JP5081252B2 - Brain function maintenance improvement device - Google Patents

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Description

本発明は、認知課題をユーザに与えることで脳機能の維持改善を図る脳機能維持改善装置に関するものである。   The present invention relates to a brain function maintenance / improvement device for maintaining and improving brain function by giving a user a cognitive task.

高齢者で衰えやすい脳の前頭野機能(注意・判断)を検査するために認知課題の利用が近年富みに注目されている。「脳トレーニング」とも称される認知課題の種類としては、遅延課題、闘争課題、Go/NoGoテスト、ストループテスト、N−backテスト、トレイルメイキングテストなどが知られている。このような認知課題を繰り返し実行することにより、脳機能の低下を抑えたり、脳機能の維持改善を図ることができる。   In recent years, the use of cognitive tasks has been attracting a great deal of attention in order to examine the frontal cortex function (attention and judgment) of the elderly, which tends to decline. Known types of cognitive tasks also referred to as “brain training” include delay tasks, struggle tasks, Go / NoGo test, Stroop test, N-back test, trail making test, and the like. By repeatedly executing such a cognitive task, it is possible to suppress a decrease in brain function or to maintain and improve brain function.

上記認知課題のうち、特に代表的なものは70年以上の歴史を持つストループ(葛藤制御)テストである。このストループテストは、日常よく使う「言語情報(色文字)」とともに「非言語情報(インクの色)」を同時に呈示し、非言語情報に注目させて答えさせると、「非言語情報」のみ(カラーパッチのみ)を呈示した場合に比べて反応時間が遅くなる現象(ストループ効果)を利用する。例えば『緑色』のインクで書かれた「あか」という色文字を呈示し、被験者にインクの色すなわち「みどり」を答えさせる。この課題提示から答えるまでの時間(反応時間)を測ると、緑色のカラーパッチのみを呈示して「みどり」を応えさせる際の課題提示から応えるまでの時間が遅くなる。comalliら(1962)によると、ストループテストにおける反応時間は10代後半から〜40代前半に比べ65歳以上ではより遅くなる傾向があることが確認されている。このため上記ストループテストによって脳機能レベルを判定することができる。   Among the above cognitive tasks, a particularly representative one is the Stroop test with a history of more than 70 years. This Stroop test presents "non-linguistic information (ink color)" together with "language information (colored characters)" that are frequently used every day. Use a phenomenon (Stroop effect) that slows reaction time compared to the case of presenting only color patches. For example, a color letter “Aka” written in “green” ink is presented, and the subject is asked to answer the ink color, ie “green”. If the time (reaction time) from the task presentation to answering is measured, the time from task presentation to response when only green color patches are presented and “green” is answered is delayed. According to comalli et al. (1962), it has been confirmed that the reaction time in the Stroop test tends to be slower at the age of 65 or more than from the late teens to the early 40s. Therefore, the brain function level can be determined by the Stroop test.

なお、他の認知課題のうちの遅延課題は、正解の位置を見せた後、一定の遅延時間の後に正解の位置を当てさせる課題であり、子供では0歳から2歳の間に成績があがる。
また闘争課題は、視覚に入る動作と異なる動作を行わせるもので、例えば、ビデオの中で1回手で机を叩く動作がなされる時に、2回叩く動作を行わせる。あるいは、ビデオの中で2回叩く動作がなされる時に1回叩く動作を行わせるものである。
Of the other cognitive tasks, the delayed task is a task in which the correct answer position is shown and then the correct answer position is applied after a certain delay time. .
In addition, the struggle task is to perform an operation different from the operation that enters the sight, for example, when the operation of hitting the desk with a hand once in the video is performed. Alternatively, when the action of tapping twice in the video is performed, the action of tapping once is performed.

Go/NoGoテストは、例えばランプが赤く点灯した時だけ、ボタンを押し(もしくは押し続けさせ)、ランプが点灯していない時間や他の色が点灯した時は押さないというものであり、N−backテストは、例えばモニターに1から4までの数字を1.8秒間隔で提示し、数字があらわれた時にn個前の数字を応えさせるものであり、トレイルメイキングテストは、例えば1から25まで書かれた数字を順番にできるだけ早く線で結ばせたりするテストである。   In the Go / NoGo test, for example, the button is pressed (or kept pressed) only when the lamp is lit red, and is not pressed when the lamp is not lit or when another color is lit. The back test, for example, presents numbers 1 to 4 on the monitor at 1.8-second intervals, and when the number appears, it makes the previous n number respond, and the trail making test, for example, 1 to 25 It is a test that connects written numbers as quickly as possible.

このほか、ウォーキングなどの運動が高齢者層において認知機能など脳機能の維持改善に効果があるとされている。また、運動によって脳の活性化効果、とりわけ高齢者における認知機能の維持改善効果があることも実証されている(非特許文献1参照)。   In addition, it is said that exercise such as walking is effective in maintaining and improving brain functions such as cognitive functions in the elderly. It has also been demonstrated that exercise has a brain activation effect, particularly an effect of maintaining and improving cognitive function in the elderly (see Non-Patent Document 1).

一方、特許文献1などに示された揺動型運動装置は、体幹や大腿部に筋力アップ効果があることが知られている。またこのような揺動型運動装置を用いた運動は、自律神経活動を改善して基礎代謝を向上することや、2〜3Metsの酸素消費量による軽い有酸素運動であることが知られている(非特許文献2参照)。
特開平2001−286578号公報 Colcombe S, Kramar AF, “Fitness effects on the cognitive function of older adults: a meta-analytic study”, Psychological science, Vol.14 No.2 p125-130 (2003) 三原いずみ、白澤直人、道盛章弘、森谷敏夫、「他動訓練機『ジョーバダイエットエクサ』の運動効果」、第19回生体生理工学シンポジウム論文集、p.299-302(2004)
On the other hand, it is known that the oscillating-type exercise device disclosed in Patent Document 1 has an effect of increasing muscle strength in the trunk and thigh. In addition, it is known that exercise using such an oscillating type exercise device is an improvement in basal metabolism by improving autonomic nerve activity, or a light aerobic exercise with an oxygen consumption of 2-3 Mets. (Refer nonpatent literature 2).
JP 2001-286578 A Colcombe S, Kramar AF, “Fitness effects on the cognitive function of older adults: a meta-analytic study”, Psychological science, Vol.14 No.2 p125-130 (2003) Izumi Mihara, Naoto Shirasawa, Akihiro Michimori, Toshio Moriya, “Exercise Effect of Passive Training Machine“ Joba Diet Exa ””, Proceedings of the 19th Symposium on Biophysiological Engineering, p.299-302 (2004)

本発明は、脳機能の維持改善をより効果的に行うことができる脳機能維持改善装置を提供する。   The present invention provides a brain function maintenance and improvement device that can more effectively perform maintenance and improvement of brain function.

本発明の一つの態様の脳機能維持改善装置は、ユーザに他動的揺動刺激を与える揺動型運動装置と、少なくとも1つの認知課題を格納したデータ格納部と、ユーザに対して認知課題を伝えるための課題報知部と、前記データ格納部から認知課題を読み出し、ユーザに前記他動的揺動刺激を与える間に前記課題報知部を通じてユーザに前記認知課題を伝える制御部とを備え、前記制御部は、前記揺動型運動装置の揺動動作に関する検出信号に基づいてユーザに前記認知課題を伝えるタイミングを前記揺動動作に一致又は不一致にさせるA brain function maintenance and improvement device according to one aspect of the present invention includes an oscillating exercise device that provides a user with a dynamic oscillating stimulus, a data storage unit that stores at least one cognitive task, and a cognitive task for the user. And a control unit that reads the recognition task from the data storage unit and transmits the recognition task to the user through the task notification unit while giving the other dynamic rocking stimulus to the user . The control unit matches or disagrees the timing of transmitting the recognition task to the user based on a detection signal related to the swing operation of the swing type exercise device .

本発明においては、脳機能維持改善装置は、身体の場所移動を伴わずに一箇所で運動できる揺動型運動装置を用いた揺動運動中に、認知課題を与える。従って、他動的揺動刺激によってユーザの身体に運動効果をもたらす間に、認知課題を行わせることができる。よって、反射神経や脳のトレーニングを効果的に行うことができる上に、運動しながら認知課題を行うため運動の継続性も高めることもできる。   In the present invention, the brain function maintenance / improvement device gives a cognitive task during a swinging motion using a swinging motion device that can move in one place without moving the body. Therefore, a cognitive task can be performed while providing a movement effect to the user's body by the other dynamic swing stimulation. Therefore, it is possible to effectively perform reflexes and brain training, and to increase the continuity of exercise because the cognitive task is performed while exercising.

一実施の形態の脳機能維持改善装置の概略的な機能ブロック図である。It is a schematic functional block diagram of the brain function maintenance improvement device of one embodiment. 図1の脳機能維持改善装置の概略的な動作フローチャートである。It is a schematic operation | movement flowchart of the brain function maintenance improvement apparatus of FIG. 図1の脳機能維持改善装置に備えられる一例の揺動型運動装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of an example rocking | fluctuation type exercise device with which the brain function maintenance improvement apparatus of FIG. 1 is equipped. 揺動運動の有無による反応時間の差を示すグラフである。It is a graph which shows the difference of the reaction time by the presence or absence of rocking | fluctuation motion. 揺動運動中の筋活動状態を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the muscle activity state in rocking | fluctuation exercise | movement. (a)〜(d)は、揺動型運動装置に配置される下肢動作検出手段(入力部)の実施例を示す概略的な構成図である。(A)-(d) is a schematic block diagram which shows the Example of the leg operation | movement detection means (input part) arrange | positioned at a rocking | swiveling type exercise device. 他の揺動型運動装置に配置される他の下肢動作検出手段(入力部)の実施例を示す概略的な構成図である。It is a schematic block diagram which shows the Example of the other leg movement detection means (input part) arrange | positioned at another rocking | swiveling type exercise device. (a)〜(d)は、揺動型運動装置に配置される上肢動作検出手段(入力部)の実施例を示す概略的な構成図である。(A)-(d) is a schematic block diagram which shows the Example of the upper limb motion detection means (input part) arrange | positioned at a rocking | swiveling type exercise device. (a),(b)は、他の上肢動作検出手段(入力部)の実施例を示す概略的な構成図である。(A), (b) is a schematic block diagram which shows the Example of another upper limb motion detection means (input part). 非接触動作検出手段(入力部)の実施例を示す概略的な構成図である。It is a schematic block diagram which shows the Example of a non-contact operation | movement detection means (input part). 揺動型運動装置に配置される視覚刺激手段(課題報知部、結果報知部)の実施例を示す概略的な構成図である。It is a schematic block diagram which shows the Example of the visual stimulation means (a task alerting | reporting part, a result alerting | reporting part) arrange | positioned at a rocking | fluctuation type exercise device. 反応時間/回答情報の代表値を利用した脳機能レベル算出処理の概略的なフローチャートである。It is a schematic flowchart of the brain function level calculation process using the representative value of reaction time / answer information. 図12の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of FIG. 課題達成時間を用いた脳機能レベル算出処理の概略的なフローチャートである。It is a schematic flowchart of a brain function level calculation process using the task achievement time. 課題選択部を利用した脳機能レベル算出処理の概略的なフローチャートである。It is a schematic flowchart of a brain function level calculation process using a task selection unit.

符号の説明Explanation of symbols

1:本体、2:シート(可動部)、3:駆動部、10:脳機能維持改善装置、12:揺動型運動装置、14:データ格納部、16:課題報知部、18:制御部、20:入力部、22:反応時間計測部、24:回答判断部、26:脳機能レベル算出部、28:課題達成時間計測部、30:結果報知部、32:記憶部、34:課題選択部。   1: Main body, 2: Seat (movable part), 3: Drive part, 10: Brain function maintenance and improvement device, 12: Oscillation type exercise device, 14: Data storage part, 16: Problem notification part, 18: Control part, 20: input unit, 22: reaction time measurement unit, 24: answer determination unit, 26: brain function level calculation unit, 28: task achievement time measurement unit, 30: result notification unit, 32: storage unit, 34: task selection unit .

以下、一実施形態の脳機能維持改善装置10を添付図面に基いて説明する。本発明者らは、揺動型運動装置を用いて身体に揺動刺激を加えると認知判断が速くなる効果を見いだした。   Hereinafter, the brain function maintenance improvement device 10 of one embodiment is explained based on an accompanying drawing. The inventors of the present invention have found an effect of speeding up the recognition judgment when a swinging stimulus is applied to the body using a swinging type exercise device.

図1は、脳機能維持改善装置10の概略的なブロック図である。装置10は、ユーザに他動的揺動刺激を与える揺動型運動装置12(例えば後述する図3の装置)と、認知課題を格納したデータ格納部14と、ユーザに対して認知課題を伝えるための課題報知部16と、データ格納部14から認知課題を読み出し、揺動型運動装置12によりユーザに他動的揺動刺激を与える間に、課題報知部16を通じてユーザに認知課題を伝える制御部18とを備える。この装置10によれば、揺動型運動装置12によるユーザの揺動運動中に、制御部18はデータ格納部14から課題報知部16を通じて認知課題をユーザに伝える。すなわち、装置10は、ユーザの身体に揺動刺激(運動効果)をもたらす間に認知課題をユーザに行わせる。揺動型運動装置12は、図3の装置に限定されず、例えば特許文献1に示された構造や、その他の構造を採用することもできる。   FIG. 1 is a schematic block diagram of a brain function maintenance / improvement device 10. The apparatus 10 is an oscillating exercise apparatus 12 (for example, the apparatus shown in FIG. 3 to be described later) that gives a user another dynamic oscillating stimulus, a data storage unit 14 that stores a cognitive task, and transmits the cognitive task to the user. Control unit 16 and a control unit for reading a recognition task from the data storage unit 14 and transmitting the recognition task to the user through the task notification unit 16 while giving the swing dynamic exercise device 12 other dynamic swing stimulation. Part 18. According to this device 10, during the user's swing motion by the swing type exercise device 12, the control unit 18 transmits the recognition task from the data storage unit 14 to the user through the task notification unit 16. That is, the device 10 allows the user to perform a cognitive task while providing a rocking stimulus (exercise effect) to the user's body. The oscillating motion device 12 is not limited to the device shown in FIG. 3, and for example, the structure shown in Patent Document 1 or other structures can be adopted.

好適には脳機能維持改善装置10は、ユーザに伝えた認知課題に対するユーザの回答を受ける入力部20を備え、制御部18は、入力部20を通じてユーザの回答を受け取る。この入力部20としては、例えば、ユーザが操作できるスイッチ、ユーザの音声を認識する音声認識手段、映像として捉えたユーザの動作を認識する画像認識手段、ユーザが手に持つ回答器の動かし方を回答器内に配した加速度センサで検出する動き認識手段等を用いることができるが、これらに限定されない。なお、入力部20の実施例については、後で詳しく述べる。   Preferably, the brain function maintenance / improvement device 10 includes an input unit 20 that receives a user's answer to the cognitive task transmitted to the user, and the control unit 18 receives the user's answer through the input unit 20. The input unit 20 includes, for example, a switch that can be operated by the user, a voice recognition unit that recognizes the user's voice, an image recognition unit that recognizes the user's operation captured as a video, and a method of moving the answering unit held by the user. A motion recognition unit or the like that is detected by an acceleration sensor arranged in the answering machine can be used, but is not limited thereto. An embodiment of the input unit 20 will be described later in detail.

制御部18は、入力部20に接続された反応時間計測部22を含み、該計測部22は、課題報知部16により認知課題がユーザに伝えられてから入力部20に回答が入力されるまでの反応時間を、例えば内部に設けられたタイマ(図示略)を用いて計測する。   The control unit 18 includes a reaction time measurement unit 22 connected to the input unit 20, and the measurement unit 22 until the answer is input to the input unit 20 after the recognition task is transmitted to the user by the task notification unit 16. The reaction time is measured using, for example, a timer (not shown) provided inside.

制御部18はさらに、入力部20を通じてユーザの回答を受け取る回答判断部24を含む。データ格納部14には、ユーザに与えられる認知課題(課題データ)だけでなく、その認知課題に対する正答(正答データ)も格納されている。回答判断部24は、入力部20に入力されたユーザの回答を、データ格納部14内の対応する正答と照合することによりユーザの回答の正/誤を判断し、その判断結果を示す回答情報を生成する。例えば回答判断部24は、認知課題に対する誤答の回数をカウンタ(図示略)によりカウントして、そのカウント数を回答情報として生成する。   The control unit 18 further includes an answer determination unit 24 that receives a user's answer through the input unit 20. The data storage unit 14 stores not only a cognitive task (task data) given to the user but also a correct answer (correct data) for the cognitive task. The answer determination unit 24 determines the correctness / incorrectness of the user's answer by comparing the user's answer input to the input unit 20 with the corresponding correct answer in the data storage unit 14, and answer information indicating the determination result Is generated. For example, the answer determination unit 24 counts the number of erroneous answers to the cognitive task with a counter (not shown), and generates the count as answer information.

この場合、好適には回答判断部24は、反応時間計測部22により計測された反応時間(課題提示から回答入力までの時間)に基づいて、回答情報及び反応時間データの妥当性を判断するのがよい。例えば、ユーザに課題が与えられてから最大判定時間が経過しても回答が入力されない場合は、その課題がユーザによって認識されなかった(例えば、報知された課題を聞きのがした)可能性が高い。従って、最大判定時間を超えても回答入力がない場合には、回答判断部24は、タイムアウト処理を行い、その課題に対する回答情報及び反応時間データを破棄する。なお、このときユーザには、タイムアウトの通知を行うことが望ましい。一方、ユーザに課題が与えられてから最小判定時間(例えば、200msec未満)が経過する前に回答が入力された場合は、人間の反応速度の限界から、課題が与えられる前に(例えば、報知された課題を聞かずに)ユーザが応答した疑問が強い。従って、最小判定時間前に回答入力があった場合には、回答判断部24はその回答入力が不正または誤操作であると判断して、同様に、その課題に対する反応時間データ及び回答情報を破棄する。なお、このときにもユーザには、タイムアウト処理(入力が適正に行われなかった旨の通知)を行うことが望ましい。このように、最大判定時間または最小判定時間に基づいてデータ(回答及び反応時間)の妥当性を判断することにより、次の課題の報知の遅れを回避するとともに、より正確なデータをそれ以降の処理に採用することができる。   In this case, the answer determination unit 24 preferably determines the validity of the answer information and the reaction time data based on the reaction time (time from task presentation to answer input) measured by the reaction time measurement unit 22. Is good. For example, if the answer is not input even after the maximum determination time has elapsed since the assignment was given to the user, the assignment may not have been recognized by the user (for example, the reported assignment has been heard). high. Therefore, if there is no response input even after the maximum determination time is exceeded, the response determination unit 24 performs a time-out process and discards the response information and reaction time data for the task. At this time, it is desirable to notify the user of a timeout. On the other hand, if an answer is input before the minimum judgment time (for example, less than 200 msec) has elapsed since the task was given to the user, the task is given before the task is given due to the limit of human reaction speed (for example, notification) There is a strong question that the user responded (without listening to the assigned task). Accordingly, if there is an answer input before the minimum judgment time, the answer determination unit 24 determines that the answer input is illegal or erroneous operation, and similarly discards the reaction time data and answer information for the task. . At this time, it is desirable for the user to perform a timeout process (notification that the input has not been performed properly). In this way, by judging the validity of the data (answer and response time) based on the maximum judgment time or the minimum judgment time, it is possible to avoid delay in notification of the next problem and to obtain more accurate data thereafter. Can be used for processing.

制御部18はさらに、脳機能レベル算出部26を含む。算出部26は、反応時間計測部22により計測された反応時間と、回答判断部24により生成された回答情報とのうちの少なくとも1つに基づいて、ユーザの脳機能レベルを評価する。この脳機能レベルは、脳機能の加齢による機能低下を示す指標となるものである。なお算出部26は、1回の課題に対する回答に要した反応時間のみを用いて脳機能レベルを評価してもよいが、好適には、反応時間と回答情報とを組み合わせて評価することで、より精密な脳機能レベル情報を生成することができる。   The control unit 18 further includes a brain function level calculation unit 26. The calculation unit 26 evaluates the user's brain function level based on at least one of the reaction time measured by the reaction time measurement unit 22 and the answer information generated by the answer determination unit 24. This brain function level serves as an index indicating a decrease in function due to aging of brain function. The calculation unit 26 may evaluate the brain function level using only the reaction time required for answering one task, but preferably, by combining the reaction time and the answer information, More precise brain function level information can be generated.

また、脳機能レベルは、1つの課題の終了後に生成されてもよいが、好適には、複数回の課題の終了後に生成されるとなおよい。課題を複数回繰り返した後に脳機能レベル情報を生成することにより、脳機能レベルを統計的に評価することができる。また、同じ課題を繰り返し(または異なる課題を周期的に)与える場合、報知する時間間隔(すなわち、課題を与える間隔)を短くすると難易度が上がるため、一般には誤答が増える。このため、ユーザのレベルに応じて効果的に脳トレーニングを行うことができる。この場合、算出部26は、例えば下記の表1に示すテーブルを参照することにより、脳機能レベルを容易に導出することができる。なお、下記のテーブルは、複数回の課題の繰り返し後に、反応時間と回答情報との組み合わせ結果に基づいて脳機能レベルを導出するものである。表1において、反応時間が短く且つ誤答数が少ないほど高い脳機能レベルを示している。このように、反応時間のみならず誤答数(回答情報)も考慮することにより、より精密な結果を得ることができる。   The brain function level may be generated after the end of one task, but preferably it is generated after the end of a plurality of tasks. The brain function level can be statistically evaluated by generating the brain function level information after repeating the task a plurality of times. Further, when the same task is repeatedly given (or different tasks are periodically given), since the difficulty level is increased if the time interval for notification (that is, the task giving interval) is shortened, generally, the number of wrong answers increases. For this reason, brain training can be effectively performed according to the level of the user. In this case, the calculation unit 26 can easily derive the brain function level by referring to the table shown in Table 1 below, for example. The following table derives the brain function level based on the combination result of the reaction time and the response information after repeating a plurality of tasks. In Table 1, the shorter the reaction time and the smaller the number of wrong answers, the higher the brain function level. In this way, more accurate results can be obtained by considering not only the reaction time but also the number of erroneous answers (answer information).

Figure 0005081252
さらに、脳機能レベル情報を複数回の課題の終了後に生成する場合、好適には、算出部26は、それらの課題に対する反応時間/回答情報の代表値(例えば、平均値、中央値、最大値、最小値、偏差)を求め、その代表値に対応する脳機能レベルを、例えばテーブルから導出するのがよい。このような代表値を利用することで、その代表値の種類に応じて、目的の脳機能により合致した脳機能レベルを表現することができる。このような代表値を利用した脳機能レベル算出方法については、後で詳しく述べる。
Figure 0005081252
Further, when the brain function level information is generated after the completion of a plurality of tasks, the calculation unit 26 preferably uses a representative value (for example, average value, median value, maximum value) of reaction time / response information for these tasks. , Minimum value, deviation), and a brain function level corresponding to the representative value may be derived from, for example, a table. By using such a representative value, a brain function level that matches the target brain function can be expressed according to the type of the representative value. A brain function level calculation method using such representative values will be described in detail later.

また、データ格納部14には、好適には、難易度または内容の異なる複数の認知課題を格納するのがよい。この場合、算出部26は、ユーザに提示する認知課題の種類、または複数の異なる認知課題の回答情報/反応時間の組み合わせに基づいて、ユーザのレベルに応じた脳機能レベル情報を生成することができる。   The data storage unit 14 preferably stores a plurality of cognitive tasks having different difficulty levels or contents. In this case, the calculation unit 26 may generate brain function level information corresponding to the level of the user based on the type of cognitive task presented to the user or a combination of answer information / reaction time of a plurality of different cognitive tasks. it can.

図1に示すように、制御部18内にはさらに、ユーザが1つ又は複数の認知課題を完了させるのにかかった課題達成時間を、図示しない内部のタイマを用いて(反応時間計測部22のタイマを利用してもよい)計測する課題達成計測部28が設けられている。脳機能レベル算出部26は、上記のような反応時間や回答情報ではなく、この計測部28により計測された課題達成時間を用いて脳機能レベル情報を生成してもよい。この課題達成時間を用いた脳機能レベル算出方法については、後で詳しく述べる。もちろん、算出部26は、課題達成時間と回答情報/反応時間とを組み合わせて脳機能レベル情報を生成してもよい。   As shown in FIG. 1, the control unit 18 further includes a task achievement time taken for the user to complete one or more cognitive tasks using an internal timer (not shown) (reaction time measuring unit 22). The task achievement measuring unit 28 to be measured is provided. The brain function level calculation unit 26 may generate the brain function level information using the task achievement time measured by the measurement unit 28 instead of the reaction time and answer information as described above. The brain function level calculation method using the task achievement time will be described in detail later. Of course, the calculation unit 26 may generate the brain function level information by combining the task achievement time and the answer information / reaction time.

脳機能レベル算出部26には、該算出部26により導出された脳機能レベルを報知する結果報知部30と、各ユーザの脳機能レベル情報を蓄積する記憶部32とが接続されている。課題終了後、算出部26は、今回の脳機能レベル情報のみを結果報知部30を通じて提示してもよいが、記憶部32に蓄積されたそのユーザの前回(あるいは過去)の脳機能レベル情報を併せて提示することがより好ましい。こうすることで、ユーザは、前回の脳機能レベル情報から、自身の脳機能レベルの向上/低下を明確に知ることができる。なお、記憶部32には、脳機能レベル情報だけでなく、その作成に用いる回答情報、反応時間、および/または課題達成時間を記憶するのがよい。この場合、結果報知部30からは、脳機能レベル情報だけでなく、回答情報、反応時間、および/または課題達成時間を報知することができる。これらの結果を結果報知部30を通じてユーザに知らせるタイミングは、各課題に対する回答の入力後でもよいし、あるいは、複数の課題の終了後でもよい。   Connected to the brain function level calculation unit 26 are a result notification unit 30 that notifies the brain function level derived by the calculation unit 26 and a storage unit 32 that stores brain function level information of each user. After completion of the task, the calculation unit 26 may present only the current brain function level information through the result notification unit 30, but the previous (or past) brain function level information of the user accumulated in the storage unit 32. It is more preferable to present them together. By doing so, the user can clearly know the improvement / decrease in his / her brain function level from the previous brain function level information. In addition, it is good to memorize | store not only the brain function level information but the reply information used for the preparation, reaction time, and / or task achievement time in the memory | storage part 32. FIG. In this case, the result notifying unit 30 can notify not only the brain function level information but also answer information, reaction time, and / or task achievement time. The timing for notifying the user of these results through the result notification unit 30 may be after the input of an answer to each task or after the completion of a plurality of tasks.

課題報知部16及び結果報知部30としては、音を発するスピーカー(聴覚刺激手段)でもよいし、あるいはディスプレイ(例えば図1に示すように、制御部18に接続された操作パネル36)を用いた表示装置(視覚刺激手段)でもよい。または、このような聴覚刺激や視覚刺激に代えて、あるいはそれらに加えて、例えば振動を利用した感覚刺激手段および/または香りを利用した嗅覚刺激手段を備えてもよい。すなわちユーザに認知課題および評価結果(脳機能レベル)を明確に伝えることができるものであれば、各報知部16,30に用いる刺激手段(刺激装置)の種類は問わない。報知部16,30の実施例については、後で詳しく述べる。なお、課題報知部16が結果報知部30を兼用し、データ格納部14が記憶部32を兼用してもよい。   As the task notification unit 16 and the result notification unit 30, a speaker that emits sound (auditory stimulation means) may be used, or a display (for example, an operation panel 36 connected to the control unit 18 as shown in FIG. 1) is used. It may be a display device (visual stimulation means). Alternatively, instead of or in addition to such auditory stimulation and visual stimulation, for example, sensory stimulation means using vibration and / or olfactory stimulation means using scent may be provided. That is, the type of stimulation means (stimulation apparatus) used for each of the notification units 16 and 30 is not limited as long as it can clearly communicate the cognitive task and the evaluation result (brain function level) to the user. Examples of the notification units 16 and 30 will be described in detail later. The task notification unit 16 may also serve as the result notification unit 30, and the data storage unit 14 may also serve as the storage unit 32.

難易度または内容の異なる複数の認知課題がデータ格納部14に格納されている場合、好適には、制御部18はさらに、それらの課題の中からユーザに提示する少なくとも1つを選択する課題選択部34を含むのがよい。この課題選択部34は、例えば操作パネル36を通じてユーザから与えられた指示に基づいて少なくとも1つの課題を選択する。制御部18は、その選択された課題をデータ格納部14から取り込んで課題報知部16を通じてユーザに提示する。なお、操作パネル36を通じたユーザの指示ではなく、記憶部32に蓄積された前回または過去の脳機能レベル情報に基づいて、課題選択部34がユーザのレベルに応じて今回の課題を自動的に選択してもよい。もちろん、複数の課題の少なくとも1つがランダムに選択されてもよい。課題選択部34の動作については、後で詳しく述べる。   When a plurality of cognitive tasks having different difficulty levels or contents are stored in the data storage unit 14, preferably, the control unit 18 further selects a task for selecting at least one of the tasks to be presented to the user. The part 34 may be included. The task selection unit 34 selects at least one task based on an instruction given from the user through the operation panel 36, for example. The control unit 18 takes the selected task from the data storage unit 14 and presents it to the user through the task notification unit 16. Note that the task selection unit 34 automatically assigns the current task according to the user's level based on the previous or past brain function level information accumulated in the storage unit 32 instead of the user's instruction through the operation panel 36. You may choose. Of course, at least one of the plurality of tasks may be selected at random. The operation of the assignment selection unit 34 will be described in detail later.

好適には、制御部18にはさらに、揺動型運動装置12の揺動動作(具体的には、図3に示す後述するシート2の動作)を検出する揺動センサ38が接続されるのがよい。この場合、制御部18は、揺動センサ38の検出信号に基づいて、シート2の揺動動作に認知課題報知のタイミングを一致させたり、逆に不一致にさせることができる。なお、こうした揺動センサ38以外にも、揺動動作の速度を検出する速度センサを制御部18に接続してもよい。装置12の動作を検出するこれらのセンサを利用して、揺動動作のタイミング、速度、および/またはパターンに、ユーザに提示する認知課題を組み合わせることで、課題の難易度や神経への刺激を多彩にすることができる。例えば制御部18は、認知課題に対する回答に応じて装置12の他動運動を変化させたり、報知と揺動リズムとを連動させることで、認知課題の難易度を変えることができる。   Preferably, the control unit 18 is further connected with a swing sensor 38 for detecting a swing operation of the swing type exercise device 12 (specifically, an operation of the seat 2 described later shown in FIG. 3). Is good. In this case, based on the detection signal of the swing sensor 38, the control unit 18 can make the recognition task notification timing coincide with the swing operation of the seat 2, or vice versa. In addition to the swing sensor 38, a speed sensor that detects the speed of the swing operation may be connected to the control unit 18. By using these sensors that detect the movement of the device 12 and combining the timing, speed, and / or pattern of the swing movement with the cognitive task presented to the user, the difficulty level of the task and the stimulation to the nerve can be reduced. Can be varied. For example, the control unit 18 can change the difficulty level of the cognitive task by changing the passive movement of the device 12 according to the answer to the cognitive task, or by linking the notification and the rocking rhythm.

なお、図1では脳機能維持改善装置10の構成をそれぞれ機能別に示したが、制御部18およびそれに接続された複数の機能部(データ格納部14、課題報知部16、入力部18、結果報知部30、記憶部32、操作パネル36、揺動センサ38)は揺動型運動装置12に一体的に設けられる。もちろん、制御部18および複数の機能部を含む別体のコントローラを設けてもよい。   In FIG. 1, the configuration of the brain function maintenance / improvement device 10 is shown for each function. However, the control unit 18 and a plurality of functional units (the data storage unit 14, the task notification unit 16, the input unit 18, the result notification) connected thereto. The unit 30, the storage unit 32, the operation panel 36, and the swing sensor 38) are provided integrally with the swing type exercise device 12. Of course, a separate controller including the control unit 18 and a plurality of functional units may be provided.

図3は、一例としての揺動型運動装置12の概略構成を示す。揺動型運動装置12は、ユーザに身体の場所移動を伴わせることなく、一箇所で、ユーザに他動的揺動刺激を与えてバランス訓練となる運動を行わせるものである。装置12は、本体1と、本体1上部に取り付けられた、可動部としての、ユーザが座るシート2とを備えている。シート2は、馬の背や鞍を模した形状で、その上面が座面として形成されている。本体1の内部には、シート2を駆動する駆動部3が収納されている。この駆動部3は、シート2を、前後左右に、例えば、装置12の上方から見てシート2が「8の字」を描く揺動動作を行うように駆動する。駆動部3は、シート2に連結されたモータ40(図1)を含み、上記特許文献1に記載されたものと同様に、モータ40の回転に基づき、それぞれ図示しない偏心機構及びリンク機構を用いてシート2を揺動動作させる。モータ40は、制御部18によってモータ駆動回路42(図1)を介して駆動される。   FIG. 3 shows a schematic configuration of an oscillating exercise device 12 as an example. The swing type exercise device 12 gives the user an exercise of balance exercise by giving the user another dynamic swing stimulus at one place without causing the user to move the body. The apparatus 12 includes a main body 1 and a seat 2 that is attached to the upper portion of the main body 1 and serves as a movable portion on which a user sits. The seat 2 has a shape simulating a horse's back and heel, and its upper surface is formed as a seating surface. A drive unit 3 that drives the seat 2 is housed inside the main body 1. The driving unit 3 drives the seat 2 so as to perform a swinging motion in which the seat 2 draws an “eighth-shape” when viewed from above, for example, from above the device 12. The drive unit 3 includes a motor 40 (FIG. 1) connected to the seat 2, and uses an eccentric mechanism and a link mechanism (not shown) based on the rotation of the motor 40, similarly to the one described in Patent Document 1 above. Then, the seat 2 is swung. The motor 40 is driven by the control unit 18 via the motor drive circuit 42 (FIG. 1).

シート2の前端部両側には、シート2の左右方向に沿った中心軸周りに回動自在に連結された手綱6(持ち手)が配置されている。この手綱6は、図3に示すように例えば半円弧状に形成されている。さらに、シート2の前端部上面には、操作パネル36が設けられている。前述したように、操作パネル36は、制御部18に電気的に接続されている(図1参照)。また、シート2の前寄り両側には、ユーザが足を掛けることができる一対の鐙7,7が吊り下げられている。   On both sides of the front end portion of the seat 2 are disposed reins 6 (handles) that are rotatably connected around a central axis along the left-right direction of the seat 2. As shown in FIG. 3, the reins 6 are formed in a semicircular arc shape, for example. Further, an operation panel 36 is provided on the upper surface of the front end portion of the seat 2. As described above, the operation panel 36 is electrically connected to the control unit 18 (see FIG. 1). In addition, a pair of heels 7 and 7 on which both sides of the seat 2 can be hung are suspended from both sides of the seat 2.

上述した揺動型運動装置12の構成は、本発明を限定するものでなく、他の構成および駆動方式を採用することもできる。例えば揺動型運動装置12は、シート2の揺動動作に加えて、シート2の上下動作を伴うものであってもよい。「他動的揺動刺激を与える揺動型運動装置」とは、シート2等のような可動部の前後動作、左右動作、上下動作、および/またはそれらの組み合わせの動作を制御する装置を意図している。   The configuration of the oscillating motion device 12 described above does not limit the present invention, and other configurations and driving methods may be employed. For example, the swing type exercise device 12 may be accompanied by a vertical motion of the seat 2 in addition to the swing motion of the seat 2. “An oscillating motion device that provides other dynamic oscillating stimuli” is intended to mean a device that controls the longitudinal and lateral movements, left and right movements, vertical movements, and / or combinations thereof of a movable part such as the seat 2. doing.

次に、図1及び図2を参照して、脳機能維持改善装置10の概略的な動作を説明する。
ステップ100で、制御部18は認知課題をデータ格納部14から取り込む。ステップ102で、制御部18は、ユーザが揺動運動中か否か、すなわち、シート2の揺動動作が行われているかどうかを検出する。例えば制御部18は、開始ボタン等の操作、あるいは揺動センサ38の出力によって揺動動作を検出する。揺動動作を検出する場合、ステップ104で、制御部18は課題報知部16を通じて認知課題をユーザに報知する。
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, a schematic operation of the brain function maintenance improving device 10 will be described.
In step 100, the control unit 18 takes in the recognition task from the data storage unit 14. In step 102, the control unit 18 detects whether or not the user is performing a swing motion, that is, whether or not the seat 2 is swinging. For example, the control unit 18 detects a swinging operation by operating a start button or the like or by an output of the swinging sensor 38. When detecting the swing motion, in step 104, the control unit 18 notifies the user of the cognitive task through the task notification unit 16.

ステップ106で、制御部18は反応時間計測部22のタイマを開始させて、報知した課題に対する回答の入力をユーザから待つ。ステップ108で、ユーザの回答が入力部20に入力されると、ステップ110で、制御部18は反応時間計測部22のタイマを停止する。反応時間計測部22は、このタイマの計測値、すなわち課題提示から回答入力までの時間(反応時間)を、回答判断部24に供給する。   In step 106, the control unit 18 starts the timer of the reaction time measuring unit 22 and waits for an input of an answer to the notified task from the user. When the user's answer is input to the input unit 20 in step 108, the control unit 18 stops the timer of the reaction time measuring unit 22 in step 110. The reaction time measuring unit 22 supplies the measured value of the timer, that is, the time from the task presentation to the answer input (reaction time) to the answer determining unit 24.

ステップ112で、制御部18、好適には回答判断部24は、ユーザの反応時間が最小判定時間(例えば、200msec)未満か否かを判定する。反応時間が200msec以上の場合、次いでステップ114で、回答判断部24は、反応時間が最大判定時間以下か否かを判定する。   In step 112, the control unit 18, preferably the answer determination unit 24, determines whether or not the user's reaction time is less than the minimum determination time (for example, 200 msec). If the reaction time is 200 msec or more, then in step 114, the answer determination unit 24 determines whether or not the reaction time is less than or equal to the maximum determination time.

なお、反応時間が最小判定時間未満である場合(ステップ112でYES)、あるいは最大判定時間を超える場合(ステップ114でYES)、ステップ116で回答判断部24はタイムアウト処理を行ってユーザに(例えば課題報知部16を通じて)タイムアウトを報知する。反応時間が適正な時間範囲にある場合、制御部18、好適には回答判断部24は、ステップ118で、その反応時間データを記憶部32に書き込む。   If the reaction time is less than the minimum determination time (YES in step 112) or exceeds the maximum determination time (YES in step 114), the answer determination unit 24 performs time-out processing in step 116 to the user (for example, Timeout is notified through the issue notification unit 16. When the reaction time is within the appropriate time range, the control unit 18, preferably the answer determination unit 24 writes the reaction time data in the storage unit 32 in step 118.

ステップ120で、制御部18、具体的に回答判断部24は、ユーザの回答が誤りであるか否かを判定する。ユーザの回答が誤りである場合、ステップ122で、回答判断部24はその回答を誤答としてカウントアップし、その誤答数を回答情報として記憶部32に書き込む(あるいは、記憶部32に記憶されている回答情報を更新する)。   In step 120, the control unit 18, specifically the answer determination unit 24, determines whether or not the user's answer is incorrect. If the user's answer is incorrect, in step 122, the answer determination unit 24 counts up the answer as an incorrect answer and writes the number of the incorrect answer as answer information in the storage unit 32 (or stored in the storage unit 32). Update the answer information).

ステップ124で、制御部18は、全ての認知課題が終了したか否かを判定する。まだ報知されていない課題が存在する場合、処理はステップ100に戻り、上述したステップ100〜122が繰り返される。   In step 124, the control unit 18 determines whether or not all cognitive tasks have been completed. If there is a task that has not been notified yet, the process returns to step 100 and steps 100 to 122 described above are repeated.

全ての認知課題が終了している場合、制御部18、具体的に脳機能レベル算出部26はステップ126で、反応時間データおよび/または回答情報を記憶部32から読み出して脳機能レベル情報を生成する。   If all the cognitive tasks have been completed, the control unit 18, specifically the brain function level calculation unit 26, in step 126, reads the reaction time data and / or answer information from the storage unit 32 and generates brain function level information. To do.

図4は、揺動運動を行わずに単なる繰り返しのある認知課題を与えたときの反応時間Aと、揺動運動を行いながら同じ認知課題を与えたときの反応時間Bとの差を示している。
一例としてここでの認知課題には、表2に示すように音声報知を利用している。ユーザは、男性の声で「みぎ」と指示されたら右(青)のボタンを押し、男性の声で「ひだり」と指示されても右(青)のボタンを押し、女性の声で「みぎ」と指示されたら左(赤)のボタンを押し、女性の声で「ひだり」と指示されたらやはり左(赤)のボタンを押すというものである。この課題を例えば約80回繰り返し与えて脳トレーニングしたときの平均反応時間は、図4から明らかなように、他動的揺動刺激を与えながらの場合の方が明らかに短くなっている。
FIG. 4 shows the difference between the reaction time A when a repetitive cognitive task is given without performing a rocking motion and the reaction time B when the same cognitive task is given while performing a rocking motion. Yes.
As an example, as shown in Table 2, voice notification is used for the recognition task here. The user presses the right (blue) button when instructed by a male voice, and presses the right (blue) button even when instructed by a male voice as "hidari". ”Is pressed, the left (red) button is pressed, and when the female voice is“ hidari ”, the left (red) button is pressed. For example, as shown in FIG. 4, the average reaction time when the task is repeatedly given about 80 times and the brain is trained is clearly shorter in the case of applying the other dynamic oscillation stimulus.

Figure 0005081252
なお、認知課題に対する反応時間は、課題の難易度にもよるが、他動的揺動刺激を与えながらの方が50−100msec程度速くなっている。揺動刺激によって脳が活性化され、脳や神経を使う作業に良い影響が現れるためと考えられる。従って、身体運動を行いながら反射神経や脳のトレーニングも効果的に行うことができる。
Figure 0005081252
The reaction time for the cognitive task is about 50-100 msec faster while applying the other dynamic rocking stimulus, although it depends on the difficulty level of the task. This is thought to be because the brain is activated by the swinging stimulus, and the work that uses the brain and nerves has a positive effect. Therefore, reflexes and brain training can be effectively performed while performing physical exercise.

また、揺動型運動装置12を用いた他動型運動は、姿勢を一定に保つ運動課題であることから、認知課題を併用することに何ら困難はない点にも注目しなくてはならない。
なお、前述の表2に示すように、男性声の「みぎ」、男性声の「ひだり」、女性声の「みぎ」、女性声の「ひだり」の4種類の報知音声を利用する場合、入力部20は、例えば右(青)ボタンと左(赤)ボタンとからなる入力手段を含む。この場合、課題報知部16は、男性の声のときはその内容に関係なく右(青)ボタンを押し、女性の声のときはその内容に関係なく左(赤)ボタンを押すようにユーザに指示する。青ボタンが右にあるので、男性の声で「右」は一致条件、「左」は不一致条件を示す。反対に、赤ボタンが左にあるので、女性の声で「右」は不一致条件、「左」は一致条件を示す。
Also, it should be noted that the passive movement using the oscillating exercise device 12 is a movement task that keeps the posture constant, so there is no difficulty in using the cognitive task together.
In addition, as shown in Table 2 above, when using four types of notification voices of “migi” for male voice, “hidari” for male voice, “migi” for female voice, and “hidari” for female voice, The unit 20 includes input means including, for example, a right (blue) button and a left (red) button. In this case, the task notification unit 16 asks the user to press the right (blue) button regardless of the content when the voice is male and to press the left (red) button regardless of the content when the voice is female. Instruct. Since the blue button is on the right, “right” indicates a matching condition and “left” indicates a mismatch condition in a male voice. On the contrary, since the red button is on the left, “right” indicates a mismatch condition and “left” indicates a match condition in a female voice.

いずれにしても、一実施形態の脳機能維持改善装置10によれば、揺動運動を行いながら反射神経や脳のトレーニングを行うことができる。
なお、音声を用いて認知課題を報知する場合、報知する音声(課題)の種類は4種類に限らず、音声の種類の数を増やすと難易度を変えることができる。また、課題の内容とそれに対する回答のルールも様々に作成できる。たとえば、表3のようにすれば、認知課題の難易度が表2のものよりも高くなる。
In any case, according to the brain function maintenance and improvement device 10 of one embodiment, reflexes and brain training can be performed while performing rocking motion.
When notifying the cognitive task using voice, the number of voices (tasks) to be notified is not limited to four, and the difficulty level can be changed by increasing the number of voice types. In addition, the content of the assignment and the answer rules can be created in various ways. For example, if it is made like Table 3, the difficulty of a recognition task will become higher than the thing of Table 2.

Figure 0005081252
また、表4のように、ある音声(課題)に対しては反応しないことを要求する、「反応抑制」課題を作成することもできる。
Figure 0005081252
Moreover, as shown in Table 4, it is also possible to create a “reaction suppression” task that requires no response to a certain voice (task).

Figure 0005081252
また、表5は、ある音声(課題)が現れるまでボタンを押し続けることを要求する、「持続判断」課題の例である。
Figure 0005081252
Table 5 is an example of a “continuation determination” task that requires that the button be held down until a certain voice (task) appears.

Figure 0005081252
上述した、表2〜表5に示す認知課題はいずれも、前頭葉の脳血流を変化させるなど脳活性を促す報知刺激である。
Figure 0005081252
The above-described cognitive tasks shown in Tables 2 to 5 are notification stimuli that promote brain activity such as changing cerebral blood flow in the frontal lobe.

このように、脳機能維持改善装置10は、揺動動作を行うシート2上に乗ってユーザが揺動運動を行っている間に、認知課題をユーザに与える。揺動運動は筋神経に刺激を与えて筋活動を発生させると同時に脳へ周期的に刺激を与え、自然に姿勢制御を行わせて脳を活性化させる。図5は、揺動運動中に発生している身体各部の筋活動の例である。この揺動運動を行いながら、所定の認知課題をユーザに与えることで、反射神経や脳のトレーニングを効果的に行うことができる。   As described above, the brain function maintenance improvement device 10 gives the user a cognitive task while the user performs the swinging motion while riding on the seat 2 performing the swinging motion. Oscillating motion stimulates muscle nerves to generate muscle activity, and at the same time periodically stimulates the brain to activate posture by naturally performing posture control. FIG. 5 is an example of muscle activity of various parts of the body that occurs during the rocking motion. By giving the user a predetermined cognitive task while performing this rocking motion, reflexes and brain training can be effectively performed.

また、繰り返しのある認知課題が揺動の刺激と直接連動して与えられるため、認知トレーニング中の単調さをなくすことができる。さらに、運動の継続性を向上することもできる。   In addition, since a repetitive cognitive task is given directly in conjunction with a swinging stimulus, monotony during cognitive training can be eliminated. Furthermore, the continuity of exercise can be improved.

[入力部20の実施例]
図6(a)〜(d)は、ユーザの下肢の動作を検出する検出手段(入力部20)の種々の実施例を示す。なお、図6では、揺動型運動装置12(図3)の構造を簡略化して示している。ちなみに、本明細書において使用する「下肢」とは、ユーザの下半身の少なくとも一部分を意図するものであり、脚(足)、膝、足の指を含む。
[Example of input unit 20]
6A to 6D show various embodiments of detection means (input unit 20) for detecting the movement of the user's lower limb. In FIG. 6, the structure of the oscillating exercise device 12 (FIG. 3) is shown in a simplified manner. Incidentally, the “lower limb” used in the present specification intends at least a part of the lower body of the user, and includes a leg (foot), knees, and toes.

図6(a)は、シート2の右側面及び左側面の少なくとも一方(例えば、図3の点線6Aで囲まれる部分)に配置された圧力センサ52を示す。この圧力センサ52は、シート2の両側面を挟み込むユーザの股(もも)から受ける圧力、すなわち荷重を検出する荷重センサ(ロードセルと呼ばれる)であって、その荷重検出値を制御部18(反応時間計測部22及び回答判断部24)に供給する。制御部18は、この荷重検出値が閾値を超えたとき、ユーザの回答が入力されたと判断する。   6A shows the pressure sensor 52 disposed on at least one of the right side surface and the left side surface of the seat 2 (for example, a portion surrounded by a dotted line 6A in FIG. 3). The pressure sensor 52 is a load sensor (referred to as a load cell) that detects the pressure received from the user's crotch (thigh) that sandwiches both side surfaces of the seat 2, that is, a load. It supplies to the time measurement part 22 and the answer judgment part 24). When the load detection value exceeds the threshold value, the control unit 18 determines that the user's answer has been input.

図6(b)は、シート2と鐙7との連結部(例えば、図3の点線6Bで囲まれる部分)に配置された角度センサ54を示す。この角度センサ54は、鐙7に足を載せた状態でのユーザの膝(ひざ)の動きを検出し、その角度検出値を制御部18に供給する。制御部18は、この角度検出値が閾値を超えたとき、ユーザの回答が入力されたと判断する。   FIG. 6B shows the angle sensor 54 disposed at the connecting portion (for example, the portion surrounded by the dotted line 6 </ b> B in FIG. 3) between the seat 2 and the flange 7. The angle sensor 54 detects the movement of the user's knee (knee) with the foot placed on the heel 7 and supplies the detected angle value to the control unit 18. The control unit 18 determines that the user's answer has been input when the detected angle value exceeds the threshold value.

図6(c)は、鐙7の踏み込み部分(例えば、図3の点線6Cで囲まれる部分)に配置された圧力センサ56(例えばロードセル)を示す。この圧力センサ56は、鐙7を踏み込む力(荷重)を検出し、その荷重検出値を制御部18に供給する。制御部18は、この荷重検出値が閾値を超えたとき、ユーザの回答が入力されたと判断する。   FIG. 6C shows a pressure sensor 56 (for example, a load cell) arranged in a stepped portion of the rod 7 (for example, a portion surrounded by a dotted line 6C in FIG. 3). The pressure sensor 56 detects the force (load) that steps on the rod 7 and supplies the detected load value to the control unit 18. When the load detection value exceeds the threshold value, the control unit 18 determines that the user's answer has been input.

図6(d)は、鐙7の踏み込み部分に配置された接触センサ58を示す。例えば、この接触センサ58は、ユーザの足(例えば足の裏)との物理的接触を検出する接触スイッチによって構成され、接触を検出すると接触検出信号を制御部18に供給する。制御部18は、この接触検出信号によって、ユーザの回答が入力されたと判断する。なお接触センサ58は、足の裏との接触に限らず、例えば足の甲や膝などの他の下肢部分との接触を検出する位置に配置されてもよい。   FIG. 6 (d) shows the contact sensor 58 arranged at the stepping portion of the rod 7. For example, the contact sensor 58 is configured by a contact switch that detects physical contact with a user's foot (for example, the sole of the foot), and supplies a contact detection signal to the control unit 18 when contact is detected. The control unit 18 determines that the user's answer has been input based on the contact detection signal. The contact sensor 58 is not limited to contact with the sole of the foot, and may be disposed at a position for detecting contact with another lower limb portion such as the instep or knee.

図7は、他の揺動型運動装置12Aに配置された下肢動作検出手段62を示す。なお、図7の装置12Aにおいて、図3の装置12と同様な機能部には同一符号を付している。この装置12Aは、装置12のような鐙7を有しておらず、本体1の下部には、ユーザが足を乗せることができるベース装置60が取着されている。下肢動作検出手段62は、このベース装置60上に配置された例えば接触センサ(接触スイッチ)であって、ユーザの足の指または足の裏との物理的接触を検出する。なお、接触センサの代わりに圧力センサでもよい。図7では、ベース装置60上の2箇所(斜線で示す領域)に接触センサ62,62を配置したが、1つまたは3つ以上の接触センサ(例えば4個または8個)を配置してもよい。制御部18は、各接触センサ62からの接触検出信号によって、ユーザの回答が入力されたと判断する。   FIG. 7 shows the lower limb motion detection means 62 arranged in another swing type exercise device 12A. In the device 12A of FIG. 7, the same reference numerals are given to the same functional units as those of the device 12 of FIG. This device 12A does not have the heel 7 like the device 12, and a base device 60 on which a user can put his / her foot is attached to the lower part of the main body 1. The lower limb motion detection means 62 is, for example, a contact sensor (contact switch) disposed on the base device 60, and detects physical contact with the user's toes or soles. A pressure sensor may be used instead of the contact sensor. In FIG. 7, the contact sensors 62 and 62 are disposed at two locations (areas indicated by oblique lines) on the base device 60, but one or three or more contact sensors (for example, four or eight) may be disposed. Good. The control unit 18 determines that a user's answer has been input based on a contact detection signal from each contact sensor 62.

図6及び図7の下肢動作検出手段を用いれば、複雑な動作を意識して行うことが少ない下肢を、揺動運動中にユーザに意識して使わせることができる。従って、課題の難易度を高めたり調整することができる。このため、脳機能、特に下肢を使う動作における敏捷性やバランスの維持改善を効果的に行うことができる。   If the lower limb motion detection means of FIGS. 6 and 7 is used, the user can consciously use the lower limb, which is rarely performed with conscious of complex motion, during the swinging motion. Therefore, the difficulty level of the task can be increased or adjusted. For this reason, it is possible to effectively maintain and improve the agility and balance in the brain function, particularly in the operation using the lower limbs.

図8(a)〜(d)は、ユーザの上肢の動作を検出する検出手段(入力部20)の種々の実施例を示す。なお、図8では、揺動型運動装置12(図3)の構造を簡略化して示している。ちなみに、本明細書において使用する「上肢」とは、ユーザの上半身の少なくとも一部分を意図するものであり、腕、肘、手のひら、手の指を含む。   FIGS. 8A to 8D show various embodiments of detection means (input unit 20) for detecting the movement of the user's upper limb. In addition, in FIG. 8, the structure of the rocking | swiveling type exercise device 12 (FIG. 3) is simplified and shown. Incidentally, the “upper limb” used in the present specification intends at least a part of the upper body of the user, and includes an arm, an elbow, a palm, and a finger of a hand.

図8(a)は、手綱6(持ち手)上に配置された操作スイッチ64,64を示す。この操作スイッチ64,64は、ユーザが押下操作するために用いられる。各操作スイッチ64は、その押下操作に応答してスイッチ操作信号を制御部18(反応時間計測部22及び回答判断部24)に供給する。制御部18は、このスイッチ操作信号によって、ユーザの回答が入力されたと判断する。なお、手綱6上に、1つまたは3つ以上の操作スイッチを配置してもよい。   Fig.8 (a) shows the operation switches 64 and 64 arrange | positioned on the reins 6 (handle). The operation switches 64 and 64 are used for the user to perform a pressing operation. Each operation switch 64 supplies a switch operation signal to the control unit 18 (the reaction time measurement unit 22 and the answer determination unit 24) in response to the pressing operation. The control unit 18 determines that the user's answer has been input based on the switch operation signal. One or three or more operation switches may be arranged on the reins 6.

図8(b)は、シート2に対して上下動可能かつ回動可能に取り付けられた別の手綱6A(持ち手)内に配置された引っ張り検出センサ66を示す。この引っ張り検出センサ66は、例えば加速度センサによって構成することができる。加速度センサ66は、手綱6Aがユーザによって上方に持ち上げられる(または下方に押し下げられる)ときの加速度を検出し、その加速度検出値を制御部18に供給する。制御部18は、この加速度検出値が閾値を超えたとき、ユーザの回答が入力されたと判断する。なお、この加速度センサ66に代えて、あるいはそれに加えて、手綱6Aの回動を検出する角度センサを配置してもよい。手綱6Aの移動と回動とを組み合わせた構成では、手綱6Aに関する複数の動作をユーザに要求できるため、難易度の高い認知課題を提示することが可能となる。   FIG. 8B shows a tension detection sensor 66 arranged in another reins 6A (handle) attached to the seat 2 so as to be movable up and down and rotatable. The tension detection sensor 66 can be constituted by an acceleration sensor, for example. The acceleration sensor 66 detects an acceleration when the reins 6 </ b> A is lifted up (or pushed down) by the user, and supplies the detected acceleration value to the control unit 18. When the acceleration detection value exceeds the threshold value, the control unit 18 determines that the user's answer has been input. In place of or in addition to the acceleration sensor 66, an angle sensor for detecting the rotation of the reins 6A may be arranged. In the configuration in which the movement and rotation of the reins 6A are combined, the user can be requested to perform a plurality of operations related to the reins 6A, so that it is possible to present a cognitive task with a high degree of difficulty.

図8(c)は、本体1の下部ベース板1aに固定され、紐70の一端に接続されたセンサユニット68を示す。このセンサユニット68は、加速度センサを含む。紐70の他端にはハンドル72が取着されている。加速度センサ(68)は、ユーザがハンドル72を操作して紐70を引っ張る力(加速度)を検出し、その加速度検出値を制御部18に供給する。制御部18は、この加速度検出値が閾値を超えたとき、ユーザの回答が入力されたと判断する。なお、図8(d)に示すように、下部ベース板1aではなく、本体1の後部に取り付けられた、所定の範囲で揺動する揺動機器74内に加速度センサを配置してもよい。   FIG. 8C shows the sensor unit 68 fixed to the lower base plate 1 a of the main body 1 and connected to one end of the string 70. The sensor unit 68 includes an acceleration sensor. A handle 72 is attached to the other end of the string 70. The acceleration sensor (68) detects the force (acceleration) that the user operates the handle 72 to pull the string 70, and supplies the detected acceleration value to the control unit 18. When the acceleration detection value exceeds the threshold value, the control unit 18 determines that the user's answer has been input. As shown in FIG. 8D, the acceleration sensor may be arranged not in the lower base plate 1a but in a swinging device 74 that is attached to the rear portion of the main body 1 and swings within a predetermined range.

図8の上肢動作検出手段を用いれば、揺動運動中にユーザに上半身を意識して使わせることで、課題の難易度を高めたり調整することができる。このため、脳機能、特に上半身を使う動作における巧緻性の維持改善を効果的に行うことができる。   If the upper limb motion detection means of FIG. 8 is used, the difficulty level of the task can be increased or adjusted by allowing the user to use the upper body while swinging. For this reason, it is possible to effectively improve and maintain the skill in the brain function, particularly the operation using the upper body.

図9(a)、(b)は、手のひら又は指の動作を検出する他の上肢動作検出手段(入力部20)の実施例を示す。
例えば図9(a)は、シート2上に配置された複数の操作スイッチ76を示す。ここでは、シート2の前部に5つと後部に2つの計7つが配置されている。各スイッチ76は、例えば上記接触センサ62(図7)のような接触センサで構成される。制御部18は、各スイッチ76からの接触検出信号(すなわち、手のひらまたは指による押下操作)によって、ユーザの回答が入力されたと判断する。なお、スイッチ76の数及び位置は、図9(a)に示すものに限定されない。
FIGS. 9A and 9B show an embodiment of other upper limb motion detection means (input unit 20) for detecting the motion of the palm or finger.
For example, FIG. 9A shows a plurality of operation switches 76 arranged on the seat 2. Here, a total of seven seats are arranged, five at the front of the seat 2 and two at the rear. Each switch 76 includes a contact sensor such as the contact sensor 62 (FIG. 7). The control unit 18 determines that a user's answer has been input based on a contact detection signal from each switch 76 (that is, a pressing operation with a palm or a finger). The number and position of the switches 76 are not limited to those shown in FIG.

図9(b)は、揺動型運動装置12の両側に位置する一対の手すり82,84上に配置された複数の操作スイッチ86を示す。ここでは、右側の手すり82に5つのスイッチ86が配置され、同様に、左側の手すり84にも5つのスイッチ86が配置されている。すなわち、スイッチ86は、指の数に対応して設けられている。手すり82,84は、右側及び左側の支持脚88,90にそれぞれ連結されている。各スイッチ86は、例えば上記接触センサ62(図7)のような接触センサで構成されており、制御部18は各スイッチ86からの接触検出信号によって、ユーザの回答が入力されたと判断する。図9(b)の配置によれば、左右10個のスイッチ86をピアノの鍵盤とみなすことで、ピアノの練習に類似した課題をユーザに与えることができる。   FIG. 9B shows a plurality of operation switches 86 arranged on a pair of handrails 82 and 84 located on both sides of the swing type exercise device 12. Here, five switches 86 are disposed on the right handrail 82, and similarly, five switches 86 are disposed on the left handrail 84. That is, the switch 86 is provided corresponding to the number of fingers. The handrails 82 and 84 are connected to the right and left support legs 88 and 90, respectively. Each switch 86 is configured by a contact sensor such as the contact sensor 62 (FIG. 7), for example, and the control unit 18 determines that a user's answer has been input based on a contact detection signal from each switch 86. According to the arrangement shown in FIG. 9B, it is possible to give the user a task similar to piano practice by regarding the left and right ten switches 86 as piano keys.

図9の上肢動作検出手段を用いれば、揺動運動中にユーザに指や手先を意識して使わせることで、課題の難易度を高めたり調整することができる。このため、脳機能、特に指を使う動作における巧緻性の維持改善を効果的に行うことができる。とり分け、例えば図9(b)に示すような鍵盤型のスイッチ86を指示に従って押す動作は、脳の活性に非常に効果的である。   If the upper limb motion detection means in FIG. 9 is used, the difficulty level of the task can be increased or adjusted by allowing the user to use the finger or the hand while swinging. Therefore, it is possible to effectively maintain and improve the brain function, particularly the skill in the operation using the finger. In particular, for example, an operation of pressing a keyboard type switch 86 as shown in FIG. 9B in accordance with an instruction is very effective for brain activity.

図10は、ユーザの動作を非接触で検出する動作検出手段(入力部20)の実施例を示す。この動作検出手段は、例えば、カメラ92と、そのカメラ92に通信線を介して接続された(無線接続でもよい)インターフェース96とを含む。このインターフェース96は、揺動型運動装置12に内蔵された制御部18(図1参照)と無線(有線でもよい)によって通信可能に接続されている。カメラ92は、揺動運動中のユーザの動作を撮像し、その撮像データをインターフェース96を通じて制御部18に無線送信する。制御部18は、この撮像データを解析することによって、ユーザの動作を、与えられた課題に対する「回答」として認識する。   FIG. 10 shows an embodiment of motion detection means (input unit 20) that detects a user's motion in a non-contact manner. This motion detection means includes, for example, a camera 92 and an interface 96 connected to the camera 92 via a communication line (may be wireless connection). The interface 96 is communicably connected to the control unit 18 (see FIG. 1) built in the oscillating exercise device 12 by wireless (may be wired). The camera 92 captures an image of the user's movement during the swinging motion, and wirelessly transmits the captured image data to the control unit 18 through the interface 96. The control unit 18 recognizes the user's operation as an “answer” for the given task by analyzing the imaging data.

この場合、例えば認知課題は、インターフェース96に接続されたディスプレイ94を用いてユーザに与えてもよい。このディスプレイ94及びカメラ92を利用した認知課題の種類としては、以下のものが挙げられる。   In this case, for example, the cognitive task may be given to the user using the display 94 connected to the interface 96. Examples of types of cognitive tasks using the display 94 and the camera 92 include the following.

旗揚げ(選択判断課題):ディスプレイ94に表示された映像の指示に従って(または、スピーカを用いた音声を併用して)、ユーザは左右の手を正確に挙げたり降ろしたりする。カメラ92は、このユーザの手の動き(旗を揚げたり降ろしたりするような動作)を捉え、その撮像データをインターフェース96を通じて制御部18に送る。この旗揚げ課題では、素早い判断と動作の正確性を訓練することができる。     Flag raising (selection determination task): According to the instruction of the video displayed on the display 94 (or using sound using a speaker together), the user accurately raises or lowers the left and right hands. The camera 92 captures the movement of the user's hand (an operation that raises or lowers a flag), and sends the image data to the control unit 18 through the interface 96. In this lifting task, you can train quick judgment and accuracy of movement.

もぐらたたき(選択判断課題):ユーザは、ディスプレイ94の映像(またはスピーカの音声)で指示された場所に手や足を素早く移動させる。カメラ92は、このユーザの手や足の動きを捉える。このもぐらたたきでは、素早い判断と動作の正確性を訓練することができる。     Mottled (selection determination task): The user quickly moves his / her hand or foot to the location indicated by the video on the display 94 (or the sound of the speaker). The camera 92 captures the movements of the user's hands and feet. With this muffler, you can train quick judgment and accuracy of movement.

後出しじゃんけん(記憶、判断課題):ユーザは、ディスプレイ94の映像(またはスピーカの音声)で指示されたじゃんけんに勝つポーズ(または負けるポーズ)を素早く思い出してその動作をする。カメラ92は、このユーザの手の動きを捉える。この課題では、脳機能の一時記憶を鍛えることができる。     Post-Janken (Memory, Judgment Task): The user quickly recalls the pose that wins (or loses) the janken instructed by the video on the display 94 (or the sound of the speaker) and performs the operation. The camera 92 captures the movement of the user's hand. In this task, you can train temporary memory of brain function.

n−Back(記憶、判断課題):ユーザは、ディスプレイ94上に所定間隔(例えば1.8秒間隔)でランダムに表示された1〜4までの数字を記憶し、数字が現れたときにn個前の数字を思い出して答える。この場合、マイクを含む音声認識装置(非接触検出手段)により、ユーザの音声回答を解析する。なお、カメラ92により、ユーザの手や足の動きを撮像し、その動作を解析してもよい。この課題でも、脳機能の一時記憶を鍛えることができる。     n-Back (memory, judgment task): The user stores numbers 1 to 4 randomly displayed on the display 94 at predetermined intervals (for example, intervals of 1.8 seconds). Remind me of my previous numbers. In this case, the voice response of the user is analyzed by a voice recognition device (non-contact detection means) including a microphone. Note that the camera 92 may capture the movement of the user's hand or foot and analyze the motion. This task can also be used to train temporary memory of brain functions.

このように非接触動作検出手段(カメラ92等)を用いれば、様々な身体動作をユーザの反応として検出することができる。このため、脳トレーニングの多様さを増すことができる。   In this way, if non-contact motion detection means (camera 92 or the like) is used, various body motions can be detected as user responses. For this reason, the diversity of brain training can be increased.

なお、好適には、入力部20は、上肢動作検出手段、下肢動作検出手段、および非接触動作検出手段のうちの少なくとも1つを含む。
[課題報知部16(および結果報知部30)の実施例]
視覚刺激手段:
図11は、揺動型運動装置12のシート2上に配置された視覚刺激手段の一例を示す。図11に示すように、この視覚刺激手段は、シート2の前部に配置された複数(例えば5つ)のランプ102を含む。このような複数のランプ102を用いた視覚刺激は、ユーザに選択課題を報知する課題報知部16の構成として、特に有用である。例えば制御部18は、報知する選択課題の内容に応じて、点灯するランプ102の位置や点灯方法を変更する。これによって、選択課題(認知課題)を視覚的にユーザに報知することができる。なお、視覚刺激手段の他の構成として、図10に示すようなディスプレイ94でもよい。この場合、選択課題だけでなく、様々な認知課題を、映像で報知することができる。なお、ディスプレイ94は結果報知部30としても利用することができる。
Preferably, the input unit 20 includes at least one of upper limb motion detection means, lower limb motion detection means, and non-contact motion detection means.
[Example of Problem Notification Unit 16 (and Result Notification Unit 30)]
Visual stimulation means:
FIG. 11 shows an example of the visual stimulation means arranged on the seat 2 of the swing type exercise device 12. As shown in FIG. 11, the visual stimulation means includes a plurality of (for example, five) lamps 102 disposed in the front portion of the seat 2. Such visual stimulation using a plurality of lamps 102 is particularly useful as a configuration of the task notification unit 16 that notifies the user of a selection task. For example, the control unit 18 changes the position and lighting method of the lamp 102 to be lit according to the content of the selection task to be notified. Thereby, the selection task (cognitive task) can be visually notified to the user. As another configuration of the visual stimulation means, a display 94 as shown in FIG. 10 may be used. In this case, not only the selection task but also various recognition tasks can be notified by video. The display 94 can also be used as the result notification unit 30.

聴覚刺激手段:
この聴覚刺激手段の実施例は、音を発生するスピーカー(例えば操作パネル36に設けることができる)である。なお、スピーカーによって生成される「音」には、人間の音声、機械的音声、効果音、ミュージック、BGM、およびそれらの組み合わせが含まれる。聴覚刺激手段は、課題報知部16、結果報知部30のいずれにも使用することができる。
Auditory stimulation means:
An example of the auditory stimulation means is a speaker (for example, provided on the operation panel 36) that generates sound. The “sound” generated by the speaker includes human voice, mechanical voice, sound effect, music, BGM, and combinations thereof. The auditory stimulation means can be used for both the task notification unit 16 and the result notification unit 30.

感覚刺激手段:
「感覚刺激」とは、ユーザの身体に体性感覚的に与える刺激である。この「感覚刺激」には、振動刺激、温感刺激、冷感刺激が含まれる。例えば振動刺激の場合、図10に丸印で示すように、揺動型運動装置12に複数(例えば4つ)の振動子104〜107(振動刺激手段)を設けるのがよい。ここでは振動子104,105は、シート2の前部および後部にそれぞれ配置され、振動子106,107は、左右の鐙7,7にそれぞれ配置されている。このような振動子104〜107を用いた振動刺激は、ユーザに選択課題を報知する課題報知部16の構成として、特に有用である。例えば制御部18は、報知する選択課題の内容に応じて、振動位置や振動方法(強さ、間隔)を変更する。一方、温感刺激や冷感刺激の場合、例えばシート2の座部に熱発生装置や冷却装置等の温冷刺激手段(図示略)を配置するのがよい。このような温冷刺激手段を用いても、選択課題をユーザに報知することができる。
Sensory stimulation means:
The “sensory stimulus” is a stimulus given to the user's body in a somatosensory manner. This “sensory stimulation” includes vibration stimulation, warming stimulation, and cooling stimulation. For example, in the case of vibration stimulation, as shown by a circle in FIG. 10, a plurality of (for example, four) vibrators 104 to 107 (vibration stimulation means) may be provided in the oscillating exercise device 12. Here, the vibrators 104 and 105 are respectively arranged at the front part and the rear part of the seat 2, and the vibrators 106 and 107 are respectively arranged on the left and right ridges 7 and 7. Such vibration stimulation using the vibrators 104 to 107 is particularly useful as the configuration of the task notification unit 16 that notifies the user of the selection task. For example, the control unit 18 changes the vibration position and the vibration method (strength, interval) according to the content of the selection task to be notified. On the other hand, in the case of a warm sensation or a cool sensation, for example, a warm / cool stimulation means (not shown) such as a heat generating device or a cooling device may be disposed on the seat of the seat 2. Even if such a warm / cool stimulating means is used, the selection task can be notified to the user.

嗅覚刺激手段:
この聴覚刺激手段の実施例は、香りを発生する香り発生装置(図示略)である。好適には、香り発生装置は、複数の種類の香りを発生することが好ましい。この実施例の場合、制御部18は、香り発生装置を駆動することで、香りに応じた選択課題をユーザに提示する。
Olfactory stimulation means:
An example of the auditory stimulation means is a scent generator (not shown) that generates scent. Preferably, the scent generating device preferably generates a plurality of types of scents. In the case of this embodiment, the control unit 18 drives the scent generating device to present a selection task corresponding to the scent to the user.

なお、課題報知部16(30)は、視覚刺激手段、聴覚刺激手段、感覚刺激手段、および嗅覚刺激手段のうちの少なくとも1つを含む。運動中であってもユーザが上記のような刺激を受けることに何ら支障はないため、運動をしながら、脳の聴覚関連、視覚関連、体性感覚関連、嗅覚関連、温冷関連のそれぞれの領域を活性化させることができる。   The task notification unit 16 (30) includes at least one of visual stimulation means, auditory stimulation means, sensory stimulation means, and olfactory stimulation means. There is no problem for the user to receive the above stimuli even while exercising, so while exercising, each of the brain related auditory, visual, somatosensory, olfactory, and temperature related Regions can be activated.

[反応時間/回答情報の代表値を利用した脳機能レベル算出方法]
図12は、図1の脳機能維持改善装置10(制御部18)の他の制御動作を示すフローチャートである。
[Method of calculating brain function level using representative values of response time / response information]
FIG. 12 is a flowchart showing another control operation of the brain function maintaining and improving apparatus 10 (control unit 18) of FIG.

図12に示すように、ステップ200において、制御部18は、認知課題をデータ格納部14から取り込む。
次いでステップ202で、制御部18は、課題報知部16を通じてユーザに認知課題を報知し、その課題の実行を促す。なお、説明を簡単にするために詳細に図示していないが、このステップ202の処理には、先に図2で説明したステップ102〜122の処理が含まれる。すなわち、課題は、ユーザの揺動運動中に与えられ、その後、反応時間データおよび回答情報(例えば誤答数)がユーザの回答入力に基づいて生成および記憶される。
As shown in FIG. 12, in step 200, the control unit 18 takes in the recognition task from the data storage unit 14.
Next, in step 202, the control unit 18 notifies the user of the cognitive task through the task notification unit 16 and prompts the execution of the task. Although not shown in detail for the sake of simplicity, the processing in step 202 includes the processing in steps 102 to 122 described above with reference to FIG. That is, the task is given during the user's rocking motion, and then reaction time data and answer information (for example, the number of incorrect answers) are generated and stored based on the user's answer input.

ステップ204で、制御部18は、全ての認知課題が終了したか否かを判定する。まだ報知されていない認知課題が存在する場合、処理はステップ200に戻る。なお、この図12の処理では、同一のまたは異なる認知課題が繰り返し実行される。   In step 204, the control unit 18 determines whether all the cognitive tasks have been completed. If there is a cognitive task that has not been notified yet, the process returns to step 200. In the process of FIG. 12, the same or different cognitive tasks are repeatedly executed.

全ての認知課題が終了している場合(ステップ204でYES)、制御部18、具体的には算出部26は、次いでステップ206で、反応時間データおよび/または回答情報を記憶部32から読み出し、反応時間/回答情報に関連する少なくとも1つの代表値を算出する。例えば、反応時間に関して、算出部26は、反応時間の平均値、中央値、最大値、最小値、偏差を求める。また、回答情報に関して、算出部26は、平均正答率、課題毎の誤答数のばらつきなどを求める。算出部26は、こうして得られた代表値を記憶部32に記憶する(任意)。   When all the cognitive tasks have been completed (YES in step 204), the control unit 18, specifically the calculation unit 26, next reads the reaction time data and / or answer information from the storage unit 32 in step 206, At least one representative value related to the reaction time / answer information is calculated. For example, regarding the reaction time, the calculation unit 26 calculates an average value, median value, maximum value, minimum value, and deviation of the reaction time. In addition, regarding the answer information, the calculation unit 26 obtains an average correct answer rate, a variation in the number of wrong answers for each task, and the like. The calculation unit 26 stores the representative value thus obtained in the storage unit 32 (optional).

次いでステップ208で、算出部26は、代表値に対応する脳機能レベルを導出する。この場合、種々の代表値に関連付けて予め脳機能レベルを記録したテーブルを用いると、脳機能レベルを容易に導出することができるので好適である。しかしながら、テーブルを用いずとも、種々の代表値を変数として定義した導出式を用いることにより脳機能レベルを導出してもよい。   Next, at step 208, the calculation unit 26 derives a brain function level corresponding to the representative value. In this case, it is preferable to use a table in which brain function levels are recorded in advance in association with various representative values because the brain function levels can be easily derived. However, without using a table, the brain function level may be derived by using a derivation formula that defines various representative values as variables.

図12の脳機能レベル評価方法は、次の利点を有する。
被験者の反応(反応時間や回答内容)には変動が含まれる。このため、脳機能レベルは、課題を複数回繰り返した後に評価することが好ましい。この場合、複数回計測した反応時間群や誤答数から導出される代表値に対応させた脳機能レベル情報を生成すれば、目的の脳機能により合致した脳機能レベルを表現することができる。例えば、判断の素早さを評価したい場合は、反応速度が重視される課題を複数回行い、反応時間群の最小値を代表値とするのが好ましい。これに対して、判断の正確性を評価したい場合は、正確な回答が求められる課題を複数回行い、反応時間のばらつきの小ささや正答率を代表値にするのが好ましい。従って、図12の評価方法を用いると、代表値の種類に応じて、目的の脳機能レベルを評価することができる。
The brain function level evaluation method of FIG. 12 has the following advantages.
The subject's reaction (reaction time and response content) includes fluctuations. For this reason, it is preferable to evaluate a brain function level, after repeating a subject in multiple times. In this case, if the brain function level information corresponding to the representative value derived from the reaction time group measured multiple times and the number of wrong answers is generated, the brain function level that matches the target brain function can be expressed. For example, when it is desired to evaluate the quickness of judgment, it is preferable to perform a task where the reaction speed is important multiple times, and to set the minimum value of the reaction time group as a representative value. On the other hand, when it is desired to evaluate the accuracy of judgment, it is preferable to perform a task requiring an accurate answer a plurality of times, and to set a small variation in reaction time and a correct answer rate as representative values. Therefore, if the evaluation method of FIG. 12 is used, the target brain function level can be evaluated according to the type of representative value.

なお、図12の評価方法において、代表値を算出するタイミングを図13のように変更してもよい。図13は、図12のステップ204に代えて、ユーザや制御部18から中止命令の指示が入力されたか否かを判定する判定ステップ304を行うものである。その他のステップ300,302,306,308は、図12のステップ200,202,206,208と同様である。この処理では、規定された最終課題の終了前であっても、例えばユーザからの中止命令が入力された時点での複数の計測値に基づいて代表値を算出することができる。   In the evaluation method of FIG. 12, the timing for calculating the representative value may be changed as shown in FIG. FIG. 13 replaces step 204 of FIG. 12 with a determination step 304 for determining whether or not a stop instruction instruction has been input from the user or the control unit 18. Other steps 300, 302, 306, and 308 are the same as steps 200, 202, 206, and 208 in FIG. In this process, the representative value can be calculated based on a plurality of measured values when, for example, a stop command is input from the user, even before the end of the specified final task.

[課題達成時間を用いた脳機能レベル算出方法]
図14は、図1の脳機能維持改善装置10(制御部18)の他の制御動作を示すフローチャートである。
[Brain function level calculation method using task achievement time]
FIG. 14 is a flowchart showing another control operation of the brain function maintenance / improvement device 10 (control unit 18) of FIG.

ステップ400において、課題達成時間計測部28(図1)は、タイマ動作をスタートさせる。次いでステップ402で、制御部18は、認知課題をデータ格納部14から取り込む。   In step 400, the task achievement time measurement unit 28 (FIG. 1) starts a timer operation. Next, in step 402, the control unit 18 takes in the recognition task from the data storage unit 14.

次いでステップ404で、制御部18は、課題報知部16を通じてユーザに認知課題を報知し、その課題の実行を促す。なお、説明を簡単にするために詳細に図示していないが、このステップ404の処理には、先に図2で説明したステップ102〜122の処理が含まれる。すなわち、課題は、ユーザの揺動運動中に与えられ、その後、反応時間データおよび回答情報がユーザの回答入力に基づいて生成および記憶される。   Next, in step 404, the control unit 18 notifies the user of the cognitive task through the task notification unit 16, and prompts the execution of the task. Although not shown in detail for the sake of simplicity, the process of step 404 includes the processes of steps 102 to 122 described above with reference to FIG. That is, the task is given during the user's rocking motion, and then reaction time data and answer information are generated and stored based on the user's answer input.

ステップ406で、課題達成時間計測部28は、現在の課題終了時(具体的に、最後に回答が入力された時点)におけるタイマーの経過時間が、指定された全ての課題(一つまたは複数の課題)を達成するのに与えられた規定時間を超えていないか否かを判定する。なお、この規定時間は、課題の種類に応じてそれぞれ異なる時間が設定されることが好ましい。タイマーの経過時間が規定時間を超えている場合(ステップ406でYES)は、計測部28は、ステップ416でタイマーを停止し、次いでステップ418で結果報知部30を通じてユーザに「課題未達成(すなわちタイムオーバー)」を報知する。このとき、計測部28は、タイムオーバーとなったときの経過時間を算出部26に供給する(または記憶部32に記憶する)。その後、処理はステップ414に移行する。   In step 406, the task achievement time measuring unit 28 determines that the elapsed time of the timer at the end of the current task (specifically, when the answer was last input) is all the specified tasks (one or more). It is determined whether or not the prescribed time given to achieve (task) has been exceeded. In addition, it is preferable that the specified time is set to be different depending on the type of task. If the elapsed time of the timer exceeds the specified time (YES in Step 406), the measuring unit 28 stops the timer in Step 416, and then in Step 418, the result notification unit 30 informs the user that “the task has not been achieved (ie, Time over) ". At this time, the measurement unit 28 supplies the elapsed time when the time is over to the calculation unit 26 (or stores it in the storage unit 32). Thereafter, the process proceeds to step 414.

タイマーの経過時間が規定時間内である場合(ステップ406でNO)、制御部18はステップ408で、全ての課題が終了したか否かを判定する。まだ報知されていない課題が存在する場合、処理はステップ402に戻り、ステップ404,406が繰り返される。   If the elapsed time of the timer is within the specified time (NO in step 406), the control unit 18 determines in step 408 whether all the tasks have been completed. If there is an issue that has not been notified yet, the process returns to step 402 and steps 404 and 406 are repeated.

全ての課題が終了している場合(ステップ408でYES)、計測部28はステップ410でタイマーを停止し、次いでステップ412で課題達成時間を算出する(タイマーの経過時間を読み出す)。   If all the tasks have been completed (YES in Step 408), the measuring unit 28 stops the timer in Step 410, and then calculates the task achievement time in Step 412 (reads the elapsed time of the timer).

ステップ414で、制御部18、具体的に算出部26は、計測部28により計測された課題達成時間に対応する脳機能レベルを(例えばテーブルまたは導出式から)導出する。
図14の機能レベル評価方法によれば、ユーザには規定時間内での課題の達成が要求されるとともに、「課題未達成」の報知が、もしその場合には行われるため、よりユーザの実感を向上させることができるという利点がある。
In step 414, the control unit 18, specifically, the calculation unit 26 derives a brain function level corresponding to the task achievement time measured by the measurement unit 28 (for example, from a table or a derivation formula).
According to the function level evaluation method of FIG. 14, the user is required to achieve the task within the specified time, and the notification of “task not achieved” is performed in that case. There is an advantage that can be improved.

[課題選択部34の動作]
図15は、図1の脳機能維持改善装置10(制御部18)の他の制御動作を示すフローチャートである。
[Operation of assignment selecting unit 34]
FIG. 15 is a flowchart showing another control operation of the brain function maintaining and improving apparatus 10 (control unit 18) of FIG.

ステップ500で、課題選択部34(図1)は、一つまたは複数の認知課題を選択するようにユーザに要求する。例えば課題選択部34は、データ格納部14内に格納されている認知課題のリスト(難易度や内容の異なる複数の認知課題)を操作パネル36上に表示し、そのリストから一つまたは複数の認知課題を選択するようにユーザに促す。   In step 500, the task selection unit 34 (FIG. 1) requests the user to select one or more cognitive tasks. For example, the task selection unit 34 displays a list of cognitive tasks stored in the data storage unit 14 (a plurality of cognitive tasks having different difficulty levels and contents) on the operation panel 36, and one or more items are selected from the list. Encourage the user to select a cognitive task.

ステップ502で、課題選択部34は、ユーザによって認知課題が選択されたか否かを判断する。認知課題が選択された場合(ステップ500でYES)、処理はステップ504に移行し、このステップで制御部18は、選択された認知課題をデータ格納部14から取り込んで課題報知部16を通じて報知する。なお、図15のステップ504,506,508,510,512の処理は、先に説明した図12のステップ200,202,204,206,208の処理と同じである。すなわち、図15の例では、課題選択部34はステップ500で、ユーザに、複数の異なる課題を選択するか、もしくは、繰り返し実行すべき少なくとも一つの課題(同一または異なる課題)を選択するように要求する。そして、選択された全ての課題が終了した後(ステップ508でYES)、脳機能レベル算出部26はステップ510で、ユーザの回答結果(反応時間/回答情報)に基づいて代表値を算出し、次いでステップ512で、代表値に基づいて脳機能レベルを導出する。   In step 502, the task selection unit 34 determines whether or not a cognitive task has been selected by the user. When the cognitive task is selected (YES in step 500), the process proceeds to step 504. In this step, the control unit 18 fetches the selected cognitive task from the data storage unit 14 and notifies it through the task notification unit 16. . Note that the processing in steps 504, 506, 508, 510, and 512 in FIG. 15 is the same as the processing in steps 200, 202, 204, 206, and 208 in FIG. That is, in the example of FIG. 15, the task selection unit 34 selects a plurality of different tasks or selects at least one task (same or different task) to be repeatedly executed in step 500. Request. After all selected tasks are completed (YES in step 508), the brain function level calculation unit 26 calculates a representative value based on the answer result (reaction time / answer information) of the user in step 510, Next, in step 512, a brain function level is derived based on the representative value.

図15の処理では、課題選択部34は、難易度や内容の異なる複数の認知課題の中からユーザのレベルにより適合したものを、ユーザに選択させることができる。また、ユーザ自身が認知課題を選択できるため、ユーザの意図やモチベーションにより合致した脳機能維持改善訓練を行うことが可能となる。   In the process of FIG. 15, the task selection unit 34 can allow the user to select a task that is more suitable for the user's level from among a plurality of cognitive tasks having different difficulty levels and contents. In addition, since the user himself can select a cognitive task, it is possible to perform brain function maintenance improvement training that matches the user's intention and motivation.

なお、ステップ500,502で、課題選択部34は、認知課題のカテゴリをユーザに選択させて、そのカテゴリに属する一つまたは複数の認知課題をランダムに抽出してもよい。この場合、ユーザは、不得手なカテゴリに属する認知課題を中心に訓練することができる。   In steps 500 and 502, the task selection unit 34 may cause the user to select a category of the cognitive task, and randomly extract one or more cognitive tasks belonging to the category. In this case, the user can train mainly on cognitive tasks belonging to poor categories.

また、ステップ500,502で、課題選択部34は、記憶部32に記憶されたユーザの過去の反応時間、回答情報、または脳機能レベルから、ユーザのレベルに合致した認知課題を自動で抽出してもよい。   In steps 500 and 502, the task selection unit 34 automatically extracts a cognitive task that matches the user's level from the user's past reaction time, answer information, or brain function level stored in the storage unit 32. May be.

Claims (20)

脳機能維持改善装置であって、
ユーザに他動的揺動刺激を与える揺動型運動装置と、
少なくとも1つの認知課題を格納したデータ格納部と、
ユーザに対して認知課題を伝えるための課題報知部と、
前記データ格納部から認知課題を読み出し、ユーザに前記他動的揺動刺激を与える間に前記課題報知部を通じてユーザに前記認知課題を伝える制御部と、
を備え
前記制御部は、前記揺動型運動装置の揺動動作に関する検出信号に基づいてユーザに前記認知課題を伝えるタイミングを前記揺動動作に一致又は不一致にさせることを特徴とする脳機能維持改善装置。
A device for maintaining and improving brain function,
An oscillating-type exercise device that gives a user a passive oscillating stimulus;
A data storage unit storing at least one cognitive task;
A task notification unit for communicating a cognitive task to the user;
A control unit that reads a cognitive task from the data storage unit and transmits the cognitive task to the user through the task notification unit while giving the other dynamic rocking stimulus to the user;
Equipped with a,
The control unit makes the timing for transmitting the cognitive task to a user match or mismatch with the swing operation based on a detection signal related to the swing operation of the swing type exercise device. .
ユーザに伝えた前記認知課題に対するユーザの回答を受ける入力部と、
前記課題報知部により前記認知課題をユーザに伝えてから前記入力部により前記回答を受けるまでの反応時間を計測する反応時間計測部と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項1記載の脳機能維持改善装置。
An input unit for receiving a user's answer to the cognitive task conveyed to the user;
A reaction time measuring unit that measures a reaction time from the notification to the user by the task notification unit until the answer is received by the input unit;
The brain function maintenance improvement apparatus according to claim 1, further comprising:
前記データ格納部には前記認知課題に対する正答も格納されており、
前記脳機能維持改善装置はさらに、前記入力部により受けた前記回答を前記正答と照合してその照合結果を示す回答情報を生成する回答判断部を備えていることを特徴とする請求項2記載の脳機能維持改善装置。
The data storage unit also stores correct answers to the cognitive task,
The said brain function maintenance improvement apparatus is further provided with the reply determination part which collates the said answer received by the said input part with the said correct answer, and produces | generates the reply information which shows the collation result. Brain function maintenance improvement device.
前記反応時間計測部で計測された反応時間に応じて脳機能レベル情報を生成する脳機能レベル算出部と、
前記脳機能レベル情報をユーザに報知する結果報知部と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項2または3記載の脳機能維持改善装置。
A brain function level calculation unit that generates brain function level information according to the reaction time measured by the reaction time measurement unit;
A result informing unit for informing the user of the brain function level information;
The brain function maintenance improvement apparatus of Claim 2 or 3 further equipped with these.
前記制御部は、前記課題報知部を通じてユーザに複数の同じまたは異なる認知課題を報知し、
前記脳機能レベル算出部は、前記反応時間計測部で計測された各認知課題に対する反応時間に基づいて該反応時間に関する代表値を求め、該代表値を用いて前記脳機能レベル情報を生成することを特徴とする請求項4記載の脳機能維持改善装置。
The control unit notifies the user of a plurality of the same or different cognitive tasks through the task notification unit,
The brain function level calculation unit obtains a representative value related to the reaction time based on the reaction time for each cognitive task measured by the reaction time measurement unit, and generates the brain function level information using the representative value. The brain function maintenance improvement apparatus of Claim 4 characterized by these.
前記反応時間計測部で計測された反応時間と前記回答判断部で生成された回答情報とに応じて脳機能レベル情報を算出する脳機能レベル算出部と、
前記脳機能レベル情報をユーザに報知する結果報知部と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項3記載の脳機能維持改善装置。
A brain function level calculation unit that calculates brain function level information according to the reaction time measured by the reaction time measurement unit and the answer information generated by the answer determination unit;
A result informing unit for informing the user of the brain function level information;
The brain function maintenance improvement device according to claim 3, further comprising:
前記制御部は、前記課題報知部を通じてユーザに複数の同じまたは異なる認知課題を報知し、
前記脳機能レベル算出部は、前記反応時間計測部で計測された各認知課題に対する反応時間に基づいて該反応時間に関する代表値を算出するとともに、前記回答判断部で生成された各認知課題に対する回答情報に基づいて該回答情報に関する代表値を算出し、前記反応時間の代表値と前記回答情報の代表値とを用いて前記脳機能レベル情報を生成することを特徴とする請求項6記載の脳機能維持改善装置。
The control unit notifies the user of a plurality of the same or different cognitive tasks through the task notification unit,
The brain function level calculation unit calculates a representative value related to the reaction time based on the reaction time for each cognitive task measured by the reaction time measurement unit, and answers to each cognitive task generated by the answer determination unit 7. The brain according to claim 6, wherein a representative value related to the answer information is calculated based on the information, and the brain function level information is generated using the representative value of the reaction time and the representative value of the answer information. Function maintenance improvement device.
前記脳機能維持改善装置はさらに、前記脳機能レベル情報を蓄積する記憶部を備えており、
前記結果報知部は、前記記憶部内に蓄積された過去の脳機能レベル情報を読み出して現在の脳機能レベル情報とともにユーザに報知することを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項に記載に脳機能維持改善装置。
The brain function maintenance and improvement device further includes a storage unit that accumulates the brain function level information,
The said result alerting | reporting part reads the past brain function level information accumulate | stored in the said memory | storage part, and alert | reports to a user with the present brain function level information, The any one of Claims 4-7 characterized by the above-mentioned. To improve brain function.
前記制御部は、前記反応時間計測部で計測された反応時間が短すぎる場合と長すぎる場合とにおいて、その反応時間データを削除することを特徴とする請求項2〜8のいずれか1項に記載の脳機能維持改善装置。  9. The control unit according to claim 2, wherein the control unit deletes the reaction time data when the reaction time measured by the reaction time measurement unit is too short and when the reaction time is too long. The brain function maintenance improvement apparatus of description. ユーザが認知課題を終了するのにかかった達成時間を計測する課題達成時間計測部と、
前記達成時間に応じて脳機能レベル情報を生成する脳機能レベル算出部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項2または3記載の脳機能維持改善装置。
A task achievement time measurement unit that measures the time taken for the user to complete the cognitive task;
A brain function level calculation unit that generates brain function level information according to the achievement time;
The brain function maintenance improvement apparatus according to claim 2 or 3, further comprising:
前記データ格納部には、難易度または内容の異なる複数の認知課題が格納されており、
前記脳機能維持改善装置はさらに、前記データ格納部内に格納された複数の認知課題の中からユーザに提示する少なくとも1つの認知課題を選択する課題選択部を備えることを特徴とする請求項2〜10のいずれか1項に記載の脳機能維持改善装置。
In the data storage unit, a plurality of cognitive tasks having different difficulty levels or contents are stored,
The brain function maintenance improvement device further includes a task selection unit that selects at least one cognitive task to be presented to the user from a plurality of cognitive tasks stored in the data storage unit. The brain function maintenance improvement apparatus of any one of 10.
前記入力部が、ユーザの下肢の動作を検出する下肢動作検出部を含むことを特徴とする請求項2〜11のいずれか1項に記載の脳機能維持改善装置。  The brain function maintenance improvement device according to any one of claims 2 to 11, wherein the input unit includes a lower limb motion detection unit that detects a lower limb motion of the user. 前記入力部が、ユーザの上肢の動作を検出する上肢動作検出部を含むことを特徴とする請求項2〜12のいずれか1項に記載の脳機能維持改善装置。  The brain function maintenance improvement device according to any one of claims 2 to 12, wherein the input unit includes an upper limb motion detection unit that detects an upper limb motion of the user. 前記上肢動作検出部が、ユーザの指の動作を検出するセンサを含むことを特徴とする請求項13記載の脳機能維持改善装置。  14. The brain function maintaining and improving device according to claim 13, wherein the upper limb motion detecting unit includes a sensor that detects a motion of a user's finger. 前記入力部が、ユーザの動作を非接触で検出する非接触動作検出部を含むことを特徴とする請求項2〜14のいずれか1項に記載の脳機能維持改善装置。  The brain function maintenance improvement device according to any one of claims 2 to 14, wherein the input unit includes a non-contact operation detection unit that detects a user's operation in a non-contact manner. 前記課題報知部が、聴覚刺激装置を含むことを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の脳機能維持改善装置。  The brain function maintenance improvement device according to claim 1, wherein the task notification unit includes an auditory stimulation device. 前記課題報知部が、視覚刺激装置を含むことを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載の脳機能維持改善装置。  The brain function maintenance improvement device according to claim 1, wherein the task notification unit includes a visual stimulation device. 前記課題報知部が、感覚刺激装置を含むことを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載の脳機能維持改善装置。  The brain function maintenance improvement device according to claim 1, wherein the task notification unit includes a sensory stimulation device. 前記感覚刺激装置が、温冷刺激装置を含むことを特徴とする請求項18記載の脳機能維持改善装置。  The brain function maintenance improvement device according to claim 18, wherein the sensory stimulation device includes a warm and cold stimulation device. 前記課題報知部が、嗅覚刺激装置を含むことを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の脳機能維持改善装置。  The brain function maintenance improvement device according to claim 1, wherein the task notification unit includes an olfactory stimulation device.
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