作を
人が行ったり、人為的に設定するとパターン化された
り、また手順が複雑となる。
は、特定のモニターから映し出される図形・文字等を選
んで、又はその映し出す時間等を変化させることが挙げ
られる。例えば、モニターにチェッカーボードと何も写
していないものを映し出して、一定時間でのその反転の
回数を増減させることで、視覚刺激の強弱を変化させる
ことができる。ここでの視覚刺激の強弱の変化の操作を
人が行ったり、人為的に設定するとパターン化された
り、また手順が複雑となる。
【００１２】そこで、コンピューターを用いて乱数を発
生させて、これに基づいて、その強弱変化やモニターに
映し出す図形等の選択等を、無作為にモニター等上に出
力するようにする。ここでの図形は文字等や動画等でも
よく、音の刺激も併せて行えるようにしても良い。
生させて、これに基づいて、その強弱変化やモニターに
映し出す図形等の選択等を、無作為にモニター等上に出
力するようにする。ここでの図形は文字等や動画等でも
よく、音の刺激も併せて行えるようにしても良い。
【００１３】また、如何なる図形や刺激強弱をどの時間
で出力したかをコンピューター内部の記録部で記録でき
るようにする。さらに、この記録と脳機能の測定結果も
並列・関連づけて記録できるようにしてもよい。
で出力したかをコンピューター内部の記録部で記録でき
るようにする。さらに、この記録と脳機能の測定結果も
並列・関連づけて記録できるようにしてもよい。
【００１４】さらに、視覚刺激は通常のモニターの他
に、ゴーグル内部にモニターを配設させ、広い範囲の視
覚刺激をできるようにしてもよい。また、この場合は両
目の内、片方の目からの刺激に対しての実験も可能にな
る。さらに、特定の箱の外部から両目で除く込む孔を付
けて、その内部の映像を見ることができるようにしても
よい。この場合も、広い範囲の視覚刺激をでき、且つ一
方の目に対する刺激をもすることができる。
に、ゴーグル内部にモニターを配設させ、広い範囲の視
覚刺激をできるようにしてもよい。また、この場合は両
目の内、片方の目からの刺激に対しての実験も可能にな
る。さらに、特定の箱の外部から両目で除く込む孔を付
けて、その内部の映像を見ることができるようにしても
よい。この場合も、広い範囲の視覚刺激をでき、且つ一
方の目に対する刺激をもすることができる。
【００１５】また、聴覚に対する刺激の異なる音、音量
の増減、音の出ている時間等を無作為に変化等させて、
スピーカー等で刺激を付与させることが考えられる。
の増減、音の出ている時間等を無作為に変化等させて、
スピーカー等で刺激を付与させることが考えられる。
【００１６】以上は、コンピューター上で乱数を発生さ
せて、この乱数に基づいて完全に無作為な状態での刺激
を与えることができ、客観的な実験が可能となる。以上
が、脳機能測定において無作為に刺激を与える手段を説
明した。
せて、この乱数に基づいて完全に無作為な状態での刺激
を与えることができ、客観的な実験が可能となる。以上
が、脳機能測定において無作為に刺激を与える手段を説
明した。
【００１７】次に、作為的に刺激を与えることで脳機能
を測定する機器について説明する。ここでは上述とは反
対に、予め設定された所定の刺激手順で提示されること
で、人の慣れや予測などの評価をすることができる。
を測定する機器について説明する。ここでは上述とは反
対に、予め設定された所定の刺激手順で提示されること
で、人の慣れや予測などの評価をすることができる。
【００１８】例えば、予め一定時間毎に同じ図形を被験
者に見せて、その「慣れ」がどのように脳機能として表
れるかなどを実験することができる。又は、図柄を高速
に（一瞬間の短い間）見せて、意識的に記憶していなく
とも、その図柄を含むいくつかの図柄を目視できるよう
見せて、一瞬間見せた図柄に反応するか否かなど、脳の
潜在的な機能を評価することができる。
者に見せて、その「慣れ」がどのように脳機能として表
れるかなどを実験することができる。又は、図柄を高速
に（一瞬間の短い間）見せて、意識的に記憶していなく
とも、その図柄を含むいくつかの図柄を目視できるよう
見せて、一瞬間見せた図柄に反応するか否かなど、脳の
潜在的な機能を評価することができる。
【００１９】また、以前から問題となっているサブミリ
ナル効果についても脳機能測定を行いながら実験するこ
とができる。特定の映像の中に１コマに所定の図柄を入
れて被験者に見せて、その映像の終了後に、いくつかの
図柄を目視できる程度に見せる。被験者にこの映像を見
せながら、脳機能測定を測定することで、脳科学的に解
析することが可能となる。つまり、脳のどの部位が機能
しているかを調べることができる。
ナル効果についても脳機能測定を行いながら実験するこ
とができる。特定の映像の中に１コマに所定の図柄を入
れて被験者に見せて、その映像の終了後に、いくつかの
図柄を目視できる程度に見せる。被験者にこの映像を見
せながら、脳機能測定を測定することで、脳科学的に解
析することが可能となる。つまり、脳のどの部位が機能
しているかを調べることができる。
【００２０】
【発明の効果】従来は完全に無作為な刺激を与えること
は困難であり、また煩雑であったが、本発明により、コ
ンピューターにより乱数を発生させて、その乱数に基づ
いた刺激態様を被験者に与えることができる。従って、
被験者の刺激に対する「慣れ」や「予測」をすることに
よる、客観的で再現性ある結果を得にくいという弊害を
排除することができる。また、コンピューターにより乱
数に基づいた刺激形態とその脳機能変化を保存処理する
ことにより、脳機能測定の結果の評価が容易になる。
は困難であり、また煩雑であったが、本発明により、コ
ンピューターにより乱数を発生させて、その乱数に基づ
いた刺激態様を被験者に与えることができる。従って、
被験者の刺激に対する「慣れ」や「予測」をすることに
よる、客観的で再現性ある結果を得にくいという弊害を
排除することができる。また、コンピューターにより乱
数に基づいた刺激形態とその脳機能変化を保存処理する
ことにより、脳機能測定の結果の評価が容易になる。
【００２１】また、刺激提示法は無作為だけでなく、被
験者に対して目視できない程度に一瞬だけ、特定の図柄
を表示させることができるようにさせ、通常は目視でき
ない図柄に対して脳がどのように反応しているかを調べ
ることが出来る。
験者に対して目視できない程度に一瞬だけ、特定の図柄
を表示させることができるようにさせ、通常は目視でき
ない図柄に対して脳がどのように反応しているかを調べ
ることが出来る。
【図１】本願発明に係る装置の全体を示す説明図
１ 生体情報測定装置
２ 刺激提示装置
３ 被験者
４ 刺激提示制御装置
５ データー記録処理装置
６ 測定装置制御装置
Claims (3)
- 【請求項１】モニター、スピーカー、スクリーンその他
の刺激提示装置であって、一定時間内に複数の刺激形態
を提示させる場合において、コンピューターに順序を無
作為に並び替えをさせる手段、コンピューターに該刺激
提示の間隔若しくは刺激提示の時間の長さを無作為に決
定させる手段、その順に刺激を提示させるよう刺激提示
装置に出力させる手段、とを有することを特徴とした脳
機能測定用刺激提示装置。 - 【請求項２】fMRI、近赤外線を用いた測定その他の脳機
能測定装置に、請求項１に記載の脳機能測定用刺激提示
装置を接続させ、付属するコンピューターにその刺激提
示内容、提示時期その他の刺激提示情報を、脳機能測定
データと同時に取得記録する手段、とを有することを特
徴する脳機能測定装置。 - 【請求項３】モニター、スピーカー、スクリーンその他
の刺激提示装置であって、被験者が目視できない程度に
短い時間の視覚刺激表示を行う手段、該視覚刺激表示を
含む複数の視覚刺激表示を被験者に十分目視できるよう
に表示する手段、該刺激情報を記録する手段、該刺激提
示の間に経時的に脳機能測定装置で脳機能情報を取得、
記録する手段、とを有することを特徴とする脳機能測定
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001360455A JP2003159253A (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 脳機能測定のための被験者への刺激提示装置 |
| EP02102556A EP1316288A3 (en) | 2001-11-27 | 2002-11-11 | Device for presenting stimulus to test subjects for measuring brain function |
| US10/298,797 US20030125634A1 (en) | 2001-11-27 | 2002-11-19 | Device for presenting stimulus to test subjects for measuring brain function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001360455A JP2003159253A (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 脳機能測定のための被験者への刺激提示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003159253A true JP2003159253A (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=19171258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001360455A Pending JP2003159253A (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 脳機能測定のための被験者への刺激提示装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030125634A1 (ja) |
| EP (1) | EP1316288A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003159253A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006149911A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-06-15 | Chiba Univ | 脳機能診断装置 |
| JP2008086481A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Medoravaagu Aps | 疾患の診断方法 |
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