JP3933565B2 - 音発生装置及び音発生空間装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間の脳血流を増大させるための音発生装置及び音発生空間装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２０ｋＨｚを超える音声周波数は人間の可聴範囲を超えるため人間の感覚特性には影響しないと考えられている。従って、コンパクトディスク（ＣＤ）やミニディスク（ＭＤ）のサンプリング周波数は４４．１ｋＨｚに設定され、最高約２２ｋＨｚまでの音声信号を録音再生することができるようにこれらの機器が製造されている。また、デジタルオーディオテープレコーダ（ＤＡＴ）やデジタルコンパクトカセットレコーダ（ＤＣＣ）のサンプリング周波数は４８ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ及び３２ｋＨｚのいずれかの周波数に設定することができ、最高約２４ｋＨｚまでの音声信号を録音再生することができるようにこれらの機器が製造されている。そして、一般に、人間は、これらの機器を用いて好みの音楽を聞くことにより、自分自身をリラックスさせている。
【０００３】
一方、人間の脳から発生するα波の強度は、一般に、ストレスがないことの指標として用いられており、１０Ｈｚ前後の超低周波信号を発生させてそれを聞いたときに、脳波のα波を発生することを利用して、当該超低周波信号を発生する装置が開発されて販売されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２１０２７４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来例においては、音楽の内容や超低周波信号の周波数に依存してストレスを解消させる度合いは変化し、かつその度合いは比較的小さいという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、人間の脳血流を増大させて心身の状態を改善向上させ人間の緊張をといて人間をリラックスさせるための音発生装置及び音発生空間装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る音発生装置は、予め決められた可聴周波数を超える範囲から予め決められた最大周波数までの第１の周波数範囲を有し、１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で変化する非定常状態にある音信号を発生させるための発生手段と、
上記発生手段からの音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以上の音信号を通過させる高域通過フィルタと、
上記発生手段と上記高域通過フィルタとの間に設けられた第１のスイッチ手段と、
上記発生手段からの音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以下の音信号を通過させる低域通過フィルタと、
上記発生手段と上記低域通過フィルタとの間に設けられた第２のスイッチ手段と、
上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間に印加する第１の印加手段と、
上記低域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して上記人間に印加する第２の印加手段とを備え、
上記第１と第２の印加手段により上記音を上記人間に印加することにより、上記人間の脳血流を増大させ、かつ上記発生された音の非定常状態特性を用いることによりハイパーソニック効果を発生させて上記人間の脳のα波ＥＥＧ電位を増大させて人間のストレスを低減させることを特徴とする。
【０００８】
上記音発生装置において、上記第１のスイッチ手段をオフし、かつ上記第２のスイッチ手段をオンすることを特徴とする。とって代わって、上記音発生装置において、上記第１と第２のスイッチ手段をともにオンすることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る音発生装置は、予め決められた可聴周波数を超える範囲から予め決められた最大周波数までの第１の周波数範囲を有し、１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で変化する非定常状態にある音信号を発生させるための発生手段と、
上記発生手段からの音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以上の音信号を通過させる高域通過フィルタと、
上記発生手段からの音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以下の音信号を通過させる低域通過フィルタと、
上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間に印加する第１の印加手段と、
上記低域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して上記人間の聴覚にに印加する第２の印加手段とを備え、
上記第１と第２の印加手段により上記音をそれぞれ上記人間及び上記人間の聴覚に同時に印加することにより、上記人間の脳血流を増大させ、かつ上記発生された音の非定常状態特性を用いることによりハイパーソニック効果を発生させて上記人間の脳のα波ＥＥＧ電位を増大させて人間のストレスを低減させることを特徴とする。
【００１０】
上記音発生装置において、上記第１の印加手段は、上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間の聴覚に印加することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明に係る音発生方法は、予め決められた可聴周波数を超える範囲から予め決められた最大周波数までの第１の周波数範囲を有し、１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で変化する非定常状態にある音信号を発生させるステップと、
第１のスイッチ手段を介して接続された高域通過フィルタを用いて、上記発生された音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以上の音信号を通過させるステップと、
第２のスイッチ手段を介して接続された低域通過フィルタを用いて、上記発生された音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以下の音信号を通過させるステップと、
上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間に印加するステップと、
上記低域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して上記人間に印加するステップとを含み、
上記２つの印加するステップにより上記音を上記人間に印加することにより、上記人間の脳血流を増大させ、かつ上記発生された音の非定常状態特性を用いることによりハイパーソニック効果を発生させて上記人間の脳のα波ＥＥＧ電位を増大させて人間のストレスを低減させることを特徴とする。
【００１２】
上記音発生方法において、上記第１のスイッチ手段をオフし、かつ上記第２のスイッチ手段をオンするステップをさらに含むことを特徴とする。とって代わって、上記音発生方法において、上記第１と第２のスイッチ手段をともにオンするステップをさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
またさらに、本発明に係る音発生方法は、予め決められた可聴周波数を超える範囲から予め決められた最大周波数までの第１の周波数範囲を有し、１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で変化する非定常状態にある音信号を発生させるステップと、
高域通過フィルタを用いて、上記発生された音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以上の音信号を通過させるステップと、
低域通過フィルタを用いて、上記発生された音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以下の音信号を通過させるステップと、
上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間に印加するステップと、
上記低域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して上記人間の聴覚にに印加するステップとを含み、
上記２つの印加するステップにより上記音をそれぞれ上記人間及び上記人間の聴覚に同時に印加することにより、上記人間の脳血流を増大させ、かつ上記発生された音の非定常状態特性を用いることによりハイパーソニック効果を発生させて上記人間の脳のα波ＥＥＧ電位を増大させて人間のストレスを低減させることを特徴とする。
【００１４】
上記音発生方法において、上記人間に印加するステップは、上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間の聴覚に印加することを特徴とする。
【００１５】
またさらに、本発明に係る音は、上記いずれか１つの音発生方法により発生されたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係る第１の実施形態である信号音発生装置のブロック図、及び当該信号音発生装置によって信号を発生させるための信号音発生空間である部屋２０を示す斜視図である。この実施形態の信号音発生装置は、可聴周波数範囲を超える最大周波数までの第１の周波数範囲の周波数を有しかつ１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で非定常である信号を発生し、上記信号を人間に対して印加することにより人間の脳血流を増大させることを特徴とする。ここで、第１の周波数範囲は、約２０Ｈｚから１５０ｋＨｚまでの周波数範囲である。なお、第１の実施形態において、図１に示すように、音記録・再生装置系はまったく同一のものが２系統用意され、いわゆるステレオフォニックの状態で駆動される。
【００１８】
図１に示すように、インドネシアのバリ島における青銅製の打楽器であるガムラン１を演奏することにより得られる楽器音をマイクロホン２により集音する。マイクロホン２は入力された楽器音をアナログ電気信号に変換し、変換後のアナログ電気信号を前置増幅器３を介してＡ／Ｄ変換器４に出力する。Ａ／Ｄ変換器４は、入力されたアナログ電気信号を、例えば１９２０ｋＨｚのサンプリング周波数でデジタル信号にＡ／Ｄ変換して磁気記録部１１に出力する。
【００１９】
磁気記録再生装置１０は、磁気記録部１１と、磁気記録ヘッド１２と、磁気再生ヘッド１４と、磁気再生部１５とを備え、磁気テープ１３に対してデジタル信号を記録し、又は磁気テープ１３に記録されたデジタル信号を再生して出力するいわゆるデジタル信号レコーダである。ここで、磁気記録再生装置１０は、山崎芳男博士により考案された従来技術のＤＡＴであって、２００ｋＨｚまでにわたる周波数範囲で均一な周波数特性を有する。磁気記録部１１は、Ａ／Ｄ変換器４から入力されたデジタル信号に従って搬送波信号を所定のデジタル変調方式で変調し、変調後の信号を磁気記録ヘッド１２を用いて、矢印で示される所定の方向１６に走行されている磁気テープ１３に記録する一方、磁気再生部１５は、磁気テープ１３に記録された変調信号を磁気再生ヘッド１４を用いて再生し、再生された変調信号を上記デジタル変調方式と逆のデジタル復調方式で復調してデジタル信号を取り出す。
【００２０】
当該復調後のデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器５によって元のアナログ信号にＤ／Ａ変換された後、再生増幅器６を介して出力され、再生増幅器６からの出力アナログ信号は、スイッチＳＷ１、２２ｋＨｚのカットオフ周波数を有する高域通過フィルタ７ａ及び電力増幅器８ａを介して２０ｋＨｚから１５０ｋＨｚまでの周波数範囲の信号を発生できる右側スピーカ９ａａ及び左側スピーカ９ａｂに入力されるとともに、スイッチＳＷ２、２２ｋＨｚのカットオフ周波数を有する低域通過フィルタ７ｂ及び電力増幅器８ｂを介して３０ｋＨｚ以下の信号を発生できる右側スピーカ９ｂａ及び左側スピーカ９ｂｂに入力される。従って、２つのフィルタ７ａ，７ｂのクロスオーバー周波数は２２ｋＨｚである。
【００２１】
上記スピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂは、音響的に密閉された遮音室である部屋２０内に載置され、スピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂはそれぞれ、入力される信号を音に変換して被測定対象の人間３０に対して印加する。
【００２２】
人間３０の例えば１２個の頭皮の位置にそれぞれ検出電極を設け、当該各検出電極に接続された脳波検出送信装置３２は、各検出電極で検出された脳波を無線信号に変換してアンテナ３３からアンテナ３４に向けて送信する。上記脳波の無線信号はアンテナ３４により受信された後、脳波データ受信記録装置３１に出力される。脳波データ受信記録装置３１において、受信された脳波の無線信号は脳波信号に変換した後、磁気記録装置に記録され、さらには、上記脳波信号は解析用コンピュータにより解析される一方、ＣＲＴディスプレイやペンレコーダなどの出力機器を用いて脳波の変化を記録して出力する。一方、人間３０の頭部は断層撮影装置用検出装置４２の２つの検出部間によって挟設されて載置され、断層撮影装置用検出装置４２からの検出信号は断層撮影装置４１に送信された後、断層撮影装置４１は入力される検出信号に基づいて所定の断層撮影の解析処理を実行して解析結果の断層撮影図を内蔵のＣＲＴディスプレイ上に表示する。
【００２３】
以上のように構成された第１の実施形態の信号音発生装置の各部信号の周波数特性を図２６に示し、ここで、図２６（ａ）はＤ／Ａ変換器５から出力される周波数成分の周波数特性を示すグラフであり、図２６（ｂ）はスピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂから出力される各周波数成分の周波数特性を示すグラフであり、図２６（ｃ）は部屋２０における背景雑音の周波数特性を示すグラフである。
以上のように構成された第１の実施形態の信号音発生装置及び部屋２０においては、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオンとしたとき、ガムラン１を用いて演奏された楽器音が磁気記録再生装置１０内の磁気テープ１３に記録された後、それを再生したとき、ガムラン１の楽器音と実質的に同一である再生信号をスピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂを用いて人間３０に対して印加することができる。ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン・オフすることにより種々の周波数成分の楽器音の信号をスピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂにより発生させることができる。すなわち、スイッチＳＷ１のみをオンしたとき、２２ｋＨｚ以上の高周波成分のみの信号が人間３０に対して印加される一方、スイッチＳＷ２のみをオンしたとき、２２ｋＨｚ以下の低周波成分のみの信号が人間３０に対して印加される。なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオフとしたときは、部屋２０の室内の機器類が発生する空気振動及び電力増幅器８ａ，８ｂの無視可能に小さい熱雑音成分に基づくベースラインの暗騒音成分（以下、暗騒音成分という。）が人間３０に対して印加される。以下、本実施形態の信号音発生装置及び部屋２０を用いて得られた実験結果について詳述する。
【００２４】
図３は、本実施形態で用いるガムラン、チェンバロ、及びピアノによって発生された信号の周波数特性を示すグラフである。ここで、図３の周波数特性は、各楽器音の３０秒の平均パワースペクトルであり、図３から明らかなように、ガムランの楽器音は１００ｋＨｚ以上の周波数成分を含み、なお、ガムランの楽器音は図３に図示していないが、瞬間的には約１５０ｋＨｚまでの周波数成分を含んでいる。また、チェンバロの楽器音は低周波成分から約５０ｋＨｚまでの周波数成分を含み、ピアノの楽器音は約１０ｋＨｚまでの周波成分を含んでいる。
【００２５】
図４は、茨城県つくば市の山林、ジャワ島の熱帯雨林、及び東京都の道路沿いにおける環境音の周波数特性を示すグラフである。図４から明らかなように、東京都の道路沿いでは、約８ｋＨｚまでの周波数成分しか有しないが、茨城県つくば市の山林やジャワ島の熱帯雨林では、約５０ｋＨｚまでにわたって高周波成分及び低周波成分を有している。
【００２６】
次いで、発明者は、公知の最大エントロピー法（Maximum Entropy Method；ＭＥＭ）を用いて、磁気記録再生装置１０を用いて記録されたガムランとピアノの楽器音についてデジタル信号処理を行って分析した。この分析処理では、２００ｋＨｚのサンプリング周波数で楽器音の音響信号データをサンプリングし、次いで、２０マイクロ秒毎に２０００個のデータを得て、１００ｋＨｚの最大周波数のＭＥＭスペクトルを計算し、図５乃至図８のＭＥＭスペクトルを時系列データとして得た。
【００２７】
本実施形態のガムランと比較例のピアノの両方で演奏された楽曲“ガンバン・クタ”の同一部分のＭＥＭスペクトルの時系列アレイが図５乃至図８に示されている。ガムランの楽器音は、図５に示すように、各周波数スペクトルの間で違いがあるとともに、５０ｋＨｚを超える周波数においてダイナミックでかつ複雑な非定常な構造を含んでいることを注意すべきである。一方、図６に示すように、１０ｋＨｚを超える周波数スペクトルはピアノで演奏された同一の曲ではほとんど観察されなかった。これらの結果はＦＦＴ解析を使用した結果と一致していた。
【００２８】
奏者が鍵盤を押したり、叩いたりしたとき、図５乃至図８において“アタック”として示し、ＭＥＭスペクトルのパターンはガムランとピアノの両方の音楽において変化していた。このことは、ピッチの変化を反映していると考えられる。ガムラン音楽においては、周波数スペクトルの変化は暫時継続し、また、ミクロな時間領域におけるピッチの変化によって生じないゆらぎ構造が観察された。ピアノの音楽においては、スペクトルにおける変化は、アタック後にすぐに安定化した。また、図７に示すように、ガムランの音のトーンは１０ｋＨｚ未満のより低い周波数範囲において定常性が観察されたが、１０ｋＨｚ以上のより高い周波数範囲においてはミクロな時間領域において明らかな非定常的な構造が存在していた。さらに、図８に示すように、ピアノの音楽では、トーンについてそのような傾向は無かった。
【００２９】
以上説明したように、ガムランの音楽においては、５０ｋＨｚを超える高周波の範囲におけるゆらぎ構造が観察され、それは、キーの変化によって生じないものであった。西洋クラッシック音楽の典型的な楽器の一つであるピアノの音楽においては、そのようなゆらぎ構造は発見されなかった。さらに、ガムラン楽器のほとんどは対になって構成されており、ガムラン楽器の伝統的な調律方法において、一対の各々のメンバーが僅かに異なるピッチに調律する。この“離調”技術は、そのような非定常的構造の原因の１つであると考えられる。従って、ガムランの楽器音においては、例えば約２０Ｈｚから約２０ｋＨｚまでの可聴周波数範囲及びそれを超えて１５０ｋＨｚまでのきわめて高い周波数範囲を含み、しかも、１０ｋＨｚを超える周波数成分には、１秒ないし１／１０秒以内のミクロな時間領域でゆらぎが存在しており、すなわち、当該周波数成分においてミクロな時間領域で変化する非定常な信号音が存在している。
【００３０】
次いで、局所的な大脳血流値（以下、ｒ−ＣＢＦ値という。）の測定及び脳波のα波の測定について述べる。ｒ−ＣＢＦ値の測定においては、日立メディカル製ＰＣＴ３６００Ｗ型陽電子射出断層撮影装置４１を用いて、断層中心間隔７ｍｍで１５断層のデータを、軸交差方向に９ｍｍ及び軸方向に６．５ｍｍのＦＷＨＭ（Full Width at Half Maximum：半値全幅）でかつ１２０秒の走査撮影で得た。ここで、被測定対象の人間３０に対して、演奏開始後１分後に静脈注射器を用いて１５秒間で３０ｍＣｉ／６ｍｌだけ１５Ｏ水を静脈に注射した。断層撮影後の画像は、米国ミネソタ州ロチェスターのメイヨ財団のＡＮＡＬＹＺＥシステムで検証され、統計的分析は、英国のＭＲＣサイクロトン装置の統計パラメータ分布図（Statistical Parameter Map；ＳＰＭ）を用いて、米国マサチューセッツ州ナティックのマスワーク社のＰＲＯＭＡＴＬＡＢシステムを用いて行った。後に示す図１０及び図１１において、各活性領域の最大現象点の位置は、タライラッハ座標を用いて直交３次元における立体定位座標値ｘ，ｙ，ｚにて表示している。
【００３１】
また、脳波の測定においては、日本光電製ＷＥＥ６１１２型テレメータシステムを含む脳波データ受信記録装置３１を用いて耳たぶを基準にして１２個の頭皮の位置に電極を設けて脳波を測定した。各被験者の平均値を測定基礎データ値とし、脳内電気活性度マップ（Brain Electric Activity Map：ＢＥＡＭ）に基づいた頭皮の後部２／３部位からのα波ＥＥＧ（Electroencephalogram：脳波）電位を正規化した出力値を測定値とした。また、以下の図中において、Ｐは、ＡＮＯＶＡ後のフィッシャーのＰＬＳＤのｐｏｓｔ ｈｏｃテスト後の有意しきい値であり、ここで得られたものと同様の結果が、全くの偶然によって生起する確率を意味する。ｒは相関関数であり、血流の増減と、αＥＥＧ電位の増減との間の関係の強さを表している。Ｚスコアは、有意しきい値Ｐを決定する値であり、規準化された全体のデータの分布において得られた観測値の平均値からの隔たりを意味する。
【００３２】
また、正規化されたｒ−ＣＢＦ値及び正規化されたα波ＥＥＧ電位について次の５つの周波数成分に分割して比較測定している。
（ａ）全周波成分：スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオンしたときの周波数成分；
（ｂ）高周波成分：スイッチＳＷ１のみをオンしたときの周波数成分；
（ｃ）低周波成分：スイッチＳＷ２のみをオンしたときの周波数成分；
（ｄ）暗騒音成分のみ：スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオフとしたときの周波数成分：及び
（ｅ）仮想的な全周波成分（図１４及び図１５）：上記低周波成分と、電子的に発生させた定常的な白色雑音を上記高周波成分の時間平均周波数スペクトルに近似させてろ波して波形成形することにより得られ、１０ｋＨｚを超える周波数範囲においてミクロな時間領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な定常的な高周波成分とを含む周波数成分。
【００３３】
なお、図２７に、図１の信号音発生装置において用いられるガムラン音の高周波成分と、その周波数成分を、電子的に発生させた定常的な白色雑音を上記高周波成分の時間成分の時間平均スペクトルに近似させるようにろ波して波形成形することにより得られ、１０ｋＨｚを超える周波数範囲でミクロな時間領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な定常的な高周波成分との各周波数特性を示す。
さらに、図１６及び図１７で示されるα波ＥＥＧ電位とｒ−ＣＢＦ値との相関分析においては、活性化した対象部位内での正規化されたα波ＥＥＧ電位とｒ−ＣＢＦ値との間の相関関係について調べた。
【００３４】
図９は、第１の実施形態において低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大するタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（４ｍｍ，−２６ｍｍ，−８ｍｍ）すなわち脳幹に相当する部分１００、およびタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（−１６ｍｍ，−１８ｍｍ，０ｍｍ）すなわち左視床部に相当する部分２００を示す投影図であって、図９（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った投影図（サジタル投影図）であり、図９（ｂ）はその冠状縫合に沿った投影図（コロナル投影図）であり、図９（ｃ）はその水平面投影図である。図９から明らかなように、被験者の人間３０に対して低周波成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、脳幹と左視床部において有意に脳血流が増大していることがわかる。
【００３５】
図１０は、第１の実施形態において図９に対応し、低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大する脳幹の位置１００を示す断面図であって、図１０（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、図１０（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、図１０（ｃ）はその横断面図である。図１１は、第１の実施形態において図９に対応し、低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大する、左視床の位置２００を示す断面図であって、図１１（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、図１１（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、図１１（ｃ）はその横断面図である。図１０及び図１１から明らかなように、被験者の人間３０に対して低周波成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、左視床部において有意に脳血流が増大していることがわかる。
【００３６】
図１２は、第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであって、図１２（ａ）は脳幹の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、図１２（ｂ）は左視床部の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。図１２（ａ）から明らかなように、被験者の人間３０に対して、低周波成分のみ、高周波成分のみ、又は暗騒音成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、脳幹の位置におけるｒ−ＣＢＦ値が増大しており、脳幹の位置において脳血流が増大していることがわかる。また、図１２（ｂ）から明らかなように、被験者の人間３０に対して、低周波成分のみ、高周波成分のみ、又は暗騒音成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、左視床部の位置におけるｒ−ＣＢＦ値が増大しており、左視床部の位置において脳血流が増大していることがわかる。
【００３７】
図１３は、第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。図１３から明らかなように、被験者の人間３０に対して、低周波成分のみ、高周波成分のみ、又は暗騒音成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、α波ＥＥＧ電位が増大していることがわかる。
【００３８】
図１４は、第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであって、図１４（ａ）は脳幹の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、図１４（ｂ）は左視床の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。図１４から明らかなように、１０ｋＨｚを超える周波数範囲においてミクロな時間領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な全周波成分、又は暗騒音成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が（ａ）脳幹及び（ｂ）左視床の位置におけるｒ−ＣＢＦ値が増大しており、（ａ）脳幹及び（ｂ）左視床において脳血流が増大していることがわかる。それに対して、１０ｋＨｚを超える周波数範囲においてミクロな時間領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な全周波成分を印加した場合には、全周波成分を印加した場合及びベースラインである暗騒音成分を印加した場合よりも（ａ）脳幹及び（ｂ）左視床においてｒ−ＣＢＦ値が減少しており、（ａ）脳幹及び（ｂ）左視床において脳血流が減少していることがわかる。
【００３９】
図１５は、第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。図１５から明らかなように、被験者の人間３０に対して、１０ｋＨｚを超える周波数範囲においてミクロな周波数領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な全周波成分、又は暗騒音成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、α波ＥＥＧ電位が増大していることがわかる。それに対して、上記仮想的な全周波成分を印加しても、α波ＥＥＧ電位は、ベースラインである暗騒音成分を印加した場合に比較して増大しない。
【００４０】
図１６は、第１の実施形態においてα波ＥＥＧ電位とｒ−ＣＢＦ値とが有意に相関する部位と、脳血流が有意に増大する部位とを示す、タライラッハ座標の各ｚに対する横断面図である。ここで、図１６（ａ）はｚ＝−４ｍｍのときの横断面図であり、図１６（ｂ）はｚ＝０ｍｍのときの横断面図であり、図１６（ｃ）はｚ＝４ｍｍのときの横断面図である。図１６から明らかなように、α波ＥＥＧ電位とｒ−ＣＢＦ値とが有意に相関する部位３００と、脳血流のみが有意に増大する部位１０１とがともに左視床部においてほぼ重なって位置しており、左視床部の位置において脳血流が増大すれば、α波ＥＥＧ電位が増大することが裏付けられる。
【００４１】
図１７は、第１の実施形態において左視床部の位置における正規化されたα波ＥＥＧ電位に対するｒ−ＣＢＦ値の相関関係を示すグラフである。図１７から明らかなように、α波ＥＥＧ電位が増大するにつれて、ｒ−ＣＢＦ値が増大しており、正の相関があり、その有意しきい値はきわめてちかいことがわかる。すなわち、左視床部の位置において脳血流が増大すれば、α波ＥＥＧ電位が増大することがわかる。
【００４２】
脳視床部は脳深部にある神経核の集合体で、視聴覚を含む全身からの感覚入力信号を処理して大脳皮質へ中継する拠点として重要な役割を果たしている。また、視床は大脳皮質や大脳辺縁系などからの信号を受信して統合し、視床下部などを介して内分泌系や自律神経系などの全身の制御系を統括する基幹的な拠点としても重要な役割を果たしており、人間の緊張をとくリラクゼイションとストレスとの制御に密接にかかわっている。リラックス状態の指標として広く知られている脳波α波のペースメーカーの候補のひとつとしても、視床は注目されている。さらに、視床は大脳辺縁系の一部をなしており、その局所的な脳血流値は感情の変動に関係して増加すると報告されている。最近の研究では、多くの精神分裂病患者で局所的な異常が視床の外側部に共通して見られることが報告されており、視床の働きがそこなわれることにともなってさまざまな精神分裂病症状が発生すると説明されている。このように、視床の血流をさかんにして、その活性を高めることは、人間の緊張をとき人間をリラックスさせてストレスを解消させ、心身の状態を向上させ、またはそれらを良好に維持するうえできわめて有効である。
【００４３】
また、脳幹には、呼吸、血圧、血糖調節など、生命の維持に直接かかわる最も重要な生命機能の中枢が集中的に分布している。脳死の判定においても、脳幹の活動状況の評価が決定的な鍵を握っている。また、全身臓器の活動を制御する自律神経系の中枢、摂食、性行動など生物にとって基本的な行動の中枢、睡眠、覚醒などの概日周期の中枢なども脳幹に存在している。脳全体の活動水準も、脳幹の網様体賦活系が調節的な役割をになっていると考えられている。さらに、快感や覚醒の神経回路があつまっている内側前脳束（medial forebrain bundle（ＭＦＢ））をはじめ、脳全体に分布するモノアミン系の重要な神経路が脳幹の神経核から派生しており、情動のはたらきに重要な役割をはたすと考えられている。このように、脳幹の血流をさかんにし、その活性を高めることは人間のこころの快適性とからだの健康を向上させ、またはそれらを良好に維持するうえできわめて有効である。
【００４４】
ガムランの楽器音を聞くことによって、自然の快適環境を擬似的に設定することができ、図４に示すように、現在の都市の音環境では著しく欠乏している可聴周波数領域を超える高周波成分を印加することにより、左視床及び／又は脳幹の血流を増大させ、人間の脳をストレスのないα波支配型の状態に導き、音知覚を快適化する効果（ハイパーソニック効果）を得ることができる。従って、人間３０の緊張をとき人間をリラックスさせることができ、ストレスを解消させることができ、こころの快適性を高めることができ、からだの健康を良好に維持することができる。
【００４５】
以上説明したように、ガムランの楽器音のように、２０ｋＨｚまでの可聴周波数範囲及びそれを超えて１５０ｋＨｚまでのきわめて高い周波数範囲を含み、しかも、１０ｋＨｚを超える周波数成分において、１秒ないし１／１０秒以内のミクロな時間領域でゆらぎが存在しており、すなわち、当該周波数成分においてミクロな時間領域で変化する非定常な信号音が存在している音を人間３０に対して印加することにより、α波ＥＥＧ電位を増大させることができ、人間３０の緊張をといて人間３０をリラックスさせてストレスを解消させることができ、人間３０のこころの快適性を高めることができ、からだの健康を良好に維持することができる。
【００４６】
＜第２の実施形態＞
図２は、本発明に係る第２の実施形態である信号音発生装置の部分ブロック図、及び当該信号音発生装置によって信号を発生させるための部屋２０ａを示す斜視図であり、図２においては、第１の実施形態との異なる部屋２０ａ内の構成のみを示す。従って、電力増幅器８ａ，８ｂよりも前の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４７】
第２の実施形態では、部屋２０ａ内で、右側スピーカ９ａａ及び左側スピーカ９ａｂが設けられるとともに、人間３０の聴覚のみに対して楽器音を印加するための右側イヤホン９ｃａ及び左側イヤホン９ｃｂがそれぞれ人間３０の右耳及び左耳に挿入装着される。ここで、右側イヤホン９ｃａは、電力増幅器８ａの右側出力端子に接続され２２ｋＨｚ以上の高周波信号音を発生する高周波信号音発生部９ｃａａと、電力増幅器８ｂの右側出力端子に接続され２２ｋＨｚ以下の低周波信号音を発生する低周波信号音発生部９ｃｂａとを備える。一方、左側イヤホン９ｃｂは、電力増幅器８ａの左側出力端子に接続され２２ｋＨｚ以上の高周波信号音を発生する高周波信号音発生部９ｃａｂと、電力増幅器８ｂの左側出力端子に接続され２２ｋＨｚ以下の低周波信号音を発生する低周波信号音発生部９ｃｂｂとを備える。以上のシステムは、第１の実施形態と同様に同一の仕様のものが２系統準備され、いわゆるステレオフォニックの状態で使用されている。電力増幅器８ａの高周波成分の出力信号は、スイッチＳＷ３を介してスピーカ９ａａ，９ａｂに出力されるとともに、スイッチＳＷ３を介してイヤホン９ｃａ，９ｃｂの高周波信号音発生部９ｃａａ，９ｃａｂに出力される。一方、電力増幅器８ｂの低周波成分の出力信号は、イヤホン９ｃａ，９ｃｂの低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂに出力される。従って、当該第２の実施形態においては、２２ｋＨｚ以上の高周波成分及び／又は２２ｋＨｚ以下の低周波成分を人間３０の両耳の聴覚のみに印加する一方、２２ｋＨｚ以上の高周波成分を人間３０の全体に印加することができる。
【００４８】
第２の実施形態のｒ−ＣＢＦ値の測定においては、ＧＥ横河メディカル社製アドバンス（Ａｄｖａｎｃｅ）型陽電子射出断層撮影装置４１を用いて、断層中心間隔４．２５ｍｍで３５断層のデータを、軸交差方向及び軸方向に４．２ｍｍのＦＷＨＭ（Full Width Half Maximum：半値全幅）でかつ９０秒の走査撮影で得た。ここで、被測定対象の人間３０に対して、演奏開始と同時に自動静脈注射器を用いて４０秒間で１０ｍＣｉ／１０ｍｌだけ１５Ｏ水を静脈に注射した。断層撮影後の画像は、米国ミネソタ州ロチェスターのメイヨ財団のＡＮＡＬＹＺＥシステムで検証され、統計的分析は、英国のＭＲＣサイクロトン装置の統計パラメータ分布図（Statistical Parameter Map；ＳＰＭ）を用いて、米国マサチューセッツ州ナティックのマスワーク社のＰＲＯＭＡＴＬＡＢシステムを用いて行った。
【００４９】
図１８は、第２の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。第２の実施形態においては、被験者の人間３０に対して、以下のように信号音を印加する。
（ａ）イヤホン９ｃａ，９ｃｂの低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂを介して低周波成分のみを印加する（イヤホン９ｃａ，９ｃｂからの低周波成分のみ）。
（ｂ）スイッチＳＷ３をイヤホン９ｃａ，９ｃｂ側に切り換え、イヤホン９ｃａ，９ｃｂの高周波信号音発生部９ｃａａ，９ｃａｂを介して高周波成分を印加するとともに、イヤホン９ｃａ，９ｃｂの低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂを介して低周波成分を印加する（イヤホン９ｃａ，９ｃｂからの高周波成分＋イヤホン９ｃａ，９ｃｂからの低周波成分）。
（ｃ）スイッチＳＷ３をイヤホン９ｃａ，９ｃｂ側に切り換え、電子的暗騒音成分のみをイヤホン９ｃａ，９ｃｂの高周波信号音発生部９ｃａａ，９ｃａｂ及び低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂを介して印加する（電子的暗騒音のみ）。
（ｄ）スイッチＳＷ３をスピーカ９ａａ，９ａｂ側に切り換え、スピーカ９ａａ，９ａｂを介して高周波成分を印加するとともに、イヤホン９ｃａ，９ｃｂの低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂを介して低周波成分を印加する（スピーカ９ａａ，９ａｂからの高周波成分＋イヤホン９ｃａ，９ｃｂからの低周波成分）。
【００５０】
図１８から明らかなように、上記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の場合に比較して、上記（ｄ）の場合の方が、α波ＥＥＧ電位が増大していることがわかる。
【００５１】
図１９は、第２の実施形態においてイヤホン９ｃａ，９ｃｂから可聴域音のみを印加したときに対して、イヤホン９ｃａ，９ｃｂから可聴域音を印加しかつスピーカ９ａａ，９ａｂから高周波成分を印加した方がｒ−ＣＢＦ値が有意に増大する脳の部分４００，４０１，４０２を示す投影図であって、図１９（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った投影図（サジタル投影図）であり、図１９（ｂ）はその冠状縫合に沿った投影図（コロナル投影図）であり、図１９（ｃ）はその水平面投影図である。図１９から明らかなように、右脳に位置する角回に属する部位４００、後部帯状回に属する部位４０１、及び後部帯状回の境界（プレキュネアス）の位置４０２の３つの部位に脳血流が統計的に有意に増大していることがわかる。
【００５２】
図２０は、第２の実施形態において脳の角回の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、図２１は、第２の実施形態において脳の後部帯状回の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、図２２は、第２の実施形態において脳の後部帯状回の境界（プレキュネアス（precuneus））の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。図２０乃至図２２から明らかなように、脳の角回の部位、後部帯状回内の部位、及び後部帯状回の境界の部位の３つの部位において、暗騒音成分のみを印加した場合、イヤホン９ｃａ，９ｃｂから低周波成分のみを印加した場合、及びイヤホン９ｃａ，９ｃｂから低周波成分と高周波成分を印加した場合に比較して、イヤホン９ｃａ，９ｃｂから低周波成分を印加しかつスピーカ９ａａ，９ａｂから高周波成分を印加したときの方が脳血流が統計的に有意に増大していることがわかる。
【００５３】
図２３は、第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大するタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（２８ｍｍ，−５４ｍｍ，２８ｍｍ）すなわち脳の角回に相当する位置４００を示す断面図であって、図２３（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、図２３（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、図２３（ｃ）はその横断面図である。また、図２４は、第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大するタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１４ｍｍ，−３４ｍｍ，３２ｍｍ）すなわち脳の後部帯状回内の位置４０１を示す断面図であって、図２４（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、図２４（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、図２４（ｃ）はその横断面図である。さらに、図２５は、第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大するタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１０ｍｍ，−３０ｍｍ，４４ｍｍ）すなわち脳の後部帯状回の境界（プレキュネアス）の位置４０２を示す断面図であって、図２５（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、図２５（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、図２５（ｃ）はその横断面図である。
【００５４】
図２０及び図２３に示すように、脳血流の増大が見られた右側の脳の角回に相当する部位は、空間の認知や身体の部位の認知などの関連する部位であるといわれている。また、図２１及び図２４に示すように、脳血流の増大が見られた後部帯状回に属する部位は、大脳辺縁系の一部をなし、情動と行動とのインターフェースを担当しているといわれている。さらに、図２２及び図２５に示すように、脳血流の増大が見られた後部帯状回の境界（プレキュネアス）に属する部位は、大脳における連合機能を含む多くの種々の機能を含む部位であるといわれている。
【００５５】
以上説明したように、第２の実施形態においては、イヤホン９ｃａ，９ｃｂの低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂを介して低周波成分を印加するとともに、スピーカ９ａａ，９ａｂを介して高周波成分を印加したとき（イヤホン９ｃａ，９ｃｂからの低周波成分＋スピーカ９ａａ，９ａｂからの高周波成分）の方が、α波ＥＥＧ電位が増大し、かつ脳の角回の部位、後部帯状回内の部位、及び後部帯状回の境界の部位の３つの部位において脳血流が増大していることが明らかである。低周波成分については、聴覚に直接に印加するとともに、高周波成分については、被験者の人間３０に対して聴覚のみならず、身体全体に印加することにより、α波ＥＥＧ電位を増大させることができるとともに、脳血流を増大させることができ、人間３０の緊張をといて人間３０をリラックスさせてストレスを解消させることができる。
【００５６】
＜変形例＞
以上の実施形態においては、楽器音を発生させるために、ガムラン１を用いて発生又はガムラン１の楽器音を録音して再生しているが、本発明はこれに限らず、約２０Ｈｚから２０ｋＨｚまでの可聴周波数範囲及びそれを超えて１５０ｋＨｚまでのきわめて高い周波数範囲を含み、しかも、１０ｋＨｚを超える周波数成分において１秒ないし１／１０秒以内のミクロな時間領域でゆらぎが存在しており、すなわち、当該周波数成分においてミクロな時間領域で変化する非定常な音が存在している信号の信号音を例えばシンセサイザーなどにおいて用いられるアナログ信号合成処理又はデジタル信号合成処理によって発生させてもよい。また、上記楽器音の周波数成分は、約２０Ｈｚから２０ｋＨｚまでの可聴周波数範囲及びそれを超えて１００ｋＨｚまでの周波数を有してもよい。
【００５７】
以上の実施形態においては、ガムランの楽器音を記録した後再生して、当該楽器音を発生する信号音発生装置について述べているが、本発明はこれに限らず、以下のように、種々の物体が振動することによって発生する空気の振動が伝搬する音波、すなわち音を発生する装置であってもよい。
（ａ）ガムランに限らず、打楽器、弦楽器、管楽器、鍵盤楽器などの楽器によって発生される音、
（ｂ）シンセサイザーなど電子的に楽器音を発生する電子楽器装置によって発生される音、
（ｃ）物体を振動させることによって物理的に又は機械的に発生される音、
（ｄ）人や鳥獣などの動物や植物によって発生される音、
（ｅ）例えば、滝や河川など自然の地形などの自然環境によって発生される音、
（ｆ）アナログ信号処理又はデジタル信号処理などの信号処理により電気的に発生される音。
【００５８】
以上の実施形態においては、音を発生する空間として部屋２０，２０ａを例示しているが、本発明はこれに限らず、屋内の空間や、例えば列車、自動車、航空機や船舶などの乗り物、もしくは、例えば、庭園、公園、森林などの屋外の空間など、音を発生する空間であればよい。
以上の実施形態においては、低周波成分を２２ｋＨｚ以下の周波数成分としているが、当該低周波成分は例えば２６ｋＨｚ以下約２０Ｈｚまでの周波数成分、もしくは、２２ｋＨｚ乃至２０ｋＨｚ以下約２０Ｈｚまでの周波数成分であってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、可聴周波数範囲を超える所定の最大周波数までの第１の周波数範囲の周波数を有しかつ１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で変化する非定常である音を発生し、上記音を人間に対して印加することにより人間の脳血流を増大させる。従って、当該音を上述のように人間に対して印加することにより、α波ＥＥＧ電位を増大させ、人間の緊張をといて人間をリラックスさせてストレスを解消させ、こころの快適性を高め、からだの健康を向上させ、あるいはそれを良好に維持することができる。
【００６０】
また、本発明によれば、上記発生する音信号を上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以上の音信号を音に変換して人間に対して印加する一方、上記発生する音信号を上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以下の音信号を音に変換して人間の聴覚に対して印加する。これにより、α波ＥＥＧ電位をさらに増大させ、人間の緊張をといて人間をリラックスさせてストレスを解消させ、こころの快適性を高め、からだの健康を向上させ、あるいはそれを良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る第１の実施形態である信号音発生装置のブロック図、及び当該信号音発生装置によって信号を発生させるための部屋を示す斜視図である。
【図２】 本発明に係る第２の実施形態である信号音発生装置の部分ブロック図、及び当該信号音発生装置によって信号を発生させるための部屋を示す斜視図である。
【図３】 本実施形態で用いるガムラン、チェンバロ及びピアノによって発生された信号の周波数特性を示すグラフである。
【図４】 茨城県つくば市の山林、ジャワ島の熱帯雨林、及び東京都の道路沿いにおける環境音の周波数特性を示すグラフである。
【図５】 本実施形態で用いるガムランの１００ｋＨｚまでのＭＥＭスペクトルを示すグラフである。
【図６】 比較例であるピアノの１００ｋＨｚまでのＭＥＭスペクトルを示すグラフである。
【図７】 本実施形態で用いるガムランの２０ｋＨｚまでのＭＥＭスペクトルを示すグラフである。
【図８】 比較例であるピアノの２０ｋＨｚまでのＭＥＭスペクトルを示すグラフである。
【図９】 第１の実施形態において低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大する脳の部分を示す投影図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った投影図（サジタル投影図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った投影図（コロナル投影図）であり、（ｃ）はその水平面投影図である。
【図１０】 第１の実施形態において図９に対応し、低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大する脳幹の位置を示す断面図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、（ｃ）はその横断面図である。
【図１１】 第１の実施形態において図９に対応し、低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大する、左視床の位置を示す断面図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、（ｃ）はその横断面図である。
【図１２】 第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであって、（ａ）は脳幹の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、（ｂ）は左視床の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。
【図１３】 第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。
【図１４】 第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであって、（ａ）は脳幹の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、（ｂ）は左視床の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。
【図１５】 第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。
【図１６】 第１の実施形態においてα波ＥＥＧ電位とｒ−ＣＢＦ値とが有意に相関する部位と、脳血流が有意に増大する部位とを示す、タライラッハ座標の各ｚに対する横断面図であり、（ａ）はｚ＝−４ｍｍのときの横断面図であり、（ｂ）はｚ＝０ｍｍのときの横断面図であり、（ｃ）はｚ＝４ｍｍのときの横断面図である。
【図１７】 第１の実施形態において左視床の位置における正規化されたα波ＥＥＧ電位に対するｒ−ＣＢＦ値の相関関係を示すグラフである。
【図１８】 第２の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。
【図１９】 第２の実施形態においてイヤホンから可聴域音のみを印加したときに対して、イヤホンから可聴域音を印加しかつスピーカから高周波成分を印加した方がｒ−ＣＢＦ値が有意に増大する脳の部分を示す投影図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った投影図（サジタル投影図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った投影図（コロナル投影図）であり、（ｃ）はその水平面投影図である。
【図２０】 第２の実施形態において脳の角回の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。
【図２１】 第２の実施形態において脳の後部帯状回の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。
【図２２】 第２の実施形態において脳の後部帯状回の境界（プレキュネアス）の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。
【図２３】 第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大する脳の角回の位置を示す断面図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、（ｃ）はその横断面図である。
【図２４】 第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大する脳の後部帯状回の位置を示す断面図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、（ｃ）はその横断面図である。
【図２５】 第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大する脳の後部帯状回の境界（プレキュネアス）の位置を示す断面図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、（ｃ）はその横断面図である。
【図２６】 図１の信号音発生装置の各部信号の周波数特性を示すグラフであって、（ａ）はＤ／Ａ変換器から出力される周波数成分の周波数特性を示すグラフであり、（ｂ）はスピーカから出力される各周波数成分の周波数特性を示すグラフであり、（ｃ）は部屋における背景雑音の周波数特性を示すグラフである。
【図２７】 図１の信号音発生装置において用いられるガムラン音の高周波成分と、その周波数成分を、電子的に発生させた定常的な白色雑音を上記高周波成分の時間成分の時間平均スペクトルに近似させるようにろ波して波形成形することにより得られ、１０ｋＨｚを超える周波数範囲でミクロな時間領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な定常的な高周波成分との各周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ガムラン、
２…マイクロホン、
３…前置増幅器、
４…Ａ／Ｄ変換器、
５…Ｄ／Ａ変換器、
６…再生増幅器、
７ａ…高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、
７ｂ…低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、
８ａ，８ｂ…電力増幅器、
９ａａ，９ｂａ…右側スピーカ、
９ａｂ，９ｂｂ…左側スピーカ、
９ｃａ…右側イヤホン、
９ｃｂ…左側イヤホン、
９ｃａａ…右側イヤホン９ｃａの高周波信号音発生部、
９ｃｂａ…右側イヤホン９ｃａの低周波信号音発生部、
９ｃａｂ…左側イヤホン９ｃｂの高周波信号音発生部、
９ｃｂｂ…左側イヤホン９ｃｂの低周波信号音発生部、
１０…磁気記録再生装置、
１１…磁気記録部、
１２…磁気記録ヘッド、
１３…磁気テープ、
１４…磁気再生ヘッド、
１５…磁気再生部、
２０，２０ａ…部屋、
３０…人間、
３１…脳波データ受信記録装置、
３２…脳波検出送信装置、
３３，３４…アンテナ、
４１…断層撮影装置、
４２…断層撮影用検出装置、
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３…スイッチ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間の脳血流を増大させるための音発生装置及び音発生空間装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２０ｋＨｚを超える音声周波数は人間の可聴範囲を超えるため人間の感覚特性には影響しないと考えられている。従って、コンパクトディスク（ＣＤ）やミニディスク（ＭＤ）のサンプリング周波数は４４．１ｋＨｚに設定され、最高約２２ｋＨｚまでの音声信号を録音再生することができるようにこれらの機器が製造されている。また、デジタルオーディオテープレコーダ（ＤＡＴ）やデジタルコンパクトカセットレコーダ（ＤＣＣ）のサンプリング周波数は４８ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ及び３２ｋＨｚのいずれかの周波数に設定することができ、最高約２４ｋＨｚまでの音声信号を録音再生することができるようにこれらの機器が製造されている。そして、一般に、人間は、これらの機器を用いて好みの音楽を聞くことにより、自分自身をリラックスさせている。
【０００３】
一方、人間の脳から発生するα波の強度は、一般に、ストレスがないことの指標として用いられており、１０Ｈｚ前後の超低周波信号を発生させてそれを聞いたときに、脳波のα波を発生することを利用して、当該超低周波信号を発生する装置が開発されて販売されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２１０２７４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来例においては、音楽の内容や超低周波信号の周波数に依存してストレスを解消させる度合いは変化し、かつその度合いは比較的小さいという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、人間の脳血流を増大させて心身の状態を改善向上させ人間の緊張をといて人間をリラックスさせるための音発生装置及び音発生空間装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る音発生装置は、予め決められた可聴周波数を超える範囲から予め決められた最大周波数までの第１の周波数範囲を有し、１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で変化する非定常状態にある音信号を発生させるための発生手段と、
上記発生手段からの音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以上の音信号を通過させる高域通過フィルタと、
上記発生手段と上記高域通過フィルタとの間に設けられた第１のスイッチ手段と、
上記発生手段からの音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以下の音信号を通過させる低域通過フィルタと、
上記発生手段と上記低域通過フィルタとの間に設けられた第２のスイッチ手段と、
上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間に印加する第１の印加手段と、
上記低域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して上記人間に印加する第２の印加手段とを備え、
上記第１と第２の印加手段により上記音を上記人間に印加することにより、上記人間の脳血流を増大させ、かつ上記発生された音の非定常状態特性を用いることによりハイパーソニック効果を発生させて上記人間の脳のα波ＥＥＧ電位を増大させて人間のストレスを低減させることを特徴とする。
【０００８】
上記音発生装置において、上記第１のスイッチ手段をオフし、かつ上記第２のスイッチ手段をオンすることを特徴とする。とって代わって、上記音発生装置において、上記第１と第２のスイッチ手段をともにオンすることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る音発生装置は、予め決められた可聴周波数を超える範囲から予め決められた最大周波数までの第１の周波数範囲を有し、１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で変化する非定常状態にある音信号を発生させるための発生手段と、
上記発生手段からの音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以上の音信号を通過させる高域通過フィルタと、
上記発生手段からの音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以下の音信号を通過させる低域通過フィルタと、
上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間に印加する第１の印加手段と、
上記低域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して上記人間の聴覚にに印加する第２の印加手段とを備え、
上記第１と第２の印加手段により上記音をそれぞれ上記人間及び上記人間の聴覚に同時に印加することにより、上記人間の脳血流を増大させ、かつ上記発生された音の非定常状態特性を用いることによりハイパーソニック効果を発生させて上記人間の脳のα波ＥＥＧ電位を増大させて人間のストレスを低減させることを特徴とする。
【００１０】
上記音発生装置において、上記第１の印加手段は、上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間の聴覚に印加することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明に係る音発生方法は、予め決められた可聴周波数を超える範囲から予め決められた最大周波数までの第１の周波数範囲を有し、１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で変化する非定常状態にある音信号を発生させるステップと、
第１のスイッチ手段を介して接続された高域通過フィルタを用いて、上記発生された音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以上の音信号を通過させるステップと、
第２のスイッチ手段を介して接続された低域通過フィルタを用いて、上記発生された音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以下の音信号を通過させるステップと、
上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間に印加するステップと、
上記低域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して上記人間に印加するステップとを含み、
上記２つの印加するステップにより上記音を上記人間に印加することにより、上記人間の脳血流を増大させ、かつ上記発生された音の非定常状態特性を用いることによりハイパーソニック効果を発生させて上記人間の脳のα波ＥＥＧ電位を増大させて人間のストレスを低減させることを特徴とする。
【００１２】
上記音発生方法において、上記第１のスイッチ手段をオフし、かつ上記第２のスイッチ手段をオンするステップをさらに含むことを特徴とする。とって代わって、上記音発生方法において、上記第１と第２のスイッチ手段をともにオンするステップをさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
またさらに、本発明に係る音発生方法は、予め決められた可聴周波数を超える範囲から予め決められた最大周波数までの第１の周波数範囲を有し、１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で変化する非定常状態にある音信号を発生させるステップと、
高域通過フィルタを用いて、上記発生された音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以上の音信号を通過させるステップと、
低域通過フィルタを用いて、上記発生された音信号のうち上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以下の音信号を通過させるステップと、
上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間に印加するステップと、
上記低域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して上記人間の聴覚にに印加するステップとを含み、
上記２つの印加するステップにより上記音をそれぞれ上記人間及び上記人間の聴覚に同時に印加することにより、上記人間の脳血流を増大させ、かつ上記発生された音の非定常状態特性を用いることによりハイパーソニック効果を発生させて上記人間の脳のα波ＥＥＧ電位を増大させて人間のストレスを低減させることを特徴とする。
【００１４】
上記音発生方法において、上記人間に印加するステップは、上記高域通過フィルタから出力される音信号を音に変換して人間の聴覚に印加することを特徴とする。
【００１５】
またさらに、本発明に係る音は、上記いずれか１つの音発生方法により発生されたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係る第１の実施形態である信号音発生装置のブロック図、及び当該信号音発生装置によって信号を発生させるための信号音発生空間である部屋２０を示す斜視図である。この実施形態の信号音発生装置は、可聴周波数範囲を超える最大周波数までの第１の周波数範囲の周波数を有しかつ１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で非定常である信号を発生し、上記信号を人間に対して印加することにより人間の脳血流を増大させることを特徴とする。ここで、第１の周波数範囲は、約２０Ｈｚから１５０ｋＨｚまでの周波数範囲である。なお、第１の実施形態において、図１に示すように、音記録・再生装置系はまったく同一のものが２系統用意され、いわゆるステレオフォニックの状態で駆動される。
【００１８】
図１に示すように、インドネシアのバリ島における青銅製の打楽器であるガムラン１を演奏することにより得られる楽器音をマイクロホン２により集音する。マイクロホン２は入力された楽器音をアナログ電気信号に変換し、変換後のアナログ電気信号を前置増幅器３を介してＡ／Ｄ変換器４に出力する。Ａ／Ｄ変換器４は、入力されたアナログ電気信号を、例えば１９２０ｋＨｚのサンプリング周波数でデジタル信号にＡ／Ｄ変換して磁気記録部１１に出力する。
【００１９】
磁気記録再生装置１０は、磁気記録部１１と、磁気記録ヘッド１２と、磁気再生ヘッド１４と、磁気再生部１５とを備え、磁気テープ１３に対してデジタル信号を記録し、又は磁気テープ１３に記録されたデジタル信号を再生して出力するいわゆるデジタル信号レコーダである。ここで、磁気記録再生装置１０は、山崎芳男博士により考案された従来技術のＤＡＴであって、２００ｋＨｚまでにわたる周波数範囲で均一な周波数特性を有する。磁気記録部１１は、Ａ／Ｄ変換器４から入力されたデジタル信号に従って搬送波信号を所定のデジタル変調方式で変調し、変調後の信号を磁気記録ヘッド１２を用いて、矢印で示される所定の方向１６に走行されている磁気テープ１３に記録する一方、磁気再生部１５は、磁気テープ１３に記録された変調信号を磁気再生ヘッド１４を用いて再生し、再生された変調信号を上記デジタル変調方式と逆のデジタル復調方式で復調してデジタル信号を取り出す。
【００２０】
当該復調後のデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器５によって元のアナログ信号にＤ／Ａ変換された後、再生増幅器６を介して出力され、再生増幅器６からの出力アナログ信号は、スイッチＳＷ１、２２ｋＨｚのカットオフ周波数を有する高域通過フィルタ７ａ及び電力増幅器８ａを介して２０ｋＨｚから１５０ｋＨｚまでの周波数範囲の信号を発生できる右側スピーカ９ａａ及び左側スピーカ９ａｂに入力されるとともに、スイッチＳＷ２、２２ｋＨｚのカットオフ周波数を有する低域通過フィルタ７ｂ及び電力増幅器８ｂを介して３０ｋＨｚ以下の信号を発生できる右側スピーカ９ｂａ及び左側スピーカ９ｂｂに入力される。従って、２つのフィルタ７ａ，７ｂのクロスオーバー周波数は２２ｋＨｚである。
【００２１】
上記スピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂは、音響的に密閉された遮音室である部屋２０内に載置され、スピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂはそれぞれ、入力される信号を音に変換して被測定対象の人間３０に対して印加する。
【００２２】
人間３０の例えば１２個の頭皮の位置にそれぞれ検出電極を設け、当該各検出電極に接続された脳波検出送信装置３２は、各検出電極で検出された脳波を無線信号に変換してアンテナ３３からアンテナ３４に向けて送信する。上記脳波の無線信号はアンテナ３４により受信された後、脳波データ受信記録装置３１に出力される。脳波データ受信記録装置３１において、受信された脳波の無線信号は脳波信号に変換した後、磁気記録装置に記録され、さらには、上記脳波信号は解析用コンピュータにより解析される一方、ＣＲＴディスプレイやペンレコーダなどの出力機器を用いて脳波の変化を記録して出力する。一方、人間３０の頭部は断層撮影装置用検出装置４２の２つの検出部間によって挟設されて載置され、断層撮影装置用検出装置４２からの検出信号は断層撮影装置４１に送信された後、断層撮影装置４１は入力される検出信号に基づいて所定の断層撮影の解析処理を実行して解析結果の断層撮影図を内蔵のＣＲＴディスプレイ上に表示する。
【００２３】
以上のように構成された第１の実施形態の信号音発生装置の各部信号の周波数特性を図２６に示し、ここで、図２６（ａ）はＤ／Ａ変換器５から出力される周波数成分の周波数特性を示すグラフであり、図２６（ｂ）はスピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂから出力される各周波数成分の周波数特性を示すグラフであり、図２６（ｃ）は部屋２０における背景雑音の周波数特性を示すグラフである。
以上のように構成された第１の実施形態の信号音発生装置及び部屋２０においては、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオンとしたとき、ガムラン１を用いて演奏された楽器音が磁気記録再生装置１０内の磁気テープ１３に記録された後、それを再生したとき、ガムラン１の楽器音と実質的に同一である再生信号をスピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂを用いて人間３０に対して印加することができる。ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン・オフすることにより種々の周波数成分の楽器音の信号をスピーカ９ａａ，９ａｂ，９ｂａ，９ｂｂにより発生させることができる。すなわち、スイッチＳＷ１のみをオンしたとき、２２ｋＨｚ以上の高周波成分のみの信号が人間３０に対して印加される一方、スイッチＳＷ２のみをオンしたとき、２２ｋＨｚ以下の低周波成分のみの信号が人間３０に対して印加される。なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオフとしたときは、部屋２０の室内の機器類が発生する空気振動及び電力増幅器８ａ，８ｂの無視可能に小さい熱雑音成分に基づくベースラインの暗騒音成分（以下、暗騒音成分という。）が人間３０に対して印加される。以下、本実施形態の信号音発生装置及び部屋２０を用いて得られた実験結果について詳述する。
【００２４】
図３は、本実施形態で用いるガムラン、チェンバロ、及びピアノによって発生された信号の周波数特性を示すグラフである。ここで、図３の周波数特性は、各楽器音の３０秒の平均パワースペクトルであり、図３から明らかなように、ガムランの楽器音は１００ｋＨｚ以上の周波数成分を含み、なお、ガムランの楽器音は図３に図示していないが、瞬間的には約１５０ｋＨｚまでの周波数成分を含んでいる。また、チェンバロの楽器音は低周波成分から約５０ｋＨｚまでの周波数成分を含み、ピアノの楽器音は約１０ｋＨｚまでの周波成分を含んでいる。
【００２５】
図４は、茨城県つくば市の山林、ジャワ島の熱帯雨林、及び東京都の道路沿いにおける環境音の周波数特性を示すグラフである。図４から明らかなように、東京都の道路沿いでは、約８ｋＨｚまでの周波数成分しか有しないが、茨城県つくば市の山林やジャワ島の熱帯雨林では、約５０ｋＨｚまでにわたって高周波成分及び低周波成分を有している。
【００２６】
次いで、発明者は、公知の最大エントロピー法（Maximum Entropy Method；ＭＥＭ）を用いて、磁気記録再生装置１０を用いて記録されたガムランとピアノの楽器音についてデジタル信号処理を行って分析した。この分析処理では、２００ｋＨｚのサンプリング周波数で楽器音の音響信号データをサンプリングし、次いで、２０マイクロ秒毎に２０００個のデータを得て、１００ｋＨｚの最大周波数のＭＥＭスペクトルを計算し、図５乃至図８のＭＥＭスペクトルを時系列データとして得た。
【００２７】
本実施形態のガムランと比較例のピアノの両方で演奏された楽曲“ガンバン・クタ”の同一部分のＭＥＭスペクトルの時系列アレイが図５乃至図８に示されている。ガムランの楽器音は、図５に示すように、各周波数スペクトルの間で違いがあるとともに、５０ｋＨｚを超える周波数においてダイナミックでかつ複雑な非定常な構造を含んでいることを注意すべきである。一方、図６に示すように、１０ｋＨｚを超える周波数スペクトルはピアノで演奏された同一の曲ではほとんど観察されなかった。これらの結果はＦＦＴ解析を使用した結果と一致していた。
【００２８】
奏者が鍵盤を押したり、叩いたりしたとき、図５乃至図８において“アタック”として示し、ＭＥＭスペクトルのパターンはガムランとピアノの両方の音楽において変化していた。このことは、ピッチの変化を反映していると考えられる。ガムラン音楽においては、周波数スペクトルの変化は暫時継続し、また、ミクロな時間領域におけるピッチの変化によって生じないゆらぎ構造が観察された。ピアノの音楽においては、スペクトルにおける変化は、アタック後にすぐに安定化した。また、図７に示すように、ガムランの音のトーンは１０ｋＨｚ未満のより低い周波数範囲において定常性が観察されたが、１０ｋＨｚ以上のより高い周波数範囲においてはミクロな時間領域において明らかな非定常的な構造が存在していた。さらに、図８に示すように、ピアノの音楽では、トーンについてそのような傾向は無かった。
【００２９】
以上説明したように、ガムランの音楽においては、５０ｋＨｚを超える高周波の範囲におけるゆらぎ構造が観察され、それは、キーの変化によって生じないものであった。西洋クラッシック音楽の典型的な楽器の一つであるピアノの音楽においては、そのようなゆらぎ構造は発見されなかった。さらに、ガムラン楽器のほとんどは対になって構成されており、ガムラン楽器の伝統的な調律方法において、一対の各々のメンバーが僅かに異なるピッチに調律する。この“離調”技術は、そのような非定常的構造の原因の１つであると考えられる。従って、ガムランの楽器音においては、例えば約２０Ｈｚから約２０ｋＨｚまでの可聴周波数範囲及びそれを超えて１５０ｋＨｚまでのきわめて高い周波数範囲を含み、しかも、１０ｋＨｚを超える周波数成分には、１秒ないし１／１０秒以内のミクロな時間領域でゆらぎが存在しており、すなわち、当該周波数成分においてミクロな時間領域で変化する非定常な信号音が存在している。
【００３０】
次いで、局所的な大脳血流値（以下、ｒ−ＣＢＦ値という。）の測定及び脳波のα波の測定について述べる。ｒ−ＣＢＦ値の測定においては、日立メディカル製ＰＣＴ３６００Ｗ型陽電子射出断層撮影装置４１を用いて、断層中心間隔７ｍｍで１５断層のデータを、軸交差方向に９ｍｍ及び軸方向に６．５ｍｍのＦＷＨＭ（Full Width at Half Maximum：半値全幅）でかつ１２０秒の走査撮影で得た。ここで、被測定対象の人間３０に対して、演奏開始後１分後に静脈注射器を用いて１５秒間で３０ｍＣｉ／６ｍｌだけ１５Ｏ水を静脈に注射した。断層撮影後の画像は、米国ミネソタ州ロチェスターのメイヨ財団のＡＮＡＬＹＺＥシステムで検証され、統計的分析は、英国のＭＲＣサイクロトン装置の統計パラメータ分布図（Statistical Parameter Map；ＳＰＭ）を用いて、米国マサチューセッツ州ナティックのマスワーク社のＰＲＯＭＡＴＬＡＢシステムを用いて行った。後に示す図１０及び図１１において、各活性領域の最大現象点の位置は、タライラッハ座標を用いて直交３次元における立体定位座標値ｘ，ｙ，ｚにて表示している。
【００３１】
また、脳波の測定においては、日本光電製ＷＥＥ６１１２型テレメータシステムを含む脳波データ受信記録装置３１を用いて耳たぶを基準にして１２個の頭皮の位置に電極を設けて脳波を測定した。各被験者の平均値を測定基礎データ値とし、脳内電気活性度マップ（Brain Electric Activity Map：ＢＥＡＭ）に基づいた頭皮の後部２／３部位からのα波ＥＥＧ（Electroencephalogram：脳波）電位を正規化した出力値を測定値とした。また、以下の図中において、Ｐは、ＡＮＯＶＡ後のフィッシャーのＰＬＳＤのｐｏｓｔ ｈｏｃテスト後の有意しきい値であり、ここで得られたものと同様の結果が、全くの偶然によって生起する確率を意味する。ｒは相関関数であり、血流の増減と、αＥＥＧ電位の増減との間の関係の強さを表している。Ｚスコアは、有意しきい値Ｐを決定する値であり、規準化された全体のデータの分布において得られた観測値の平均値からの隔たりを意味する。
【００３２】
また、正規化されたｒ−ＣＢＦ値及び正規化されたα波ＥＥＧ電位について次の５つの周波数成分に分割して比較測定している。
（ａ）全周波成分：スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオンしたときの周波数成分；
（ｂ）高周波成分：スイッチＳＷ１のみをオンしたときの周波数成分；
（ｃ）低周波成分：スイッチＳＷ２のみをオンしたときの周波数成分；
（ｄ）暗騒音成分のみ：スイッチＳＷ１，ＳＷ２をともにオフとしたときの周波数成分：及び
（ｅ）仮想的な全周波成分（図１４及び図１５）：上記低周波成分と、電子的に発生させた定常的な白色雑音を上記高周波成分の時間平均周波数スペクトルに近似させてろ波して波形成形することにより得られ、１０ｋＨｚを超える周波数範囲においてミクロな時間領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な定常的な高周波成分とを含む周波数成分。
【００３３】
なお、図２７に、図１の信号音発生装置において用いられるガムラン音の高周波成分と、その周波数成分を、電子的に発生させた定常的な白色雑音を上記高周波成分の時間成分の時間平均スペクトルに近似させるようにろ波して波形成形することにより得られ、１０ｋＨｚを超える周波数範囲でミクロな時間領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な定常的な高周波成分との各周波数特性を示す。
さらに、図１６及び図１７で示されるα波ＥＥＧ電位とｒ−ＣＢＦ値との相関分析においては、活性化した対象部位内での正規化されたα波ＥＥＧ電位とｒ−ＣＢＦ値との間の相関関係について調べた。
【００３４】
図９は、第１の実施形態において低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大するタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（４ｍｍ，−２６ｍｍ，−８ｍｍ）すなわち脳幹に相当する部分１００、およびタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（−１６ｍｍ，−１８ｍｍ，０ｍｍ）すなわち左視床部に相当する部分２００を示す投影図であって、図９（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った投影図（サジタル投影図）であり、図９（ｂ）はその冠状縫合に沿った投影図（コロナル投影図）であり、図９（ｃ）はその水平面投影図である。図９から明らかなように、被験者の人間３０に対して低周波成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、脳幹と左視床部において有意に脳血流が増大していることがわかる。
【００３５】
図１０は、第１の実施形態において図９に対応し、低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大する脳幹の位置１００を示す断面図であって、図１０（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、図１０（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、図１０（ｃ）はその横断面図である。図１１は、第１の実施形態において図９に対応し、低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大する、左視床の位置２００を示す断面図であって、図１１（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、図１１（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、図１１（ｃ）はその横断面図である。図１０及び図１１から明らかなように、被験者の人間３０に対して低周波成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、左視床部において有意に脳血流が増大していることがわかる。
【００３６】
図１２は、第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであって、図１２（ａ）は脳幹の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、図１２（ｂ）は左視床部の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。図１２（ａ）から明らかなように、被験者の人間３０に対して、低周波成分のみ、高周波成分のみ、又は暗騒音成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、脳幹の位置におけるｒ−ＣＢＦ値が増大しており、脳幹の位置において脳血流が増大していることがわかる。また、図１２（ｂ）から明らかなように、被験者の人間３０に対して、低周波成分のみ、高周波成分のみ、又は暗騒音成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、左視床部の位置におけるｒ−ＣＢＦ値が増大しており、左視床部の位置において脳血流が増大していることがわかる。
【００３７】
図１３は、第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。図１３から明らかなように、被験者の人間３０に対して、低周波成分のみ、高周波成分のみ、又は暗騒音成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、α波ＥＥＧ電位が増大していることがわかる。
【００３８】
図１４は、第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであって、図１４（ａ）は脳幹の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、図１４（ｂ）は左視床の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。図１４から明らかなように、１０ｋＨｚを超える周波数範囲においてミクロな時間領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な全周波成分、又は暗騒音成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が（ａ）脳幹及び（ｂ）左視床の位置におけるｒ−ＣＢＦ値が増大しており、（ａ）脳幹及び（ｂ）左視床において脳血流が増大していることがわかる。それに対して、１０ｋＨｚを超える周波数範囲においてミクロな時間領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な全周波成分を印加した場合には、全周波成分を印加した場合及びベースラインである暗騒音成分を印加した場合よりも（ａ）脳幹及び（ｂ）左視床においてｒ−ＣＢＦ値が減少しており、（ａ）脳幹及び（ｂ）左視床において脳血流が減少していることがわかる。
【００３９】
図１５は、第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。図１５から明らかなように、被験者の人間３０に対して、１０ｋＨｚを超える周波数範囲においてミクロな周波数領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な全周波成分、又は暗騒音成分のみを印加したときに比較して全周波成分を印加した方が、α波ＥＥＧ電位が増大していることがわかる。それに対して、上記仮想的な全周波成分を印加しても、α波ＥＥＧ電位は、ベースラインである暗騒音成分を印加した場合に比較して増大しない。
【００４０】
図１６は、第１の実施形態においてα波ＥＥＧ電位とｒ−ＣＢＦ値とが有意に相関する部位と、脳血流が有意に増大する部位とを示す、タライラッハ座標の各ｚに対する横断面図である。ここで、図１６（ａ）はｚ＝−４ｍｍのときの横断面図であり、図１６（ｂ）はｚ＝０ｍｍのときの横断面図であり、図１６（ｃ）はｚ＝４ｍｍのときの横断面図である。図１６から明らかなように、α波ＥＥＧ電位とｒ−ＣＢＦ値とが有意に相関する部位３００と、脳血流のみが有意に増大する部位１０１とがともに左視床部においてほぼ重なって位置しており、左視床部の位置において脳血流が増大すれば、α波ＥＥＧ電位が増大することが裏付けられる。
【００４１】
図１７は、第１の実施形態において左視床部の位置における正規化されたα波ＥＥＧ電位に対するｒ−ＣＢＦ値の相関関係を示すグラフである。図１７から明らかなように、α波ＥＥＧ電位が増大するにつれて、ｒ−ＣＢＦ値が増大しており、正の相関があり、その有意しきい値はきわめてちかいことがわかる。すなわち、左視床部の位置において脳血流が増大すれば、α波ＥＥＧ電位が増大することがわかる。
【００４２】
脳視床部は脳深部にある神経核の集合体で、視聴覚を含む全身からの感覚入力信号を処理して大脳皮質へ中継する拠点として重要な役割を果たしている。また、視床は大脳皮質や大脳辺縁系などからの信号を受信して統合し、視床下部などを介して内分泌系や自律神経系などの全身の制御系を統括する基幹的な拠点としても重要な役割を果たしており、人間の緊張をとくリラクゼイションとストレスとの制御に密接にかかわっている。リラックス状態の指標として広く知られている脳波α波のペースメーカーの候補のひとつとしても、視床は注目されている。さらに、視床は大脳辺縁系の一部をなしており、その局所的な脳血流値は感情の変動に関係して増加すると報告されている。最近の研究では、多くの精神分裂病患者で局所的な異常が視床の外側部に共通して見られることが報告されており、視床の働きがそこなわれることにともなってさまざまな精神分裂病症状が発生すると説明されている。このように、視床の血流をさかんにして、その活性を高めることは、人間の緊張をとき人間をリラックスさせてストレスを解消させ、心身の状態を向上させ、またはそれらを良好に維持するうえできわめて有効である。
【００４３】
また、脳幹には、呼吸、血圧、血糖調節など、生命の維持に直接かかわる最も重要な生命機能の中枢が集中的に分布している。脳死の判定においても、脳幹の活動状況の評価が決定的な鍵を握っている。また、全身臓器の活動を制御する自律神経系の中枢、摂食、性行動など生物にとって基本的な行動の中枢、睡眠、覚醒などの概日周期の中枢なども脳幹に存在している。脳全体の活動水準も、脳幹の網様体賦活系が調節的な役割をになっていると考えられている。さらに、快感や覚醒の神経回路があつまっている内側前脳束（medial forebrain bundle（ＭＦＢ））をはじめ、脳全体に分布するモノアミン系の重要な神経路が脳幹の神経核から派生しており、情動のはたらきに重要な役割をはたすと考えられている。このように、脳幹の血流をさかんにし、その活性を高めることは人間のこころの快適性とからだの健康を向上させ、またはそれらを良好に維持するうえできわめて有効である。
【００４４】
ガムランの楽器音を聞くことによって、自然の快適環境を擬似的に設定することができ、図４に示すように、現在の都市の音環境では著しく欠乏している可聴周波数領域を超える高周波成分を印加することにより、左視床及び／又は脳幹の血流を増大させ、人間の脳をストレスのないα波支配型の状態に導き、音知覚を快適化する効果（ハイパーソニック効果）を得ることができる。従って、人間３０の緊張をとき人間をリラックスさせることができ、ストレスを解消させることができ、こころの快適性を高めることができ、からだの健康を良好に維持することができる。
【００４５】
以上説明したように、ガムランの楽器音のように、２０ｋＨｚまでの可聴周波数範囲及びそれを超えて１５０ｋＨｚまでのきわめて高い周波数範囲を含み、しかも、１０ｋＨｚを超える周波数成分において、１秒ないし１／１０秒以内のミクロな時間領域でゆらぎが存在しており、すなわち、当該周波数成分においてミクロな時間領域で変化する非定常な信号音が存在している音を人間３０に対して印加することにより、α波ＥＥＧ電位を増大させることができ、人間３０の緊張をといて人間３０をリラックスさせてストレスを解消させることができ、人間３０のこころの快適性を高めることができ、からだの健康を良好に維持することができる。
【００４６】
＜第２の実施形態＞
図２は、本発明に係る第２の実施形態である信号音発生装置の部分ブロック図、及び当該信号音発生装置によって信号を発生させるための部屋２０ａを示す斜視図であり、図２においては、第１の実施形態との異なる部屋２０ａ内の構成のみを示す。従って、電力増幅器８ａ，８ｂよりも前の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４７】
第２の実施形態では、部屋２０ａ内で、右側スピーカ９ａａ及び左側スピーカ９ａｂが設けられるとともに、人間３０の聴覚のみに対して楽器音を印加するための右側イヤホン９ｃａ及び左側イヤホン９ｃｂがそれぞれ人間３０の右耳及び左耳に挿入装着される。ここで、右側イヤホン９ｃａは、電力増幅器８ａの右側出力端子に接続され２２ｋＨｚ以上の高周波信号音を発生する高周波信号音発生部９ｃａａと、電力増幅器８ｂの右側出力端子に接続され２２ｋＨｚ以下の低周波信号音を発生する低周波信号音発生部９ｃｂａとを備える。一方、左側イヤホン９ｃｂは、電力増幅器８ａの左側出力端子に接続され２２ｋＨｚ以上の高周波信号音を発生する高周波信号音発生部９ｃａｂと、電力増幅器８ｂの左側出力端子に接続され２２ｋＨｚ以下の低周波信号音を発生する低周波信号音発生部９ｃｂｂとを備える。以上のシステムは、第１の実施形態と同様に同一の仕様のものが２系統準備され、いわゆるステレオフォニックの状態で使用されている。電力増幅器８ａの高周波成分の出力信号は、スイッチＳＷ３を介してスピーカ９ａａ，９ａｂに出力されるとともに、スイッチＳＷ３を介してイヤホン９ｃａ，９ｃｂの高周波信号音発生部９ｃａａ，９ｃａｂに出力される。一方、電力増幅器８ｂの低周波成分の出力信号は、イヤホン９ｃａ，９ｃｂの低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂに出力される。従って、当該第２の実施形態においては、２２ｋＨｚ以上の高周波成分及び／又は２２ｋＨｚ以下の低周波成分を人間３０の両耳の聴覚のみに印加する一方、２２ｋＨｚ以上の高周波成分を人間３０の全体に印加することができる。
【００４８】
第２の実施形態のｒ−ＣＢＦ値の測定においては、ＧＥ横河メディカル社製アドバンス（Ａｄｖａｎｃｅ）型陽電子射出断層撮影装置４１を用いて、断層中心間隔４．２５ｍｍで３５断層のデータを、軸交差方向及び軸方向に４．２ｍｍのＦＷＨＭ（Full Width Half Maximum：半値全幅）でかつ９０秒の走査撮影で得た。ここで、被測定対象の人間３０に対して、演奏開始と同時に自動静脈注射器を用いて４０秒間で１０ｍＣｉ／１０ｍｌだけ１５Ｏ水を静脈に注射した。断層撮影後の画像は、米国ミネソタ州ロチェスターのメイヨ財団のＡＮＡＬＹＺＥシステムで検証され、統計的分析は、英国のＭＲＣサイクロトン装置の統計パラメータ分布図（Statistical Parameter Map；ＳＰＭ）を用いて、米国マサチューセッツ州ナティックのマスワーク社のＰＲＯＭＡＴＬＡＢシステムを用いて行った。
【００４９】
図１８は、第２の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。第２の実施形態においては、被験者の人間３０に対して、以下のように信号音を印加する。
（ａ）イヤホン９ｃａ，９ｃｂの低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂを介して低周波成分のみを印加する（イヤホン９ｃａ，９ｃｂからの低周波成分のみ）。
（ｂ）スイッチＳＷ３をイヤホン９ｃａ，９ｃｂ側に切り換え、イヤホン９ｃａ，９ｃｂの高周波信号音発生部９ｃａａ，９ｃａｂを介して高周波成分を印加するとともに、イヤホン９ｃａ，９ｃｂの低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂを介して低周波成分を印加する（イヤホン９ｃａ，９ｃｂからの高周波成分＋イヤホン９ｃａ，９ｃｂからの低周波成分）。
（ｃ）スイッチＳＷ３をイヤホン９ｃａ，９ｃｂ側に切り換え、電子的暗騒音成分のみをイヤホン９ｃａ，９ｃｂの高周波信号音発生部９ｃａａ，９ｃａｂ及び低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂを介して印加する（電子的暗騒音のみ）。
（ｄ）スイッチＳＷ３をスピーカ９ａａ，９ａｂ側に切り換え、スピーカ９ａａ，９ａｂを介して高周波成分を印加するとともに、イヤホン９ｃａ，９ｃｂの低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂを介して低周波成分を印加する（スピーカ９ａａ，９ａｂからの高周波成分＋イヤホン９ｃａ，９ｃｂからの低周波成分）。
【００５０】
図１８から明らかなように、上記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の場合に比較して、上記（ｄ）の場合の方が、α波ＥＥＧ電位が増大していることがわかる。
【００５１】
図１９は、第２の実施形態においてイヤホン９ｃａ，９ｃｂから可聴域音のみを印加したときに対して、イヤホン９ｃａ，９ｃｂから可聴域音を印加しかつスピーカ９ａａ，９ａｂから高周波成分を印加した方がｒ−ＣＢＦ値が有意に増大する脳の部分４００，４０１，４０２を示す投影図であって、図１９（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った投影図（サジタル投影図）であり、図１９（ｂ）はその冠状縫合に沿った投影図（コロナル投影図）であり、図１９（ｃ）はその水平面投影図である。図１９から明らかなように、右脳に位置する角回に属する部位４００、後部帯状回に属する部位４０１、及び後部帯状回の境界（プレキュネアス）の位置４０２の３つの部位に脳血流が統計的に有意に増大していることがわかる。
【００５２】
図２０は、第２の実施形態において脳の角回の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、図２１は、第２の実施形態において脳の後部帯状回の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、図２２は、第２の実施形態において脳の後部帯状回の境界（プレキュネアス（precuneus））の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。図２０乃至図２２から明らかなように、脳の角回の部位、後部帯状回内の部位、及び後部帯状回の境界の部位の３つの部位において、暗騒音成分のみを印加した場合、イヤホン９ｃａ，９ｃｂから低周波成分のみを印加した場合、及びイヤホン９ｃａ，９ｃｂから低周波成分と高周波成分を印加した場合に比較して、イヤホン９ｃａ，９ｃｂから低周波成分を印加しかつスピーカ９ａａ，９ａｂから高周波成分を印加したときの方が脳血流が統計的に有意に増大していることがわかる。
【００５３】
図２３は、第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大するタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（２８ｍｍ，−５４ｍｍ，２８ｍｍ）すなわち脳の角回に相当する位置４００を示す断面図であって、図２３（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、図２３（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、図２３（ｃ）はその横断面図である。また、図２４は、第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大するタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１４ｍｍ，−３４ｍｍ，３２ｍｍ）すなわち脳の後部帯状回内の位置４０１を示す断面図であって、図２４（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、図２４（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、図２４（ｃ）はその横断面図である。さらに、図２５は、第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大するタライラッハ座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１０ｍｍ，−３０ｍｍ，４４ｍｍ）すなわち脳の後部帯状回の境界（プレキュネアス）の位置４０２を示す断面図であって、図２５（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、図２５（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、図２５（ｃ）はその横断面図である。
【００５４】
図２０及び図２３に示すように、脳血流の増大が見られた右側の脳の角回に相当する部位は、空間の認知や身体の部位の認知などの関連する部位であるといわれている。また、図２１及び図２４に示すように、脳血流の増大が見られた後部帯状回に属する部位は、大脳辺縁系の一部をなし、情動と行動とのインターフェースを担当しているといわれている。さらに、図２２及び図２５に示すように、脳血流の増大が見られた後部帯状回の境界（プレキュネアス）に属する部位は、大脳における連合機能を含む多くの種々の機能を含む部位であるといわれている。
【００５５】
以上説明したように、第２の実施形態においては、イヤホン９ｃａ，９ｃｂの低周波信号音発生部９ｃｂａ，９ｃｂｂを介して低周波成分を印加するとともに、スピーカ９ａａ，９ａｂを介して高周波成分を印加したとき（イヤホン９ｃａ，９ｃｂからの低周波成分＋スピーカ９ａａ，９ａｂからの高周波成分）の方が、α波ＥＥＧ電位が増大し、かつ脳の角回の部位、後部帯状回内の部位、及び後部帯状回の境界の部位の３つの部位において脳血流が増大していることが明らかである。低周波成分については、聴覚に直接に印加するとともに、高周波成分については、被験者の人間３０に対して聴覚のみならず、身体全体に印加することにより、α波ＥＥＧ電位を増大させることができるとともに、脳血流を増大させることができ、人間３０の緊張をといて人間３０をリラックスさせてストレスを解消させることができる。
【００５６】
＜変形例＞
以上の実施形態においては、楽器音を発生させるために、ガムラン１を用いて発生又はガムラン１の楽器音を録音して再生しているが、本発明はこれに限らず、約２０Ｈｚから２０ｋＨｚまでの可聴周波数範囲及びそれを超えて１５０ｋＨｚまでのきわめて高い周波数範囲を含み、しかも、１０ｋＨｚを超える周波数成分において１秒ないし１／１０秒以内のミクロな時間領域でゆらぎが存在しており、すなわち、当該周波数成分においてミクロな時間領域で変化する非定常な音が存在している信号の信号音を例えばシンセサイザーなどにおいて用いられるアナログ信号合成処理又はデジタル信号合成処理によって発生させてもよい。また、上記楽器音の周波数成分は、約２０Ｈｚから２０ｋＨｚまでの可聴周波数範囲及びそれを超えて１００ｋＨｚまでの周波数を有してもよい。
【００５７】
以上の実施形態においては、ガムランの楽器音を記録した後再生して、当該楽器音を発生する信号音発生装置について述べているが、本発明はこれに限らず、以下のように、種々の物体が振動することによって発生する空気の振動が伝搬する音波、すなわち音を発生する装置であってもよい。
（ａ）ガムランに限らず、打楽器、弦楽器、管楽器、鍵盤楽器などの楽器によって発生される音、
（ｂ）シンセサイザーなど電子的に楽器音を発生する電子楽器装置によって発生される音、
（ｃ）物体を振動させることによって物理的に又は機械的に発生される音、
（ｄ）人や鳥獣などの動物や植物によって発生される音、
（ｅ）例えば、滝や河川など自然の地形などの自然環境によって発生される音、
（ｆ）アナログ信号処理又はデジタル信号処理などの信号処理により電気的に発生される音。
【００５８】
以上の実施形態においては、音を発生する空間として部屋２０，２０ａを例示しているが、本発明はこれに限らず、屋内の空間や、例えば列車、自動車、航空機や船舶などの乗り物、もしくは、例えば、庭園、公園、森林などの屋外の空間など、音を発生する空間であればよい。
以上の実施形態においては、低周波成分を２２ｋＨｚ以下の周波数成分としているが、当該低周波成分は例えば２６ｋＨｚ以下約２０Ｈｚまでの周波数成分、もしくは、２２ｋＨｚ乃至２０ｋＨｚ以下約２０Ｈｚまでの周波数成分であってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、可聴周波数範囲を超える所定の最大周波数までの第１の周波数範囲の周波数を有しかつ１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲においてミクロな時間領域で変化する非定常である音を発生し、上記音を人間に対して印加することにより人間の脳血流を増大させる。従って、当該音を上述のように人間に対して印加することにより、α波ＥＥＧ電位を増大させ、人間の緊張をといて人間をリラックスさせてストレスを解消させ、こころの快適性を高め、からだの健康を向上させ、あるいはそれを良好に維持することができる。
【００６０】
また、本発明によれば、上記発生する音信号を上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以上の音信号を音に変換して人間に対して印加する一方、上記発生する音信号を上記第２の周波数範囲内のカットオフ周波数以下の音信号を音に変換して人間の聴覚に対して印加する。これにより、α波ＥＥＧ電位をさらに増大させ、人間の緊張をといて人間をリラックスさせてストレスを解消させ、こころの快適性を高め、からだの健康を向上させ、あるいはそれを良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る第１の実施形態である信号音発生装置のブロック図、及び当該信号音発生装置によって信号を発生させるための部屋を示す斜視図である。
【図２】 本発明に係る第２の実施形態である信号音発生装置の部分ブロック図、及び当該信号音発生装置によって信号を発生させるための部屋を示す斜視図である。
【図３】 本実施形態で用いるガムラン、チェンバロ及びピアノによって発生された信号の周波数特性を示すグラフである。
【図４】 茨城県つくば市の山林、ジャワ島の熱帯雨林、及び東京都の道路沿いにおける環境音の周波数特性を示すグラフである。
【図５】 本実施形態で用いるガムランの１００ｋＨｚまでのＭＥＭスペクトルを示すグラフである。
【図６】 比較例であるピアノの１００ｋＨｚまでのＭＥＭスペクトルを示すグラフである。
【図７】 本実施形態で用いるガムランの２０ｋＨｚまでのＭＥＭスペクトルを示すグラフである。
【図８】 比較例であるピアノの２０ｋＨｚまでのＭＥＭスペクトルを示すグラフである。
【図９】 第１の実施形態において低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大する脳の部分を示す投影図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った投影図（サジタル投影図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った投影図（コロナル投影図）であり、（ｃ）はその水平面投影図である。
【図１０】 第１の実施形態において図９に対応し、低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大する脳幹の位置を示す断面図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、（ｃ）はその横断面図である。
【図１１】 第１の実施形態において図９に対応し、低周波成分のみに対して全周波成分のときの脳血流が有意に増大する、左視床の位置を示す断面図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、（ｃ）はその横断面図である。
【図１２】 第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであって、（ａ）は脳幹の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、（ｂ）は左視床の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。
【図１３】 第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。
【図１４】 第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであって、（ａ）は脳幹の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフであり、（ｂ）は左視床の位置におけるｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。
【図１５】 第１の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。
【図１６】 第１の実施形態においてα波ＥＥＧ電位とｒ−ＣＢＦ値とが有意に相関する部位と、脳血流が有意に増大する部位とを示す、タライラッハ座標の各ｚに対する横断面図であり、（ａ）はｚ＝−４ｍｍのときの横断面図であり、（ｂ）はｚ＝０ｍｍのときの横断面図であり、（ｃ）はｚ＝４ｍｍのときの横断面図である。
【図１７】 第１の実施形態において左視床の位置における正規化されたα波ＥＥＧ電位に対するｒ−ＣＢＦ値の相関関係を示すグラフである。
【図１８】 第２の実施形態において各周波数成分に対する正規化されたα波ＥＥＧ電位を示すグラフである。
【図１９】 第２の実施形態においてイヤホンから可聴域音のみを印加したときに対して、イヤホンから可聴域音を印加しかつスピーカから高周波成分を印加した方がｒ−ＣＢＦ値が有意に増大する脳の部分を示す投影図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った投影図（サジタル投影図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った投影図（コロナル投影図）であり、（ｃ）はその水平面投影図である。
【図２０】 第２の実施形態において脳の角回の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。
【図２１】 第２の実施形態において脳の後部帯状回の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。
【図２２】 第２の実施形態において脳の後部帯状回の境界（プレキュネアス）の位置における各周波数成分に対する正規化されたｒ−ＣＢＦ値を示すグラフである。
【図２３】 第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大する脳の角回の位置を示す断面図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、（ｃ）はその横断面図である。
【図２４】 第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大する脳の後部帯状回の位置を示す断面図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、（ｃ）はその横断面図である。
【図２５】 第２の実施形態において図１９に対応し、ｒ−ＣＢＦ値が有意に増大する脳の後部帯状回の境界（プレキュネアス）の位置を示す断面図であって、（ａ）は人間の頭蓋の矢状縫合に沿った縦断面図（サジタル縦断面図）であり、（ｂ）はその冠状縫合に沿った縦断面図（コロナル縦断面図）であり、（ｃ）はその横断面図である。
【図２６】 図１の信号音発生装置の各部信号の周波数特性を示すグラフであって、（ａ）はＤ／Ａ変換器から出力される周波数成分の周波数特性を示すグラフであり、（ｂ）はスピーカから出力される各周波数成分の周波数特性を示すグラフであり、（ｃ）は部屋における背景雑音の周波数特性を示すグラフである。
【図２７】 図１の信号音発生装置において用いられるガムラン音の高周波成分と、その周波数成分を、電子的に発生させた定常的な白色雑音を上記高周波成分の時間成分の時間平均スペクトルに近似させるようにろ波して波形成形することにより得られ、１０ｋＨｚを超える周波数範囲でミクロな時間領域で変化するゆらぎ構造をもたない仮想的な定常的な高周波成分との各周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ガムラン、
２…マイクロホン、
３…前置増幅器、
４…Ａ／Ｄ変換器、
５…Ｄ／Ａ変換器、
６…再生増幅器、
７ａ…高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、
７ｂ…低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、
８ａ，８ｂ…電力増幅器、
９ａａ，９ｂａ…右側スピーカ、
９ａｂ，９ｂｂ…左側スピーカ、
９ｃａ…右側イヤホン、
９ｃｂ…左側イヤホン、
９ｃａａ…右側イヤホン９ｃａの高周波信号音発生部、
９ｃｂａ…右側イヤホン９ｃａの低周波信号音発生部、
９ｃａｂ…左側イヤホン９ｃｂの高周波信号音発生部、
９ｃｂｂ…左側イヤホン９ｃｂの低周波信号音発生部、
１０…磁気記録再生装置、
１１…磁気記録部、
１２…磁気記録ヘッド、
１３…磁気テープ、
１４…磁気再生ヘッド、
１５…磁気再生部、
２０，２０ａ…部屋、
３０…人間、
３１…脳波データ受信記録装置、
３２…脳波検出送信装置、
３３，３４…アンテナ、
４１…断層撮影装置、
４２…断層撮影用検出装置、
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３…スイッチ。
Claims (2)
- ２６ｋＨｚ以下約２０Ｈｚまでの周波数成分、もしくは、２２ｋＨｚ乃至２０ｋＨｚ以下約２０Ｈｚまでの周波数成分である可聴周波数範囲を超える周波数範囲を有する音を発生する発生手段と、
上記音を人間に対して印加する印加手段とを備えた音発生装置において、
上記発生手段は、上記可聴周波数範囲 をさらに含む音を発生し、
上記音は、上記可聴周波数範囲を超えかつ１５０ｋＨｚまでの第１の周波数範囲 を有し、
上記音は、１０ｋＨｚを超える第２の周波数範囲 のゆらぎであって、１／１０秒から１秒までの範囲の時間間隔 のミクロな時間領域に存在し、上記ミクロな時間領域において変化する非定常であるゆらぎを有し、
上記音発生装置はさらに、
上記音を、上記可聴周波数範囲 の第１の音成分と、上記可聴周波数範囲を超える周波数範囲の第２の音成分とに周波数分離するようにろ波してそれぞれ出力するフィルタ手段を備え、
上記印加手段は、
上記フィルタ手段から出力される第１の音成分を上記人間の聴覚のみ に印加する第１の印加手段と、
上記フィルタ手段から出力される第２の音成分を上記人間の全身 に印加する第２の印加手段とを備え、
上記第１と第２の印加手段による第１と第２の音成分の印加により、上記人間の脳血流を増大させることを特徴とする音発生装置。 - 請求項１記載の音発生装置によって発生された第２の音成分を上記人間の全身に対して印加するように構成されたことを特徴とする音発生空間装置。
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