JP2020146242A - 脳反応計測システム、脳反応計測方法及び脳反応計測プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における生体磁場計測システム1の概略図である。生体磁場計測システム1は、脳反応計測システムの一例である。生体磁場計測システム1は、例えば、脳磁図(MEG:Magneto-encephalography)信号を計測する。生体磁場計測システム1は、計測装置3(脳磁計)と、視覚刺激装置5と、聴覚刺激装置6と、情報処理装置42、44と、情報表示システム22、24とを含む。例えば、視覚刺激装置5は、被験者に向けて映像を投影するプロジェクタを含み、聴覚刺激装置6は、音を発生するオーディオ装置を含む。視覚刺激装置5は、第1の刺激出力部の一例であり、聴覚刺激装置6は、第2の刺激出力部の一例である。
I1=(t2s+r21)−(t1e+r11)
=(t2s−t1e)+(r21−r11) …(1)
I2=(t1s+r12)−(t2e+r22)
=(t1s−t2e)+(r12−r22) …(2)
(t1e−t2s)<(r21−r11) …(3)
(t2e−t1s)<(r12−r22) …(4)
(t1e−t2s)<δa …(5)
(t2e−t1s)<δb …(6)
3 計測装置
5 視覚刺激装置
6 聴覚刺激装置
7 エアーチューブ型イヤホン
10、12 刺激装置
14 刺激タイミング制御部
16 計測部
22、24 情報表示システム
26、28 モニタディスプレイ
30 デュワ
31 窪み
42、44 情報処理装置
61 CPU
62 RAM
63 ROM
64 補助記憶装置
65 入出力インタフェース
66 表示装置
67 バス
P 被験者
t1s、t2s 開始時刻
t1e、t2e 終了時刻
δa、δb 遅延時間
Claims (16)
- 第1の刺激を被験者に与える第1の刺激出力部と、
第2の刺激を前記被験者に与える第2の刺激出力部と、
前記第1の刺激出力部から前記被験者に前記第1の刺激を与えるタイミングと、前記第2の刺激出力部から前記被験者に前記第2の刺激を与えるタイミングと、を設定する刺激タイミング制御部と、
前記被験者の第1の脳領野に生起される脳反応と、前記被験者の第2の脳領野に生起される脳反応と、を計測する計測部と、
を有する脳反応計測システムであって、
前記刺激タイミング制御部は、
前記第1の刺激による前記第1の脳領野で生起される脳反応に対する前記第2の刺激による前記第1の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δaと、前記第2の刺激による前記第2の脳領野で生起される脳反応に対する前記第1の刺激による前記第2の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δbと、に基づいて、
前記第1の刺激による前記第1の脳領野の反応と、前記第2の刺激による前記第1の脳領野の反応と、が重複せず、かつ、前記第2の刺激による第2の脳領野の反応と、前記第1の刺激による前記第2の脳領野の反応と、が重複しない、前記第1の刺激の開始時刻及び終了時刻と、前記第2の刺激の開始時刻及び終了時刻とを算出し、
算出した前記第1の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第1の刺激出力部に設定し、
算出した前記第2の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第2の刺激出力部に設定すること
を特徴とする脳反応計測システム。 - 前記刺激タイミング制御部は、
前記第1の刺激の開始時刻をt1s、前記第1の刺激の終了時刻をt1e、前記第2の刺激の開始時刻をt2s、前記第2の刺激の終了時刻をt2eとするときに、(t1e−t2s)<δa、かつ、(t2e−t1s)<δbの関係を満たす、複数群の開始時刻t1s、終了時刻t1e、開始時刻t2s、終了時刻t2eを算出し、
算出した複数群のいずれかの開始時刻t1sと終了時刻t1eとを前記第1の刺激出力部に設定し、
算出した複数群の前記いずれかの開始時刻t2sと終了時刻t2eとを前記第2の刺激出力部に設定すること
を特徴とする請求項1に記載の脳反応計測システム。 - 前記刺激タイミング制御部は、
前記第1の刺激の開始時刻をt1s、前記第1の刺激の終了時刻をt1e、前記第2の刺激の開始時刻をt2s、前記第2の刺激の終了時刻をt2eとするときに、(t1e−t2s)<50ms、かつ、(t2e−t1s)<50msの関係を満たす、複数群の開始時刻t1s、終了時刻t1e、開始時刻t2s、終了時刻t2eを算出し、
算出した複数群のいずれかの開始時刻t1sと終了時刻t1eとを前記第1の刺激出力部に設定し、
算出した複数群の前記いずれかの開始時刻t2sと終了時刻t2eとを前記第2の刺激出力部に設定すること
を特徴とする請求項1に記載の脳反応計測システム。 - 前記刺激タイミング制御部は、
前記第1の刺激による前記第1の脳領野の反応の終了時刻から、前記第2の刺激による前記第1の脳領野の反応の開始時刻までの第1の時間間隔と、前記第2の刺激による第2の脳領野の反応の終了時刻から、前記第1の刺激による前記第2の脳領野の反応の開始時刻までの第2の時間間隔とを最大化する開始時刻t1s、終了時刻t1eと開始時刻t2s、終了時刻t2eとを前記第1の刺激出力部と第2の刺激出力部とにそれぞれ設定すること
を特徴とする請求項2または請求項3に記載の脳反応計測システム。 - 前記刺激タイミング制御部は、
前記第1の刺激による前記第1の脳領野の反応を所定時間継続して得られる前記第1の刺激の最小の継続時間と、前記第2の刺激による前記第2の脳領野の反応を所定時間継続して得られる前記第2の刺激の最小の継続時間とを満足するように、前記第1の時間間隔と前記第2の時間間隔とを最大化する開始時刻t1s、t2s及び終了時刻t1e、t2eを設定すること
を特徴とする請求項4に記載の脳反応計測システム。 - 前記刺激タイミング制御部は、
算出した複数群の開始時刻t1s、終了時刻t1e、開始時刻t2s、終了時刻t2eを表示装置に表示し、入力装置を介して選択された開始時刻t1s、終了時刻t1eと、開始時刻t2s、終了時刻t2eとを前記第1の刺激出力部と前記第2の刺激出力部とにそれぞれ設定すること
を特徴とする請求項2または請求項3に記載の脳反応計測システム。 - 前記刺激タイミング制御部は、
前記第1の刺激及び前記第2の刺激の周期を少なくとも300msに設定し、
前記第1の刺激及び前記第2の刺激を与える毎に、所定の時間範囲内で前記周期をランダムに変更すること
を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の脳反応計測システム。 - 前記刺激タイミング制御部は、
前記第1の刺激の開始時刻t1sと前記第2の刺激の開始時刻t2sとを同じ時刻に設定することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の脳反応計測システム。 - 前記刺激タイミング制御部は、刺激の種類及び前記被験者の特性の一方又は両方に応じて決められる遅延時間δa及び遅延時間δbに基づいて、前記第1の刺激の開始時刻及び終了時刻と、前記第2の刺激の開始時刻及び終了時刻とを算出すること
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の脳反応計測システム。 - 前記刺激タイミング制御部は、
前記第1の刺激出力部が前記第1の刺激を前記被験者に向けて出力してから前記被験者が前記第1の刺激を受けるまでの遅延時間に基づいて、前記被験者が前記第1の刺激を受けるタイミングを示す同期情報を前記計測部に出力し、
前記計測部は、前記同期情報に基づいて、前記被験者が前記第1の刺激を実際に受けた時刻を認識し、認識した時刻を前記第1の脳領野の脳反応の計測データに紐付けること
を特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の脳反応計測システム。 - 前記刺激タイミング制御部は、
前記第2の刺激出力部が前記第2の刺激を前記被験者に向けて出力してから前記被験者が前記第2の刺激を受けるまでの遅延時間に基づいて、前記被験者が前記第2の刺激を受けるタイミングを示す同期情報を前記計測部に出力し、
前記計測部は、前記同期情報に基づいて、前記被験者が前記第2の刺激を実際に受けた時刻を認識し、認識した時刻を前記第2の脳領野の脳反応の計測データに紐付けること
を特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の脳反応計測システム。 - 前記第1の刺激は、視覚刺激、聴覚刺激、体性感覚刺激のうちのいずれかであり、
前記第2の刺激は、視覚刺激、聴覚刺激、体性感覚刺激のうちの前記第1の刺激と異なるいずれかであることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の脳反応計測システム。 - 前記第1の刺激は、視覚刺激、聴覚刺激のうちのいずれかであり、
前記第2の刺激は、視覚刺激、聴覚刺激のうちの前記第1の刺激と異なるいずれかであることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の脳反応計測システム。 - 前記計測部は、前記被験者の脳に生起される反応により発生する脳磁場を計測することを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の脳反応計測システム。
- 第1の刺激を被験者に与える第1の刺激出力部と、第2の刺激を前記被験者に与える第2の刺激出力部と、前記第1の刺激出力部から前記被験者に向けて前記第1の刺激を与えるタイミングと、前記第2の刺激出力部から前記被験者に向けて前記第2の刺激を与えるタイミングとを設定する刺激タイミング制御部と、前記第1の刺激による前記被験者の第1の脳領野に生起される脳反応と、前記第2の刺激による前記被験者の第2の脳領野に生起される脳反応とを計測する計測部と、を有する脳反応計測システムによる脳反応計測方法であって、
前記刺激タイミング制御部が、
前記第1の刺激による前記第1の脳領野で生起される脳反応に対する前記第2の刺激による前記第1の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δaと、前記第2の刺激による前記第2の脳領野で生起される脳反応に対する前記第1の刺激による前記第2の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δbとに基づいて、前記第1の刺激による前記第1の脳領野の反応と、前記第2の刺激による前記第1の脳領野の反応とが重複せず、かつ、前記第2の刺激による第2の脳領野の反応と、前記第1の刺激による前記第2の脳領野の反応とが重複しない、前記第1の刺激の開始時刻及び終了時刻と、前記第2の刺激の開始時刻及び終了時刻とを算出し、
算出した前記第1の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第1の刺激出力部に設定し、
算出した前記第2の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第2の刺激出力部に設定すること
を特徴とする脳反応計測方法。 - 第1の刺激を被験者に与える第1の刺激出力部と、第2の刺激を前記被験者に与える第2の刺激出力部と、前記第1の刺激出力部から前記被験者に向けて前記第1の刺激を与えるタイミングと、前記第2の刺激出力部から前記被験者に向けて前記第2の刺激を与えるタイミングとを設定する刺激タイミング制御部と、前記第1の刺激による前記被験者の第1の脳領野に生起される脳反応と、前記第2の刺激による前記被験者の第2の脳領野に生起される脳反応とを計測する計測部と、を有する脳反応計測システムを制御する脳反応計測プログラムであって、
前記刺激タイミング制御部に、
前記第1の刺激による前記第1の脳領野で生起される脳反応に対する前記第2の刺激による前記第1の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δaと、前記第2の刺激による前記第2の脳領野で生起される脳反応に対する前記第1の刺激による前記第2の脳領野で生起される脳反応の遅延時間δbとに基づいて、前記第1の刺激による前記第1の脳領野の反応と、前記第2の刺激による前記第1の脳領野の反応とが重複せず、かつ、前記第2の刺激による第2の脳領野の反応と、前記第1の刺激による前記第2の脳領野の反応とが重複しない、前記第1の刺激の開始時刻及び終了時刻と、前記第2の刺激の開始時刻及び終了時刻とを算出させ、
算出させた前記第1の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第1の刺激出力部に設定させ、
算出させた前記第2の刺激の開始時刻と終了時刻とを前記第2の刺激出力部に設定させること
を特徴とする脳反応計測プログラム。
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