JP2015507978A - 知覚−認知−運動学習システムおよび方法 - Google Patents

知覚−認知−運動学習システムおよび方法 Download PDF

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Abstract

本開示は、知覚-認知-運動学習システムに関する。本システムは、トレーニングシーケンスの間に被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための装置を含む。また、本システムは、(a)被験者への第1の運動負荷アドオン、および(b)被験者への第2の運動負荷アドオンのうちの少なくとも1つをトレーニングシーケンスの少なくとも一部に追加するためのトレーニングシーケンスコントローラを有し、第2の運動負荷は第1の運動負荷よりも重い。システムの変形は、被験者がトレーニングシーケンスの少なくとも1つのパラメータを変更できるようにするためのユーザインターフェースを有する。被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための方法も開示される。

Description

本開示は、知覚-認知トレーニングの分野に関する。より具体的には、本開示は知覚-認知-運動学習システムおよび方法に関する。
日常の活動において、私達は常に環境と対話している。この環境は動的であり、様々なオブジェクト、運動、速度、場所などの統合を必要とする。その結果、脳の実行機能は常に無数の刺激を管理している。多くの実際の生活場面において、情報過多のリスクが存在する。実際の生活で、オフィス、スポーツ、学校、および危機管理の状況において、一刻を争う状況で予測不可能な刺激に迅速に対処する能力が必要である。
スポーツ活動において、新しいスキルを学習するとき、危険な状況に直面したとき、および成功したプロとしてのキャリアを築くときに、戦略的アドバイス(strategic inputs)に適用される注意力と集中力によって成功と失敗との間の差が生まれる。特にストレスの多い状況では、注意力と集中力によって、無関係なかく乱刺激(distractor)を無視しながら、データのフィルタリングおよび優先順位付けを行うことが可能になる。
高齢者、またはある種の障害がある人の場合、注意力と集中力の欠損によって日常的な活動に深刻な問題を引き起こす可能性がある。たとえば、衝突を回避して、方向性と良好な運動制御を維持しながら人ごみの中を移動することは、流動的かつ連続的な知覚-認知過程を必要とする。健康的な老化が知覚-認知過程に影響を与え得ることは、十分に実証されている。
注意力の損失と衝動制御の機能低下は、多動性の有無にかかわらず、注意欠陥障害の子ども達にとって、また自閉症児にとって深刻な問題になる可能性がある。
したがって、広い範囲の個人にとって、注意力と集中力を改善する必要性がある。特に、学習障害を有する人、または認知機能が低下している人にとって、この必要性がある。また、ボールの軌道を追いながら「ゲームを読む」必要があるエリート選手、および多数の情報を扱う必要がある多くの専門職のメンバーにとっても、この必要性がある。
したがって、学習障害を持つ子ども達、高齢者、スポーツ選手、またはストレスの多い環境下で操作している専門家にかかわらず、認知機能の改善を助ける解決策が必要とされている。
本開示によれば、知覚-認知-運動学習システムが提供される。本システムは、連続する検査の間に被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための装置を備える。また、本システムは、(a)被験者の脳からの遠心性信号を生じさせない、被験者への低レベルの運動負荷アドオンを、検査の少なくとも一部に追加するための手段と、(b)所与の実際の生活場面に適合された被験者への特定の運動要求を、検査の少なくとも1つに統合する手段とのうちの少なくとも1つを備える。
本開示によれば、知覚-認知-運動学習システムが提供される。本システムは、トレーニングシーケンスの間に被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための装置を備える。また、本システムは、(a)被験者への第1の運動負荷アドオン、および(b)被験者への第2の運動負荷アドオンのうちの少なくとも1つをトレーニングシーケンスの少なくとも一部に追加するためのトレーニングシーケンスコントローラを備え、第2の運動負荷は第1の運動負荷よりも重い。
本開示によれば、知覚-認知-運動学習システムも提供される。本システムは、連続する検査の間に被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための装置を備える。また、本システムは、被験者が、装置を用いて実行される検査の少なくとも1つのパラメータを変更できるようにする手段を備える。
本開示は、知覚-認知-運動学習システムにも関連する。本システムは、トレーニングシーケンスの間に被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための装置を備える。また、本システムは、被験者がトレーニングシーケンスの少なくとも1つのパラメータを変更できるようにするためのユーザインターフェースを備える。
本開示はさらに、被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための方法に関する。被験者は、トレーニングシーケンスを受けさせられる。(a)被験者への第1の運動負荷アドオン、および(b)被験者への第2の運動負荷アドオンのうちの少なくとも1つがトレーニングシーケンスの少なくとも一部に追加され、第2の運動負荷は第1の運動負荷よりも重い。
また、本開示は、被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための方法に関する。被験者は、トレーニングシーケンスを受けさせられる。被験者から、トレーニングシーケンスのうちの少なくとも1つのパラメータを変更するためのコマンドが受信される。
上記および他の特徴は、添付図面を参照して例としてのみ与えられる、それらの例示的実施形態の以下の非限定的な説明を読めばより明らかになるであろう。
本開示の実施形態は、添付図面を参照して例としてのみ説明される。
厳しいトレーニング制度を受けるスポーツ選手の学習曲線を示すグラフである。 知覚-認知-運動システムを使用する際に、厳しいトレーニング制度を受けるスポーツ選手の学習曲線を示すグラフである。 完全な没入型仮想環境の例の透視図である。 トレーニングマイペースモードを示す概略図である。 図4のトレーニングマイペースモードを組み込んだ評価マイペースモード、および速度の階段(上り、および下り)バリエーションのさらなる使用を示す概略図である。 速度しきい値を決定するためにいくつかの測定器を使用することを示す概略図である。
様々な図面で、同様の番号は同様の特徴を表す。
本開示の様々な態様は、一般的に、認知機能を改善する問題のうちの1つまたは複数に対処する。
以下の説明は、NeuroTrackerの「Perceptual-Cognitive-Motor(知覚-認知-運動)」学習システム(NT-LS)を開示する。より具体的には、NT-LSのうちの以下の2つの特徴が説明される。
1-学習を最適化するために、非常に特定の状況下で運動アドオンが行われる、NeuroTracker (NT)運動アドオンシステム。
2-個々のしきい値を迅速に評価するための「SelfPaced(マイペース)」システムおよび方法。
1-NT運動アドオンシステム
スポーツのパフォーマンス(人ごみの中を進むことのような通常の生活場面にも当てはまる)は、突然の方向転換および衝突を含む、広い領域にわたる、および3次元(3D)環境における複雑な動作を迅速に処理して、同時に、その場面、すなわち環境における複数の主要な要素に注意を払う能力を含む。場面からの情報は、スポーツにおける具体的な運動要求、または人ごみの中の移動などの実際の生活の要求に統合される。言い換えれば、人間は、彼らの環境で起きていることを知覚および理解して、同時に具体的な動作でそれと身体的に対話する。いくつかの経路が知覚を担当し、いくつかの経路が行動を担当している、特殊な視覚的な脳のシステムについての証拠がある。知覚および行動のためのこれらの特殊な視覚的な脳のシステムは独特の要素を備えているが、それらは最終的に結合される。
また、科学的な証拠によって、知覚システムのための視覚は、動作システムのための視覚よりも進化のスケールがより複雑かつより新しいと考えられている。
感覚-知覚-認知-運動ループの最終的な伝達および閉鎖は、上記のすべての能力をトレーニングに結合する方法を含む。また、これらの能力を分離および統合して、次いでそれらをトレーニングに結合することが望ましい。本開示は、この統合を構築するためにNT-LSでトレーニングすることを提案する。それはより複雑な視覚システムを含み、一旦統合されると、NTに統合された運動タスクで視覚-知覚-認知-運動ループを閉じる。
1a) -統合処理を要求するための証拠
初期の研究は、厳しい知覚-認知-トレーニング制度の先頭に追加された運動要求は、取得段階にとって有害であり得ることを示した。図1は、厳しいトレーニング制度を受けるスポーツ選手の学習曲線を示すグラフである。グラフは、厳しい知覚-認知トレーニング制度の先頭に追加された運動要求が、被験者の取得段階にとって有害であり得ることを示している。高レベルのプロスポーツ選手のトレーニングから発見されたことは、プレイヤが最初から起立してタスクを学ぶと、彼らのパフォーマンスレベルはより低くなり、彼らの学習曲線はより浅くなるということである。これをさらに理解するために、初期の研究は、最初に統合を行って、続いてトレーニングに運動負荷を追加する際に、トレーニングの伝達性を調べる実験を行った。伝達性が意味するものは、ある状況における学習の利点は、別の状況において維持されることである。この研究の結果は、知覚-認知-運動システムを使用する際に、厳しいトレーニング制度を受けるスポーツ選手の学習曲線を示すグラフである図2に示されている。このグラフは、被験者が着席している場合の統合に続いて、起立している場合にパフォーマンスにおける損失がほとんど観察されず、エクササイズの状況の最初に大きな落差があるものの、スポーツ選手は迅速に速度処理能力を取り戻し、「着席している」位置の通常の学習曲線に戻ることを示している。最初の14個のトレーニングセッションは着席している時の処理能力の速度の通常の進行を示しており、続いてスポーツ選手が起立している次の6つのセッションがあり、続いてスポーツ選手がバランスを保つことを困難にする位置にあるBosu(商標)バランスボールに着席している最後の6つのトレーニングセッションがある。図2から観察されるように、統合後(着席している)、起立している場合にパフォーマンスの損失がほとんどなく、それは伝達の証拠を示している。第3の状況の最初に大きな落差があるものの(運動している; Bosu(商標)ボールの上に着席している)、スポーツ選手は迅速に速度処理能力を取り戻し、「着席している」位置の通常の学習曲線に戻る。
1b)-ループを閉じる
このセクションは、最適なパフォーマンスのために視覚-知覚-認知-運動ループを閉じて、NT技術と視覚-運動パフォーマンスシステムの客観的尺度とを結合するための方法およびシステムを説明する。被験者は、以下のスキームによるトレーニングシーケンスを受けさせられる。
[n1(CORE);n2(CORE+MOTORa);n3(CORE+MOTORb)].
トレーニングシーケンスはコアエクササイズのn1回の反復を備え、次に第1の(通常は軽い)運動要求とともに実行されるコアエクササイズのn2回の反復があり、次に第2の(通常はより重い)運動要求とともに実行されるコアエクササイズのn3回の反復がある。一般的に、n1、n2、およびn3の値は非負の整数である。
非限定的な例として、トレーニングは、Faubert他によって2009年9月29日に出願されたPCT特許出願第PCT/CA2009/001379号に記述され、2010年8月8日に公開された第WO 2010/037222 A1号(以下では「Faubert'222」)の下で発行された装置を使用して実行することができ、その内容全体を参照により本明細書に組み込む。
Faubert'222で紹介された装置は、被験者の知覚-認知能力を評価または改善するために使用することができる。本装置は、連続する検査の間に所与の3D環境を移動する仮想オブジェクトのディスプレイを備える。図3は、完全な没入型仮想環境の例の透視図である。より具体的には、ディスプレイが、たとえばFakespace Systems社のCAVE(商標)自動仮想環境などの完全な没入型仮想環境(FIVE)ルーム101を備え、そこで被験者は所与の3D環境に完全に没入されて、刺激が与えられる。完全な没入型仮想環境ルーム101は、たとえば8x8x8フィートの大きさを有し、4つの映写面(3つの壁102、103、および104、ならびに床105)を備える。ディスプレイは、4つの映写面(3つの壁102、103、および104、ならびに床105)に立体画像を示して、仮想オブジェクトが提示される所与の3D環境を形成する。その目的のために、ディスプレイは、ディスプレイコントローラとして機能しているコンピュータ114の制御の下で画像を4つの映写面(3つの壁102、103、および104、ならびに床105)に投影して表示するためのプロジェクタ106、107、108、および109、ならびに関連付けられるそれぞれの平面反射板110、111、112、および113を備える。簡潔にするために、コンピュータ114と、FIVEルーム101の他の要素との間の相互接続は示されていない。コンピュータ114は、任意の良く知られている接続方法を使用して、様々なプロジェクタ106、107、108、および109、ならびに他のネットワークされた要素にリンクされてよい。
また、被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための装置のディスプレイは、被験者の3Dの立体知覚を可能にするために、より具体的には、被験者が3Dにおいて仮想オブジェクト、仮想オブジェクトの位置、および3D環境を知覚できるようにするために、たとえば、カリフォルニア州、サンラファエルのStereographiesの液晶シャッター立体ゴーグル(図示せず)の形式のシャッター視覚実装を備える。立体画像は、48ヘルツの更新率で描画され、ゴーグルは、被験者の左右の眼に毎秒48個の画像を配信するために96ヘルツでシャッターが押されている。ディスプレイは、たとえば、被験者の頭の位置を追跡するためにゴーグルに搭載された、たとえばバーモント州バーリントンのAscension technology社のFlock of Birds(商標)などの磁気検出器の形式の位置センサをさらに備える。コンピュータ114はディスプレイを制御して、追跡された被験者の頭の位置に対する視覚的な奥行きをリアルタイムに補正する。ディスプレイコントローラ(たとえば、「シリコングラフィックス540」コンピュータ)は、刺激を生成して被験者の反応を記録する。
実質的にFIVEルーム101の中央位置に配置された眼科用椅子106は、被験者が座るために提供されている。
したがって、Faubert'222の装置は、被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための方法をサポートするために使用することができる。要約すると、この装置は、連続する検査の間に所与の3D環境内を移動する仮想オブジェクトのディスプレイを備え、3D環境内を移動する仮想オブジェクトを被験者が視認する。コンピュータ114がプロジェクタ106、107、108、および109を制御して、3D環境内の仮想オブジェクトの移動速度を変更する。各検査の間、被験者が、移動する仮想オブジェクトのサブセットを追跡して、検査後、被験者が追跡したオブジェクトを識別する。トレーニングは、他の任意の適切なデバイスを使用して実行することができる点に留意すべきである。
COREは、Faubert'222に記載された装置を使用する6分〜8分の検査シーケンスを備える検査を表している。
CORE+MOTORaは、CORE検査への低レベルのシンプルな運動負荷アドオンを備える検査を表している。これは、起立している姿勢でもよいが、自転車に乗っていてもよく、あるいはただ手すりにつかまっていたり、アイススケートやローラースケートでトレッドミル運動をしたりしていてもよい。これは、CORE+MOTORa検査が、ランニング、スケート、またはボールをインターセプトするなどの意味のあるパターンで手足を動かすための、脳からの意識的な遠心性信号(脳の運動指令)がないように較正されることを意味する。
CORE+MOTORbは、1レベル高い検査を表しており、したがってMOTORb負荷はMOTORs負荷よりも重い。CORE+MOTORb検査の間、被験者は、COREを、たとえばスポーツ、機械や車両の操作、危険な状況、あるいは他の何らかの類似の目的などの、所与の実際の生活場面に適合された特定の運動要求に統合するよう求められる。MOTORbアドオンの非限定的な例には、パスのために投げたボール、サッカーボールのバウンド、パックを止めることなどの、シミュレーションされた刺激に応答するキャッチやインターセプトなどの運動タスクがある。追加されたMOTORb要素の他の非限定的な例には、被験者の顔、または体の他の敏感な部分に衝突する可能性がある軌道を有する予測しないターゲットなどの、潜在的に脅迫的なシミュレーションされた視覚刺激に対する、身体的または感情的な(あるいはその両方)の不随意応答があり、視覚刺激は音を伴う可能性がある。CORE+ MOTORb検査の間に表することができる状況のタイプに先験的な制限はない。
コンピュータ114または別のコンピュータ(図示せず)に組み込まれたトレーニングシーケンスコントローラが、トレーニングシーケンスを実行するためにFaubert'222に記載された装置を制御する。各検査の間の被験者の動作、特にMOTORaアドオンおよびMOTORb動作に関連する動作を監視するために、センサもトレーニングシーケンスコントローラに接続され得る。
利用可能な、収集された科学データを考慮する実装形態の例によれば、トレーニングシーケンスコントローラの制御下で、以下のトレーニングシーケンスが実行される。
[n1 (CORE);n2 (CORE+MOTORa);n3 (CORE+MOTORb)]
上式で、
n1=10回〜15回の反復であり、
n2=6回の反復であり、
n3=6回の反復である。
より具体的には、トレーニングシーケンスコントローラは、Faubert'222に記載された装置を制御して、シーケンス内で一連の10個〜15個のCORE検査、一連の6個のCORE+MOTORa検査、および一連の6個のCORE+MOTORb検査を連続して実行する。各検査の後、コンピュータ114が、応答インターフェース、たとえばコンピュータのディスプレイを有するキーボードを通じて追跡されたボールの識別に関連する被験者の応答を収集して、CORE+MOTORaおよびCORE+MOTORb検査の場合は、おそらくは検査の間の被験者の動作の分析と組み合わせて、たとえば上述のFaubert'222に記載された分析として、これらの応答をさらに分析して、被験者の進化を決定する。そのようなトレーニングシーケンスの分析は、グラフのトレーシングに限定されてもよく、意図する用途の要件に応じてはるかに複雑でもよい。
上記の実装例(n1=10回〜15回の反復、n2=6回の反復、およびn3=6回の反復)を使用して、科学データに基づいた方法で運動技能を向上させて、それを任意のスポーツまたはリハビリテーショントレーニングに適合させることが可能である。たとえば、脳卒中を患い、何らかの歩行困難を有する人が、MOTORbがトレッドミルの上を歩くような方法を使用して、次第に回復することを想像することは容易である。以下も、MOTORbのいくつかの例である。
ラグビー:横パスをキャッチする;
ホッケー:パスを受け取ってパックをシュートする、またはゴールキーパーへのパックを止める;
サッカー:ボールを受け取ってリダイレクトする;
その他。
2)「マイペース」システムおよび方法
マイペースシステムおよび方法は、NT-LSシステムのユーザ(被験者)によるいくつかの問題に対処する。これらの問題は、以下を備える。
結合での検査(ジュニアドラフトの募集)、迅速なスループット、等の状況において、通常の6分〜8分のCORE検査よりも迅速に速度しきい値を取得するための技法。
たとえ被験者が仮想オブジェクトを見失った場合でも、検査中に被験者をアクティブに維持するための技法(Faubert'222に記載の装置を参照)。従来のCORE検査は、被験者が追跡されたオブジェクトのうちの1つまたは複数を見失った場合、6-8秒続く検査の間にリセットやリコールするチャンスがないように設定されている。被験者は終了まで待ち、応答を与えて再び開始する。
マイペースシステムおよび方法は、被験者がアクティブなままで、動的なビジュアルシーンにいくつかのことを自分で、およびオンラインで行うことができるようにすることによって、この問題を解決する。また、マイペースシステムおよび方法には、トレーニングモードと評価(測定)モードとの2つのバージョンがあるが、これらの2つのバージョンは相互に排他的ではない。
トレーニングマイペースモードを示す概略図である図4を参照すると、典型的なCORE検査が以下の方法で動作している。トレーニングシーケンスコントローラによって指示されるように、Faubert'222に記載されている装置のディスプレイは、図4のブロック31に見られるようないくつかの仮想オブジェクト(通常は8つの球体)を被験者に提示する。次いで、トレーニングシーケンスコントローラは、色または点滅などを変更することによってサブセット(通常は、ターゲットオブジェクトを表す4つの球体)にインデックスを付ける(図4のブロック32)。次いで、オブジェクトはそれらの元の状態に戻る。次いで、図4のブロック33に示されるように、トレーニングシーケンスコントローラが3D環境内のオブジェクトの移動を開始する。オブジェクトの移動が開始すると、被験者は、コンピュータ114に動作可能に接続されているユーザインターフェース39を使用して、以下の調整を行うことができる。
トレーニングマイペースモード:この場合、被験者は、ユーザインターフェース39を介してトレーニングシーケンスコントローラ宛てにコマンドを発行して、以下の動作を実行することができる。
速度を管理する、すなわち、ボタンを押すこと、またはある種のコマンド、たとえば遠隔モジュール(図示せず)への音声コマンドを与えること、あるいは、たとえば手を上下に動かす、または両手を広げる、あるいは両手を合わせることによる、モーションキャプチャデバイス(図示せず)によって検出される身体のジェスチャによって、動的な3D環境内の仮想オブジェクトを意のままにより速く、またはより遅く動かす。遠隔モジュールまたはモーションキャプチャデバイスは、トレーニングシーケンスコントローラを組み込んだコンピュータ114に接続されている(図4のブロック34および36)。
追跡している間はいつでも、またある種の限度までの任意の所望の長さにわたって、ターゲットオブジェクトのリセット、リコール、または再インデックス付けを可能にする。(図4のブロック35)。
検査の間はいつでも、被験者は、遠隔モジュールのボタンを押下することによって、または他の任意のコマンドを通じて、仮想オブジェクトの所与の速度が正確な追跡速度であることを示すことができる(図4のブロック37)。より具体的には、被験者が、速度が正確であると感じ、その速度でターゲットオブジェクトの追跡を維持できると、被験者は遠隔モジュールのボタンを押して、選択された速度がコンピュータ114によって自動的に受信および記録される。これが行われると、検査が更新されて、新しいターゲットオブジェクトのセットが提示され、検査が再び開始される。これは任意の回数繰り返すことができる(図4のブロック38)。すなわち、ある被験者は、マイペースシステムにフィードバックコマンドを提供することによって好きなだけトレーニングすることができる。被験者は、リセットせずに本方法の使用を継続することもでき、好きなだけ休息を取ることもできる。
トレーニングマイペースモードにおいて被験者によって行われた調整のタイプに応じて、ユーザインターフェース39は、1つまたは複数のボタン、音声検出器(図示せず)に接続されたマイクロホン、モーションキャプチャデバイス、キーボード、ペダルボード、または他の任意のマンマシンインターフェースを備えることができる。
評価マイペースモード:図5は、図4のトレーニングマイペースモードを組み込んだ評価マイペースモード、および速度の階段(上り、および下り)バリエーションのさらなる使用を示す概略図である。評価マイペースモードは、以下のさらなるステップ(図5のブロック42)を有することを除いて、トレーニングマイペースモード(図5のブロック41)の操作を組み込む。
ブロック41で、事前に設定された数の速度調整が終了すると、トレーニングシーケンスコントローラは、CORE検査のために使用されたものや、Faubert'222の装置に記載されたものなどの、速度の短縮された階段(上りおよび下り)バリエーションを使用して、事前に設定された数の検査を自動的に実行する。この手順によって、被験者によって行われる主観的な速度調整が、客観的に決定されたものとして速度しきい値に正確に対応することが確実になる(図5のブロック42)。
「マイペース」システムおよび方法は以下の特徴を有する。
1)「マイペース」システムおよび方法は非常に迅速である。
2)「マイペース」システムおよび方法は、様々なトレーニング時間に非常に柔軟である。
3)「マイペース」システムおよび方法は、被験者が、任意の時点で任意の被験者のために難易度の適切なレベルを表す最大トレーニング可能性「ゾーン」内にいられるようにする。
4)「マイペース」システムおよび方法は、被験者の能力を開発して、彼らの内部の精神状態を認識して、適切な調整を行うことによってそれに応答する。
マイペースシステムおよび方法は、評価マイペースモードが使用される際に、所与の応答、および速度の階段バリエーションの結果(図5のブロック42)を計算することによって速度しきい値を評価する(図5のブロック43)だけでなく、被験者が以下に参加している間に、コンピュータ114が、速度しきい値を決定する際に有用ないくつかの測定を実行できるようにする。
a)いくつかの検査のリコール(マイペーストライアルの反復の数);
b)各リコールの時間(マイペーストライアルの反復率);および、
c)マイペーストライアルの間の速度値。
これは、速度しきい値を決定するためにいくつかの測定器を使用することを示す概略図である図6に示されており、被験者ごとの応答プロフィールおよび学習プロフィールを開発するために使用され得る。
このモードが、最初の「統合」段階のためのCORE検査と同様の結果を生成できるかどうかを決定するための、マイペース評価モードの効率が検査された。検査の間、被験者は、最初の4つのトレーニングセッションについて評価マイペースモード(2つの調整および6つの階段トライアル)、続いて5番目のセッションの通常のCORE評価測定、続いて別の4つの評価マイペースセッション、続いて10番目のセッションとしてCOREセッションを使用した。5番目、10番目、および15番目のCOREセッションのスコアは、同様の結果を取得するために評価マイペースモードが使用され得ることを示すマイペースのスコアによく従うが、トレーニング時間がはるかに短い、すなわちCORE検査の6分〜8分に対して3分であることが分かった。
当業者は、知覚-認知-運動システムおよび方法の説明は単なる例示であり、決して限定を意図するものではないことを理解するであろう。他の実施形態は、本開示の利益を有する当業者などの人に容易に示唆されるであろう。さらに、開示された知覚-認知-運動システムおよび方法は、既存のニーズや認知機能を改善する問題に有益な解決策を提供するためにカスタマイズされてもよい。
明確にするために、知覚-認知-運動システムおよび方法の実装形態のルーチンの特徴のすべてが図示および説明されているわけではない。もちろん、知覚-認知-運動システムおよび方法の任意のそのような実際の実装の開発において、アプリケーション、システム、およびビジネス関連制約の遵守などの開発者の特定の目標を達成するために多数の実装固有の決定が行われなければならず、また、これらの特定の目標は実装形態ごとに、および開発者ごとに異なることが理解されるであろう。さらに、開発努力は複雑で時間がかかるかもしれないが、それにもかかわらず本開示の利益を有する知覚-認知トレーニングの分野の当業者にとってエンジニアリングの日常的な仕事であろうことが理解されるであろう。
本開示によれば、本明細書に記載のコンポーネント、処理ステップ、および/またはデータ構造は、様々なタイプのオペレーティングシステム、コンピューティングプラットフォーム、ネットワークデバイス、コンピュータプログラム、および/または汎用マシンを使用して実装され得る。加えて、当業者は、そのようなハードワイヤードデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)等のような汎用性の少ないデバイスも使用され得ることを認識するであろう。一連の処理ステップを備える方法はコンピュータまたは機械によって実装され、それらの処理ステップは機械によって読取り可能な一連の命令として格納されてよく、有形の媒体に格納されてよい。
本明細書に記載のシステムおよびモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、または本明細書に記載の目的に適したソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェアの任意の組合せを備えることができる。ソフトウェアおよび他のモジュールは、サーバ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、コンピュータ化されたタブレット、携帯情報端末(PDA)、および本明細書に記載の目的に適した他のデバイス上に常駐することができる。ソフトウェアおよび他のモジュールは、ローカルメモリを介して、ネットワークを介して、ブラウザまたは他のアプリケーションを介して、あるいは本明細書に記載の目的に適した他の手段を介してアクセス可能でよい。本明細書に記載のデータ構造は、本明細書に記載の目的に適したコンピュータファイル、変数、プログラミングアレイ、プログラミング構造、またはそれらの任意の電子情報記憶方式または方法、あるいはそれらの任意の組合せを備え得る。
本開示を、非限定的で例示的な実施形態を用いて上述してきたが、これらの実施形態は、本開示の趣旨および本質から逸脱することなしに、添付の特許請求の範囲内で自由に修正されてもよい。
39 ユーザインターフェース
101 完全な没入型仮想環境ルーム
102 壁
103 壁
104 壁
105 床
106 プロジェクタ
106 眼科用椅子
107 プロジェクタ
108 プロジェクタ
109 プロジェクタ
110 平面反射板
111 平面反射板
112 平面反射板
113 平面反射板
114 コンピュータ

Claims (23)

  1. 連続する検査の間に被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための装置と、
    (a)前記被験者の脳からの遠心性信号を生じさせない、前記被験者への低レベル運動負荷アドオンを、前記検査の少なくとも一部に追加するための手段と、(b)所与の実際の生活場面に適合された前記被験者への特定の運動要求を、前記検査の少なくとも1つに統合する手段とのうちの少なくとも1つと
    を備える、知覚-認知-運動学習システム。
  2. トレーニングシーケンスの間に被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための装置と、
    (a)前記被験者への第1の運動負荷アドオン、および(b)前記被験者への第2の運動負荷アドオンのうちの少なくとも1つを前記トレーニングシーケンスの少なくとも一部に追加するためのトレーニングシーケンスコントローラを備え、第2の運動負荷が第1の運動負荷よりも重い、知覚-認知-運動学習システム。
  3. 前記トレーニングシーケンスがコアエクササイズから始まる、請求項2に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  4. 前記トレーニングシーケンスが、前記コアエクササイズのいくつかの反復を備える、請求項3に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  5. 前記コアエクササイズに追加された前記第1の運動負荷のいくつかの反復が、前記コアエクササイズの前記いくつかの反復に従う、請求項4に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  6. 前記コアエクササイズに追加された前記第2の運動負荷のいくつかの反復が、前記コアエクササイズに追加された前記第1の運動負荷の前記いくつかの反復に従う、請求項5に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  7. 前記第1の運動負荷アドオンが、前記被験者の脳からの意識的な遠心性信号を生じさせないように較正される、請求項2から6のいずれか一項に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  8. 前記第2の運動負荷アドオンが、所与の実際の生活場面に適合された特定の運動要求である、請求項2から7のいずれか一項に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  9. 前記第2の運動負荷アドオンが、運動タスク、視覚刺激、音、およびそれらの組合せから選択される、請求項2から8のいずれか一項に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  10. 前記トレーニングシーケンスが、コアエクササイズのゼロまたは複数の反復、前記コアエクササイズに追加された前記第1の運動負荷を有するエクササイズのゼロまたは複数の反復、および前記コアエクササイズに追加された前記第2の運動負荷を有するエクササイズのゼロまたは複数の反復を備える、請求項2から9のいずれか一項に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  11. 前記被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための前記装置が3次元環境を備える、請求項2から10のいずれか一項に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  12. 前記被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための前記装置が、前記被験者の動作を監視するための1つまたは複数のセンサを備える、請求項2から11のいずれか一項に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  13. 前記被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための前記装置が、前記トレーニングシーケンスへの前記被験者の応答を分析するためのコンピュータを備える、請求項2から12のいずれか一項に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  14. 連続する検査の間に被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための装置と、
    前記被験者が、前記装置を用いて実行される前記検査の少なくとも1つのパラメータを変更できるようにする手段とを備える、知覚-認知-運動学習システム。
  15. トレーニングシーケンスの間に被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための装置と、
    前記被験者が前記トレーニングシーケンスの少なくとも1つのパラメータを変更できるようにするためのユーザインターフェースとを備える、知覚-認知-運動学習システム。
  16. 前記トレーニングシーケンスにおける検査が、3次元環境内で移動するオブジェクトを追跡するステップを備え、前記少なくとも1つのパラメータが、前記移動するオブジェクトの移動速度を備える、請求項15に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  17. 前記追跡された移動するオブジェクトの移動の速度の階段バリエーションを使用していくつかの検査を実行するためのトレーニングシーケンスコントローラを備える、請求項16に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  18. 前記トレーニングシーケンスコントローラが、前記追跡された移動するオブジェクトの移動の速度の前記階段バリエーションへの応答に基づいて速度しきい値を決定するように構成される、請求項17に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  19. ユーザインターフェースが、前記被験者からフィードバックを受信するように構成される、請求項14から18のいずれか一項に記載の知覚-認知-運動学習システム。
  20. 被験者にトレーニングシーケンスを受けさせるステップと、
    (a)前記被験者への第1の運動負荷アドオン、および(b)前記被験者への第2の運動負荷アドオンのうちの少なくとも1つを前記トレーニングシーケンスの少なくとも一部に追加するステップであって、第2の運動負荷が第1の運動負荷よりも重い、ステップとを備える、被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための方法。
  21. コアエクササイズのいくつかの反復を有する前記トレーニングシーケンスを開始するステップと、
    前記コアエクササイズに追加された前記第1の運動負荷のいくつかの反復を有する前記トレーニングシーケンスを継続するステップと、
    前記コアエクササイズに追加された前記第2の運動負荷のいくつかの反復を有する前記トレーニングシーケンスを完了するステップとを備える、請求項20に記載の方法。
  22. 被験者にトレーニングシーケンスを受けさせるステップと、
    前記被験者から、前記トレーニングシーケンスのうちの少なくとも1つのパラメータを変更するためのコマンドを受信するステップとを備える、被験者の知覚-認知能力を評価または改善するための方法。
  23. 前記トレーニングシーケンスの前記少なくとも1つのパラメータが、前記トレーニングシーケンスの間に見える移動するオブジェクトの移動速度、前記トレーニングシーケンスのいくつかの反復、前記トレーニングシーケンスの反復率、およびそれらの組合せから選択される、請求項22に記載の方法。
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