JP2017184996A - 瞳孔径拡大による脳活動量判定装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被験者の瞳孔径を計測することにより、被験者の脳の活動レベルを定量的に示すことができる脳活動量判定装置、脳の活動レベル判定システムおよびプログラムを提供する。【解決手段】少なくとも被験者の眼球運動映像データおよび被験者にとっての対象物の輝度データを取得する受信部１０１と、眼球運動映像データおよび輝度データに基づいて、被験者の平常時の瞳孔径Ａ、脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃを計算する解析部１０２と、計算された瞳孔径Ａ，Ｂ，Ｃおよび蓄積部１０３に蓄積されている平均的な人間の瞳孔径に基づいて、被験者が特定の刺激活動をした時の脳の活動レベルを算出して診断する診断部１０４と、被験者の脳の活動レベルを、客観的な数値化データまたは定量化データにより出力する出力部（表示部）１０５とを備えた。【選択図】図２

Description

この発明は、人間の脳が活動すると瞳孔径が拡大することを利用した脳活動量判定装置およびプログラムに関するものである。

従来より、脳の活動レベルを判定するために、脳波測定が行われている。この場合、頭部にいくつもの接点を確実に接触させることが必要であるが、これは被験者によって大きな負担であり、測定できる環境は限られていた。
また、認知症などの脳の欠陥はＭＲＩなどによる脳の物理的な撮影により脳の量を測定することにより判定されているが、高価なＭＲＩ撮影装置と専門的診断が必要であった。

一方で、例えば非特許文献１には、被験者の脳の活動の大きさが、瞳孔径に反映されることが開示されている。また、例えば特許文献１，２には、視認者が視認対象を注目すると瞳孔径が拡大することを利用して、瞳孔径を計測することにより、視認対象への注目度の高さを判定する技術が開示されている。
瞳孔径は、視認対象への注目度だけでなく、被験者の脳の活動の大きさが反映される。

特許第５４４５９８１号公報 国際公開第２０１５／０５６７４２号公報

Ｅ．Ｈ．Ｈｅｓｓ，"Ａｔｔｉｔｕｄｅ ａｎｄ Ｐｕｐｉｌ Ｓｉｚｅ"Ｓｃｅｎｔｉｆｉｃ Ａｍｅｒｉｃａｎ，Ｖｏｌ．２１２．１９６５

しかしながら、前述の非特許文献１には、特許文献１，２等に記載されているような瞳孔径が視認対象への注目度の高さを判定することに加えて、瞳孔径が被験者の脳の活動の大きさを反映するということが開示されているのみであり、その際に、脳がどれくらいの刺激を受けているかという刺激の大きさを客観的に表すことはできず、脳の活動レベルを定量的に示すことはできなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、被験者の瞳孔径を計測することにより、被験者の脳の活動レベルを定量的に示すことができる脳活動量判定装置およびプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の脳活動量判定装置は、対象物に対して脳が活動する被験者の瞳孔径に基づいて、前記被験者の脳の活動レベルを判定する脳活動量判定装置であって、前記被験者の平常時の瞳孔径Ａ、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、および、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃを受信する受信部と、前記受信部により受信された前記被験者の平常時の瞳孔径Ａ、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、および、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃに基づいて、前記被験者が特定の刺激活動をした時の脳の活動レベルの数値を算出する算出部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２の脳活動量判定装置は、請求項１に記載の脳活動量判定装置において、前記算出部が、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂと前記被験者の平常時の瞳孔径Ａの差を前記被験者の最大活動幅Ｓ１として算出し、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃと前記被験者の平常時の瞳孔径Ａの差を前記被験者の刺激幅Ｌ１として算出し、前記被験者の最大活動幅Ｓ１および前記被験者の刺激幅Ｌ１に基づいて、前記被験者が特定の刺激活動をした時の脳の活動レベルの数値を算出する、ことを特徴とする。

また、請求項３の脳活動量判定装置は、請求項１に記載の脳活動量判定装置において、前記算出部が、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃ、および、前記被験者の平常時の瞳孔径Ａに基づいて、前記被験者が特定の刺激活動をした時の脳の活動レベルの数値を算出する、ことを特徴とする。

また、請求項４の脳活動量判定装置は、請求項１に記載の脳活動量判定装置において、前記算出部が、さらに、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂと前記平常時の瞳孔径Ａの差が、複数の被験者の瞳孔径から算出された平均的な人間の脳が最も活動する時の瞳孔径と平均的な人間の脳の平常時の瞳孔径の差より低い場合に、前記特定の刺激活動がストレスの状態であると判定する、ことを特徴とする。

また、請求項５の脳活動量判定装置は、請求項１に記載の脳活動量判定装置において、さらに、蓄積部を備え、前記受信部が、前記被験者の平常時の瞳孔径Ａ、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、および、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃに加え、前記被験者が最も暗い前記対象物を見たときの瞳孔径Ｐ１、および、前記被験者が最も明るい前記対象物を見たときの瞳孔径Ｐ２を受信し、前記蓄積部が、前記被験者の年齢を基準にして所定範囲内の年齢の複数の被験者の瞳孔径から算出された平均的な人間の平常時の瞳孔径、平均的な人間の脳が最も活動する時の瞳孔径、平均的な人間が最も暗い前記対象物を見たときの瞳孔径、および、平均的な人間が最も明るい前記対象物を見たときの瞳孔径を蓄積しており、前記算出部が、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂと前記被験者の平常時の瞳孔径Ａの差を前記被験者の最大活動幅Ｓ１として算出し、前記被験者が最も暗い前記対象物を見たときの瞳孔径Ｐ１と前記被験者が最も明るい前記対象物を見たときの瞳孔径Ｐ２の差を前記被験者の最大変化量Ｐとして算出し、前記被験者の最大活動幅Ｓ１を前記被験者の最大変化量Ｐで除算した結果を、前記被験者の調整最大活動幅Ｓとして算出し、前記平均的な人間の脳が最も活動する時の瞳孔径と前記平均的な人間の平常時の瞳孔径の差を前記平均的な人間の最大活動幅として算出し、前記平均的な人間が最も暗い前記対象物を見たときの瞳孔径と前記平均的な人間が最も明るい前記対象物を見たときの瞳孔径の差を前記平均的な人間の最大変化量として算出し、前記平均的な人間の最大活動幅を前記平均的な人間の最大変化量で除算した結果を、前記平均的な人間の調整最大活動幅として算出し、前記被験者の調整最大活動幅Ｓを前記平均的な人間の調整最大活動幅を除算した結果を、前記被験者の認知の程度の数値または前記被験者のうつ病の程度の数値として算出する、ことを特徴とする。

また、請求項６の脳活動量判定装置は、請求項１に記載の脳活動量判定装置において、当該脳活動量判定装置が、前記被験者の視覚、聴覚、嗅覚、味覚または触覚についての脳の活動レベルを判定する、ことを特徴とする。

さらに、請求項７のプログラムは、対象物に対して脳が活動する被験者の瞳孔径に基づいて、前記被験者の脳の活動レベルを判定するプログラムであって、コンピュータに、前記被験者の平常時の瞳孔径Ａ、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、および、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃを受信するステップと、前記受信した前記被験者の平常時の瞳孔径Ａ、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、および、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃに基づいて、前記被験者が特定の刺激活動をした時の脳の活動レベルの数値を算出するステップと、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、被験者の瞳孔径を計測することにより、被験者の脳の活動レベルを定量的に示すことができるので、脳がどれくらいの刺激を受けているかという刺激の大きさを客観的に表すことが可能となる。

本発明の実施形態による脳活動量判定装置を含む脳の活動レベル判定システムの構成例を示す概略図である。 本発明の実施形態による脳活動量判定装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態における脳活動量判定装置を含む脳の活動レベル判定システムの全体処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は、人間の脳が活動すると瞳孔径が拡大することを利用して、被験者の瞳孔径を計測することにより、被験者の脳の活動レベルを定量的に示すことを特徴とする。これにより、脳がどれくらいの刺激を受けているかという刺激の大きさを客観的に表すことが可能となる。

人間は、脳が活動すると、瞳孔径が拡大する。人間の脳は、思考（１）の他、人間の五感（２）〜（６）による刺激によっても活動する。したがって、刺激の大きさに応じても瞳孔径が変化することになる。
すなわち、被験者の瞳孔径の拡大のレベルにより、被験者の脳の活動レベルを定量的に示すことができ、脳がどれくらいの刺激を受けているかという刺激の大きさを客観的に表すことができるのである。

ここで、脳が活動する代表的な刺激の具体例としては、（１）思考活動（計算、読書、ゲーム、記憶力テスト、間違い探し、会話など）、（２）刺激のある香りを嗅ぐ、（３）インパクトのある味覚を味わう（食事をする）、（４）インパクトのある音、音楽を聴く、（５）触覚（特定のものを触る）、（６）視覚（特定のものを見る）などがある。

図１は、本発明の実施形態による脳活動量判定装置を含む脳の活動レベル判定システムの構成例を示す概略図である。ここでは、脳が活動する代表的な刺激として、前述の（６）視覚による場合を例に説明する。図１に示す脳の活動レベル判定システムは、脳活動量判定装置１００、輝度測定装置３、眼球撮影装置４、視認情景撮影装置５、ヘッドフォン６、送信装置７および蓄積装置８を備えて構成される。

視認情景撮影装置５は、被験者（視認者）１が視認する対象物（視認対象、刺激対象）２を含む情景、すなわち、視認映像ａを撮影し、蓄積装置８に送信する。また同時に、輝度測定装置３は、被験者（視認者）１が視認する対象物（視認対象、刺激対象）２の輝度、すなわち、輝度データｃを計測し、蓄積装置８に送信する。

眼球撮影装置４は、被験者（視認者）１の眼球を撮影し、被験者（視認者）１が対象物（視認対象、刺激対象）２を視認したときの瞳孔径ｅを測定するための眼球運動映像ｂを取得するとともに、瞳孔径ｅの算出を行い、眼球運動映像ｂおよび瞳孔径ｅを蓄積装置８に送信する。なお、眼球運動映像ｂには、経過時間に対する被験者（視認者）１の視点位置を算出するための視点データも含まれる。よって、眼球撮影装置４は、経過時間に対する被験者（視認者）１の視点位置についても算出することができる。ヘッドフォン６は、被験者（視認者）１に対する音声刺激、すなわち、音声データｄを取得し、蓄積装置８に送信する。

この結果、視認情景撮影装置５により取得された視認映像ａ、眼球撮影装置４により取得された眼球運動映像ｂ、輝度測定装置３により取得された輝度データｃ、ヘッドフォン６により取得された音声データｄ、および、眼球撮影装置４により算出された瞳孔径ｅは、蓄積装置８に蓄積され、これらのデータは、送信装置７により、脳活動量判定装置１００へ送信される。

瞳孔径は、視認対象の輝度により影響を受けるが、瞳孔径の視認対象の輝度の影響を除去する方法がある。これは、あらかじめ基本明暗画面による被験者の瞳孔径を測定し、輝度と瞳孔径の関係を基本瞳孔径の表として作成しておき、実際の視認対象の輝度を測定し、その輝度に相当する基本瞳孔径と実際の視認対象を視認したときの瞳孔径とを比較することにより、視認対象の輝度の影響を除去するものである。なお、この瞳孔径の視認対象の輝度の影響を除去する方法については、特許文献１，２等に記載されているので、ここでは詳細な説明を省略する。

図２は、本発明の実施形態による脳活動量判定装置の構成例を示すブロック図である。脳活動量判定装置１００は、対象物に対して脳が活動する被験者の瞳孔径に基づいて、被験者の脳の活動レベルを判定する装置であり、受信部１０１、解析部１０２、蓄積部１０３、診断部（算出部）１０４および表示部１０５を備えて構成される。

受信部１０１は、少なくとも被験者の眼球運動映像データおよび被験者にとっての対象物の輝度データを取得する受信部であり、この実施の形態では、送信装置７により送信されてきた視認映像ａ、眼球運動映像ｂ、輝度データｃ、音声データｄおよび瞳孔径ｅを受信し、これらのデータを解析部１０２に出力する。

解析部１０２は、受信部１０１から視認映像ａ、眼球運動映像ｂ、輝度データｃ、音声データｄおよび瞳孔径ｅを取得し、これらのデータが同期している場合はそのまま蓄積部１０３に格納し、同期していない場合は当該データに付属する同期信号データに基づいて同期させ、同期したこれらのデータを同期信号データとともに蓄積部１０３に格納する。

蓄積部１０３は、複数の被験者の瞳孔径を格納し、複数の被験者の瞳孔径から算出された平均的な人間の平常時の瞳孔径、平均的な人間の脳が最も活動する時の瞳孔径などを蓄積している。また、所定の被験者の年齢を基準にして所定範囲内の年齢の複数の被験者の瞳孔径から算出された平均的な人間の平常時の瞳孔径、平均的な人間の脳が最も活動する時の瞳孔径、平均的な人間が最も暗い前記対象物を見たときの瞳孔径、平均的な人間が最も明るい前記対象物を見たときの瞳孔径を蓄積している。

診断部１０４は、解析部１０２による解析値（解析部により計算された前記被験者の平常時の瞳孔径Ａ、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃ。瞳孔径Ａ，Ｂ，Ｃについては後述する）と、蓄積部１０３に格納されて蓄積されている平均的な人間の平常時の瞳孔径（平常値）と平均的な人間の脳が最も活動する時の瞳孔径（感動値）に基づいて、被験者（視認者）１が特定の刺激活動をした時の脳の活動レベルを客観的な数値化データまたは定量化データとして算出することにより、前記特定の刺激活動がどのようなものであるかを判定し、その診断結果を表示部１０５に出力する。

表示部１０５は、診断部１０４により算出および判定された被験者の脳の活動レベルを、客観的な数値化データまたは定量化データにより出力（表示）する。具体的には、診断部１０４から取得した診断結果に基づいて、被験者（視認者）１の脳がどれくらいの刺激を受けているかという刺激の大きさを客観的に表すために、数値化されたデータ表示や、グラフや表などにより一目でわかる対比形式の表示など、客観的な数値化データまたは定量化データにより出力する。
なお、この実施の形態では、表示部１０５に表示させることによる出力の場合を例に説明するが、客観的な数値化データまたは定量化データを提示できるものであれば、音声等による出力部１０５であってもよい。

また、ここでは、眼球撮影装置４により瞳孔径ｅが算出されて、脳活動量判定装置１００にデータとして送られるものとして説明したが、受信部１０１が、送信装置７により送信されてきた視認映像ａ、眼球運動映像ｂ、輝度データｃおよび音声データｄを受信し、それらのデータを解析部１０２に出力し、解析部１０２において、瞳孔径ｅや、経過時間に対する被験者（視認者）１の視点位置を算出するようにしてもよい。この場合、解析部１０２が、受信部１０１により取得された眼球運動映像データおよび輝度データに基づいて、被験者の平常時の瞳孔径Ａ、被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃを計算する（瞳孔径Ａ，Ｂ，Ｃについては、後述する）。

さらに、例えば、脳活動量判定装置１００は、インターネット等のネットワークに接続されるようにしてもよい。脳活動量判定装置１００と接続された外部の装置は、脳活動量判定装置１００の解析部１０２により取得された各種データ、または蓄積部１０３に格納された各種データを脳活動量判定装置１００から受信し、診断部１０４と同様の処理を行い、診断結果を脳活動量判定装置１００へ送信する。この場合、脳活動量判定装置１００は、外部の装置からネットワークを介してデータや指示を受信し、当該データや指示に基づいて、診断や表示等の処理を行う。また、処理結果を、ネットワークを介して外部の装置へ送信して、外部の装置で表示させることも可能である。

ここで、前述のとおり、脳が活動する代表的な刺激には、思考（１）の他、五感（２）〜（６）によるものがある。（１）思考活動（計算、読書、ゲーム、記憶力テスト、間違い探し、会話など）、（２）刺激のある香りを嗅ぐ、（３）インパクトのある味覚を味わう（食事をする）、（４）インパクトのある音、音楽を聴く、（５）触覚（特定のものを触る）、（６）視覚（特定のものを見る）。

図３は、本発明の実施形態における脳活動量判定装置を含む脳の活動レベル判定システムの全体処理を示すフローチャートである。このフローチャートを用いて、脳活動量判定装置１００を含む脳の活動レベル判定システムの全体処理動作について説明する。

まず初めに、事前に被験者１にとっての対象物（刺激対象）２の輝度Ｑを測定する（ステップＳＴ１）。この場合、対象物（刺激対象）２は、（１）思考対象（計算用紙、読書本、ゲーム画面、記憶力テスト、間違い探し等の対象と、物理的対象のない場合はその思考環境）、（２）においを嗅ぐ対象、（３）味覚対象、（４）音を聞く対象または環境、（５）触覚対象、（６）視覚対象などである。ここでは、対象物（刺激対象）２は（６）視覚対象であり、具体的にはディスプレイであるものとして説明する。

ステップＳＴ１において対象物（視認対象、刺激対象）２の輝度Ｑを測定すると同時に、被験者１にはまだ刺激を与えずに、対象物（視認対象、刺激対象）２であるディスプレイを何も考えずにある程度長い時間（例えば１分以上）見てもらい、そのあとに瞳孔径（平常時の瞳孔径）Ａを計測する。すなわち、輝度Ｑの環境で、被験者１の平常時の瞳孔径Ａを計測する（ステップＳＴ２）。これは、被験者１が対象物（視認対象、刺激対象）２を見た直後は注目度が高く、平常時ではないので、しばらく時間をおいてから瞳孔径を計測して、これを平常時の瞳孔径とするためである。

また、被験者１に刺激を与える前であっても、対象物（視認対象、刺激対象）２がある程度、被験者１の思考に影響する可能性があるので、その代わりに、映像ディスプレイ、または部屋の壁の輝度（ｃｄ／ｍ^２）を調節して、刺激対象、刺激の環境と同じ輝度Ｑにして視認してもらい、その時の被験者１の瞳孔径を測定して、平常時の瞳孔径Ａとしてもよい。この時は、被験者１の脳があまり働いていない状態であり、瞳孔径はその輝度では平常時の瞳孔径Ａである。

そして、特定の輝度Ｑの環境の部屋で、最も暗い画面Ｋ１の時のディスプレイ（対象物２）を被験者１に見てもらい、その時の瞳孔径Ｐ１と、最も明るい画面Ｋ２の時のディスプレイ（対象物２）を見てもらい、その時の瞳孔径Ｐ２を計測する。すなわち、輝度Ｑの環境で、被験者１が、最も暗い画面Ｋ１を見た時の瞳孔径Ｐ１と、最も明るい画面Ｋ２を見た時の瞳孔径Ｐ２を計測する（ステップＳＴ３）。

この場合、被験者１の瞳孔径の最大変化量Ｐは、Ｐ１とＰ２の差になる。
〔数式１〕
Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２
この値（瞳孔径の変化量）は年齢によって変わり、高年齢化により縮小する。

次に、対象物（視認対象、刺激対象）２の輝度Ｑの環境で、被験者１に最も脳の活動する行動、例えば、計算をできるだけ早く行う、迷路を解く、記憶力テストをする、間違い探しをする、といった行動をとってもらうことにより、脳が最大に活動するときの瞳孔径Ｂを測定する。すなわち、輝度Ｑの環境で、被験者１の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂを測定する（ステップＳＴ４）。

この場合、被験者１の脳の最大活動幅Ｓ１は、同一輝度Ｑでの脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂと平常時の瞳孔径Ａとの差になる。
〔数式２〕
Ｓ１＝Ｂ−Ａ
この値（脳の活動幅）は年齢によっても個人によっても異なる。

そこで、年齢差や個人差をなくすために、瞳孔径の最大変化量Ｐで除することにより、被験者１の脳の調整最大活動幅Ｓを算出する。
〔数式３〕
Ｓ＝Ｓ１／Ｐ
この値は、瞳孔径の最大変化量Ｐに対する脳の最大活動時の瞳孔径の比を表し、年齢差、個人差を補正した値である。この値が小さいと、脳の活動量が少ないと言える。

次に、前述の同一輝度Ｑで、対象物（視認対象、刺激対象）２に対して被験者１が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃを計測する（ステップＳＴ５）。ここでは、例えば被験者１にディスプレイ（対象物２）の映像に注目してもらい、ディスプレイ（対象物２）の映像を視認している際の瞳孔径を測定するものとする。

この場合、被験者１の脳の刺激幅Ｌ１は、同一輝度Ｑで対象物（視認対象、刺激対象）２に対して被験者１が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃと平常時の瞳孔径Ａとの差になる。
〔数式４〕
Ｌ１＝Ｃ−Ａ
この値（脳の刺激幅）は、刺激のインパクトがない場合には０（ゼロ）になる。この値も、年齢によっても個人によっても異なる。

そこで、年齢差や個人差をなくすために、瞳孔径の最大変化量Ｐで除することにより、被験者１の脳の調整刺激幅Ｌを算出する。
〔数式５〕
Ｌ＝Ｌ１／Ｐ
この値は、瞳孔径の最大変化量Ｐに対する、対象物（視認対象、刺激対象）２に対する脳の活動時の瞳孔径の比を表し、年齢差、個人差を補正した値である。この値が小さいと、脳の刺激インパクトが少ないと言える。

また、被験者１の脳の活動レベルＲとしては、同一輝度Ｑの環境で、脳が最も活動した時の瞳孔径Ｂによって計算されて補正（調整）された脳の調整最大活動幅Ｓと、特定刺激時の瞳孔径Ｃによって計算されて補正（調整）された脳の調整刺激幅Ｌの比で、下記の数式６で判定することができる。なお、この式による脳の活動レベルをＲ１とする。
〔数式６〕
Ｒ１＝Ｌ／Ｓ＝Ｌ１／Ｓ１＝（Ｃ−Ａ）／（Ｂ−Ａ）

また、同じく被験者１の脳の活動レベルＲとしては、同一輝度Ｑの環境で、刺激活動をした時の瞳孔径Ｃと、平常時の瞳孔径Ａとの比で、下記の数式７で判定することも可能である。なお、この式による脳の活動レベルをＲ２とする。
〔数式７〕
Ｒ２＝Ｃ／Ａ
この値は、分子、分母とも補正するには瞳孔径の最大変化量Ｐで除することになるので、同一次元の除計算になるため、年齢差、個人差はなくなっていると考えられる。

以上のように、数式１〜７を用いて、すなわち、ステップＳＴ２〜ＳＴ５において計測された各瞳孔径Ａ，Ｐ１，Ｐ２，Ｂ，Ｃに基づいて、被験者１の脳の活動レベルＲを算出・判定する（ステップＳＴ６）。
そして、これらの測定方法、計算方法および判定方法により、脳の活動レベルＲを数値化することができるので、具体的に、例えば以下の（Ａ）〜（Ｄ）の判定や診断を行うことができる。

（Ａ）ストレスを感じているときは、かなり脳を活動させているので、ストレスの程度も数式６，７により計算された脳の活動レベルＲ１，Ｒ２の大きさにより、客観的に数値化、定量化することができる。
すなわち、客観的な数値化データまたは定量化データに基づいて、被験者１の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂと平常時の瞳孔径Ａの差である調整最大活動幅Ｓが、所定の値（例えば、複数の被験者の瞳孔径から算出された平均的な人間の脳が最も活動する時の瞳孔径と平均的な人間の脳の平常時の瞳孔径の差）より低い場合には、特定の刺激活動がストレスの状態にあること、および、当該ストレスの程度を判定することができる。

（Ｂ）認知症患者は脳の活動が低いことが知られており、脳の調整最大活動幅Ｓについての、認知症患者の年齢を基準にして所定範囲内の年齢の被験者の瞳孔径から算出された平均的な人間の平均値との比で、その認知の程度Ｈを数値化することができる。この場合、認知症患者の年齢を基準にして所定範囲内の年齢の被験者について、数式１〜３を用いてそれぞれの平均値が算出される。
〔数式８〕
Ｈ＝Ｓ／（同年齢層の人のＳの平均値）
Ｈ＜１であれば、脳の活動が一般の人より低いと判定することができ、Ｈが小さい人ほど、認知症が重いと判定する参考になる。

（Ｃ）うつ状態の場合にも脳の働きが下がることが知られており、この場合にも数式８により計算されたＨの値により、うつ状態の程度を判定する参考になる。
すなわち、客観的な数値化データまたは定量化データに基づいて、被験者１の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂと平常時の瞳孔径Ａの差である調整最大活動幅Ｓが、平均的な人間の脳の当該瞳孔径の差より低い場合に、数式８における平均的な人間の脳の当該瞳孔径の差との比によって、被験者１が認知症患者である場合には当該認知症の程度を、被験者１がうつ病患者である場合には当該うつ病の程度を判定することができる。

（Ｄ）音、香り、味等の視覚、聴覚、嗅覚、味覚、触覚の五感のインパクトレベルについても、数式６，７により計算された脳の活動レベルＲ１，Ｒ２の大きさにより、定量的に判定することができる。具体的には、音の場合には、音、音楽を聴き、そのインパクトレベルを判定する。香りの場合には、香りを嗅ぎ、そのインパクトレベルを判定する。味覚の場合には、あるものを食べてみて、そのインパクトレベルを判定する。触覚の場合には、あるものを触って、そのインパクトレベルと判定する。視覚の場合には、視認対象の注目度を判定する。なお、香り、味覚、触覚については、その種類は問わない。

最後に、以上のように判定・診断された結果に基づいて、被験者（視認者）１の脳の活動レベルＲを出力（表示）する（ステップＳＴ７）。これにより、被験者（視認者）１の脳がどれくらいの刺激を受けているかという刺激の大きさを、数値化されたデータ表示や、グラフや表などによる一目でわかる対比形式の表示など、客観的に表すことができる。

以上のように、本発明の実施形態の脳活動量判定装置、脳の活動レベル判定システムおよびプログラムによれば、被験者１の脳の活動レベルや、刺激のインパクトレベル、すなわち、脳がどれくらいの刺激を受けているかという刺激の大きさを、数値化されたデータ表示や、グラフや表などにより対比形式の表示などにより、客観的に表すことができるので、被験者の脳の活動レベルを一目で認識することが可能となる。

なお、本発明の実施形態による脳活動量判定装置１００のハードウェア構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。脳活動量判定装置１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、およびインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。脳活動量判定装置１００に備えられた受信部１０１、解析部１０２、蓄積部１０３、診断部１０４および表示部１０５の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、これらのプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもでき、ネットワークを介して送受信することもできる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ 被験者（視認者）
２ 対象物（視認対象、刺激対象）
３ 輝度測定装置
４ 眼球撮影装置
５ 視認情景撮影装置
６ ヘッドフォン
７ 送信装置
８ 蓄積装置
１００ 脳活動量判定装置
１０１ 受信部
１０２ 解析部
１０３ 蓄積部
１０４ 診断部（算出部）
１０５ 表示部（出力部）

Claims (7)

1. 対象物に対して脳が活動する被験者の瞳孔径に基づいて、前記被験者の脳の活動レベルを判定する脳活動量判定装置であって、
   前記被験者の平常時の瞳孔径Ａ、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、および、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃを受信する受信部と、
   前記受信部により受信された前記被験者の平常時の瞳孔径Ａ、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、および、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃに基づいて、前記被験者が特定の刺激活動をした時の脳の活動レベルの数値を算出する算出部と、
   を備えたことを特徴とする脳活動量判定装置。
2. 請求項１に記載の脳活動量判定装置において、
   前記算出部は、
   前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂと前記被験者の平常時の瞳孔径Ａの差を前記被験者の最大活動幅Ｓ１として算出し、
   前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃと前記被験者の平常時の瞳孔径Ａの差を前記被験者の刺激幅Ｌ１として算出し、
   前記被験者の最大活動幅Ｓ１および前記被験者の刺激幅Ｌ１に基づいて、前記被験者が特定の刺激活動をした時の脳の活動レベルの数値を算出する、ことを特徴とする脳活動量判定装置。
3. 請求項１に記載の脳活動量判定装置において、
   前記算出部は、
   前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃ、および、前記被験者の平常時の瞳孔径Ａに基づいて、前記被験者が特定の刺激活動をした時の脳の活動レベルの数値を算出する、ことを特徴とする脳活動量判定装置。
4. 請求項１に記載の脳活動量判定装置において、
   前記算出部は、
   さらに、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂと前記平常時の瞳孔径Ａの差が、複数の被験者の瞳孔径から算出された平均的な人間の脳が最も活動する時の瞳孔径と平均的な人間の脳の平常時の瞳孔径の差より低い場合に、前記特定の刺激活動がストレスの状態であると判定する、ことを特徴とする脳活動量判定装置。
5. 請求項１に記載の脳活動量判定装置において、
   さらに、蓄積部を備え、
   前記受信部は、
   前記被験者の平常時の瞳孔径Ａ、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、および、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃに加え、前記被験者が最も暗い前記対象物を見たときの瞳孔径Ｐ１、および、前記被験者が最も明るい前記対象物を見たときの瞳孔径Ｐ２を受信し、
   前記蓄積部は、
   前記被験者の年齢を基準にして所定範囲内の年齢の複数の被験者の瞳孔径から算出された平均的な人間の平常時の瞳孔径、平均的な人間の脳が最も活動する時の瞳孔径、平均的な人間が最も暗い前記対象物を見たときの瞳孔径、および、平均的な人間が最も明るい前記対象物を見たときの瞳孔径を蓄積しており、
   前記算出部は、
   前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂと前記被験者の平常時の瞳孔径Ａの差を前記被験者の最大活動幅Ｓ１として算出し、前記被験者が最も暗い前記対象物を見たときの瞳孔径Ｐ１と前記被験者が最も明るい前記対象物を見たときの瞳孔径Ｐ２の差を前記被験者の最大変化量Ｐとして算出し、前記被験者の最大活動幅Ｓ１を前記被験者の最大変化量Ｐで除算した結果を、前記被験者の調整最大活動幅Ｓとして算出し、
   前記平均的な人間の脳が最も活動する時の瞳孔径と前記平均的な人間の平常時の瞳孔径の差を前記平均的な人間の最大活動幅として算出し、前記平均的な人間が最も暗い前記対象物を見たときの瞳孔径と前記平均的な人間が最も明るい前記対象物を見たときの瞳孔径の差を前記平均的な人間の最大変化量として算出し、前記平均的な人間の最大活動幅を前記平均的な人間の最大変化量で除算した結果を、前記平均的な人間の調整最大活動幅として算出し、
   前記被験者の調整最大活動幅Ｓを前記平均的な人間の調整最大活動幅を除算した結果を、前記被験者の認知の程度の数値または前記被験者のうつ病の程度の数値として算出する、ことを特徴とする脳活動量判定装置。
6. 請求項１に記載の脳活動量判定装置において、
   当該脳活動量判定装置は、前記被験者の視覚、聴覚、嗅覚、味覚または触覚についての脳の活動レベルを判定する、ことを特徴とする脳活動量判定装置。
7. 対象物に対して脳が活動する被験者の瞳孔径に基づいて、前記被験者の脳の活動レベルを判定するプログラムであって、
   コンピュータに、
   前記被験者の平常時の瞳孔径Ａ、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、および、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃを受信するステップと、
   前記受信した前記被験者の平常時の瞳孔径Ａ、前記被験者の脳が最も活動する時の瞳孔径Ｂ、および、前記被験者が特定の刺激活動をした時の瞳孔径Ｃに基づいて、前記被験者が特定の刺激活動をした時の脳の活動レベルの数値を算出するステップと、
   を実行させるためのプログラム。

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