JP3444632B2 - Ｆｍθを誘導する可聴音とその発生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ヒトの脳波における
Ｆｍθを誘導する可聴音と、その可聴音を発生させる方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大脳皮質や頭皮上の相違する２点間に観
察される電位差は「脳波」と呼ばれ、心身の状態に対応
する独特の波形、律動を有している。脳波は、律動の周
期に依って、通常、α波、β波、θ波及びδ波の４波に
分類される。このうち、周期８乃至１３ヘルツのα波
は、心身が弛緩するにつれて、強く、広範囲に連続して
出現するようになる。周期１８乃至３０ヘルツのβ波
は、逆に、心身が緊張するにつれ、強く、広範囲に出現
するようになる。周期４乃至８ヘルツのθ波と周期４ヘ
ルツ未満のδ波は入睡眠に関連する脳波であり、入眠時
にはθ波が強く現われ、睡眠が深くなるにつれてδ波が
優勢になると言われている。イノウエ等『ジ・イー・イ
ー・ジー・オブ・メンタル・アクティビティーズ』、第
１３６〜１４８頁（１９８８年）に見られるように、θ
波のうちでも、成人の前頭正中部付近に観察される６乃
至７ヘルツの優勢なθ律動は「Ｆｍθ」と呼ばれ、精神
作業に深く関与すると言われている。精神作業している
ヒトの脳波を分析すると、作業者の前頭正中部付近にＦ
ｍθが出現しているのが観察され、その強度と分布は、
作業者の注意力や集中力が高まれば高まるほど、強く、
広範囲に出現するようになる。

【０００３】このように、Ｆｍθが注意・集中力と密接
な関係を有していることから、何等かの方法で人為的に
Ｆｍθを誘導できければ、作業者の注意力や集中力を向
上でき、作業の効率や精度を改善できると期待される。
しかしながら、これまで、人為的にＦｍθを誘導し得る
装置や方法は全く知られていなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】斯かる状況に鑑み、こ
の発明の目的は、ヒトに聴かせることにより、人為的に
Ｆｍθを誘導し得る可聴音を提供することにある。

【０００５】この発明の別の目的は、斯かる可聴音を人
為的に発生させる方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者が斯かる課題を
解決し得る手段について鋭意研究したところ、可聴域の
低周波に周波数約２０ヘルツ以下の超低周波が重畳した
変調波を含む可聴音は、ヒトに聴かせると、Ｆｍθの出
現をより強く、広範囲に誘導することを見出した。この
発明は斯かる新規な知見に基づくものであり、可聴域の
低周波に周波数約２０ヘルツ以下の超低周波が重畳して
なる変調波を含んでなるＦｍθを誘導する可聴音を要旨
とするものである。

【０００７】本発明者が斯かる可聴音を人為的に発生さ
せる方法についても研究したところ、斯かる可聴音は、
可聴域の低周波を周波数約２０ヘルツ以下の超低周波で
振幅変調し、得られる低周波に超低周波が重畳してなる
変調波を含む電気信号を電気音響変換することにより、
比較的容易に得られることが判明した。すなわち、この
発明は、可聴域の低周波を周波数約２０ヘルツ以下の超
低周波で振幅変調し、得られる低周波に超低周波が重畳
してなる変調波を含む電気信号を電気音響変換すること
を特徴とするＦｍθを誘導する可聴音の発生方法を要旨
とするものである。

【０００８】

【作用】この発明の可聴音は、ヒトに聴かせると、その
脳波におけるＦｍθの出現を促す。とりわけ、超低周波
の周波数が約２乃至１０ヘルツの範囲にあるときには、
Ｆｍθのみならず、α波の出現をも促す。

【０００９】この発明による可聴音の発生方法は、斯か
る可聴音を人為的に発生させるためのものであり、可聴
域の低周波を周波数約２０ヘルツ以下の超低周波で振幅
変調すると、前者の低周波に後者の超低周波が重畳して
なる変調波を含む電気信号が得られる。この電気信号
は、電気音響変換することにより、前記変調波を含む可
聴音を与える。

【００１０】以下、実施例、実験例などによりこの発明
を詳細に説明すると、この発明でいう変調波とは、可聴
域の低周波に周波数約２０ヘルツ以下の超低周波が重畳
してなるものである。斯かる低周波としては、通常、超
低周波の周波数を越え、約２０，０００ヘルツを越えな
い周波数の適宜波形の連続波やパルス波が使われる。本
発明者が健常者を対象に種々試験したところ、低周波の
周波数が約６，０００ヘルツを越えると、被検者の一部
が聴き取り難さや軽微な不快感を訴えることがあった。
実際には、超低周波の周波数や再生装置の周波数特性な
どを勘案すると、通常、約５０乃至３，０００ヘルツ、
望ましくは、約１００乃至５００ヘルツ、さらに望まし
くは、約１２０乃至２００ヘルツに設定するのがよい。
波形についても種々試験したところ、正弦波のような連
続波や、例えば、鋸状波、方形波、三角波、矩形波など
のパルス波であって、パルスの持続時間が比較的長いも
のが好適であった。一方、超低周波には、周波数約２０
ヘルツ以下、通常、約２乃至１０ヘルツの連続波若しく
はパルス波が望ましく、また、その波形は、低周波の場
合と同様、正弦波のような連続波や、持続時間の比較的
長いパルス波が好適である。

【００１１】斯かる変調波を発生するには、通常、変調
波発生回路と呼ばれる電気回路が使われ、この変調波発
生回路は、例えば、可聴域の低周波を発生する第一の発
振回路と、周波数約２０ヘルツ以下の超低周波を発生す
る第二の発振回路と、それら発振回路の出力端に接続さ
れた入力端を有し、前者の低周波を後者の超低周波で変
調する振幅変調回路、位相変調回路、周波数変調回路又
はパルス変調回路などの変調回路を含んでなる。普通一
般には、第一の発振回路で発生させた低周波を第二の発
振回路で発生させた超低周波により変調回路において振
幅変調し、前者の低周波に後者の超低周波が重畳してな
る変調波を含む電気信号を得る。これら発振回路や変調
回路における回路構成や回路素子については、変調回路
の出力端に現われる変調波が前記要件を満たす限りにお
いて、特に制限を設けないが、通常一般には、トランジ
スタ、電界効果トランジスタ及び／又は集積回路を中心
に構成される。変調回路の出力自体が低かったり、変調
回路の出力端と電気音響変換器とがインピーダンス的に
整合しないなどの理由により、変調回路のみでは電気音
響変換器を実質的に付勢し得ない場合には、変調回路と
電気音響変換器との間に適宜の増幅器や整合回路などを
介挿することを妨げない。

【００１２】斯くして得られる変調波は、超低周波が低
周波を包絡したような波形を有しており、低周波の電圧
値が超低周波の周波数に応じて周期的に変動する。本発
明者が、Ｆｍθ誘導能と副作用ということに着目し、健
常者を対象に当該変調波の変調度を種々変えて試験した
ところ、変調度が約３０乃至１００％、望ましくは、約
６０乃至９０％の範囲にあるときに、不快感などの副作
用を惹起することなく、最高レベルのＦｍθを誘導する
ことができた。変調波の最適変調度や変調波における低
周波及び超低周波の最適周波数は、個々の対象者に依っ
て若干相違するのが通例であるから、各個の対象者が最
適の変調度や周波数の可聴音を聴けるよう、変調波発生
回路にこれら変調度や周波数を一定の範囲内で調節でき
る機能を設けるのが望ましい。

【００１３】ところで、この発明による可聴音は、いわ
ゆる「１／ｆゆらぎ」を付加すると、Ｆｍθ誘導能が顕
著に高まる。すなわち、可聴音の出現頻度、持続時間、
周波数及び／又は強度を１／ｆゆらぎ則にしたがって変
動させるときには、当該変調波に基づく可聴音と１／ｆ
ゆらぎ則による変動とが相乗的に作用し、何れか一方の
みでは容易に達成できない程度にＦｍθの出現を促すこ
とが判明した。とりわけ、脳波、心拍数、血圧、呼吸、
体温を始めとする生体現象の長期的変動からサンプリン
グした１／ｆゆらぎを有する系列は極めて有用であり、
斯かる系列に基づいて可聴音の出現頻度、持続時間、周
波数及び／又は強度を変動させるときには、僅少の刺激
量で極めて高レベルのＦｍθを誘導でき、しかも、それ
が刺激後も長時間持続する。これは、ヒトの生体現象に
おける長期的変動からサンプリングした１／ｆゆらぎを
有する系列には、神経系に代表される生体制御機構に関
する多くの重要な情報が含まれており、その情報は、聴
覚を通じて知覚させると、Ｆｍθの出現促進にことのほ
か効果的に作用し、この発明による可聴音の生理作用を
相乗的に高める結果であると理解される。可聴音に斯か
る変動を付与するには、例えば、前記したような系列を
マイクロコンピュータに記憶させておき、そこから取り
出した擬似１／ｆゆらぎ系列を含む電気信号をインター
フェースを介して前記発振回路や変調回路に供給して制
御すればよい。

【００１４】さて、前記のようにして得られる電気信号
は電気音響変換器に供給され、そこで当該変調波を含む
可聴音に変換される。この発明でいう可聴音とは、ヒト
が聴覚器官により知覚し得る音波を意味し、したがっ
て、ここでいう電気音響変換器とは、前記電気信号を当
該変調波を含む音波に変換する手段ということになる。
個々の電気音響変換器としては、例えば、動電スピー
カ、電磁スピーカなどの電磁型変換器や静電スピーカ、
圧電スピーカなどの静電型変換器、あるいは、これらを
適宜組合せたものなどが挙げられる。電気音響変換器の
動作原理、形状・形態、大きさについては特に制限がな
く、対象者がその聴覚を通じて当該変調波を知覚し得る
ものである限り、何れもこの発明で使用することができ
る。この発明の可聴音を発生する装置を携帯して使用す
る場合には、小形ヘッドホンやイヤホンが好適である。

【００１５】変調波発生回路で発生させた変調波を電気
音響変換器に供給する方法であるが、斯かる方法は二種
類に大別され、その一つは、変調波発生回路と電気音響
変換器をケーブル等により直接接続する有線方式であ
る。この方式においては、通常、対象者又はその補助者
が、対象者が実際に聴く場所で変調波発生回路を含む電
気的構成部分を操作する。いま一つの方式は、変調波発
生回路を含む電気的構成部分と電気音響変換器を含む電
気的構成部分とを別個に構成し、変調波発生回路の出力
を無線通信や光通信などにより後者の電気的構成部分に
供給する無線方式である。無線方式においては、通常、
補助者が、対象者が実際に聴く場所とはやや離れた場所
で前者の電気的構成部分を操作することとなる。Ｆｍθ
を誘導するということにおいては、何れの方式を採用し
ても実質的な違いは無いけれども、後者の方式の場合に
は、複数の対象者を同時に可聴刺激するのが容易とな
り、しかも、無線の到達範囲内であれば、対象者が自由
に移動できるという利点がある。

【００１６】前述のようにして得られる変調波を含む電
気信号は、磁気若しくは光学記録体に再生可能に記録す
ることができる。斯かる記録体は、適宜再生装置で再生
すると、元の変調波を含む電気信号を与え、その電気信
号は、前記と同様にして電気音響変換すると、この発明
による可聴音となる。この発明による可聴音の発生方法
は、当然、斯かる態様をも包含するものとする。ここで
いう記録体とは、通常、磁気テープ、磁気ディスク、磁
気フロッピーなどの磁気記録体や光ディスクなどの光学
記録体を意味し、これら記録体に変調波を記録する方法
は、使用する個々の記録体に応じた方法を採用すればよ
い。記録体が、例えば、コンパクトカセット方式の磁気
テープである場合には、磁気ヘッドに接触させた状態で
磁気テープを走行させ、その磁気ヘッドに変調波を含む
電気信号を印加すればよい。記録体が、例えば、コンパ
クトディスクである場合には、変調波を含む電気信号を
一旦デジタル信号に変換し、そのデジタル信号を光学読
取可能に記録した原盤を作成する。そして、その原盤を
もとにポリカーボネートなどのディスク原料をプレス加
工すれば、変調波を光学記録したトラックを有するコン
パクトディスクが得られる。記録体がビデオテープやビ
デオディスクなどの画像記録可能な記録体である場合に
は、この発明による変調波に加えて、Ｆｍθ及び／又は
α波を誘導し得る画像を記録してもよい。

【００１７】なお、この発明による可聴音は、片耳で聴
いても両耳で聴いても、誘導されるＦｍθに実質的な違
いがないので、上記記録方法はモノラル方式であっても
ステレオ方式であってもよい。但し、ステレオ方式によ
る場合には、例えば、第一のトラックに変調波を記録す
る一方、第二のトラックに無変調の低周波を記録するこ
とができるので、使用に際しては、通常、変調波を記録
した第一のトラックのみを聴くこととし、必要に応じ
て、両方のトラックをステレオ方式で聴けるようにして
おけば、対象者は変調波と無変調の低周波とを適宜切り
換えて聴くことができる。対象者に因っては、当該可聴
音を長時間聴かせると、疲労感を感じたり可聴音への馴
れが生じることがあり、上記のようにするときには、斯
かる疲労感や馴れを最少限にすることができる。

【００１８】斯くして得られる記録体は、適宜再生装置
で再生すると、変調波を含む電気信号を与える。斯かる
電気信号が得られる限り、再生装置そのものについて特
に制限はなく、通常、業務乃至民生用のオーディオ・ビ
デオ装置が使用される。

【００１９】次に、この発明による可聴音の投与方法に
ついて説明するに、使用目的にも依るが、一般に、この
発明による可聴音は最初はやや強く、徐々に弱めていく
のがよい。使用目的が精神作業時の注意力や集中力の向
上にあるときには、必要に応じて、その都度その都度、
作業前若しくは作業中に適当時間聴かせればよい。疾病
等の予防・治療が目的の場合には、対象者の状態を注意
深く観察しつつ、例えば、１日に１乃至３回、１回当た
り最長２時間を目安に、毎週１乃至７日、１カ月乃至１
年に亙って聴かせればよい。使用目的や対象者にも依る
が、そのときの可聴音の音圧は、通常、約２０乃至９０
ｄＢ、望ましくは、約３０乃至８０ｄＢとするのがよ
い。前述のとおり、この発明による可聴音は、片耳で聴
いても両耳で聴いても、誘導されるＦｍθの強度や分布
において実質的な違いがない。対象者にも依るが、この
発明による可聴音には、長期間聴き続けると、その後は
ごく短時間聴くか、全く聴かなくてもＦｍθの出現を促
す性質がある。斯かる対象者にとって、この発明の可聴
音は、いわゆる「メンタルトレーニング」の手段として
も有用である。なお、この発明の可聴音は、対象者にお
いてＦｍθの出現を実質的に妨げない範囲で、変調波以
外に、例えば、音楽等の適宜音響を含んでいてもよい。

【００２０】以上、この発明による可聴音の発生方法を
応用したＦｍθ誘導装置とＦｍθ誘導用記録体に係わる
２〜３の参考例を示す。

【００２１】

【参考例１ Ｆｍθ誘導装置】図１に示すのは、この発
明による可聴音を発生するＦｍθ誘導装置における電気
的構成部分のブロックダイアグラムである。図中、Ｏ１
及びＯ２は、それぞれ、第一の発振回路又は第二の発振
回路であり、通常、オペアンプが使われる。第一の発振
回路Ｏ１は、周波数約１５０ヘルツの正弦波を発生し、
第二の発振回路Ｏ２は、正弦波波形を有する周波数約２
乃至１０ヘルツの超低周波を発生する。第二の発振回路
Ｏ２には可変抵抗器Ｖ１が設けられ、これを操作するこ
とにより、超低周波の周波数を約２乃至１０ヘルツの範
囲で変えられるようになっている。Ｍは変調回路であ
り、その入力端には第一の発振回路Ｏ１と第二の発振回
路Ｏ２の出力端が接続されており、前記低周波と超低周
波はここで振幅変調され、その出力端には低周波に超低
周波が重畳してなる変調波が導出される。変調回路Ｍに
設けられた可変抵抗器Ｖ２は振幅変調の深度を調節する
ためのものであり、これを操作することにより、変調度
約３０乃至１００％の範囲で変えることができる。第一
の発振回路Ｏ１の出力端は切換スイッチＳを介して増幅
回路Ａ１の入力端に、また、変調回路Ｍの出力端は第二
の増幅回路Ａ２の入力端と切換スイッチＳにおける接点
ｂに接続されている。第一及び第二の増幅回路Ａ１、Ａ
２の出力端には、断接自在なコネクタＣを介して電気音
響変換器としてのヘッドホンＰが接続されている。一対
の増幅器Ａ１、Ａ２の入力端にそれぞれ設けられた可変
抵抗器Ｖ３は、それら増幅器Ａ１、Ａ２に加える電気信
号の大きさを変えることにより、ヘッドホンＰにおける
左右のスピーカユニットから輻射される可聴音の大きさ
を調節するためのものである。一対の増幅器Ａ１、Ａ２
の入力端間に交叉して設けられた可変抵抗器Ｖ４は、そ
れら増幅器Ａ１、Ａ２に加える電気信号の大きさを加減
することにより、ヘッドホンＰにおける左右のスピーカ
ユニットから輻射される可聴音のバランスをとるための
ものである。

【００２２】本例の動作について説明するに、切換スイ
ッチＳを接点ｂの位置にした状態で回路を始動させる
と、第一及び第二の発振回路Ｏ１、Ｏ２の出力が変調回
路Ｍに供給される。両出力はここで混合され、振幅変調
されて、変調回路Ｍの出力端には図２に示すような波形
の変調波が導出される。図２に見られるように、この変
調波には周波数約１５０ヘルツの正弦波に周波数約２乃
至１０ヘルツの正弦波が重畳されている。変調回路Ｍの
出力は増幅器Ａ１、Ａ２により増幅され、ヘッドホンＰ
における一対のスピーカユニットを付勢する。切換スイ
ッチＳを接点ａに接続した状態で、可変抵抗器Ｖ４の抵
抗値を著しく高めたときには、変調波は実質的に増幅器
Ａ２のみに供給され、また、増幅器Ａ１には、第一の発
振回路Ｏ１が発生する周波数約１５０ヘルツの低周波数
が供給される。この場合には、ヘッドホンＰにおける一
方のスピーカユニットからは、実質的に、変調波からな
る可聴音が、また、もう一方のスピーカユニットからは
無変調の正弦波からなる可聴音が輻射されることとな
る。

【００２３】本例は斯く構成されているので、対象者が
その頭部にヘッドホンＰを装着した状態で動作させる
と、対象者の耳には周波数約１５０ヘルツの正弦波か、
この正弦波に周波数約２乃至１０ヘルツの正弦波が重畳
してなる変調波を含む可聴音を聴くことができる。

【００２４】

【参考例２ Ｆｍθ誘導装置】図３に示すのは、変調波
発生回路の出力を無線方式により電気音響変換器に供給
するＦｍθ誘導装置の電気的構成部分を示すブロックダ
イアグラムである。図中の符号Ｏ１、Ｏ２、Ｍ、Ｖ１乃
至Ｖ４、Ｐ及びＣは、図１に示す参考例の場合と全く同
じ回路乃至回路素子を参照するためのものであり、それ
らの使用目的、機能も実質同じである。

【００２５】図３に示すように、本例は送信系統と受信
系統からなる。送信系統においては、第一の発振回路Ｏ
１、第二の発振回路Ｏ２及び変調回路Ｍで発生した変調
波又は正弦波は、前の実施例と同様、切換スイッチＳを
介してステレオ方式の周波数変調回路ＦＳＭの入力端に
供給される。周波数変調回路ＦＳＭは、通常、前記入力
端に印加される変調波乃至正弦波を増幅するための低周
波増幅回路と、その低周波増幅回路の出力端に接続され
た入力端を有し、前記変調波乃至正弦波に基づいて周波
数変調された高周波に変換する周波数変調回路などによ
り構成される。周波数変調回路ＦＳＭの出力端には、前
記高周波を適宜増幅するための高周波電力増幅回路ＲＦ
Ｐの入力端が接続され、高周波電力増幅回路ＲＦＰの出
力端には、高周波を輻射するための空中線ＡＮＴ１が接
続されている。受信系統は、高周波を受信するための空
中線ＡＮＴ２と、空中線ＡＮＴ２からの高周波電圧を元
の変調波乃至正弦波を含む電気信号に復調するためのス
テレオ方式の受信回路ＦＳＲと、受信回路ＦＳＲの出力
を可聴音に変換する電気音響変換器としてのヘッドホン
Ｐを含んでなるものである。

【００２６】本例の動作について説明すると、本例は斯
く構成されているので、送信系統を動作させた状態で受
信系統を始動させると、ヘッドホンＰにおける一対のス
ピーカユニットからは、周波数約１５０ヘルツの正弦波
か、この正弦波に周波数約２乃至１０ヘルツの正弦波が
重畳してなる変調波を含む可聴音が輻射される。

【００２７】本例は斯く構成されているので、一つの送
信系統に対して一又は複数の受信系統を用意し、これら
受信系統を個々の対象者が携帯するとともに、そのヘッ
ドホンＰを頭部に装着した状態で受信系統を動作させれ
ば、この発明の可聴音を聴くことができる。本例は、比
較的広い場所で、複数の対象者が同時に可聴音を聴くの
に好適である。

【００２８】

【参考例３ Ｆｍθ誘導用記録体】本例は、再生する
と、出現頻度と持続時間とが１／ｆゆらぎ則にしたがっ
て変化する可聴音を与える磁気記録体を例示するもので
ある。

【００２９】斯かる可聴音を与える変調波を発生させる
ための電気回路手段につき、図４に基づいて説明すれ
ば、図中、１はマイクロプロセッサであり、このマイク
ロプロセッサ１には頻度系列記録回路２、持続時間記録
回路３及びクロック発振器４などが接続され、マイクロ
コンピュータを構成している。別途、５名の健常者（２
０歳台の男性３名、女性２名）のＦｍθからサンプリン
グした１／ｆゆらぎを持つ２５例の時系列をもとにし
て、頻度については０乃至２０回／分を５段階に、ま
た、持続時間については０乃至６０秒を６段階を等比的
に分割し、頻度系列記憶回路２又は持続時間記憶回路３
に記憶させてある。マイクロプロセッサ１は両者の記憶
内容を参照しながらクロック発振器４からのクロックパ
ルスを制御し、頻度系列と持続時間系列に対応するパル
ス列を発生する。マイクロプロセッサ１の記憶容量は限
られているので、頻度系列、持続時間系列とも一定個数
まで参照すると、再び元のデータに戻るようになってい
る。斯くして得られた一定個数の擬似不規則信号は、イ
ンターフェース５により、変調波発生回路６の１／ｆゆ
らぎ制御信号となる。変調波発生回路６は、周波数約１
５０ヘルツの正弦波を発生する第一の発振回路と、周波
数約８ヘルツの正弦波を発生する第二の発振回路と、そ
れら発振回路の出力端に接続された入力端を有し、前者
の正弦波を後者の正弦波で振幅変調する変調回路とを含
んでなり、インターフェース５からの制御信号は変調波
発生回路６における変調回路に印加され、その出力を制
御する。変調波発生回路６における変調回路及び第一の
発振回路の出力端は、ステレオ方式の磁気記録装置７に
おける別々の入力端に接続されている。

【００３０】この状態で全ての回路乃至装置を始動さ
せ、オシロスコープにより変調波発生回路６の出力端に
現われる波形を観察しながら、変調波の変調度を約８０
％に調整するとともに、磁気記録装置７に装填したコン
パクトカセット方式の磁気テープ８を４．８センチメー
トル／秒の速度で走行させ、周波数約１５０ヘルツの正
弦波と、その正弦波に周波数約８ヘルツの正弦波が重畳
してなる変調波を磁気テープ８における別々のトラック
に記録した。なお、磁気テープ８には、テープ幅３．８
１ミリメートルの通常品を使用した。

【００３１】本例の記録体は、周波数約１５０ヘルツの
正弦波を磁気記録したトラックと、その正弦波に周波数
約８ヘルツの正弦波が重畳してなる変調波を磁気記録し
たトラックを有し、再生すると、上記正弦波か変調波を
含む可聴音を与えた。本例の記録体は通常一般の再生装
置で再生でき、しかも、取扱いや持ち運びも容易なこと
から、作業者が実際に精神作業する場所に再生装置とと
もに携帯し、作業中、必要に応じてこの発明による可聴
音を聴くことができる。本例の記録体が与える可聴音
は、その出現頻度及び持続時間が１／ｆゆらぎ則にした
がって変化するものであり、Ｆｍθ誘導能が極めて高い
ものである。

【００３２】なお、本例では、可聴音の出現頻度と持続
時間のみを１／ｆゆらぎ則にしたがって変化させている
が、その何れか一方のみを１／ｆゆらぎ則にしたがって
変化させ、他方を不規則に変化させるようにしたり、出
現頻度と持続時間に加えて、低周波及び／又は超低周波
の強度及び／又は周波数を一定の範囲内で１／ｆゆらぎ
則にしたがって変化させてもよい。本例では、ヒトのＦ
ｍθにおける長期的変動からサンプリングした系列を使
用する例についてのみ具体的に言及したが、本発明者
が、例えば、心拍数、血圧、呼吸、体温などの生体現象
における長期的変動からサンプリングした系列について
同様に実験したところ、Ｆｍθの場合とはやや劣るもの
の、ほぼ同等の結果が得られた。

【００３３】

【参考例４ Ｆｍθ誘導用記録体】周波数約１５０ヘル
ツの正弦波を発生する第一の発振器と、周波数約８ヘル
ツの正弦波を発生する第二の発振器と、増幅回路を内蔵
する変調器と、ステレオ方式の磁気記録装置とを用意
し、第一の発振器の出力端を変調器と磁気記録装置にお
ける入力端の一つに、第二の発振器の出力端を変調器の
入力端に、変調器の出力端を磁気記録装置における残る
入力端の一つに接続した。これら全ての装置を始動さ
せ、変調器の出力端に現われる変調波の波形をオシロス
コープで観察しながら、変調波の変調度を約８０％に調
節した。この状態で磁気記録装置に装填したコンパクト
カセット方式の磁気テープを４．８センチメートル／秒
で走行させ、磁気テープにおけるトラックの一つに変調
波を、もう一つのトラックに無変調の低周波、すなわ
ち、周波数約１５０ヘルツの正弦波を記録した。なお、
磁気テープには、テープ幅３．８１ミリメートルの通常
品を使用した。

【００３４】本例の記録体は、再生すると、周波数約１
５０ヘルツの正弦波を含む可聴音と、図２に示すよう
な、その正弦波に周波数約８ヘルツの正弦波が重畳して
なる変調波を含む可聴音を与えた。本例の記録体は通常
一般の再生装置で再生でき、しかも、取扱いや持ち運び
も容易なことから、作業者が実際に精神作業する場所に
再生装置とともに携帯し、作業中、必要に応じてこの発
明による可聴音を聴くことができる。

【００３５】

【参考例５ Ｆｍθ誘導用記録体】本例は、再生する
と、この発明による可聴音を与える光学記録体を例示す
る。本例においては、先ず、所定の変調波と無変調の低
周波とをそれぞれ別のトラックに磁気記録した磁気テー
プを作製し、次に、この磁気テープを再生し、その再生
出力を光学記録装置により市販の書込可能な光ディスク
に光学記録した。

【００３６】参考例３と同様にして、周波数約１５０ヘ
ルツの正弦波と、その正弦波に周波数約８ヘルツの正弦
波が重畳してなり、生体現象の長期的変動に基づく１／
ｆゆらぎを有する変調波を発生させ、これらを磁気記録
装置により磁気テープにおける別々のトラックにステレ
オ方式で８分間記録した。磁気テープには、テープ幅
６．２５ミリメートルのオープンリール方式のものを使
用し、記録時のテープ走行速度は１９センチメートル／
秒に設定した。次に、参考例４とほぼ同様にして、周波
数約１５０ヘルツの正弦波とその正弦波に周波数約２ヘ
ルツ、１０ヘルツ、４ヘルツ、８ヘルツ、６ヘルツ、８
ヘルツ、４ヘルツ又は１０ヘルツの正弦波が重畳してな
る５種類の変調波をこの順番で周波数が変わる度に１０
秒間の休止期間を置いてそれぞれ１分間発生させ、上記
と同様にして前記磁気テープにおける残りの部分に記録
した。なお、何れの変調波においても、その変調度は、
参考例３や参考例４と同様、約８０％に設定し、また、
変調波の休止期間中は他トラックにおける無変調の正弦
波の記録も停止させた。

【００３７】斯くして得られた磁気テープを磁気再生装
置に装填し、その磁気再生装置の出力端をミキサーを介
して通常一般の簡易型光学記録装置の入力端に接続し
た。光学記録装置にパイオニア株式会社が製造・販売す
る書込可能な８センチ光ディスク『ＣＤＭ−Ｖ８』を装
填し、この状態で両装置を始動させ、磁気テープの再生
出力を光ディスク上に記録した。なお、光学記録時のサ
ンプリング周波数と量子化ビット数は、それぞれ、４
４．１キロヘルツ、１６ビットとし、光ディスク上に
は、前半及び後半の変調波それぞれにつき、呼出サブコ
ードを設けた。

【００３８】斯くして得られる光学記録体は、周波数約
１５０ヘルツの正弦波を記録したトラックと、その正弦
波に周波数２乃至１０ヘルツの正弦波が重畳してなる変
調波を記録したトラックを有し、再生すると、それら正
弦波若しくは変調波を含む可聴音を与えた。本例の記録
体は通常一般の再生装置で再生でき、しかも、取扱いや
持ち運びも容易なことから、作業者が実際に精神作業を
する場所に再生装置とともに携帯し、作業前若しくは作
業中、必要に応じてこの発明による可聴音を聴くことが
できる。また、本例の記録体には、変調波毎に呼出サブ
コードが設けてあるので、作業者、自身、最も効果があ
ると思う変調波だけを繰返し聴くのが容易である。

【００３９】次に、実験例により、この発明の奏する効
果について具体的に説明する。

【００４０】

【実験例】精神神経疾患のない２０歳台の男女それぞれ
５名を被検者とし、その頭部にステレオヘッドホンとと
もに、脳波計測用生体電極を『国際脳波学会連合標準電
極配置法』にしたがって装着した。脳波計測用生体電極
にはデータ処理装置を備えたＮＥＣ三栄株式会社が製造
・販売する脳波計『１Ａ９７Ａ型』を、また、ステレオ
ヘッドホンには超低周波の周波数範囲を若干拡大した以
外、参考例４と同様に作製した記録体を装填した磁気再
生装置を接続した。次に、先ず、可聴音を聴かせない状
態で、被検者に精神作業としてクレペリン試験（連続一
位加算作業）を１５分間負荷し、その間、被検者の脳波
を検出し、増幅した後、ティアック株式会社が製造・販
売するデータレコーダ『ＸＲ−７１０型』に記録した。
前半の試験が終了した後、被検者を５分間休憩させ、今
度は、可聴音を聴かせながら後半１５分間のクレペリン
試験を負荷するとともに、その間、前記と同様にして被
検者の脳波を検出し、得られたデータを増幅した後、デ
ータレコーダに記録した。なお、可聴音の音圧は、被検
者の鼓膜上で約７０ｄＢになるように設定した。

【００４１】試験終了後、データレコーダに記録したデ
ータをＮＥＣ三栄株式会社が製造・販売するシグナルプ
ロセッサ『７Ｔ１８Ａ型』により９回加算演算処理し、
周波数解析した後、被検者１０名のＦｍθを平均して１
分間当たりのトポグラフとして表示した。それととも
に、前半、後半それぞれ１５分間に亙る精神作業中、被
検者頭部におけるＦ３、Ｆｚ及びＦ４から導出したＦｍ
θにつき、前半１５分間及び後半１５分間についてそれ
ぞれ１分間当たりの平均強度（マイクロボルト）を求
め、得られた平均強度を部位毎に数１に代入してＦｍθ
増加率（％）を計算した。これらトポグラフとＦｍθ増
加率をもって、各可聴音のＦｍθ誘導能を判断する目安
とした。結果を表１及び図５、図６に示す。

【００４２】

【数１】

【００４３】対照として、可聴音を全く聴かせない系
（以下、「対照１」と言う。）と無変調波、すなわち、
周波数約１５０ヘルツの正弦波のみを聴かせる系（以
下、「対照２」と言う。）などを設け、これら対照につ
いても前述と同様に試験した。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１の結果から明らかなように、全ての可
聴音が共通して周波数約１５０ヘルツの正弦波を含んで
いながら、そのＦｍθ増加率には顕著な違いが認められ
た。すなわち、超低周波の周波数が約２０ヘルツ以下の
範囲にあると、Ｆ３、Ｆｚ及びＦ４の全ての部位におい
てＦｍθ増加率が顕著に上昇し、導出部位に依っては対
照１の約１３０％にも達することがあった。図５、図６
のトポグラフも、この発明による可聴音を聴きながら精
神作業すると、Ｆｍθが被検者の前頭正中部を中心に強
く、広範囲に出現するようになったことを裏付けてい
る。表１における対照３、対照４の結果に見られるよう
に、超低周波の周波数が２０ヘルツを上回ると、Ｆｍθ
増加率において対照１や対照２との有意差が認められな
くなり、被検者に依っては軽微な不快感や集中力の低下
を訴えたり、クレペリン試験の進捗に明らかな遅延が認
められた。

【００４６】以上の実験事実から、超低周波の周波数と
しては約２０ヘルツ以下、とりわけ、約２乃至１０ヘル
ツの範囲の適していることが理解される。データは示し
ていないけれども、超低周波の周波数を８ヘルツ付近に
固定する一方、低周波の周波数を５０乃至６，０００ヘ
ルツの範囲で適宜変更しながら前記と同様に試験したと
ころ、低周波の周波数が約１００乃至５００ヘルツのと
きにＦｍθ増加率が有意に上昇し、約１２０乃至２００
ヘルツのときにピークに達した。また、周波数約１５０
ヘルツの正弦波に周波数約８ヘルツの正弦波が重畳して
なる可聴音につき、変調波の変調度を適宜変更しながら
前記と同様に試験したところ、変調度が約３０乃至１０
０％のときに、Ｆｍθ増加率がピークに達した。正弦波
以外に、鋸状波、方形波、三角波、矩形波などのパルス
波についても試験したところ、持続時間が比較的長いパ
ルスは、正弦波に比べるとやや劣るものの、ほぼ同等の
結果が得られた。

【００４７】別途、前記の被検者１０名を対象に、この
発明による可聴音がα波の出現に及ぼす影響について試
験した。すなわち、被検者の頭部に脳波測定用生体電極
とステレオヘッドホンを装着させ、できるだけリラック
スして閉眼座位した状態で６０分間に亙って周波数約１
５０ヘルツの正弦波に周波数約８ヘルツの正弦波が重畳
してなる変調波を含む可聴音を聴かせた。そして、その
間、常法により脳波を測定し、増幅した後、データレコ
ーダに記録した。試験終了後、記録したデータを周波数
解析し、周期８乃至１０ヘルツのα波につき、測定開始
直後から２０分間に亙り、５分間隔で１分間当たりのト
ポグラフとして表示した。３日後、同じ被検者を対象
に、可聴音を聴かせなかった点を除き、全く同じ実験を
行った。その結果、この発明による可聴音を聴かせると
被検者のα波に顕著な変化が現われ、可聴音を聴かせな
いときのα波が図７に見られるとおりであったところ、
この発明による可聴音を聴かせると、図８に見られるよ
うに、可聴音を聴かせ始めてから１５分間の時点で被検
者の頭頂部を中心にα波が強く、極めて広範囲に出現し
ているのが認められた。それと同時に、β波の出現も顕
著に抑制されていた。この傾向は、超低周波の周波数を
約２乃至１０ヘルツの範囲で変えても概ね変わらなかっ
た。

【００４８】これらのことは、この発明による可聴音が
Ｆｍθの出現を促すのみならず、α波の出現を促すと同
時に、β波の出現を抑制する作用のあることを示唆して
いる。前述のとおり、α波とβ波は、それぞれ心身の弛
緩又は緊張に対応する脳波であることから、この発明に
よる可聴音は、開眼して使用するとＦｍθを誘導して注
意・集中力を高め、閉眼して使用すると心身を弛緩・安
静化させるということになる。

【００４９】前述のとおり、Ｆｍθは注意・集中力のよ
い指標であることから、本実験例の結果は、この発明に
よる可聴音が、精神作業一般に使用して、使用者の注意
・集中力を高め、精神作業の効率・精度を高水準に保つ
ことを示唆していると言える。そして、このことは、ク
レペリン試験の進捗率（％）からも窺われ、表１に示す
ように、この発明による可聴音を聴かせた場合には、作
業の進捗率が有意に高まっていた。

【００５０】

【発明の効果】この発明の可聴音は、ヒトに聴かせる
と、その脳波におけるＦｍθの出現を促す。とりわけ、
超低周波の周波数が約２乃至１０ヘルツの範囲にあると
きには、Ｆｍθだけではなく、α波の出現をも促す。し
たがって、この発明の可聴音は、ヒトに聴かせることに
より、Ｆｍθやα波が係わる心身の望ましい状態、すな
わち、注意力や集中力の向上、さらには、心身の弛緩・
安静化を促す。

【００５１】このようなことから、この発明の可聴音
は、注意力や集中力の向上に止どまらず、心身の弛緩・
安静化が学習力、創作力の向上、さらには、例えば、ノ
イローゼ、精神衰弱症、心身症、躁欝症、慢性アルコー
ル依存症などの精神疾患や、例えば、テレビ受像機、ビ
デオディスプレー、ＯＡ機器、自動車点火プラグなどか
ら輻射される電磁波による、いわゆる、テクノストレス
を含むストレス症一般による思考力、集中力、労働意欲
の低下、不眠、倦怠感、脅迫観念、恐怖症、不充実感な
どの軽減や緩解に効果を発揮する。したがって、この発
明による可聴音は、一般家庭、職場、競技場、学校、学
習塾、教習所、訓練所、研究所、アトリエなどにおいて
は精神作業の効率・精度、学習力、学術研究力、創作
力、あるいは、競技中の集中力を高める手段として、ま
た、職場、診療所、病院、療養所などにおいてはストレ
スを始めとする各種精神疾患を予防・治療するための手
段として有用である。対象者に依っては、この発明によ
る可聴音を長期間聴き続けると、その後はごく短時間聴
くか、全く聴かなくてもＦｍθの出現が促進させること
がある。斯かる対象者にとって、この発明による可聴音
は、いわゆる「メンタルトレーニング」の手段として有
用である。そして、斯くも有用なる当該可聴音は、この
発明による発生方法により、比較的容易に人為的に得る
ことができる

【００５２】このように、この発明は斯界に貢献するこ
と誠に多大な、意義のある発明であると言える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の可聴音を発生するＦｍθ誘導装置に
おける電気的構成部分のブロックダイアグラムである。

【図２】参考例１のＦｍθ誘導装置及び参考例４のＦｍ
θ誘導用記録体が与える可聴音の波形図である。

【図３】この発明の可聴音を発生する別のＦｍθ誘導装
置における電気的構成部分のブロックダイアグラムであ
る。

【図４】磁気記録体にこの発明による変調波等を記録す
るための電気系統を示すブロックダイアグラムである。

【図５】可聴音を聴かせることなく被検者に精神作業を
負荷したときのＦｍθを示すトポグラフである。

【図６】この発明による可聴音を聴かせながら被検者に
精神作業を負荷したときのＦｍθを示すトポグラフであ
る。

【図７】可聴音を聴かせることなく被検者を閉眼座位さ
せたときのα波を示すトポグラフである。

【図８】この発明による可聴音を聴かせながら被検者を
閉眼座位させたときのα波を示すトポグラフである。

【符号の説明】 Ｏ１、Ｏ２ 発振回路 Ａ１、Ａ２ 増幅回路 Ｍ 変調回路 Ｖ１〜Ｖ４ 可変抵抗 Ｓ 切換スイッチ Ｃ コネクタ Ｐ ヘッドホン ＦＳＭ 周波数変調回路 ＲＦＰ 高周波電力増幅回路 ＦＳＲ 受信回路 ＡＮＴ１、ＡＮＴ２ 空中線 １ マイクロプロセッサ ２ 頻度系列記憶回路 ３ 持続系列記憶回路 ４ クロック発振器 ５ インターフェース ６ 変調波発生回路 ７ 磁気記録装置 ８ 磁気テープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−268567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−159970（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−211463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−87165（ＪＰ，Ａ) 米国特許4227516（ＵＳ，Ａ) 「生体信号」鈴木良次外３名編，コロ ナ社，1989年５月20日発行，６ページ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数約１２０乃至２００ヘルツの可聴
   域の低周波を周波数約２０ヘルツ以下の超低周波で変調
   度約３０乃至１００％の範囲で振幅変調して、上記低周
   波に上記超低周波を重畳してなる変調電気信号を得、得
   られた変調電気信号を電気音響変換してＦｍθを誘導す
   る可聴音を発生し、上記可聴音の周波数、出現頻度、持
   続時間及び強度のうち、いずれか１つ若しくは複数を、
   ヒトの生体現象における長期的変動からサンプリングし
   た系列に基づく１／ｆゆらぎ規則にしたがって変動させ
   ることを特徴とするＦｍθを誘導する可聴音の発生方
   法。
2. 【請求項２】 超低周波の周波数が約２乃至１０ヘルツ
   である請求項１に記載のＦｍθを誘導する可聴音の発生
   方法。
3. 【請求項３】 低周波及び超低周波が正弦波波形を有す
   る請求項１又は２に記載のＦｍθを誘導する可聴音の発
   生方法。