JP2023536282A - 感覚的ガンマ刺激治療は睡眠の質を改善し、アルツハイマー病患者における機能的能力を維持する - Google Patents

感覚的ガンマ刺激治療は睡眠の質を改善し、アルツハイマー病患者における機能的能力を維持する Download PDF

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Abstract

本開示のシステムおよび方法は、聴覚刺激および視覚刺激を介した神経刺激に関する。聴覚および視覚の脳刺激の組み合わせおよび／またはシーケンスは、睡眠不足に起因する認知的状態または認知機能に対して有害な結果を及ぼすことを軽減または防止しながら、脳の１つまたは複数の認知的状態または認知機能に有益な効果を与えるために、神経振動の周波数を調整、制御さもなければ管理することができる。そうすることで、本システムおよび方法は、アルツハイマー病およびＭＣＩを有する対象における睡眠断片化を減少させ、睡眠の質を改善し、認知低下の進行を遅らせることができる。【選択図】図３３

Description

相互参照
本願は、２０２０年７月２７日に出願された米国仮特許出願第６３／０５７，１２１号および２０２１年１月２９日に出願された米国仮特許出願第６３／１４３，４８１号の利益を主張し、これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
参照による組み込み
本願で引用された各特許、刊行物、および非特許文献は、それぞれが個別に参照により組み込まれているかのように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
神経振動は、ヒトまたは動物において起こり、中枢神経系における律動的または反復的な神経活動を含む。神経組織は、個々のニューロン内部の機構またはニューロン間の相互作用によって振動の活性を生じさせることができる。振動は、膜電位の振動または活動電位の律動パターンのいずれかとして現れることができ、これはシナプス後ニューロンの振動活性化をもたらし得る。一群のニューロンの同期した活性は、脳波記録法（「ＥＥＧ」）によって観察することができる巨視的振動を生じさせることができる。神経振動は、それらの周波数、振幅および位相によって特徴付けることができる。神経振動は、脳波を形成する電気インパルスを生じることができる。これらのシグナル特性は、時間周波数分析を使用した神経の記録から見ることができる。
アルツハイマー病（ＡＤ）は、前臨床および前駆期が長く、認知機能の障害、行動異常、および日常生活の活動での能力の減退に至る進行性の神経変性疾患である。Ａβオリゴマーおよび高リン酸化タウ（ｈ－ｔａｕ）などのＡＤ関連病理学的タンパク質の顕著な特徴が脳内の正常なニューロン機能を破壊することは十分に確立されているが、最近の仮説は、異常なニューロンの活性が疾患の病因に直接寄与することを示唆している。実際、光遺伝学的または感覚的刺激によるニューロンネットワークの同期ガンマ振動の誘導は、ＡＤ関連ヒト病理遺伝子を保有するトランスジェニックマウスにおけるＡ３およびｈ－タウなどのＡＤ関連病理学的マーカーを効果的に逆転させる。
睡眠障害は、認知面で正常な高齢者と比較して、軽度認知障害（ＭＣＩ）およびＡＤ患者において、より頻繁に生じ、より重度になる。ＭＣＩおよびＡＤ患者の睡眠障害は十分に認識されており、睡眠異常の何らかの形態の有病率は３５～６０％である。ＡＤ患者の睡眠に関する主な愁訴の１つは、過度の夜間覚醒である。相応に、睡眠ポリグラフ（ＰＳＧ）研究は、進行したＡＤ患者だけでなく、初期のＭＣＩまたは前駆期の患者においても、徐波睡眠（ＳＷＳ）の減少および急速眼球運動（ＲＥＭ）睡眠の減少を伴う異常な睡眠構造を報告している。さらに、ＰＳＧ研究は、秒（Ｋ複合体、紡錘体形態）から分／時間（睡眠周期）のスケールでの構造的変化を示し、そのため伝統的に確証されてきた睡眠段階を区別することさえ難題になることがある。
臨床データの蓄積は、ＡＤにおける睡眠障害と疾患の進行との間の強い双方向の関連を実証し、ＡＤの進行に寄与する悪性の循環を示している。睡眠障害は、ＡＤ関連脳脊髄液バイオマーカー（Ａ３およびタウの両方）および神経炎症／星状膠細胞活性化のマーカーによって示される、認知面で正常な高齢の対象におけるより甚大なＡＤ病理に関連することが見出されている。１８Ｆ－フロルベタベンＰＥＴイメージングを使用して、健常な対象における睡眠不足が脳Ａ３負荷量の顕著な増加をもたらしたことも示されてきた。さらに、睡眠剥奪はまた、早期のＡＤにおけるタウの病理学とも関連していた。しかし、Ａ３などのＡＤ関連の病理機構が睡眠および海馬依存性の記憶の固定を乱すことも十分に実証されている。これらの所見と一致して、最近の実験的および疫学的所見は、睡眠障害がＡＤを発症するリスクを表し、睡眠障害とＡＤ患者の認知機能および日常生活の活動の低下との間に密接な相関が存在することを実証している。
さらに、睡眠の乱れは広範な行動上の作用を及ぼし得るので、睡眠の改善を標的とすることは、ＡＤの対象に対する治療戦略の重要な側面である。さらに、ＡＤ患者ならびにより広範な集団では、睡眠の質および／または脳波コヒーレンスの改善は、毒性代謝産物およびミスフォールドタンパク質を除去する脳の過程を強化することから、パフォーマンス、気分、および健康状態の改善または維持に至る直接的な有益な効果を及ぼし得る。実際、睡眠障害は、患者の早期施設収容の主要な危険因子であると考えられている。人間の生理学的な睡眠のよく認識されている構造を所与のものとすると、厳密に後続する順序の異なるタイプの睡眠期間からなり、睡眠断片化は、睡眠構造を破壊し、結局睡眠の質を低下させる。睡眠断片化などの睡眠異常は、神経系の機能不全だけでなく、身体代謝または免疫防御システムを損なうことも含めて、ヒトの生理に複数の影響を及ぼす。さらに、睡眠異常の認知低下への影響は、疾患によって認知能力が既に低下しているＡＤ患者において特に懸念される。さらに、睡眠断片化は、患者の情動機能を悪化させ、鬱病または動揺を悪化させる可能性がある。
一態様では、本明細書では、対象が経験する睡眠の質を改善する方法が提供され、睡眠の質を改善する方法は、睡眠断片化を減少させるために有効な周波数で聴覚刺激および視覚刺激を対象に投与することを含む。いくつかの態様では、周波数は２０～６０ヘルツの間である。いくつかの態様では、周波数は約４０ヘルツである。一態様では、睡眠を改善する方法は、睡眠中に経験される夜間の活動期間の持続時間を減少させることを含む。いくつかの態様では、夜間の活動期間の持続時間を減少させることは、活動期間の持続時間を少なくとも半分に減少させることを含む。さらなる態様では、睡眠を改善する方法は、睡眠中に経験する夜間の活動期間の数を減少させることを含む。他の態様では、睡眠を改善する方法は、対象が経験する徐波睡眠の持続時間または急速眼球運動睡眠の持続時間を増加させることを含む。いくつかの態様では、対象はアルツハイマー病を有する。いくつかの態様において、対象は軽度認知障害を有する。
別の態様では、本明細書では、対象における夜間の乱れのない休止期間を延長する方法であって、夜間の乱れのない休止期間を延長する方法は、対象の少なくとも１つの脳の領域において同期されたガンマ振動を誘発するために有効な周波数で、対象に聴覚刺激および視覚刺激を含む非侵襲性感覚刺激を投与することを含む、方法を提供する。いくつかの態様では、方法は、対象の少なくとも１つの脳の領域におけるアミロイドベータ負荷を減少させることを含む。他の態様では、方法は、対象が経験する夜間の活動期間の頻度を低減することを含む。一態様では、方法は、対象が経験する徐波睡眠の持続時間を増加させることを含む。他の態様では、方法は、対象が経験する急速眼球運動睡眠の持続時間を増加させることを含む。一態様では、方法は、対象が経験する夜間の活動期間の持続時間を減少させることを含む。いくつかの態様では、方法は定期的に繰り返される。別の態様では、対象は、アルツハイマー病または軽度認知障害を有する。いくつかの態様では、方法は、アルツハイマー病に関連する認知障害の進行を遅らせることをさらに含む。
さらなる態様では、本開示は、必要とする対象の睡眠障害を治療する方法であって、対象の睡眠障害を治療する方法が、脳波コヒーレンスを改善するために有効な周波数で聴覚刺激および視覚刺激を投与することを含む、方法を提供する。いくつかの態様では、脳波コヒーレンスを改善するために有効な周波数は、５～１００ヘルツの間である。いくつかの態様では、脳波コヒーレンスを改善するために有効な周波数は約４０Ｈｚである。さらなる態様では、対象はアルツハイマー病を発症するリスクがある。いくつかの態様では、睡眠障害は不眠症を含む。一態様では、対象は、徐波睡眠の減少、急速眼球運動睡眠の減少、またはそれらの組み合わせを経験する。別の態様では、睡眠障害は認知機能を悪化させる。
実施形態による、視覚刺激を介して神経刺激を実行するシステムを示すブロック図を示す。
いくつかの実施形態による、神経刺激を引き起こす視覚刺激信号を示す。 いくつかの実施形態による、神経刺激を引き起こす視覚刺激信号を示す。 いくつかの実施形態による、神経刺激を引き起こす視覚刺激信号を示す。 いくつかの実施形態による、神経刺激を引き起こす視覚刺激信号を示す。 いくつかの実施形態による、神経刺激を引き起こす視覚刺激信号を示す。 いくつかの実施形態による、神経刺激を引き起こす視覚刺激信号を示す。
いくつかの実施形態による、視覚信号が視覚的な脳同調のために送られ得る視野を示す。 いくつかの実施形態による、視覚信号が視覚的な脳同調のために送られ得る視野を示す。 いくつかの実施形態による、視覚信号が視覚的な脳同調のために送られ得る視野を示す。
いくつかの実施形態による、神経刺激のための視覚信号を送るように構成されたデバイスを示す。 いくつかの実施形態による、神経刺激のための視覚信号を送るように構成されたデバイスを示す。 いくつかの実施形態による、神経刺激のための視覚信号を送るように構成されたデバイスを示す。
いくつかの実施形態による、神経刺激のための視覚信号を送るように構成されたデバイスを示す。 いくつかの実施形態による、神経刺激のための視覚信号を送るように構成されたデバイスを示す。 いくつかの実施形態による、神経刺激のための視覚信号を送るように構成されたデバイスを示す。 いくつかの実施形態による、神経刺激のための視覚信号を送るように構成されたデバイスを示す。
いくつかの実施形態による、神経刺激を促進するためにフィードバックを受信するように構成されたデバイスを示す。 いくつかの実施形態による、神経刺激を促進するためにフィードバックを受信するように構成されたデバイスを示す。
本明細書に記載のシステムおよび方法に関連して有用なコンピューティングデバイスの実施形態を示すブロック図である。 本明細書に記載のシステムおよび方法に関連して有用なコンピューティングデバイスの実施形態を示すブロック図である。
実施形態による、視覚刺激を使用して神経刺激を実行する方法の流れ図である。
実施形態による、聴覚刺激による神経刺激のためのシステムを示すブロック図である。
いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介して神経振動を誘発するために使用されるオーディオ信号およびオーディオ信号に対する変調の種類を示す。 いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介して神経振動を誘発するために使用されるオーディオ信号およびオーディオ信号に対する変調の種類を示す。 いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介して神経振動を誘発するために使用されるオーディオ信号およびオーディオ信号に対する変調の種類を示す。 いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介して神経振動を誘発するために使用されるオーディオ信号およびオーディオ信号に対する変調の種類を示す。 いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介して神経振動を誘発するために使用されるオーディオ信号およびオーディオ信号に対する変調の種類を示す。 いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介して神経振動を誘発するために使用されるオーディオ信号およびオーディオ信号に対する変調の種類を示す。 いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介して神経振動を誘発するために使用されるオーディオ信号およびオーディオ信号に対する変調の種類を示す。 いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介して神経振動を誘発するために使用されるオーディオ信号およびオーディオ信号に対する変調の種類を示す。 いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介して神経振動を誘発するために使用されるオーディオ信号およびオーディオ信号に対する変調の種類を示す。
実施形態による、バイノーラルのビートを使用して生成されたオーディオ信号を示す。
実施形態による、等時性トーンを有する音響パルスを示す。
実施形態による、オーディオフィルタを含む変調技術に関するオーディオ信号を示す。
いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介した神経刺激のためのシステムの構成を示す。 いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介した神経刺激のためのシステムの構成を示す。 いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介した神経刺激のためのシステムの構成を示す。
実施形態による、神経刺激のためのルームベースの聴覚刺激のためのシステムの構成を示す。
いくつかの実施形態による、聴覚刺激を介した神経刺激を促進するためにフィードバックを受信するように構成されたデバイスを示す。
実施形態による聴覚的脳同調を行う方法の流れ図である。
実施形態による、末梢神経刺激を介した神経刺激のためのシステムを示すブロック図である。
実施形態による、複数の刺激モードによる神経刺激のためのシステムを示すブロック図である。
実施形態による、視覚刺激および聴覚刺激による神経刺激のためのシステムを示すブロック図である。
実施形態による、視覚刺激および聴覚刺激を介した神経刺激に使用される波形を示す図である。
実施形態による、視覚刺激および聴覚刺激による神経刺激のための方法の流れ図である。
ｐ値、差、信頼区間（ＣＩ）、および値に基づく有効性の標準化された推定値を含む、修正された治療意図（ｍＩＴＴ）集団の有効性の概要のチャートである。
偽群および活性治療群について中等度および中等度のアルツハイマー病（ＡＤＣＯＭＳ）に対して最適化されたアルツハイマー病複合スコア（ＭＡＤＣＯＭＳ）の別個の平均解析を左側に示し、線形モデル解析を右側に示す。
偽群および活性治療群についてのアルツハイマー病評定尺度－下位尺度認知１４（ＡＤＡＳ－Ｃｏｇ１４）の値の別個の平均解析を左側に、線形モデル解析を右側に示す。
偽群および活性治療群についてのＣｌｉｎｉｃａｌ Ｄｅｍｅｎｔｉａ Ｒａｔｉｎｇ－Ｓｕｍ ｏｆ Ｂｏｘｅｓ（ＣＤＲ－ＳＢ）の値の別個の平均解析を左側に示し、線形モデル解析を右側に示す。
偽群および活性治療群についてのＡｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｓｔｕｄｙ－Ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ Ｄａｉｌｙ Ｌｉｖｉｎｇ尺度（ＡＤＣＳ－ＡＤＬ）スコアの別個の平均解析を左側に、線形モデル解析を右側に示す。
処置の６ヶ月後（すなわち、最後の時点）に測定されるミニメンタルステート検査（ＭＭＳＥ）のスコアの線形モデル分析を示す。
左は６ヶ月の治療後の全脳体積の値、右は海馬の体積の磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）の結果の線形モデル解析を示す。
ｐ値、治療の差、ＣＩ値および脳の萎縮の減速の割合を含む、ヒトの臨床試験から得られた有効性の所見の要約を示す表である。
軽度から中程度のＡＤ対象における、第１の１２週間の治療期間（白い矢印に最も近い線によって示される）および第２の１２週間の治療期間（白い矢印から最も遠い線によって示される）についての例示的なガンマ刺激治療の２４週間の期間にわたる、より高い頻度のより長い休止期間として表される睡眠断片化の減少によって測定される睡眠の質の観察された改善（パネルａおよびｂ）を実証するグラフを示す。パネルｃおよびｄは、睡眠断片化の減少によって測定される、睡眠の質に対する偽の治療の観察された影響を示す。
例示的な実施形態における、（１時間）４０ＨｚのＬＥＤ刺激に応答したパワーの変化を示し、健常な若者の対象における、４０Ｈｚの定常状態の振動および刺激中および刺激後の強化されたアルファパワーを示す。両方のパネルは、４０Ｈｚのガンマ刺激の前、最中および後の頭極（Ｏｚ、チャネル６４）にわたって記録されたＥＥＧ活性の時間－周波数領域分解を示している。ガンマ刺激の開始および停止は、両方のパネルにおけるＳＴＩＭ ＯＮおよびＳＴＩＭ ＯＦＦ境界でマークされる。上のパネルは、刺激中の強化された４０Ｈｚのパワーを示しており、定常状態の視覚的誘発電位（ＳＳＶＥＰ）を示している。下のパネルは、眼を開いている（ＥＹＯ）および眼を閉じている（ＥＹＣ）状態の間のアルファパワーの動態、ならびに眼を開いているガンマ刺激の間、および１時間の４０Ｈｚのガンマ刺激後の両方の強化されたアルファパワーを示す。
平均睡眠断片化（パネルＡ）および加齢ミクログリアにおいて濃縮された遺伝子の複合発現（パネルＢ）の関数としての複合包括的認知要約スコアの例を提示する。点線は、推定値の９５％信頼区間を示す。
ｆｓが４０Ｈｚに等しく、ｖｄが５０％に等しく、ＶＤが５０％に等しい典型的な非侵襲的感覚刺激の視覚信号（上側信号）およびオーディオ信号（下側信号）のオシロスコープによるキャプチャを提示する。ｆｔは７，０００Ｈｚに等しく、ＡＤは０．５７％に等しい。
刺激送達システム（１７０；図３３）の聴覚刺激モジュール（１１０；図３３）および視覚刺激モジュール（１２０；図３３）によってそれぞれ送達される非侵襲的刺激の刺激オーディオおよび視覚成分を特徴付けるいくつかの態様およびパラメータの概略図を示す。図３１の要素の数および相対寸法は、提示のために調整されており、実際の実施形態のものを表すものではない場合がある。
軽度から中程度のＡＤの対象における睡眠の質を改善する非侵襲的刺激の例示的な実施形態についての登録、治療、および制御の概要を示す。治療は、４０Ｈｚの周波数のオーディオを使用して対象の２／３（１２名）に、別の周波数で対象の１／３（６名、「制御」）に送達された。
例示的な刺激送達システムならびに分析および監視システムのブロック図を提示し、前記分析および監視システムは、睡眠関連の監視および／または分析に特有のモジュールを備える。
中央値フィルタリングされた曲線（点線の矢印でラベル付けされている；１５０７、図３７）と共に、１２ＡＭを中心とする単一の例示的な患者についての２日間にわたる２４時間の活動レベル（灰色バー；１５０１、図３７）からのアクティグラフィのデータを提示する。図３４横軸は時刻を示し、縦軸は、手首装着型の非点収差測定デバイス（任意の対数スケール）に記録された相対的な活性である。計算された睡眠期間（黒い横線；１５０８、図３７参照）が、個々のサンプル休止期間（黄色の横線；１５０９、図３７参照）と共に示されており、上部パネル（ａ）は睡眠期間の頻繁な動きおよび短い休止期間の例示的なパターンを示し、下部パネル（ｂ）は睡眠期間のより頻度の少ない動きおよびより長い休止期間の例示的なパターンを示す。
数日間にわたるアクティグラフィ（任意単位、図３４参照）の例示的なパターンを提示しており、アクティグラフィ（灰色；例えば、図１５０１、図３７）を示し、滑らかな曲線が重ねられている。カットオフ線（黒）は、活動期間対休止期間を分離する（例えば、１５０５、図３７）。黒い四角は、深夜の時点（例えば、１５０７、図３７）の初期推定値を表す。深夜の時点の最終的な評価は、最適化アルゴリズム（例えば、図１５０８、図３７）によって判定される。
単一の患者（例えば、１５１１、図３７）からの休止期間の例示的な累積分布を提示する。第１の例示的な１２週間の治療（実線の点、０～１２週目）および第２の例示的な１２週間の治療（破線の点）からのデータを示す。いくつかの実施形態では、分布は指数関数的分布（例えば、１５１２、図３７）によって特徴付けられる。さらなる実施形態では、指数関数的減衰定数の増加は、睡眠の質の改善（例えば、１５１３、図３７）を表す。本実施例ではｔａｕ２＝４５分、ｔａｕ１＝４０分、ｔａｕｄｉｆｆ＝５分＞０である。
いくつかの実施形態において、アクティグラフィ監視モジュール１３０（図３３）によって少なくとも部分的に提示される、アクティグラフィのデータに応答する例示的な分析ステップのフローチャートを提示する。いくつかの実施形態では、分析は、１人または複数の夜間睡眠期間の期間にわたる１人または複数の対象の休止期間の累積分布を判定すること（１５１１）を対象とする。いくつかの実施形態では、分析は、指数関数的分布を、判定された累積分布に当てはめること（１５１２）にさらに向けられる。いくつかの実施形態では、分析は、さらに、フィッティングされた指数関数的分布の概略的統計量または特性パラメータを計算することを対象とする。例示的な実施形態では、フィッティングされた指数関数的分布の指数関数的減衰定数が判定される（１５１２；図３６）。図３７では、括弧内のイタリック体の用語は、例示的な実施形態の対応するステップで使用されるＭＡＴＬＡＢ（Ｒ２０２０ａ）ＡＰＩを指し、例えば、「ｍｅｄｆｉｌｔ１」は１－Ｄ中央値フィルタリングを指す。いくつかの実施形態では、同等の機能を有する代替のＡＰＩ、方法、またはプロセスが使用される（例えば、Ｗｏｌｆｒａｍ Ｌａｎｇｕａｇｅの「ＢｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈＦｉｌｔｅｒＭｏｄｅｌ」を「バター」に置き換えてもよい）。
単一の患者からの試料のアクティグラフィ記録を提示し、前記試料アクティグラフィ記録は、治療前の連続した５晩、および治療後の連続した５晩に行われた記録を通じて、睡眠に対するガンマ刺激治療の効果を実証する。Ｘ軸の下の濃い灰色の水平バーは、継続的な活動期間を示し、継続的な活動期間は、治療後に行われたアクティグラフィ記録よりも治療前に行われたアクティグラフィ記録において有意に高く見える。
すべての参加者からプールされたデータに基づく夜間の休止期間および活動期間の累積分布を提示する。黒い四角は活動期間を示し、灰色の四角は休止期間を示す。図３９のパネルＡは対数線形尺度を用いた累積分布を示し、図３９のパネルＢは対数－対数尺度を用いた累積分布を示す。
活動期間の相対的変化を比較するグラフを示し、Ｙ軸は１３～２４週目の１～１２週目に対する変化を示す。図４０は、治療群の活動期間の長さの減少、ひいては睡眠の質の増加につながる睡眠断片化の減少を示す。対照的に、偽群では反対の効果が見られ、これは灰色の矢印に最も近い線で表される。図４０のパネルＡは、活動期間の持続時間に基づく相対的な変化を示し、図４０のパネルＢは、各活動期間の持続時間を一致する夜間期間全体の持続時間で除算することによって計算された、正規化された夜間の活動期間を示す。
活動的日常生活（ＡＤＣＳ－ＡＤＬ）スコープによって対処される、日中の活動の維持に対するガンマ刺激治療の効果を示す。グラフは、昼間活動の変化が治療群で有意に改善し、偽群で減少したことを示す。Ｘ軸は、１～１２週目の期間と１３～２４週目の期間とを比較する。Ｙ軸は、１～１２週目と比較した１３～２４週目のＡＤＣＳ－ＡＤＬスコアの変化を示す。
アルツハイマー病と睡眠機能障害との間の提案された関係を実証するフローチャートを提供する。これは、Ｗａｎｇ，Ｃ．ａｎｄ Ｄ．Ｍ．Ｈｏｌｔｚｍａｎ（２０２０）．’’Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｌｅｅｐ ａｎｄ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ：ｒｏｌｅ ｏｆ ａｍｙｌｏｉｄ，ｔａｕ，ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆａｃｔｏｒｓ．’’Ｎｅｕｒｏｐｓｙｃｈｏｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ４５（１）：１０４－１２０から適合された。
動作可能に結合された刺激装置によって送達される刺激のパラメータを調整するための手持ち式コントローラの例示的な実施形態を提示する。
本解決策の特徴および利点は、図面と併せて以下に記載される詳細な説明からより明らかになるであろう。図面において、同様の参照符号は全体を通して対応する要素を識別する。図面において、同様の参照番号は一般に同様の要素を示す。
本明細書では、人間である対象への非侵襲的な刺激を使用し、および／または人間である対象の脳内でガンマ波の振動を生成するためのシステムおよび方法が記載され、他の睡眠関連の利益と共に、睡眠の質を改善し、認知症、特にＡＤを予防、緩和、および／または治療する可能性がある。特に、本開示は、非侵襲的な刺激を使用して、脳の少なくとも１つの領域に感覚誘発電位を生成し、その結果、睡眠剥奪に関連する認知面減退の症状に影響する。本開示は、より広い使用者集団に適用しながら、軽度から中程度のＡＤ対象において、非侵襲的で簡便かつ容易に認容される治療を通して、アクティグラフィのデータから評価されるときの睡眠断片化の減少および夜間の休止期間の増加を含む、睡眠の質の改善を達成する。さらに、本解決策は、患者または介護者によって家庭または他の身近な環境で容易に投与することができ、したがって家庭と臨床施設との間の移動を避ける方法を提供する。
本技術的解決策は、様々な方法およびシステムを介して脳内のガンマ波の振動の同調化および／または睡眠断片化の減少を達成し、睡眠の質、使用者および第三者への動機付けおよびフィードバックの監視および分析、ならびに睡眠の改善を目的とした特定の刺激パラメータを含む態様を含む。本開示はさらに、アルファおよび他の周波数帯域の出力の増加、ならびに認知機能、脳の健康、および全身の健康状態に関連する機能的な接続性を評価するための他の方法によって測定される、脳波コヒーレンスの改善を達成する。
睡眠断片化は、老いたミクログリアに特徴的な遺伝子の発現の増加および形態学的に活性化されたミクログリアの割合に関連し、これらはやがて睡眠断片化に関連する認知欠損と相関し、その根底となり得る。これらおよび他の臨床所見に基づいて、ＭＣＩおよびＡＤ患者における睡眠断片化の低減および／または睡眠の質の改善は、複数の利点をもたらすことができる。すなわち、より良い睡眠は、認知機能を含む患者の日中のパフォーマンスを向上させ、行動病理および日中の眠気を軽減する。さらに、睡眠断片化が減少する結果として睡眠の質が改善されることはまた、疾患の進行を肯定的に修正することができる。
いくつかの実施形態では、本開示は、軽度から中等度のＡＤ患者の夜間睡眠中の睡眠断片化の減少をもたらすことを目的として、非侵襲的刺激を送達する。いくつかの実施形態では、本開示は、睡眠中の休止期間の長さを増加させること、および／または睡眠中の覚醒の頻度を減少させることを目的とした技術をさらに記載する。睡眠断片化の減少は、非侵襲的ガンマオーディオビジュアル刺激を受けている対象では成功裏に実証されているが、対照群の対象において、同一のデバイスを使用しながらも交互の周波数のオーディオビジュアル刺激を受けることが、睡眠の質のさらなる低下を示し、睡眠断片化の進行を示した。アクティグラフィの記録および分析によって評価されるとき、データは、睡眠中のより長い休止期間を示し、したがって睡眠断片化を減少させた。
いくつかの実施形態では、本開示は、軽度から中等度のＡＤ患者の夜間睡眠中にアクティグラフィの有益な変化を生じることを目的とした非侵襲的な刺激を送達する。いくつかの実施形態では、本開示は、軽度から中等度のＡＤ患者において睡眠期間中にアクティグラフィでの有益な変化をもたらすことを目的とした非侵襲的ガンマ刺激を送達するための技術を記載する。いくつかの実施形態では、本開示は、ガンマ波での視聴覚の刺激の適用を通じて、軽度から中等度のＡＤ患者の睡眠中にアクティグラフィの変化を生成することを対象とする。いくつかの実施形態では、本開示は、ガンマ波での視聴覚の刺激の適用を通じて軽度から中等度のＡＤ患者の睡眠に有益な変化をもたらすことを目的とした技術を記載する。
いくつかの実施形態では、本開示は、ＡＤのリスクがある対象、認知面の減退を経験している対象、不眠を経験している対象、ＡＤと診断された対象、ＭＣＩと診断された対象、健常な対象、睡眠の病態を有する対象、および不眠の対象のうちの１つまたは複数において、睡眠期間にアクティグラフィに有益な変化をもたらすことを目的とした非侵襲的ガンマ刺激を送達するための技術を記載する。いくつかの実施形態では、アクティグラフィの有益な変化は、睡眠断片化の減少を含む。いくつかの実施形態では、アクティグラフィの有益な変化は、睡眠期間の休止期間の頻度の増加、および／または睡眠期間の睡眠中断の頻度の減少のうちの１つまたは複数を含む。いくつかの実施形態では、本開示は、軽度から中等度のＡＤ患者の夜間睡眠中の睡眠断片化の減少をもたらすことを目的として、非侵襲的刺激を送達する。いくつかの実施形態では、本開示は、睡眠中の休止期間の長さを増加させること、および／または睡眠中の覚醒の頻度を減少させることを目的とした技術をさらに記載する。
いくつかの実施形態では、アクティグラフィに有益な変化をもたらすことを目的とした技術は、さらに、有益な睡眠に関連する健康の転帰をもたらすことを目的としている。いくつかの実施形態において、有益な睡眠に関連する健康の転帰には、脳の老廃物の除去、認知欠損の軽減、ＡＤの進行を遅らせるまたは遅延させること、概日リズムの乱れの軽減、ミクログリアの老いおよび活性化の軽減、認知障害の軽減、うつ症状の軽減、食欲または摂食障害の軽減、興奮の軽減、アパシーの軽減、精神病症状（妄想および幻覚を含む）の軽減、攻撃性の軽減、認知症の行動上の症状および精神症状の軽減、パフォーマンスの１つまたは複数の尺度の低下の安定化および／または予防のうちの１つまたは複数が含まれる。いくつかの実施形態では、軽減された概日リズムの乱れには、ＡＤ、ＭＣＩ、老化、摂食障害、不規則な睡眠覚醒リズム障害、うつ病、不安、ストレスに関連する乱れが含まれるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、睡眠、睡眠中、または睡眠期間は、相対的に不活動である夜間の期間または頻繁な休止期間を指すことができる。いくつかのさらなる実施形態では、そのような相対的に不活動である期間または頻繁な休止期間は、限定されないが、本技術的解決策の実施形態に記載された方法を使用して同定されたアクティグラフィのパターンを含む、アクティグラフィの特徴づけられたパターンを指す。図３２は、本明細書に記載される方法を使用して特定されるアクティグラフィのパターンの例を提示する。図３２は、単一の例示的な患者の２日間にわたる２４時間の活動レベル（灰色；１５０１、図３７）を、１２ＡＭ頃（灰色の太い矢印で示されている）を中心として、中央値フィルタリングされた曲線（細い矢印でラベル付けされている；１５０７、図３７）と共に示す。横軸は時刻を示す。縦軸は、手首装着型の非点収差測定デバイス（任意の対数スケール）に記録された相対的な活性である。計算された睡眠期間（黒い横線；１５０８、図３７参照）が、個々のサンプル休止期間（黄色の横線；１５０９、図３７参照）と共に示されており、（ａ）睡眠期間の頻繁な動きおよび短い休止期間の例示的なパターンを示し、（ｂ）睡眠期間のより頻度の少ない動きおよびより長い休止期間の例示的なパターンを示す。同様に、図３３は、アクティグラフィ（任意のユニット、図３４参照）の例示的なパターンを提示する。図３３は、数日間（灰色；例えば、図１５０１、図３７）にわたるアクティグラフィのデータを提示し、滑らかな曲線が重ねられている。カットオフ線（黒い線）は、活動期間と休止期間とを分離する（例えば、１５０５、図３７）。黒い四角は、深夜の時点（例えば、１５０７、図３７）の初期推定値を表し、そのうちの深夜の時点の最終的な評価は、最適化アルゴリズム、例えば、図３７の１５０８）を介して判定される。
送達方法およびシステム
本開示は、対象の睡眠の質（２０２０ａ、２０２０ｂ）を改善すること、および／またはガンマ波の振動を誘発することを対象とする方法を提供し、方法は、対象の睡眠の質を改善すること、および／またはガンマ波の振動を誘発することを対象とする刺激プログラムパラメータで構成された信号を非侵襲的に送達することを含む。いくつかの実施形態では、本開示は、対象の少なくとも１つの脳の領域においてガンマ振動のコヒーレンスまたはパワーを増強することによる睡眠の質の改善を記録する。
いくつかの実施形態では、非侵襲的な信号は、視覚、聴覚、触覚、嗅覚刺激、または骨伝導のうちの１つまたは複数を介して送達される。いくつかの実施形態では、組み合わせた視聴覚刺激は、３～６ヶ月またはそれ以上の期間にわたって毎日１時間送達される。いくつかの実施形態では、刺激は、毎日２時間送達される。いくつかの実施形態では、刺激は、１日の過程にわたって複数の期間送達される。いくつかの実施形態では、組み合わせた視聴覚刺激は、延長されたオープンエンド期間にわたって送達される。いくつかの実施形態において、刺激は、様々な持続時間の期間で送達される。いくつかの実施形態では、刺激は、刺激を効果的に送達する機会に応答して送達され、そのような機会は、監視、分析、使用者または介護者の入力、臨床医の入力のうちの１つまたは複数によって決定される。いくつかの実施形態では、第１の刺激期間は第１の装置を介して送達され、第２の刺激期間は第２の装置を介して送達される。いくつかの実施形態では、第１の刺激期間および第２の刺激期間は、単一の装置を介して送達される。
いくつかの実施形態では、非侵襲的信号は、眼鏡、ゴーグル、マスク、または視覚的刺激を与える他の装着装置を介して少なくとも部分的に送達される。いくつかの実施形態では、非侵襲的信号は、睡眠を改善するためにガンマ波の振動を誘起する。
いくつかの実施形態では、非侵襲的信号は、スピーカ、照明器具、ベッドアタッチメント、壁に取り付けられたスクリーン、または他の家庭用デバイスなど、使用者の周囲の１つまたは複数のデバイスを少なくとも部分的に介して送達される。さらなる実施形態では、そのようなデバイスは、使用者の周囲の１つまたは複数のデバイスを介した非侵襲的な信号の送達を管理するように構成された、電話、タブレット、またはホームオートメーションハブなどのさらなるデバイスによって制御される。いくつかの実施形態では、そのようなデバイスは、装着されたデバイスをさらに含むことができる。
いくつかの実施形態では、非侵襲的信号は、聴覚刺激を与えるヘッドホンを介して少なくとも部分的に送達される。いくつかの実施形態では、本開示は、聴覚刺激を与えるヘッドホンを介してガンマ波の振動を誘発して、睡眠を改善する。
いくつかの実施形態では、非侵襲的信号は、視覚刺激と聴覚刺激の組み合わせによって送達される。いくつかの実施形態では、本開示は、視覚刺激と聴覚刺激の組み合わせによって睡眠を改善するために、ガンマ波の振動を誘発する。
いくつかの実施形態では、非侵襲的信号は、視覚信号を与える内部の照明要素を用いて、対象が着用する一対の不透明または部分的に透明な眼鏡を通して送達される。いくつかの実施形態では、非侵襲的信号は、聴覚信号を与える対象によって装着されたヘッドホンまたはイヤホンを介して送達される。いくつかの実施形態では、組み合わされた視覚信号および聴覚信号は、同時に一緒に装着されたそのようなヘッドホンおよび眼鏡によって与えられる。いくつかの実施形態では、視覚信号および聴覚信号は、異なる時間に装着された眼鏡またはヘッドホンによって別々に送達される。例示的な実施形態は、一対の眼鏡を含み、眼鏡の内部のＬＥＤは視覚刺激を与え、ヘッドホンは聴覚刺激を与える。
いくつかの実施形態では、対象は、耐性、快適性、有効性、疲労の軽減、コンプライアンス、順守のうちの１つ以上を達成することを目的として、刺激信号の態様を制御する。いくつかの実施形態では、対象または第三者は、刺激の送達を一時停止、中断、または終了することができる。例示的な実施形態では、対象および／または第三者は、刺激送達装置に動作可能に結合されたハンドヘルドコントローラを使用して、所定の安全動作の範囲で刺激のピークの音量および／または視覚の強度を調整することができる。
いくつかの実施形態では、非侵襲的信号は、睡眠または休止の期間の近く、またはその間に着用するために適した衣服または身体装着物を介した振動触覚刺激によって送達される。いくつかの実施形態では、そのような身体装着物は、ＣＰＡＰデバイスなどの、眠っている間使用者の状態に対する治療をするデバイスを含むことができる。いくつかの実施形態では、非侵襲的信号は、使用者の鼻孔を通して送達され得る。
いくつかの実施形態では、非侵襲的信号は、米国特許第１０３０７６１１号明細書、米国特許第１０２９３１７７号明細書、または米国特許第１０２７９１９２号明細書のうちの１つまたは複数で指定されているデバイスによって少なくとも部分的に投与される。
いくつかの実施形態では、本開示は、対象の開いた眼または閉じた眼の上に装着された睡眠用マスクを通して、非侵襲的信号を送達する。いくつかの実施形態では、本技術的解決策は、閉じたまたは部分的に閉じた瞼を通して視覚刺激をさらに与える。いくつかの実施形態では、睡眠マスクは、睡眠期間に近接して使用者によって着用される任意のデバイスである。いくつかの実施形態では、睡眠マスクは、睡眠期間とは無関係な状況および時間で使用され得る。
例示的な実施形態では、内蔵、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈペアリング、または他の無線技術でのペアリングまたは物理的にペアリングされたヘッドホンまたはイヤホンを備えた睡眠マスクは、視覚刺激、聴覚刺激、またはこれら２つの組み合わせを送達する能力を備える。さらなる例示的な実施形態では、マスクが目を覆っているときに視覚刺激が自動的に与えられ、ヘッドホンまたはイヤホンが着座または装着されているときにのみ聴覚刺激が与えられる。
いくつかの実施形態では、刺激は、対象の睡眠期間（例えば、睡眠マスクの実施形態を含むが、これに限定されない）を通して着用することができるデバイスによって送達される。さらなる実施形態では、刺激は、使用者の検出された睡眠状態および／または使用者の活動を示す他の情報に応答して、デバイスによって送達され得る。例示的な実施形態では、デバイスは、検出された睡眠の中断期間、または限定はしないが、第１の睡眠期間の前の休止および／または夜間の睡眠領域の覚醒もしくは離脱を含む、特定の睡眠段階の間にのみ、刺激を送達する。いくつかの実施形態では、刺激パラメータは、検出された睡眠状態または他の監視に応じて調整される。例示的な実施形態では、使用者は、睡眠が中断されている夜の期間に、音声のみの刺激が提供される。いくつかの実施形態では、睡眠状態は、ＥＥＧ、対象の位置または場所に関する情報、アクティグラフィのうちの１つまたは複数に応答して検出される。
いくつかの実施形態では、刺激は、空間に存在する２人以上の対象に送達される。例示的な実施形態では、刺激は、空間内に存在するデバイスを介して空間内の２人以上の対象に送達され、そのようなデバイスは、すべての存在する対象に同じ刺激を送達するか、個々の対象にカスタマイズされた刺激を送達するか、またはそれらの組み合わせである。
監視、フィードバック、および動機付け。
いくつかの実施形態では、本開示は、睡眠の質および睡眠関連の態様を監視すること、これらの態様に関連するフィードバックを使用者および第三者に提供すること、および刺激デバイスまたは他の関連する活動もしくは治療の使用において使用者または第三者を動機付けることのうちの１つまたは複数を提供する。例えば、表１は、例示的な試験および監視プロトコルを提示する。表１において、Ｘは診療室での評価を示し、Ｐは電話での評価を示し、Ａは在宅での評価を示す。いくつかの実施形態では、在宅での評価は、直接評価を含む。いくつかの実施形態では、在宅での評価は、ビデオ通話または電話通話を含む。いくつかの実施形態では、本開示は、睡眠関連状態を評価する際に図３３の例示的なプロトコルを実行する。いくつかの実施形態では、本開示は、非侵襲的刺激の作用の他の尺度を使用する。いくつかの実施形態では、例えば、本開示は、図３２に提示されるプロトコルを使用して睡眠関連状態を評価するシステムを提供する。
































監視
いくつかの実施形態では、本開示は、アクティグラフィ、心拍数、心拍変動（ＨＲＶ）、呼吸数、覚醒、離床時間、周囲の音声、周囲光レベル、対象の眼もしくは瞼に到達する光レベル、または体温などの睡眠関連パラメータを監視する。さらなる実施形態では、本開示は、ガンマ刺激治療の送達に関連して、またはそれに応答して、そのような監視を行う。
睡眠の質の測定は、覚醒時間、ベッドから出た時間、動き、体位、眼の動き、瞼の状態、呼吸音、いびき、呼吸、心拍数、ＨＲＶ、呼吸数、睡眠断片化のうちの１つまたは複数を含み得る。睡眠の質の測定は、限定はしないが、室内のノイズ、室温、空気循環、空気化学、ベッドの温度、パートナーの睡眠属性、室内の構成のうちの１つ以上を含む、睡眠の質に関連する環境的側面を含み得る。睡眠の質の測定は、睡眠の質に関連する他の側面を含むことができ、これには、覚醒度の試験または自己報告、評価、調査、認知的課題、身体的課題、タスクパフォーマンス、生産性、第三者の評価、日常的な活動、スポーツのパフォーマンス、食欲、体重の増加もしくは減少、ホルモンの変化、薬物使用、または使用者のパフォーマンスの他の側面、またはよく知られているもしくは睡眠の質と相関する可能性が高い側面のうちの１つまたは複数が含まれるが、これらに限定されない。睡眠の質の測定は、必要に応じて、睡眠中または他の時間に行われた測定を含むことができる。
いくつかの実施形態では、使用者の睡眠環境および睡眠状態の測定が行われる。そのような測定は、室温、二酸化炭素レベル、空気循環、周囲の騒音などを含むことができる。測定はまた、睡眠の質に影響を与える可能性が高い、使用者の他の側面（例えば、ストレスの多いタスクまたはイベント、運動、食事）に関する情報を含むことができる。
いくつかの実施形態では、監視は、限定するものではないが、神経活動、ガンマ同調、特定の周波数帯域のパワー、休止時の定量的ＥＥＧの属性、感覚誘発電位、定常状態の振動および誘導される振動、コヒーレンスの変化、交差周波数振幅結合、高調波を含む、対象の脳波パラメータの測定を含むことができる。いくつかの実施形態では、対象の脳波パラメータの測定は、刺激送達装置の構成要素に組み込まれたモジュールによって実行される。いくつかの実施形態では、対象の脳波パラメータの測定は、別個のデバイスに組み込まれたモジュールによって実行される。いくつかの実施形態では、他の周波数でのガンマ同調、および／または他の周波数での同調は、米国特許第１０２７９１９２号明細書に少なくとも部分的に記載されている１つまたは複数の方法（例えば、図２８）およびシステムによって検出される（例えば、図３９に示すように、刺激の適用後または適用中に特定の周波数で振動する対象の脳の複数のニューロンを識別することによって）。
いくつかの実施形態では、ガンマ線同調の測定に少なくとも部分的に応答する同調化スコアが計算される。いくつかの実施形態では、同調化検出活動を対象とした測定および計算が、スケジュール（例えば、表１）に従って行われる。いくつかの実施形態では、娯楽検出を対象とする活動のスケジューリング、タイミング、および／または他の属性は、使用者の入力、使用者の状態、第三者の入力、第三者の状態、使用者の状態または環境の観察のうちの１つまたは複数に応答する。
例示的な実施形態では、携帯電話、タブレット、または同様に機能するデバイスなどのデバイスで実行されるアプリケーションに実装された睡眠の質監視モジュールは、接続されたデバイスからのそのようなパラメータを集約する。さらなる実施形態では、そのような接続されたデバイスは刺激送達デバイスを含む。いくつかの実施形態では、睡眠の質の監視モジュールが刺激送達デバイスに実装される。
さらなる実施形態では、これらの測定値は、おそらく睡眠の質の測定値と共に分析される。例示的な実施形態では、使用者の側面またはコンテキストの分析は、睡眠の質がそのコンテキストによって影響を受ける可能性がある期間を識別するために、睡眠の質の測定と組み合わせて使用される。
いくつかの実施形態では、測定は睡眠中に行われる。いくつかの実施形態では、他の時点で測定が行われる。さらなる実施形態では、他の時間に行われる測定は、最も関連性の高い情報（例えば、睡眠の質に対する覚醒時の休止の間のＨＲＶ；刺激している間および刺激後の両方のα波測定、生産的に覚醒している日中の期間での認知の評価など）を与えるように特にスケジュールされてもよい。
一部の実施形態では、睡眠の質に関連するパラメータの測定は、受動的に行われてもよい。いくつかの実施形態では、使用者は、睡眠の質に関連する情報を提供するように促され、またはスケジュールされ得る（例えば、評価タスクを完了することによって、または特定の測定装置を着用することによって）。いくつかの実施形態では、使用者の介護者などの第三者は、測定値の収集をもたらすまたは促進するように促され、またはスケジュールされる。
いくつかの実施形態では、本開示は、睡眠の中断の監視を成す。例示的な実施形態では、睡眠の中断は、アクティグラフィを使用して検出される。使用者に関連付けられ、睡眠中に装着されているかまたは使用者の近くにある１つまたは複数のデバイスから得られるアクティグラフィなどがある。さらなる例示的な実施形態では、そのようなアクティグラフィは、使用者が睡眠期間を通して装着する刺激送達デバイス（睡眠マスクを参照）に組み込まれたセンサによって得られる。例示的な実施形態では、アクティグラフィは、アクティグラフィ測定能力を備える腕時計などの装着型アクティグラフィデバイスで連続的に監視される。
いくつかの実施形態では、アクティグラフィの観察は、加速度、重力、位置、場所、向きのうちの１つまたは複数の測定、観察、および／またはロギングを含む。いくつかの実施形態では、測定および／または観察は、１つまたは複数の身体部分で行われる。いくつかの実施形態では、非点収差測定値は、非点収差観察から計算される。いくつかの実施形態では、アクティグラフィ測定は、少なくとも部分的に、環境、時刻、使用者の自己報告、履歴、人口統計情報、診断、デバイスの相互作用、オンラインアクティビティ、第三者の評価に関して観察され、送られ、または記録された情報に応答する。
広範な臨床および前臨床的な科学研究は、ＥＥＧと組み合わせて定常状態の聴覚および視覚刺激を使用する感覚刺激を利用して、感覚機能、脳のネットワーク動態、および疾患に関連する病態生理学的変化を評価している（Ｈｅｒｒｍａｎｎ，Ｃ．Ｓ．（２００１）．’’Ｈｕｍａｎ ＥＥＧ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ１－１００Ｈｚ ｆｌｉｃｋｅｒ：ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｉｎ ｖｉｓｕａｌ ｃｏｒｔｅｘ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｔｏ ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ．’’Ｅｘｐ Ｂｒａｉｎ Ｒｅｓ１３７（３－４）：３４６－３５３；Ｖｉａｌａｔｔｅ，Ｆ．Ｂ．，Ｍ．Ｍａｕｒｉｃｅ，Ｊ．Ｄａｕｗｅｌｓ ａｎｄ Ａ．Ｃｉｃｈｏｃｋｉ（２０１０）．’’Ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ ｖｉｓｕａｌｌｙ ｅｖｏｋｅｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ：ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｐａｒａｄｉｇｍｓ ａｎｄ ｆｕｔｕｒｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ．’’Ｐｒｏｇ Ｎｅｕｒｏｂｉｏｌ９０（４）：４１８－４３８；Ｔａｄａ，Ｍ．，Ｋ．Ｋｉｒｉｈａｒａ，Ｄ．Ｋｏｓｈｉｙａｍａ，Ｍ．Ｆｕｊｉｏｋａ，Ｋ．Ｕｓｕｉ，Ｔ．Ｕｋａ，Ｍ．Ｋｏｍａｔｓｕ，Ｎ．Ｋｕｎｉｉ，Ｔ．Ａｒａｋｉ ａｎｄ Ｋ．Ｋａｓａｉ（２０１９）．’’Ｇａｍｍａ－Ｂａｎｄ Ａｕｄｉｔｏｒｙ Ｓｔｅａｄｙ－Ｓｔａｔｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ａｓ ａ Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍａｒｋｅｒ ｆｏｒ Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ Ｂａｌａｎｃｅ：Ａ Ｒｅｖｉｅｗ ｆｏｒ Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ Ｓｃｈｉｚｏｐｈｒｅｎｉａ ａｎｄ Ｏｔｈｅｒ Ｎｅｕｒｏｐｓｙｃｈｉａｔｒｉｃ Ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ．’’Ｃｌｉｎ ＥＥＧ Ｎｅｕｒｏｓｃｉ：１５５００５９４１９８６８８７２；Ｒｉｃｈａｒｄ，Ｎ．，Ｍ．Ｎｉｋｏｌｉｃ，Ｅ．Ｌ．Ｍｏｒｔｅｎｓｅｎ，Ｍ．Ｏｓｌｅｒ，Ｍ．Ｌａｕｒｉｔｚｅｎ ａｎｄ Ｋ．Ｂｅｎｅｄｅｋ（２０２０）．’’Ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ ｖｉｓｕａｌ ｅｖｏｋｅｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｒｅｖｅａｌ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｓ ｏｆ ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｄｅｃｌｉｎｅ．’’Ｃｌｉｎ Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｏｌ１３１（４）：８３６－８４６））。トランスジェニック動物におけるＡＤ病理の複数の特徴における感覚誘発型の脳でのガンマ振動の周波数特異的な治療の利益を示す最近の知見（Ｒｅｃｅｎｔ ｆｉｎｄｉｎｇｓ ｓｈｏｗｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒｙ－ｅｖｏｋｅｄ ｂｒａｉｎ ｇａｍｍａ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｈａｌｌｍａｒｋｓ ｏｆ ＡＤ ｐａｔｈｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ ａｎｉｍａｌｓ（Ｉａｃｃａｒｉｎｏ，Ｈ．Ｆ．，Ａ．Ｃ．Ｓｉｎｇｅｒ，Ａ．Ｊ．Ｍａｒｔｏｒｅｌｌ，Ａ．Ｒｕｄｅｎｋｏ，Ｆ．Ｇａｏ，Ｔ．Ｚ．Ｇｉｌｌｉｎｇｈａｍ，Ｈ．Ｍａｔｈｙｓ，Ｊ．Ｓｅｏ，Ｏ．Ｋｒｉｔｓｋｉｙ，Ｆ．Ａｂｄｕｒｒｏｂ，Ｃ．Ａｄａｉｋｋａｎ，Ｒ．Ｇ．Ｃａｎｔｅｒ，Ｒ．Ｒｕｅｄａ，Ｅ．Ｎ．Ｂｒｏｗｎ，Ｅ．Ｓ．Ｂｏｙｄｅｎ ａｎｄ Ｌ．Ｈ．Ｔｓａｉ（２０１６）．’’Ｇａｍｍａ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ ａｔｔｅｎｕａｔｅｓ ａｍｙｌｏｉｄ ｌｏａｄ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｅｓ ｍｉｃｒｏｇｌｉａ．’’Ｎａｔｕｒｅ５４０（７６３２）：２３０－２３５；Ｍａｒｔｏｒｅｌｌ，Ａ．Ｊ．，Ａ．Ｌ．Ｐａｕｌｓｏｎ，Ｈ．Ｊ．Ｓｕｋ，Ｆ．Ａｂｄｕｒｒｏｂ，Ｇ．Ｔ．Ｄｒｕｍｍｏｎｄ，Ｗ．Ｇｕａｎ，Ｊ．Ｚ．Ｙｏｕｎｇ，Ｄ．Ｎ．Ｋｉｍ，Ｏ．Ｋｒｉｔｓｋｉｙ，Ｓ．Ｊ．Ｂａｒｋｅｒ，Ｖ．Ｍａｎｇｅｎａ，Ｓ．Ｍ．Ｐｒｉｎｃｅ，Ｅ．Ｎ．Ｂｒｏｗｎ，Ｋ．Ｃｈｕｎｇ，Ｅ．Ｓ．Ｂｏｙｄｅｎ，Ａ．Ｃ．Ｓｉｎｇｅｒ ａｎｄ Ｌ．Ｈ．Ｔｓａｉ（２０１９）．’’Ｍｕｌｔｉ－ｓｅｎｓｏｒｙ Ｇａｍｍａ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ａｍｅｌｉｏｒａｔｅｓ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ－Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｐａｔｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｉｍｐｒｏｖｅｓ Ｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．’’Ｃｅｌｌ１７７（２）：２５６－２７１ｅ２２２））は、ＭＣＩおよび軽度から中程度のＡＤ患者における慢性的な反復性の視聴覚的な刺激の潜在的な利益を評価するための臨床試験を開始した。本開示の実施例で得られる結果から、感覚刺激によって誘導された４０Ｈｚのガンマ帯域の定常状態の振動が、ＡＤ患者の臨床症状を改善するという第１の証拠が得られる。
ＭＣＩおよびＡＤ患者の睡眠障害は十分に認識されており、睡眠異常の何らかの形態の有病率は３５％～６０％である。睡眠の機能不全とＡＤ病理との間の確立された関連性を考慮すると、睡眠障害の早期検出は特に重要であるが、患者におけるこれらの病理学的変化の検出は明らかではない。ピッツバーグの睡眠の質指数またはＡｔｈｅｎｓ不眠症尺度などの睡眠障害の臨床診療で使用される睡眠質問者の実用性は、患者が睡眠障害を認識しないことが多いため、限られた値しか得られない（最も多いのは、Ｅ．Ｉ．，Ｓ．Ａｂｏｕｄａｎ，Ｐ．Ｓｃｈｅｌｔｅｎｓ ａｎｄ Ｅ．Ｊ．Ｖａｎ Ｓｏｍｅｒｅｎ（２０１２）．’’Ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｓｌｅｅｐ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ ｉｎ ｅａｒｌｙ－ａｎｄ ｍｏｄｅｒａｔｅ－ｓｔａｇｅ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ ｄｉｓｅａｓｅ．’’Ａｍ Ｊ Ｇｅｒｉａｔｒ Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｙ２０（６）：４６０－４６７）。言うまでもなく、ポリソノグラム（ＰＳＧ）研究は、睡眠異常を検出および監視し、睡眠構造の変化を明らかにするために最も適しているが、ＭＣＩまたはＡＤ患者への適用は、患者の協力が乏しいために特に困難である。より長期間にわたる治療的介入に応答したＭＣＩおよびＡＤ患者のＰＳＧによる睡眠の変化の監視もまた非現実的である。昨今、睡眠および覚醒時間におけるＰＳＧとアクティグラフィのデータとの間の強い相関が確立されてきたため、ＡＤ患者におけるアクティグラフィを用いた睡眠の監視が普及している（Ａｎｃｏｌｉ－Ｉｓｒａｅｌ，Ｓ．，Ｂ．Ｗ．Ｐａｌｍｅｒ，Ｊ．Ｒ．Ｃｏｏｋｅ，Ｊ．Ｃｏｒｅｙ－Ｂｌｏｏｍ，Ｌ．Ｆｉｏｒｅｎｔｉｎｏ，Ｌ．Ｎａｔａｒａｊａｎ，Ｌ．Ｌｉｕ，Ｌ．Ａｙａｌｏｎ，Ｆ．Ｈｅ ａｎｄ Ｊ．Ｓ．Ｌｏｒｅｄｏ（２００８）．’’Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｒｅａｔｉｎｇ ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｓｌｅｅｐ ａｐｎｅａ ｉｎ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ：ａ ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｔｕｄｙ．’’Ｊ Ａｍ Ｇｅｒｉａｔｒ Ｓｏｃ５６（１１）：２０７６－２０８１）。さらに、患者は手首用のアクティグラフィデバイスに耐容性があり、アクティグラフィのデータは数週間にわたって継続的に収集することができる。これは、治療の開始が不明である場合の重要な追加の利点である。本発明者らの研究では、アクティグラフィを使用して、６ヶ月間にわたって患者の活動を連続的に監視した。現在のアクティグラフィのデータの分析は、ＰＳＧデータ分析に基づくものと同一の夜間安静／睡眠活動／覚醒動態を明らかにした。この観察は、アクティグラフィを用いた夜間の睡眠覚醒活動の継続的な監視の適用性、およびＡＤ患者を監視するためのその適合性をさらに検証する。
いくつかの実施形態では、本技術的解決策は、脳波パラメータの監視を使用して刺激パラメータを判定する。例示的な実施形態では、対象の主要一次的α波周波数の識別は、対象に加えられる刺激の周波数を判定するために少なくとも部分的に使用される。例示的な実施形態では、対象の主要一次的α波周波数の４倍で刺激が加えられる。いくつかの実施形態では、刺激は、対象の主要一次的α波周波数の整数倍で適用される。いくつかの実施形態では、対象の主要一次的α波周波数は、対象の脳波パラメータの観察または測定値、対象に関連する人口統計的情報、対象に関連する履歴情報、対象に関連するプロファイル情報のうちの１つ以上に少なくとも部分的に基づいて判定され得る。
いくつかの実施形態では、本技術的解決策は、脳波パラメータの監視を利用して、ＭＣＩまたはＡＤを発症する使用者のリスクを分類するか、ＭＣＩまたはＡＤの進行を評価するか、またはＭＣＩまたはＡＤを診断する。さらなる実施形態では、そのような分類は、ガンマ脳波の活動量の検出された減少に少なくとも部分的に基づく。
いくつかの実施形態では、本技術的解決策は、空間内の１または複数の対象を監視し、そのような監視は、空間内の存在、刺激送達デバイスへの近接性、各対象に入射する刺激パラメータのレベルおよび値、対象の活動および行動のうちの１つまたは複数を含む。例示的な実施形態では、空間内の対象の存在が観察され、記録される。例示的な実施形態では、送達された刺激のオーディオまたはビジュアル特性は、空間内の様々な位置、空間内の１つまたは複数の対象の位置、１つまたは複数の対象の眼、１つまたは複数の対象の耳のうちの１つまたは複数で観察および記録される。いくつかの実施形態では、そのような監視のログを使用して、空間にある間の各対象の有効な刺激への総曝露の尺度を構築する。
いくつかの実施形態では、監視情報は、使用者または第三者との自動化された対話の動作に寄与するシステムに通信される。例示的な実施形態では、監視情報は、使用者または介護者と対話するチャットボットを動作させるシステムに通信される。
いくつかの実施形態では、監視情報は、監視情報の分析を含むか、またはそれに応答する。いくつかの実施形態では、監視される情報は、アクティグラフィからの睡眠断片化分析および／またはアクティグラフィからの２つ以上の睡眠断片化分析の比較を含むか、またはそれらに少なくとも部分的に応答する。
フィードバック
いくつかの実施形態では、本開示は、使用者の睡眠の質の側面に関するフィードバックを使用者および第三者に提供する。さらなる態様では、本開示は、ガンマ刺激治療の送達に応答した、または監視もしくは監視の分析に応じたそのようなフィードバックを提供する。いくつかの実施形態では、フィードバックは、監視または分析に関する情報の有無にかかわらず、刺激デバイスの使用に関するフィードバックまたは情報を含む。
いくつかの実施形態では、フィードバックは、持続時間、パラメータ、スケジュールなどを含む刺激の側面に関する使用者または第三者への報告を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードバックは、睡眠関連パラメータの測定値または監視の値または値のまとめを含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードバックは、休止期間の頻度、持続時間、および分布を含む、睡眠の質の改善に関する情報を含み得る。いくつかの実施形態では、第三者は、介護者、ヘルスケア専門家、提供者、保険業者、または雇用者を含むことができる。いくつかの実施形態では、フィードバックは、刺激デバイス、二次デバイス（電話またはタブレットなど）、または遠隔で（例えば、コンソールまたは第三者と関連付けられた他のデバイスで）与えられてもよい。いくつかの実施形態では、１人または複数の対象の１つまたは複数の群および／または１つまたは複数の期間について、分布、分布の概略の統計、またはフィッティングされた分布の特性パラメータのうちの１つまたは複数が比較される。例示的な実施形態（例えば、図３７）では、２つの群の対象の分布が比較され、および／またはその後の期間（例えば、１２週間）にわたる群内の分布が比較される。いくつかの実施形態では、２つの異なる連続した期間（例えば、１２週間）にわたる単一の患者の分布が比較される。いくつかの実施形態では、指数関数的減衰定数間の差は、１人または複数の対象または期間間の睡眠の質の差の尺度として計算される（例えば、１５１３）。例示的な実施形態では、指数関数的減衰定数、すなわち第１の期間のｔａｕ１および第２の期間のｔａｕ２が決定される。さらなる実施形態では、ｔａｕｄｉｆｆ＝ｔａｕ２－ｔａｕ１が計算される。さらなる実施形態では、ｔａｕｄｉｆｆは、睡眠の質の改善または低下の尺度として用いられ、例えば、ｔａｕｄｉｆｆ＞０は、睡眠の質の改善として報告され、および／またはｔａｕｄｉｆｆ＜０は、睡眠の質の低下（例えば、図３６）として報告される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のステップ１５０１から１５１３は、アクティグラフィ監視モジュール１３０（図３３）によって実行される。
例示的な実施形態では、使用者は、刺激デバイスと接続またはペアリングされたパーソナルデバイス（電話またはタブレットなど）で、刺激デバイスの使用の概要（装着期間、適用された刺激、パラメータ、使用などのうちの１つまたは複数を含む）、または睡眠の質の変化の概要、またはこれらの組み合わせと共に提示される。
例示的な実施形態では、介護者は、１つまたは複数の刺激デバイスの１人または複数の使用者にリンクされたウェブダッシュボードに、刺激デバイスの使用の概要（装着期間、適用された刺激、パラメータ、使用などのうちの１つまたは複数を含む）、または１人または複数の使用者の睡眠の質の変化の概要、またはこれらの組み合わせと共に提示される。
いくつかの実施形態では、空間にいる１人または複数の対象の監視は、空間の位置、場所、行動、または姿勢に関する１人または複数の対象に関連するガイダンスを提示するために使用される。例示的な実施形態では、対象は、１人または複数の対象について、受けた刺激の有効性、受けた刺激の特性（例えば、光のレベル、音量、強度、周波数、持続時間、変動など）のうちの１つまたは複数を改善することを目的としたそのようなガイダンスを提示される。いくつかの実施形態では、そのようなガイダンスは第三者に提供される。いくつかの実施形態では、そのようなガイダンスは、対象に提供される。
いくつかの実施形態では、フィードバックは、１人または複数の刺激受容者に伝達または提示される。いくつかの実施形態では、フィードバックは、臨床医、送達施設のスタッフ、デバイスのオペレータ、デバイスの製造業者、治療構成要素提供者、介護者、支払人、プロバイダー、雇用者、家族、研究者、健康関連機関を含むがこれらに限定されない第三者に通信または提示される。
いくつかの実施形態では、第三者に伝達されるフィードバックは、刺激受容者に関する受容者のストレスまたは憂慮事項の軽減、１人または複数の刺激受容者の転帰の改善、１人または複数の刺激受容者に関連するコストの削減、刺激の送達に関連する規制の順守のうちの１つまたは複数を達成するために、修正、処理、フィルタリング、選択、または提示される。
いくつかの実施形態では、フィードバックは、監視された情報に少なくとも部分的に応答して、使用者または第三者とのプログラムでの対話を介して通信または提示される。例示的な実施形態では、フィードバックは、使用者または介護者と対話するチャットボットまたはチャットボット構成要素によって通信される。
いくつかの実施形態では、フィードバックは、処理されたまたは処理されていない監視の情報または分析を組み込むか、またはそれらからなる。いくつかの実施形態では、フィードバックは、アクティグラフィからの睡眠断片化分析および／またはアクティグラフィからの２つ以上の睡眠断片化分析の比較を組み込み、および／またはそれらからなり、および／またはそれらに少なくとも部分的に応答する。
動機付け
いくつかの実施形態では、本開示は、刺激デバイスまたは他の関連する活動もしくは治療の使用において、使用者または第三者を動機付けることをもたらす。さらなる実施形態では、本開示は、ガンマ刺激治療の送達に応答した、または監視もしくは監視の分析に応じたそのような動機付けをもたらす。
動機付けは、使用に関する指示（または使用に関する指示への関連付け）、リマインダもしくは通知、カレンダイベント、報酬、進捗の指標、目的もしくは目標との比較、または他の使用者もしくは目標の使用者の集団もしくは人口統計集団のとの比較を含むことができる。
例示的な実施形態では、使用者は、就寝するとき、または過去に就寝直前に刺激デバイスを使用することによって達成した通常進行する就寝の直前にリマインドされる。そのようなリマインダはパーソナルデバイス（例えば、通知として）、刺激デバイス（例えば、点滅する光またはオーディオのトーンとして）、または他のデバイス（例えば、デスクトップカレンダ）のうちの１つまたは複数に現れ、そのようなリマインダの内容およびタイミングは、改善された睡眠の質に関連するデバイスの使用の時間および持続時間の分析にさらに応答する。
例示的な実施形態では、使用者は、刺激デバイスまたは刺激デバイスの使用者に関連するパーソナルデバイスに、睡眠の質の改善をもたらした使用者のデバイス使用歴に応じて、デバイスの使用を促す指示、動機付けの報酬、プロンプト、または成果が提示される。
例示的な実施形態では、介護者は、ウェブダッシュボードまたはコンソール上に、１人または複数の使用者に文脈にある刺激デバイスを使用するように促す方法、または睡眠の質の改善をもたらす可能性が高い方法（例えば、スケジュール、技法、環境条件など）を使用する方法に関する指示またはガイダンスを提示される。さらなる例示的な実施形態では、これらの方法は、効果的な睡眠の質の改善に関連するそれらの１人以上の使用者または他の使用者の使用の監視または分析に少なくとも部分的に基づいて優先順位付けまたは選択される。
いくつかの実施形態では、動機は、監視された情報に少なくとも部分的に応答する使用者または第三者とのプログラムによる対話を介して、通信または提示される。例示的な実施形態では、フィードバックは、使用者または介護者と対話するチャットボットまたはチャットボット構成要素によって通信される。
いくつかの実施形態では、動機付けは、フィードバックを組み込むか、またはフィードバックからなる。いくつかの実施形態では、動機付けは、アクティグラフィからの睡眠断片化分析および／またはアクティグラフィからの２つ以上の睡眠断片化分析の比較を組み込み、および／またはそれらからなり、および／またはそれらに少なくとも部分的に応答する。
分析
いくつかの実施形態では、アクティグラフィの有益な変化は、睡眠断片化、睡眠期間中の休止期間、睡眠期間中の睡眠中断（図３７）のうちの１つまたは複数の分布に関連する統計的な大きさを計算することによって識別される。例示的な実施形態では、そのような分析は、休止期間の持続時間の分布または睡眠断片化の他の尺度を生成することを含むことができる。さらなる実施形態では、そのような分析は、これらの分布を経時的に比較すること、またはデバイスの使用の様々な治療パラメータまたはパターンに応じて比較することを含むことができる。
いくつかの実施形態では、本技術的解決策は、アクティグラフィから睡眠断片化を分析することを対象とする方法およびシステムを含む。いくつかの実施形態では、そのような方法およびシステムは、１つまたは複数の対象に関連する１つまたは複数のデバイスについてのアクティグラフィのデータを１つまたは複数の期間（１５０１、図３７；例えば、図３４の灰色）にわたって収集および／または受信することを含む。いくつかの実施形態では、そのような方法およびシステムは、そのようなアクティグラフィデータ（１５０２、図３７）の少なくとも一部のバンドパスフィルタリング、もう１つ多くのより低減されたサンプリング周波数（１５０３、図３７）でのそのようなアクティグラフィのデータ加速度の少なくとも一部の振幅の抽出のうちの１つまたは複数をさらに含む。いくつかの実施形態では、そのような方法およびシステムは、推定加速度の分布の決定をさらに含む（１５０４、図３７）。いくつかの実施形態では、そのような方法およびシステムは、デバイス不使用（１５０５、図３７；例えば、図３５の黒「カットオフ」）に関連付けられたアクティグラフィの値のデバイスの特性に少なくとも部分的に基づいて、活動時間と非活動時間とを区別する１つまたは複数のデバイス特有のカットオフを識別することと、そのような区別に基づいて、アクティグラフィのデータを分類することとをさらに含む。例示的な実施形態では、デバイスの不使用に関連する値を上回るアクティグラフィ値を有するデータ点には１のスコアが割り当てられ、他のすべてのデータ点には０の値が割り当てられる（１５０６、図３７５）。いくつかの実施形態では、そのような方法およびシステムは、アクティグラフィのデータ（１５０７、図３７；例えば、図３４の緑色）から活性の平滑化させた推定値を生成することを含む。いくつかの実施形態では、そのような方法およびシステムは、活動の平滑化した推定値からのそれぞれの夜の最初の推定される深夜の時点を決定することをさらに含む（１５０７、図３７；例えば、図３５の黒い点）。いくつかの実施形態では、最初の推定された深夜の時点は、連続する日の１２：００ＰＭからの期間にわたる活動の平滑化した推定値の最小値に対応する。
いくつかの実施形態では、本解決策は、１つまたは複数の夜間睡眠時間（図３４の黒の強調期間）の時間的範囲を決定することを対象とする方法およびシステムをさらに含み、そのような方法は、最適化された深夜の時点および周囲の時間枠を決定することを対象とする最適化を含み、最適化された深夜の時点の周囲の最適化された時間枠で、識別された非活動データポイント（例えば、０の値が割り当てられたもの）にクレジットを割り当て、識別された活動データポイント（例えば、１の値が割り当てられたもの）にペナルティを割り当てること、およびそのような最適化された時間枠外で、識別された活動データポイントにクレジットを割り当て、識別された非活動データポイントにペナルティを割り当てること（１５０８、図３７）を含む。いくつかの実施形態では、本解決策は、各夜間睡眠期間（１５０９、図３７）内の活動期間および休止期間（例えば、図３４の灰色のバー）を識別することを対象とする方法およびシステムをさらに含む。例示的な実施形態では、デバイスの不使用に関連する値を上回るアクティグラフィの値を有する期間は、活動期間として分類され、他のすべてのデータ点は、休止期間（１５０６、図３７）として分類される。例示的な実施形態では、休止期間には１の値が割り当てられ、活動期間には０の値が割り当てられる。
いくつかの実施形態では、本解決策は、識別された休止期間の分布を特徴付けることを対象とする方法およびシステムをさらに含み、そのような方法は、１人または複数の対象または対象の群について１つまたは複数の夜または他の期間から休止期間を収集および／または累積すること（１５１０、図３７）、収集された休止期間の累積的分布を決定すること（１５１１、図３７）、統計的分布を収集された休止期間の分布に当てはめることのうちの１つまたは複数を含む。いくつかの実施形態では、そのような方法およびシステムは、指数分布を収集された休止期間の分布に当てはめること、当てはめられた指数分布に対する指数減衰定数を決定することをさらに含む（１５１２、図３７）。いくつかの実施形態は、１日または複数の日および／または他の期間にわたる１または複数の対象の休止期間の累積的分布に適合する指数分布について決定された指数減衰定数に少なくとも部分的に基づいて値を決定および／または報告および／または送ること（１５１３、図３７）、ならびに／あるいは１または複数の日および／または他の期間にわたる１または複数の対象の休止期間の累積的分布に適合する２またはそれより多い指数分布についての指数減衰定数の間の比較に少なくとも部分的に基づいて値を決定および／または報告および／または送ること（１５１３、図３７）を対象とする方法をさらに含む。
いくつかの実施形態では、１つまたは複数のそのような決定された指数関数的減衰定数、そのような定数の比較、そのような定数の関数、またはそのような定数に応答する値が、睡眠の質、睡眠の改善、睡眠の進行、治療有効性、治療の結果、疾患の進行、および／または治療の成功、失敗、有効性、もしくは転帰の他のメトリックの尺度として、単独でまたは複数報告される。例示的な実施形態では、異なる使用者または異なる期間の指数関数的減衰定数間の差に応答するか、またはそれに基づく値を組み込む報告が、使用者または第三者に報告される。
いくつかの実施形態では、特定された休止期間の分布を特徴付けることを含む睡眠断片化の分析は、睡眠期間中のアクティグラフィの有益な変化、睡眠期間中の休止期間の頻度の増加、睡眠期間中の睡眠の中断の頻度の減少、睡眠関連健康転帰の悪化の改善および／または維持予防のうちの１つまたは複数を確認および／または評価および／または報告するために少なくとも部分的に使用される。
いくつかの実施形態では、識別された休止期間の分布を特徴付けることを含む睡眠断片化の分析は、少なくとも部分的に、刺激パラメータ、刺激モダリティ、刺激を送達する機会、睡眠断片化の減少の目標、刺激に使用するデバイス、刺激に使用する場所、刺激に関連する環境調整、刺激に関連する使用者の状態の調整、刺激に関連する使用のための活動、刺激における第三者の役割のうちの１つまたは複数を決定、調整、修正、および／または選択するために使用される。いくつかの実施形態では、決定、調整、修正、および／または選択するための睡眠断片化の分析のそのような使用は、使用者および／または第三者の履歴、位置、プロファイル、好み、診断、タスク、活動、関係、評価、検査結果、フィードバック、観察、予後、報告、デバイス使用歴、治療歴のうちの１つまたは複数に応答する情報と共に使用される。いくつかの実施形態では、決定、調整、修正、および／または選択するための睡眠断片化の分析のそのような使用は、利用可能な刺激デバイス、利用可能な刺激デバイスの刺激または他の特性、オーディオ環境情報、視覚環境情報、使用者コンテキスト情報、第三者コンテキスト情報のうちの１つまたは複数に応答する情報と共に使用される。例示的な実施形態では、睡眠断片化の分析におけるパターンによって少なくとも部分的に評価される、効果的なおよび／または改善されたおよび／または緩和された結果に関連する刺激および／またはパラメータのためのデバイスおよび／または機会が、使用者および／または第三者に提示および／または提案される。
いくつかの実施形態では、測定または観察された睡眠関連パラメータは、睡眠の質の測度を計算するために、ローカルおよび／またはサーバ上で分析される。
いくつかの実施形態では、経時的な睡眠の質または睡眠断片化の測度または分析の比較を使用して、ＡＤなどの睡眠関連疾患の進行またはリスクを特徴付けることができる。いくつかの実施形態では、分析によって計算された睡眠の質の測度は、ＡＤ疾患の進行、リスク、または診断の尺度として使用される。例示的な実施形態では、分析によって決定される特定のレベルの睡眠断片化、または経時的なそれらのレベルの変化の検出を使用して、ＡＤのリスクがある患者またはＡＤの初期段階にある患者を識別する。
いくつかの実施形態では、測定された睡眠関連および他のパラメータを複数の使用者から集約して、睡眠の改善に関連する人口または人口統計パターン、およびプログラムのパラメータまたは刺激送達の他の側面間の関連付けを識別する。いくつかの実施形態では、単一の使用者からの測定された睡眠関連および他のパラメータが、使用者固有のパターンを識別するために使用される。
いくつかの実施形態では、識別されたパターンは、１人または複数の使用者または使用者の集団に対する、プログラムのパラメータまたは値の選択、治療のスケジュール、動機、使用者、介護者、またはヘルスケア提供者とのコミュニケーションのうちの１つまたは複数に通知するために使用される。
いくつかの実施形態では、分析または分析の結果は、使用者、介護者、医療提供者、または他の第三者に報告され得る。例示的な実施形態では、ＡＤの進行に関連する疾患進行分析は、医療提供者または介護者に報告される。
プログラムのパラメータおよびパラメータの値
いくつかの実施形態では、刺激プログラムパラメータは、オーディオ信号および視覚信号の両方について約３５Ｈｚ～約４５Ｈｚの刺激周波数（例えば、図３１のｆｓ）で構成される。いくつかの実施形態では、オーディオ信号および視覚信号は、遅延（例えば、図３１におけるｔｄ）によって互いに対してオフセットされる。例示的な実施形態では、オーディオおよびビジュアル信号は同期される（ｔｄ＝０ｓ）。
いくつかの実施形態では、刺激プログラムパラメータは、様々なタイミングおよび強度パラメータで構成される。例示的な実施形態では、これらのパラメータは、図３１に示すものを含む。いくつかの実施形態では、これらのパラメータは事前に構成されている。いくつかの実施形態では、それらは、介護者または医療提供者などの第三者によって少なくとも部分的に調整される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のパラメータは、使用者の状況、使用者に関連する測定された睡眠の質関連パラメータ、観察または検出された刺激デバイスの使用のうちの１つまたは複数の測定または分析に応答して調整される。いくつかの実施形態では、刺激パラメータは、検出または分析された睡眠に関連するＡＤの症状の進行に応じて調整される。
いくつかの実施形態では、本開示は、様々な周波数および強度パラメータを介してガンマ波振動を引き起こす。
いくつかの実施形態では、非侵襲的刺激は、非侵襲的感覚刺激、非侵襲的ガンマ刺激、非侵襲的ガンマ感覚刺激、ガンマ刺激療法、非侵襲的ガンマ刺激療法のうちの１つまたは複数を含む。いくつかの実施形態では、非侵襲的刺激は非侵襲的療法として送達される。
例示的な実施形態では、対象は、１日１時間の非侵襲性感覚ガンマ刺激療法を受ける。いくつかの実施形態では、対象２９は、１日２回の２時間の非侵襲的感覚刺激を経験する。いくつかの実施形態では、対象は、１日の過程での様々な持続時間および合計の複数の期間の非侵襲的刺激を受ける。いくつかの実施形態では、タイミング、持続時間の分布、および／または１日の総持続時間は、送達された刺激の値、環境的な値、観察された使用者の状態、観察されたまたは推測された有効性のうちの１つまたは複数に応答する。例示的な実施形態では、対象は、効果的な刺激送達に適していると判定された時間に、１日の間に短時間の刺激を送達され、全期間の合計は、刺激有効性の累積的な測定値に少なくとも部分的に応じる。いくつかの実施形態では、刺激有効性は同調化スコアに応じる。
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の刺激パラメータまたは他の態様は、アクティグラフィからの睡眠断片化分析および／またはアクティグラフィからの２つ以上の睡眠断片化分析の比較に、少なくとも部分的に応答する。例示的な実施形態では、様々な組み合わせの刺激パラメータが異なる期間に使用され、その後の刺激パラメータは、それらの期間の少なくとも一部の間のアクティグラフィからの睡眠断片化分析の比較に少なくとも部分的に基づいて選択される。いくつかの実施形態では、刺激パラメータは、アクティグラフィからの睡眠断片化分析によって少なくとも部分的に評価されるように、睡眠の改善を最適化、改善、および／または強化するように選択される。
いくつかの実施形態では、本開示は、４０Ｈｚの非侵襲的オーディオ、ビジュアル、または組み合わせた視聴覚刺激を送達する。いくつかの実施形態では、刺激は、およそ３５～４５Ｈｚの範囲の１つまたは複数の刺激周波数（例えば、図３１のｆｓ）で送達される。いくつかの実施形態では、「ガンマ」は、３５～４５Ｈｚの範囲の周波数を指す。いくつかの実施形態では、刺激は、使用者の検出、報告、または人口統計学的もしくは個別に関連付けられたもしくは支配的なα波周波数に少なくとも部分的に基づいて送達される。
いくつかの実施形態では、特定の視覚パラメータは、刺激周波数、強度（明るさ）、色相、視覚パターン、空間周波数、コントラスト、およびデューティサイクルのうちの１つまたは複数を含む。例示的な実施形態では、視覚刺激は、４０Ｈｚの刺激周波数、０μＷ／ｃｍ２～１１２０μＷ／ｃｍ２の輝度、および５０％の視覚信号デューティサイクルでもたらされる。
いくつかの実施形態では、非侵襲的刺激は、４０Ｈｚの周波数で送達される視覚刺激と聴覚刺激の組み合わせとして送達される。いくつかの実施形態では、視覚および聴覚刺激は、各サイクルを同時に開始するように同期される。いくつかの実施形態では、各聴覚および視覚刺激サイクルの開始は、構成された時間だけオフセットされる。いくつかの実施形態では、視覚および聴覚信号は、対象によって明確に認識され、それらの許容レベルに調整された強度で送達される。
いくつかの実施形態において、対象に投与される非侵襲的シグナルのパラメータまたは特徴の少なくともいくつかは、米国特許第１０３０７６１１号明細書、米国特許第１０２９３１７７号明細書、または米国特許第１０２７９１９２号明細書のうちの１つまたは複数において明記されているものに対応する。いくつかの実施形態において、対象に投与される非侵襲的シグナルのパラメータまたは特徴の少なくともいくつかは、米国特許第１０１５９８１６号明細書または米国特許第１０２６５４９７号明細書のうちの１つまたは複数において明記されているものに対応する。
いくつかの実施形態では、特定のオーディオパラメータは、刺激周波数、強度（音量）、およびデューティサイクルのうちの１つまたは複数を含む。いくつかの実施形態では、オーディオの周波数は、対象の聴覚特性に応じて、例えば、対象の聴力がより良好である周波数に応じて調整される。例示的な実施形態では、７，０００Ｈｚのオーディオトーンの周波数、０ｄＢＡ～８０ｄＢＡの音量レベル、および０．５７％のオーディオ信号のデューティサイクルで、聴覚刺激が与えられる。
いくつかの実施形態では、非侵襲的刺激のパラメータは、ヒト対象の脳におけるガンマ波振動の誘発に向けて選択される。いくつかの実施形態では、非侵襲的刺激のパラメータは、ヒト対象においてアルファ波を誘導することを対象として選択される（図４０）。いくつかの実施形態では、非侵襲的刺激パラメータは、ヒト対象においてベータ波を誘導することを対象とする。いくつかの実施形態では、非侵襲的刺激パラメータは、ヒト対象においてベータ波を誘導することを対象とする。いくつかの実施形態では、非侵襲的刺激パラメータは、ヒト対象においてガンマ波を誘導することを対象とする。
いくつかの実施形態では、光のレベルおよび色相は、対象の疲労を回避するように調整される。いくつかの実施形態では、光のレベルおよび色相は、対象に動機を与えるように調整される。いくつかの実施形態では、各耳または眼に対するパラメータは、同様の方法で調整される。いくつかの実施形態では、各耳または眼に対するパラメータは異なるように調整される。例示的な実施形態では、トーンおよび色相などのオーディオおよびビジュアルパラメータを変化させて、刺激または監視を適用し続けるように対象に関与または動機を与える。
視覚刺激による神経刺激
いくつかの実施形態では、本開示のシステムおよび方法は、視覚信号を使用して神経振動の周波数を制御し、その際に、睡眠の質の改善を促すことに関する。視覚刺激は、認知的な状態または認知機能に対して有害な結果を及ぼすのを軽減または防止しながら、脳または免疫系の１つまたは複数の認知的状態または認知機能に有益な効果を与えるために、神経振動の周波数を調整、制御または別様には影響を与えることができる。視覚刺激は、例えば、使用者が経験する睡眠の質の有益な改善をもたらすことができる。視覚刺激は、脳の１つまたは複数の認知的状態、脳の認知機能、免疫系、または炎症に対して有益な効果をもたらすことができる脳波同調をもたらすことができる。場合によっては、視覚刺激は、視覚野や関連領域などにおける局所的な効果をもたらすことができる。いくつかの花瓶では、視覚刺激は、より拡張的な効果をもたらし、神経系だけでなく生理学の変化を引き起こす可能性がある。脳波同調は、例えば、睡眠異常を治療することができる。睡眠断片化などの睡眠異常は、神経系の機能不全だけでなく、身体代謝または免疫防御系を損なうことも含めて、ヒトの生理に複数の影響を及ぼす。脳波同調は、脳の認知機能、脳の認知的状態、免疫系、または炎症に関連する障害、疾病、疾患、非効率性、傷害、または他の問題を治療することができる。
神経振動は、ヒトまたは動物において起こり、中枢神経系における律動的または反復的な神経活動を含む。神経組織は、個々のニューロン内部の機構またはニューロン間の相互作用によって振動の活性を生じさせることができる。振動は、膜電位の振動または活動電位の律動パターンのいずれかとして現れることができ、これはシナプス後ニューロンの振動活性化をもたらし得る。ニューロン群の同期した活動は、例えば、脳波記録法（「ＥＥＧ」）、脳磁図法（「ＭＥＧ」）、機能的磁気共鳴画像法（「ｆＭＲＩ」）、または皮質脳波記録法（「ＥＣｏＧ」）によって観察することができる巨視的振動を生じさせることができる。神経振動は、それらの周波数、振幅および位相によって特徴付けることができる。これらのシグナル特性は、時間周波数分析を使用した神経の記録から見ることができる。
例えば、ＥＥＧは、ニューロン群の間の振動活性を測定することができ、測定された振動活性は、以下のような周波数帯域に分類することができる。デルタ活性は、１～４Ｈｚの周波数帯域に対応する。シータ活性は４～８Ｈｚの周波数帯域に対応する。α活性は８～１２Ｈｚの周波数帯域に対応する。ベータ活性は１３～３０Ｈｚの周波数帯域に対応する。ガンマ活性は３０～７０Ｈｚの周波数帯域に対応する。
神経振動の頻度および存在または活性は、情報の伝達、知覚、運動の制御および記憶などの認知的状態または認知機能と関連付けることができる。認知的状態または認知機能に基づいて、神経振動の頻度は変化し得る。さらに、神経振動の特定の周波数は、１つまたは複数の認知的状態または機能に有益な効果または悪影響を及ぼす可能性がある。しかし、そのような有益な効果をもたらすために、またはそのような有害な結果を低減または防止するために、外部刺激を使用して神経振動を同期させることは、困難であり得る。
脳波同調（例えば、神経同調化または脳同調）は、特定の周波数の外部刺激が脳によって知覚され、脳の神経活動を誘発し、外部刺激の特定の周波数に対応する周波数で振動するニューロンをもたらすときに発生する。したがって、脳同調は、外部刺激の特定の周波数に対応する周波数で神経振動が起こるように、外部刺激を使用して脳の神経振動を同期させることを指すことができる。
本開示のシステムおよび方法は、脳同調を達成するための外的視覚刺激を与えることができる。例えば、光パルスまたは高いコントラストの視覚パターンなどの外部信号は、脳によって知覚され得る。脳は、光パルスの観察または知覚に応答して、神経振動の周波数を調整、管理、または制御することができる。所定の周波数で生成され、直接的な視野または周辺視野を介した眼性手段によって知覚される光パルスは、脳の神経活動を誘発して脳波同調を誘発することができる。神経振動の周波数は、光パルスの周波数によって少なくとも部分的に影響を受ける可能性がある。高いレベルの認知機能が、取り込まれているいくつかの領域をゲート開閉し得るまたは干渉し得る間に、脳は、感覚皮質での視覚刺激に反応し得る。したがって、本開示のシステムおよび方法は、光パルスの周波数に基づいてニューロンの群間の電気的活動を同期させるために、所定の周波数で放出される光パルスなどの外的視覚刺激を使用して、脳波同調をもたらすことができる。脳の１つまたは複数の部分または領域の同調は、皮質ニューロンの集合体における同期的電気活性によって生成される振動の総周波数に基づいて、観察することができる。光パルスの周波数は、光パルスの周波数に対応する周波数で振動するように皮質ニューロンの集合におけるこの同期電気的活性を引き起こすかまたは調整することができる。
図１は、実施形態による視覚的な脳同調を実行するシステムを示すブロック図である。システム１００は、神経刺激システム（「ＮＳＳ」）１０５を含むことができる。ＮＳＳ１０５は、視覚的ＮＳＳ１０５またはＮＳＳ１０５と称され得る。簡単に概観すると、ＮＳＳ１０５は、光生成モジュール１１０、光調整モジュール１１５、不要周波数フィルタリングモジュール１２０、プロファイルマネージャ１２５、副作用管理モジュール１３０、フィードバックモニタ１３５、データリポジトリ１４０、視覚信号伝達構成要素１５０、フィルタリング構成要素１５５、またはフィードバック構成要素１６０のうちの１つまたは複数を含むか、これらにアクセスするか、これらとインターフェースするか、さもなければこれらと通信することができる。光生成モジュール１１０、光調整モジュール１１５、不要周波数フィルタリングモジュール１２０、プロファイルマネージャ１２５、副作用管理モジュール１３０、フィードバックモニタ１３５、視覚信号伝達構成要素１５０、フィルタリング構成要素１５５、またはフィードバック構成要素１６０はそれぞれ、少なくとも１つの処理ユニットまたはプログラマブル論理アレイエンジンなどの他の論理デバイス、またはデータベースリポジトリ１５０と通信するように構成されたモジュールを含むことができる。光生成モジュール１１０、光調整モジュール１１５、不要周波数フィルタリングモジュール１２０、プロファイルマネージャ１２５、副作用管理モジュール１３０、フィードバックモニタ１３５、視覚信号伝達構成要素１５０、フィルタリング構成要素１５５、またはフィードバック構成要素１６０は、別個の構成要素、単一の構成要素、またはＮＳＳ１０５の一部であってもよい。システム１００およびＮＳＳ１０５などのその構成要素は、１つまたは複数のプロセッサ、論理デバイス、または回路などのハードウェア要素を含むことができる。システム１００およびＮＳＳ１０５などのその構成要素は、図７Ａおよび図７Ｂのシステム７００に示す１つまたは複数のハードウェアまたはインターフェース構成要素を含むことができる。例えば、システム１００の構成要素は、１つまたは複数のプロセッサ７２１を含むかまたはそれにおいて実行し、記憶装置７２８またはメモリ７２２にアクセスし、ネットワークインターフェース７１８を介して通信することができる。
さらに図１を参照すると、さらに詳細には、ＮＳＳ１０５は、少なくとも１つの光生成モジュール１１０を含むことができる。光生成モジュール１１０は、１つまたは複数の所定のパラメータを有する光パルスまたはフラッシュ光などの視覚信号の生成を命令するか、さもなければ引き起こすかもしくは容易にするために、視覚信号伝達構成要素１５０とインターフェースするように設計および構築することができる。光生成モジュール１１０は、ＮＳＳ１０５の１つまたは複数のモジュールまたは構成要素から命令またはデータパケットを受信および処理するためのハードウェアまたはソフトウェアを含むことができる。光生成モジュール１１０は、視覚信号伝達構成要素１５０に視覚信号を生成させる命令を生成することができる。光生成モジュール１１０は、視覚信号伝達構成要素１５０を制御またはイネーブルして、１つまたは複数の所定のパラメータを有する視覚信号を生成することができる。
光生成モジュール１１０は、視覚信号伝達構成要素１５０に通信可能に結合することができる。光生成モジュール１１０は、回路、電線、データポート、ネットワークポート、電力線、接地、電気接点またはピンを介して視覚信号伝達構成要素１５０と通信することができる。光生成モジュール１１０は、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｚ－Ｗａｖｅ、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＷＩＦＩ、３Ｇ、４Ｇ、ＬＴＥ、近距離通信（「ＮＦＣ」）、または他の短距離、中距離または長距離通信プロトコルなどの１つまたは複数の無線プロトコルを使用して、視覚信号伝達構成要素１５０と無線通信することができる。光生成モジュール１１０は、無線または有線で視覚信号伝達構成要素１５０と通信するためのネットワークインターフェース７１８を含むか、またはそれにアクセスすることができる。
光生成モジュール１１０は、視覚信号伝達構成要素１５０に、１つまたは複数の所定のパラメータを有する視覚信号を生成、ブロック、制御、さもなければ伝えるために、様々な種類の視覚信号伝達構成要素１５０をインターフェース、制御、さもなければ管理することができる。光生成モジュール１１０は、視覚信号伝達構成要素１５０の光源を駆動するように構成されたドライバを含むことができる。例えば、光源は発光ダイオード（「ＬＥＤ」）を含むことができ、光生成モジュール１１０は、特定の電圧および電流の特性を有する電気または電力を供給することによってＬＥＤ光源を駆動するように構成されたＬＥＤドライバ、チップ、マイクロコントローラ、演算増幅器、トランジスタ、抵抗器、またはダイオードを含むことができる。
いくつかの実施形態では、光生成モジュール１１０は、図２Ａに示すように光波２００を含む視覚信号を伝えるように視覚信号伝達構成要素１５０に命令することができる。光波２００は、電磁波を含むか、または電磁波から形成することができる。光波の電磁波は、それぞれの振幅を有し、時間に対する電界２０５の振幅および時間に対する磁界２１０の振幅によって示されるように、互いに直交して移動することができる。光波２００は、波長２１５を有することができる。光波はまた、周波数を有することができる。波長２１５と周波数との積は、光波の速度とすることができる。例えば、光波の速度は、真空で約２９９，７９２，４５８メートル毎秒であり得る。
光生成モジュール１１０は、視覚信号伝達構成要素１５０に、１つまたは複数の所定の波長または強度を有する光波を生成するよう命令することができる。光波の波長は、可視スペクトル、紫外スペクトル、赤外スペクトル、または他の何らかの波長の光に対応することができる。例えば、可視スペクトル範囲内の光波の波長は、３９０から７００ナノメートル（「ｎｍ」）の範囲であり得る。可視スペクトル内で、光生成モジュール１１０は、さらに、１つ以上の色に対応する１つ以上の波長を特定することができる。例えば、光生成モジュール１１０は、視覚信号伝達構成要素１５０に、紫外線（例えば、１０～３８０ｎｍ）、紫（例えば、３８０～４５０ｎｍ）、青（例えば、４５０～４９５ｎｍ）、緑（例えば、４９５～５７０ｎｍ）、黄（例えば、５７０～５９０ｎｍ）、オレンジ（例えば、５９０～６２０ｎｍ）、赤（例えば、６２０～７５０ｎｍ）、または赤外線（例えば、７５０～１００００００ｎｍ）のうちの１つまたは複数に対応する１つまたは複数の波長を有する１つまたは複数の光波を含む視覚信号を生成するよう命令することができる。波長は、１０ｎｍ～１００マイクロメートルの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、波長は３８０から７５０ｎｍの範囲であり得る。
光生成モジュール１１０は、光パルスを含む視覚信号を伝えることを決定することができる。光生成モジュール１１０は、光パルスを生成するように視覚信号伝達構成要素１５０に指示するか、そうでなければ行わせることができる。光パルスは、光波のバーストを指すことができる。例えば、図２Ｂは、光波のバーストを示す。光波のバーストは、光波によって生成された電界２５０のバーストを指すことができる。光波の電界２５０のバーストは、光パルスまたはフラッシュ光と呼ぶことができる。例えば、断続的にオンおよびオフにされる光源は、光のバースト、フラッシュまたはパルスを生成することができる。
図２Ｃは、実施形態による光２３５ａ～２３５ｃのパルスを示す。光パルス２３５ａ～２３５ｃは、ｙ軸が光波の周波数（例えば、光波の速度を波長で割ったもの）を表し、ｘ軸が時間を表す周波数スペクトルのグラフを介して示すことができる。視覚信号は、Ｆａの周波数とＦａとは異なる周波数との間の光波の変調を含むことができる。例えば、ＮＳＳ１０５は、Ｆａなどの可視スペクトルの周波数と、可視スペクトル外の周波数との間で光波を変調することができる。ＮＳＳ１０５は、２つ以上の周波数の間、オン状態とオフ状態の間、またはハイパワー状態とローパワー状態の間で光波を変調することができる。
場合によっては、光パルスを生成するために使用される光波の周波数はＦａで一定であり得、それによって周波数スペクトルに方形波が生成される。いくつかの実施形態では、３つのパルス２３５ａ～２３５ｃの各々は、同じ周波数Ｆａを有する光波を含むことができる。
各光パルスの幅（例えば、光波のバーストの持続時間）は、パルス幅２３０ａに対応することができる。パルス幅２３０ａは、バーストの長さまたは持続時間を指すことができる。パルス幅２３０ａは、時間または距離の単位で測定することができる。いくつかの実施形態では、パルス２３５ａ～２３５ｃは、互いに異なる周波数を有する光波を含むことができる。いくつかの実施形態では、パルス２３５ａ～２３５ｃは、図２Ｄに示すように、互いに異なるパルス幅２３０ａを有することができる。例えば、図２Ｄの第１のパルス２３５ｄはパルス幅２３０ａを有することができ、一方で第２のパルス２３５ｅは第１のパルス幅２３０ａよりも大きい第２のパルス幅２３０ｂを有する。第３のパルス２３５ｆは、第２のパルス幅２３０ｂよりも小さい第３のパルス幅２３０ｃを有することができる。第３のパルス幅２３０ｃは、第１のパルス幅２３０ａより小さくすることもできる。パルス列のパルス２３５ｄ～ｆのパルス幅２３０ａ～ｃは変化してもよいが、光生成モジュール１１０は、パルス列に対して一定のパルスレート間隔２４０を維持することができる。
パルス２３５ａ～２３５ｃは、パルスレート間隔２４０を有するパルス列を形成することができる。パルスレート間隔２４０は、時間の単位を使用して定量化することができる。パルスレート間隔２４０は、パルス列２０１のパルスの周波数に基づくことができる。パルス列２０１のパルスの周波数は、変調周波数と呼ぶことができる。例えば、光生成モジュール１１０は、４０Ｈｚなどのガンマ活性に対応する所定の周波数のパルス列２０１を設けることができる。そうするために、光生成モジュール１１０は、周波数の乗法逆数（または逆数）をとることによってパルスレート間隔２４０を決定する（例えば、パルス列について１を所定の周波数で割る）ことができる。例えば、光生成モジュール１１０は、パルスレート間隔２４０を０２５秒として決定するために、１を４０Ｈｚで除算することによって４０Ｈｚの乗法逆数をとることができる。パルスレート間隔２４０は、パルス列全体にわたって一定のままであり得る。いくつかの実施形態では、パルスレート間隔２４０は、パルス列全体にわたって、またはあるパルス列から次のパルス列まで変化し得る。いくつかの実施形態では、パルスレート間隔２４０は変化するが、第２の間に送られるパルスの数は固定することができる。
いくつかの実施形態では、光生成モジュール１１０は、周波数が変化する光波を有する光パルスを生成することができる。例えば、光生成モジュール１１０は、図２Ｅに示すように、光パルスの光波の周波数がパルスの開始からパルスの終了まで増加するアップチャープパルスを生成することができる。例えば、パルス２３５ｇの開始時の光波の周波数をＦａとすることができる。パルス２３５ｇの光波の周波数は、パルス２３５ｇの中央でＦａからＦｂに増加し、その後、パルス２３５ｇの終わりでＦｃの最大値に増加することができる。したがって、パルス２３５ｇを生成するために使用される光波の周波数は、ＦａからＦｃまでの範囲であり得る。周波数は、線形的に、指数関数的に、または何らかの他のレートもしくは曲線に基づいて増加することができる。
光生成モジュール１１０は、図２Ｆに示すように、パルスの開始からパルスの終了まで光パルスの光波の周波数が減少するダウンチャープパルスを生成することができる。例えば、パルス２３５ｊの開始時の光波の周波数をＦｄとすることができる。パルス２３５ｊの光波の周波数は、パルス２３５ｊの中央でＦｄからＦｅに減少し、その後、パルス２３５ｊの終わりでＦｆの最小値に減少することができる。したがって、パルス２３５ｊを生成するために使用される光波の周波数は、ＦｄからＦｆまでの範囲であり得る。周波数は、線形的に、指数関数的に、または何らかの他のレートもしくは曲線に基づいて減少することができる。
視覚信号伝達構成要素１５０は、光生成モジュール１１０からの命令に応答して光パルスを生成するように設計および構築することができる。命令は、例えば、光波の周波数もしくは波長、強度、パルスの持続時間、パルス列の周波数、パルスレート間隔、またはパルス列の持続時間（例えば、パルス列のパルスの数または所定の周波数を有するパルス列を送る時間の長さ）などの光パルスのパラメータを含むことができる。光パルスは、眼などの眼性手段を介して脳によって知覚、観察、さもなければ特定することができる。光パルスは、直接的視野または周辺視野を介して眼に伝達することができる。
図３Ａには、水平の直接的視野３１０および水平の周辺視野が示されている。図３Ｂは、垂直の直接的視野３２０および垂直の周辺視野３２５を示す。図３Ｃは、直接的視野と周辺視野の度合いを示しており、視覚信号が異なる視野で知覚可能な相対的な距離を含んでいる。視覚信号伝達構成要素１５０は、光源３０５を含むことができる。光源３０５は、人の目の直接的視野３１０または３２０に光パルスを送るように配置することができる。ＮＳＳ１０５は、光パルスを直接的視野３１０または３２０に送るように構成することができる。これは、人が光パルスにより注意を払うことができるため、脳の同調化を促進することができるからである。注意のレベルは、脳で直接的に、人の目の挙動を介して間接的に、または能動的フィードバック（例えば、マウス追跡）によって定量的に測定することができる。
光源３０５は、人の目の周辺視野３１５または３２５に光パルスを送るように配置することができる。例えば、ＮＳＳ１０５は、周辺視野３１５または３２５に光パルスを送ることができるが、これは、これらの光パルスが、読書、歩行、運転などの他のタスクを実行している可能性がある人の注意を相対的にそらさないためである。したがって、ＮＳＳ１０５は、周辺視野を介して光パルスを送ることによって、微妙な継続的な視覚的脳刺激を与えることができる。
いくつかの実施形態では、光源３０５は頭部装着型であってもよく、一方で他の実施形態では、光源３０５は、対象の手によって保持されてもよく、スタンドに置かれてもよく、天井から吊り下げられてもよく、椅子に接続されてもよく、さもなければ直接または周辺視野に光を向けるように配置されてもよい。例えば、椅子または外部に支持されたシステムは、対象の視野と視覚刺激との間の固定された／予め指定された関係を維持しながら、視覚入力をもたらすために光源３０５を含むかまたは配置することができる。システムは没入型体験をもたらすことができる。例えば、システムは、光源を含む不透明または部分的に不透明なドームを含むことができる。ドームは、対象が椅子に座っているか、またはリクライニングしている間、対象の頭部の上に配置することができる。ドームは、対象の視野の一部を覆うことができ、それによって外的な注意散漫を低減し、脳の領域の同調化を容易にする。
光源３０５は、任意のタイプの光源または発光デバイスを含むことができる。光源は、レーザなどのコヒーレント光源を含むことができる。光源３０５は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ、蛍光光源、白熱光、または任意の他の発光デバイスを含むことができる。光源は、ランプ、電球、または様々な色（例えば、白、赤、緑、青）の１つ以上の発光ダイオードを含むことができる。いくつかの実施形態では、光源は、任意のスペクトルまたは波長範囲の発光ダイオードなどの半導体発光デバイスを含む。いくつかの実施形態では、光源３０５は、広帯域ランプまたは広帯域光源を含む。いくつかの実施形態では、光源はブラックライトを含む。いくつかの実施形態では、光源３０５は、中空陰極ランプ、蛍光管光源、ネオンランプ、アルゴンランプ、プラズマランプ、キセノンフラッシュランプ、水銀のランプ、メタルハライドランプ、または硫黄のランプを含む。いくつかの実施形態では、光源３０５は、レーザまたはレーザダイオードを含む。いくつかの実施形態では、光源３０５は、ＯＬＥＤ、ＰＨＯＬＥＤ、ＱＤＬＥＤ、または有機材料を利用する光源の任意の他の変形を含む。いくつかの実施形態では、光源３０５は単色光源を含む。いくつかの実施形態では、光源３０５は、多色光源を含む。いくつかの実施形態では、光源３０５は、紫外光のスペクトル範囲の光を部分的に放射する光源を含む。いくつかの実施形態では、光源３０５は、可視光のスペクトル範囲の光を部分的に放出するデバイス、製品、または材料を含む。いくつかの実施形態では、光源３０５は、赤外光のスペクトル範囲の光を部分的に発散または放出するデバイス、製品または材料である。いくつかの実施形態では、光源３０５は、可視スペクトル範囲の光を発散または放出するデバイス、製品または材料を含む。いくつかの実施形態では、光源３０５は、光源から光が放射される光ガイド、光ファイバ、または導波路を含む。
いくつかの実施形態では、光源３０５は、光を反射または方向転換するための１つまたは複数のミラーを含む。例えば、ミラーは、直接的視野３１０もしくは３２０、または周辺視野３１５もしくは３２５に向かって光を反射または方向転換することができる。光源３０５は、微小電気機械デバイス（「ＭＥＭＳ」）との相互作用を含むことができる。光源３０５は、デジタル光プロジェクタ（「ＤＬＰ」）を含むか、またはそれと相互作用することができる。いくつかの実施形態では、光源３０５は、周囲光または太陽光を含むことができる。周囲光または太陽光は、１つまたは複数の光学レンズによって集束され、直接的視野または周辺視野に向けられ得る。周囲光または太陽光は、１つまたは複数のミラーによって、誘導された視野または周辺視野に向けられ得る。
光源が周囲光である場合、周囲光は配置されないが、周囲光は直接的視野または周辺視野を介して眼に入ることができる。いくつかの実施形態では、光源３０５は、光パルスを直接的視野または周辺視野に向けるように配置することができる。例えば、図４Ａに示すように、１つまたは複数の光源３０５は、フレーム４００に取り付けられ、固定され、結合され、機械的に結合され、さもなければ設けることができる。いくつかの実施形態では、視覚信号伝達構成要素１５０は、フレーム４００を含むことができる。１つまたは複数の光源３０５を含むフレーム４００と連携するＮＳＳ１０５の動作のさらなる詳細は、下部の「ＮＳＳ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｗｉｔｈ Ａ Ｆｒａｍｅ」と分類されたセクションにおいて提示される。したがって、光源は、光学的光源、機械的光源、または化学的光源などの任意のタイプの光源を含むことができる。光源は、光の前で回転するファン、または気泡など、光の振動パターンを生成、放出、または反射することができる反射性または不透明な任意の材料または物体を含むことができる。いくつかの実施形態では、光源は、可視ではない錯視、眼の中での生理学的現象（例えば、眼球を圧迫する）、または眼に適用される化学物質を含むことができる。
視覚刺激を介した神経刺激のために構成されたシステムおよびデバイス
ここで図４Ａを参照すると、フレーム４００は、人の頭部に置くまたは配置されるように設計および構築することができる。フレーム４００は、人が着用するように構成することができる。フレーム４００は、所定の位置に留まるように設計および構築することができる。フレーム４００は、人が座ったり、立ったり、歩いたり、走ったり、横になったりするときに着用されて所定の位置に留まるように構成することができる。光源３０５は、これらの様々な配置の間に人の目に向けて光パルスを投射するようにフレーム４００に構成することができる。いくつかの実施形態では、光源３０５は、人の瞼が閉じている場合、光パルスを人の目に向かって投射するように構成することができ、光パルスが瞼を貫通して網膜によって知覚されるようにする。フレーム４００は、ブリッジ４２０を含むことができる。フレーム４００は、ブリッジ４２０に結合された１つまたは複数のアイワイヤ４１５を含むことができる。ブリッジ４２０は、アイワイヤ４１５の間に配置することができる。フレーム４００は、１つ以上のアイワイヤ４１５から延びる１つ以上のテンプルを含むことができる。いくつかの実施形態では、アイワイヤ４１５は、レンズ４２５を含むかまたは保持することができる。いくつかの実施形態では、アイワイヤ４１５は、固体材料４２５またはカバー４２５を含むかまたは保持することができる。レンズ、固体材料、またはカバー４２５は、透明、半透明、不透明、または外光を完全に遮断することができる。
１つまたは複数の光源３０５は、アイワイヤ４１５、レンズもしくは他の固体材料４２５、またはブリッジ４２０に、またはそれに隣接して配置することができる。例えば、光源３０５は、光パルスを直接的視野に伝達するために、固体材料４２５のアイワイヤ４１５の中央に配置することができる。いくつかの実施形態では、周辺視野に向かって光パルスを伝送するために、光源３０５を、テンプル４１０に結合されたアイワイヤ４１５の角などのアイワイヤ４１５の角に配置することができる。
ＮＳＳ１０５は、単眼または両眼で視覚的な脳の同調化を行うことができる。例えば、ＮＳＳ１０５は、光パルスを単眼または両眼に向けることができる。ＮＳＳ１０５は、フレーム４００および２つのアイワイヤ４１５を含む視覚信号伝達構成要素１５０とインターフェースすることができる。しかし、視覚信号伝達構成要素１５０は、第１の眼に光パルスを誘導するように構成され配置された単一の光源３０５を含んでもよい。視覚信号伝達構成要素１５０は、光源３０５から生成された光パルスが第２の眼に入るのを阻止または遮断する遮光構成要素をさらに含むことができる。視覚信号伝達構成要素１５０は、脳同調プロセスの間に光が第２の眼に入るのを遮断または防止することができる。
いくつかの実施形態では、視覚信号伝達構成要素１５０は、代替的に、第１の眼および第２の眼に光パルスを送るまたは誘導することができる。例えば、視覚信号伝達構成要素１５０は、第１の時間間隔の間、第１の眼に光パルスを誘導することができる。視覚信号伝達構成要素１５０は、第２の時間間隔にわたって第２の眼に光パルスを誘導することができる。第１の時間間隔および第２の時間間隔は、同じ時間間隔、重複する時間間隔、相互に排他的な時間間隔、または後続の時間間隔であり得る。
図４Ｂは、アイワイヤ４１５を通って入射する光の少なくとも一部を遮断することができる一組のシャッタ４３５を備えるフレーム４００を示す。一組のシャッタ４３５は、アイワイヤ４１５を通って入射する周囲光または太陽光を断続的に遮断することができる。一組のシャッタ４３５は、光がアイワイヤ４１５を通って入射することを可能にするために開き、またアイワイヤ４１５を通って入射する光を少なくとも部分的に遮断するように閉じることができる。１つまたは複数のシャッタ４３０を含むフレーム４００と連携するＮＳＳ１０５の動作のさらなる詳細は、下部の「ＮＳＳ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｗｉｔｈ Ａ Ｆｒａｍｅ」と分類されたセクションにおいて提示される。
一組のシャッタ４３５は、１つまたは複数のアクチュエータによって開閉される１つまたは複数のシャッタ４３０を含むことができる。シャッタ４３０は、１つまたは複数の材料から形成することができる。シャッタ４３０は、１つまたは複数の材料を含むことができる。シャッタ４３０は、光を少なくとも部分的に遮断または減衰することができる材料を含むか、またはそれから形成することができる。
フレーム４００は、一組のシャッタ４３５または個々のシャッタ４３０を少なくとも部分的に開閉するように構成された１つまたは複数のアクチュエータを含むことができる。フレーム４００は、シャッタ４３５を開閉するための１つまたは複数のタイプのアクチュエータを含むことができる。例えば、アクチュエータは、機械的に駆動されるアクチュエータを含むことができる。アクチュエータは、磁気駆動アクチュエータを含むことができる。アクチュエータは、空気圧アクチュエータを含むことができる。アクチュエータは、油圧アクチュエータを含むことができる。アクチュエータは、圧電アクチュエータを含むことができる。アクチュエータは、微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）を含むことができる。
一組のシャッタ４３５は、電気的または化学的技術によって開閉される１つまたは複数のシャッタ４３０を含むことができる。例えば、シャッタ４３０または一組のシャッタ４３５は、１つまたは複数の化学物質から形成することができる。シャッタ４３０または一組のシャッタは、１つまたは複数の化学物質を含むことができる。シャッタ４３０または一組のシャッタ４３５は、光を少なくとも部分的に遮断または減衰することができる化学物質を含むか、またはそれらから形成することができる。
例えば、シャッタ４３０または一組のシャッタ４３５は、光をフィルタリング、減衰、または遮断するように構成されたフォトクロミックレンズを含むことができる。フォトクロミックレンズは、太陽光にさらされると自動的に暗くなり得る。フォトクロミックレンズは、レンズを暗くするように構成された分子を含むことができる。分子は、紫外線または他の光波などの光波によって活性化され得る。したがって、フォトクロミック分子は、所定の波長の光に応答してレンズを暗くするように構成することができる。
シャッタ４３０または一組のシャッタ４３５は、エレクトロクロミックガラスまたはプラスチックを含むことができる。エレクトロクロミックガラスまたはプラスチックは、電圧または電流に応答して明から暗（例えば、透明から不透明まで）に変化することができる。エレクトロクロミックガラスまたはプラスチックは、ガラスまたはプラスチックに堆積された金属酸化物コーティング、複数の層、およびガラスを明るくまたは暗くするために層の間の２つの電極間を移動するリチウムイオンを含むことができる。
シャッタ４３０または一組のシャッタ４３５は、マイクロシャッタを含むことができる。マイクロシャッタは、１００×２００ミクロンに測定される小さな窓を含むことができる。マイクロシャッタは、ワッフル状のグリッドでアイフレーム４１５に配列することができる。個々のマイクロシャッタは、アクチュエータによって開閉させることができる。アクチュエータは、マイクロシャッタを越えるように掃引して、マイクロシャッタを開閉する、磁気アームを含むことができる。開いたマイクロシャッタは、光がアイフレーム４１５を通って入ることを可能にし、一方で閉じたマイクロシャッタは、光を遮断、減衰、またはフィルタリングすることができる。
ＮＳＳ１０５は、アクチュエータを駆動して、４０Ｈｚなどの所定の周波数で、１つまたは複数のシャッタ４３０または一組のシャッタ４３５を開閉することができる。シャッタ４３０を所定の周波数で開閉することにより、シャッタ４３０は、所定の周波数でフラッシュ光をアイワイヤ４１５に通過させることができる。したがって、一組のシャッタ４３５を含むフレーム４００は、図４Ａに示すフレーム４００に結合された光源３０５など、フレーム４００に結合された別個の光源を含まないか、または使用しない場合がある。
いくつかの実施形態では、視覚信号伝達構成要素１５０または光源３０５は、図４Ｃに示すように、仮想現実ヘッドセット４０１を参照するか、またはそれに含まれ得る。例えば、仮想現実ヘッドセット４０１は、光源３０５を受け取るように設計および構築することができる。光源３０５は、スマートフォンまたはモバイル通信デバイスなどの表示デバイスを有するコンピューティングデバイスを含むことができる。仮想現実ヘッドセット４０１は、光源３０５を受け入れるために開くカバー４４０を含むことができる。カバー４４０は、光源３０５を所定の位置にロックまたは保持するために閉じることができる。閉じられると、カバー４４０ならびにケース４５０および４４５は、光源３０５のためのエンクロージャを形成することができる。このエンクロージャは、望ましくない視覚的な散漫を最小化または排除する没入体験をもたらすことができる。仮想現実ヘッドセットは、脳波同調を最大化する環境をもたらすことができる。仮想現実ヘッドセットは、拡張された現実体験をもたらすことができる。いくつかの実施形態では、光源３０５は、画像が表面から対象の眼に向かって反射されるように、別の表面に画像を形成することができる（例えば、点滅する物体または現実の拡張部分を画面にオーバーレイするヘッドアップディスプレイ）。仮想現実ヘッドセット４０１と連携したＮＳＳ１０５の動作の追加の詳細は、「視覚刺激による神経刺激用に構成されたシステムおよびデバイス」と分類されたセクションで下部に提示される。
仮想現実ヘッドセット４０１は、仮想現実ヘッドセット４０１を人の頭部に固定するように構成されたストラップ４５５および４６０を含む。仮想現実ヘッドセット４０１は、歩行または走行などの身体活動中に装着されたヘッドセット４０１の動きを最小限に抑えるように、ストラップ４５５および４６０を介して固定することができる。仮想現実ヘッドセット４０１は、４６０または４５５から形成されたスカルキャップを含むことができる。
フィードバックセンサ６０５は、電極、乾式電極、ゲル電極、生理食塩水浸漬電極、または接着剤ベースの電極を含むことができる。
図５Ａ～５Ｄは、光源３０５として表示画面３０５を有するタブレットコンピューティングデバイス５００または他のコンピューティングデバイス５００を含むことができる視覚信号伝達構成要素１５０の実施形態を示す。視覚信号伝達構成要素１５０は、表示画面３０５または光源３０５を介して光パルス、光閃光、または光のパターンを送ることができる。
図５Ａは、光を透過する表示画面３０５または光源３０５を示す。光源３０５は、可視スペクトルの波長を含む光を透過することができる。ＮＳＳ１０５は、光源３０５を介して光を伝送するように視覚信号伝達構成要素１５０に命令することができる。ＮＳＳ１０５は、所定のパルスレート間隔を有するフラッシュ光または光パルスを送るように視覚信号伝達構成要素１５０に命令することができる。例えば、図５Ｂは、光源が発光しないか、または最小量もしくは低減された量の光を発するようにオフまたは無効にされた光源３０５を示す。視覚信号伝達構成要素１５０は、タブレットコンピューティングデバイス５００に、フラッシュ光が４０Ｈｚなどの所定の周波数を有するように光源３０５を有効（例えば、図５Ａ）および無効（例えば、図５Ｂ）にさせることができる。視覚信号伝達構成要素１５０は、所定の周波数のフラッシュ光または光パルスを生成するために、光源３０５を２つ以上の状態の間でトグルする、または切り替えることができる。
いくつかの実施形態では、光生成モジュール１１０は、図５Ｃおよび５Ｄに示すように、表示デバイス３０５または光源３０５を介して、視覚信号伝達構成要素１５０に、光のパターンを表示させることを命令または惹起することができる。光生成モジュール１１０は、フラッシュ光または光パルスを生成するために、視覚信号伝達構成要素１５０に、２つ以上のパターンの間で点滅、トグルする、または切り替えるようにすることができる。パターンは、例えば、交互の市松模様のパターン５１０および５１５を含むことができる。パターンは、１つの状態から別の状態にトグルまたは調整することができるシンボル、文字、または画像を含むことができる。例えば、背景色に対して文字またはテキストの色を反転させて、第１の状態５１０と第２の状態５１５とを切り替えることができる。前景色および背景色を所定の周波数で反転させることにより、神経振動の周波数の調整または管理を容易にすることができる視覚的変化を示すことによって、光パルスを生成することができる。タブレット５００と連携したＮＳＳ１０５の動作の追加の詳細は、「タブレットを用いたＮＳＳ動作」と分類されたセクションにおいて下部に提示される。
いくつかの実施形態では、光生成モジュール１１０は、脳または特定の皮質の特定のまたは所定の部分を刺激するように構成された画像間で点滅、トグル、または切り替えることを視覚信号伝達構成要素１５０に命令するまたは引き起こすことができる。光または画像ベースの刺激の提示、形態、色、動きおよび他の側面は、刺激を処理するためにどの皮質が動員されるかを決定することができる。視覚信号伝達構成要素１５０は、特定のまたは一般的な関心領域を標的とする刺激の提示を調節することによって、皮質の個別の部分を刺激することができる。視野の相対的な位置、入力の色、または光刺激の動きおよび速度は、皮質のどの領域が刺激されるかを決定することができる。
例えば、脳は、所定の種類の視覚刺激を処理する少なくとも２つの部分、すなわち、脳の左側の一次視覚皮質と、脳の右側の鳥距溝とを含むことができる。これらの２つの部分の各々は、所定の種類の視覚刺激を処理する１つ以上の複合的な下位部分を有することができる。例えば、鳥距溝は、運動に強く反応するが静止物体を記録しない場合があるニューロンを含み得る、領域Ｖ５と呼ばれる下位部分を含むことができる。領域Ｖ５に損傷を有する対象は、運動盲を有し得るが、そうでなければ正常な視力を有し得る。別の例では、一次視覚野は、色の知覚に特化したニューロンを含むことができる、領域Ｖ４と呼ばれる下位部分を含むことができる。領域Ｖ４に損傷のある対象は、色盲を有し得、灰色の濃淡でしか物体を知覚しない。別の例では、一次視覚野は、コントラストエッジに強く反応し、像を別々の対象物にセグメント化するために役立つニューロンを含む、領域Ｖ１と呼ばれる下位部分を含むことができる。
したがって、光生成モジュール１１０は、視覚信号伝達構成要素１５０に、ある種の静止画像もしくはビデオを形成するように、またはフリッカを生成するように、または脳もしくは特定の皮質の特定の部分もしくは所定の部分を刺激するように構成された画像間でトグルするように命令する、またはそれらを引き起こすことができる。例えば、光生成モジュール１１０は、視覚信号伝達構成要素１５０に、紡錘状の顔領域を刺激するよう人間の顔の画像を生成させることを命令するか、または引き起こすことができ、これにより、顔貌失認または相貌失認の対象の脳の同調化を促進することができる。光生成モジュール１１０は、対象の脳のこの領域を標的とするために点滅する顔の画像を生成することを、視覚信号伝達構成要素１５０に命令する、または引き起こすことができる。別の例では、光生成モジュール１１０は、コントラストエッジに強く反応する一次視覚野のニューロンを刺激するための、エッジまたは線画を含む画像を生成するように、視覚信号伝達構成要素１５０に命令することができる。
ＮＳＳ１０５は、少なくとも１つの光調整モジュール１１５を含むか、それにアクセスするか、インターフェースするか、さもなければそれと通信することができる。光調整モジュール１１５は、環境変数（例えば、光強度、タイミング、入射光、環境光、まぶたの状態などである）を測定または検証して、視覚信号の周波数、振幅、波長、強度パターン、または他のパラメータなどの視覚信号に関連するパラメータを調整するように設計および構築することができる。光調整モジュール１１５は、プロファイル情報またはフィードバックに基づいて視覚信号のパラメータを自動的に変更することができる。光調整モジュール１１５は、フィードバックモニタ１３５からフィードバック情報を受け取ることができる。光調整モジュール１１５は、副作用管理モジュール１３０から命令または情報を受信することができる。光調整モジュール１１５は、プロファイルマネージャ１２５からプロファイル情報を受信することができる。
ＮＳＳ１０５は、少なくとも１つの不要周波数フィルタリングモジュール１２０を含み、これにアクセスし、これとインターフェースし、さもなければこれと通信することができる。不要周波数フィルタリングモジュール１２０は、そのような視覚信号の量が脳によって知覚されるのを防止または低減するために望ましくない視覚信号の周波数を遮断、緩和、低減、さもなければフィルタリングするように設計および構築することができる。不要周波数フィルタリングモジュール１２０は、フィルタリング構成要素１５５に、神経振動に対する不要な周波数の影響を阻止、減衰、さもなければ低減させるように、フィルタリング構成要素１５５とインターフェース、命令、制御、さもなければ通信することができる。
ＮＳＳ１０５は、少なくとも１つのプロファイルマネージャ１２５を含むか、それにアクセスするか、インターフェースするか、さもなければそれと通信することができる。プロファイルマネージャ１２５は、視覚的脳同調に関連する１人または複数の対象に関連する情報を記憶し、更新し、検索し、さもなければ管理するように設計または構築することができる。プロファイル情報は、例えば、過去の治療情報、過去の脳同調情報、投薬情報、光波のパラメータ、フィードバック、生理学的情報、環境情報、または脳同調のシステムおよび方法に関連する他のデータを含むことができる。
ＮＳＳ１０５は、少なくとも１つの副作用管理モジュール１３０を含むか、それにアクセスするか、インターフェースするか、さもなければそれと通信することができる。副作用管理モジュール１３０は、副作用を低減するために視覚信号の１つまたは複数のパラメータを変更するために光調整モジュール１１５または光生成モジュール１１０に情報を伝えるように設計および構築することができる。副作用には、例えば、悪心、片頭痛、疲労、発作、眼精疲労または視力喪失が含まれ得る。
副作用管理モジュール１３０は、視覚信号のパラメータを変更するまたは変えるようにＮＳＳ１０５の構成要素に自動的に命令することができる。副作用管理モジュール１３０は、副作用を低減するために所定の閾値で構成することができる。例えば、副作用管理モジュール１３０は、パルス列の最長持続時間、光波の最大強度、最大振幅、パルス列の最大デューティサイクル（例えば、パルス列の周波数を乗算したパルス幅）、一定期間（例えば、１時間、２時間、１２時間、または２４時間）での脳波同調のための最大の治療の回数で構成することができる。
副作用管理モジュール１３０は、フィードバック情報に応答して視覚信号のパラメータを変化させることができる。副作用管理モジュール１３０は、フィードバックモニタ１３５からフィードバックを受け取ることができる。副作用管理モジュール１３０は、フィードバックに基づいて視覚信号のパラメータを調整することを決定することができる。副作用管理モジュール１３０は、フィードバックを閾値と比較して、視覚信号のパラメータを調整することを決定することができる。
副作用管理モジュール１３０は、現在の視覚信号および視覚信号に対する調整を決定するためのフィードバックにポリシーまたは規則を適用するポリシーエンジンを用いて構成することができ、または含むことができる。例えば、フィードバックが、視覚信号を受信している患者が閾値を上回る心拍数または脈拍数を有することを示す場合、副作用管理モジュール１３０は、脈拍数が閾値を下回る値、または閾値を下回る第２の閾値を下回る値に安定するまでパルス列をオフにすることができる。
ＮＳＳ１０５は、少なくとも１つのフィードバックモニタ１３５を含むか、それにアクセスするか、インターフェースするか、さもなければそれと通信することができる。フィードバックモニタは、フィードバック構成要素１６０からフィードバック情報を受信するように設計および構築することができる。フィードバック構成要素１６０は、例えばフィードバックセンサ６０５、例えば、温度センサ、心拍数または脈拍数モニタ、生理学的センサ、周囲光センサ、周囲温度センサ、アクティグラフィを介した睡眠状態、血圧モニタ、呼吸数モニタ、脳波センサ、ＥＥＧプローブ、人間の目の前部と後部との間に存在する角膜網膜定在電位を測定するように構成された眼電図（「ＥＯＧ」）プローブ、加速度計、ジャイロスコープ、動き検出器、近接センサ、カメラ、マイクロフォン、または光検出器を含むことができる。
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス５００は、図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、フィードバック構成要素１６０またはフィードバックセンサ６０５を含むことができる。例えば、タブレット５００のフィードバックセンサは、光源３０５を見ている人の画像をキャプチャすることができる前向きカメラを含むことができる。
図６Ａは、フレーム４００に設けられた１つ以上のフィードバックセンサ６０５を示す。
いくつかの実施形態では、フレーム４００は、ブリッジ４２０またはアイワイヤ４１５の一部などのフレームの一部に設けられた単一または複数のフィードバックセンサ６０５を含むことができる。フィードバックセンサ６０５は、光源３０５を備えるか、またはそれに結合することができる。フィードバックセンサ６０５は、光源３０５から分離することができる。
フィードバックセンサ６０５は、ＮＳＳ１０５と対話または通信することができる。例えば、フィードバックセンサ６０５は、検出されたフィードバック情報またはデータをＮＳＳ１０５（例えば、フィードバックモニタ１３５）に伝えることができる。フィードバックセンサ６０５は、例えば、フィードバックセンサ６０５が検出または感知または通知のときに、リアルタイムでＮＳＳ１０５にデータを伝えることができる。フィードバックセンサ６０５は、１分、２分、５分、１０分、１時間、２時間、４時間、１２時間、または２４時間などの時間間隔に基づいてフィードバック情報をＮＳＳ１０５に伝えることができる。フィードバックセンサ６０５は、フィードバック測定値が閾値を超える、または閾値を下回るなどの条件またはイベントに応答して、フィードバック情報をＮＳＳ１０５に提供することができる。フィードバックセンサ６０５は、フィードバックパラメータの変化に応答してフィードバック情報を伝えることができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、情報を求めてフィードバックセンサ６０５にｐｉｎｇ、問い合わせ、または要求を送信することができ、フィードバックセンサ６０５は、ｐｉｎｇ、要求、または問い合わせに応答してフィードバック情報を伝えることができる。
図６Ｂは、人の頭部、頭部の上、または頭部の近くに置いたまたは配置されたフィードバックセンサ６０５を示す。フィードバックセンサ６０５は、例えば、脳波活動を検出するＥＥＧプローブを含むことができる。
フィードバックモニタ１３５は、１つまたは複数のフィードバックセンサ６０５からのフィードバック情報を検出、受信、取得、さもなければ識別することができる。フィードバックモニタ１３５は、さらなる処理または記憶のために、フィードバック情報をＮＳＳ１０５の１つまたは複数の構成要素に提供することができる。例えば、プロファイルマネージャ１２５は、フィードバック情報を用いてデータリポジトリ１４０に格納されたプロファイルデータ構造１４５を更新することができる。プロファイルマネージャ１２５は、フィードバック情報を、視覚的脳刺激を受けている患者または人の識別子、ならびにフィードバック情報の受信または検出に対応するタイムスタンプおよび日付スタンプと関連付けることができる。
フィードバックモニタ１３５は、注意のレベルを判定することができる。注意のレベルは、脳刺激に使用される光パルスに設けられる焦点を指すことができる。フィードバックモニタ１３５は、様々なハードウェアおよびソフトウェア技術を使用して注意のレベルを判定することができる。フィードバックモニタ１３５は、注意のレベル（例えば、１が低い注意であり、１０が高い注意である１から１０、またはその逆、１が低い注意であり、１００が高い注意である１から１００、またはその逆、０が低い注意であり、１が高い注意である０から１、またはその逆）にスコアを割り当てることができ、注意のレベル（例えば、低、中、高）を分類することができ、注意を等級付けする（例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、またはＦ）ことができ、さもなければ注意のレベルの指示を与えることができる。
場合によっては、フィードバックモニタ１３５は、注意のレベルを識別するために人の眼球運動を追跡することができる。フィードバックモニタ１３５は、アイトラッカーを含むフィードバック構成要素１６０とインターフェースすることができる。フィードバックモニタ１３５（例えば、フィードバック構成要素１６０を介して）は、人の眼球運動を検出および記録し、記録された眼球運動を分析して、注意スパンまたは注意のレベルを決定することができる。フィードバックモニタ１３５は、隠れた注意に関連する情報を示し、または伝えることができる視線を測定することができる。例えば、フィードバックモニタ１３５（例えば、フィードバック構成要素１６０を介して）は、眼電図（「ＥＯＧ」）で構成して、眼の周りの皮膚電位を測定することができ、眼が頭部に対して向いている方向を示すことができる。いくつかの実施形態では、ＥＯＧは、頭部に対する眼の方向を決定するために頭部が動かないように頭部を安定させるためのシステムまたはデバイスを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＥＯＧは、頭部の位置を決定し、次いで頭部に対する眼の方向を決定するために、ヘッドトラッカーシステムを含むかまたはそれとインターフェースすることができる。
いくつかの実施形態では、フィードバックモニタ１３５およびフィードバック構成要素１６０は、瞳孔または角膜反射のビデオ検出を使用して眼球または眼球運動の方向を決定または追跡することができる。例えば、フィードバック構成要素１６０は、１つまたは複数のカメラまたはビデオカメラを含むことができる。フィードバック構成要素１６０は、眼に向かって光パルスを送る赤外線源を含むことができる。光は、眼によって反射され得る。フィードバック構成要素１６０は、反射の位置を検出することができる。フィードバック構成要素１６０は、反射の位置を捉えるまたは記録することができる。フィードバック構成要素１６０は、反射に対して画像処理を実行して、眼の方向または眼の視線の方向を判定または計算することができる。
フィードバックモニタ１３５は、眼の方向または動きを、同一人物の過去の眼の方向または動き、公の眼の動き、または他の過去の眼の動き情報と比較して、注意のレベルを判定することができる。例えば、パルス列の間に眼が光パルスに焦点を合わせている場合、フィードバックモニタ１３５は、注意のレベルが高いと判断することができる。フィードバックモニタ１３５が、眼がパルス列の２５％の間パルス列から離れたと判定した場合、フィードバックモニタ１３５は、注意のレベルが中程度であると判定することができる。フィードバックモニタ１３５が、眼球運動がパルス列の５０％を超えて発生した、または眼がパルス列に５０％を超えて集中しなかったと判定した場合、フィードバックモニタ１３５は、注意のレベルが低いと判定することができる。
いくつかの実施形態では、システム１００は、光源から放射される光のスペクトル範囲を制御するためのフィルタ（例えば、フィルタリング構成要素１５５）を含むことができる。いくつかの実施形態において、光源は、放射される光に影響を及ぼす光反応性材料、例えば、偏光子、フィルタ、プリズムもしくはフォトクロミック材料、またはエレクトロクロミックガラスもしくはプラスチックを含む。フィルタリング構成要素１５５は、不要周波数フィルタリングモジュール１２０からの命令を受信して、光の１つまたは複数の周波数を遮断または減衰させることができる。
フィルタリング構成要素１５５は、特定の波長または色の範囲の光を選択的に透過することができる一方で、波長または色の１つまたは複数の他の範囲を遮断することができる光学フィルタを含むことができる。光学フィルタは、ある波長範囲で入射する光波の大きさまたは位相を変更することができる。光学フィルタは、吸収フィルタ、または干渉もしくはダイクロイックフィルタを含むことができる。吸収フィルタは、光波の電磁エネルギーを吸収器の内部エネルギー（例えば、熱エネルギー）に変換するために、光子のエネルギーを取り込むことができる。媒体を伝搬する光波の一部の光子の吸収による強度の低下は、減衰と呼ぶことができる。
干渉フィルタまたはダイクロイックフィルタは、光の１つまたは複数のスペクトル帯域を反射し、光の他のスペクトル帯域を透過する光学フィルタを含むことができる。干渉フィルタまたはダイクロイックフィルタは、１つまたは複数の波長に対してほぼ０の吸収係数を有することができる。干渉フィルタは、高域通過、低域通過、帯域通過、または帯域阻止とすることができる。干渉フィルタは、異なる屈折率を有する誘電材料または金属材料の１つまたは複数の薄層を含むことができる。
例示的な実施態様では、ＮＳＳ１０５は、視覚信号伝達構成要素１５０、フィルタリング構成要素１５５、およびフィードバック構成要素１６０とインターフェースすることができる。視覚信号伝達構成要素１５０は、ガラスフレーム４００および１つまたは複数の光源３０５などのハードウェアまたはデバイスを含むことができる。フィルタリング構成要素１５５は、フィードバックセンサ６０５などのハードウェアまたはデバイスを含むことができる。フィルタリング構成要素１５５は、偏光レンズ、シャッタ、エレクトロクロミック材料またはフォトクロミック材料などのハードウェア、材料または化学物質を含むことができる。
コンピューティング環境
図７Ａおよび７Ｂは、コンピューティングデバイス７００のブロック図を示す。図７Ａおよび図７Ｂに示すように、各コンピューティングデバイス７００は、中央処理ユニット７２１と、主要メモリユニット７２２とを含む。図７Ａに示すように、コンピューティングデバイス７００は、記憶デバイス７２８、インストールデバイス７１６、ネットワークインターフェース７１８、Ｉ／Ｏコントローラ７２３、表示デバイス７２４ａ～７２４ｎ、キーボード７２６、および例えばマウスなどのポインティングデバイス７２７を含むことができる。記憶デバイス７２８は、限定はしないが、神経刺激システム（「ＮＳＳ」）７０１のオペレーティングシステム、ソフトウェア、およびソフトウェアを含むことができる。ＮＳＳ７０１は、ＮＳＳ１０５、ＮＳＳ９０５、またはＮＳＯＳ１６０５のうちの１つまたは複数を含むか、または参照することができる。図７Ｂに示すように、各コンピューティングデバイス７００はまた、追加の任意選択の要素、例えば、メモリポート７０３、ブリッジ７７０、１つまたは複数の入出力デバイス７３０ａ～７３０ｎ（概して参照符号７３０を使用して参照される）、および中央処理ユニット７２１と通信するキャッシュメモリ７４０を含むことができる。
中央処理ユニット７２１は、主要メモリユニット７２２からフェッチされた命令に応答してこれを処理する任意の論理回路である。多くの実施形態において、中央処理ユニット７２１は、マイクロプロセッサユニット、例えば、カリフォルニア州マウンテンビュー所在のインテル社製のマイクロプロセッサユニット、イリノイ州シャンバーグのモトローラ社製のマイクロプロセッサユニット、カリフォルニア州サンタクララのＮｖｉｄｉａ製のＡＲＭプロセッサ（例えば、ＡＲＭ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ由来のものであり、ＳＴ、ＴＩ、ＡＴＭＥＬなどによって製造されている）およびＴＥＧＲＡシステムオンチップ（ＳｏＣ）、ＰＯＷＥＲ ７プロセッサ、ニューヨーク州ホワイトプレーンズのＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓによって製造されたもの、またはカリフォルニア州サニーベールのアドバンスト・マイクロ・デバイシズ製のもの、またはカリフォルニア州サンノゼのＡｌｔｅｒａ、カリフォルニア州インテルコーポレーション、Ｘｌｉｎｉｘ、またはカリフォルニア州アリソビエホのＭｉｃｒｏＳｅｍｉなどのフィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）によって提供される。コンピューティングデバイス７００は、これらのプロセッサのいずれか、または本明細書で説明するように動作することができる任意の他のプロセッサに基づくことができる。中央処理ユニット７２１は、命令レベルの並列性、スレッドレベルの並列性、異なるレベルのキャッシュ、およびマルチコアプロセッサを利用することができる。マルチコアプロセッサは、単一のコンピューティング構成要素に２つ以上の処理ユニットを含むことができる。マルチコアプロセッサの例には、ＡＭＤ ＰＨＥＮＯＭ ＩＩＸ２、ＩＮＴＥＬ ＣＯＲＥ ｉ ５およびＩＮＴＥＬ ＣＯＲＥ ｉ７が含まれる。
主要メモリユニット７２２は、データを記憶し、任意の記憶場所がマイクロプロセッサ７２１によって直接アクセスされることを可能にすることができる１つまたは複数のメモリチップを含むことができる。主要メモリユニット７２２は、揮発性であり、記憶装置７２８のメモリよりも高速であり得る。主要メモリユニット７２２は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、またはスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、Ｂｕｒｓｔ ＳＲＡＭもしくはＳｙｎｃｈＢｕｒｓｔ ＳＲＡＭ（ＢＳＲＡＭ）、高速ページモードＤＲＡＭ（ＦＰＭ ＤＲＡＭ）、拡張ＤＲＡＭ（ＥＤＲＡＭ）、拡張データ出力ＲＡＭ（ＥＤＯ ＲＡＭ）、拡張データ出力ＤＲＡＭ（ＥＤＯ ＤＲＡＭ）、バースト拡張データ出力ＤＲＡＭ（ＢＥＤＯ ＤＲＡＭ）、シングルデータレート同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲ ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、ダイレクトラムバスＤＲＡＭ（ＤＲＤＲＡＭ）、もしくはエクストリームデータレートＤＲＡＭ（ＸＤＲ ＤＲＡＭ）を含む任意の変形であり得る。いくつかの実施形態では、主要メモリ７２２または記憶装置７２８は不揮発性であってもよく、例えば、不揮発性読み出しアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、フラッシュメモリ不揮発性スタティックＲＡＭ（ｎｖＳＲＡＭ）、強誘電体ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ）、磁気抵抗ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、相変化メモリ（ＰＲＡＭ）、導電性架橋ＲＡＭ（ＣＢＲＡＭ）、シリコン酸化膜窒化膜酸化膜シリコン（ＳＯＮＯＳ）、抵抗ＲＡＭ（ＲＲＡＭ）、レーストラック、ナノＲＡＭ（ＮＲＡＭ）、またはミリピードメモリがある。主要メモリ７２２は、上述のメモリチップのいずれか、または本明細書で説明されるように動作することができる任意の他の利用可能なメモリチップに基づくことができる。図７Ａに示す実施形態では、プロセッサ７２１は、システムバス７５０（以下でより詳細に説明する）を介して主要メモリ７２２と通信する。図７Ｂは、プロセッサがメモリポート７０３を介して主要メモリ７２２と直接通信するコンピューティングデバイス７００の実施形態を示す。例えば、図７Ｂでは、主要メモリ７２２はＤＲＤＲＡＭとすることができる。
図７Ｂは、主要プロセッサ７２１が、裏面バスと呼ばれることもある二次バスを介してキャッシュメモリ７４０と直接通信する実施形態を示す。他の実施形態では、主要プロセッサ７２１は、システムバス７５０を使用してキャッシュメモリ７４０と通信する。キャッシュメモリ７４０は、典型的には、主要メモリ７２２よりも速い応答時間を有し、典型的には、ＳＲＡＭ、ＢＳＲＡＭ、またはＥＤＲＡＭによって提供される。図７Ｂに示す実施形態では、プロセッサ７２１は、ローカルシステムバス７５０を介して様々なＩ／Ｏデバイス７３０と通信する。中央処理ユニット７２１を、Ｉ／Ｏデバイス７３０のいずれかに接続するために、様々なバスを使用することができ、ＰＣＩバス、ＰＣＩ－Ｘバス、またはＰＣＩ－Ｅｘｐｒｅｓｓバス、またはＮｕＢｕｓを含む。Ｉ／Ｏデバイスがビデオディスプレイ７２４である実施形態の場合、プロセッサ７２１は、アドバンスト・グラフィクス・ポート（ＡＧＰ）を使用して、ディスプレイ７２４またはディスプレイ７２４用のＩ／Ｏコントローラ７２３と通信することができる。図７Ｂは、主要プロセッサ７２１が、ＨＹＰＥＲＴＲＡＮＳＰＯＲＴ、ＲＡＰＩＤＩＯ、またはＩＮＦＩＮＩＢＡＮＤ通信技術を介してＩ／Ｏデバイス７３０ｂまたは他のプロセッサ７２１’と直接通信するコンピュータ７００の実施形態を示す。図７Ｂはまた、ローカルバスおよび直接的な通信が混在する実施形態を示し、プロセッサ７２１は、Ｉ／Ｏデバイス７３０ｂと直接通信しながらローカル相互接続バスを使用してＩ／Ｏデバイス７３０ａと通信する。
多種多様なＩ／Ｏデバイス７３０ａ～７３０ｎがコンピューティングデバイス７００に存在することができる。入力デバイスは、キーボード、マウス、トラックパッド、トラックボール、タッチパッド、タッチマウス、マルチタッチパッドおよびタッチマウス、マイクロフォン（アナログまたはＭＥＭＳ）、マルチアレイマイクロフォン、描画タブレット、カメラ、一眼レフカメラ（ＳＬＲ）、デジタルＳＬＲ（ＤＳＬＲ）、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤ、加速度計、慣性測定ユニット、赤外線光学センサ、圧力センサ、磁力計センサ、角速度センサ、深度センサ、近接センサ、周囲光センサ、ジャイロセンサ、または他のセンサを含むことができる。出力デバイスは、ビデオディスプレイ、グラフィカルディスプレイ、スピーカ、ヘッドホン、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ、および３Ｄプリンタを含むことができる。
デバイス７３０ａ～７３０ｎは、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＫＩＮＥＣＴ、ＷＩＩ用のＮｉｎｔｅｎｄｏ Ｗｉｉｍｏｔｅ、Ｎｉｎｔｅｎｄｏ ＷＩＩ Ｕ ＧＡＭＥＰＡＤ、またはＡｐｐｌｅ ＩＰＨＯＮＥを含む複数の入力または出力デバイスの組み合わせを含むことができる。いくつかのデバイス７３０ａ～７３０ｎは、入力および出力のいくつかを組み合わせることによってジェスチャ認識入力を可能にする。いくつかのデバイス７３０ａ～７３０ｎは、認証および他のコマンドを含む異なる目的のための入力として利用することができる顔認識をもたらす。いくつかのデバイス７３０ａ～７３０ｎは、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＫＩＮＥＣＴ、ＡｐｐｌｅによるＩＰＨＯＮＥのＳＩＲＩ、Ｇｏｏｇｌｅ Ｎｏｗ、またはＧｏｏｇｌｅ Ｖｏｉｃｅ Ｓｅａｒｃｈを含む音声認識および入力をもたらす。
追加のデバイス７３０ａ～７３０ｎは、例えば、触覚フィードバックデバイス、タッチスクリーンディスプレイ、またはマルチタッチディスプレイを含む入力および出力機能の両方を有する。タッチスクリーン、マルチタッチディスプレイ、タッチパッド、タッチマウス、または他のタッチ感知デバイスは、例えば、容量性、表面容量性、投影型容量性タッチ（ＰＣＴ）、インセル容量性、抵抗性、赤外線、導波路、分散型信号タッチ（ＤＳＴ）、インセル光学、表面音響波（ＳＡＷ）、曲げ波タッチ（ＢＷＴ）、または力ベースの感知技術を含む、タッチを感知するための異なる技術を使用することができる。いくつかのマルチタッチデバイスは、表面との２つ以上の接触点を可能にすることができ、例えば、ピンチ、拡散、回転、スクロール、または他のジェスチャを含む高度な機能を可能にする。例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＰＩＸＥＬＳＥＮＳＥまたはＭｕｌｔｉ－Ｔｏｕｃｈ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎ Ｗａｌｌを含むいくつかのタッチスクリーンデバイスは、テーブルトップまたは壁などのより大きな表面を有することができ、また他の電子デバイスと相互作用することもできる。いくつかのＩ／Ｏデバイス７３０ａ～７３０ｎ、表示デバイス７２４ａ～７２４ｎまたはデバイス群は、拡張現実デバイスであり得る。Ｉ／Ｏデバイスは、図７Ａに示すように、Ｉ／Ｏコントローラ７２１によって制御することができる。Ｉ／Ｏコントローラ７２１は、例えばキーボード１２６および例えばマウスまたは光学ペンなどのポインティングデバイス７２７などの１つ以上のＩ／Ｏデバイスを制御することができる。さらに、Ｉ／Ｏデバイスは、コンピューティングデバイス７００に記憶および／またはインストール媒体１１６を設けることもできる。さらに他の実施形態では、コンピューティングデバイス７００は、ハンドヘルドＵＳＢ記憶デバイスを受け入れるためのＵＳＢ接続（図示せず）を設けることができる。さらなる実施形態では、Ｉ／Ｏデバイス７３０は、システムバス７５０と外部通信バス、例えば、ＵＳＢバス、ＳＣＳＩバス、ＦｉｒｅＷｉｒｅバス、イーサネットバス、ギガビットイーサネットバス、ファイバチャネルバス、またはＴｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔバスとの間のブリッジとすることができる。
いくつかの実施形態では、表示デバイス７２４ａ～７２４ｎは、Ｉ／Ｏコントローラ７２１に接続することができる。表示デバイスは、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜トランジスタＬＣＤ（ＴＦＴ－ＬＣＤ）、青色相ＬＣＤ、電子ペーパー（ｅ－ｉｎｋ）ディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）、デジタル光処理（ＤＬＰ）ディスプレイ、液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）ディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、アクティブマトリクス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、液晶レーザディスプレイ、時間多重光シャッタ（ＴＭＯＳ）ディスプレイ、または３Ｄディスプレイを含むことができる。３Ｄディスプレイの例は、例えば、立体視、偏光フィルタ、アクティブシャッタ、または自動実体視を使用することができる。表示デバイス７２４ａ～７２４ｎは、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）であってもよい。いくつかの実施形態では、表示デバイス７２４ａ～７２４ｎまたは対応するＩ／Ｏコントローラ７２３は、ＯＰＥＮＧＬもしくはＤＩＲＥＣＴＸ ＡＰＩまたは他のグラフィックスライブラリを介して制御されるか、またはそれらのハードウェアサポートを有することができる。
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス７００は、各々が同じまたは異なるタイプおよび／または形態であり得る複数の表示デバイス７２４ａ～７２４ｎを含むかまたはそれらに接続することができる。このように、Ｉ／Ｏデバイス７３０ａ～７３０ｎおよび／またはＩ／Ｏコントローラ７２３のいずれかは、コンピューティングデバイス７００による複数の表示デバイス７２４ａ～７２４ｎの接続および使用をサポート、有効化、またはもたらすために、任意のタイプおよび／または形態の適切なハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせを含むことができる。例えば、コンピューティングデバイス７００は、表示デバイス７２４ａ～７２４ｎをインターフェース、通信、接続、さもなければ使用するための任意のタイプおよび／または形態のビデオアダプタ、ビデオカード、ドライバ、および／またはライブラリを含むことができる。一実施形態では、ビデオアダプタは、複数の表示デバイス７２４ａ～７２４ｎにインターフェースするための複数のコネクタを含むことができる。他の実施形態では、コンピューティングデバイス７００は、複数のビデオアダプタを含むことができ、各ビデオアダプタは、表示デバイス７２４ａ～７２４ｎのうちの１つまたは複数に接続される。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス７００のオペレーティングシステムの任意の部分は、複数のディスプレイ７２４ａ～７２４ｎを使用するように構成することができる。他の実施形態では、表示デバイス７２４ａ～７２４ｎのうちの１つ以上は、ネットワーク１４０を介して、コンピューティングデバイス７００に接続された１つ以上の他のコンピューティングデバイス７００ａまたは７００ｂによって設けることができる。いくつかの実施形態では、ソフトウェアは、別のコンピュータの表示デバイスをコンピューティングデバイス７００のための第２の表示デバイス７２４ａとして使用するように、設計および構築することができる。例えば、一実施形態では、Ａｐｐｌｅ ｉＰａｄはコンピューティングデバイス７００に接続し、デバイス７００のディスプレイを拡張デスクトップとして使用できる追加のディスプレイ画面として使用することができる。
再び図７Ａを参照すると、コンピューティングデバイス７００は、オペレーティングシステムまたは他の関連ソフトウェアを記憶し、ＮＳＳ用のソフトウェアに関連する任意のプログラムなどのアプリケーションソフトウェアプログラムを記憶するための記憶デバイス７２８（例えば、１つまたは複数のハードディスクドライブまたは独立ディスクの重複するアレイ）を備えることができる。記憶デバイス７２８の例は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブ、またはＢＬＵ－ＲＡＹドライブを含む光学ドライブ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ＵＳＢフラッシュドライブ、またはデータを記憶するために適した任意の他のデバイスを含む。いくつかの記憶デバイスは、例えば、ハードディスクをソリッドステートキャッシュと組み合わせるソリッドステートハイブリッドドライブを含む、複数の揮発性および不揮発性メモリを含むことができる。一部の記憶デバイス７２８は、不揮発性、可変、または読み取り専用であり得る。一部の記憶デバイス７２８は内部にあり、バス７５０を介してコンピューティングデバイス７００に接続することができる。一部の記憶デバイス７２８は外部にあって、外部バスを備えるＩ／Ｏデバイス７３０を介してコンピューティングデバイス７００に接続し得る。いくつかの記憶デバイス７２８は、例えばＡｐｐｌｅによるＭＡＣＢＯＯＫ ＡＩＲ用リモートディスクを含むネットワークを介して、ネットワークインターフェース７１８を介してコンピューティングデバイス７００に接続することができる。一部のクライアントデバイス７００は、不揮発性記憶デバイス７２８を必要とせず、シンクライアントまたはゼロクライアント２０２であってもよい。一部の記憶デバイス７２８はまた、インストールデバイス７１６として使用することもでき、ソフトウェアおよびプログラムをインストールするために適し得る。さらに、オペレーティングシステムおよびソフトウェアは、ブート可能媒体、例えば、ｋｎｏｐｐｉｘ．ｎｅｔからＧＮＵ／Ｌｉｎｕｘ配信として入手可能なＧＮＵ／Ｌｉｎｕｘ用のブート可能ＣＤ、ＫＮＯＰＰＩＸなどのブート可能ＣＤから実行することができる。
コンピューティングデバイス７００はまた、アプリケーション配信プラットフォームからソフトウェアまたはアプリケーションをインストールすることもできる。アプリケーション配信プラットフォームの例には、Ａｐｐｌｅ，Ｉｎｃ．が提供するｉＯＳ用Ａｐｐ Ｓｔｏｒｅ、Ａｐｐｌｅ，Ｉｎｃ．が提供するＭａｃ Ａｐｐ Ｓｔｏｒｅ、Ｇｏｏｇｌｅ Ｉｎｃ．が提供するＡｎｄｒｏｉｄ ＯＳ用Ｇｏｏｇｌｅ ＰＬＡＹ、Ｇｏｏｇｌｅ Ｉｎｃ．が提供するＣＨＲＯＭＥ ＯＳ用Ｃｈｒｏｍｅ Ｗｅｂｓｔｏｒｅ、Ａｍａｚｏｎ．ｃｏｍ，Ｉｎｃ．が提供するＡｎｄｒｏｉｄ ＯＳ用Ａｍａｚｏｎ ＡｐｐｓｔｏｒｅおよびＫＩＮＤＬＥ ＦＩＲＥが含まれる。
さらに、コンピューティングデバイス７００は、標準電話回線ＬＡＮまたはＷＡＮリンク（例えば、８０２．１１、Ｔ１、Ｔ３、ギガビットイーサネット、Ｉｎｆｉｎｉｂａｎｄ）、ブロードバンド接続（例えば、ＩＳＤＮ、Ｆｒａｍｅ Ｒｅｌａｙ、ＡＴＭ、Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ－ｏｖｅｒ－ＳＯＮＥＴ、ＡＤＳＬ、ＶＤＳＬ、ＢＰＯＮ、ＧＰＯＮ、ＦｉＯＳを含む光ファイバ）、無線接続、または上記のいずれかまたはすべてのいくつかの組み合わせを含むがこれらに限定されない、様々な接続を介してネットワーク１４０にインターフェースするためのネットワークインターフェース７１８を含むことができる。接続は、様々な通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＡＲＣＮＥＴ、ＳＯＮＥＴ、ＳＤＨ、ファイバ分散データインターフェース（ＦＤＤＩ）、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＷｉＭａｘ、および直接非同期接続）を使用して確立することができる。一実施形態では、コンピューティングデバイス７００は、任意のタイプおよび／または形態のゲートウェイまたはトンネリングプロトコル、例えば、セキュア・ソケット・レイヤ（ＳＳＬ）もしくはトランスポート・レイヤ・セキュリティ（ＴＬＳ）、またはＦｔ．ローダーデール、フロリダ州のシトリックス・システムズ社によって製造されたシトリックス・ゲートウェイ・プロトコルを介して他のコンピューティングデバイス７００’と通信する。ネットワークインターフェース１１８は、内蔵型ネットワークアダプタ、ネットワークインターフェースカード、ＰＣＭＣＩＡネットワークカード、ＥＸＰＲＥＳＳＣＡＲＤネットワークカード、カードバスネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、ＵＳＢネットワークアダプタ、モデム、またはコンピューティングデバイス７００を通信および本明細書に記載の動作を実行することができる任意の種類のネットワークにインターフェース接続するために適した任意の他のデバイスを含むことができる。
図７Ａに示す種類のコンピューティングデバイス７００は、タスクのスケジューリングおよびシステムリソースへのアクセスを制御するオペレーティングシステムの制御下で動作することができる。コンピューティングデバイス７００は、任意のバージョンのＭＩＣＲＯＳＯＦＴ ＷＩＮＤＯＷＳオペレーティングシステム、異なるリリースのＵｎｉｘおよびＬｉｎｕｘオペレーティングシステム、Ｍａｃｉｎｔｏｓｈコンピュータ用の任意のバージョンのＭＡＣ ＯＳ、任意の組み込みオペレーティングシステム、任意のリアルタイムオペレーティングシステム、任意のオープンソースのオペレーティングシステム、任意の独自仕様のオペレーティングシステム、モバイルコンピューティングデバイス用の任意のオペレーティングシステム、またはコンピューティングデバイスで動作し本明細書に記載の動作を実行することが可能な任意の他のオペレーティングシステムなどの、任意のオペレーティングシステムを実行することができる。典型的なオペレーティングシステムには、それだけに限らないが、いずれもワシントン州レドモンド所在のマイクロソフト社が製造するＷＩＮＤＯＷＳ７０００、ＷＩＮＤＯＷＳ Ｓｅｒｖｅｒ２０１２、ＷＩＮＤＯＷＳ ＣＥ、ＷＩＮＤＯＷＳ Ｐｈｏｎｅ、ＷＩＮＤＯＷＳ ＸＰ、ＷＩＮＤＯＷＳ ＶＩＳＴＡおよびＷＩＮＤＯＷＳ７、ＷＩＮＤＯＷＳ ＲＴおよびＷＩＮＤＯＷＳ８、カリフォルニア州クパチーノのＡｐｐｌｅ，Ｉｎｃ．製のＭＡＣ ＯＳおよびｉＯＳ、；ならびに、英国ロンドンのカノニカル社が配信するＬｉｎｕｘ Ｍｉｎｔ配信（「ｄｉｓｔｒｏ」）またはＵｂｕｎｔｕなどの無料で入手可能なオペレーティングシステム、またはＵｎｉｘまたは他のＵｎｉｘ様の派生したオペレーティングシステム、およびカリフォルニア州マウンテンビューのＧｏｏｇｌｅが設計したＡｎｄｒｏｉｄなどが含まれる。例えばＧｏｏｇｌｅによるＣＨＲＯＭＥ ＯＳを含むいくつかのオペレーティングシステムは、例えばＣＨＲＯＭＥＢＯＯＫＳを含む０クライアントまたはシンクライアントで使用することができる。
コンピュータシステム７００は、任意のワークステーション、電話、デスクトップコンピュータ、ラップトップまたはノートブックコンピュータ、ネットブック、ＵＬＴＲＡＢＯＯＫ、タブレット、サーバ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯電話、スマートフォンまたは他のポータブル電気通信デバイス、メディア再生デバイス、ゲームシステム、モバイルコンピューティングデバイス、または通信可能な任意の他のタイプおよび／または形態のコンピューティング、電気通信またはメディアデバイスであり得る。コンピュータシステム７００は、本明細書に記載の動作を実行するために十分なプロセッサの電力およびメモリ容量を有する。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス７００は、デバイスと一致する異なるプロセッサ、オペレーティングシステム、および入力デバイスを有することができる。例えば、Ｓａｍｓｕｎｇ ＧＡＬＡＸＹスマートフォンは、Ｇｏｏｇｌｅ，Ｉｎｃによって開発されたＡｎｄｒｏｉｄオペレーティングシステムの制御下で動作する。ＧＡＬＡＸＹスマートフォンは、タッチインターフェースを介して入力を受信する。
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス７００はゲームシステムである。例えば、コンピュータシステム７００は、日本の東京のＳｏｎｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されたＰＬＡＹＳＴＡＴＩＯＮ３、またはＰＥＲＳＯＮＡＬ ＰＬＡＹＳＴＡＴＩＯＮ ＰＯＲＴＡＢＬＥ（ＰＳＰ）、またはＰＬＡＹＳＴＡＴＩＯＮ ＶＩＴＡデバイス、日本の京都のＮｉｎｔｅｎｄｏ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．によって製造されたＮＩＮＴＥＮＤＯ ＤＳ、ＮＩＮＴＥＮＤＯ３ＤＳ、ＮＩＮＴＥＮＤＯ ＷＩＩ、もしくはＮＩＮＴＥＮＤＯ ＷＩＩ Ｕデバイス、またはワシントン州レドモンドのＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されたＸＢＯＸ３６０デバイス、またはカリフォルニア州メンロパークのＯＣＵＬＵＳ ＶＲ，ＬＬＣによって製造されたＯＣＵＬＵＳ ＲＩＦＴもしくはＯＣＵＬＵＳ ＶＲデバイスを含むことができる。
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス７００は、カリフォルニア州クパチーノのＡｐｐｌｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒによって製造された、Ａｐｐｌｅ ＩＰＯＤ、ＩＰＯＤ Ｔｏｕｃｈ、およびＩＰＯＤ ＮＡＮＯデバイスラインなどのデジタルオーディオプレーヤである。いくつかのデジタルオーディオプレーヤは、例えば、ゲームシステム、またはデジタルアプリケーション配信プラットフォームからのアプリケーションによって利用可能にされる任意の機能を含む、他の機能を有することができる。例えば、ＩＰＯＤ ＴｏｕｃｈはＡｐｐｌｅ Ａｐｐ Ｓｔｏｒｅにアクセスできる。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス７００は、ＭＰ３、ＷＡＶ、Ｍ４Ａ／ＡＡＣ、ＷＭＡ Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ＡＡＣ、ＡＩＦＦ、Ａｕｄｉｂｌｅ ａｕｄｉｏｂｏｏｋ、Ａｐｐｌｅ Ｌｏｓｓｌｅｓｓオーディオファイルフォーマット、および．ｍｏｖ、．ｍ４ｖ、および．ｍｐ４ＭＰＥＧ－４（Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ－４ ＡＶＣ方式）ビデオファイルフォーマットを含むがこれらに限定されないファイルフォーマットをサポートするポータブルメディアプレーヤまたはデジタルオーディオプレーヤである。
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス７００は、タブレット、例えばＡｐｐｌｅのＩＰＡＤデバイスライン、ＳａｍｓｕｎｇのＧＡＬＡＸＹ ＴＡＢファミリーのデバイス、またはワシントン州シアトルのＡｍａｚｏｎ．ｃｏｍ，ＩｎｃのＫＩＮＤＬＥ ＦＩＲＥである。他の実施形態では、コンピューティングデバイス７００は、ｅＢｏｏｋリーダ、例えば、Ａｍａｚｏｎ．ｃｏｍによるＫＩＮＤＬＥデバイスファミリ、またはニューヨーク州ニューヨークシティのＢａｒｎｅｓ＆Ｎｏｂｌｅ，ＩｎｃによるＮＯＯＫデバイスファミリである。
いくつかの実施形態では、通信デバイス７００は、デバイスの組み合わせ、例えば、デジタルオーディオプレーヤまたはポータブルメディアプレーヤと組み合わせられたスマートフォンを含む。例えば、これらの実施形態のうちの１つは、スマートフォン、例えば、Ａｐｐｌｅ，Ｉｎｃ．によって製造されたスマートフォンのＩＰＨＯＮＥファミリー、Ｓａｍｓｕｎｇ，Ｉｎｃ製のスマートフォンのＳａｍｓｕｎｇ ＧＡＬＡＸＹファミリー、またはスマートフォンのＭｏｔｏｒｏｌａ ＤＲＯＩＤファミリーである。さらに別の実施形態では、通信デバイス７００は、ウェブブラウザおよびマイクロフォンおよびスピーカシステム、例えば電話用ヘッドセットを備えたラップトップまたはデスクトップコンピュータである。これらの実施形態では、通信デバイス７００はウェブ対応であり、電話を受信および開始することができる。いくつかの実施形態では、ラップトップまたはデスクトップコンピュータはまた、ビデオチャットおよびビデオ通話を可能にするウェブカメラまたは他のビデオキャプチャデバイスを装備する。
いくつかの実施形態では、ネットワーク内の１つまたは複数のマシン７００のステータスは、一般にネットワーク管理の一部として監視される。これらの実施形態のうちの１つでは、マシンのステータスは、負荷情報（例えば、マシンのプロセスの数、ＣＰＵおよびメモリの利用率）、ポートの情報（例えば、利用可能な通信ポートの数およびポートアドレス）、またはセッションステータス（例えば、プロセスの持続時間およびタイプ、ならびにプロセスがアクティブであるかアイドルであるか）の識別を含むことができる。これらの実施形態のうちの別の実施形態では、この情報は、複数のメトリックによって識別することができ、複数のメトリックは、負荷の分散、ネットワークトラフィック管理、およびネットワーク障害回復、ならびに本明細書に記載の本解決策の動作の任意の態様における決定に少なくとも部分的に適用することができる。上述した動作環境および構成要素の態様は、本明細書に開示されるシステムおよび方法の文脈において明らかになるであろう。
神経刺激のための方法
図８は、実施形態による視覚的脳同調を行う方法の流れ図である。方法８００は、例えば神経刺激システム（ＮＳＳ）を含む、図１～７Ｂに示す１つまたは複数のシステム、構成要素、モジュールまたは要素によって実行することができる。簡略的な概要で、ＮＳＳは、ブロック８０５で提示する視覚信号を識別することができる。ブロック８１０において、ＮＳＳは、識別された視覚信号を生成および送ることができる。８１５において、ＮＳＳは、神経活性、生理学的活性、環境パラメータ、またはデバイスのパラメータに関連するフィードバックを受信または判定することができる。８２０において、ＮＳＳは、フィードバックに基づいて視覚信号を管理、制御、または調整することができる。
フレームで動作するＮＳＳ
ＮＳＳ１０５は、図４Ａに示すように光源３０５を含むフレーム４００と連携して動作することができる。ＮＳＳ１０５は、図６Ａに示すように、光源３０およびフィードバックセンサ６０５を含むフレーム４００と連携して動作することができる。ＮＳＳ１０５は、図４Ｂに示すように、少なくとも１つのシャッタ４３０を含むフレーム４００と連携して動作することができる。ＮＳＳ１０５は、少なくとも１つのシャッタ４３０およびフィードバックセンサ６０５を含むフレーム４００と連携して動作することができる。
動作中、フレーム４００の使用者は、アイワイヤ４１５が目を取り囲むかまたは実質的に取り囲むように、フレーム４００を頭に装着することができる。場合によっては、使用者は、ガラスフレーム４００が装着されたこと、および使用者が脳波同調を受ける準備ができていることをＮＳＳ１０５に示すことができる。表示は、キーボード７２６、ポインティングデバイス７２７、または他のＩ／Ｏデバイス７３０ａ～ｎなどの入出力インターフェースを介した命令、コマンド、選択、入力、または他の表示を含むことができる。表示は、動きがベースの表示、視覚的表示、または音声ベースの表示とすることができる。例えば、使用者は、使用者が脳波同調を受ける準備ができていることを示す音声コマンドを与えることができる。
場合によっては、フィードバックセンサ６０５は、使用者が脳波同調を受ける準備ができていると判定することができる。フィードバックセンサ６０５は、ガラスフレーム４００が使用者の頭部に配置されたことを検出することができる。ＮＳＳ１０５は、フレーム４００が使用者の頭部に配置されたことを判定するために、モーションデータ、加速度データ、ジャイロスコープデータ、温度データ、または容量性タッチデータを受信することができる。モーションデータなどの受信したデータは、フレーム４００がピックアップされて使用者の頭部に配置されたことを示すことができる。温度データは、フレーム４００の温度またはその付近の温度を測定することができ、フレームが使用者の頭部にあることを示すことができる。場合によっては、フィードバックセンサ６０５は、アイトラッキングを実行して、使用者が光源３０５またはフィードバックセンサ６０５に注目している注意のレベルを判定することができる。ＮＳＳ１０５は、使用者が光源３０５またはフィードバックセンサ６０５に高い注意のレベルを払っていると判定したことに応答して、使用者の準備ができていることを検出することができる。例えば、光源３０５またはフィードバックセンサ６０５の方向を凝視する、注視する、または見ることは、使用者が脳波同調を受ける準備ができているという表示を提示することができる。
したがって、ＮＳＳ１０５は、フレーム４００が装着され、使用者が準備状態にあることを検出または判定することができ、あるいはＮＳＳ１０５は、使用者がフレーム４００を装着し、使用者が脳波同調を受ける準備ができているという表示または確認を使用者から受信することができる。使用者の準備ができていると判定すると、ＮＳＳ１０５は脳波同調プロセスを初期化することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、プロファイルデータ構造１４５にアクセスすることができる。例えば、プロファイルマネージャ１２５は、プロファイルデータ構造１４５に照会して、脳同調処理に使用される外的視覚刺激のための１つまたは複数のパラメータを判定することができる。パラメータは、例えば、視覚刺激の種類、視覚刺激の強度、視覚刺激の周波数、視覚刺激の持続時間、または視覚刺激の波長を含むことができる。プロファイルマネージャ１２５は、プロファイルデータ構造１４５に照会して、以前の視覚刺激セッションなどの脳同調歴の情報を取得することができる。プロファイルマネージャ１２５は、プロファイルデータ構造１４５で検索を実行することができる。プロファイルマネージャ１２５は、使用者の名前、使用者の識別子、位置情報、指紋、生体認証識別子、網膜スキャン、音声認識および認証、または他の識別技術を用いて検索を実行することができる。
ＮＳＳ１０５は、ハードウェア４００に基づいて外的視覚刺激のタイプを決定することができる。ＮＳＳ１０５は、利用可能な光源３０５のタイプに基づいて外的視覚刺激のタイプを決定することができる。例えば、光源３０５が赤色スペクトルの光波を生成する単色ＬＥＤを含む場合、ＮＳＳ１０５は、視覚刺激のタイプが、光源によって伝送された光のパルスを含むと判定することができる。しかし、フレーム４００が能動式の光源３０５を含まず、代わりに、１つまたは複数のシャッタ４３０を含む場合、ＮＳＳ１０５は、光源が、アイワイヤ４１５によって形成された平面を介して使用者の眼に入るときに変調される太陽光または周囲光であると判定することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、過去の脳波同調セッションに基づいて外的視覚刺激のタイプを判定することができる。例えば、プロファイルデータ構造１４５は、視覚信号伝達構成要素１５０のタイプに関する情報で事前構成することができる。
ＮＳＳ１０５は、プロファイルマネージャ１２５を介して、パルス列または周囲光の変調周波数を判定することができる。例えば、ＮＳＳ１０５は、プロファイルデータ構造１４５から、外的視覚刺激の変調周波数が４０Ｈｚに設定されるべきであると判定することができる。視覚刺激の種類に応じて、プロファイルデータ構造１４５は、パルスの長さ、強度、光パルスを形成する光波の波長、またはパルス列の持続時間をさらに示すことができる。
場合によっては、ＮＳＳ１０５は、外的視覚刺激の１つまたは複数のパラメータを判定または調整することができる。例えば、ＮＳＳ１０５（例えば、フィードバック構成要素１６０またはフィードバックセンサ６０５を介して）は、周囲光のレベルまたは量を判定することができる。ＮＳＳ１０５（例えば、光調整モジュール１１５または副作用管理モジュール１３０を介して）は、光パルスの強度または波長を確立、初期化、設定、または調整することができる。例えば、ＮＳＳ１０５は、低レベルの周囲光があると判定することができる。周囲光のレベルが低いため、使用者の瞳孔は拡張され得る。ＮＳＳ１０５は、低レベルの周囲光の検出に基づいて、使用者の瞳孔が拡張している可能性が高いと判断することができる。使用者の瞳孔が開いている可能性が高いと判定したことに応答して、ＮＳＳ１０５は、パルス列の強度のレベルを低く設定することができる。さらに、ＮＳＳ１０５は、より長い波長（例えば、赤色）の光波を用いることができるため、眼への負担を軽減することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、脳波同調プロセス全体を通して周囲光のレベルを監視（例えば、フィードバックモニタ１３５およびフィードバック構成要素１６０を介して）して、光パルスの強度または色を自動的かつ周期的に調整することができる。例えば、高いレベルの周囲光があったときに使用者が脳波同調プロセスを開始した場合、ＮＳＳ１０５は最初に光パルスの強度レベルをより高く設定し、より低い波長（例えば、青色）を有する光波を含む色を使用することができる。しかし、周囲光のレベルが脳波同調プロセス全体にわたって減少するいくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、周囲光の減少を自動的に検出し、検出に応答して、光波の波長を増加させながら強度を調整または低下させることができる。ＮＳＳ１０５は、脳波同調を容易にするべく高いコントラスト比を設けるように光パルスを調整することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５（例えば、フィードバックモニタ１３５およびフィードバック構成要素１６０を介して）は、光波のパラメータを設定または調整するために生理学的条件を監視または測定することができる。例えば、ＮＳＳ１０５は、瞳孔の拡張のレベルを監視または測定して、光波のパラメータを調整または設定することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、光波のパラメータを設定または調整するために、心拍数、脈拍数、血圧、体温、発汗、または脳の活性を監視または測定することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、最低の光波の強度の設定（例えば、光波の低い振幅または光波の高い波長）を有する光パルスを最初に送り、最適な光の強度に達するまでフィードバックを監視しながら強度を徐々に増加させる（例えば、光波の振幅を増加させるか、または光波の波長を減少させる）ように事前構成することができる。最適な光の強度は、失明、発作、心臓発作、片頭痛、または他の不快感などの有害な生理学的副作用のない最高の強度を指すことができる。ＮＳＳ１０５（例えば、副作用管理モジュール１３０を介して）は、生理学的症状を監視して外的視覚刺激の有害な副作用を識別し、それに応じて外的視覚刺激を調整（例えば、光調整モジュール１１５を介して）して有害な副作用を低減または排除することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５（例えば、光調整モジュール１１５を介して）は、注意のレベルに基づいて光波または光パルスのパラメータを調整することができる。例えば、脳波同調プロセスの間に、使用者は、退屈したり、集中力を失ったり、眠りに落ちたり、さもなければ光パルスに注意を払わなくなったりする可能性がある。光パルスに注意を払わないと、脳波同調プロセスの有効性が低下し、光パルスの所望の変調周波数とは異なる周波数で振動するニューロンが生じる可能性がある。
ＮＳＳ１０５は、フィードバックモニタ１３５および１つまたは複数のフィードバック構成要素１６０を使用して、使用者が光パルスに注目している注意のレベルを検出することができる。ＮＳＳ１０５は、アイトラッキングを実行して、網膜または瞳孔の視線方向に基づいて、使用者が光パルスに向けている注意のレベルを判定することができる。ＮＳＳ１０５は、眼球運動を測定して、使用者が光パルスに向けている注意のレベルを判定することができる。ＮＳＳ１０５は、使用者が光パルスに向けている注意のレベルを示す使用者フィードバックを求める調査またはプロンプトを提示することができる。使用者が光パルスに十分な程度の注意を払っていない（例えば、閾値よりも高い眼球運動のレベル、または光源３０５の直接的視野の外側にある視線方向）と判定したことに応答して、光調整モジュール１１５は、使用者の注目を得るために光源のパラメータを変更することができる。例えば、光調整モジュール１１５は、光パルスの強度を増加させ、光パルスの色を調整し、または光パルスの持続時間を変更することができる。光調整モジュール１１５は、光パルスの１つまたは複数のパラメータをランダムに変化させることができる。光調整モジュール１１５は、使用者の注意を取り戻すように構成された注意追求用光シーケンスを開始することができる。例えば、光シーケンスは、光パルスの色または強度の変化を所定の、ランダムな、または仮性のランダムなパターンで含むことができる。注意追求用光シーケンスは、視覚信号伝達構成要素１５０が複数の光源を含む場合、異なる光源を有効または無効にすることができる。したがって、光調整モジュール１１５は、フィードバックモニタ１３５と対話して、使用者が光パルスに提示している注意のレベルを判定し、注意のレベルが閾値を下回った場合に光パルスを調整して使用者の注意を取り戻すことができる。
いくつかの実施形態では、光調整モジュール１１５は、所定の時間間隔（例えば、５分、１０分、１５分、または２０分ごと）で光パルスまたは光波の１つまたは複数のパラメータを変更または調整して、使用者の注意のレベルを回復または維持することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５（例えば、不要周波数フィルタリングモジュール１２０を介して）は、望ましくない視覚的外部刺激をフィルタリング、遮断、減衰、または除去することができる。望ましくない視覚的外部刺激は、例えば、光波の望ましくない変調周波数、望ましくない強度、または望ましくない波長を含み得る。ＮＳＳ１０５は、パルス列の変調周波数が所望の周波数とは異なるかまたは実質的に異なる（例えば、１％、２％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、または２５％超）場合、変調周波数を望ましくないとみなすことができる。
例えば、脳波同調のための所望の変調周波数は、４０Ｈｚであり得る。しかし、２０Ｈｚまたは８０Ｈｚの変調周波数は、脳波同調を妨げる可能性がある。したがって、ＮＳＳ１０５は、２０Ｈｚまたは８０Ｈｚの変調周波数に対応する光パルスまたは光波をフィルタリングすることができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、フィードバック構成要素１６０を介して、２０Ｈｚの望ましくない変調周波数に対応する周囲光源からの光パルスがあることを検出することができる。ＮＳＳ１０５は、望ましくない変調周波数に対応する光パルスの光波の波長をさらに決定することができる。ＮＳＳ１０５は、望ましくない変調周波数に対応する波長をフィルタリングするようにフィルタリング構成要素１５５に命令することができる。例えば、望ましくない変調周波数に対応する波長は、青色に対応することがある。フィルタリング構成要素１５５は、特定の波長または色の範囲の光を選択的に透過することができる一方で、波長または色の１つまたは複数の他の範囲を遮断することができる光学フィルタを含むことができる。光学フィルタは、ある波長範囲で入射する光波の大きさまたは位相を変更することができる。例えば、光学フィルタは、望ましくない変調周波数に対応する青色の光波を遮断、反射、または減衰するように構成することができる。光調整モジュール１１５は、所望の変調周波数が不要周波数フィルタリングモジュール１２０によって遮断または減衰されないように、光生成モジュール１１０および光源３０５によって生成された光波の波長を変更することができる。
ＮＳＳの仮想現実ヘッドセットでの動作
ＮＳＳ１０５は、図４Ｃに示すように光源３０５を含む仮想現実ヘッドセット４０１と連携して動作することができる。ＮＳＳ１０５は、図４Ｃに示すように、光源３０５およびフィードバックセンサ６０５を含む仮想現実ヘッドセット４０１と連携して動作することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、視覚信号伝達構成要素１５０のハードウェアが仮想現実ヘッドセット４０１を含むと判定することができる。視覚信号伝達構成要素１５０が仮想現実ヘッドセット４０１を含むと判定したことに応答して、ＮＳＳ１０５は、光源３０５がスマートフォンまたは他のモバイルコンピューティングデバイスの表示画面を含むと判定することができる。
仮想現実ヘッドセット４０１は、没入型の中断のない視覚刺激体験をもたらすことができる。仮想現実ヘッドセット４０１は、拡張現実体験をもたらすことができる。フィードバックセンサ６０５は、拡張現実体験をもたらすために、物理的な現実世界の写真またはビデオをキャプチャすることができる。不要周波数フィルタリングモジュール１２０は、表示画面３０５を介して拡張現実画像を投影、表示、または提示する前に、望ましくない変調周波数をフィルタリングすることができる。
動作中、フレーム４０１の使用者は、仮想現実ヘッドセットのアイソケット４６５が使用者の眼を覆うようにフレーム４０１を頭に装着することができる。仮想現実ヘッドセットのアイソケット４６５は、眼を取り囲むか、または実質的に取り囲むことができる。使用者は、１つ以上のストラップ４５５または４６０、スカルキャップ、または他の固定機構を使用して、仮想現実ヘッドセット４０１を使用者のヘッドセットに固定することができる。場合によっては、使用者は、仮想現実ヘッドセット４０１が使用者の頭部に配置され固定されていること、および使用者が脳波同調を受ける準備ができていることをＮＳＳ１０５に示すことができる。表示は、キーボード７２６、ポインティングデバイス７２７、または他のＩ／Ｏデバイス７３０ａ～ｎなどの入出力インターフェースを介した命令、コマンド、選択、入力、または他の表示を含むことができる。表示は、動きがベースの表示、視覚的表示、または音声ベースの表示とすることができる。例えば、使用者は、使用者が脳波同調を受ける準備ができていることを示す音声コマンドを与えることができる。
場合によっては、フィードバックセンサ６０５は、使用者が脳波同調を受ける準備ができていると判定することができる。フィードバックセンサ６０５は、仮想現実ヘッドセット４０１が使用者の頭部に配置されたことを検出することができる。ＮＳＳ１０５は、仮想現実ヘッドセット４０１が使用者の頭部に配置されたことを判定するために、モーションデータ、加速度データ、ジャイロスコープデータ、温度データ、または容量性タッチデータを受信することができる。モーションデータなどの受信したデータは、仮想現実ヘッドセット４０１がピックアップされて使用者の頭部に配置されたことを示すことができる。温度データは、仮想現実ヘッドセット４０１の温度またはその付近の温度を測定することができ、仮想現実ヘッドセット４０１が使用者の頭部にあることを示すことができる。場合によっては、フィードバックセンサ６０５は、アイトラッキングを実行して、使用者が光源３０５またはフィードバックセンサ６０５に注目している注意のレベルを判定することができる。ＮＳＳ１０５は、使用者が光源３０５またはフィードバックセンサ６０５に高い注意のレベルを払っていると判定したことに応答して、使用者の準備ができていることを検出することができる。例えば、光源３０５またはフィードバックセンサ６０５の方向を凝視する、注視する、または見ることは、使用者が脳波同調を受ける準備ができているという表示を提示することができる。
いくつかの実施形態では、ストラップ４５５、ストラップ４６０、またはアイソケット６０５のセンサ６０５は、仮想現実ヘッドセット４０１が使用者の頭部に固定され、置かれ、または配置されていることを検出することができる。センサ６０５は、使用者の頭部の接触を検知または検出するタッチセンサとすることができる。
したがって、ＮＳＳ１０５は、仮想現実ヘッドセット４０１が装着され、使用者が準備状態にあることを検出または判定することができ、あるいはＮＳＳ１０５は、使用者が仮想現実ヘッドセット４０１を装着し、使用者が脳波同調を受ける準備ができているという表示または確認を使用者から受信することができる。使用者の準備ができていると判定すると、ＮＳＳ１０５は脳波同調プロセスを初期化することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、プロファイルデータ構造１４５にアクセスすることができる。例えば、プロファイルマネージャ１２５は、プロファイルデータ構造１４５に照会して、脳同調処理に使用される外的視覚刺激のための１つまたは複数のパラメータを判定することができる。パラメータは、例えば、視覚刺激の種類、視覚刺激の強度、視覚刺激の周波数、視覚刺激の持続時間、または視覚刺激の波長を含むことができる。プロファイルマネージャ１２５は、プロファイルデータ構造１４５に照会して、以前の視覚刺激セッションなどの脳同調歴の情報を取得することができる。プロファイルマネージャ１２５は、プロファイルデータ構造１４５で検索を実行することができる。プロファイルマネージャ１２５は、使用者の名前、使用者の識別子、位置情報、指紋、生体認証識別子、網膜スキャン、音声認識および認証、または他の識別技術を用いて検索を実行することができる。
ＮＳＳ１０５は、ハードウェア４０１に基づいて外的視覚刺激のタイプを決定することができる。ＮＳＳ１０５は、利用可能な光源３０５のタイプに基づいて外的視覚刺激のタイプを決定することができる。例えば、光源３０５がスマートフォンまたは表示デバイスを含む場合、視覚刺激は、表示デバイスの表示画面をオンおよびオフにすることを含むことができる。視覚刺激は、所望の周波数の変調に従い交互になり得る市松模様などのパターンを表示デバイス３０５に表示することを含むことができる。視覚刺激は、仮想現実ヘッドセット４０１のエンクロージャ内部に配置されたＬＥＤなどの光源３０５によって生成された光パルスを含むことができる。
仮想現実ヘッドセット４０１が拡張現実体験をもたらす場合、視覚刺激は、表示デバイスにコンテンツをオーバーレイすることと、オーバーレイされたコンテンツを所望の変調周波数で変調することとを含むことができる。例えば、仮想現実ヘッドセット４０１は、現実の物理的な世界をキャプチャするカメラ６０５を含むことができる。ＮＳＳ１０５は、現実の物理世界のキャプチャされた画像を表示しながら、所望の変調周波数で変調されたコンテンツを表示することもできる。ＮＳＳ１０５は、所望の変調周波数で変調されたコンテンツをオーバーレイすることができる。そうでなければ、ＮＳＳ１０５は、所望の変調周波数を生成するまたはもたらすために、表示画面の一部または拡張現実の一部を修正、操作、変調、または調整することができる。
例えば、ＮＳＳ１０５は、所望の変調周波数に基づいて、１つ以上の画素を変調することができる。ＮＳＳ１０５は、変調周波数に基づいて画素をオンオフすることができる。ＮＳＳ１０５は、表示デバイスの任意の部分のピクセルを回転させることができる。ＮＳＳ１０５は、パターンの画素をオン／オフすることができる。ＮＳＳ１０５は、直接的視野または周辺視野の画素をオン／オフすることができる。ＮＳＳ１０５は、眼の視線方向を追跡または検出し、視線方向の画素をオンおよびオフにし得、光パルス（または変調）が直接的視野にあるようにする。したがって、オーバーレイされたコンテンツを変調するか、そうでなければ仮想現実ヘッドセット４０１の表示デバイスを介して提示される拡張現実ディスプレイまたは他の画像を操作することにより、脳波同調を促進するように構成された変調周波数を有する光パルスまたは光のフラッシュを生成することができる。
ＮＳＳ１０５は、プロファイルマネージャ１２５を介して、パルス列または周囲光の変調周波数を判定することができる。例えば、ＮＳＳ１０５は、プロファイルデータ構造１４５から、外的視覚刺激の変調周波数が４０Ｈｚに設定されるべきであると判定することができる。視覚刺激の種類に応じて、プロファイルデータ構造１４５は、変調する画素の数、変調する画素の強度、パルスの長さ、強度、光パルスを形成する光波の波長、またはパルス列の持続時間をさらに示すことができる。
場合によっては、ＮＳＳ１０５は、外的視覚刺激の１つまたは複数のパラメータを判定または調整することができる。例えば、ＮＳＳ１０５（例えば、フィードバック構成要素１６０またはフィードバックセンサ６０５を介して）は、拡張現実体験をもたらすために使用されるキャプチャされた画像の光のレベルまたは量を判定することができる。ＮＳＳ１０５（例えば、光調整モジュール１１５または副作用管理モジュール１３０を介して）は、拡張現実体験に対応する画像データの光のレベルに基づいて、光パルスの強度または波長を確立、初期化、設定、または調整することができる。例えば、ＮＳＳ１０５は、外部が暗い可能性があるため、拡張現実ディスプレイに低レベルの光があると判断することができる。拡張現実ディスプレイの光のレベルが低いため、使用者の瞳孔が拡張される可能性がある。ＮＳＳ１０５は、低レベルの光の検出に基づいて、使用者の瞳孔が拡張している可能性が高いと判断することができる。使用者の瞳孔が拡張している可能性が高いと判定したことに応答して、ＮＳＳ１０５は、変調周波数を与える光パルスまたは光源の強度レベルを低く設定することができる。さらに、ＮＳＳ１０５は、より長い波長（例えば、赤色）の光波を用いることができるため、眼への負担を軽減することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、脳波同調プロセス全体を通して光のレベルを監視（例えば、フィードバックモニタ１３５およびフィードバック構成要素１６０を介して）して、光パルスの強度または色を自動的かつ周期的に調整することができる。例えば、高いレベルの周囲光があったときに使用者が脳波同調プロセスを開始した場合、ＮＳＳ１０５は最初に光パルスの強度レベルをより高く設定し、より低い波長（例えば、青色）を有する光波を含む色を使用することができる。しかし、光のレベルが脳波同調プロセス全体にわたって減少すると、ＮＳＳ１０５は、光の減少を自動的に検出し、検出に応答して、光波の波長を増加させながら強度を調整または低下させることができる。ＮＳＳ１０５は、脳波同調を容易にするべく高いコントラスト比を設けるように光パルスを調整することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５（例えば、フィードバックモニタ１３５およびフィードバック構成要素１６０を介して）は、生理学的状態を監視または測定して、使用者が仮想現実ヘッドセット４０１を装着している間に光パルスのパラメータを設定または調整することができる。例えば、ＮＳＳ１０５は、瞳孔の拡張のレベルを監視または測定して、光波のパラメータを調整または設定することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、仮想現実ヘッドセット４０１の１つまたは複数のフィードバックセンサまたは他のフィードバックセンサを介して、心拍数、脈拍数、血圧、体温、発汗、または脳の活性を監視または測定して、光波のパラメータを設定または調整することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、表示デバイス３０５を介して、最低の光波の強度の設定（例えば、光波の低い振幅または光波の高い波長）を有する光パルスを最初に送り、最適な光の強度に達するまでフィードバックを監視しながら強度を徐々に増加させる（例えば、光波の振幅を増加させるか、または光波の波長を減少させる）ように事前構成することができる。最適な光の強度は、失明、発作、心臓発作、片頭痛、または他の不快感などの有害な生理学的副作用のない最高の強度を指すことができる。ＮＳＳ１０５（例えば、副作用管理モジュール１３０を介して）は、生理学的症状を監視して外的視覚刺激の有害な副作用を識別し、それに応じて外的視覚刺激を調整（例えば、光調整モジュール１１５を介して）して有害な副作用を低減または排除することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５（例えば、光調整モジュール１１５を介して）は、注意のレベルに基づいて光波または光パルスのパラメータを調整することができる。例えば、脳波同調プロセスの間に、使用者は、退屈たり、集中力を失ったり、眠りに落ちたり、さもなければ仮想現実ヘッドセット４０１の表示画面３０５を介して生成された光パルスに注意を払わなかったりする可能性がある。光パルスに注意を払わないと、脳波同調プロセスの有効性が低下し、光パルスの所望の変調周波数とは異なる周波数で振動するニューロンが生じる可能性がある。
ＮＳＳ１０５は、フィードバックモニタ１３５および１つまたは複数のフィードバック構成要素１６０（例えば、フィードバックセンサ６０５を含む）を使用して、使用者が光パルスに払っているまたは向けている注意のレベルを検出することができる。ＮＳＳ１０５は、アイトラッキングを実行して、網膜または瞳孔の視線方向に基づいて、使用者が光パルスに向けている注意のレベルを判定することができる。ＮＳＳ１０５は、眼球運動を測定して、使用者が光パルスに向けている注意のレベルを判定することができる。ＮＳＳ１０５は、使用者が光パルスに向けている注意のレベルを示す使用者フィードバックを求める調査またはプロンプトを提示することができる。使用者が光パルスに十分な程度の注意を払っていない（例えば、閾値よりも高い眼球運動のレベル、または光源３０５の直接的視野の外側にある視線方向）と判定したことに応答して、光調整モジュール１１５は、使用者の注目を得るために光源３０５または表示デバイス３０５のパラメータを変更することができる。例えば、光調整モジュール１１５は、光パルスの強度を増加させ、光パルスの色を調整し、または光パルスの持続時間を変更することができる。光調整モジュール１１５は、光パルスの１つまたは複数のパラメータをランダムに変化させることができる。光調整モジュール１１５は、使用者の注意を取り戻すように構成された注意追求用光シーケンスを開始することができる。例えば、光シーケンスは、光パルスの色または強度の変化を所定の、ランダムな、または仮性のランダムなパターンで含むことができる。注意追求用光シーケンスは、視覚信号伝達構成要素１５０が複数の光源を含む場合、異なる光源を有効または無効にすることができる。したがって、光調整モジュール１１５は、フィードバックモニタ１３５と対話して、使用者が光パルスに提示している注意のレベルを判定し、注意のレベルが閾値を下回った場合に光パルスを調整して使用者の注意を取り戻すことができる。
いくつかの実施形態では、光調整モジュール１１５は、所定の時間間隔（例えば、５分、１０分、１５分、または２０分ごと）で光パルスまたは光波の１つまたは複数のパラメータを変更または調整して、使用者の注意のレベルを回復または維持することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５（例えば、不要周波数フィルタリングモジュール１２０を介して）は、望ましくない視覚的外部刺激をフィルタリング、遮断、減衰、または除去することができる。望ましくない視覚的外部刺激は、例えば、光波の望ましくない変調周波数、望ましくない強度、または望ましくない波長を含み得る。ＮＳＳ１０５は、パルス列の変調周波数が所望の周波数とは異なるかまたは実質的に異なる（例えば、１％、２％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、または２５％超）場合、変調周波数を望ましくないとみなすことができる。
例えば、脳波同調のための所望の変調周波数は、４０Ｈｚであり得る。しかし、２０Ｈｚまたは８０Ｈｚの変調周波数は、脳波同調を妨げる可能性がある。したがって、ＮＳＳ１０５は、２０Ｈｚまたは８０Ｈｚの変調周波数に対応する光パルスまたは光波をフィルタリングすることができる。例えば、仮想現実ヘッドセット４０１は、物理的な現実世界における望ましくない変調周波数を検出し、拡張現実体験を生成するかまたはもたらすために生じる望ましくない周波数を排除、減衰、フィルタリング、さもなければ除去することができる。ＮＳＳ１０５は、フィードバックセンサ６０５によって取り込まれた現実世界における望ましくない変調周波数を検出するためにデジタル信号処理またはデジタル画像処理を実行するように構成された光学フィルタを含むことができる。ＮＳＳ１０５は、望ましくないパラメータ（例えば、色、明るさ、コントラスト比、変調周波数）を有する他のコンテンツ、画像、または動きを検出し、表示画面３０５を介して使用者に投影される拡張現実体験からそれを排除することができる。ＮＳＳ１０５は、拡張現実ディスプレイの色を調整するか、または色を除去するために、カラーフィルタを適用することができる。ＮＳＳ１０５は、表示デバイス３０５を介して表示される画像またはビデオの明るさ、コントラスト比、シャープネス、色合い、色相、または他のパラメータを調整、修正、または操作することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、フィードバック構成要素１６０を介して、２０Ｈｚの望ましくない変調周波数に対応する現実の物理的世界からのキャプチャされた画像またはビデオコンテンツがあることを検出することができる。ＮＳＳ１０５は、望ましくない変調周波数に対応する光パルスの光波の波長をさらに決定することができる。ＮＳＳ１０５は、望ましくない変調周波数に対応する波長をフィルタリングするようにフィルタリング構成要素１５５に命令することができる。例えば、望ましくない変調周波数に対応する波長は、青色に対応することがある。フィルタリング構成要素１５５は、特定の波長または色の範囲のコンテンツまたは光をデジタル的に除去する一方、波長または色の１つまたは複数の他の範囲を可能にすることができるデジタル光学フィルタを含むことができる。デジタル光学フィルタは、ある波長範囲で画像の大きさまたは位相を変更することができる。例えば、デジタル光学フィルタは、望ましくない変調周波数に対応する青色の光波を減衰、消去、置換、さもなければ変更するように構成することができる。光調整モジュール１１５は、所望の変調周波数が不要周波数フィルタリングモジュール１２０によって遮断または減衰されないように、光生成モジュール１１０および表示デバイス３０５によって生成された光波の波長を変更することができる。
タブレットで動作するＮＳＳ
ＮＳＳ１０５は、図５Ａ～５Ｄに示すように、タブレット５００と連携して動作することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５は、視覚信号伝達構成要素１５０のハードウェアが、使用者の頭部に固定されていないタブレットデバイス５００または他の表示画面を含むと判定することができる。タブレット５００は、図４Ａおよび４Ｃに関連して示される表示画面３０５または光源３０５の１つ以上の構成要素または機能を有する表示画面を含むことができる。タブレットの光源３０５は、表示画面とすることができる。タブレット５００は、図４Ｂ、４Ｃおよび６Ａに関連して示されるフィードバックセンサの１つ以上の構成要素または機能を含む１つ以上のフィードバックセンサを含むことができる。
タブレット５００は、無線ネットワークまたはセルラーネットワークなどのネットワークを介してＮＳＳ１０５と通信することができる。ＮＳＳ１０５は、いくつかの実施形態では、ＮＳＳ１０５またはその構成要素を実行することができる。例えば、タブレット５００は、ＮＳＳ１０５の少なくとも１つの機能をもたらすように構成されたアプリケーションまたはリソースを起動する、開く、または切り替えることができる。タブレット５００は、アプリケーションをバックグラウンド処理またはフォアグラウンド処理として実行することができる。例えば、当該のアプリケーション用のグラフィカルユーザインターフェースは、アプリケーションがタブレットの表示画面３０５に脳同調のための所望の周波数（例えば、４０Ｈｚ）で変化または変調するコンテンツまたは光をオーバーレイさせている間、バックグラウンドにあることができる。
タブレット５００は、１つ以上のフィードバックセンサ６０５を含むことができる。いくつかの実施形態では、タブレットは、使用者がタブレット５００を保持していることを検出するために、１つ以上のフィードバックセンサ６０５を使用することができる。タブレットは、光源３０５と使用者との間の距離を判定するために、１つ以上のフィードバックセンサ６０５を使用することができる。タブレットは、光源３０５と使用者の頭部との間の距離を判定するために、１つ以上のフィードバックセンサ６０５を使用することができる。タブレットは、光源３０５と使用者の眼との間の距離を判定するために、１つ以上のフィードバックセンサ６０５を使用することができる。
いくつかの実施形態では、タブレット５００は、距離を判定するために受信器を含むフィードバックセンサ６０５を使用することができる。タブレットは、信号を送り、送られた信号がタブレット５００を離れ、物体（例えば、使用者の頭部）で跳ね返り、フィードバックセンサ６０５によって受信されるためにかかる時間の長さを測定することができる。タブレット５００またはＮＳＳ１０５は、測定された時間の程度および送られた信号の速度（例えば、光の速度）に基づいて距離を判定することができる。
いくつかの実施形態では、タブレット５００は、距離を判定するために２つのフィードバックセンサ６０５を含むことができる。２つのフィードバックセンサ６０５は、送信機である第１のフィードバックセンサ６０５と、受信機である第２のフィードバックセンサとを含むことができる。
いくつかの実施形態では、タブレット５００は、２つ以上のカメラを含む２つ以上のフィードバックセンサ６０５を含むことができる。２つ以上のカメラは、各カメラと接している物体（例えば、使用者の頭部）の角度および位置を測定し、測定された角度および位置を使用して、タブレット５００と物体との間の距離を判定または計算することができる。
いくつかの実施形態では、タブレット５００（またはそのアプリケーション）は、使用者の入力を受信することによってタブレットと使用者の頭部との間の距離を判定することができる。例えば、使用者の入力は、使用者の頭部のおおよそのサイズを含むことができる。次いで、タブレット５００は、入力された近似サイズに基づいて使用者の頭部からの距離を判定することができる。
タブレット５００、アプリケーション、またはＮＳＳ１０５は、測定または判定された距離を使用して、タブレット５００の光源３０５によって放射される光パルスまたは光のフラッシュを調整することができる。タブレット５００、アプリケーション、またはＮＳＳ１０５は、距離を使用して、光パルス、フラッシュ光、またはタブレット５００の光源３０５を介して放出される他のコンテンツの１つまたは複数のパラメータを調整することができる。例えば、タブレット５００は、距離に基づいて光源３０５によって放射される光パルスの強度を調整することができる。タブレット５００は、光源３０５と眼との間の距離にかかわらず、眼における一貫したまたは同様の強度を維持するために、距離に基づいて強度を調整することができる。タブレットは、距離の２乗に比例して強度を増加させることができる。
タブレット５００は、表示画面３０５の１つまたは複数のピクセルを操作して、脳波同調のための光パルスまたは変調周波数を生成することができる。タブレット５００は、光源、光パルスまたは他のパターンを重ね合わせて、脳波同調のための変調周波数を生成することができる。仮想現実ヘッドセット４０１と同様に、タブレットは、望ましくない周波数、波長または強度をフィルタリングまたは修正することができる。
フレーム４００と同様に、タブレット５００は、周囲光、環境パラメータ、またはフィードバックに基づいて、光源３０５によって生成された光パルスまたはフラッシュ光のパラメータを調整することができる。
いくつかの実施形態では、タブレット５００は、脳波同調のための光パルスまたは変調周波数を生成するように構成されたアプリケーションを実行することができる。アプリケーションは、タブレットの表示画面に表示されるすべてのコンテンツが所望の周波数で光パルスとして表示されるように、タブレットのバックグラウンドで実行することができる。タブレットは、使用者の視線の方向を検出するように構成することができる。いくつかの実施形態では、タブレットは、タブレットのカメラを介して使用者の眼の画像をキャプチャすることによって視線の方向を検出することができる。タブレット５００は、使用者の視線の方向に基づいて表示画面の特定の位置に光パルスを生成するように構成することができる。直接的視野が使用される実施形態では、光パルスは、使用者の視線に対応する表示画面の位置に表示することができる。周辺視野が使用される実施形態では、光パルスは、使用者の視線に対応する表示画面の部分の外側にある表示画面の位置に表示することができる。
聴覚刺激による神経刺激
図９は、実施形態による、聴覚刺激による神経刺激のためのシステムを示すブロック図である。システム９００は、神経刺激システム（「ＮＳＳ」）９０５を含むことができる。ＮＳＳ９０５は、聴覚ＮＳＳ９０５またはＮＳＳ９０５と称され得る。簡単に概観すると、聴覚神経刺激システム（「ＮＳＳ」）９０５は、オーディオ生成モジュール９１０、オーディオ調整モジュール９１５、不要周波数フィルタリングモジュール９２０、プロファイルマネージャ９２５、副作用管理モジュール９３０、フィードバックモニタ９３５、データリポジトリ９４０、オーディオ信号伝達構成要素９５０、フィルタリング構成要素９５５、またはフィードバック構成要素９６０のうちの１つまたは複数を含むか、それにアクセスするか、それとインターフェースするか、さもなければそれと通信することができる。オーディオ生成モジュール９１０、オーディオ調整モジュール９１５、不要周波数フィルタリングモジュール９２０、プロファイルマネージャ９２５、副作用管理モジュール９３０、フィードバックモニタ９３５、オーディオ信号伝達構成要素９５０、フィルタリング構成要素９５５、またはフィードバック構成要素９６０はそれぞれ、少なくとも１つの処理ユニット、またはプログラマブルロジックアレイエンジンなどの他の論理デバイス、またはデータベースリポジトリ９５０と通信するように構成されたモジュールを含むことができる。オーディオ生成モジュール９１０、オーディオ調整モジュール９１５、不要周波数フィルタリングモジュール９２０、プロファイルマネージャ９２５、副作用管理モジュール９３０、フィードバックモニタ９３５、オーディオ信号伝達構成要素９５０、フィルタリング構成要素９５５、またはフィードバック構成要素９６０は、別個の構成要素、単一の構成要素、またはＮＳＳ９０５の一部であってもよい。システム１００およびＮＳＳ９０５などのその構成要素は、１つまたは複数のプロセッサ、論理デバイス、または回路などのハードウェア要素を含むことができる。システム１００およびＮＳＳ９０５などのその構成要素は、図７Ａおよび図７Ｂのシステム７００に示す１つまたは複数のハードウェアまたはインターフェース構成要素を含むことができる。例えば、システム１００の構成要素は、１つまたは複数のプロセッサ７２１を含むかまたはそれで実行し、記憶装置７２８またはメモリ７２２にアクセスし、ネットワークインターフェース７１８を介して通信することができる。
さらに図９を参照すると、さらに詳細には、ＮＳＳ９０５は、少なくとも１つのオーディオ生成モジュール９１０を含むことができる。オーディオ生成モジュール９１０は命令を与えるか、さもなければ、オーディオバースト、オーディオパルス、オーディオチャープ、オーディオスイープ、または１つもしくは複数の所定のパラメータを有する他の音響波などのオーディオ信号の生成を引き起こすかもしくは容易にするために、オーディオ信号伝達構成要素９５０とインターフェースするように設計および構築することができる。オーディオ生成モジュール９１０は、ＮＳＳ９０５の１つまたは複数のモジュールまたは構成要素から命令またはデータパケットを受信および処理するためのハードウェアまたはソフトウェアを含むことができる。オーディオ生成モジュール９１０は、オーディオ信号伝達構成要素９５０にオーディオ信号を生成させるための命令を生成することができる。オーディオ生成モジュール９１０は、オーディオ信号伝達構成要素９５０を制御またはイネーブルして、１つまたは複数の所定のパラメータを有するオーディオ信号を生成することができる。
オーディオ生成モジュール９１０は、オーディオ信号伝達構成要素９５０に通信可能に結合することができる。オーディオ生成モジュール９１０は、回路、電線、データポート、ネットワークポート、電源線、接地、電気接点またはピンを介してオーディオ信号伝達構成要素９５０と通信することができる。オーディオ生成モジュール９１０は、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｚ－Ｗａｖｅ、ＩＥＥＥ８０２、ＷＩＦＩ、３Ｇ、４Ｇ、ＬＴＥ、近距離通信（「ＮＦＣ」）、または他の短距離、中距離または長距離通信プロトコルなどのような１つまたは複数の無線プロトコルを使用して、オーディオ信号伝達構成要素９５０と無線通信することができる。オーディオ生成モジュール９１０は、オーディオ信号伝達構成要素９５０と無線または有線で通信するためのネットワークインターフェース７１８を含むか、またはそれにアクセスすることができる。
オーディオ生成モジュール９１０は、様々なタイプのオーディオ信号伝達構成要素９５０をインターフェース、制御、さもなければ管理して、オーディオ信号伝達構成要素９５０に、１つまたは複数の所定のパラメータを有するオーディオ信号を生成、ブロック、制御、さもなければ伝えることができる。オーディオ生成モジュール９１０は、オーディオ信号伝達構成要素９５０の音源を駆動するように構成されたドライバを含むことができる。例えば、音源はスピーカを含むことができ、オーディオ生成モジュール９１０（またはオーディオ信号伝達構成要素）は、電気エネルギーを音波または音響波に変換するトランスデューサを含むことができる。オーディオ生成モジュール９１０は、スピーカを駆動して所望の音響特性を有するオーディオ信号を生成するために、特定の電圧および電流特性を有する電気または電力を供給するように構成されたコンピューティングチップ、マイクロチップ、回路、マイクロコントローラ、演算増幅器、トランジスタ、抵抗器、またはダイオードを含むことができる。
いくつかの実施形態では、オーディオ生成モジュール９１０は、オーディオ信号を伝えるようにオーディオ信号伝達構成要素９５０に命令することができる。例えば、オーディオ信号は、図１０Ａに示すように音響波１０００を含むことができる。オーディオ信号は、複数の音響波を含むことができる。オーディオ信号は、１つまたは複数の音響波を生成することができる。音響波１０００は、気体、液体、および固体などの媒体を通って移動する圧力および変位の力学的な波を含むか、またはそれから形成することができる。音響波は、振動、音、超音響波または超音響波下を引き起こすために媒体を通って移動することができる。音響波は、空気、水または固体を通って縦波として伝播することができる。音響波は、横波として固体を通って伝播することができる。
音響波は、媒体を内的な力（例えば、弾性または粘性）で伝播する圧力、応力、粒子変位、粒子速度の振動、またはそのような伝播された振動の重畳によって音を発生させることができる。音は、この振動によって誘起される聴覚を指すことができる。例えば、音は、音響波の受信および脳によるそれらの知覚を指すことができる。
オーディオ信号伝達構成要素９５０またはその音源は、音源の振動板を振動させることによって音響波を生成することができる。例えば、音源は、機械的振動を音に相互変換するように構成されたトランスデューサなどの振動板を含むことができる。振動板は、その縁部に懸架された様々な材料の薄い膜またはシートを含むことができる。音波の変化する圧力は、振動板に機械的振動を与え、次いで、振動板は音響波または音を生成することができる。
図１０Ａに示す音響波１０００は、波長１０１０を含む。波長１０１０は、波の連続する頂点１０２０間の距離を指すことができる。波長１０１０は、音響波の周波数および音響波の速度に関連付けることができる。例えば、波長は、音響波の速度を音響波の周波数で割った商として求めることができる。音響波の速度は、周波数と波長との積とすることができる。音響波の周波数は、音響波の速度を音響波の波長で割った商とすることができる。したがって、音響波の周波数および波長は反比例することができる。音速は、音響波が伝搬する媒体に基づいて変化し得る。例えば、空気中の音速は毎秒３４３メートルであり得る。
頂点１０２０は、最大値を有する波の頂部または波の点を指すことができる。媒体の変位は、波の頂点１０２０において最大である。トラフ１０１５は、頂点１０２０の反対側にある。トラフ１０１５は、最小変位量に対応する波の最小点または最下点である。
音響波１０００は、振幅１００５を含むことができる。振幅１００５は、平衡な位置から測定された音響波１０００の最大の振動の範囲を指すことができる。音響波１０００は、同じ進行方向１０２５に振動する場合、縦波とすることができる。場合によっては、音響波１０００は、その伝播方向に対して直角に振動する横波とすることができる。
オーディオ生成モジュール９１０は、オーディオ信号伝達構成要素９５０に、１つまたは複数の所定の振幅または波長を有する音響波または音波を生成するよう命令することができる。人間の耳に聞こえる音響波の波長は、約１７メートル～１７ミリメートル（または２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）の範囲である。オーディオ生成モジュール９１０は、可聴スペクトル内または可聴スペクトル外の音響波の１つまたは複数の特性をさらに指定することができる。例えば、音響波の周波数は、０～５０ｋＨｚの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、音響波の周波数は、８～１２ｋＨｚの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、音響波の周波数は１０ｋＨｚであり得る。
ＮＳＳ９０５は、音響波１０００の特性を変調、修正、変化、さもなければ変更することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、音響波の振幅または波長を変調することができる。図１０Ｂおよび図１０Ｃに示すように、ＮＳＳ９０５は、音響波１０００の振幅１００５を調整、操作、さもなければ修正することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、図１０Ｂに示すように、振幅１００５を下げて音をより静かにすることができ、または図１０Ｃに示すように、振幅１００５を上げて音をより大きくすることができる。
場合によっては、ＮＳＳ９０５は、音響波の波長１０１０を調整、操作、さもなければ修正することができる。図１０Ｄおよび図１０Ｅに示すように、ＮＳＳ９０５は、音響波１０００の波長１０１０を調整、操作、さもなければ修正することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、図１０Ｄに示すように、音をより低いピッチにするために波長１０１０を増加させることができ、または図１０Ｅに示すように、音をより高いピッチにするために波長１０１０を減少させることができる。
ＮＳＳ９０５は、音響波を変調することができる。音響波を変調することは、音響波の１つまたは複数の特性を変調することを含むことができる。音響波を変調することは、音響波をフィルタリングすること、例えば望ましくない周波数をフィルタリングすること、または振幅を低下させるために音響波を減衰させることを含むことができる。音響波を変調することは、元の音響波に１つまたは複数のさらなる音響波を追加することを含むことができる。音響波を変調することは、結果として得られる合成音響波が変調された音響波に対応する建設的または破壊的干渉が存在するように音響波を合成することを含むことができる。
ＮＳＳ９０５は、時間間隔に基づいて音響波の１つまたは複数の特性を変調または変更することができる。ＮＳＳ９０５は、時間間隔の終わりに音響の１つまたは複数の特性を変更することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、３０秒ごと、１分ごと、２分ごと、３分ごと、５分ごと、７分ごと、１０分ごと、または１５分ごとに音響波の性質を変化させることができる。ＮＳＳ９０５は、音響波の変調周波数を変更することができ、変調周波数は、音響パルスの反復的な変調またはパルスレート間隔の逆数を指す。変調周波数は、所定または所望の周波数とすることができる。変調周波数は、神経振動の所望の刺激周波数に対応することができる。変調周波数は、脳波同調を促進するかまたは引き起こすように設定することができる。ＮＳＳ９０５は、変調周波数を０．１Ｈｚ～１０，０００Ｈｚの範囲の周波数に設定することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、変調周波数を１Ｈｚ、１Ｈｚ、５Ｈｚ、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、３１Ｈｚ、３２Ｈｚ、３３Ｈｚ、３４Ｈｚ、３５Ｈｚ、３６Ｈｚ、３７Ｈｚ、３８Ｈｚ、３９Ｈｚ、４０Ｈｚ、４１Ｈｚ、４２Ｈｚ、４３Ｈｚ、４４Ｈｚ、４５Ｈｚ、４６Ｈｚ、４７Ｈｚ、４８Ｈｚ、４９Ｈｚ、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、７０Ｈｚ、８０Ｈｚ、９０Ｈｚ、１００Ｈｚ、１５０Ｈｚ、２００Ｈｚ、２５０Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、３０００Ｈｚ、４，０００Ｈｚ、５０００Ｈｚ、６，０００Ｈｚ、７，０００Ｈｚ、８，０００Ｈｚ、９，０００Ｈｚまたは１０，０００Ｈｚに設定することができる。
オーディオ生成モジュール９１０は、音響波のバースト、オーディオパルス、または音響波の変調を含むオーディオ信号を伝えると判定することができる。オーディオ生成モジュール９１０は、オーディオ信号伝達構成要素９５０に、音響バーストまたはパルスを生成するように命令するか、そうでなければ行わせることができる。音響パルスは、音響波のバースト、または音の変化として脳によって知覚される音響波の特性に対する変調を指すことができる。例えば、断続的にオンおよびオフにされる音源は、オーディオバーストまたは音の変化を生成できる。音源は、４０Ｈｚのパルス繰り返し周波数をもたらすために、０．０２５秒ごとなど、所定のまたは固定されたパルスレート間隔に基づいてオンおよびオフにすることができる。音源は、０．１Ｈｚ～１０ｋＨｚ以上の範囲のパルス繰り返し周波数をもたらすためにオンおよびオフにすることができる。
例えば、図１０Ｆ～１０Ｉは、音響波のバーストまたは音響波に適用することができる変調のバーストを示す。音響波のバーストは、例えば、オーディオトーン、ビープ音、またはクリックを含むことができる。変調は、音響波の振幅の変化、音響波の周波数または波長の変化、元の音響波に別の音響波を重ね合わせること、さもなければ音響波を修正または変更することを指すことができる。
例えば、図１０Ｆは、実施形態による音響バースト１０３５ａ～ｃ（または変調パルス１０３５ａ～ｃ）を示す。音響バースト１０３５ａ～１０３５ｃは、ｙ軸が音響波の音響波パラメータ（例えば、周波数、波長、または振幅）を表すグラフを介して示すことができる。ｘ軸は時間（例えば、秒、ミリ秒、またはマイクロ秒）を表すことができる。
オーディオ信号は、異なる周波数、波長、または振幅の間で変調された変調音響波を含むことができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、Ｍａなどのオーディオスペクトルの周波数と、Ｍｏなどのオーディオスペクトル外の周波数との間で音響波を変調することができる。ＮＳＳ９０５は、２つ以上の周波数間、オンの状態とオフの状態との間、または高い電力状態と低い電力状態との間で音響波を変調することができる。
音響バースト１０３５ａ～１０３５ｃは、弾性波パラメータの値Ｍｏとは異なる値Ｍａを有する音響波パラメータを有することができる。変調Ｍａは、周波数もしくは波長、または振幅を指すことができる。パルス１０３５ａ～ｃは、パルスレート間隔（ＰＲＩ）１０４０で生成することができる。
例えば、音響波パラメータは、音響波の周波数とすることができる。第１の値Ｍｏは、１０ｋＨｚなどの音響波の低周波数または搬送波周波数とすることができる。第２の値Ｍａは、第１の周波数Ｍｏとは異なり得る。第２の周波数Ｍａは、第１の周波数Ｍｏよりも低くても高くてもよい。例えば、第２の周波数Ｍａは、１１ｋＨｚとすることができる。第１の周波数と第２の周波数との間の差は、人間の耳の感度のレベルに基づいて判定または設定することができる。第１の周波数と第２の周波数との差は、対象者のプロファイル情報９４５に基づいて判定または設定され得る。第１の周波数Ｍｏと第２の周波数Ｍａとの間の差は、音響波の変調または変化が脳波同調を促進するように判定することができる。
場合によっては、音響バースト１０３５ａを生成するために使用される音響波のパラメータはＭａで一定であり得、それによって、図１０Ｆに示すように方形波が生成される。いくつかの実施形態では、３つのパルス１０３５ａ～１０３５ｃの各々は、同じ周波数Ｍａを有する音響波を含むことができる。
各音響バーストまたはパルスの幅（例えば、パラメータＭａを有する音響波のバーストの持続時間）は、パルス幅１０３０ａに対応することができる。パルス幅１０３０ａは、バーストの長さまたは持続時間を指すことができる。パルス幅１０３０ａは、時間または距離の単位で測定することができる。いくつかの実施形態では、パルス１０３５ａ～１０３５ｃは、互いに異なる周波数を有する音響波を含むことができる。いくつかの実施形態では、パルス１０３５ａ～ｃは、図１０Ｇに示すように、互いに異なるパルス幅１０３０ａを有することができる。例えば、図１０Ｇの第１のパルス１０３５ｄはパルス幅１０３０ａを有することができるが、第２のパルス１０３５ｅは第１のパルス幅１０３０ａよりも大きい第２のパルス幅１０３０ｂを有する。第３のパルス１０３５ｆは、第２のパルス幅１０３０ｂよりも小さい第３のパルス幅１０３０ｃを有することができる。第３のパルス幅１０３０ｃは、第１のパルス幅１０３０ａよりも小さくすることもできる。パルス列のパルス１０３５ｄ～ｆのパルス幅１０３０ａ～ｃは変化し得るが、オーディオ生成モジュール９１０は、パルス列について一定のパルスレート間隔１０４０を維持することができる。
パルス１０３５ａ～ｃは、パルスレート間隔１０４０を有するパルス列を形成することができる。パルスレート間隔１０４０は、時間の単位を使用して定量化することができる。パルスレート間隔１０４０は、パルス列２０１のパルスの周波数に基づくことができる。パルス列２０１のパルスの周波数は、変調周波数と呼ぶことができる。例えば、オーディオ生成モジュール９１０は、４０Ｈｚなどの所定の周波数のパルス列２０１をもたらすことができる。そうするために、オーディオ生成モジュール９１０は、周波数の乗法逆数（または逆数）をとることによってパルスレート間隔１０４０を判定する（例えば、パルス列について１を所定の周波数で割る）ことができる。例えば、オーディオ生成モジュール９１０は、パルスレート間隔１０４０を０．０２５秒として判定するために、１を４０Ｈｚで除算することによって４０Ｈｚの乗法逆数をとることができる。パルスレート間隔１０４０は、パルス列全体にわたって一定のままであり得る。いくつかの実施形態では、パルスレート間隔１０４０は、パルス列全体にわたって、またはあるパルス列から次のパルス列まで変化し得る。いくつかの実施形態では、パルスレート間隔１０４０は変化するが、第２の間に送られるパルスの数は固定することができる。
いくつかの実施形態では、オーディオ生成モジュール９１０は、周波数、振幅、または波長が変化する音響波を有するオーディオバーストまたはオーディオパルスを生成することができる。例えば、オーディオ生成モジュール９１０は、図１０Ｈに示すように、オーディオパルスの音響波の周波数、振幅、または波長がパルスの開始からパルスの終了まで増加するアップチャープパルスを生成することができる。例えば、パルス１０３５ｇの開始時の音響波の周波数、振幅または波長は、Ｍａとすることができる。パルス１０３５ｇの音響波の周波数、振幅または波長は、パルス１０３５ｇの中央でＭａからＭｂに増加し、次いでパルス１０３５ｇの終わりで最大Ｍｃに増加することができる。したがって、パルス１０３５ｇを生成するために使用される音響波の周波数、振幅、または波長は、Ｍａ～Ｍｃの範囲であり得る。周波数、振幅、または波長は、線形に、指数関数的に、または何らかの他のレートもしくは曲線に基づいて増加することができる。音響波の周波数、振幅、または波長のうちの１つまたは複数は、パルスの開始からパルスの終了まで変化し得る。
オーディオ生成モジュール９１０は、図１０Ｉに示すように、ダウンチャープパルスを生成することができ、ここで、音響パルスの音響波の周波数、振幅、または波長は、パルスの開始からパルスの終了まで減少する。例えば、パルス１０３５ｊの開始時の音響波の周波数、振幅、または波長は、Ｍｃとすることができる。パルス１０３５ｊの音響波の周波数、振幅、または波長は、パルス１０３５ｊの中央でＭｃからＭｂに減少し、次いでパルス１０３５ｊの終わりでＭａの最小値に減少することができる。したがって、パルス１０３５ｊを生成するために使用される音響波の周波数、振幅、または波長は、Ｍｃ～Ｍａの範囲であり得る。周波数、振幅、または波長は、線形的に、指数関数的に、または何らかの他のレートもしくは曲線に基づいて減少することができる。音響波の周波数、振幅、または波長のうちの１つまたは複数は、パルスの開始からパルスの終了まで変化し得る。
いくつかの実施形態では、オーディオ生成モジュール９１０は、オーディオ信号伝達構成要素９５０に、脳または特定の皮質の特定のまたは所定の部分を刺激するためのオーディオパルスを生成することを命令するかまたは引き起こすことができる。オーディオパルス、トーンまたは音楽ベースの刺激の周波数、波長、変調周波数、振幅および他の側面は、刺激を処理するためにどの皮質が動員されるかを決定することができる。オーディオ信号伝達構成要素９５０は、特定のまたは一般的な関心領域を標的とする刺激の提示を変調することによって、皮質の個別の部分を刺激することができる。聴覚刺激の変調パラメータまたは振幅は、皮質のどの領域が刺激されるかを決定することができる。例えば、皮質の異なる領域は、それらの特徴的な周波数と呼ばれる異なる周波数の音を処理するために動員される。さらに、一部の対象は、両耳ではなく片耳を刺激することによって治療することができるので、刺激の片耳であることは皮質の反応に影響を及ぼす可能性がある。
オーディオ信号伝達構成要素９５０は、オーディオ生成モジュール９１０からの命令に応答してオーディオパルスを生成するように設計および構築することができる。命令は、例えば、周波数、波長または音響波、パルスの持続時間、パルス列の周波数、パルスレート間隔、またはパルス列の持続時間（例えば、パルス列のパルスの数または所定の周波数を有するパルス列を送る時間の長さ）などのオーディオパルスのパラメータを含むことができる。オーディオパルスは、耳などの蝸牛の手段を介して脳によって知覚、観察、さもなければ識別することができる。オーディオパルスは、ヘッドホン、イヤホン、骨伝導トランスデューサ、または蝸牛インプラントなど、耳に近接した音源スピーカを介して耳に送ることができる。オーディオパルスは、サラウンドサウンドスピーカシステム、本棚スピーカ、または耳に直接接触していないまたは間接的に接触している他のスピーカなど、耳に近接していない音源またはスピーカを介して耳に送ることができる。
図１１Ａは、実施形態による、バイノーラルのビートまたはバイノーラルのパルスを使用するオーディオ信号を示す。簡潔に要約すると、バイノーラルのビートは、対象の各耳に異なるトーンを伝えることを指す。脳が２つの異なるトーンを知覚すると、脳は２つのトーンを一緒に混合してパルスを生成する。トーンの合計が所望のパルスレート間隔１０４０を有するパルス列を生成するように、２つの異なるトーンを選択することができる。
オーディオ信号伝達構成要素９５０は、オーディオ信号を対象の第１の耳に伝える第１の音源と、第２のオーディオ信号を対象の第２の耳に伝える第２の音源とを含むことができる。第１の音源と第２の音源とは異なっていてもよい。第１の耳は、第１の音源からの第１のオーディオ信号のみを知覚することができ、第２の耳は、第２の音源からの第２のオーディオ信号のみを受信することができる。音源は、例えば、ヘッドホン、イヤホン、または骨伝導トランスデューサを含むことができる。音源は、ステレオ音源を含むことができる。
オーディオ生成構成要素９１０は、第１の耳のための第１のトーンと、第２の耳のための異なる第２のトーンとを選択することができる。トーンは、その持続時間、ピッチ、強度（または音量）、または音色（または質）によって特徴付けることができる。場合によっては、第１のトーンと第２のトーンとは、それらが異なる周波数を有する場合に異なり得る。場合によっては、第１のトーンと第２のトーンとは、それらが異なる位相オフセットを有する場合に異なり得る。第１のトーンおよび第２のトーンは、それぞれ純音とすることができる。純音は、単一周波数の正弦波形を有する音とすることができる。
図１１Ａに示すように、第１のトーンまたはオフセット波１１０５は、第２のトーン１１１０または搬送波１１１０とはわずかに異なる。第１のトーン１１０５は、第２のトーン１１１０よりも高い周波数を有する。第１のトーン１１０５は、対象の一方の耳に挿入される第１のイヤホンによって生成され得、第２のトーン１１１０は、対象の他方の耳に挿入される第２のイヤホンによって生成され得る。脳の聴覚皮質が第１のトーン１１０５および第２のトーン１１１０を知覚すると、脳は２つのトーンを合計することができる。脳は、２つのトーンに対応する音響波形を合計することができる。脳は、波形の和１１１５によって示されるように２つの波形を合計することができる。（異なる周波数または位相オフセットなどの）異なるパラメータを有する第１および第２のトーンにより、波の部分は、別のものから加算および減算して、１つまたは複数のパルス１１３０（またはビート１１３０）を有する波形１１１５をもたらすことができる。パルス１１３０は、平衡状態にある部分１１２５によって分離することができる。これらの２つの異なる波形を一緒に混合することによって脳によって知覚されるパルス１１３０は、脳波同調を誘発することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、ピッチパンニング技術を使用してバイノーラルのビートを生成することができる。例えば、オーディオ生成モジュール９１０またはオーディオ調整モジュール９１５は、音声ファイルまたは単一トーンのピッチを上下に変調すると同時に、一方の側がわずかに高いピッチを有し、他方の側がわずかに低いピッチを有するように、ステレオのサイドの間の変調をパンするためのフィルタを含むかまたは使用することができる。ステレオのサイドは、オーディオ信号を生成して対象の第１の耳に伝える第１の音源、およびオーディオ信号を生成して対象の第２の耳に伝える第２の音源を指すことができる。音声ファイルは、音響波の表現または情報を格納するように構成されたファイルのフォーマットを指すことができる。例示的な音声ファイルフォーマットは、．ｍｐ３、．ｗａｖ、．ａａｃ、．ｍ４ａ、．ｓｍｆなどを含むことができる。
ＮＳＳ９０５は、このピッチパンニング技術を使用して、ステレオ式ヘッドホンを介して聴取されたときにバイノーラルのビートと同様の方法で脳によって知覚されるタイプの空間測位を生成することができる。したがって、ＮＳＳ９０５は、このピッチパンニング技術を使用して、単一のトーンまたは単一の音声ファイルを使用してパルスまたはビートを生成することができる。
場合によっては、ＮＳＳ９０５は、モノラルのビートまたはモノラルのパルスを生成することができる。モノラルのビートまたはパルスは、２つのトーンを組み合わせてビートを形成することによっても生成されるという点で、バイノーラルのビートに類似している。ＮＳＳ９０５またはシステム１００の構成要素は、バイノーラルのビートのように脳が波形を組み合わせるのとは対照的に、音が耳に到達する前にデジタルまたはアナログ技術を使用して２つのトーンを組み合わせることによって、モノラルのビートを形成することができる。例えば、ＮＳＳ９０５（またはオーディオ生成構成要素９１０）は、組み合わされたときに所望のパルスレート間隔を有するビートまたはパルスを生成する２つの異なる波形を識別および選択することができる。ＮＳＳ９０５は、第１の音響波形の第１のデジタル表現を識別し、第１の音響波形とは異なるパラメータを有する第２の音響波形の第２のデジタル表現を識別することができる。ＮＳＳ９０５は、第１のデジタル波形と第２のデジタル波形とを合成して、第１のデジタル波形および第２のデジタル波形とは異なる第３のデジタル波形を生成することができる。次いで、ＮＳＳ９０５は、第３のデジタル波形をデジタル形式でオーディオ信号伝達構成要素９５０に送ることができる。ＮＳＳ９０５は、デジタル波形をアナログフォーマットに変換し、そのアナログフォーマットをオーディオ信号伝達構成要素９５０に送ることができる。次いで、オーディオ信号伝達構成要素９５０は、音源を介して、片耳または両耳によって知覚される音を生成することができる。両耳で同じ音を知覚し得る。音は、所望のパルスレート間隔１０４０で離間したパルスまたはビートを含むことができる。
図１１Ｂは、実施形態による、等時性トーンを有する音響パルスを示す。等時性トーンは、等間隔のトーンパルスである。等時性トーンは、２つの異なるトーンを組み合わせる必要なく作成することができる。ＮＳＳ９０５またはシステム１００の他の構成要素は、トーンをオンおよびオフにすることによって等時性トーンを生成することができる。ＮＳＳ９０５は、オーディオ信号伝達構成要素にオンおよびオフを命令することによって、等時性トーンまたはパルスを生成することができる。ＮＳＳ９０５は、音響波のデジタル表現を修正して、音響波のデジタル値を除去または設定し、パルス１１３５の間に音が生成され、ヌル部分１１４０の間に音が生成されないようにすることができる。
音響波をオンおよびオフにすることにより、ＮＳＳ９０５は、４０Ｈｚなどの所望の刺激周波数に対応するパルスレート間隔１０４０だけ離間した音響パルス１１３５を確立することができる。所望のＰＲＩ１０４０で部分的に離間した等時性パルスは、脳波同調を誘発することができる。
図１１Ｃは、実施形態による、オーディオトラックを使用してＮＳＳ９０５によって生成されるオーディオパルスを示す。サウンドトラックは、複数の異なる周波数、振幅、またはトーンを含む複雑な音響波を含むか、または参照することができる。例えば、サウンドトラックは、音声トラック、楽器トラック、音声と楽器の両方を有する音楽トラック、自然音、またはホワイトノイズを含むことができる。
ＮＳＳ９０５は、音の成分をリズミカルに調整することによって、音声トラックを変調して脳波同調を誘発することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、脳波同調を誘発するための刺激周波数に対応する律動刺激を生成するために、音響波または音声トラックの振幅を増減することによって音量を調節することができる。したがって、ＮＳＳ９０５は、脳波同調を誘発するために、所望の刺激周波数に対応するパルスレート間隔を有する音響パルスを音響トラックに埋め込むことができる。ＮＳＳ９０５は、脳波同調を誘発するために所望の刺激周波数に対応するパルスレート間隔を有する音響パルスを有する新しい修正された音声トラックを生成するように音声トラックを操作することができる。
図１１Ｃに示すように、パルス１１３５は、音量を第１のレベルＶａから第２のレベルＶｂに変調することによって生成される。音響波３４５の部分１１４０の間、ＮＳＳ９０５は、音量をＶａに設定または保持することができる。音量Ｖａは、波の振幅、または部分１１４０の間の波３４５の最大振幅または頂点を指すことができる。次いで、ＮＳＳ９０５は、部分１１３５の間に音量をＶｂに調整、変更、または増加させることができる。ＮＳＳ９０５は、パーセンテージ、デシベル数、対象の指定量、または他の量などの所定の量だけ音量を増加させることができる。ＮＳＳ９０５は、パルス１１３５の所望のパルスの長さに対応する持続時間にわたって音量をＶｂに設定または維持することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、音量をレベルＶｂからレベルＶａに減衰させる減衰器を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、減衰器（例えば、オーディオ信号伝達構成要素９５０の減衰器）に、音量をレベルＶｂからレベルＶａまで減衰させるよう命令することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、音量をＶａからＶｂに増幅または増加させるための増幅器を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、増幅器（例えば、オーディオ信号伝達構成要素９５０の増幅器）に、音量をＶａからＶｂに増幅または増加するように命令することができる。
図９に戻って参照すると、ＮＳＳ９０５は、少なくとも１つのオーディオ調整モジュール９１５を含むか、それにアクセスするか、インターフェースするか、さもなければそれと通信することができる。オーディオ調整モジュール９１５は、オーディオ信号の周波数、振幅、波長、パターン、または他のパラメータなど、オーディオ信号に関連するパラメータを調整するように設計および構築することができる。オーディオ調整モジュール９１５は、プロファイル情報またはフィードバックに基づいてオーディオ信号のパラメータを自動的に変更することができる。オーディオ調整モジュール９１５は、フィードバックモニタ９３５からフィードバック情報を受信することができる。オーディオ調整モジュール９１５は、副作用管理モジュール９３０から命令または情報を受信することができる。オーディオ調整モジュール９１５は、プロファイルマネージャ９２５からプロファイル情報を受信することができる。
ＮＳＳ９０５は、少なくとも１つの不要周波数フィルタリングモジュール９２０を含み、これにアクセスし、これとインターフェースし、さもなければこれと通信することができる。不要周波数フィルタリングモジュール９２０は、そのようなオーディオ信号の量が脳によって知覚されるのを防止または低減するために望ましくないオーディオ信号の周波数を遮断、緩和、低減、さもなければフィルタリングするように設計および構築することができる。不要周波数フィルタリングモジュール９２０は、フィルタリング構成要素９５５に、神経振動に対する不要な周波数の影響を阻止、減衰、さもなければ低減させるように、フィルタリング構成要素９５５とインターフェース、命令、制御、さもなければ通信することができる。
不要周波数フィルタリングモジュール９２０は、能動式ノイズ制御構成要素（例えば、図１２Ｂに示す能動式ノイズキャンセル構成要素１２１５）を含むことができる。能動式ノイズ制御は、能動式ノイズキャンセルまたは能動式ノイズリダクションを参照または含むことができる。能動式ノイズ制御は、第１の音をキャンセルまたは減衰するように特に選択されたパラメータを有する第２の音を追加することによって、不要な音を低減することができる。場合によっては、能動式ノイズ制御構成要素は、同じ振幅を有するが、元の不要な音に対して逆位相（または逆位相）を有する音波を放出することができる。２つの波は結合して新しい波を形成し、相殺的干渉によって互いに効果的に相殺することができる。
能動式ノイズ制御構成要素は、アナログ回路またはデジタル信号処理を含むことができる。能動式ノイズ制御構成要素は、バックグラウンドオーラルノイズまたは非オーラルノイズの波形を分析するための適応技術を含むことができる。背景のノイズに応答して、能動式ノイズ制御構成要素は、元の信号の極性を位相シフトまたは反転させることができるオーディオ信号を生成することができる。この反転信号は、トランスデューサまたはスピーカによって増幅されて、元の波形の振幅に正比例する音波を生成し、相殺的干渉を生成することができる。これにより、知覚可能なノイズの音量を低減することができる。
いくつかの実施形態では、ノイズキャンセルスピーカを音源スピーカと同じ場所に配置することができる。いくつかの実施形態では、ノイズキャンセルスピーカは、減衰される音源と同じ場所に配置することができる。
不要周波数フィルタリングモジュール９２０は、聴覚脳波同調に悪影響を及ぼし得る望ましくない周波数を除去することができる。例えば、能動式ノイズ制御構成要素は、オーディオ信号が、所望のパルスレートの間隔を有する音響バースト、ならびに望ましくないパルスレート間隔を有する音響バーストを含むことを識別することができる。能動式ノイズ制御構成要素は、望ましくないパルスレートの間隔を有する音響バーストに対応する波形を識別し、望ましくない音響バーストを相殺または減衰するために反転位相波形を生成することができる。
ＮＳＳ９０５は、少なくとも１つのプロファイルマネージャ９２５を含むか、それにアクセスするか、インターフェースするか、さもなければそれと通信することができる。プロファイルマネージャ９２５は、聴覚脳同調に関連する１人または複数の対象に関連する情報を記憶し、更新し、検索し、あるいは管理するように設計または構築することができる。プロファイル情報は、例えば、過去の治療情報、過去の脳同調情報、投薬情報、音響波のパラメータ、フィードバック、生理学的情報、環境情報、または脳同調のシステムおよび方法に関連する他のデータを含むことができる。
ＮＳＳ９０５は、少なくとも１つの副作用管理モジュール９３０を含むか、それにアクセスするか、インターフェースするか、さもなければそれと通信することができる。副作用管理モジュール９３０は、副作用を低減するためにオーディオ信号の１つまたは複数のパラメータを変更するためにオーディオ調整モジュール９１５またはオーディオ生成モジュール９１０に情報を伝えるように設計および構築することができる。副作用には、例えば、悪心、片頭痛、疲労、発作、耳の緊張、難聴、耳鳴り、または耳鳴症が含まれ得る。
副作用管理モジュール９３０は、オーディオ信号のパラメータを変更するまたは変えるようにＮＳＳ９０５の構成要素に自動的に命令することができる。副作用管理モジュール９３０は、副作用を低減するために所定の閾値で構成することができる。例えば、副作用管理モジュール９３０は、パルス列の最長持続時間、音響波の最大振幅、最大の音量、パルス列の最大デューティサイクル（例えば、パルス列の周波数を乗算したパルス幅）、一定期間（例えば、１時間、２時間、１２時間、または２４時間）での脳波同調のための最大の治療の回数で構成することができる。
副作用管理モジュール９３０は、フィードバック情報に応答してオーディオ信号のパラメータを変化させることができる。副作用管理モジュール９３０は、フィードバックモニタ９３５からフィードバックを受け取ることができる。副作用管理モジュール９３０は、フィードバックに基づいてオーディオ信号のパラメータを調整することを判定することができる。副作用管理モジュール９３０は、フィードバックを閾値と比較して、オーディオ信号のパラメータを調整することを判定することができる。
副作用管理モジュール９３０は、現在のオーディオ信号およびオーディオ信号に対する調整を決定するためのフィードバックにポリシーまたは規則を適用するポリシーエンジンを用いて構成することができ、または含むことができる。例えば、フィードバックが、オーディオ信号を受信している患者が閾値を上回る心拍数または脈拍数を有することを示す場合、副作用管理モジュール９３０は、脈拍数が閾値を下回る値、または閾値を下回る第２の閾値を下回る値に安定するまでパルス列をオフにすることができる。
ＮＳＳ９０５は、少なくとも１つのフィードバックモニタ９３５を含むか、それにアクセスするか、インターフェースするか、さもなければそれと通信することができる。フィードバックモニタは、フィードバック構成要素９６０からフィードバック情報を受信するように設計および構築することができる。フィードバック構成要素９６０は、例えばフィードバックセンサ１４０５、例えば、温度センサ、心拍数または脈拍数モニタ、生理学的センサ、周囲ノイズセンサ、マイクロフォン、周囲温度センサ、血圧モニタ、脳波センサ、ＥＥＧプローブ、人間の眼の前部と後部との間に存在する角膜網膜定位電位を測定するように構成された眼電図（「ＥＯＧ」）プローブ、加速度計、ジャイロスコープ、動き検出器、近接センサ、カメラ、マイクロフォン、または光検出器を含むことができる。
聴覚刺激による神経刺激のために構成されたシステムおよびデバイス
図１２Ａは、実施形態による聴覚脳同調のためのシステムを示す図である。システム１２００は、１つまたは複数のスピーカ１２０５を含むことができる。システム１２００は、１つまたは複数のマイクロフォンを含むことができる。いくつかの実施形態では、システムは、スピーカ１２０５とマイクロフォン１２１０の両方を含むことができる。いくつかの実施形態では、システム１２００はスピーカ１２０５を含み、マイクロフォン１２１０を含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、システム１２００はマイクロフォン１２１０を含み、スピーカ１２１０を含まなくてもよい。
スピーカ１２０５は、オーディオ信号伝達構成要素９５０と一体化することができる。オーディオ信号伝達構成要素９５０は、スピーカ１２０５を含むことができる。スピーカ１２０５は、オーディオ信号伝達構成要素９５０と対話または通信することができる。例えば、オーディオ信号伝達構成要素９５０は、音を生成するようにスピーカ１２０５に命令することができる。
マイクロフォン１２１０は、フィードバック構成要素９６０と一体化することができる。フィードバック構成要素９６０は、マイクロフォン１２１０を含むことができる。マイクロフォン１２１０は、フィードバック構成要素９６０と対話または通信することができる。例えば、フィードバック構成要素９６０は、マイクロフォン１２１０から情報、データ、または信号を受信することができる。
いくつかの実施形態では、スピーカ１２０５およびマイクロフォン１２１０は、一緒にまたは同じデバイスに統合することができる。例えば、スピーカ１２０５は、マイクロフォン１２１０として機能するように構成され得る。ＮＳＳ９０５は、スピーカ１２０５をスピーカモードからマイクモードに切り替えることができる。
いくつかの実施形態では、システム１２００は、対象の耳の一方に配置された単一のスピーカ１２０５を含むことができる。いくつかの実施形態では、システム１２００は、２つのスピーカを含むことができる。２つのスピーカのうちの第１のスピーカを第１の耳に配置することができ、２つのスピーカのうちの第２のスピーカを第２の耳に配置することができる。いくつかの実施形態では、追加のスピーカを対象の頭部の前または対象の頭部の後ろに配置することができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のマイクロフォン１２１０は、片耳または両耳、対象の頭部の前、または対象の頭部の後ろに配置することができる。
スピーカ１２０５は、電気信号から音を生成するように構成されたダイナミックコーンスピーカを含むことができる。スピーカ１２０５は、可聴域（例えば、６０Ｈｚ～２０，０００Ｈｚ）の一部または全部にわたる周波数を有する音響波を生成するためのフルレンジドライバを含むことができる。スピーカ１２０５は、０～６０Ｈｚなどの可聴範囲外の周波数、または２０ｋＨｚ～４ＧＨｚなどの超音響波範囲の周波数を有する音響波を生成するためのドライバを含むことができる。スピーカ１２０５は、可聴周波数範囲の様々な部分で音を生成するための１つまたは複数のトランスデューサまたはドライバを含むことができる。例えば、スピーカ１２０５は、高域周波数用のツイータ（例えば、２，０００Ｈｚ～２０，０００Ｈｚ）、中域周波数用の中域ドライバ（例えば、２５０Ｈｚ～２０００Ｈｚ）、または低域周波数用のウーファ（例えば、６０Ｈｚ～２５０Ｈｚ）を含むことができる。
スピーカ１２０５は、音を生成するための１つまたは複数の種類のスピーカハードウェア、構成要素、または技術を含むことができる。例えば、スピーカ１２０５は、音を生成するための振動板を含むことができる。スピーカ１２０５は、固定コイルを使用して磁化された金属片を振動させる可動の鉄ラウドスピーカを含むことができる。スピーカ１２０５は、圧電スピーカを含むことができる。圧電スピーカは、圧電効果を利用して圧電材料に電圧を印加して運動を発生させることによって音を発生させることができ、振動板および共振器を使用して可聴音に変換される。
スピーカ１２０５は、静磁気ラウドスピーカ、磁歪スピーカ、静電ラウドスピーカ、リボンスピーカ、平面磁気ラウドスピーカ、曲げ波ラウドスピーカ、同軸ドライバ、ホーンスピーカ、ハイル空気運動変換器、または透明イオン伝導スピーカなどの様々な他のタイプのハードウェアまたは技術を含むことができる。
場合によっては、スピーカ１２０５は、振動板を備えなくてもよい。例えば、スピーカ１２０５は、放射素子として電気プラズマを用いたプラズマアークスピーカとすることができる。スピーカ１２０５は、カーボンナノチューブ薄膜を用いた熱音響スピーカとすることができる。スピーカ１２０５は、それらのピッチを絶えず変化させるブレードを有するファンを含む回転ウーファとすることができる。
いくつかの実施形態では、スピーカ１２０５は、ヘッドホン、またはヘッドホン、イヤースピーカー、イヤホン、またはイヤホンのペアを含むことができる。ヘッドホンは、スピーカと比較して比較的小さいスピーカであり得る。ヘッドホンは、耳の中、耳の周り、さもなければ耳または耳の近くに配置されるように設計および構築することができる。ヘッドホンは、電気信号を対象の耳の中の対応する音に変換する電気音響トランスデューサを含むことができる。いくつかの実施形態では、ヘッドホン１２０５は、一体型増幅器またはスタンドアロンユニットなどのヘッドホン増幅器を含むかまたはそれとインターフェースすることができる。
いくつかの実施形態では、スピーカ１２０５は、空気を耳道内に押し込み、音波と同様の方法で鼓膜を押すエアジェットを含むことができるヘッドホンを含むことができる。空気の破裂（いずれかの識別可能な音の有無にかかわらず）による鼓膜の圧縮および希薄化は、聴覚信号と同様の神経振動の周波数を制御することができる。例えば、スピーカ１２０５は、鼓膜を圧縮または引き込んで神経振動の周波数に影響を与えるために、空気を外耳道に押し込み、引き込み、または押したり引いたりすることの両方を行うインイヤーヘッドホンに似た空気ジェットまたはデバイスを含むことができる。ＮＳＳ９０５は、所定の周波数で空気のバーストを発生することを空気ジェットに命令する、構成する、または引き起こすことができる。
いくつかの実施形態では、ヘッドホンは、有線または無線接続を介してオーディオ信号伝達構成要素９５０に接続することができる。いくつかの実施形態では、オーディオ信号伝達構成要素９５０は、ヘッドホンを含むことができる。いくつかの実施形態では、ヘッドホン１２０５は、有線または無線接続を介してＮＳＳ９０５の１つまたは複数の構成要素とインターフェースすることができる。いくつかの実施形態では、ヘッドホン１２０５は、ＮＳＳ９０５またはシステム１００の１つまたは複数のコンポーネントを含むことができ、例えばオーディオ生成モジュール９１０、オーディオ調整モジュール９１５、不要周波数フィルタリングモジュール９２０、プロファイルマネージャ９２５、副作用管理モジュール９３０、フィードバックモニタ９３５、オーディオ信号伝達構成要素９５０、フィルタリング構成要素９５５、またはフィードバック構成要素９６０が挙げられる。
スピーカ１２０５は、様々なタイプのヘッドホンを含むか、またはそれに一体化することができる。例えば、ヘッドホンは、例えば、外部ノイズを減衰させるために頭部に対してシールするように設計および構築された円形または楕円形のイヤパッドを含む耳周辺ヘッドホン（例えば、フルサイズのヘッドホン）を含むことができる。耳周囲ヘッドホンは、外部の注意散漫を低減しながら、没入型聴覚脳波刺激体験の提供を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、ヘッドホンは、耳の周りではなく耳を圧迫するパッドを含む耳上ヘッドホンを含むことができる。耳上ヘッドホンは、外部ノイズの減衰を少なくすることができる。
耳周囲ヘッドホンおよび耳上ヘッドホンの両方は、開いた背中、閉じた背中、または半開いた背中を有することができる。オープンバックは、より多くの音を漏洩させ、より多くの周囲音を入力させるが、より自然なまたはスピーカのような音を提供する。クローズドバックヘッドホンは、オープンバックヘッドホンと比較して周囲ノイズをより遮断し、したがって、外部の注意散漫を低減しながら、より没入型の聴覚脳波刺激体験を提供する。
いくつかの実施形態では、ヘッドホンは、イヤホンまたはインイヤーヘッドホンなどのイヤフィッティングヘッドホンを含むことができる。イヤホンは、外耳道に面しているが挿入されていない、外耳に直接装着される小型ヘッドホンを指すことができる。しかし、イヤホンは、最小限の音響隔離をもたらし、周囲ノイズが入ることを可能にする。インイヤーヘッドホン（またはインイヤーモニタまたはカナルフォン）は、外耳道内に挿入するために設計および構築することができる小型ヘッドホンを指すことができる。インイヤーヘッドホンは、外耳道と係合し、イヤホンと比較してより多くの周囲ノイズを遮断することができ、したがって、より没入型の聴覚脳波刺激体験を提供する。インイヤーヘッドホンは、シリコーンゴム、エラストマー、またはフォームなどの１つ以上の材料から作製または形成された外耳道プラグを含むことができる。いくつかの実施形態では、インイヤーヘッドホンは、外耳道のカスタムメイドの鋳造物を含むことができ、対象に快適性およびノイズ分離を追加するカスタム成形プラグを作成し、それによって聴覚脳波刺激体験の没入感をさらに改善する。
いくつかの実施形態では、音を検出するために、１つまたは複数のマイクロフォン１２１０を使用することができる。マイクロフォン１２１０は、スピーカ１２０５と一体化することができる。マイクロフォン１２１０は、ＮＳＳ９０５またはシステム１００の他の構成要素にフィードバック情報を提供することができる。マイクロフォン１２１０は、スピーカ１２０５の構成要素にフィードバックを提供して、スピーカ１２０５にオーディオ信号のパラメータを調整させることができる。
マイクロフォン１２１０は、音を電気信号に変換するトランスデューサを含むことができる。マイクロフォン１２１０は、電磁誘導、静電容量変化、または圧電を使用して、空気圧変動から電気信号を生成することができる。場合によっては、マイクロフォン１２１０は、信号が記録または処理される前に信号を増幅するための前置増幅器を含むか、または前置増幅器に接続することができる。マイクロフォン１２１０は、例えば、コンデンサマイクロホン、ＲＦコンデンサマイクロホン、エレクトレットコンデンサ、ダイナミックマイクロホン、可動コイルマイクロホン、リボンマイクロホン、カーボンマイクロホン、圧電マイクロフォン、水晶マイクロフォン、光ファイバマイクロホン、レーザマイクロホン、液体または水マイクロフォン、微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）マイクロフォン、またはマイクロフォンとしてのスピーカを含む、１つまたは複数のタイプのマイクロフォンを含むことができる。
フィードバック構成要素９６０は、音声を取得、識別、または受信するためにマイクロフォン１２１０を含むか、またはこれとインターフェースすることができる。フィードバック構成要素９６０は、周囲ノイズを取得することができる。フィードバック構成要素９６０は、スピーカ１２０５によって生成されたオーディオ信号の特性をＮＳＳ９０５が調整するのを容易にするために、スピーカ１２０５から音を取得することができる。マイクロフォン１２１０は、オーディオコマンド、命令、要求、フィードバック情報、または調査質問に対する応答などの、対象からの音声入力を受信することができる。
いくつかの実施形態では、１つまたは複数のスピーカ１２０５を、１つまたは複数のマイクロフォン１２１０と一体化することができる。例えば、スピーカ１２０５およびマイクロフォン１２１０は、ヘッドセットを形成することができ、単一のエンクロージャ内に配置することができ、または、スピーカ１２０５およびマイクロフォン１２１０は、音響発生モードと音響受信モードとを切り替えるように構造的に設計され得るため、同じデバイスでさえあってもよい。
図１２Ｂは、実施形態による聴覚脳同調のためのシステム構成を示す。システム１２００は、少なくとも１つのスピーカ１２０５を含むことができる。システム１２００は、少なくともマイクロフォン１２１０を含むことができる。システム１２００は、少なくとも１つの能動式ノイズキャンセル構成要素１２１５を含むことができる。システム１２００は、少なくとも１つのフィードバックセンサ１２２５を含むことができる。システム１２００は、ＮＳＳ９０５を含むか、またはそれとインターフェースすることができる。システム１２００は、オーディオプレーヤ１２２０を含むか、またはこれとインターフェースすることができる。
システム１２００は、第１の耳に配置された第１のスピーカ１２０５を含むことができる。システム１２００は、２年目に配置される第２のスピーカ１２０５を含むことができる。システム１２００は、第１のマイクロフォン１２１０と通信可能に結合された第１の能動式ノイズキャンセル構成要素１２１５を含むことができる。システム１２００は、第２のマイクロフォン１２１０と通信可能に結合された第２の能動式ノイズキャンセル構成要素１２１５を含むことができる。場合によっては、能動式ノイズキャンセル構成要素１２１５は、第１のスピーカ１２０５および第２のスピーカ１２０５の両方、または第１のマイクロフォン１２１０および第２のマイクロフォン１２１０の両方と通信することができる。システム１２００は、能動式ノイズキャンセル構成要素１２１５と通信可能に結合された第１のマイクロフォン１２１０を含むことができる。システム１２００は、能動式ノイズキャンセル構成要素１２１５と通信可能に結合された第２のマイクロフォン１２１０を含むことができる。いくつかの実施形態では、マイクロフォン１２１０、スピーカ１２０５、および能動式ノイズキャンセル構成要素の各々は、ＮＳＳ９０５と通信またはインターフェースすることができる。いくつかの実施形態では、システム１２００は、ＮＳＳ９０５、スピーカ１２０５、マイクロフォン１２１０、または能動式ノイズキャンセル構成要素１２１５に通信可能に結合されたフィードバックセンサ１２２５および第２のフィードバックセンサ１２２５を含むことができる。
動作中、いくつかの実施形態では、オーディオプレーヤ１２２０は、音楽トラックを再生することができる。オーディオプレーヤ１２２０は、第１のおよび第２のスピーカ１２０５への有線または無線接続を介して音楽トラックに対応するオーディオ信号を伝えることができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、オーディオプレーヤからのオーディオ信号を傍受することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、オーディオプレーヤ１２２０からデジタルまたはアナログのオーディオ信号を受信することができる。ＮＳＳ９０５は、オーディオプレーヤ１２２０およびスピーカ１２０５を媒介することができる。ＮＳＳ９０５は、聴覚脳波刺激信号を埋め込むために、音楽に対応するオーディオ信号を解析することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、図１１Ｃに示すようなパルスレート間隔を有する音響パルスを生成するために、オーディオプレーヤ１２２０からの聴覚信号の音量を調整することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、バイノーラルのビート技術を使用して、脳によって知覚されたときに所望の刺激周波数を有するように組み合わされる異なる聴覚信号を第１および第２のスピーカに伝えることができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、脳がオーディオ信号を同時にまたは実質的に同時に（例えば、１ミリ秒、２ミリ秒、５ミリ秒、または１０ミリ秒以内）知覚するように、第１および第２のスピーカ１２０５との間のいずれかの待ち時間を調整することができる。ＮＳＳ９０５は、オーディオ信号がスピーカから同時に送られるように、待ち時間を考慮してオーディオ信号をバッファすることができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、オーディオプレーヤ１２２０およびスピーカを媒介しなくてもよい。例えば、ＮＳＳ９０５は、デジタル音楽リポジトリから音楽トラックを受信することができる。ＮＳＳ９０５は、所望のＰＲＩに従って音響パルスを埋め込むように音楽トラックを操作または修正することができる。次いで、ＮＳＳ９０５は、修正されたオーディオ信号をスピーカ１２０５に伝えるために、修正された音楽トラックをオーディオプレーヤ１２２０に伝えることができる。
いくつかの実施形態では、能動式ノイズキャンセル構成要素１２１５は、マイクロフォン１２１０から周囲ノイズ情報を受信し、望ましくない周波数またはノイズを識別し、望ましくない波形を相殺または減衰させるために逆位相波形を生成することができる。いくつかの実施形態では、システム１２００は、ノイズキャンセル構成要素１２１５によってもたらされるノイズキャンセリング波形を生成する追加のスピーカを含むことができる。ノイズキャンセル構成要素１２１５は、追加のスピーカを含むことができる。
システム１２００のフィードバックセンサ１２２５は、環境パラメータまたは生理学的状態などのフィードバック情報を検出することができる。フィードバックセンサ１２２５は、フィードバック情報をＮＳＳ９０５に提供することができる。ＮＳＳ９０５は、フィードバック情報に基づいてオーディオ信号を調整または変更することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、対象の脈拍数が所定の閾値を超えたと判定した後、オーディオ信号の音量を下げることができる。ＮＳＳ９０５は、聴覚信号の音量が閾値を超えたことを検出し、振幅を小さくすることができる。ＮＳＳ９０５は、パルスレート間隔が閾値を下回っていると判定することができ、閾値は、対象が焦点を失っているか、またはオーディオ信号に満足のいくレベルの注意を払っていないことを示すことができ、ＮＳＳ９０５は、オーディオ信号の振幅を増加させるか、またはトーンもしくは音楽トラックを変更することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、時間間隔に基づいてトーンまたは音楽トラックを変えることができる。トーンまたは音楽トラックを変えることにより、対象は聴覚刺激に対してより高いレベルの注意を払うことができ、脳波同調を促進することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、ＥＥＧプローブ１２２５から神経振動情報を受信し、ＥＥＧ情報に基づいて聴覚刺激を調整することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、プローブ情報から、ニューロンが望ましくない周波数で振動していることを判定することができる。次いで、ＮＳＳ９０５は、マイクロフォン１２１０を使用して周囲ノイズ内の対応する望ましくない周波数を識別することができる。次いで、ＮＳＳ９０５は、能動式ノイズキャンセル構成要素１２１５に、望ましくない周波数を有する周囲ノイズに対応する波形を除去するよう命令することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は受動式ノイズフィルタを有効にすることができる。パスノイズフィルタは、ノイズの望ましくない周波数をフィルタリングする１つまたは複数の抵抗器、コンデンサ、またはインダクタを有する回路を含むことができる。場合によっては、受動式フィルタは、遮音材料、防音材料、または吸音材料を含むことができる。
図４Ｃは、実施形態による聴覚脳同調のためのシステム構成を示す。システム４０１は、周囲ノイズ源１２３０を使用して聴覚脳波刺激を与えることができる。例えば、システム４０１は、周囲ノイズ１２３０を検出するマイクロフォン１２１０を含むことができる。マイクロフォン１２１０は、検出された周囲ノイズをＮＳＳ９０５に伝えることができる。ＮＳＳ９０５は、周囲ノイズ１２３０を、第１のスピーカ１２０５または第２のスピーカ１２０５に伝える前に修正することができる。いくつかの実施形態では、システム４０１は、補聴器デバイスと統合またはインターフェースすることができる。補聴器は、聴覚を改善するように設計されたデバイスであり得る。
ＮＳＳ９０５は、周囲ノイズ１２３０の振幅を増減して、所望のパルスレート間隔を有する音響バーストを生成することができる。ＮＳＳ９０５は、修正されたオーディオ信号を第１および第２のスピーカ１２０５に与えて、聴性脳波同調を容易にすることができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、クリックトレイン、トーン、または他の音響パルスを周囲ノイズ１２３０にオーバーレイすることができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、マイクロフォン１２１０から周囲ノイズ情報を受信し、周囲ノイズ情報に聴覚刺激信号を適用し、次いで、組み合わされた周囲ノイズ情報および聴覚刺激信号を第１および第２のスピーカ１２０５に提示することができる。場合によっては、ＮＳＳ９０５は、聴覚刺激信号をスピーカ１２０５に伝える前に、周囲ノイズ１２３０の不要な周波数をフィルタリングすることができる。
したがって、周囲ノイズ１２３０を聴覚刺激の一部として使用して、対象は、脳波同調を促進するために聴覚刺激を受けながら周囲を観察するか、または日常的な活動を続けることができる。
図１３は、実施形態による聴覚脳同調のためのシステム構成を示す。システム１３００は、室内環境を使用して脳波同調のための聴覚刺激を与えることができる。システム１３００は、１つまたは複数のスピーカを含むことができる。システム１３００は、サラウンドサウンドシステムを含むことができる。例えば、システム１３００は、左側スピーカ１３１０、右側スピーカ１３１５、センタースピーカ１３０５、右側サラウンドスピーカ１３２５、および左側サラウンドスピーカ１３３０を含む。システム１３００は、サブウーファ１３２０を含む。システム１３００は、マイクロフォン１２１０を含むことができる。システム１３００は、５．１サラウンドシステムを含むか、または参照することができる。いくつかの実施形態では、システム１３００は、１、２、３、４、５、６、７またはそれより多いスピーカを有することができる。
サラウンドシステムを使用して聴覚刺激を与える場合、ＮＳＳ９０５は、システム１３００のスピーカの各々に同じまたは異なるオーディオ信号を伝えることができる。ＮＳＳ９０５は、脳波同調を容易にするために、システム１３００のスピーカのうちの１つまたは複数に与えられるオーディオ信号を修正または調整することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、マイクロフォン１２１０からフィードバックを受信し、マイクロフォン１２１０の位置に対応する室内の位置に位置する対象に与えられる聴覚刺激を最適化するように、オーディオ信号を修正、操作、さもなければ調整することができる。ＮＳＳ９０５は、マイクロフォン１２１０に向かって伝播するスピーカによって生成された音響ビームまたは波を分析することによって、マイクロフォン１２１０に対応する位置で知覚される聴覚刺激を最適化または改善することができる。
ＮＳＳ９０５は、各スピーカの設計および構成に関する情報で構成することができる。例えば、スピーカ１３０５は、角度１３３５の方向に音を発生させることができる。スピーカ１３１０は、角度１３４０の方向に進む音を発生させることができる。スピーカ１３１５は、角度１３４５の方向に進む音を発生させることができる。スピーカ１３２５は、角度１３５５の方向に進む音を発生させることができる。スピーカ１３３０は、角度１３５０の方向に進む音を発生させることができる。これらの角度は、スピーカごとに最適または所定の角度とすることができる。これらの角度は、マイクロフォン１２１０に対応する場所に位置する人が最適な聴覚刺激を受けることができるように、各スピーカの最適な角度を指すことができる。したがって、システム１３００のスピーカは、対象に向かって聴覚刺激を伝達するように配向することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、１つまたは複数のスピーカを有効または無効にすることができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、脳波同調を容易にするために、話者の音量を増減することができる。ＮＳＳ９０５は、音楽トラック、テレビオーディオ、ムービーオーディオ、インターネットオーディオ、セットトップボックスからのオーディオ出力、または他の音源を傍受することができる。ＮＳＳ９０５は、受信したオーディオを調整または操作し、調整されたオーディオ信号をシステム１３００のスピーカに送り、脳波同調を誘発することができる。
図１４は、人の頭部、頭部の上、または頭部の近くに置いたまたは配置されたフィードバックセンサ１４０５を示す。フィードバックセンサ１４０５は、例えば、脳波活動を検出するＥＥＧプローブを含むことができる。
フィードバックモニタ９３５は、１つまたは複数のフィードバックセンサ１４０５からのフィードバック情報を検出、受信、取得、さもなければ識別することができる。フィードバックモニタ９３５は、さらなる処理または記憶のために、フィードバック情報をＮＳＳ９０５の１つまたは複数の構成要素に提供することができる。例えば、プロファイルマネージャ９２５は、フィードバック情報を用いてデータリポジトリ９４０に格納されたプロファイルデータ構造９４５を更新することができる。プロファイルマネージャ９２５は、フィードバック情報を、オーディオ脳刺激を受けている患者または人の識別子、ならびにフィードバック情報の受信または検出に対応するタイムスタンプおよび日付スタンプと関連付けることができる。
フィードバックモニタ９３５は、注意のレベルを判定することができる。注意のレベルは、脳刺激に使用される音響パルスに設けられる焦点を指すことができる。フィードバックモニタ９３５は、様々なハードウェアおよびソフトウェア技術を使用して注意のレベルを判定することができる。フィードバックモニタ９３５は、注意のレベル（例えば、１が低い注意であり、１０が高い注意である１から１０、またはその逆、１が低い注意であり、１００が高い注意である１から１００、またはその逆、０が低い注意であり、１が高い注意である０から１、またはその逆）にスコアを割り当てることができ、注意のレベル（例えば、低、中、高）を分類することができ、注意を等級付けする（例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、またはＦ）ことができ、さもなければ注意のレベルの指示を与えることができる。
場合によっては、フィードバックモニタ９３５は、注意のレベルを識別するために人の眼球運動を追跡することができる。フィードバックモニタ９３５は、アイトラッカーを含むフィードバック構成要素９６０とインターフェースすることができる。フィードバックモニタ９３５（例えば、フィードバック構成要素９６０を介して）は、人の眼球運動を検出および記録し、記録された眼球運動を分析して、注意スパンまたは注意のレベルを判定することができる。フィードバックモニタ９３５は、隠れた注意に関連する情報を示し、または伝えることができる視線を測定することができる。例えば、フィードバックモニタ９３５（例えば、フィードバック構成要素９６０を介して）は、眼電図（「ＥＯＧ」）で構成して、眼の周りの皮膚電位を測定することができ、眼が頭部に対して向いている方向を示すことができる。いくつかの実施形態では、ＥＯＧは、頭部に対する眼の方向を決定するために頭部が動かないように頭部を安定させるためのシステムまたはデバイスを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＥＯＧは、頭部の位置を決定し、次いで頭部に対する眼の方向を決定するために、ヘッドトラッカーシステムを含むかまたはそれとインターフェースすることができる。
いくつかの実施形態では、フィードバックモニタ９３５およびフィードバック構成要素９６０は、眼球運動に基づいて、対象が聴覚刺激に注意している注意のレベルを判定することができる。例えば、眼球運動の増加は、聴覚刺激とは対照的に、対象が視覚刺激に集中していることを示し得る。聴覚刺激とは対照的に、対象が視覚刺激に払っている注意のレベルを判定するために、フィードバックモニタ９３５およびフィードバック構成要素９６０は、瞳孔または角膜の反射のビデオ検出を使用して、眼または眼球運動の方向を判定または追跡することができる。例えば、フィードバック構成要素９６０は、１つまたは複数のカメラまたはビデオカメラを含むことができる。フィードバック構成要素９６０は、眼に向かって光パルスを送る赤外線源を含むことができる。光は、眼によって反射され得る。フィードバック構成要素９６０は、反射の位置を検出することができる。フィードバック構成要素９６０は、反射の位置を捉えるまたは記録することができる。フィードバック構成要素９６０は、反射に対して画像処理を実行して、眼の方向または眼の視線の方向を判定または計算することができる。
フィードバックモニタ９３５は、眼の方向または動きを、同一人物の過去の眼の方向または動き、公の眼の動き、または他の過去の眼の動き情報と比較して、注意のレベルを判定することができる。例えば、フィードバックモニタ９３５は、過去の聴覚刺激セッション中の眼球運動の過去の量を判定することができる。フィードバックモニタ９３５は、現在の眼球運動を過去の眼球運動と比較して偏差を特定することができる。ＮＳＳ９０５は、比較に基づいて、眼球運動の増加を判定し、眼球運動の増加に基づいて、対象が現在の聴覚刺激に、相対的に注意を払っていないとさらに判定することができる。注意の低下の検出に応答して、フィードバックモニタ９３５は、対象者に注意を向けさせるためにオーディオ信号のパラメータを変更するようにオーディオ調整モジュール９１５に命令することができる。オーディオ調整モジュール９１５は、音量、トーン、ピッチ、または音楽トラックを変更して、対象者に注意を向けさせるか、または対象が聴覚刺激に払っている注意のレベルを高めることができる。オーディオ信号を変更すると、ＮＳＳ９０５は、注意のレベルを監視し続けることができる。例えば、オーディオ信号を変更すると、ＮＳＳ９０５は、オーディオ信号に与えられる注意のレベルの増加を示すことができる眼球運動の減少を検出することができる。
フィードバックセンサ１４０５は、ＮＳＳ９０５と対話または通信することができる。例えば、フィードバックセンサ１４０５は、検出されたフィードバック情報またはデータをＮＳＳ９０５（例えば、フィードバックモニタ９３５）に伝えることができる。フィードバックセンサ１４０５は、例えば、フィードバックセンサ１４０５が検出または感知または通知のときに、リアルタイムでＮＳＳ９０５にデータを伝えることができる。フィードバックセンサ１４０５は、１分、２分、５分、１０分、１時間、２時間、４時間、１２時間、または２４時間などの時間間隔に基づいてフィードバック情報をＮＳＳ９０５に提供することができる。フィードバックセンサ１４０５は、フィードバック測定値が閾値を超える、または閾値を下回るなどの条件またはイベントに応答して、フィードバック情報をＮＳＳ９０５に提供することができる。フィードバックセンサ１４０５は、フィードバックパラメータの変化に応答してフィードバック情報を提供することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、情報を求めてフィードバックセンサ１４０５にｐｉｎｇ、問い合わせ、または要求を送信することができ、フィードバックセンサ１４０５は、ｐｉｎｇ、要求、または問い合わせに応答してフィードバック情報を提供することができる。
聴覚刺激による神経刺激のための方法
図１５は、実施形態による聴覚的脳同調を行う方法の流れ図である。方法８００は、例えば神経刺激システム（ＮＳＳ）を含む、図７Ａ、７Ｂ、および９～１４に示す１つまたは複数のシステム、構成要素、モジュールまたは要素によって実行することができる。簡単に概観すると、ＮＳＳは、ブロック１５０５で提示するオーディオ信号を識別することができる。ブロック１５１０において、ＮＳＳは、識別されたオーディオ信号を生成および送ることができる。１５１５において、ＮＳＳは、神経活性、生理学的活性、環境パラメータ、またはデバイスのパラメータに関連するフィードバックを受信または判定することができる。１５２０において、ＮＳＳは、フィードバックに基づいてオーディオ信号を管理、制御、または調整することができる。
ヘッドホンで動作するＮＳＳ
ＮＳＳ９０５は、図１２Ａに示すように、スピーカ１２０５と連動して動作することができる。ＮＳＳ９０５は、スピーカ１２０５およびフィードバックセンサ１４０５を含むイヤホンまたはインイヤーフォンと連携して動作することができる。
動作中、ヘッドホンを使用する対象は、ヘッドホンを頭部に装着することができ、その結果、スピーカは、または、外耳道または外耳道内に配置される。場合によっては、対象は、ヘッドホンが装着されたこと、および対象が脳波同調を受ける準備ができていることをＮＳＳ９０５に示すことができる。表示は、キーボード７２６、ポインティングデバイス７２７、または他のＩ／Ｏデバイス７３０ａ～ｎなどの入出力インターフェースを介した命令、コマンド、選択、入力または他の表示を含むことができる。表示は、動きがベースの表示、視覚的表示、または音声ベースの表示とすることができる。例えば、対象は、対象が脳波同調を受ける準備ができていることを示す音声コマンドを与えることができる。
場合によっては、フィードバックセンサ１４０５は、対象が脳波同調を受ける準備ができていると判定することができる。フィードバックセンサ１４０５は、ヘッドホンが対象の頭部に置かれたことを検出することができる。ＮＳＳ９０５は、ヘッドホンが対象の頭部に配置されたことを判定するために、モーションデータ、加速度データ、ジャイロスコープデータ、温度データ、または容量性タッチデータを受信することができる。モーションデータなどの受信したデータは、ヘッドホンがピックアップされて対象の頭部に配置されたことを示すことができる。温度データは、ヘッドホンの温度またはその付近の温度を測定することができ、ヘッドホンが対象の頭部にあることを示すことができる。ＮＳＳ９０５は、対象がヘッドホンまたはフィードバックセンサ１４０５に高いレベルの注意を向けているとの判定に応答して、対象が準備完了であることを検出することができる。
したがって、ＮＳＳ９０５は、ヘッドホンが装着され、対象が準備状態にあることを検出または判定することができ、あるいはＮＳＳ９０５は、対象がヘッドホンを装着し、対象が脳波同調を受ける準備ができているという表示または確認を対象から受信することができる。対象の準備ができていると判定すると、ＮＳＳ９０５は脳波同調プロセスを初期化することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、プロファイルデータ構造９４５にアクセスすることができる。例えば、プロファイルマネージャ９２５は、プロファイルデータ構造９４５に照会して、脳同調処理に使用される外耳刺激のための１つまたは複数のパラメータを判定することができる。パラメータは、例えば、聴覚刺激技術の種類、聴覚刺激の強度または音量、聴覚刺激の周波数、聴覚刺激の持続時間、または聴覚刺激の波長を含むことができる。プロファイルマネージャ９２５は、プロファイルデータ構造９４５に照会して、以前の聴覚刺激セッションなどの脳同調歴の情報を取得することができる。プロファイルマネージャ９２５は、プロファイルデータ構造９４５で検索を実行することができる。プロファイルマネージャ９２５は、使用者の名前、使用者の識別子、位置情報、指紋、生体認証識別子、網膜スキャン、音声認識および認証、または他の識別技術を用いて検索を実行することができる。
ＮＳＳ９０５は、ヘッドホンに接続された構成要素に基づいて、外耳刺激の種類を判定することができる。ＮＳＳ９０５は、利用可能なスピーカ１２０５の種類に基づいて、外耳刺激の種類を判定することができる。例えば、ヘッドホンがオーディオプレーヤに接続されている場合、ＮＳＳ９０５は、音響パルスを埋め込むように判定することができる。ヘッドホンがオーディオプレーヤに接続されておらず、マイクロフォンのみに接続されている場合、ＮＳＳ９０５は、純音を注ぐ、または周囲ノイズを修正すると判定することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、過去の脳波同調セッションに基づいて外耳刺激のタイプを判定することができる。例えば、プロファイルデータ構造９４５は、オーディオ信号伝達構成要素９５０のタイプに関する情報で事前構成することができる。
ＮＳＳ９０５は、プロファイルマネージャ９２５を介して、パルス列またはオーディオ信号の変調周波数を判定することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、プロファイルデータ構造９４５から、外耳刺激の変調周波数を４０Ｈｚに設定すべきであると判定することができる。聴覚刺激の種類に応じて、プロファイルデータ構造９４５は、パルスの長さ、強度、オーディオ信号を形成する音響波の波長、またはパルス列の持続時間をさらに示すことができる。
場合によっては、ＮＳＳ９０５は、外耳刺激の１つまたは複数のパラメータを判定または調整することができる。例えば、ＮＳＳ９０５（例えば、フィードバック構成要素９６０またはフィードバックセンサ１４０５を介して）は、音響波の振幅または音のボリュームのレベルを判定することができる。ＮＳＳ９０５（例えば、オーディオ調整モジュール９１５または副作用管理モジュール９３０を介して）は、音響波または音響パルスの振幅または波長を確立、初期化、設定、または調整することができる。例えば、ＮＳＳ９０５は、低レベルの周囲ノイズがあると判定することができる。周囲ノイズのレベルが低いため、対象の聴覚が損なわれ得ない、または気がそらされ得ない。ＮＳＳ９０５は、低レベルの周囲ノイズを検出することに基づいて、音量を上げる必要がない可能性がある、または脳波同調の有効性を維持するために音量を下げることが可能であり得ると判定することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、脳波同調プロセス全体を通して周囲ノイズのレベルを監視（例えば、フィードバックモニタ９３５およびフィードバック構成要素９６０を介して）して、音響パルスの振幅を自動的かつ周期的に調整することができる。例えば、高いレベルの周囲ノイズがあったときに対象が脳波同調プロセスを開始した場合、ＮＳＳ９０５は最初に音響パルスの振幅をより大きく設定し、１０ｋＨｚなどの知覚しやすい周波数を含むトーンを使用することができる。しかし、周囲ノイズのレベルが脳波同調プロセス全体にわたって減少するいくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、周囲ノイズの減少を自動的に検出し、検出に応答して、音響波の周波数を減少させながら音量を調整または低下させることができる。ＮＳＳ９０５は、脳波同調を容易にするべく周囲ノイズに対して高いコントラスト比を設けるように音響パルスを調整することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５（例えば、フィードバックモニタ９３５およびフィードバック構成要素９６０を介して）は、音響波のパラメータを設定または調整するために生理学的条件を監視または測定することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、音響波のパラメータを設定または調整するために、心拍数、脈拍数、血圧、体温、発汗、または脳の活性を監視または測定することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、最初に音響波強度の最低設定（例えば、低振幅または高波長）を有する音響パルスを送り、最適なオーディオ強度に達するまでフィードバックを監視しながら強度を徐々に増加させる（例えば、波長の振幅を増加させるか、または波長を減少させる）ように事前構成することができる。最適なオーディオの強度は、聴覚障害、発作、心臓発作、片頭痛、または他の不快感などの有害な生理学的副作用のない最高の強度を指すことができる。ＮＳＳ９０５（例えば、副作用管理モジュール９３０を介して）は、生理学的症状を監視して、外耳刺激の有害な副作用を識別し、それに応じて外耳刺激を調整（例えば、オーディオ調整モジュール９１５を介して）して、有害な副作用を低減または排除することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５（例えば、オーディオ調整モジュール９１５を介して）は、注意のレベルに基づいて、音響波または音響パルスのパラメータを調整することができる。例えば、脳波同調プロセスの間に、対象は、退屈したり、集中力を失ったり、眠りに落ちたり、さもなければ音響パルスに注意を払わなくなったりする可能性がある。音響パルスに注意を払わないと、脳波同調プロセスの有効性が低下し、音響パルスの所望の変調周波数とは異なる周波数で振動するニューロンが生じる可能性がある。
ＮＳＳ９０５は、フィードバックモニタ９３５および１つまたは複数のフィードバック構成要素９６０を使用して、対象が音響パルスに向けている注意のレベルを検出することができる対象が音響パルスに十分な量の注意を払っていないと判定したことに応答して、オーディオ調整モジュール９１５は、対象の注意を引くためにオーディオ信号のパラメータを変更することができる。例えば、オーディオ調整モジュール９１５は、音響パルスの振幅を増加させ、音響パルスのトーンを調整し、または音響パルスの持続時間を変更することができる。オーディオ調整モジュール９１５は、音響パルスの１つ以上のパラメータをランダムに変化させることができる。オーディオ調整モジュール９１５は、対象の注意を回復するように構成された注意追究音響シーケンスを開始することができる。例えば、オーディオシーケンスは、周波数、トーン、振幅の変化、または所定の、ランダムな、もしくは擬似ランダムなパターンでの単語もしくは音楽の挿入を含むことができる。注意追求用オーディオシーケンスは、オーディオ信号伝達構成要素９５０が複数の音源またはスピーカを含む場合、異なる音源を有効または無効にすることができる。したがって、オーディオ調整モジュール９１５は、フィードバックモニタ９３５と対話して、対象が音響パルスに与えている注意のレベルを判定し、注意のレベルが閾値を下回った場合に対象の注意を取り戻すように音響パルスを調整することができる。
いくつかの実施形態では、オーディオ調整モジュール９１５は、所定の時間間隔（例えば、５分、１０分、１５分、または２０分ごと）で音響パルスまたは音響波の１つまたは複数のパラメータを変更または調整して、対象の注意のレベルを回復または維持することができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５（例えば、不要周波数フィルタリングモジュール９２０を介して）は、望ましくない聴覚的外部刺激をフィルタリング、遮断、減衰、または除去することができる。望ましくない聴覚的外部刺激は、例えば、音波の望ましくない変調周波数、望ましくない強度、または望ましくない波長を含み得る。ＮＳＳ９０５は、パルス列の変調周波数が所望の周波数とは異なるかまたは実質的に異なる（例えば、１％、２％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、または２５％超）場合、変調周波数を望ましくないとみなすことができる。
例えば、脳波同調のための所望の変調周波数は、４０Ｈｚであり得る。しかし、２０Ｈｚまたは８０Ｈｚの変調周波数は、４０Ｈｚなどの他の周波数での脳波同調から生じ得る脳の認知機能、脳の認知的状態、免疫系、または炎症に対する有益な効果を減少させ得る。したがって、ＮＳＳ９０５は、２０Ｈｚまたは８０Ｈｚの変調周波数に対応する音響パルスをフィルタリングすることができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＳ９０５は、フィードバック構成要素９６０を介して、２０Ｈｚの望ましくない変調周波数に対応する周囲ノイズ源からの音響パルスがあることを検出することができる。ＮＳＳ９０５は、望ましくない変調周波数に対応する音響パルスの音響波の波長をさらに判定することができる。ＮＳＳ９０５は、望ましくない変調周波数に対応する波長をフィルタリングするようにフィルタリング構成要素９５５に命令することができる。
末梢神経刺激による神経刺激
いくつかの実施形態では、本開示のシステムおよび方法は、神経振動を引き起こすまたは誘発するための末梢神経刺激を与えることができる。例えば、末梢神経系の一部を形成する、または末梢神経系に接続された感覚神経の周囲の皮膚への触覚刺激は、感覚神経の電気的活動を引き起こし、または誘発することができ、中枢神経系を介した脳への伝達を引き起こし、これは脳によって知覚され得るか、または神経振動をもたらす活性を含む脳の電気的および神経活性を引き起こし、または誘発することができる。同様に、末梢神経系の一部を形成する、または末梢神経系に接続された感覚神経の周囲の皮膚の、または皮膚を通る電流は、感覚神経の電気的活動を引き起こし、または誘発することができ、中枢神経系を介した脳への伝達を引き起こし、これは脳によって知覚され得るか、または神経振動をもたらす活性を含む脳の電気的および神経活性を引き起こし、または誘発することができる。脳は、末梢神経刺激の受信に応答して、神経振動の周波数を調整、管理、または制御することができる。電流は、例えば時変パルスなどの電流刺激に起因して、神経細胞の脱分極をもたらし得る。電流パルスは、脱分極を直接引き起こし得る。脳の他の領域における二次的効果は、脱分極に応答して脳によってゲート制御または制御され得る。所定の周波数で生成された末梢神経刺激は、脳の神経活性を誘発して、神経振動を引き起こすかまたは誘発することができる。神経振動の周波数は、末梢神経刺激の周波数、または末梢神経刺激に関連する変調周波数に基づくか、またはそれに対応することができる。したがって、本開示のシステムおよび方法は、末梢神経刺激の周波数に基づいてニューロンのグループ間の電気的活動を同期させる所定の周波数で変調された電流パルスなどの末梢神経刺激を使用して、神経振動を引き起こし、または誘発することができる。神経振動に関連する脳同調は、皮質ニューロンの集合体における同期的電気活性によって生成される振動の総周波数に基づいて、観察することができる。電流またはそのパルスの変調の周波数は、皮質ニューロンの集合におけるこの同期電気活性を、末梢神経刺激パルスの周波数に対応する周波数で振動させるかまたは調整することができる。
図１６Ａは、実施形態による、例えば脳同調を引き起こすために、末梢神経刺激を実行して神経振動を引き起こすまたは誘発するシステムを示すブロック図である。システム１６００は、末梢神経刺激システム１６０５を含むことができる。簡単に概観すると、末梢神経刺激システム（または末梢神経刺激神経刺激システム）（「ＮＳＳ」）１６０５は、神経刺激生成モジュール１６１０、神経刺激調整モジュール１６１５、プロファイルマネージャ１６２５、副作用管理モジュール１６３０、フィードバックモニタ１６３５、データリポジトリ１６４０、神経刺激発生器構成要素１６５０、遮蔽構成要素１６５５、フィードバック構成要素１６６０、または神経刺激増幅構成要素１６６５のうちの１つ以上を含むか、それにアクセスするか、それとインターフェースするか、そうでなければそれと通信することができる。神経刺激生成モジュール１６１０、神経刺激調整モジュール１６１５、プロファイルマネージャ１６２５、副作用管理モジュール１６３０、フィードバックモニタ１６３５、神経刺激発生器構成要素１６５０、遮蔽構成要素１６５５、フィードバック構成要素１６６０、または神経刺激増幅構成要素１６６５はそれぞれ、少なくとも１つの処理ユニットまたはプログラマブル論理アレイエンジンなどの他の論理デバイス、またはデータベースリポジトリ１６５０と通信するように構成されたモジュールを含むことができる。神経刺激生成モジュール１６１０、神経刺激調整モジュール１６１５、プロファイルマネージャ１６２５、副作用管理モジュール１６３０、フィードバックモニタ１６３５、神経刺激発生器構成要素１６５０、遮蔽構成要素１６５５、フィードバック構成要素１６６０、または神経刺激増幅構成要素１６６５は、別個の構成要素、単一の構成要素、またはＮＳＳ１６０５の一部とすることができる。システム１６００およびＮＳＳ１６０５などのその構成要素は、１つまたは複数のプロセッサ、論理デバイス、または回路などのハードウェア要素を含むことができる。システム１６００およびＮＳＳ１６０５などのその構成要素は、図７Ａおよび図７Ｂのシステム７００に示す１つまたは複数のハードウェアまたはインターフェース構成要素を含むことができる。例えば、システム１６００の構成要素は、１つまたは複数のプロセッサ７２１を含むかまたはそれで実行し、記憶装置７２８またはメモリ７２２にアクセスし、ネットワークインターフェース７１８を介して通信することができる。
複数の刺激モードによる神経刺激
図１６Ｂは、実施形態による、複数の刺激モードによる神経刺激のためのシステムを示すブロック図である。システム１６００は、神経刺激オーケストレーションシステム（「ＮＳＯＳ」）１６０５を含むことができる。ＮＳＯＳ１６０５は、複数の刺激モードを設けることができる。例えば、ＮＳＯＳ１６０５は、視覚刺激を含む第１の刺激モードと、聴覚刺激を含む第２の刺激モードとを設けることができる。各刺激モードについて、ＮＳＯＳ１６０５はある種の信号を伝えることができる。例えば、刺激の視覚モードの場合、ＮＳＯＳ１６０５は、以下のタイプの信号、すなわち、光パルス、画像パターン、周囲光のフリッカ、または拡張現実を伝えることができる。ＮＳＯＳ１６０５は、複数の刺激モードおよび刺激タイプを統合、管理、制御、さもなければ与えることを容易にすることができる。
簡単に概観すると、ＮＳＯＳ１６０５は、刺激オーケストレーション構成要素１６１０、対象評価モジュール１６５０、データリポジトリ１６１５、１つまたは複数の信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎ、１つまたは複数のフィルタリング構成要素１６３５ａ～ｎ、１つまたは複数のフィードバック構成要素１６４０ａ～ｎ、および１つまたは複数の神経刺激システム（「ＮＳＳ」）１６４５ａ～ｎのうちの１つまたは複数を含むか、それにアクセスするか、それとインターフェースをとるか、さもなければ通信することができる。データリポジトリ１６１５は、プロファイルデータ構造１６２０およびポリシーデータ構造１６２５を含むかまたは格納することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０および対象評価モジュール１６５０は、少なくとも１つの処理ユニットまたはプログラマブル論理アレイエンジンなどの他の論理デバイス、またはデータベースリポジトリ１６１５と通信するように構成されたモジュールを含むことができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０および対象評価モジュール１６５０は、単一の構成要素であってもよく、別個の構成要素を含んでもよく、またはＮＳＯＳ１６０５の一部であってもよい。システム１６００およびＮＳＯＳ１６０５などのその構成要素は、１つまたは複数のプロセッサ、論理デバイス、または回路などのハードウェア要素を含むことができる。システム１６００およびＮＳＯＳ１６０５などのその構成要素は、図７Ａおよび図７Ｂのシステム７００に示す１つまたは複数のハードウェアまたはインターフェース構成要素を含むことができる。例えば、システム１６００の構成要素は、１つまたは複数のプロセッサ７２１を含むかまたはそれで実行し、記憶装置７２８またはメモリ７２２にアクセスし、ネットワークインターフェース７１８を介して通信することができる。システム１６００は、図１～１５に示す１つまたは複数の構成要素または機能を含むことができ、例えば、システム１００、システム９００、視覚的ＮＳＳ１０５、または聴覚ＮＳＳ９０５を含む。例えば、信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎのうちの少なくとも１つは、視覚信号伝達構成要素１５０またはオーディオ信号伝達構成要素９５０の１つまたは複数の構成要素または機能を含むことができる。フィルタリング構成要素１６３５ａ～ｎの少なくとも１つは、フィルタリング構成要素１５５またはフィルタリング構成要素９５５の１つまたは複数の構成要素または機能を含むことができる。フィードバック構成要素１６４０ａ～ｎの少なくとも１つは、フィードバック構成要素１６０またはフィードバック構成要素９６０の１つまたは複数の構成要素または機能を含むことができる。ＮＳＳ１６４５ａ～ｎのうちの少なくとも１つは、視覚ＮＳＳ１０５または聴覚ＮＳＳ９０５の１つまたは複数の構成要素または機能を含むことができる。
さらに図１６Ｂを参照すると、さらに詳細には、ＮＳＯＳ１６０５は、少なくとも刺激オーケストレーション構成要素１６１０を含むことができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、複数の刺激モダリティを使用して神経刺激を実行するように設計および構築することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０またはＮＳＯＳ１６０５は、信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎのうちの少なくとも１つ、フィルタリング構成要素１６３５ａ～ｎのうちの少なくとも１つ、またはフィードバック構成要素１６４０ａ～ｎのうちの少なくとも１つとインターフェースすることができる。信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎのうちの１つまたは複数は、同じタイプの信号伝達構成要素または異なるタイプの信号伝達構成要素であり得る。信号伝達成分のタイプは、刺激のモードに対応することができる。例えば、複数のタイプの信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎは、視覚信号伝達構成要素または聴覚信号伝達構成要素に対応することができる。場合によっては、信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎのうちの少なくとも１つは、光源、ＬＥＤ、レーザ、タブレットコンピューティングデバイス、または仮想現実ヘッドセットなどの視覚信号伝達構成要素１５０を含む。信号伝達構成要素のうちの少なくとも１つは、ヘッドホン、スピーカ、蝸牛インプラント、またはエアジェットなどのオーディオ信号伝達構成要素９５０を含む。
フィルタ構成要素１６３５ａ～ｎのうちの１つまたは複数は、同じタイプのフィルタ構成要素または異なるタイプのフィルタ構成要素であってもよい。フィードバック構成要素１６４０ａ～ｎのうちの１つまたは複数は、同じタイプのフィードバック構成要素または異なるタイプのフィードバック構成要素であり得る。例えば、フィードバック構成要素１６４０ａ～ｎは、電極、乾式電極、ゲル電極、生理食塩水浸漬電極、接着剤ベースの電極、温度センサ、心拍数または脈拍数モニタ、生理学的センサ、周囲光センサ、周囲温度センサ、アクティグラフィを介した睡眠状態、血圧モニタ、呼吸数モニタ、脳波センサ、ＥＥＧプローブ、人間の目の前部と後部との間に存在する角膜網膜定在電位を測定するように構成されたＥＯＧプローブ、加速度計、ジャイロスコープ、動き検出器、近接センサ、カメラ、マイクロフォン、または光検出器を含むことができる。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、異なる種類の信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎ、フィルタリング構成要素１６３５ａ～ｎ、またはフィードバック構成要素１６４０ａ～ｎと通信するためのインターフェースを含むか、またはインターフェースと共に構成することができる。ＮＳＯＳ１６０５または刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎ、フィルタリング構成要素１６３５ａ～ｎ、またはフィードバック構成要素１６４０ａ～ｎのうちの１つへのシステム媒介とインターフェースすることができる。例えば、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、図１に示す視覚的ＮＳＳ１０５または図９に示す聴覚ＮＳＳ９０５とインターフェースすることができる。したがって、いくつかの実施形態では、刺激オーケストレーション構成要素１６１０またはＮＳＯＳ１６０５は、信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎ、フィルタリング構成要素１６３５ａ～ｎ、またはフィードバック構成要素１６４０ａ～ｎのうちの少なくとも１つと間接的にインターフェースすることができる。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０（例えば、インターフェースを介して）は、構成要素に関する情報を判定するために、信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎ、フィルタリング構成要素１６３５ａ～ｎ、およびフィードバック構成要素１６４０ａ～ｎのそれぞれにｐｉｎｇを送信することができる。情報は、構成要素のタイプ（例えば、視覚、聴覚、減衰器、光学フィルタ、温度センサ、または光センサ）、構成要素の構成（例えば、周波数範囲、振幅範囲）、またはステータス情報（例えば、スタンバイ、準備状態、オンライン、有効、エラー、障害、オフライン、無効、警告、要サービス、可用性、またはバッテリレベル）を含むことができる。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、脳によって知覚、受け取り、または観察され、対象の脳の少なくとも１つの領域または部分における神経振動の周波数に影響を及ぼすことができる信号を生成する、送る、さもなければ伝えるように、信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎの少なくとも一方に命令または引き起こすことができる。信号は、例えば、光学神経または蝸牛細胞を含む様々な手段を介して知覚することができる。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、プロファイル情報１６２０およびポリシー１６２５を取得するためにデータリポジトリ１６１５にアクセスすることができる。プロファイル情報１６２０は、プロファイル情報１４５またはプロファイル情報９４５を含むことができる。ポリシー１６２５は、マルチモーダル刺激ポリシーを含むことができる。ポリシー１６２５は、マルチモーダル刺激プログラムを示すことができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、ポリシー１６２５をプロファイル情報に適用して、刺激のタイプ（例えば、視覚的または聴覚的）を判定し、刺激の各タイプ（例えば、振幅、周波数、波長、色などである）のパラメータの値を判定することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、ポリシー１６２５をプロファイル情報１６２０および１つ以上のフィードバック構成要素１６４０ａ～ｎから受信されたフィードバック情報に適用して、刺激のタイプ（例えば、視覚的または聴覚的）を判定または調整し、刺激の各タイプ（例えば、振幅、周波数、波長、色など）の値のパラメータを判定または調整することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、ポリシー１６２５をプロファイル情報に適用して、フィルタリング構成要素１６３５ａ～ｎの少なくとも１つ（例えば、オーディオフィルタまたは視覚フィルタ）によって適用されるフィルタの種類を判定し、フィルタの種類のパラメータの値（例えば、周波数、波長、色、音の減衰など）を判定することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、ポリシー１６２５を、１つ以上のフィードバック構成要素１６４０ａ～１６４０ｎから受信されるプロファイル情報およびフィードバック情報に適用して、フィルタリング構成要素１６３５ａ～１６３５ｎのうちの少なくとも１つによって適用されるフィルタのタイプを判定または調整し（例えば、オーディオフィルタまたは視覚フィルタ）、フィルタのパラメータの値を判定または調整する（例えば、周波数、波長、色、音の減衰など）ことができる。
ＮＳＯＳ１６０５は、対象評価モジュール１６５０を介してプロファイル情報１６２０を取得することができる。対象評価モジュール１６５０は、１人または複数の対象について、１つまたは複数の刺激モードを介した神経刺激を容易にすることができる情報を判定するように設計および構築することができる。対象評価モジュール１６５０は、フィードバック構成要素１６４０ａ～ｎ、調査、クエリ、アンケート、プロンプト、ネットワークを介して、アクセス可能なリモートプロファイル情報、診断試験、または過去の治療を介して情報を受信、取得、検出、判定、さもなければ識別することができる。
対象評価モジュール１６５０は、神経刺激を開始する前、神経刺激中、または神経刺激後に情報を受信することができる。例えば、対象評価モジュール１６５０は、神経刺激セッションを開始する前に情報の要求をプロンプトで伝えることができる。対象評価モジュール１６５０は、神経刺激セッション中に情報の要求をプロンプトで伝えることができる。対象評価モジュール１６５０は、神経刺激セッション中にフィードバック構成要素１６４０ａ～ｎ（例えば、脳波プローブ）からフィードバックを受信することができる。対象評価モジュール１６５０は、神経刺激セッションの終了後に情報の要求をプロンプトで伝えることができる。対象評価モジュール１６５０は、神経刺激セッションの終了後にフィードバック構成要素１６４０ａ～ｎからフィードバックを受信することができる。
対象評価モジュール１６５０は、刺激のモダリティ（例えば、視覚刺激または聴覚刺激）または信号のタイプ（例えば、レーザまたはＬＥＤ光源からの光パルス、周囲光フリッカ、またはタブレットコンピューティングデバイスによって表示される画像パターン）の有効性を判定するために情報を使用することができる。例えば、対象評価モジュール１６５０は、所望の神経刺激が第１の刺激モードまたは第１の種類の信号から生じたが、所望の神経刺激は第２の刺激モードまたは第２の種類の信号では生じなかったか、または生じるために時間がかかったと判定することができる。対象評価モジュール１６５０は、フィードバック構成要素１６４０ａ～ｎからのフィードバック情報に基づいて、第１の刺激モードまたは第１の種類の信号と比較して、第２の刺激モードまたは第２の種類の信号から所望の神経刺激があまり顕著ではなかったと判定することができる。
対象評価モジュール１６５０は、各刺激モードまたは刺激タイプの有効性のレベルを独立して、または刺激モードまたは刺激タイプの組み合わせに基づいて判定することができる。刺激モードの組み合わせは、同じまたは実質的に同様の時間に異なる刺激モードからの信号を送ることを指すことができる。刺激モードの組み合わせは、異なる刺激モードからの信号を重複して送ることを指すことができる。刺激モードの組み合わせは、異なる刺激モードからの信号を重複しない方式であるが、互いに時間間隔（例えば、０．５秒、１秒、１．５秒、２秒、２．５秒、３秒、５秒、７秒、１０秒、１２秒、１５秒、２０秒、３０秒、４５秒、６０秒、１分、２分、３分、５分、１０分、または第１のモードによる神経振動の周波数への影響が第２のモードと重複し得る他の時間間隔以内に、第２の刺激モードから信号パルス列を送る）内で送ることを指すことができる。
対象評価モジュール１６５０は、情報を集約またはコンパイルし、データリポジトリ１６１５に格納されたプロファイルデータ構造１６２０を更新することができる。場合によっては、対象評価モジュール１６５０は、受信した情報に基づいてポリシー１６２５を更新または生成することができる。ポリシー１６２５またはプロファイル情報１６２０は、副作用を低減しながら、どのモードまたはタイプの刺激が神経刺激に対して所望の効果を有する可能性が高いかを示すことができる。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、ポリシー１６２５、プロファイル情報１６２０、またはフィードバック構成要素１６４０ａ～ｎによって検出されたフィードバック情報に従って、複数の信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎに、異なる種類の刺激または信号を生成、送信、さもなければ伝えることを命令するか引き起こすことができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、複数の信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎに、異なる種類の刺激または信号を同時にまたは実質的に同時に生成、送信または伝えさせることができる。例えば、第１の信号伝達構成要素１６３０ａは、第２の信号伝達構成要素１６３０ｂが第２のタイプの刺激を送ると同時に第１のタイプの刺激を送ることができる。第１の信号伝達構成要素１６３０ａは、第１の組の信号、パルスまたは刺激を送信または提供することができ、同時に第２の信号伝達構成要素１６３０ｂは、第２の組の信号、パルスまたは刺激を送信または送る。例えば、第１の信号伝達構成要素１６３０ａからの第１のパルスは、第２の信号伝達構成要素１６３０ｂからの第２のパルスと同時に、または実質的に同時に（例えば、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、１０％、１５％、２０％）開始することができる。第１および第２のパルスは、同時にまたは実質的に同時に終了することができる。別の例では、第１のパルス列は、第２の信号伝達構成要素１６３０ｂによって送られる第２のパルス列と同じまたは実質的に同様の時間に、第１の信号伝達構成要素１６３０ａによって送られ得る。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、複数の信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎに、異なる種類の刺激または信号を重複して生成、送信、または伝えさせることができる。異なるパルスまたはパルス列は、互いに重なり合ってもよいが、必ずしも同時に存在しなくてもよく、または同時に終了しなくてもよい。例えば、第１の信号伝達構成要素１６３０ａからの第１のセットのパルスのうちの少なくとも１つのパルスは、第２の信号伝達構成要素１６３０ｂからの第２のセットのパルスのうちの少なくとも１つのパルスと時間的に少なくとも部分的に重複し得る。例えば、パルスは互いにまたがることができる。場合によっては、第１の信号伝達構成要素１６３０ａによって送信されるまたは送られる第１のパルス列は、第２の信号伝達構成要素１６３０ｂによって送信されるまたは送られる第２のパルス列と少なくとも部分的に重複し得る。第１のパルス列は、第２のパルス列にまたがることができる。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、複数の信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎに、異なる種類の刺激または信号を生成、送信さもなければ伝えさせて、それらが同時に、同時発生的に、または実質的に同時に脳の１つ以上の領域または部分によって受け取られ、知覚され、さもなければ観察されるようにすることができる。脳は、異なる時間に異なる刺激モードまたは信号タイプを受け取ることができる。信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎによる信号の送信と脳による信号の受け取りまたは知覚との間の持続時間は、信号の種類（例えば、視覚、聴覚）、信号のパラメータ（例えば、波の速度または速さ、振幅、周波数、波長）、または信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎと信号を受け取るように構成された対象の神経もしくは細胞との間の距離（例えば、眼または耳）に基づいて変化し得る。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、脳が所望の時間に異なる信号を知覚するように、信号の送信をオフセットまたは遅延させることができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、第２の信号伝達構成要素１６３０ｂによって送られる第２の信号の送信に対して、第１の信号伝達構成要素１６３０ａによって送られる第１の信号の送信をオフセットまたは遅延させることができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、基準クロックまたは基準信号に対する各タイプの信号または各信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎのオフセットの量を判定することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、各信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎのオフセットで事前構成または較正され得る。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、ポリシー１６２５に基づいてオフセットを有効または無効にすることを判定することができる。例えば、ポリシー１６２５は、同時に複数の信号を送るように表示することができ、その場合、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、オフセットを無効にするか、または使用しないことができる。別の例では、ポリシー１６２５は、複数の信号が同時に脳によって知覚されるように複数の信号を送るように表示することができ、その場合、刺激オーケストレーション構成要素１６１０はオフセットを有効にするかまたは使用することができる。
いくつかの実施形態では、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、異なる信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎによって送られる信号をずらすことができる。例えば、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、異なる信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎからのパルスが重なり合わないように信号をずらすことができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、異なる信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎからのパルス列を、それらが重なり合わないようにずらすことができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、信号が重なり合わないように、刺激または信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎの各モードのパラメータを設定することができる。
したがって、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、信号が同期的もしくは非同期的に送られるか、または脳によって同期的もしくは非同期的に知覚されるように、１つまたは複数の信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎによって送られる信号のパラメータを設定することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、ポリシー１６２５を利用可能な信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎに適用して、同期または非同期の送信のために各信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎに対して設定されるパラメータを判定することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、時間の遅延、位相オフセット、周波数、パルスレート間隔、または振幅などのパラメータを調整して信号を同期させることができる。
いくつかの実施形態では、ＮＳＯＳ１６０５は、フィードバック構成要素１６４０ａ～ｎから受信したフィードバックに基づいて刺激のモードまたは信号の種類を調整または変更することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、対象に対するフィードバック、環境に対するフィードバック、または対象および環境に対するフィードバックの組み合わせに基づいて刺激のモードまたは信号の種類を調整することができる。対象に対するフィードバックは、例えば、生理学的情報、温度、注意のレベル、疲労のレベル、活動（例えば、座る、横になる、歩く、自転車に乗る、または運転する）、視覚能力、聴力能力、副作用（例えば、疼痛、片頭痛、耳鳴り、または失明）、または脳の領域もしくは部分における神経振動の頻度（例えば、ＥＥＧプローブ）を含むことができる。環境に関するフィードバック情報は、例えば、周囲温度、周囲光、周囲音、電池の情報、または電源を含むことができる。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、フィードバックに基づいて刺激治療の側面を維持または変更することを判定することができる。例えば、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、ニューロンが第１の刺激モードに応答して所望の周波数で振動していないと判定することができる。ニューロンが所望の周波数で振動していないと判定したことに応答して、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、第１の刺激モードを無効にし、第２の刺激モードを有効にすることができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、やはり、ニューロンが第２の刺激モードに応答して所望の周波数で振動していないことを判定することができる（例えば、フィードバック構成要素１６４０ａを介して）。ニューロンが依然として所望の周波数で振動していないと判定したことに応答して、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、第２の刺激のモードに対応する信号の振幅を増加させることができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、第２の刺激のモードに対応する信号の振幅の増加に応答して、ニューロンが所望の周波数で振動していると判定することができる。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、脳の領域または一部における神経振動の周波数を監視することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、脳の第１の領域のニューロンは所望の周波数で振動しているが、脳の第２の領域のニューロンは所望の周波数で振動していないと判定することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、プロファイルデータ構造１６２０で検索を実行して、脳の第２の領域にマッピングされる刺激のモードまたは信号のタイプを判定することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、検索の結果を現在有効にされている刺激モードと比較して、第３の刺激のモードが脳の第２の領域のニューロンを所望の周波数で振動させる可能性がより高いと判断することができる。判定に応答して、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、選択された第３の刺激のモードに対応する信号を生成して送るように構成された信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎを識別し、識別された信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎに信号を送ることを命令するかまたは引き起こすことができる。
いくつかの実施形態では、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、フィードバック情報に基づいて、刺激モードが神経振動の周波数に影響を与える可能性が高いか、または神経振動の周波数に影響を与える可能性が低いと判断することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、神経刺激の周波数に影響を及ぼす可能性が最も高いか、または神経振動の所望の周波数をもたらす可能性が最も高い複数の刺激モードから刺激モードを選択することができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０が、フィードバック情報に基づいて、刺激のモードが神経振動の周波数に影響を及ぼす可能性が低いと判定した場合、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、所定の期間またはフィードバック情報が刺激のモードが有効であることを示すまで、刺激のモードを無効にすることができる。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、リソースを節約するかまたはリソースの利用を最小限に抑えるために、刺激の１つまたは複数のモードを選択することができる。例えば、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、電源が電池である場合、または電池レベルが低い場合、電力消費を低減または最小化するために、１つまたは複数の刺激のモードを選択することができる。別の例では、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、周囲温度が閾値を上回るか、または対象の温度が閾値を上回る場合、発熱を低減するために、１つまたは複数の刺激のモードを選択することができる。別の例では、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、刺激オーケストレーション構成要素１６１０が、対象が刺激に集中していないと判定した場合（例えば、アイトラッキングまたは神経振動の望ましくない周波数に基づいて）、注意のレベルを高めるために１つまたは複数の刺激のモードを選択することができる。
視覚刺激および聴覚刺激による神経刺激
図１７Ａは、視覚刺激および聴覚刺激による神経刺激のためのシステムの実施形態を示すブロック図である。システム１７００は、ＮＳＯＳ１６０５を含むことができる。ＮＳＯＳ１６０５は、視覚的ＮＳＳ１０５および聴覚ＮＳＳ９０５とインターフェースすることができる。視覚ＮＳＳ１０５は、視覚信号伝達構成要素１５０、フィルタリング構成要素１５５、およびフィードバック構成要素１６０とインターフェースまたは通信することができる。聴覚ＮＳＳ９０５は、オーディオ信号伝達構成要素９５０、フィルタリング構成要素９５５、およびフィードバック構成要素９６０とインターフェースまたは通信することができる。
視覚刺激および聴覚刺激を介して神経刺激を与えるために、ＮＳＯＳ１６０５は、神経刺激セッションに利用可能な構成要素の種類を識別することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、視覚信号伝達構成要素１５０が生成するように構成されている視覚信号のタイプを識別することができる。ＮＳＯＳ１６０５はまた、オーディオ信号伝達構成要素９５０が生成するように構成されているオーディオ信号のタイプを識別することもできる。ＮＳＯＳ１６０５は、構成要素１５０および９５０が生成するように構成された視覚信号およびオーディオ信号のタイプに関して構成することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、構成要素１５０および９５０に関する情報を求めて構成要素１５０および９５０にｐｉｎｇすることができる。ＮＳＯＳ１６０５は、構成要素に問い合わせ、ＳＮＭＰ要求を送信し、問い合わせをブロードキャストし、あるいは利用可能な視覚信号伝達構成要素１５０およびオーディオ信号伝達構成要素９５０に関する情報を判定することができる。
例えば、ＮＳＯＳ１６０５は、以下の構成要素が神経刺激に利用可能であると判定することができる：視覚信号伝達構成要素１５０は、図４Ｃに示す仮想現実ヘッドセット４０１を含む。オーディオ信号伝達構成要素９５０は、図１２Ｂに示すスピーカ１２０５を含む。フィードバック構成要素１６０は、周囲光センサ６０５と、アイトラッキング装置６０５と、図４Ｃに示すＥＥＧプローブとを含む。フィードバック構成要素９６０は、図１２Ｂに示すマイクロフォン１２１０およびフィードバックセンサ１２２５を含む。フィルタリング構成要素９５５はノイズキャンセル構成要素１２１５を含む。ＮＳＯＳ１６０５は、視覚的ＮＳＳ１０５に通信可能に結合されたフィルタリング構成要素１５５の不在をさらに判定することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、視覚ＮＳＳ１０５または聴覚ＮＳＳ９０５を介して構成要素の存在（利用可能またはオンライン）または不在（オフライン）を判定することができる。ＮＳＯＳ１６０５はさらに、利用可能なまたはオンラインの構成要素の各々の識別子を取得することができる。
ＮＳＯＳ１６０５は、対象の識別子を使用してプロファイルデータ構造１６２０で検索を実行して、対象に伝えるためのもう１つのタイプの視覚信号およびオーディオ信号を識別することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、対象および各オンライン構成要素の識別子を使用してプロファイルデータ構造１６２０で検索を実行して、対象に伝えるためのもう１つのタイプの視覚信号およびオーディオ信号を識別することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、対象のためのポリシーを取得するために、対象の識別子を使用してポリシーデータ構造１６２５の検索を実行することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、対象および各オンライン構成要素の識別子を使用してポリシーデータ構造１６２５で検索を実行して、対象に伝えるための視覚信号およびオーディオ信号のタイプのポリシーを識別することができる。
図１７Ｂは、実施形態による、視覚刺激および聴覚刺激を介した神経刺激に使用される波形を示す図である。図１７Ｂは、刺激オーケストレーション構成要素１６１０が生成することができる、または１つまたは複数の視覚信号伝達構成要素１５０またはオーディオ信号伝達構成要素９５０により生成させることができる例示的なシーケンスまたはシーケンスのセット１７０１を示す。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、ＮＳＯＳ１６０５のデータリポジトリ１６１５、またはＮＳＳ１０５もしくはＮＳＳ９０５に対応するデータリポジトリに記憶されたデータ構造からシーケンスを取り出すことができる。シーケンスは、以下の表１などの表形式で記憶することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＯＳ１６０５は、所定のシーケンスを選択して、表１のシーケンスのセットなどの治療セッションまたは期間のシーケンスのセットを生成することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＯＳ１６０５は、所定のまたは事前構成されたシーケンスのセットを取得することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＯＳ１６０５は、対象評価モジュール１６５０から得られた情報に基づいてシーケンスのセットまたは各シーケンスを構築または生成することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＯＳ１６０５は、有害な副作用などのフィードバックに基づいてシーケンスのセットからシーケンスを除去または削除することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、対象評価モジュール１６５０を介して、脳の所定の領域のニューロンを刺激して所望の周波数で振動させる可能性がより高いシーケンスを含むことができる。
ＮＳＯＳ１６０５は、プロファイル情報、ポリシー、および利用可能な構成要素に基づいて、例示的な表２に示す以下のシーケンスを使用して、視覚信号および聴覚信号の両方を使用して神経刺激を与えることを判定することができる。










表２に示すように、各波形シーケンスは、シーケンス識別子、モード、信号のタイプ、１つまたは複数の信号パラメータ、変調または刺激周波数、およびタイミングスケジュールなどの１つまたは複数の特性を含むことができる。図１７Ｂおよび表２に示すように、シーケンス識別子は、１７５５、１７６０、１７６５、１７６５、１７７０、１７７５および１７６０である。
刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、各シーケンスの特性を受け取ることができる。刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、シーケンス特性を信号伝達構成要素１６３０ａ～ｎに送信、構成、ロード、命令、さもなければ伝えることができる。いくつかの実施形態では、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、視覚ＮＳＳ１０５または聴覚ＮＳＳ９０５にシーケンス特性を与えることができるが、場合によっては、刺激オーケストレーション構成要素１６１０は、視覚信号伝達構成要素１５０またはオーディオ信号伝達構成要素９５０にシーケンス特性を直接与えることができる。
ＮＳＯＳ１６０５は、表２のデータ構造から、表を解析してモードを識別することによって、シーケンス１７５５、１７６０、および１７６５に対する刺激のモードが視覚的であると判定することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、モードが視覚的であると判定することに応答して、シーケンス１７５５、１７６０、および１７６５に関連付けられた情報または特性を視覚ＮＳＳ１０５に伝えることができる。ＮＳＳ１０５（例えば、光生成モジュール１１０を介して）は、シーケンス特性を解析し、次いで、視覚信号伝達構成要素１５０に、対応する視覚信号を生成および送るよう命令することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＯＳ１６０５は、シーケンス１７５５、１７６０、および１７６５に対応する視覚信号を生成および送るように視覚信号伝達構成要素１５０に直接命令することができる。
ＮＳＯＳ１６０５は、表２のデータ構造から、表を解析してモードを識別することによって、シーケンス１７７０、１７７５、および１７８０の刺激のモードがオーディオであると判定することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、モードがオーディオであると判定したことに応答して、シーケンス１７７０、１７７５、および１７８０に関連付けられた情報または特性を聴覚ＮＳＳ９０５に伝えることができる。ＮＳＳ９０５（例えば、光生成モジュール１１０を介して）は、シーケンス特性を解析し、次いで、オーディオ信号伝達構成要素９５０に、対応するオーディオ信号を生成および送るよう命令することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＯＳ１６０５は、シーケンス１７７０、１７７５、および１７８０に対応する視覚信号を生成および送るように視覚信号伝達構成要素１５０に直接命令することができる。
例えば、第１のシーケンス１７５５は視覚信号を含むことができる。信号のタイプは、レーザを含む光源３０５によって生成された光パルス２３５を含むことができる。光パルスは、可視スペクトルの赤色に対応する波長を有する光波を含むことができる。光の強度を低く設定することができる。低い強度レベルは、低いコントラスト比（例えば、周囲光のレベルに対して）または低い絶対強度に対応することができる。光バーストのパルス幅は、図２Ｃに示すパルス幅２３０ａに対応することができる。刺激周波数は、４０Ｈｚであってもよく、または０．０２５秒のパルスレート間隔（「ＰＲＩ」）に対応してもよい。第１のシーケンス１６５５はｔ０からｔ８まで実行することができる。第１のシーケンス１６５５は、セッションまたは治療の期間実行することができる。第１のシーケンス１６５５は、１つまたは複数の他のシーケンスが他を実行している間に実行することができる。時間間隔は、絶対時間、期間、サイクル数、または他のイベントを指すことができる。ｔ０からｔ８までの時間間隔は、例えば、１分、２分、３分、４分、５分、７分、１０分、１２分、１５分、２０分、またはそれより多いまたは少ないものとすることができる。時間間隔は、対象によって、またはフィードバック情報に応答して、短くするか、または終了することができる。時間間隔は、プロファイル情報に基づいて、または入力デバイスを介して対象によって調整することができる。
第２のシーケンス１７６０は、ｔ１で始まり、ｔ４で終わる別の視覚信号とすることができる。第２のシーケンス１７６０は、タブレットの表示画面によって提示される市松模様の画像パターンの信号タイプを含むことができる。信号パラメータは、市松模様が黒と白の正方形を交互にくり返すように、黒と白の色を含むことができる。強度は高くすることができ、これは周囲光に対する高いコントラスト比に対応することができる。または、市松模様のオブジェクト間に、高いコントラストが存在し得る。市松模様のパターンのパルス幅は、シーケンス１７５５の場合と同様にパルス幅２３０ａと同じとすることができる。シーケンス１７６０は、シーケンス１７５５とは異なる時間に開始および終了することができる。例えば、シーケンス１７６０はｔ１で開始することができ、これはｔ０から５秒、１０秒、１５秒、２０秒、２０秒、３０秒、１分、２分、３分より多いまたはそれより少ない分ずらすことができる。視覚信号伝達構成要素１５０は、ｔ１において第２のシーケンス１７６０を開始し、ｔ４において第２のシーケンスを終了することができる。したがって、第２のシーケンス１７６０は第１のシーケンス１７５５と重複することができる。
パルス列またはシーケンス１７５５および１７６０は互いに重複することができるが、第２のシーケンス１７６０のパルス２３５は第１のシーケンス１７５５のパルス２３５と重複しなくてもよい。例えば、第２のシーケンス１７６０のパルス２３５は、それらが重ならないように第１のシーケンス１７５５のパルス２３５からずらすことができる。
第３のシーケンス１７６５は視覚信号を含むことができる。信号のタイプは、フレーム（例えば、図４Ｂに示すフレーム４００）に構成された作動シャッタによって変調される周囲光を含むことができる。パルス幅は、第３のシーケンス１７６５において２３０ｃから２３０ａまで変化し得る。刺激周波数は、ＰＲＩがシーケンス１７６０および１７５５のＰＲＩと同じであるように、依然として４０Ｈｚであり得る。第３のシーケンス１７６５のパルス２３５は、シーケンス１７５５のパルス２３５と少なくとも部分的に重複することができるが、シーケンス１７６０のパルス２３５と重複しなくてもよい。さらに、パルス２３５は、周囲光を遮断すること、または周囲光が眼により知覚されるのを可能にすることを指すことができる。いくつかの実施形態では、パルス２３５は、周囲光を遮断することに対応することができ、その場合、レーザ光パルス１７５５は、より高いコントラスト比を有するように見え得る。場合によっては、シーケンス１７６５のパルス２３５は、周囲光が眼に入ることを可能にすることに対応することができ、その場合、シーケンス１７５５のパルス２３５のコントラスト比はより低くなり得、有害な副作用を軽減することができる。
第４のシーケンス１７７０は聴覚刺激モードを含むことができる。第４のシーケンス１７７０は、アップチャープパルス１０３５を含むことができる。オーディオパルスは、図１２Ｂのヘッドホンまたはスピーカ１２０５を介して設けることができる。例えば、パルス１０３５は、図１２Ｂに示すように、オーディオプレーヤ１２２０によって再生される音楽を変調することに対応することができる。変調は、Ｍａ～Ｍｃの範囲であり得る。変調は、音楽の振幅を変調することを指すことができる。振幅は、音量を指すことができる。したがって、ＮＳＯＳ１６０５は、持続時間ＰＷ１０３０ａの間に音量レベルＭａから音量レベルＭｃに音量を増加させ、次いで、パルス１０３５の間に音量をベースラインレベルまたはミュートレベルに戻すように、オーディオ信号伝達構成要素９５０に命令することができる。ＰＲＩ２４０は、０２５とすることができ、または４０Ｈｚの刺激周波数に対応することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、視覚刺激シーケンス１７５５、１７６０、および１７６５と重複するｔ３で始まるように第４のシーケンス１７７０に命令することができる。
第５のシーケンス１７７５は別の聴覚刺激モードを含むことができる。第５のシーケンス１７７５は音響バーストを含むことができる。音響バーストは、図１２Ｂのヘッドホンまたはスピーカ１２０５によって設けることができる。シーケンス１７７５はパルス１０３５を含むことができる。パルス１０３５は、シーケンスのあるパルスから別のパルスまで変化し得る。第５の波形１７７５は、対象の神経刺激への注意レベルを高めるために対象を再集中させるように構成され得る。第５のシーケンス１７７５は、一方のパルスから他方のパルスまで信号のパラメータを変えることによって対象の注意のレベルを高めることができる。第５のシーケンス１７７５は、一方のパルスから他方のパルスまで周波数を変えることができる。例えば、シーケンス１７７５の第１のパルス１０３５は、以前のシーケンスよりも高い周波数を有することができる。第２のパルスは、低周波数から高周波数に増加する周波数を有するアップチャープパルスとすることができる。第３のパルスは、さらに低い周波数から同じ高周波数まで増加する周波数を有するより鋭いアップチャープパルスとすることができる。第５のパルスは、低い安定周波数を有することができる。第６のパルスは、高周波数から最低周波数に進むダウンチャープパルスとすることができる。第７のパルスは、パルス幅の小さい高周波パルスとすることができる。第５のシーケンス１７７５はｔ４にあり、ｔ７で終了することができる。第５のシーケンスはシーケンス１７５５とオーバーラップすることができる。シーケンス１７６５および１７７０と部分的に重複する。第５のシーケンスはシーケンス１７６０と重複しなくてよい。刺激周波数は３９．８Ｈｚとすることができる。
第６のシーケンス１７８０は、聴覚刺激モードを含むことができる。信号のタイプは、空気ジェットによって供給される圧力または空気を含むことができる。第６のシーケンスはｔ６で開始し、ｔ８で終了することができる。第６のシーケンス１７８０は、シーケンス１７５５とオーバーラップすることができ、シーケンス１７６５および１７７５と部分的にオーバーラップすることができる。第６のシーケンス１７８０は、第１のシーケンス１７５５と共に神経刺激セッションを終了することができる。空気ジェットは、高圧Ｍｃから低圧Ｍａの範囲の圧力を有するパルス１０３５を与えることができる。パルス幅は１０３０ａとすることができ、刺激周波数は４０Ｈｚとすることができる。
ＮＳＯＳ１６０５は、フィードバックに基づいてシーケンスまたはパルスを調整、変更、さもなければ修正することができる。いくつかの実施形態では、ＮＳＯＳ１６０５は、プロファイル情報、ポリシー、および利用可能な構成要素に基づいて、視覚信号および聴覚信号の両方を使用して神経刺激を与えることを判定することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、第１の視覚パルス列および第１のオーディオパルス列の送信時間を同期させることを判定することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、第１の持続時間（例えば、１分、２分、または３分）の間、第１の視覚パルス列および第１のオーディオパルス列を送ることができる。第１の持続時間の終わりに、ＮＳＯＳ１６０５は、脳の領域における神経振動の周波数を判定するためにＥＥＧプローブにｐｉｎｇすることができる。振動周波数が所望の振動周波数ではない場合、ＮＳＯＳ１６０５は、順序の狂ったシーケンスを選択するか、またはシーケンスのタイミングスケジュールを変更することができる。
例えば、ＮＳＯＳ１６０５は、ｔ１においてフィードバックセンサにｐｉｎｇすることができる。ＮＳＯＳ１６０５は、ｔ１において、一次視覚野のニューロンが所望の周波数で振動していると判定することができる。したがって、一次視覚野のニューロンは既に所望の周波数で振動しているので、ＮＳＯＳ１６０５は、シーケンス１７６０および１７６５の送信を取り止めることを判定することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、シーケンス１７６０および１７６５を無効にすることを判定することができる。ＮＳＯＳ１６０５は、フィードバック情報に応答して、シーケンス１７６０および１７６５を無効にすることができる。ＮＳＯＳ１６０５は、フィードバック情報に応答して、表２に対応するデータ構造のフラグを修正して、シーケンス１７６０および１７６５が無効にされていることを示すことができる。
ＮＳＯＳ１６０５は、ｔ２においてフィードバック情報を受信することができる。ｔ２において、ＮＳＯＳ１６０５は、一次視覚野における神経振動の周波数が所望の周波数とは異なることを判定することができる。差の判定に応答して、ＮＳＯＳ１６０５は、ニューロンが所望の周波数で振動し得るように、一次視覚野のニューロンを刺激するためにシーケンス１７６５を有効化または再有効化することができる。
同様に、ＮＳＯＳ１６０５は、聴覚皮質に関連するフィードバックに基づいて聴覚刺激シーケンス１７７０、１７７５、および１７８０を有効または無効にすることができる。場合によっては、ＮＳＯＳ１６０５は、視覚シーケンス１７５５が各期間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、およびｔ８において脳内神経振動の周波数に正常に影響を与えている場合、すべてのオーディオ刺激シーケンスを無効にすると判定することができる。場合によっては、ＮＳＯＳ１６０５は、対象がｔ４において注意を払っていないと判定し、視覚シーケンスを直接有効にすること１７５５のみから、オーディオシーケンスを有効にすること１７５５に進み、異なる刺激モードを使用して使用者を再集中させることができる。
視覚刺激および聴覚刺激による神経刺激のための方法
図１８は、実施形態による、視覚刺激および聴覚刺激による神経刺激のための方法の流れ図である。方法１８０は、例えば、神経刺激オーケストレーション構成要素または神経刺激システムを含む、図１～１７Ｂに示す１つまたは複数のシステム、構成要素、モジュールまたは要素によって実行することができる。簡単に概観すると、ＮＳＯＳは、ブロック１８０５において与える複数の信号モードを識別することができる。ブロック１８１０において、ＮＳＯＳは、複数のモードに対応する識別された信号を生成し、送ることができる。１８１５において、ＮＳＯＳは、神経活性、生理学的活性、環境パラメータ、またはデバイスのパラメータに関連するフィードバックを受信または判定することができる。１８２０において、ＮＳＯＳは、フィードバックに基づいて、１つまたは複数の信号を管理、制御、または調整することができる。
本明細書は多くの具体的な実施態様の詳細を含んでいるが、これらは、任意の発明または特許請求され得るものの範囲に対する限定として解釈されるべきではなく、むしろ特定の態様の特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施形態の文脈で本明細書に記載された特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて実装することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈で説明された様々な特徴は、複数の実施形態において別々に、または任意の適切な部分的組み合わせで実装することもできる。さらに、特徴は、特定の組み合わせで作用するものとして上記で説明することができ、さらには最初にそのように特許請求されることができるが、特許請求される組み合わせからの１つまたは複数の特徴は、場合によっては、その組み合わせから削除することができ、特許請求される組み合わせは、部分的組み合わせまたは部分的組み合わせの変形を対象とすることができる。
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が示された特定の順序で、または連続した順序で実行されること、または示されたすべての動作が実行されることを必要とすると理解されるべきではない。特定の状況では、マルチタスク処理および並列処理が有利であり得る。さらに、上述の実施形態における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施形態においてそのような分離を必要とすると理解されるべきではなく、記載されたプログラム構成要素およびシステムは、一般に、単一のソフトウェア製品に統合されるか、または複数のソフトウェア製品にパッケージ化され得ることを理解されたい。
「または」への言及は、「または」を使用して記載された任意の用語が、記載された用語の単一、２つ以上、およびすべてのいずれかを示し得るように、包括的であると解釈され得る。用語の連言リストのうちの少なくとも１つへの言及は、記載された用語の単一、２つ以上、およびすべてのうちのいずれかを示す包括的ＯＲとして解釈され得る。例えば、「「Ａ」および「Ｂ」のうちの少なくとも１つ」への言及は、「Ａ」のみ、「Ｂ」のみ、ならびに「Ａ」および「Ｂ」の両方を含むことができる。
したがって、主題の特定の例示的な実施形態が説明された。場合によっては、特許請求の範囲に記載の動作は、異なる順序で実行することができ、それでもなお望ましい結果を達成することができる。さらに、添付の図面に示されているプロセスは、望ましい結果を達成するために、示されている特定の順序、または連続する順序を必ずしも必要としない。
図面に記載または図示されるか、または図面に関連させられる、システム、方法、デバイス、構成要素、モジュール、要素または機能を含む本技術は、脳萎縮ならびに脳萎縮に関連する障害、状態および疾患を治療、予防、保護、さもなければ影響することができる。
睡眠関連監視モジュールを備えた神経刺激システム
図３３は、分析および監視システムに結合された刺激送達システムを含む神経刺激システムを提示する。いくつかの実施形態では、本技術的解決策は、１つまたは複数のオーディオ刺激モジュール（１１０）、１つまたは複数の視覚刺激モジュール（１２０）のうちの１つまたは複数を含む刺激送達システムを含む。これらのモジュールは、触覚または他の刺激モジュール（図示せず）に加えてもよい。これらのモジュールは、特定のパラメータの値でオーディオまたは視覚刺激の送達をもたらす。いくつかの実施形態では、これらのパラメータの値は、１つまたは複数のオーディオ監視モジュール（１１１）、１つまたは複数の視覚監視モジュール（１２１）のうちの１つまたは複数に応答する。
いくつかの実施形態では、本技術的解決策は、使用者または第三者からのフィードバックを収集、記憶、または処理する１つ以上のフィードバックモジュール（１５０）；１人もしくは複数の使用者もしくは第三者、または使用者もしくは第三者の集団に関するプロファイルもしくは人口統計情報を記憶および処理する１人もしくは複数のプロファイルモジュール（１６１）；１人以上の使用者もしくは第三者、または使用者もしくは第三者の集団に関する履歴およびログを記憶または処理する１つ以上の履歴モジュール（１６２）；環境、状態、行動、入力、応答、診断、疾患の進行、コンプライアンス、関与、気分、順守の側面を含むがこれらに限定されない、１人以上の使用者または第三者の側面を収集、記憶、記録、および／または分析する、１つ以上の監視モジュール（１６３）、を含む。いくつかの実施形態では、本技術的解決策は、それだけに限らないが、ガンマ波パワーおよびガンマ同調の検出および特性評価を含む、１人または複数の使用者の脳波活動を測定および分析する１つまたは複数の脳波監視モジュール（１９０）を含む。
いくつかの実施形態では、本技術的解決策は、１つ以上のアクティグラフィ監視モジュール（１３０）、１つ以上の睡眠分析モジュール（１４０）のうち１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の睡眠分析モジュールは、少なくとも部分的に、１つ以上のアクティグラフィ監視モジュールから通信された情報に応答する。いくつかの実施形態では、睡眠分析モジュールは、アクティグラフィ監視モジュールによって少なくとも部分的に収集されたアクティグラフィ情報に少なくとも部分的に基づいて睡眠分析を実行する。いくつかの実施形態では、睡眠分析モジュールは、図３７に記載された１つ以上の分析ステップを実行する。
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の刺激モジュールを管理または組み込むオーディオ刺激モジュール、視覚刺激モジュール、および／または刺激送達システム（１７０）のうちの１つまたは複数は、これらに限定されないが、１つまたは複数のフィードバックモジュール（１５０）、１つまたは複数のプロファイルモジュール（１６１）、１つまたは複数の履歴モジュール（１６２）、１つまたは複数の監視モジュール（１６３）、１つまたは複数の睡眠分析モジュール（１４０）、１つまたは複数のアクティグラフィ監視モジュール（１３０）、１つまたは複数の脳波監視モジュール（１９０）、および／または１つまたは複数の分析監視モジュールを管理または組み込む１つまたは複数の刺激送達システム（１７０）を含む、１つまたは複数の分析用の分析監視システム（１３０）および／または監視モジュールのうちの１つまたは複数に応答することができる。
併用療法
一態様では、本開示は、本明細書に記載の方法と共に１つまたは複数の追加の治療レジメンの投与を含む併用療法をもたらす。いくつかの実施形態において、さらなる治療レジメンは、本技術の方法によって標的とされる疾患または障害の治療または予防を対象とする。
いくつかの実施形態では、追加の治療レジメンは、本技術の方法によって標的化される障害を治療または予防するために使用される１つまたは複数の薬理学的薬剤の投与を含む。いくつかの実施形態では、本技術の方法は、標的障害を治療または予防するための低用量の薬理学的薬剤の使用を促進する。
いくつかの実施形態において、さらなる治療レジメンは、本技術の方法によって標的とされる障害を処置または防止するために使用される非薬理学的療法（例えば、限定されないが、認知的または物理的な治療レジメンなど）を含む。
いくつかの実施形態において、薬理学的作用物質は、本明細書に記載される治療方法と併せて投与される。いくつかの実施形態では、薬理学的作用物質は、本技術の方法を投与される対象においてリラックス状態を誘導することを対象とする。いくつかの実施形態では、薬理学的作用物質は、本技術の方法を投与される対象において、高い意識状態を誘導することを対象とする。いくつかの実施形態において、薬理学的作用物質はニューロン活性および／またはシナプス活性を調節することを対象とする。いくつかの実施形態において、作用物質はニューロン活性および／またはシナプス活性を促進する。いくつかの実施形態において、作用物質はコリン作動性受容体を標的とする。いくつかの実施形態では、作用物質はコリン作動性受容体アゴニストである。いくつかの実施形態において、作用物質はアセチルコリンまたはアセチルコリン誘導体である。いくつかの態様において、作用物質はアセチルコリンエステラーゼ阻害剤である。
いくつかの実施形態において、作用物質はニューロン活性および／またはシナプス活性を阻害する。いくつかの実施形態において、作用物質はコリン作動性受容体アンタゴニストである。いくつかの実施形態において、作用物質はアセチルコリン阻害剤またはアセチルコリン誘導体阻害剤である。いくつかの実施形態において、作用物質はアセチルコリンエステラーゼまたはアセチルコリンエステラーゼ誘導体である。
実施形態
以下の非限定的な実施形態は、本発明の例示的な例を提供するが、本発明の範囲を限定しない。
実施形態１．対象が経験する睡眠の質を改善する方法であって、睡眠の質を改善する方法は、睡眠断片化を減少させるために有効な周波数で聴覚刺激および視覚刺激を対象に投与することを含む、方法。
実施形態２．周波数が２０ヘルツ～６０ヘルツの間である、実施形態１に記載の方法。
実施形態３．周波数が約４０ヘルツである、実施形態１に記載の方法。
実施形態４．睡眠を改善する方法が、睡眠中に経験される夜間の活動期間の持続時間を減少させることを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態５．睡眠を改善する方法が、睡眠中に経験される夜間の活動期間の数を減少させることを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態６．睡眠を改善する方法が、対象が経験する徐波睡眠の持続時間または急速眼球運動睡眠の持続時間を増加させることを含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態７．対象がアルツハイマー病を有する、実施形態１に記載の方法。
実施形態８．対象が軽度認知障害を有する、実施形態１に記載の方法。
実施形態９．夜間の活動期間の持続時間を減少させることが、活動期間の持続時間を少なくとも半分に減少させることを含む、実施形態４に記載の方法。
実施形態１０．対象における夜間の乱れのない休止期間を延長する方法であって、夜間の乱れのない休止期間を延長する方法は、対象の少なくとも１つの脳の領域において同期されたガンマ振動を誘発するために有効な周波数で、対象にオーディオ刺激および視覚刺激を含む非侵襲性感覚刺激を投与することを含む、方法。
実施形態１１．方法が、対象の少なくとも１つの脳の領域におけるアミロイドベータ負荷を減少させることを含む、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１２．方法が、対象が経験する夜間の活動期間の頻度を減少させることを含む、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１３．方法が、対象が経験する徐波睡眠の持続時間を増加させることを含む、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１４．方法が、対象が経験する急速眼球運動睡眠の持続時間を増加させることを含む、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１５．方法が、対象が経験する夜間の活動期間の持続時間を減少させることを含む、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１６．方法が定期的に繰り返される、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１７．対象がアルツハイマー病または軽度認知障害を有する、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１８．アルツハイマー病に関連する認知障害の進行を遅らせることをさらに含む、実施形態１７に記載の方法。
実施形態１９．必要とする対象の睡眠障害を治療する方法であって、対象の睡眠障害を治療する方法が、脳波コヒーレンスを改善するために有効な周波数でオーディオ刺激および視覚刺激を投与することを含む、方法。
実施形態２０．脳波コヒーレンスを改善するために有効な周波数が５ヘルツ～１００ヘルツの間である、実施形態１９に記載の方法。
実施形態２１．脳波コヒーレンスを改善するために有効な周波数が約４０ヘルツである、実施形態１９に記載の方法。
実施形態２２．対象がアルツハイマー病を発症するリスクがある、実施形態１９に記載の方法。
実施形態２３．睡眠障害が不眠症を含む、実施形態１９に記載の方法。
実施形態２４．対象が、徐波睡眠の減少、急速眼球運動睡眠の減少、またはそれらの組み合わせを経験する、実施形態１９に記載の方法。
実施形態２５．睡眠障害が認知機能を悪化させる、実施形態１９に記載の方法。
実施例１．安全性、有効性、および治療の結果のヒト臨床試験
方法および試験の設計
前向きの臨床試験を介して軽度から中等度のＡＤ集団における認知、機能的能力、およびバイオマーカーに対するガンマ感覚刺激療法の長期にわたる毎日の使用の安全性、耐容性、および有効性を評価するために臨床試験を実施した。臨床試験は、６ヶ月の治療期間にわたって在宅で受けた毎日のガンマ感覚刺激を評価する多施設無作為化対照試験であった。研究に含まれた対象は、軽度から中程度のＡＤ（ＭＭＳＥ：１４～２６、両端を含む）の臨床診断、信頼できるケアパートナー、ならびにＥＥＧによる耐容性および同調化スクリーニングの成功という５０歳以上の成人であった。重要な除外基準には、深刻な聴覚または視覚障害、メマンチンの使用、重大な精神疾患、臨床的に関連する発作歴、またはイメージング研究に対する禁忌が含まれた。
試験参加者および設計．合計１３５人の患者を試験に参加する適格性について評価した。患者は、最初にスクリーニングＥＥＧを行い、次いで、群に分けられた。１つの群は、治療を施されなかった偽対照群であった。他方は、対象を１日あたり４０Ｈｚの周波数で聴覚および視覚刺激に供することを伴う１時間の治療を受けた群であった。適格性について評価した者のうち、７６名を活性治療と偽対照との間で無作為化した。無作為化した患者のうち４７名を活性群に割り当て、２９名を偽群に割り当てた。活性群のうち、２人の患者は治療前に離脱し、３人はベースライン後の有効性を有さず、修正治療意図（ｍＩＴＴ）集団に含まれなかった。偽群では、１人の患者が活性的治療を受け、偽集団には含まれなかった。複合体には、活性群の３３人の患者および偽群の２８人が含まれ、活性群では１０人の早期中断が含まれた。これらの中断のうち７例は同意の取り下げに起因するものであり、２３例は有害事象に帰属するものであったが、偽群では６件のみが同意の取り下げ、１件が有害事象の結果として中断された。
この試験は、認知の低下または機能障害を評価するために様々な臨床転帰評価尺度を使用した。これらには、Ｎｅｕｒｏｐｓｙｃｈｉａｔｒｉｃ Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ（ＮＰＩ）、Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｄｅｍｅｎｔｉａ Ｒａｔｉｎｇ－Ｓｕｍ ｏｆ Ｂｏｘｅｓ（ＣＤＲ－ｓｂ）、Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｄｅｍｅｎｔｉａ Ｒａｔｉｎｇ－Ｇｌｏｂａｌ Ｓｃｏｒｅ（ＣＤＲ ｇｌｏｂａｌ）、ミニメンタルステート検査（ＭＭＳＥ）、アルツハイマー病評定尺度－下位尺度認知－１４（ＡＤＡＳ－Ｃｏｇ１４）、および軽度または中等度のアルツハイマー病患者に最適化されたアルツハイマー病複合スコア（ＡＤＣＯＭＳ）の変動が含まれた。ＮＰＩは、妄想、幻覚、興奮／攻撃性、不快気分、不安、多幸症、アパシー、脱抑制、過敏性／不安定性、および異常な運動活動、夜間行動障害、ならびに食欲および摂食異常という行動機能の１２のサブドメインを調査する。ＮＰＩは、複数のタイプの認知症をスクリーニングするために使用することができ、対象の介護者に質問を与え、次いで、回答に基づいて、症状の頻度、その重症度、および症状が引き起こす苦痛をそれぞれ３、４、および５段階の尺度で評価することを含む。
ＣＤＲ ｇｌｏｂａｌは、記憶、方向、判断および問題解決、コミュニティの問題、家庭および趣味のパフォーマンス、およびパーソナルケアという６つの異なる認知および行動ドメインに対して行われた試験に基づいて計算される。これらの領域を試験するために、情報提供者に、対象の記憶問題、対象の判断および問題解決能力、対象の社会問題、対象の家庭生活および趣味、ならびに対象に関連する個人的な質問に関する質問のセットが与えられる。対象には、記憶に関する質問、方向に関する質問、ならびに判断および問題解決能力に関する質問を含む別の一連の質問が与えられる。ＣＤＲ ｇｌｏｂａｌスコアは、これらの質問の結果に基づいて算出され、０～３のスケールを使用して測定され、０は認知症なしを表し、０．５は非常に軽度の認知症を示し、１は軽度の認知症を示し、２は中等度の認知症／認知障害を示し、３は重度の認知症／認知障害を示す。ＣＤＲ－ｓｂは、認知障害の機能的影響、つまり記憶、実行機能、日常生活の手段的および基本的な活動を検討し、情報提供者および患者との面接に基づいてそれらを評価する臨床転帰評価である。ＣＤＲ－ｓｂスコアは、記憶、方向性、判断および問題解決、社会問題、家庭および趣味、およびパーソナルケアを含む項目の評価に基づく。ＣＤＲ－ｓｂは０から１８までスコア化され、より高いスコアは認知および機能障害のより大きな重症度を表す。
ＭＭＳＥは、患者の認知評価に基づいて記憶、言語、プラキシスおよび実行機能を評価するために１１の項目を見る。評価される項目には、見当合わせ、想起、構造的プラキシス、注意および集中、言語、時間見当識、および場所見当識が含まれる。ＭＭＳＥは０から３０にスケーリングされ、より高いスコアは認知機能障害がより低い重症度であることを表す。ＡＤＡＳ－Ｃｏｇ１４は、記憶、言語、プラキシスおよび実行機能を評価する。スコアは、患者の認知的評価に基づいており、話し言葉、迷路、話し言葉の理解、単語認識テスト命令の記憶、理想的なプラキシス、コマンド、命名、単語発見困難、構造的プラキシス、見当識、数字抹消、単語認識、単語想起、および想起遅延の１４の項目を評価する。スコアは各項目に割り当てられた点に基づき、最大合計スコアは９０であり、数字が大きいほど認知機能障害の重症度が高いことを示す。アルツハイマー病複合スコア（ＡＤＣＯＭＳ）は、上記のスコアのすべてからの項目、つまりアルツハイマー病評定尺度－認知下位尺度項目、ＭＭＳＥの項目、およびＣＤＲ－ｓｂ項目のすべてからの項目を考慮する。ＡＤＣＯＭＳは、機能障害をまだ有していない人々において経時的に最も変化することが示されているＡＤＡＳ－ｃｏｇ、Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｄｅｍｅｎｔｉａ Ｒａｔｉｎｇ（ＣＤＲ）尺度およびＭＭＳＥの部分を組み合わせる。本実施例で使用したＭＡＤＣＯＭＳは、代わりに軽度および中等度の認知症についてより有意な項目を組み合わせることによってスケールを最適化する。
試験のデザインは、ＭＡＤＣＯＭＳ、ＡＤＡＳ－ｃｏｇ１４およびＣＤＲ－ｓｂの有効性の主要評価項目を含んでいた。ＡＤＣＯＭＳとは異なり、ＭＡＤＣＯＭＳは、中等度または軽度のアルツハイマー病患者に最適化される。これらをＡＤ特異的低下のために最適化した。中程度および軽度ＡＤについて別個の最適化を行った。有効性の副次的評価項目は、ＡＤＣＳ－ＡＤＬ、ＡＤＣＯＭ（調整済）、ＭＭＳＥ、ＣＤＲ－ｇｌｏｂａｌスコアおよびＮｅｕｒｏｐｓｙｃｈｉａｔｒｉｃ Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ（ＮＰＩ）からなった。副次的評価項目のうち、ＡＤＣＳ－ＡＤＬを毎月測定し、ＭＭＳＥを最後の時点で測定した。
有効性の評価項目は、解析の線形モデルおよび／または解析の別個の平均モデルを適用することによって解析した。解析の線形モデルは、試験終了時の条件のベースラインからの差に基づいてＴ０の値を判定するために、線形適合モデルを使用することを含んだ。個々の平均分析は、分析されているスコアに応じて、毎月の時点または治療開始後３および６ヶ月のいずれかである各評価時点での平均値の推定を使用した。ＭＡＤＣＯＭＳ複合スコアの評価では、例えば、３ヶ月および６ヶ月で推定された平均値を使用して別個の平均分析を適用した。線形モデルは、試験終了時の処置の差の推定値を使用し、直線を０につなげることによって適用した。他の有効性の評価項目についても同様のモデルを使用した。図２０、図２１、図２２、図２３、および図２４は、これらの評価項目に対して生成された様々な線形および別個の平均モデルを示す。
バイオマーカーを評価するために、研究者らは、ＭＲＩ、体積分析、ＥＥＧ、アミロイド陽電子放射断層撮影法（ＰＥＴ）、アクティグラフィ、および血漿バイオマーカーを使用した。当試験では、いずれかの処置を開始する前および６ヶ月目の最後に採取した構造ＭＲＩを使用し、体積基準の形態についてこれらを評価した。図２５に示すように、海馬、側脳室、全皮質（大脳皮質灰白質）および全脳（大脳および小脳）の体積変化を判定し、線形モデルを使用して活性群および偽群の萎縮率を比較した。安全性および忍容性について分析するために、研究者らは、有害事象およびＭＲＩでのアミロイド関連イメージング異常（ＡＲＩＡ）の存在を探求した。治療の順守も分析した。対象、ケアパートナー、および評価者のための盲検有効性を、ケアパートナー、評価者、または患者が活性的または偽の治療を受けていると考えているかどうかのベースラインおよび追跡確認を評価することによって前向きに分析した。
分析
ＭＡＤＣＯＭＳ複合スコアについては、両方の分析手段が、低下率の３５％の減速を示し、活性群が６ヶ月の試験にわたってプラセボ群よりも進行しなかったことを示した。線形および平均分析の両方を使用した場合、偽群はわずかに支持的であったが、有意ではなかった。これらの２つの別個の平均分析をＡＤＡＳ－ｃｏｇ１４データに適用した場合、統計学的に有意ではないが、両方とも偽群にわずかに支持的であった。ＣＤＲ－ｓｂ結果を分析した場合、平均推定モデルは２８％の減速率を見出し、一方で、線形抽出は２６％の減速率を示したものの、比較は統計学的に有意ではなかった。
副次的評価項目のうち、ＡＤＣＳ－ＡＤＬを毎月測定し、ＭＭＳＥを最後の時点で測定した。ＡＤＣＳ－ＡＤＬ値を分析する場合、使用した第１の分析モデルは、各月の推定値を使用し、６ヶ月の期間にわたって８４％の減速を示した。線形適合モデルを再び使用し、同じ８４％の減速が見られた。ＭＭＳＥ値を分析すると、８３％の減速が確認された。
結果
図１９および図２６は、試験の有効性の所見をまとめたものである。インフォームドコンセントおよびスクリーニングの後、合計７６人の対象を活性治療と偽対照との間で無作為化した。試験の安全性集団には、少なくとも１つの治療を受けた７４人の対象が含まれ、修正された治療意図（ｍＩＴＴ）集団には合計７０人の対象が含まれ、そのうち５３人が６ヶ月間の試験を完了させ、これが転帰測定の分析の基礎を形成している。
人口統計学的特徴およびベースラインの特徴
ｍＩＴＴ集団の人口統計学的特徴およびベースラインの特徴に関して、無作為化の後で、集団を、性別、ベースラインＭＭＳＥ、ＡｐｏＥ４ステータス、日常生活の活動（ＡＤＬ）およびＰＥＴアミロイド標準化取り込み値比（ＳＵＶＲ）のステータスにわたって均衡にさせた。２つの群間の不均衡が、ベースラインでの年齢、ＡＤＡＳ－Ｃｏｇ１１およびＣＤＲ－ｓｂスコアにおいて認められた。統計学的モデルには、ベースラインにおける年齢およびＭＭＳＥについての共変量が含まれた。
安全性および忍容性
非侵襲的ガンマ感覚刺激は、軽度および中等度のＡＤ対象において安全であり、十分に忍容された。活性群は、偽群よりも処置時発生有害事象（ＴＥＡＥ）の割合が低かった（６７％対７９％）。
治療に確実に関連すると考えられる、おそらく関連すると考えられる、治療関連するかもしれないと考えられるＡＥ（ＴＲＡＥ）は、偽群に対して活性群で上昇していた（４１％対３２％）。活性群において、ケアパートナーが位置している間に徘徊のために入院した患者について、１つの治療関連ＳＡＥが認められた。この対象はその後試験を中止した。無作為化された対象のうち、離脱率は、有害事象による離脱率（活性７％、偽７％）を含めて、両群間で同様であった（活性２８％、偽２９％）。活性群でより頻繁に発生したＴＥＡＥは、耳鳴り、妄想、骨折である。偽群でより頻繁に発生したＴＥＡＥは、上気道感染、錯乱、不安およびめまいである。
臨床評価
６ヶ月の治療期間にわたって、複数の尺度での認知、機能およびバイオマーカーの変化について、対象を診療所および電話でのやり取りで評価した。
有効性の主要評価項目は、効果が、ＭＡＤＣＯＭＳ（３５％の減速；有意差なし）およびＣＤＲ－ｓｂ（２７％；有意差なし）に対する活性群を支持し、ＡＤＡＳ－ｃｏｇ１４（－１５％減速；有意差なし）に対する偽群を支持するものであることを実証した。ＭＡＤＣＯＭＳは、最初は活性群に有利に傾いていたが、結果は統計的に異ならなかった。ＡＤＡＳ－ｃｏｇ１４は、偽群にわずかに有利であったが、統計的に差はなかった。ＣＤＲ－ｓｂも活性群に有利であったが、０．３９と０．７９２０との間の範囲のｐ値によって示されるように、差は有意ではなかった。
選択された副次的評価項目は、治療（活性）群に有利な有意な効果を示した。活性群は、ＡＤＣＳ－ＡＤＬによって測定される機能的能力に対して有意な利益を有し（ｐ＝０．０００９）、これは、試験の６ヶ月の期間にわたって８４％の低下の減速および７．５９ポイントの治療の差を表した（図２６）。活性群は、ＭＭＳＥに対して有意な利益を示し（ＡＮＣＯＶＡ、ｐ＝０．０１３）、偽群に対して８３％の低下率の減速および２．４２ポイントの治療の差を示した。
バイオマーカーの変化－ＭＲＩ
構造ＭＲイメージングを、自動画像処理パイプライン（Ｂｉｏｓｐｅｃｔｉｖｅ、モントリオール、カナダ）を使用して体積基準形態計測について分析した。各対象の海馬、側脳室、全皮質（大脳皮質灰白質）および全脳（大脳および小脳、脳脊髄液（ＣＳＦ）なし）の体積変化を判定した。手動の補正は行わなかった。海馬の体積に対する有意な利益は判定されなかった。全脳体積（ＷＢＶ）に対して活性群（ｐ＝０．０１５４）を支持する統計学的に有意な利益が確立され、偽群の進行と比較して６１％の減速を表した。活性群の治療の値は９．３４ｃｍ３であった。
結論
ガンマ感覚刺激は安全で忍容性が高かった。３つの主要有効性転帰（ＭＡＤＣＯＭＳ、ＣＤＲ－ｓｂ）のうち２つは活性群に有利であったが、有意には達しなかった。選択された副次的評価項目は、ガンマ感覚刺激療法による活性的な治療が、ＡＤＣＳ－ＡＤＬを介した日常生活の活動行う能力およびＭＭＳＥを介した認知において有意な利益をもたらし、ＡＤ患者にとって重要な治療および管理目的を表すことを実証した。定量的ＭＲ分析は、活性群において全脳の体積によって測定される脳の萎縮の減速を実証した。臨床所見およびバイオマーカーの所見を組み合わせると、ＡＤ対象に対するガンマ感覚刺激の有益な効果が、分化した経路を介して促進され得ることを示唆する。これらの驚くべき結果は、ガンマ感覚刺激が、脳の萎縮を引き起こす、または脳の萎縮によって引き起こされる様々な疾患および障害を治療するために使用され得ることを示している。
実施例２．睡眠のためのＮＳＳ治療の有効性を判定するためのヒト臨床研究
異常
方法
試験参加者および設計．本中間解析に含まれる患者は、軽度から中程度のＡＤを有すると臨床的に診断され、担当の神経科医の治療下にあった。組み入れ基準は、５５歳以上の年齢、ＭＭＳＥスコア１４～２６および介護者の参加であったが、除外基準は、重度の聴覚または視覚の障害、発作性障害、メマンチンの使用、または埋め込み型の非ＭＲ適合デバイスを含んだ。アセチルコリンエステラーゼインヒビターによる治療を受けている患者は登録することができたが、彼らの投薬は試験中同じように維持された。患者は、ＮＳＳ（治療群；ｎ＝１４）またはプラセボ治療（偽群；ｎ＝８）による４０Ｈｚの同時的な聴覚および視覚感覚刺激を受けるように無作為化された。
神経刺激システム（ＮＳＳ）．本試験では、神経刺激に使用されるシステムは、非侵襲的感覚刺激を与え、視覚および聴覚の刺激を与えて脳の領域のガンマ振動を引き起こし、それによって睡眠を改善する。そのようなシステムの使用は、本明細書ではＮＳＳ療法またはＮＳＳ治療と呼ばれる。システムは、順守の監視のためにデバイスの使用および刺激出力設定を記録する。この情報は、医師の遠隔監視にとって安全なクラウドサーバにアップロードされる。本実験では、ハンドヘルドコントローラ、視覚刺激用のアイセット、および聴覚刺激用のヘッドホンを含むＮＳＳを利用し、これらは、正確にタイミングを合わせた非侵襲的刺激を送達して定常状態のガンマ脳波活性を誘導するように協働する。ＮＳＳによって生成された視覚刺激は、発光ダイオードからの可視光の正確に時限された閃光からなり、聴覚刺激は、短時間のクリックからなった。刺激は、４０Ｈｚのパルス繰り返し周波数で発生した。視覚刺激のオン－オフ期間は、患者によって知覚可能であったが、破壊的なものではなかった。個人は、自分の周囲を認識したままであり、システムの使用中に介護パートナーと会話することができた。カスタマイズされた刺激出力は、患者が報告した快適性情報と刺激に対する患者の定量的脳波記録法（ＥＥＧ）応答の両方に基づいて医師によって判定および検証された。次いで、ＮＳＳは、判定された設定に合わせて構成され、その後のすべての使用は、この所定の動作範囲内にある。
アクティグラフィおよびシグナル処理による睡眠断片化の監視．睡眠断片化に対するＮＳＳ療法の効果を、手首装着型アクティグラフィウォッチ（ＡｃｔｉＧｒａｐｈ ＧＴ９Ｘ）を用いたＡＤ患者の連続監視活動によって判定し、データを６ヶ月間にわたって毎日収集した。収集されたデータは、３０Ｈｚのサンプリング周波数で記録された３つの直交方向の生の加速度計読み取り値からなっていた。
データの前処理．３つの直交する次元から得た加速度計データは、バターワースバンドパス（０．３～３．５Ｈｚ）フィルタでフィルタリングされる。次いで、バンドパスフィルタリングした３－ｄ加速度計ベクトルの大きさを４倍ダウンサンプリングした。このプロセスは、６ヶ月の期間にわたってすべての患者から収集されたすべてのデータに対して行われる。（ｉ）バイナリ表現、および（ｉｉ）滑らかな表現というデータの２つの表現がなされた。バイナリ表現の場合、すべてのデータを一緒にプールし、対数スケールのヒストグラムを得た。得られたヒストグラムは二峰性分布を有し、１つのピークは加速度のより高い変化、したがって高い活動期間に対応し、第２のピークは加速度のより低い変化、したがって休止期間に対応した。２つのピークの間の最小値の位置を閾値とし、閾値より大きい加速度の大きさを１、閾値より小さい加速度の大きさを０と表した。滑らかな表現のために、６時間の長さを有するメディアンフィルタをダウンサンプリングしたデータに適用して、活性レベルの滑らかな推定値を得た。
夜間（Ｓｌｅｅｐ Ｓｅｇｍｅｎｔ）を抽出する．個々の２４時間データセグメントを、所与の日の昼の１２：００ｐｍから翌日の昼の１２：００ｐｍまで抽出した。データは、所与の２４時間の枠の間の活動－１および休止－０期間の初期推定値のバイナリ表現でラベル付けされた。この枠は、昼間（睡眠前のセグメント）、夜間（睡眠セグメント）および昼間（睡眠後のセグメント）の３つのセグメントからなっていた。夜間セグメントは１よりも多くの０からなり、昼間セグメントは０よりも多くの１からなることを提案した。したがって、時間「Ｔ」を中心とする持続時間「Ｌ」の連続期間内に値０をとり、この領域外の値１をとる関数で構築された理想的な夜間モデルを定めた。ＬおよびＴの初期推定値を考えると、理想的な夜間モデルと運動のバイナリ表現との間の差は、二次コスト関数を使用して計算された。このコスト関数では、バイナリ値が夜間に１または昼間に０であるときに発生する各不一致は１に寄与し、バイナリ値が夜間に０および昼間に１であるときに発生する各一致は０に寄与する。Ｔの初期推定値は、上記の平滑な表現の最小値に対応する時点とした。Ｌの初期推定値は８時間に設定される。コスト関数は、制約のない非線形最適化を使用して最小化された。これにより、夜間の長さであるＬ、および夜間の中間点であるＴの最良のモデル推定値が得られ、２４時間の枠から３つのセグメント（昼間、夜間、昼間）の境界を特定することができた。次に、夜間セグメントを抽出して、その中での微小な変化を評価した。
夜間および睡眠との関連における休止期間および活動期間の特定．夜間セグメント内では、すべて０の期間は動きの欠如に帰属でき、すべて１の期間は動きに帰属できる。しかし、これらの期間を睡眠断片化に直接マッピングすると、これらの期間の持続時間はアクティグラフィのデータではミリ秒から数時間におよび得るが、睡眠の分析は３０秒間の非重複エポックを覚醒と睡眠に分類することによって実行されるという問題に直面する。本発明者らのアクティグラフィ分析を睡眠研究で使用される分析時間スケールにリンクするために、長さＮのすべてのセグメントを取得し、それらのセグメントの値を、セグメントを中心とする３Ｎの持続時間の枠にわたる中央値で置き換えた。Ｎ＝３０秒を選択したが、結果はこの正確な選択に対して影響されないことが分かった。すべての短いセグメントについてこのプロセスを繰り返した後、０に対応する夜間セグメントの連続した時点を休止期間として特定し、１に対応するものを活動期間として特定した。
休止期間および活動期間の分布の判定．すべての参加者の休止期間∞をプールし、量（ｔ）≡∫ｐ（ｗ）ｄｗ（式中、ｐ（ｗ）は、ｗとｗ＋ｄｗとの間の休止期間のｔ確率密度関数である）を調べた。Ｐ（ｔ）は、長さｔよりも長い休止期間の割合を表し、累積分布関数と呼ばれる。同様に、活動期間の累積分布も計算し、休止期間および活動期間の両方の分布を図３９に表示する。
機能的能力の評価．日常生活の活動性もまた、臨床的に確立されたＡＤＣＳ－ＡＤＬスケールを使用して、アクティグラフィ記録の同じ試験集団において２４週間の治療期間中にベースラインおよび定期的な毎月の間隔で評価した。（Ｇａｌａｓｋｏ，Ｄ．，Ｄ．Ｂｅｎｎｅｔｔ，Ｍ．Ｓａｎｏ，Ｃ．Ｅｒｎｅｓｔｏ，Ｒ．Ｔｈｏｍａｓ，Ｍ．Ｇｒｕｎｄｍａｎ ａｎｄ Ｓ．Ｆｅｒｒｉｓ（１９９７）．’’Ａｎ ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ｄａｉｌｙ ｌｉｖｉｎｇ ｆｏｒ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｔｒｉａｌｓ ｉｎ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ．Ｔｈｅ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｓｔｕｄｙ．’’ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ Ｄｉｓ Ａｓｓｏｃ Ｄｉｓｏｒｄ１１Ｓｕｐｐｌ２：Ｓ３３－３９。ＡＤＣＳ－ＡＤＬは、日常生活の基本的および手段的活動におけるＡＤ患者の能力を評価する。評価は、介護者によってアンケート形式で行われたか、または介護者との構造化された面談としてヘルスケアの専門家によって行われた。６つの基本的なＡＤＬ項目は、食事、身繕いまたは着こなしなどの日常的な活動をカバーし、能力のレベルに関する情報も与える。１６個の手段的ＡＤＬの項目は、電話または台所用器具などの基本的な器具との患者の関与のレベルを尋ねる。ＡＤＣＳ－ＡＤＬは、ＡＤの臨床試験における評価を標準化するための重要な手段であり、疾患修正試験における機能的転帰測定として広く使用されている。
認知機能の評価．対象の認知機能を、ＡＤ患者における認知機能の広く使用されている手段であるミニメンタルステート検査（ＭＭＳＥ）によって評価し、これは、患者の見当識、注意、記憶、言語および視覚・空間技能を試験する。
統計．すべての統計的な比較は、コルモゴロフ－スミルノフ検定を用いて行った。
結果
この中間解析は、６ヶ月の研究を首尾よく完了した２２人の軽度から中等度のＡＤ対象の結果を報告する。初期の評価の間の全患者の人口統計的および臨床的特徴を表３に示す。
安全性および順守に関するデータ
継続的なアクティグラフィ記録によって評価された睡眠．睡眠時のＮＳＳ治療から得た結果は、継続的に記録されたアクティグラフィのデータおよび夜間睡眠モデルの構築から明らかにされ、睡眠中の休止期間および活動期間の持続時間を評価することを可能にした。単一患者のこの分析の結果を図３８に示す。図３８は、夜間の活動期間および休止期間を示す。継続的な活動のレベルが判定され、黒のトレースによって示されている。さらに、それぞれの夜の睡眠として間隔を特定し（水平の明るい灰色のバーで表す）、最長の動きの期間を暗い灰色のバーで示す。アクティグラフィのデータ処理によって特定されたすべての休止期間および活動期間を、方法のセクションに記載されているように各参加者から引き出し、分析し、結果を、ポリソムノグラフィベースの睡眠分析によって得られた公開されている休止期間および活動期間のデータと比較した。対数線形尺度に直線近似することによって証明されるように、残りの期間は、τ＝１０．１５分の指数分布ｅ＾（－ｔ／τ）に従う。対照的に、活動期間は、べき乗則分布（対数－対数スケールでの直線適合）であり、α＝１．６７でｔ＾（－α）に従う（図３９）。図３９によって実証されるように、プールされた、夜間、休止（灰色）および活動（黒色）期間の累積分布は、それぞれ指数関数およびべき乗則分布を示す。図３９のＸ軸は、夜間の時間を示す。Ｙ軸は、２３人の患者からの１４７３６時間のデータから得られた累積分布を示し、実線は最良の直線の適合を示す。このような指数関数的およびべき乗則挙動は、健常な対象の睡眠研究で観察されている（Ｌｏ，Ｃ．Ｃ．，Ｎ．Ａ．Ｌ．Ａ．，Ｓ．Ｈａｖｌｉｎ，Ｐ．Ｃ．Ｉｖａｎｏｖ，Ｔ．Ｐｅｎｚｅｌ，Ｊ．Ｈ．Ｐｅｔｅｒ ａｎｄ Ｈ．Ｅ．Ｓｔａｎｌｅｙ（２００２）．’’Ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ Ｓｌｅｅｐ－Ｗａｋｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ Ｄｕｒｉｎｇ Ｓｌｅｅｐ．’’Ｅｕｒｏｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５７（５）：６２５－６３１；Ｌｏ，Ｃ．Ｃ．，Ｔ．Ｃｈｏｕ，Ｔ．Ｐｅｎｚｅｌ，Ｔ．Ｅ．Ｓｃａｍｍｅｌｌ，Ｒ．Ｅ．Ｓｔｒｅｃｋｅｒ，Ｈ．－Ｅ．Ｓｔａｎｌｅｙ ａｎｄ Ｐ．Ｃ．Ｉｖａｎｏｖ（２００４）．’’Ｃｏｍｍｏｎ ｓｃａｌｅ－ｉｎｖａｒｉａｎｔ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｓｌｅｅｐ－ｗａｋｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ ａｃｒｏｓｓ ｍａｍｍａｌｉａｎ ｓｐｅｃｉｅｓ．’’ＰＮＡＳ１０１（５０）：１７５４５－１７５４８；Ｌｏ，Ｃ．Ｃ．，Ｒ．Ｐ．Ｂａｒｔｓｃｈ ａｎｄ Ｐ．Ｃ．Ｉｖａｎｏｖ（２０１３）．’’Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ ａｎｄ Ｂａｓｉｃ Ｐａｔｈｗａｙｓ ｉｎ Ｓｌｅｅｐ－Ｓｔａｇｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ．’’Ｅｕｒｏｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ１０２（１）：１０００８）。これらの著者らは、健常な対象の睡眠ポリグラフ記録から得られた夜間の睡眠状態および覚醒状態を分析し、睡眠状態持続時間の累積分布が指数分布によって特徴付けられるのに対して、覚醒状態持続時間の累積分布はべき乗則分布によって特徴付けられることを見出した。したがって、浅い睡眠のτ＝１０．９分、深い睡眠のτ＝１２．３分、レム睡眠持続時間のτ＝９．９分としての指数関数的減衰定数、および覚醒持続時間のα＝１．１としてのべき乗則指数が報告された（Ｌｏ，Ｂａｒｔｓｃｈ ｅｔ ａｌ．２０１３）。アルツハイマー病患者のアクティグラフィ記録から推定された夜間の安静および活動期間は、健常な対象のポリソノグラフィ記録と同じ行動を示すことが分かった。本明細書に記載の実験の結果と先行研究との間の分布の形態の類似性は、アクティグラフィによって評価される夜間の安静および活動期間が、ポリソムノグラフィによって評価される睡眠状態および覚醒状態に類似していること、ならびに睡眠に対する治療の効果が、活動期間および休止期間に対するその効果を通して間接的に評価され得ることを示唆している。
継続的アクティグラフィ記録によって判定された睡眠の質に対するＮＳＳ治療の効果．
睡眠に対するＮＳＳ治療の効果は、試験の第１および第２の１２週の期間における夜間の中断されない休止期間の長さの分布を比較することによって判定した（図４０）。最初と最後の１２週の期間の両方の期間に少なくとも６週間、アクティグラフィデバイスを装着した対象のみを、睡眠に対するＮＳＳ治療の有効性を評価するために利用した（治療はＮ＝７、偽はＮ＝６）。より多くのデータが期間にわたる比較を占める対象を避けるために、試験開始に最も近い最初の６週間の利用可能なデータおよび試験終了に最も近い最後の６週間を各対象について検討した。治療群の単一の患者からのシンチグラフィ記録を図３８に示し、これは治療前の続く５日の晩および治療期間の続く５日の晩を表示している。図３８のＸ軸は時刻を示し、Ｙ軸は活動レベルを示す（ログの尺度）。黒色のトレースは継続的な活動レベルを表し、薄い灰色の水平バーは、それぞれの夜の睡眠として識別される間隔を表す。濃い灰色の水平バーは、それぞれの夜の最長の動きの期間を表す。文字Ａ～Ｅは、治療前の継続する５日の晩に対応する。課された曲線は、滑らかな（中央値フィルタリング）活動レベルを示し、長い動きの間隔が認められる。文字Ｆ～Ｊは、治療期間の継続した５日の晩に対応する。課された曲線は、滑らかな（中央値フィルタリング）活動レベルを示す。治療前の期間と比較して、患者は治療中、より少なくまた短い動きの期間を示した。全体として、夜間の活動期間は治療群で有意に（ｐ＜０．０３）減少したが、活動期間は偽群の患者で有意に（ｐ＜０．０３）増加した。治療群と偽群との比較も、正規化された夜間活動期間を用いて行った。この正規化は、各活動期間を、対応する夜間の期間の持続期間で割ることによって行われる。この尺度は、活動期間の数または期間に影響を及ぼす総睡眠期間の長さの潜在的な変動を排除する。この分析により、治療群と偽群との間の夜間活動期間の反対の変化がさらに確認された。第１および第２の１２週間の間の正規化された活動期間の変化は、偽群の患者の有意な増加（ｐ＜０．００１）とは対照的に、治療群の患者の有意な（ｐ＜０．００１）減少を示した（図４０）。これらの所見は、ＮＳＳ治療に応答した夜間の活動期間の減少を示し、睡眠断片化の減少および睡眠の質の改善をもたらすが、偽群ではその逆を評価することができる。
継続的アクティグラフィ記録によって判定された睡眠の質に対するＮＳＳ治療の効果．ＭＭＳＥの変化は、治療群（ｎ＝１３）と偽群（ｎ＝８）とで異なっていた。初期の評価は１９．９±２．９のＭＭＳＥの値を示し、これは治療期間中に有意に変化せず、２４週目に測定された１９．３±３．４のＭＭＳＥ値を示した。対照的に、偽群は、予想されるＭＭＳＥスコアの有意な低下を示した。１８．５±２．７という初期スコアが１６．８±５．７に低下した（ｐ＜０．０５）。
ＡＤＣＳ－ＡＤＬによって評価される機能的能力の維持．患者の日常生活の活動を実行する能力に対するＮＳＳ治療の効果を、ケアパートナーとの構造化された面接を介して臨床的に証明されたＡＤＣＳ－ＡＤＬスケールを使用して、２４週間の治療期間中にベースラインおよび定期的な毎月の間隔で評価した。平均ＡＤＣＳ－ＡＤＬスコアを、治療群（ｎ＝１４）および偽群（ｎ＝８）の両方における第１の１２週間および第２の１２週間の期間から計算した（図４１）。ＡＤＣＳ－ＡＤＬは、軽度から中程度のＡＤ患者の機能を試験するためのよく確立された手段であり、多くの臨床試験は、６ヶ月の期間にわたってこの患者集団におけるＡＤＣＳ－ＡＤＬスコアの有意な低下を報告している（Ｌｏｙ，Ｃ．ａｎｄ Ｌ．Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ（２００６）．’’Ｇａｌａｎｔａｍｉｎｅ ｆｏｒ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ ａｎｄ ｍｉｌｄ ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｉｍｐａｉｒｍｅｎｔ．’’Ｃｏｃｈｒａｎｅ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｓｙｓｔ Ｒｅｖ（１）：ＣＤ００１７４７；Ｐｅｓｋｉｎｄ，Ｅ．Ｒ．，Ｓ．Ｇ．Ｐｏｔｋｉｎ，Ｎ．Ｐｏｍａｒａ，Ｂ．Ｒ．Ｏｔｔ，Ｓ．Ｍ．Ｇｒａｈａｍ，Ｊ．Ｔ．Ｏｌｉｎ ａｎｄ Ｓ．ＭｃＤｏｎａｌｄ（２００６）．’’Ｍｅｍａｎｔｉｎｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ ｍｉｌｄ ｔｏ ｍｏｄｅｒａｔｅ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ ｄｉｓｅａｓｅ：ａ ２４－ｗｅｅｋ ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄ，ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｒｉａｌ．’’Ａｍ Ｊ Ｇｅｒｉａｔｒ Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｙ１４（８）：７０４－７１５）。本発明者らの研究では、偽群の各患者はＡＤＣＳ－ＡＤＬスコアの低下を示し、この患者群は有意であり（ｐ＜０．００１）、追跡期間にわたって約３ポイント低下した。対照的に、治療群の１４人の患者のうち９人がＡＤＣＳ－ＡＤＬスコアの改善を維持したか、または改善さえ示した。したがって、治療群におけるＡＤＳＣ－ＡＤＬスコアの平均は、治療期間に有意に（ｐ＜０．０３５）増加した。したがって、図４１は、日中活動の変化が、治療群において有意な改善を示し、偽群において有意な減少を示したことを実証している。
考察
オーバーチュア試験（ＮＣＴ０３５５６２８０）のこの中間解析は、軽度から中等度のＡＤ患者における６ヶ月間にわたりＮＳＳ療法を毎日利用する有益な転帰を実証している。ＮＳＳ治療は、試験の対照群の対象と比較して、睡眠の質の改善および日常生活の質の維持をもたらした。
６ヶ月間にわたって収集されたアクティグラフィのデータに基づく結果は、ＮＳＳ療法が睡眠断片化を減少させ、軽度から中等度のＡＤ患者において夜間の活動期間を有意に減少させることができることを実証している。対照的に、偽群の患者は、睡眠特性の改善を示さなかった。表層から深い徐波睡眠に始まる異なるＮＲＥＭ段階のその後の期間と、厳密にその後の順序でのレム睡眠期間とからなる、人間の生理学的睡眠のよく認識された構造を考えると、睡眠断片化が睡眠構造、ひいては睡眠の有効性を劇的に乱し得ることは明らかである。睡眠障害の症状としての睡眠断片化は、神経系の機能不全だけでなく、身体代謝または免疫防御系を損なうことによる全体的な健康を含む、ヒトの生理学に複数の影響を及ぼす。それにもかかわらず、睡眠異常の減少的な認知的影響は、ＭＣＩおよびＡＤ患者において特に懸念される。したがって、ＮＳＳ療法の適用は、睡眠の質を改善するためのＡＤ患者に対する新規な介入を提供する。利用可能な臨床データは、この治療が安全であり、患者において長期間にわたって毎日適用することができることを明らかにした。睡眠障害が機能障害および認知障害に寄与していることを考慮すると、睡眠の質を改善するための有効な治療は、ＭＣＩおよびＡＤ患者において複数の利益を潜在的に有する。
睡眠に対するＮＳＳ療法の臨床的利点は、ＭＣＩおよびＡＤ患者における睡眠機能障害の根底にある病理学的機構が十分に理解されておらず、したがって特定の睡眠療法を開発することは現在実行可能ではないため、特に重要である。Ａβ－オリゴマーおよびタウ－オリゴマーなどのＡＤ関連の病理学的タンパク質は、睡眠を妨害することが知られているが、その作用様式は不明である。疾患の初期段階から、コリン作動性、セロトニン作動性およびノルエピネフリンニューロンを含む、睡眠覚醒調節において役割を果たすと考えられる脳幹上行ニューロンは、著しい変性を示す（Ｓｍｉｔｈ，Ｍ．Ｔ．，Ｃ．Ｓ．ＭｃＣｒａｅ，Ｊ．Ｃｈｅｕｎｇ，Ｊ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｃ．Ｇ．Ｈａｒｒｏｄ，Ｊ．Ｌ．Ｈｅａｌｄ ａｎｄ Ｋ．Ａ．Ｃａｒｄｅｎ（２０１８）．’’Ｕｓｅ ｏｆ Ａｃｔｉｇｒａｐｈｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｌｅｅｐ Ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ ａｎｄ Ｃｉｒｃａｄｉａｎ Ｒｈｙｔｈｍ Ｓｌｅｅｐ－Ｗａｋｅ Ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ：Ａｎ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｌｅｅｐ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ Ｒｅｖｉｅｗ，Ｍｅｔａ－Ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄ ＧＲＡＤＥ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．’’Ｊ Ｃｌｉｎ Ｓｌｅｅｐ Ｍｅｄ１４（７）：１２０９－１２３０；Ｔｉｅｐｏｌｔ，Ｓ．，Ｍ．Ｐａｔｔ，Ｇ．Ａｇｈａｋｈａｎｙａｎ，Ｐ．Ｍ．Ｍｅｙｅｒ，Ｓ．Ｈｅｓｓｅ，Ｈ．Ｂａｒｔｈｅｌ ａｎｄ Ｏ．Ｓａｂｒｉ（２０１９）．’’Ｃｕｒｒｅｎｔ ｒａｄｉｏｔｒａｃｅｒｓ ｔｏ ｉｍａｇｅ ｎｅｕｒｏｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｄｉｓｅａｓｅｓ．’’ＥＪＮＭＭＩ Ｒａｄｉｏｐｈａｒｍ Ｃｈｅｍ４（１）：１７；Ｋａｎｇ，Ｓ．Ｓ．，Ｘ．Ｌｉｕ，Ｅ．Ｈ．Ａｈｎ，Ｊ．Ｘｉａｎｇ，Ｆ．Ｐ．Ｍａｎｆｒｅｄｓｓｏｎ，Ｘ．Ｙａｎｇ，Ｈ．Ｒ．Ｌｕｏ，Ｌ．Ｃ．Ｌｉｌｅｓ，Ｄ．Ｗｅｉｎｓｈｅｎｋｅｒ ａｎｄ Ｋ．Ｙｅ（２０２０）．’’Ｎｏｒｅｐｉｎｅｐｈｒｉｎｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅ ＤＯＰＥＧＡＬ ａｃｔｉｖａｔｅｓ ＡＥＰ ａｎｄ ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ Ｔａｕ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｌｏｃｕｓ ｃｏｅｒｕｌｅｕｓ．’’Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ１３０（１）：４２２－４３７）。同様に、概日リズムの調節において重要な役割を果たすニューロンを含有する上胸核もまた、疾患において早期に神経変性を示す、Ｖａｎ Ｅｒｕｍ，Ｊ．，Ｄ．Ｖａｎ Ｄａｍ ａｎｄ Ｐ．Ｐ．Ｄｅ Ｄｅｙｎ（２０１８）．’’Ｓｌｅｅｐ ａｎｄ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ：Ａ ｐｉｖｏｔａｌ ｒｏｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｐｒａｃｈｉａｓｍａｔｉｃ ｎｕｃｌｅｕｓ’’Ｓｌｅｅｐ Ｍｅｄ Ｒｅｖ４０：１７－２７）。ＭＣＩおよびＡＤ患者の睡眠異常の治療選択肢は限られており、薬理学的治療には現在、抗うつ薬、抗ヒスタミン薬、抗不安薬、およびベンゾジアゼピンなどの鎮静・催眠薬が含まれる（Ｖｉｔｉｅｌｌｏ，Ｍ．Ｖ．ａｎｄ Ｓ．Ｂｏｒｓｏｎ（２００１）．’’Ｓｌｅｅｐ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ ｉｎ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ：ｅｐｉｄｅｍｉｏｌｏｇｙ，ｐａｔｈｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．’’ＣＮＳ Ｄｒｕｇｓ１５（１０）：７７７－７９６；Ｄｅｓｃｈｅｎｅｓ，Ｃ．Ｌ．ａｎｄ Ｓ．Ｍ．ＭｃＣｕｒｒｙ（２００９）．’’Ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｓｌｅｅｐ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ ｉｎ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ ｗｉｔｈ ｄｅｍｅｎｔｉａ．’’Ｃｕｒｒ Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｙ Ｒｅｐ１１（１）：２０－２６；Ｏｏｍｓ，Ｓ．ａｎｄ Ｙ．Ｅ．Ｊｕ（２０１６）．’’Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｌｅｅｐ Ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ ｉｎ Ｄｅｍｅｎｔｉａ．’’Ｃｕｒｒ Ｔｒｅａｔ Ｏｐｔｉｏｎｓ Ｎｅｕｒｏｌ１８（９）：４０）。一般的な臨床診療において最も頻繁に使用される抗不安薬／鎮静－催眠薬のいくつかは、ＧＡＢＡＡ正のアロステリックモジュレーターであり、これは、認知機能、運動行動への干渉および嗜癖形成プロファイルに対する悪影響のためにＭＣＩおよびＡＤ患者において禁忌である。近年、オレキシン受容体拮抗薬であるスボレキサントが、臨床的に不眠症と診断されたＡＤ患者のための睡眠薬として承認されている。スボレキサントの主な効果は、睡眠断片化に影響を与えたり、睡眠構造を変化させたりすることなく、睡眠開始後の総睡眠時間の延長および覚醒遅延である（Ｈｅｒｒｉｎｇ，Ｗ．Ｊ．，Ｐ．Ｃｅｅｓａｙ，Ｅ．Ｓｎｙｄｅｒ，Ｄ．Ｂｌｉｗｉｓｅ，Ｋ．Ｂｕｄｄ，Ｊ．Ｈｕｔｚｅｌｍａｎｎ，Ｊ．Ｓｔｅｖｅｎｓ，Ｃ．Ｌｉｎｅｓ ａｎｄ Ｄ．Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ（２０２０）．’’Ｐｏｌｙｓｏｍｎｏｇｒａｐｈｉｃ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｓｕｖｏｒｅｘａｎｔ ｉｎ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｐｒｏｂａｂｌｅ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ ｄｅｍｅｎｔｉａ ａｎｄ ｉｎｓｏｍｎｉａ：ａ ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄ ｔｒｉａｌ．’’Ａｌｚｈｅｉｍｅｒｓ Ｄｅｍｅｎｔ１６（３）：５４１－５５１）。非薬理学的治療には、睡眠衛生教育、運動レジメン、および睡眠時間のノイズの低減などの行動測定が含まれる。明るい光の療法は、概日障害に起因する睡眠障害において使用するための米国睡眠医学会の推奨を提供する非薬理学的モダリティの１つである。ＡＤ患者における光療法の臨床試験は、相反する所見（Ｏｕｓｌａｎｄｅｒ，Ｊ．Ｇ．，Ｃｏｎｎｅｌｌ，Ｂ．Ｒ．，Ｂｌｉｗｉｓｅ，Ｄ．Ｌ．，Ｅｎｄｅｓｈａｗ，Ｙ．，Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ，Ｐ．ａｎｄ Ｓｃｈｎｅｌｌｅ，Ｊ．Ｆ．（２００６）．’’Ａ Ｎｏｎｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ Ｓｌｅｅｐ ｉｎ Ｎｕｒｓｉｎｇ Ｈｏｍｅ Ｐａｔｉｅｎｔｓ：Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ａ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｔｒｉａｌ．’’Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｇｅｒｉａｔｒｉｃｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ．５４：３８－４７；Ｄｅｓｃｈｅｎｅｓ ｅｔ ａｌ．，２００９）をもたらし、現在、承認されたデバイスまたは治療的介入は存在しない。
現在の知見は、軽度から中等度のＡＤ患者におけるＮＳＳ療法の有益な効果を実証し、夜間の乱れのない休止期間を延長し、睡眠断片化の減少を示している。ＭＣＩまたはＡＤ患者の睡眠の質を改善することができる睡眠断片化を減少させるための証明された治療法はなく、頻繁に使用される鎮静－催眠薬は睡眠の生理学的構造において減少する。毎日の活動および睡眠習慣についての患者および介護者との毎月の面接を受けても、ＮＳＳ治療が、オレキシン受容体拮抗薬スボレキサントを含むほとんどの睡眠薬の典型的な副作用である日中の眠気またはわずかな意識を引き起こすという兆候はなかった。さらに、本試験では、不眠症などの臨床的に診断された睡眠異常は要件ではなく、その結果、ＮＳＳ治療の有益な効果は、臨床的に認識された睡眠問題を抱えているＡＤ患者に限定されない。
本所見は、ＮＳＳ治療が睡眠の質を改善するだけでなく、軽度から中等度のＡＤ患者の日常生活の活動に反映される機能的能力の維持にも役立つことを実証する。アセチルコリンエステラーゼ阻害剤ドネペジルなどのいくつかの薬理学的治療は、日常生活の活動の低下を遅らせるが、現在、この効果を達成する承認された非薬理学的治療法はない。睡眠の質と日常生活の活動との間の密接な関係を実証する科学的および臨床的観察に基づいて、ＡＤ患者の睡眠の質を改善することは複数の利点を与えると推定することができる、つまり、より良い睡眠は、認知機能を含む患者の日中のパフォーマンスを向上させ、日中の眠気を軽減する。この仮説に一致して、ＮＳＳ治療中の患者は、６ヶ月の治療期間にわたって変化しないＡＤＳＣ－ＡＤＬスコアによって反映されるように機能活性を維持した。対照的に、偽群患者のＡＤＳＣスコアは、臨床試験におけるプラセボ群患者の変化と同様に低下した（Ｄｏｏｄｙ，Ｒ．Ｓ．，Ｒ．Ｒａｍａｎ，Ｍ．Ｆａｒｌｏｗ，Ｔ．Ｉｗａｔｓｕｂｏ，Ｂ．Ｖｅｌｌａｓ，Ｓ．Ｊｏｆｆｅ，Ｋ．Ｋｉｅｂｕｒｔｚ，Ｆ．Ｈｅ，Ｘ．Ｓｕｎ，Ｒ．Ｇ．Ｔｈｏｍａｓ，Ｐ．Ｓ．Ａｉｓｅｎ，Ｃ．Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｓｔｕｄｙ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ，Ｅ．Ｓｉｅｍｅｒｓ，Ｇ．Ｓｅｔｈｕｒａｍａｎ，Ｒ．Ｍｏｈｓ ａｎｄ Ｇ．Ｓｅｍａｇａｃｅｓｔａｔ Ｓｔｕｄｙ（２０１３）．’’Ａ ｐｈａｓｅ ３ ｔｒｉａｌ ｏｆ ｓｅｍａｇａｃｅｓｔａｔ ｆｏｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ．’’Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍｅｄ ３６９（４）：３４１－３５０；Ｄｏｏｄｙ，Ｒ．Ｓ．，Ｒ．Ｇ．Ｔｈｏｍａｓ，Ｍ．Ｆａｒｌｏｗ，Ｔ．Ｉｗａｔｓｕｂｏ，Ｂ．Ｖｅｌｌａｓ，Ｓ．Ｊｏｆｆｅ，Ｋ．Ｋｉｅｂｕｒｔｚ，Ｒ．Ｒａｍａｎ，Ｘ．Ｓｕｎ，Ｐ．Ｓ．Ａｉｓｅｎ，Ｅ．Ｓｉｅｍｅｒｓ，Ｈ．Ｌｉｕ－Ｓｅｉｆｅｒｔ，Ｒ．Ｍｏｈｓ，Ｃ．Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｓｔｕｄｙ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｇ．Ｓｏｌａｎｅｚｕｍａｂ Ｓｔｕｄｙ（２０１４）．’’Ｐｈａｓｅ３ｔｒｉａｌｓ ｏｆ ｓｏｌａｎｅｚｕｍａｂ ｆｏｒ ｍｉｌｄ－ｔｏ－ｍｏｄｅｒａｔｅ Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ ｄｉｓｅａｓｅ．’’Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍｅｄ３７０（４）：３１１－３２１）。睡眠と日常的な活動との間の密接な関係が十分に文書化されているにもかかわらず、改善された睡眠の質がＮＳＳ治療患者におけるＡＤＳＣ－ＡＤＬスコアの維持に寄与する主な因子であるかどうか、または睡眠の改善および機能的能力の継続が治療からの無関係な肯定的結果であるかどうかは現在のところ不明である。
現在、ＧＳＳ治療に応答したＡＤ患者の改善された睡眠および維持された機能的能力の基礎となる機構は知られていない。前臨床試験は、４０Ｈｚの感覚刺激がＡβおよびタウの病態を逆転させ、トランスジェニックマウスにおける認知機能の改善をもたらすことを示している（Ｉａｃｃａｒｉｎｏ，Ｓｉｎｇｅｒ ｅｔ ａｌ．２０１６；Ａｄａｉｋｋａｎ，Ｃ．，Ｓ．Ｊ．Ｍｉｄｄｌｅｔｏｎ，Ａ．Ｍａｒｃｏ，Ｐ．Ｃ．Ｐａｏ，Ｈ．Ｍａｔｈｙｓ，Ｄ．Ｎ．Ｋｉｍ，Ｆ．Ｇａｏ，Ｊ．Ｚ．Ｙｏｕｎｇ，Ｈ．Ｊ．Ｓｕｋ，Ｅ．Ｓ．Ｂｏｙｄｅｎ，Ｔ．Ｊ．ＭｃＨｕｇｈ ａｎｄ Ｌ．Ｈ．Ｔｓａｉ（２０１９）．’’Ｇａｍｍａ Ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ Ｂｉｎｄｓ Ｈｉｇｈｅｒ－Ｏｒｄｅｒ Ｂｒａｉｎ Ｒｅｇｉｏｎｓ ａｎｄ Ｏｆｆｅｒｓ Ｎｅｕｒｏｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．’’Ｎｅｕｒｏｎ１０２（５）：９２９－９４３ｅ９２８；Ｍａｒｔｏｒｅｌｌ，Ｐａｕｌｓｏｎ ｅｔ ａｌ．２０１９）。ヒトＡＤ関連バイオマーカー研究は進行中であるが、現時点では、マウスにおいて同定されたものと同じ生化学的および神経免疫学的機構がＡＤ患者において活性化されるかどうかは不明である。睡眠と疾患進行との間の双方向の相互作用（ＷａｎｇおよびＨｏｌｔｚｍａｎ ２０２０）は、ＧＳＳ治療に応答した睡眠の改善も疾患の進行を遅らせることができるという考えを裏付けている。
結論
本試験の所見は、ＮＳＳ治療がＡＤ患者の日常的な活動および生活の質を維持するために役立つことを示している。睡眠断片化とＡＤＣＳ－ＡＤＬの両方の測定値が同じ患者コホートで判定されたため、データは、改善された睡眠の質を有する患者において日常的な活動を完了する能力を維持するプラスの治療効果を示唆している。ＮＳＳ治療は、非侵襲性感覚刺激からなる。例外的な安全性プロファイルにより、その長い期間、長期的な適用が実現可能である。拡張されたより長期の試験は、ＮＳＳ治療のさらなる臨床的利益および潜在的な疾患改変特性を明らかにするであろう。
実施例３．より多くの参加者での無作為化対照試験
背景
追加の無作為化対照試験を実施し、患者は、実施例２において本明細書に開示されている試験の中間解析と同じ方法および組み入れ基準を維持した。この試験には、中間解析の対象となったものよりも多くの参加者が関与した。
方法
軽度から中等度のＡＤ患者（ＭＭＳＥ１４～２６、両端含む、ｎ＝７４）を、６ヶ月間にわたって４０Ｈｚの非侵襲的な視聴覚刺激または偽刺激のいずれかを受けるように無作為化した。患者の機能的能力を、ベースラインならびに研究および追跡調査期間中４週間毎に、Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ’ｓ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｓｔｕｄｙ－Ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ Ｄａｉｌｙ Ｌｉｖｉｎｇ（ＡＤＣＳ－ＡＤＬ）スケールによって測定した。睡眠の質を、６ヶ月間を通して手首装着型アクティグラフィウォッチを介して継続的に監視された患者のサブグループ（治療はｎ＝７、偽群はｎ＝６）の夜間活動から評価した。
結果
偽群は１９人の患者を含み、治療群は３３人の患者を含んだ。試験の開始時および終了時からの調整済のＡＤＣＳ－ＡＤＬスコアを、試験を完了した患者において比較した。６ヶ月の期間にわたって、偽群（ｎ＝１９）の患者は、ＡＤＣＳ－ＡＤＬスコアの５．４０ポイントの低下である予想される低下を示したが、治療を受けている治療群（ｎ＝３３）の患者は、０．５７ポイントの低下しか示さなかった。ＡＤＣＳ－ＡＤＬスコアの変化は、偽群と治療群との間で統計学的に有意であった（Ｐ＜０．０１）。治療群の夜間活動期間は、第１の３ヶ月と比較して第２の３ヶ月で有意に（ｐ＜０．０３）減少したが、そのような期間は偽群で増加した。活動期間への影響を評価するために、正規化は、各活動期間の持続時間を一致する夜間期間全体の持続時間で割ることによって行われる。各患者の対応する夜間期間による正規化された活動期間の分析により、治療群は夜間の活動期間の減少を経験し、偽群は夜間の活動期間の増加を経験する、治療群と偽群との間の夜間の活動期間の反対の変化がさらに確認された（ｐ＜０．００１）。
結論
この試験は、ガンマ刺激療法の患者が、日常生活の活動を維持し、６ヶ月の治療期間にわたって改善された睡眠の質を示したこと、ＡＤに強く関連することが知られている２つの転帰測定、機能的能力および睡眠の質を確認した。機能的能力の維持は、ＡＤ患者にとって重要な治療および管理目標を表しており、正式および非公式のケアを減らし、施設収容に至るまでの時間を遅延させるものである。

Claims (25)

  1. 対象が経験する睡眠の質を改善する方法であって、前記睡眠の質を改善する方法は、睡眠断片化を減少させるために有効な周波数で聴覚刺激および視覚刺激を前記対象に投与することを含む、方法。
  2. 前記周波数が２０ヘルツ～６０ヘルツの間である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記周波数が約４０ヘルツである、請求項１に記載の方法。
  4. 前記睡眠を改善する方法が、睡眠中に経験される夜間の活動期間の持続時間を減少させることを含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記睡眠を改善する方法が、睡眠中に経験される夜間の活動期間の数を減少させることを含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記睡眠を改善する方法が、前記対象が経験する徐波睡眠の持続時間または急速眼球運動睡眠の持続時間を増加させることを含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記対象がアルツハイマー病を有する、請求項１に記載の方法。
  8. 前記対象が軽度認知障害を有する、請求項１に記載の方法。
  9. 前記夜間の活動期間の持続時間を減少させることが、前記活動期間の持続時間を少なくとも半分に減少させることを含む、請求項４に記載の方法。
  10. 対象における夜間の乱れのない休止期間を延長する方法であって、前記夜間の乱れのない休止期間を延長する方法は、前記対象の少なくとも１つの脳の領域において同期されたガンマ振動を誘発するために有効な周波数で、前記対象に聴覚刺激および視覚刺激を含む非侵襲性感覚刺激を投与することを含む、方法。
  11. 前記対象の少なくとも１つの脳の領域におけるアミロイドベータ負荷を減少させることを含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記対象が経験する夜間の活動期間の頻度を減少させることを含む、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記対象が経験する徐波睡眠の持続時間を増加させることを含む、請求項１０に記載の方法。
  14. 前記対象が経験する急速眼球運動睡眠の持続時間を増加させることを含む、請求項１０に記載の方法。
  15. 前記対象が経験する夜間の活動期間の持続時間を短縮することを含む、請求項１０に記載の方法。
  16. 定期的に繰り返される、請求項１０に記載の方法。
  17. 前記対象がアルツハイマー病または軽度認知障害を有する、請求項１０に記載の方法。
  18. アルツハイマー病に関連する認知障害の進行を遅らせることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 必要とする対象の睡眠障害を治療する方法であって、前記睡眠障害を治療する方法が、脳波コヒーレンスを改善するために有効な周波数で聴覚刺激および視覚刺激を投与することを含む、方法。
  20. 前記脳波コヒーレンスを改善するために有効な周波数が５ヘルツ～１００ヘルツの間である、請求項１９に記載の方法。
  21. 前記脳波コヒーレンスを改善するために有効な周波数が約４０ヘルツである、請求項１９に記載の方法。
  22. 前記対象がアルツハイマー病を発症するリスクがある、請求項１９に記載の方法。
  23. 前記睡眠障害が不眠症を含む、請求項１９に記載の方法。
  24. 前記対象が、徐波睡眠の減少、急速眼球運動睡眠の減少、またはそれらの組み合わせを経験する、請求項１９に記載の方法。
  25. 前記睡眠障害が認知機能を悪化させる、請求項１９に記載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7628164B1 (ja) 2023-10-16 2025-02-07 督洋生技股▲ふん▼有限公司 視聴覚の睡眠補助アイマスクとその制御方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9782585B2 (en) 2013-08-27 2017-10-10 Halo Neuro, Inc. Method and system for providing electrical stimulation to a user
KR20160046887A (ko) 2013-08-27 2016-04-29 헤일로우 뉴로 아이엔씨. 전기 자극을 사용자에게 제공하기 위한 방법 및 시스템
DK3383482T3 (da) 2015-11-24 2023-04-11 Massachusetts Inst Technology Systemer og fremgangsmåder til forebyggelse, mildnelse og/eller behandling af demens
JP7082334B2 (ja) 2016-11-17 2022-06-08 コグニート セラピューティクス，インク． 視覚刺激を介した神経刺激のための方法およびシステム
US12017062B2 (en) 2017-02-02 2024-06-25 Flow Neuroscience Ab Headset for transcranial direct-current stimulation, tDCS, and a system comprising the headset
US10960225B2 (en) 2017-10-10 2021-03-30 Massachusetts Institute Of Technology Systems and methods for preventing, mitigating, and/or treating dementia via visual stimulation that binds higher order brain regions, reduces neurodegeneration and neuroinflammation, and improves cognitive function
CN111565698A (zh) 2017-10-10 2020-08-21 麻省理工学院 用于预防、减轻和/或治疗痴呆的系统和方法
US10507324B2 (en) 2017-11-17 2019-12-17 Halo Neuro, Inc. System and method for individualizing modulation
US20220040366A1 (en) * 2018-11-05 2022-02-10 Aleddra Inc. Multi-Mode Lighting Device
AU2022233434A1 (en) * 2021-03-09 2023-09-21 Cognito Therapeutics, Inc. Methods and systems for slowing brain atrophy
US20220331606A1 (en) * 2021-04-07 2022-10-20 Into Technologies Inc. Systems and methods of treating medical indications by administering dosages of light and sound
US12313420B2 (en) * 2021-11-18 2025-05-27 International Business Machines Corporation Vehicle based external environment augmentation for operator alertness
CA3246098A1 (en) * 2022-03-18 2023-09-21 Cognito Therapeutics, Inc. METHODS AND SYSTEMS FOR PREDICTING TREATMENT OUTCOMES, PATIENT SELECTION AND PERSONALIZED THERAPY USING A PATIENT'S RESPONSE PROPERTIES TO SENSORY STIMULATION
CA3257051A1 (en) * 2022-05-25 2023-11-30 Sens.Ai Inc METHOD AND APPARATUS FOR A WEARABLE DEVICE WITH A TIME-SYNCHRONIZED INTERFACE FOR COGNITIVE TESTING
CN119256366A (zh) * 2022-06-28 2025-01-03 精灵光粉科技有限公司 信号处理装置、认知功能改善系统、信号处理方法以及程序
CN119731729A (zh) * 2022-06-28 2025-03-28 精灵光粉科技有限公司 信号处理装置、认知功能改善系统、信号处理方法以及程序
CN120500368A (zh) * 2022-10-11 2025-08-15 凯瑟琳·奎特纳 产生用于治疗效果的声音和光的系统及方法
EP4642503A1 (en) * 2022-12-30 2025-11-05 Elemind Technologies, Inc. Method, system and non-transitory computer-readable medium for producing neuromodulating audio signals for altering endogenous electrical signals
WO2024246871A1 (en) * 2023-06-02 2024-12-05 VoxNeuro Inc. Core cognitive function assessment
AU2024313846A1 (en) * 2023-06-18 2026-01-29 Therapod Llc Bioadaptive therapeutic environments
US12168140B1 (en) 2023-06-20 2024-12-17 Photigen, Inc. Apparatus for neural stimulation and method of use
DE112024000166T5 (de) 2023-09-15 2025-06-18 Delta Electronics, Inc. Led-treiber und led- beleuchtungssystem
KR102653579B1 (ko) * 2023-09-19 2024-04-02 주식회사 휴원스 시각자극을 이용한 혈류속도 관리 장치
US12208267B1 (en) 2024-04-19 2025-01-28 Yossi Gross Blood flow enhancement therapy system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180333590A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Matthew D. Millard Head worn device for treating alzheimer's disease
JP2019502429A (ja) * 2015-11-24 2019-01-31 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 認知症の予防、軽減、及び／または治療のためのシステムならびに方法
WO2019074637A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Massachusetts Institute Of Technology SYSTEMS AND METHODS FOR PREVENTION, MITIGATION AND / OR TREATMENT OF DEMENTIA
JP2020501853A (ja) * 2016-11-17 2020-01-23 コグニート セラピューティクス，インク． 視覚刺激を介した神経刺激のための方法およびシステム
JP2020507414A (ja) * 2017-02-15 2020-03-12 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 改善された光療法システムおよび使用方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2395228C2 (ru) * 2004-04-01 2010-07-27 Уилльям С. ТОРЧ Биосенсоры, коммуникаторы и контроллеры для мониторинга движения глаз и способы их применения
HUE055187T2 (hu) * 2013-10-07 2021-11-29 Oy Neurosonic Finland Ltd Módszer és eszköz a stresszel kapcsolatos alvászavarok enyhítésére és egy személy stressz-szintjének csökkentésére
US10300240B2 (en) * 2015-05-07 2019-05-28 Aladdin Dreamer, Inc. Lucid dream stimulator, systems, and related methods
CN105278387B (zh) * 2015-11-17 2021-05-18 冼光 具有改善睡眠及缓解痛症的手环装置
CN106725462B (zh) * 2017-01-12 2017-11-24 兰州大学 基于脑电信号的声光睡眠干预系统和方法
US20200171267A1 (en) * 2017-05-17 2020-06-04 Matthew D. Millard Head worn device for treating neurodegenerative diseases
US20210030998A1 (en) * 2019-08-04 2021-02-04 Well Being Digital Limited Apparatus for improving mental well being, and a method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019502429A (ja) * 2015-11-24 2019-01-31 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 認知症の予防、軽減、及び／または治療のためのシステムならびに方法
JP2020501853A (ja) * 2016-11-17 2020-01-23 コグニート セラピューティクス，インク． 視覚刺激を介した神経刺激のための方法およびシステム
JP2020507414A (ja) * 2017-02-15 2020-03-12 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 改善された光療法システムおよび使用方法
US20180333590A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Matthew D. Millard Head worn device for treating alzheimer's disease
WO2019074637A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Massachusetts Institute Of Technology SYSTEMS AND METHODS FOR PREVENTION, MITIGATION AND / OR TREATMENT OF DEMENTIA

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7628164B1 (ja) 2023-10-16 2025-02-07 督洋生技股▲ふん▼有限公司 視聴覚の睡眠補助アイマスクとその制御方法
JP2025068551A (ja) * 2023-10-16 2025-04-28 督洋生技股▲ふん▼有限公司 視聴覚の睡眠補助アイマスクとその制御方法

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