JP6252791B2 - 脳の活動を高めるための方法および装置 - Google Patents
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Description
本発明は、体組織を治療的に処置するための電磁装置および方法に関し、詳細には、様々な電磁エネルギー周波数を用いて神経系の活動および関連分子事象を促進および刺激するための装置および方法に関する。
経験および使用に応じて変化する脳の能力は、脳の可塑性として良く知られており、脳神経系の基本特性である。この脳の適応行動により、脳は、学習および記憶し、運動を改善し、かつ外傷後に機能を回復することができる。
新規な感受性リサーチ法に基づいた多数の形態の脳細胞の可塑性が当分野で公知である。全ての成体の哺乳動物の脳の一部の独特の領域（側脳室の脳室下帯、ＳＶＺ、および海馬の歯状回顆粒細胞下層、ＳＧＺ）では、神経幹細胞由来の新しいニューロンおよびグリア細胞が絶えず産生されている。正常な成体の脳では、ＳＶＺ由来神経芽細胞が、吻側移動経路（ｒｏｓｔｒａｌ ｍｉｇｒａｔｏｒｙ ｓｔｒｅａｍ）に沿って嗅球に移動し、そこで、これらの細胞が介在ニューロンに分化して、死んだ介在ニューロンに取って代わる。
外傷性脳損傷（ＴＢＩ）を受けたラットは、損傷後僅か２週間で認知機能の回復を示す（特許文献１）。同時に、新生ニューロンが、軸索投射を海馬ＣＡ３領域に伸長させ、この現象は、観察される回復に寄与する可能性がある。ＴＢＩ後、ＳＶＺから移動する神経芽細胞が、ニューロンおよびグリアに分化し得る（特許文献２）。特許文献３による近年のレビューは、選択された細胞を用いた薬物療法について論じており、この薬物療法は、これらの内因性の回復を推進する脳可塑性プロセスを活性化および増幅させて、損傷した脳組織の修復および再生の両方を促進し、かつＴＢＩ後の機能の回復を改善する。
学習は高度の脳活動と共存するため（特許文献４）、適切な訓練が行われると、脳の可塑性により、訓練を受けた領域が、既存の脳細胞間の高い結合性および損傷した脳の系で機能する細胞数の両方の点で、訓練を受けた領域の活動を改善することに留意されたい。
特許文献５は、１０Ｈｚでの周波数の脳の刺激が、自律神経系に影響を与えることを報告した。１０Ｈｚで動作する人工電磁送信によって、他の神経経路を有意に阻害することなく交感神経系を刺激することが可能であることが示されている。特許文献６は、脳の活動をＥＥＧ（脳波記録）を用いて追跡できることを示した。
ヒトの脳の発生段階中に、特定のタンパク質が、最適な時期に脳細胞を新たに産生させて脳を特定の神経系へと構築し、神経系が、機能する方法および発達中の体を制御する方法を学習する。
このプロセスは、所与の段階で合成されるタンパク質の量によって制御され、これは、個体の遺伝的遺産によって支配される。
Ｅｍｅｒｙら著、２００５年
Ｋｅｒｎｉｅら著、２００１年
Ｘｉｏｎｇら著、ディスカバリー・メディスン（Ｄｉｓｃｏｖ Ｍｅｄ）、２０１０年
Ｒｏｓｅｎｂａｕｍら著、２００５年
Ｎｉｅｈａｕｓら著、２００１年
Ｋａｈａｎａ著、２００６年
従って、個々の患者にカスタマイズされた処置の新規な手段および方法を提供するという長年に亘る切実な満たされていない要求が存在する。
本発明の１つの目的は、対象の脳神経回路網を刺激するための器具を提供することにあり、この器具は、（ａ）対象の脳神経回路網を通る電磁場を生成するように構成された少なくとも１つの送信機と、（ｂ）対象の脳波周波数を検出するための少なくとも１つの脳波測定装置と、（ｃ）普通の脳および損傷した脳のスキャンを保存および分析するためのデータベースを含む、対象の脳波周波数の検出に関連したデータを処理するための第１のＣＰＵと、（ｄ）目的の活動を有する特定の脳組織への波周波数の送信に関連したデータを処理するための第２のＣＰＵと、（ｅ）送信機による電磁波周波数プロフィールの送信のための所定のプロトコルを含む少なくとも１つのコンピュータ可読媒体と、を備えている。このコンピュータ可読媒体は、送信機に指令を出して共振効果を生じさせ、これにより、新たに産生される脳細胞を目的の病状または病変を有する脳組織領域に向かって移動させ、目的の脳領域で新たな脳経路を始動させる。
本発明の別の目的は、対象の頭部を送信機に対して所定の位置に維持するように構成された位置合わせシステムをさらに備える、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、送信機が、電磁場の周波数と対象の脳の系の固有脳波周波数との間に共振効果を誘導することによって標的の脳の系を刺激するのに有用な電磁場を生成するように適合されている、上記詳述された器具を開示することにある。本発明の別の目的は、共振効果が、脳マッピングの結果として目に見える活動の向上によって定義される、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、共振効果が、決定された神経系の神経細胞およびニューロンに電気化学伝達を生じさせる、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、ＣＰＵが、対象のプロトコルに合わせるために、対象の脳波をマッピングするのに有用なデータを含むデータベースをさらに備える、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、ＣＰＵが、波発生器および処置のタイミングを制御するようにさらに適合されている、上記詳述された器具を開示することにある。本発明の別の目的は、所定のプロトコルが、独特の脳の活動の範囲内の複数の独特の周波数を含む、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、送信機が、コイルを備え；このコイルが、平均サイズの人間の頭蓋骨よりも大きい直径の巻を有するヘルムホルツコイルである、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、コイルが内部に均一な電磁場を有し、脳内のニューロンが、好ましい整列を有していないため、対象の頭部を、特に位置合わせしないでコイルの内部に配置することができる、上記詳述された器具を開示することにある。本発明の別の目的は、周波数が、目的の活動を有し得ることが既知である特定の脳組織に応じて合わせられる、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、電磁場が、少なくとも１回のセッションで、選択された周波数で伝送される、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、電磁場の伝送が、新生脳細胞を移動させるために細胞周期と同期される、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、さらに、刺激手順により、目的の新たな脳経路が形成されることになる、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、さらに、送信機が、約０．０１Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数範囲内で動作する、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、電磁場が、望ましい神経系に影響を与える約１０−６ガウス〜１００ガウスの範囲でかけられる、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、特定の疾患および症候群、例えば、自閉症、家族性自律神経失調症、プラダー・ウイリー症候群（Ｂｒａｔｈｅｒ−Ｗｉｌｌｙ）、てんかん、様々な広汎性発達障害、様々なＨＤＡＤ、精神遅滞、脳性小児麻痺、および他の脳関連症候群に利用される、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、さらに、脳損傷（外傷）、脳卒中、多発性硬化（ＭＳ）、アルツハイマー病、痴呆、パーキンソン病、および任意の他の脳の変性疾患の症状を緩和する、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、処置プロトコルが、刺激されることになっている対象の脳の系に応じて送信機に供給される電流の周波数、レベル、および期間を決定するように適合されている、上記詳述された器具を開示することにある。本発明の別の目的は、脳波測定装置が、ＥＥＧ、ＭＥＧ、または任意の他の許容可能な監視手段からなる群から選択される、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、脳波測定装置が、刺激されることになっている所定の脳の系の脳波の特徴を定義する検出システム、例えば、ＥＥＧ、ＭＥＧ、またはＭＲＩの組み合わせを備えている、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、さらに、測定システムが、送信セッションの結果を評価するために使用される、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、特定の疾患および症候群、例えば、自閉症、家族性自律神経失調症、プラダー・ウイリー症候群（Ｂｒａｔｈｅｒ−Ｗｉｌｌｙ）、てんかん、様々な広汎性発達障害、様々なＨＤＡＤ、精神遅滞、脳性小児麻痺、および他の脳関連症候群に利用される、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、さらに、脳損傷（外傷）、脳卒中、多発性硬化（ＭＳ）、アルツハイマー病、痴呆、パーキンソン病、および任意の他の脳の変性疾患の症状を緩和する、上記詳述された器具を開示することにある。
本発明の別の目的は、対象の脳神経回路網を刺激する方法を開示することにあり、この方法は、（ａ）対象の脳神経領域を選択するステップと、（ｂ）対象の脳神経回路網を刺激するための器具を用意するステップであって、この器具が：（ｉ）対象の神経系を通る電磁場を生成するように構成された少なくとも１つの送信機；（ｉｉ）対象の脳波周波数を検出するための少なくとも１つの脳波測定装置；（ｉｉｉ）対象の脳波周波数の検出に関連したデータを処理するための第１のＣＰＵ；（ｉｖ）目的の活動を有する特定の脳組織への波周波数の送信に関連したデータを処理するための第２のＣＰＵ；および（ｖ）送信機による電磁波周波数プロフィールの送信のための所定のプロトコルを含む少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を備える、ステップと；
（ｃ）対象の脳波における異常な間隔を特定して分析するステップと；
（ｄ）プロトコルを定義するステップと、（ｅ）選択された脳神経領域に関するプロトコルを対象の神経系に送信するステップと、を含む。プロトコルを定義するステップは、代償脳波を含む電磁周波数プロフィールを作成するステップを含み；さらに、プロトコルは、共振効果を与え、これにより、新たに産生される脳細胞を、目的の病状または病変を有する脳組織領域に向かって移動させ、脳神経領域で新たな脳経路を始動させる。
（ｃ）対象の脳波における異常な間隔を特定して分析するステップと；
（ｄ）プロトコルを定義するステップと、（ｅ）選択された脳神経領域に関するプロトコルを対象の神経系に送信するステップと、を含む。プロトコルを定義するステップは、代償脳波を含む電磁周波数プロフィールを作成するステップを含み；さらに、プロトコルは、共振効果を与え、これにより、新たに産生される脳細胞を、目的の病状または病変を有する脳組織領域に向かって移動させ、脳神経領域で新たな脳経路を始動させる。
本発明の別の目的は、対象の体における病的状態の部位を特定するステップをさらに含み、体の領域を選択するステップは、この部位から離れた体の神経感受性領域を選択するステップを含む、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、特定の神経系と共振する脳の全体積に及ぶ均一な場に特定の周波数の様々な電磁場を伝送するステップをさらに含む、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、電磁場の周波数が、約０．０１Ｈｚ（ＤＣ）〜１００Ｈｚの範囲であり、強度が、１０−６ガウス〜１００ガウスであり、伝送時間が数分から数時間である、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、神経感受性の体の領域に少なくとも１つの波周波数を送信するステップは、この神経感受性の体の領域に複数の周波数を送信するステップを含み、連続した数分の周波数間に最小の時間間隔を維持するさらなるステップを含む、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、共振効果が、脳マッピングの結果として目に見える活動の向上によって定義される、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、共振効果が、決定された神経系の神経細胞およびニューロンに電気化学伝達を生じさせる、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、対象の頭部を送信機に対して所定の位置に維持するように構成された位置合わせシステムをさらに備える、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、電磁場が、この電磁場の周波数と対象の脳の系の固有脳波周波数との間の共振効果によって望ましい脳の系を刺激するように適合されている、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、ＣＰＵが、プロトコルを対象に合わせるために対象の脳波をマッピングするためのデータベースを備える、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、ＣＰＵが、波発生器および処置のタイミングを制御するようにさらに適合されている、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、プロトコルが、独特の脳活動の範囲内の複数の独特の周波数を含む、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、送信機が、コイルを備え；このコイルが、平均サイズの人間の頭蓋骨よりも大きい直径の巻を有するヘルムホルツコイルである、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、器具が、対象の頭部が任意の好都合な向きで整合されているときにこの頭部に均一な場を生成するコイルをさらに備える、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、周波数が、目的の活動を有し得ることが既知である特定の脳組織に応じて合わせられる、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、電磁場が、少なくとも１回のセッションで、選択された周波数で伝送される、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、電磁場の伝送が、新たに産生される脳細胞を移動させるために細胞周期と同期される、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、さらに、刺激手順により、目的の新たな脳経路が形成されることになる、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、さらに、送信機が、約０．０１Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数範囲内で動作する、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、電磁場が、望ましい神経系に影響を与える約１０−６ガウス〜１００ガウスの範囲で伝送される、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、特定の疾患および症候群、例えば、自閉症、家族性自律神経失調症、プラダー・ウイリー症候群（Ｂｒａｔｈｅｒ−Ｗｉｌｌｙ）、てんかん、様々な広汎性発達障害、様々なＨＤＡＤ、精神遅滞、脳性小児麻痺、および他の脳関連症候群または疾患に利用される、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、さらに、器具が、脳損傷（外傷）、脳卒中、多発性硬化（ＭＳ）、アルツハイマー病、痴呆、パーキンソン病、および任意の他の脳の変性疾患の症状を緩和する、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、処置プロトコルが、刺激されることになっている対象の脳の系に応じて送信機に供給される電流の周波数、レベル、および期間を決定するように適合されている、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、脳波測定装置が、ＥＥＧ、ＭＥＧ、または任意の他の許容可能な監視手段からなる群から選択される、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、脳波測定装置が、刺激されることになっている所定の脳の系の脳波の特徴を定義する検出システム、例えば、ＥＥＧ、ＭＥＧ、またはＭＲＩを備えている、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、さらに、測定システムが、送信セッションの結果を評価するために使用される、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、器具が、特定の疾患および症候群、例えば、自閉症、家族性自律神経失調症、プラダー・ウイリー症候群（Ｂｒａｔｈｅｒ−Ｗｉｌｌｙ）、てんかん、様々な広汎性発達障害、様々なＨＤＡＤ、精神遅滞、脳性小児麻痺、および他の脳関連症候群に利用される、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、さらに、器具が、脳損傷（外傷）、脳卒中、多発性硬化（ＭＳ）、アルツハイマー病、痴呆、パーキンソン病、および任意の他の脳の変性疾患の症状を緩和する、上記詳述された方法を開示することにある。
本発明の別の目的は、対象の脳神経回路網を刺激するための器具を提供することにあり、この器具は、動作周波数手段Ｈａｚ１を有する領域ａを含み、かつこの領域を取り囲む、目的の活動を有する領域Ａに電磁波を送信するように適合されている。特定の欠損領域に適するように選択される所定周波数Ｈａｚ１を有する電磁波は、領域Ａから細胞を動員し、領域ｂと同じ所定周波数に応答して、領域Ａの細胞の領域ａへの移動を誘導する。さらに、異なる動作周波数、例えば、Ｈａｚ２、Ｈａｚ３、およびＨａｚ４を有する神経領域、例えば、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅが共振しない、従って、送信に応答して活性化することがない。本発明の別の目的は、対象の脳神経回路網を刺激するための器具を提供することにあり、この器具は、動作周波数手段Ｈａｚ２を有する領域ｂを含み、かつこの領域を取り囲む、目的の活動を有する領域Ｂに電磁波周波数を送信するように適合されている。特定の欠損領域に適するように選択される所定周波数Ｈａｚ２を有する電磁波は、領域Ｂから細胞を動員し、領域ｂと同じ所定周波数に応答して、領域Ｂの細胞の領域ｂへの移動を誘導する。さらに、異なる動作周波数、例えば、Ｈａｚ１、Ｈａｚ３、およびＨａｚ４を有する神経領域、例えば、Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅが共振しない、従って、送信に応答して活性化することがない
本発明を理解するため、および本発明が実際にどのように実施されるかを示すために、ここで、少数の好ましい実施形態を、単に非限定例として、添付の図面を参照して説明する。
以下の説明は、いずれの当業者も本発明を利用できるように記載し、本発明者によって企図される本発明を実施する最適な方式を示す。しかしながら、本発明の一般原理が、対象に向けられる磁場の周波数と脳または神経系の固有脳波周波数との間の共振効果によって対象の脳または異なる神経系を刺激する装置および方法を提供するために明確に定義されているため、様々な変更が当業者には明らかであろう。
ここで、科学に縛られることを望むものではないが、本発明が以下のように機能することを理解されたい：脳の系の機能単位は、軸索、ニューロン、およびシナプスを含み、それらの間の伝達が、特定の機能のためである。言い換えれば、本明細書に記載される脳の機能単位は、１つの目的を果たすためにある経路において接続された細胞のアドホック網（ａｄ ｈｏｃ ｎｅｔｗｏｒｋ）を構築する、またはアドホック網として機能する。脳の可塑性のために、経路は必ずしも永久ではなく、経路が阻害されると、別の経路が、欠損領域への細胞の移動によって置き換えられる、または部分的に取って代わる。本発明の動作方式は、所定のプロトコルに従って所定の選択された周波数と脳の伝達を共振させることによるものである。理論に縛られることなく、本発明は、脳内および神経回路網を移動する特有の周波数の電気インパルス、および所定の周波数でのシナプスを通る化学パルスに加えて、本発明が、第１に、情報シグナルおよびこれらの情報の脳波が伝播する周波数を共振させる手段を提供するという原理で機能する。これを容易に理解する方法は、脳卒中を起こし、その後に嗅覚の喪失に気付いた対象の例を考察することである。正しい周波数のＥＭ波が、脳に伝達されると、脳の嗅覚領域およびその周囲領域が共振し、周囲領域の細胞が、脳の嗅覚領域に移動し、従って、欠損部が少なくとも部分的に修復される。得られる効果は、特定の神経系における活動の増加が、新たな脳細胞の再生を誘導し、このような新たに産生される脳細胞が誘導および動員されて、目的の病状または病変を有する脳神経回路網の領域に向かって移動し、従って、目的の脳の領域における既存の経路に関与する新たな脳細胞が始動することである。所定のプロトコルは、異なる周波数、伝達期間、および強度を含む処置プロフィールである。このプロトコルは、特定の対象の目的の脳の系に合わせられる。
本発明は、新たな脳細胞の再生を促進し、これらの脳細胞を刺激して移動させる電磁刺激器具および方法をさらに提供する。
本明細書で使用される用語、神経回路網は、生体ニューロンのネットワークまたは回路を指す。この用語は、人工ニューロンまたは節を含む人工神経回路網も指す。神経回路網は、独特の使用、例えば、生体神経回路網を有する。
生体神経回路網は、神経系に結合された、または機能的に関連した実際の生体ニューロンからなる。神経科学の分野では、生体神経回路網は、実験室の分析で特定の生理機能を果たすニューロン群として見つかる場合が多い。
生体神経回路網は、化学的に結合されたニューロンまたは機能的に関連したニューロンの１つまたは複数の群から構成されている。全てのニューロンは、電気的に興奮性であり、代謝的に駆動されるイオンポンプによってニューロン膜の内外の電圧勾配を維持し、この電圧勾配と膜に包埋されたイオンチャンネルとによって、細胞内と細胞外にイオン、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩化物イオン、およびカルシウムイオンの濃度差が生じる。膜内外の電圧の変化は、電圧依存性イオンチャネルの機能を変更し得る。電圧変化が十分に大きいと、活動電位と呼ばれる全か無かの電気化学パルスが生成され、このパルスが、細胞の軸索に沿って迅速に移動し、シナプスに到達するとシナプスと他の細胞との結合を活性化させる。１つのニューロンが、多数の他のニューロンと結合することができ、回路網におけるニューロンおよび結合の総数が膨大となり得る。シナプスとして知られる結合は、軸索から樹状突起に形成されるが、樹状突起間超小型回路および他の結合も可能である。神経線維としても知られる軸索は、神経細胞またはニューロンの細くて長い突出部であり、典型的にはニューロンの細胞体から離れる方向に電気インパルスを伝導する。軸索は、実際、神経系の一次伝達回線であり、繊維束として神経系の形成を助ける。軸索は、シナプスと呼ばれる接合部で他の細胞に接触する。シナプスは、神経機能に必須である。ニューロンは、個々の標的細胞にシグナルを送ることを専門とした細胞である。
神経機能の鍵は、シナプスシグナル伝達プロセスである。シナプスにおいて、軸索の膜が、標的細胞の膜に近接し、特殊な分子構造が、電気または電気化学シグナルを間隙を介して伝達する役割を果たす。一部のシナプス接合部は、伸長するときに軸索に沿って途中に出現し、途中の（「経過中の」）シナプスと呼ばれる。他のシナプスは、軸索枝の端部の末端として出現する。１つの軸索は、脳の複数の部分を支配し、数千のシナプス末端を形成する。
電気シグナル伝達とは別に、神経伝達物質の拡散から生じる他の形態のシグナル伝達も存在する。
認知モデル化分野は、神経系の挙動の物理的または数学的モデル化を含む；個々の神経レベル（例えば、刺激に対するニューロンのスパイク応答曲線のモデル化）から、神経クラスターレベル（例えば、基底核におけるドーパミンの放出および影響のモデル化）、そして完全な生物（例えば、刺激に対する生物の応答の挙動モデル化）までの範囲である。人工知能、認知モデル化、および神経回路網は、生体神経系プロセスデータによって刺激される情報処理パラダイムである。
脳の可塑性により、脳内の特定の系の脳の使用が増加すると、脳の作業能力が高まる。言い換えれば、欠損部を有する脳領域が特定される。
図１は、本発明の装置によって送信される電磁波に曝露される脳領域の簡易モデルを示している。実際に、一部の神経系は、脳の一側から他側に伸長し、他の神経系を迂回する、および／もしくは他の神経系に重なる、または同じ物理的領域に共存することもある。図１ａでは、装置は、目的の活動を有する領域「Ａ」に電磁波周波数を送信し、この領域「Ａ」は、動作周波数手段「Ｈａｚ１」を有する領域「ａ」を含み、かつこの領域「ａ」を取り囲んでいる。特定の欠損領域に適切として選択される所定周波数「Ｈａｚ１」を有する電磁波は、領域「Ａ」から細胞を「動員」し、領域ｂと同じ所定周波数に応答して、領域「Ａ」の細胞の領域「ａ」への移動を誘導する。従って、異なる動作周波数、例えば、「Ｈａｚ２」（領域「Ｂ」の周波数）、「Ｈａｚ３」（領域「Ｃ」の周波数）、「Ｈａｚ４」（領域「Ｄ」の周波数）を有する他の神経領域、例えば、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」は共振しない、従って、送信に応答して活性化することがない。
同じことが図１ｂに例示されており、装置は、目的の活動を有する領域「Ｂ」に電磁波周波数を送信し、この領域「Ｂ」は、動作周波数手段「Ｈａｚ２」を有する領域「ｂ」を含み、かつこの領域「ｂ」を取り囲んでいる。特定の欠損領域に適切として選択される所定周波数「Ｈａｚ２」を有する電磁波は、領域「Ｂ」から細胞を「動員」し、領域ｂと同じ所定周波数に応答して、領域「Ｂ」の細胞の領域「ｂ」への移動を誘導する。従って、異なる動作周波数、例えば、「Ｈａｚ１」、「Ｈａｚ３」、「Ｈａｚ４」を有する異なる神経領域、例えば、「Ａ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」は共振しない、従って、送信に応答して活性化することがない。
本発明の装置は、脳神経回路網を促進して、新しい脳細胞またはそのニューロンを再生し、所定の神経領域に移動させる。決定された神経系と同じ周波数を有する電磁場を生成することによって、共振効果が得られ、これにより、決定された神経領域の神経細胞およびニューロンで電気化学伝達が行われ、従って、脳細胞を再生するプロセスが促進される。
本発明の装置は、脳における各領域または系が、固有動作周波数手段を有することに依存する。これは、電磁波の送信を、脳の特定の領域を標的としなくても良いことを意味する。
代わりに、脳全体に対する特定の周波数の送信により、関連する神経系のみに効果を与える。従って、異なる動作周波数を有する神経系は共振しない、従って、この送信に応答して活性化することがない。
本発明は、神経系の周波数が、神経系の活性化を支配する因子の１つであることをさらに実証する。
本発明は、同じ神経系の異なる部分および機能が、異なる電磁場強度の送信によって活性化されることを示している。この例は、処置の強度および期間の両方が異なる結果を有するため、周波数、強度、および期間が、正確な神経系の決定に役割を果たし、その望ましいセクションが、その動作能力を促進するために標的とされる場合は、送信が３Ｄアレイであることをさらに実証している。従って、患者の症候群または状態の症状が緩和される。
本明細書で使用される用語「脳」、「脳の系」、「脳神経回路網」、または「神経系」は、脳および他の末梢系内の任意の神経系または経路も含むとしてさらに理解されるべきである。
本明細書で使用される用語「周波数」は、所与の周波数での直接送信、または少なくとも２つの周波数の送信に関し、この少なくとも２つの周波数の送信は、所与の周波数、例えば、１００Ｈｚおよび１２０Ｈｚを有する少なくとも２つの波となり、組み合わせられると、１０Ｈｚと１１０Ｈｚの２つの異なる周波数が生成される。
本明細書で使用される用語「共振」または「共振効果」は、所与の神経系の固有動作周波数と同様の周波数を有する所与の電磁場の伝送が、その系に神経的活動（ｎｅｕｒｏｔｉｃａｌｌｙ ａｃｔｉｖｉｔｙ）を生じさせる場合に起きる効果に関連する。各神経系は、同じ神経系の１つの神経細胞から別の神経細胞への情報の伝達を可能にする特定の動作周波数を有する一連の電気化学回路網として説明することができる。同時に、異なる動作周波数は、神経系の動作を別個にし、神経系間の干渉無しに脳が並列に機能することが可能となる。
送信機にスイッチが入れられると、送信機は、同じ周波数を有する特定の神経系内の送信を可能にし、それにより、神経系の動作が向上する。送信が終了すると、神経系は、その正常の活動を回復する。
本発明は、対象の脳神経回路網系を刺激するための器具を提供し、この器具は：（ａ）対象の脳を通る電磁場を生成するように構成された少なくとも１つの送信機、（ｂ）対象の脳波周波数を検出するための少なくとも１つの脳波測定装置、（ｃ）測定装置から得られる普通の脳のスキャンおよび損傷した脳のスキャンを保存および分析するように適合されたデータベースを含む、対象の脳波の周波数の検出に関連したデータを処理するための第１のＣＰＵを備えている。このデータベースは、処置プロトコルの評価のためにさらに使用され、この器具は、（ｄ）目的の活動を有する特定の脳の領域への波周波数の送信に関連したデータを処理するための第２のＣＰＵ、および（ｅ）送信機による電磁波周波数プロフィールの送信のための所定のプロトコルを含む少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を備えている。
このコンピュータ可読媒体は、送信機に指令を出して共振効果を生じさせ、これにより、新たに産生される脳細胞を目的の病状または病変を有する脳神経領域に向かって移動させ、目的の脳領域で新たな脳経路を始動させる。
本発明は、革新的な技術が、神経系の特定の障害に関連し得る脳波周波数を特定することができ、かつ適切な脳波が、ＭＥＧ（脳磁図）データによって決定される回復処置に利用される程度まで既に使用可能である。これは、患者に継続する一連の電磁曝露および補助処置を行い、次いで強化または処置する必要がある神経系を標的にすることによって行われる。リハビリテーションプロセスは、装置の効果を高め、かつ医学的な問題に必ずしも直接関連しない回復の他の態様に関連するパラメディカル処置が付随し得る。
Ｍａｇｕｉｒｅ Ｅ．Ａ．らの文献（１９９７年）により、個々の脳の発達が純粋に遺伝子によって支配され、脳の可塑性が、脳の発達が十分に成熟しても重要な役割を果たし得る。このような可塑性を例証するプロセスは、例えば、外傷を受けた脳の領域における脳の活動を高めるために物理的な刺激が従来法で行われる脳損傷（例えば、事故または脳卒中関連）からの回復の初期段階中に明らかにされる。多くの場合、外傷事象で喪失した活動を回復するこのような脳の領域または近接した領域における脳の活動の認識できる増加が見られる。しかしながら、感覚活動、例えば、視覚、聴覚、または嗅覚などを含む物理療法によって刺激できない脳の神経系が存在する。このような神経系は、外傷を受けると、人工的にこのような神経系を活性化し、脳の可塑性を刺激してこのような神経系の活動を高める既知の方法が存在しないため回復することがない。
脳は、活動しているときに電気脳波を送信することが周知である。このような電気脳波により、機器、例えば、Ｅ．Ｅ．Ｇ．およびＭ．Ｅ．Ｇ．を用いて脳の活動を認識、推定、および記録することが可能である。ヒト脳波は、０．０１Ｈｚ〜約１００Ｈｚの周波数範囲である。近年、一部の脳の系が、特定の周波数で作動することが確認された。例えば、１０Ｈｚの周波数は、特に瞳孔の大きさの一時的な変化を制御する交感神経系に関連している。脳の標的領域にエネルギーを直接送信する経頭蓋磁気刺激（ＴＭＳ）を用いたパルスでの人工刺激は、望ましい神経系に固有パルスを発生させると思われる。ＴＭＳシステムとは対照的に、本発明は、０．０１Ｈｚ（ＤＣ）〜約１００Ｈｚの範囲の電磁低周波を送信することによって脳の特定の神経系における共振効果によって脳神経回路網内での伝達を促進するように構成されているが、正確な周波数は、本開示の別のセクションで詳細に論じられる電磁周波数プロフィールによる目的の脳の系に関連する。加えて、示された結果は、脳の活動が、周波数のみによって決定されるものではないことを示している。示された結果は、処置強度（出力および期間）が、所与の神経系の異なる部分に対する異なる効果を有することを示している。神経系の一部が、異なる動作強度で活性化されると考えると、刺激（自然または人工）によって活動が分かれる。強度の範囲は、１０−６ガウス〜１００ガウスであり、処置時間は、数分〜数時間である。
この器具は、目的の脳の神経系に関連した脳波周波数を検出するための少なくとも1つの測定装置を備えている。
本発明は、実質的に電磁場を生成するように構成された少なくとも１つの送信機を備えた器具に関し、この送信機は、対象の頭部を少なくとも１つの電気コイルに対して所定の位置に維持するように構成された位置合わせシステムを備えている。このコイルは、対象の頭部を通る電磁場を発生させ、交流電源に電気的に接続されているか、または接続可能である。交流電源は、周波数を決定することができる処置プロフィール処理ユニットの制御下であり、少なくとも１つのコイルに供給される電流のレベルおよび期間は、刺激される目的の脳の系による。
本発明の刺激器具は、神経系の脳の活動を高めるため、そして最終的に望ましい脳経路における活性な脳細胞の数を増加させるために神経系を予め活性化する。
本発明は、特定の神経系と共振する脳の全体積に及ぶ均一な場に特定の周波数の様々な電磁場を伝送する方法にさらに関する。電磁場の周波数は、０．０１Ｈｚ（ＤＣ）〜１００Ｈｚの範囲であり、強度が、１０−６ガウス〜１００ガウスであり、伝送時間が数分から数時間である。
この方法は、目的の活動を有し得ることが既知である特定の脳神経回路網の周波数範囲内の周波数を選択するステップをさらに含む。
この方法は、対象の脳を電磁場に曝露し、選択される周波数を変更し、これにより共振によって目的の活動を有する脳組織に電磁場を案内することによって行われる。
脳神経回路網を選択された周波数で共振させることによって、高められた活動が、脳細胞の再生を促進し、新たに産生される脳細胞が、目的の活動を有し得るとして既知である脳組織に移動するように案内され、これにより、脳神経系の新たな脳経路または目的の脳経路が始動する。選択された周波数での電磁場の伝送は、所定のプロトコルによって繰り返すことができる。各セッションは、時間間隔中の所定の期間であり、この時間間隔の間に、新たに形成された脳細胞の細胞周期が、目的の新たな脳経路の形成をさらに刺激するために移動する新たに産生される脳細胞の細胞周期と電磁場の伝送とを同期させることによって開始される。本発明のさらなる態様は、ヒトの脳の能力を改善し、かつ／または脳の活動、特にその神経系を増進するための方法に関し、この方法は、目的の脳経路に通常は由来する固有脳波から予期される周波数および強度に類似した周波数および強度の電磁波を脳に送信し、これにより、目的の脳経路を選択的に刺激して、脳経路の活動を増進させるステップを含む。
本発明の好ましい実施形態では、送信は、毎回所定の期間、所定のプロトコルに従って繰り返される。このプロトコルは、新たに形成された脳細胞の細胞周期が予想される時間間隔の間の短期間、追加送信するようにさらに適合されている。この予想は、経験、実験で得られたデータ表および／または応答曲線、計算、特定の脳の画像化、ならびにプロトコルを受けることに依存し得、このプロトコルは、新たな細胞分裂周期の開始によって前の短期間の送信に応答し、これにより、送信を細胞周期と同期させて、新たに形成される脳細胞を、改善された能力が望まれる領域に移動するように案内する。
例えば：脳領域の初期の活動が低い強度である場合は、より頻度が高い、長くて強い曝露が必要とされ、これに対して、初期の活動が中程度の強度である場合は、より低い強度の処置が、望ましい応答を生成するのに十分であり得る。
この器具および方法は、特定の脳経路に限定されるものではない。この器具は、目的の脳経路における脳細胞の形成を促進することによって目的の脳活動を増進させる。特定の領域に対する脳波の帰属は、脳波が通常よりも低い強度である場合に特定される。代償的な脳波が、人工的に生成され、関連する経路における脳細胞の欠損が疑われる領域に案内される。この周波数および強度の特定の電磁波の送信により、欠損した少なくとも１つの神経系における細胞の形成が促進される。
本発明の別の実施形態は、脳波測定装置、および脳波送信装置を備える器具をさらに開示する。
測定装置は、脳周波数を測定し、このような特定の周波数の脳領域をさらに決定する（好ましくは、ＭＥＧシステム）。測定装置は、脳神経回路網をマッピングして、「治癒」処置プロセスを引き起こすために必要な周波数を送信するようにさらに適合されている。本発明は、物理療法、心理学者、または装置の効果を促進して「治癒」プロセスを加速させる他の療法をさらに含み得る。
脳波測定装置は、ＥＥＧ、ＭＥＧ、または任意の他の許容可能な監視手段によって監視される。脳波測定装置および脳波送信装置は、脳神経系および／または機能に関連している。
さらに、２つの装置は、測定ユニットおよび送信ユニットの２つのユニットを備える１つの測定ユニットに統合することができる。この測定ユニットは、刺激されることになっている脳の系に関連した脳波の特徴を定義するように構成された検出システム（ＥＥＧ／ＭＥＧ／ＭＲＩ）を備えている。検出システムは、脳の系とそれぞれの脳波周波数との間の相関性が得られるように構成された複雑な解析ソフトウエアまたは画像処理アルゴリズムをさらに備えている。目的の脳波が検出されたら、送信セッションが開始することができる。同じ測定システムを、送信セッションの結果を評価するために使用することができる。例えば、処置を受けることになっている者は、目的の特定の脳機能に関連した特定の刺激に曝露される。次いで、刺激された脳の部分における特定の周波数の脳波の活動の成長を監視する。目的の脳機能に関連した特定の脳波の周波数が検出されたら、送信ユニットを使用する（２つのユニットが別個の装置として実現されている場合）。
本発明による脳波測定装置は、本発明の器具と通信する、ＭＥＧシステムを備えた脳波モニタを備えている。視覚化能力、例えば、機能ＭＲＩを有する場合、機能ＭＲＩは、特定の脳の系の脳活動を検出することができるが、脳周波数は検出できない、従って、両方のシステムを使用することが、それぞれが他方の欠点を補うため好ましいであろう。
本発明によると、測定装置で検出され、目的の脳機能に関連した周波数と同様または同一の周波数で、脳の共振電磁場への曝露が行われる。
共振電磁場は、一連のコイルによって生成され、このうちの少なくとも１つのコイルは、器具内に実質的に低い周波数および低い強度の電磁場を生成するように構成されている。コイルによって生成される電磁場は、脳神経系と共振して脳神経系の活動を強める。
本発明の好ましい実施態様によると、少なくとも１つのコイル、この場合は２つのコイルシステムは、例えば、人間の平均的な頭蓋骨よりも大きい直径の巻を有するヘルムホルツコイルを利用することができる。コイル間の体積に均一な電磁場を生成するために、コイルの直径は、処置される者の頭部を受容するための間隙を有するヘルムホルツコイルを構成するその２つの同様の部分間の距離の２倍である。例えば、コイル部分間の間隙が、２５ｃｍ（１０インチ）である場合、コイルの巻の直径は、５０ｃｍ（２０インチ）となる。
電磁場を伝送するためにコイルの２つの実質的に同様の部分間に対象の頭部が来るように、コイルが頭部に装着される。電磁場が、電磁場周波数とそれぞれ脳の系の固有脳波周波数との間の共振効果によって望ましい脳の領域を刺激する。
コイルの巻数は、設計の問題である。コイルの巻数は、電磁場を生成するために使用される電流、ならびに／またはコイルを形成するワイヤの太さおよび抵抗によって決まる（電流が小さいと、所定の強度の電磁場を維持するためにより多くの巻数が必要となり、小さい規格のワイヤが使用され、逆も同様である）。器具内部の電磁場が均一であって、脳内のニューロンが、適当な整列を有していないため、対象の頭部を、特に位置合わせしないで内部に配置することができる。従って、対象の頭部は、任意の好都合な配置に合わせることができる。
本発明は、所定の処置の検討事項に応じて装置の操作者によって決定することができる周波数、電流レベル、および時間で少なくとも１つのコイルに電流を供給するように構成された交流電源をさらに備えている。
好ましくは、本発明の器具は、この器具にローカルに接続されているか、または遠隔サーバーから利用可能な記憶装置に保存された複数の所定の処置プロフィールから選択される処置プロトコルを含むデータベースを有するコンピュータ化処理ユニットおよび／またはコンピュータ可読媒体（例えば、ＣＰＵ）を備えている。
処置プロフィールは、処置される対象の詳細に従って選択される（このような詳細には、例えば、患者の外傷、損傷した脳組織の位置、ならびに脳波周波数および／また活動シグナルの喪失および／または機能の低下が含まれる）。
ＣＰＵユニットは、その操作者に指示されて、選択されたプロトコルに従って少なくとも１つのコイルに電流を供給する電源を自動的に制御することができる。目的の脳の系の固有周波数間の僅かな差異が、人々の間に存在し得るため、そして対象の脳の系の特定の分析を先にしなくとも、ＣＰＵデータベースの処置を可能にするために、コンピュータ化システムを、処置セッション中に電流の周波数が制御されるスイープモードで機能するように構成することができる。データベースは、所定の脳機能をマッピングするようにさらに適合されている。
本器具および装置は、次の症候群の脳の活動、寿命、および生活の質を向上させるために利用される：自閉症、家族性自律神経失調症、プラダー・ウイリー症候群（Ｂｒａｔｈｅｒ−Ｗｉｌｌｙ）、てんかん、様々な広汎性発達障害、様々なＨＤＡＤ、精神遅滞、脳性小児麻痺、脳損傷、脳卒中、学習困難、概ね抑うつのような脳関連障害、精神疾患、および脳関連症候群。この利用により、脳損傷（外傷）、脳卒中、多発性硬化（ＭＳ）の症状の緩和が期待される。この処置およびその器具は、アルツハイマー病、痴呆、パーキンソン病、および脳や神経系の他の変性疾患の症状を緩和するために実施することが企図される。
本方法および器具を、マウスの群で実証した。マウスを、以下の表１に示されているように対にして１０の群に分けた。
ブロモデオキシウリジン（５−ブロモ−２’−デオキシウリジン、ＢｒｄＵ）を、第１日目〜第５日目、そして放射線治療の最終日である２７日目に１日２回注射した。マウスの体重を全期間を通して測定した。第２７日目〜第５３日目まで、マウスは、さらなる治療をしないでケージで飼育した。第５３日目に、マウスに社会認識試験を行った。第５４日目に、組織学的分析のために大半のマウスを屠殺したが、１６匹のマウスは、その後８週間飼い続け、その後（第１１４日目）、脳全体の病理学検査を行った。以下の図面は、マウスの脳に異常な増殖が引き起こされなかったことを示し、ニューロン分析は、処置が最も有意な効果を上げた群である群４および群９において、ニューロン再生が約５０％（コントロールマウスにおける５０％の新細胞がから７５％の新細胞へ）増加した。
実施例１
図２は、社会的交流試験の結果を示している。認知機能：２ヶ月目の最後の日に、マウスの認知機能の指標としてマウスを社会認識について試験した。マウスをそれぞれ、若齢マウスに２分間対面させ、若齢マウスを調べるのに要した時間を記録した。１０分後、試験したマウスを、再び若齢マウスに対面させ、再び調べる時間を測定した。同じ処置を３０分後に繰り返した。２回目と３回目との社会的交流の減少は、「覚えがある」、従って興味が低いとして若齢マウスを識別するマウスの認知能力を示している。マウスと若齢マウスの最初の対面に対する２回目と３回目との社会的交流の減少は、群間で差異がないことを示している。
図２は、社会的交流試験の結果を示している。認知機能：２ヶ月目の最後の日に、マウスの認知機能の指標としてマウスを社会認識について試験した。マウスをそれぞれ、若齢マウスに２分間対面させ、若齢マウスを調べるのに要した時間を記録した。１０分後、試験したマウスを、再び若齢マウスに対面させ、再び調べる時間を測定した。同じ処置を３０分後に繰り返した。２回目と３回目との社会的交流の減少は、「覚えがある」、従って興味が低いとして若齢マウスを識別するマウスの認知能力を示している。マウスと若齢マウスの最初の対面に対する２回目と３回目との社会的交流の減少は、群間で差異がないことを示している。
図３は、標準化体重のグラフを示している。体重は、実験を通して測定し、群間に差異がないことが分かり、マウスが曝露時間中に著しい痛みまたはストレスを一切受けなかったことを示唆している。
図４〜図５では、ＢｒｄＵの発現は、刺激された群で増加したが、ＧＦＡＰ（緑色）の免疫活性によって反映される星状膠細胞増殖は、刺激によって増加しなかった。しかし、群４Ｍは、やや大きいＧＦＡＰ領域を示している。既に示されているように、結果と曝露時間との間に相関性が存在しないが（群１、群３、群５、群７、群９または群２、群４、群６、群８、群１０のそれぞれ）、同様のパターンが観察できる（特に、群２、群４、群６、群８、群１０のＢＲＤＵ陽性とＧＲＡＰ領域との間）。ＢｒｄＵとＧＦＡＰとの間の相関性のピアソンのＲ係数は、０．３３であり、０と有意差がなかった。
図６〜図８は、後（最後のＢＲＤＵの注射の後）の細胞の再生に寄与し得る群４Ｍ（および群５Ｍ）における乏突起膠細胞の増加を示し、これは、細胞の再生が、ＢＲＤＵ注射間の限定された時間よりも長い期間で起こることを示唆している。
図９は、処置手順のブロック図を示している。ＭＥＧは、脳波を測定し、喪失した脳波を特定するためにこの脳波がどこから来るのか、そしてどの神経系に回復処置を行うかを決定する。患者に対して、継続する一連の電磁場曝露、および増進されることになっている神経系を標的とする補助処置を行う。
図１０は、器具および処置手順のブロック図を示している。器具は、対象の脳波周波数を検出するための測定装置、例えば、ＭＥＧ、対象の脳神経回路網を通る電磁場を生成するように構成された、少なくとも１つのコイルを有する少なくとも１つの送信機、対象の脳波周波数の検出に関するデータを処理および分析するための第１のＣＰＵ、目的の活動を有する特定の脳組織への波周波数の送信に関するデータを処理するための第２のＣＰＵ；および送信機による電磁波周波数プロフィールの送信の所定のプロトコルを含む少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を備えている。波発生器および処置のタイミングを制御するＣＰＵのデータベースが、処置手順および処置結果を含む。
図１１は、細胞増殖を示すＢｒｄＵ陽性細胞の画像を示している。ＢＲＤＵ陽性細胞（赤色）の数の定量化は、２分間放射線曝露されたマウス（群３および群４）が、最大数のＢｒｄＵ陽性細胞（処置後に増殖）を有することを示している。ＢｒｄＵ陽性細胞は、コントロールマウスと比較して、それらの「適所」から移動することも分かっている。
図１２は、海馬歯状回（ＤＧ）における細胞増殖および乏突起膠細胞に対する電磁刺激効果の画像を示している。マウス歯状回におけるＢｒｄＵ（赤色）およびｏｌｉｇ２（緑色）。ＢｒｄＵ処置後に「産生される」乏突起膠細胞は、橙黄色（Ｃの矢印）として出現する。ＤＡＰＩ（青色）は対比染色である。群４Ｍのこの処置パラメータは、乏突起膠細胞の増殖および生存の最適な増加をもたらした（定量化を参照）。
実施例２
若年成体マウスの中程度の電磁場刺激の繰り返し曝露は、神経形成から生じる好影響をもたらすことが期待される。しかしながら、環境刺激が脳の発達過程に影響を与え得るという事実は、正常な発達の介入に弱いことが既に示されている一部の脳構造に対して起こり得る悪影響についての注意が必要である。この実施例は、このような構造の検査を示す。以下は、各構造に焦点を当てる根拠をさらに示す。
若年成体マウスの中程度の電磁場刺激の繰り返し曝露は、神経形成から生じる好影響をもたらすことが期待される。しかしながら、環境刺激が脳の発達過程に影響を与え得るという事実は、正常な発達の介入に弱いことが既に示されている一部の脳構造に対して起こり得る悪影響についての注意が必要である。この実施例は、このような構造の検査を示す。以下は、各構造に焦点を当てる根拠をさらに示す。
皮質厚が、発達中の様々な処置によって影響を受けることが報告されている（Ｄｕｑｕｅ著 ２０１２年、Ｌｅｅ著 ２０１１年、Ｗｉｌｓｏｎ著 ２００４年、Ｚｈｏｕ著 ２００４年）。副作用のある処置が、皮質厚を薄くし、発達不全および／または細胞の喪失をもたらすことが予期される。いずれの場合も、皮質厚の僅かな減少は、行動レベルにおける僅かな不足に相関し得る。
右大脳半球と左大脳半球とを橋渡しする脳梁は、発達の介入に敏感である（Ａｂｒｅｕ−Ｖｉｌｌａｃａ著 １９９９年、Ｆｉｌｇｕｅｉｒａｓ著 ２００５年、Ｓｕｎ著 １９９５年）。副作用のある処置は、脳梁の太さを細くすることなり、正常な発達に障害をもたらすことが予期される。また、このような場合、ミエリン病理に反応する小膠細胞の活性化の証拠が存在することも予期される。
脳室、特に側脳室は、脳室周囲の脳構造の萎縮をもたらすいくつかの神経障害において拡張される（Ａｂｒｅｕ−Ｖｉｌｌａｃａ著 １９９９年、Ｆｉｌｇｕｅｉｒａｓ著 ２００５年、Ｓｕｎ著 １９９５年）。電磁刺激が僅かな悪影響しかないとすると、神経障害が、側脳室の拡張で明らかにされ得ることが予期される。
歯状回は、電磁刺激が神経形成を誘導することが期待される部分である。加えて、歯状回は、数多くの種類の神経刺激およびホルモン刺激を受ける。例えば、ストレスは、歯状回および隣接した海馬領域に僅かな症状の変化を誘導することが示された。電磁刺激が、僅かな神経症状を誘導すると、ニューロンの数が、歯状回領域で減少し、小膠細胞が活性化し得ることが予期される。
図１３〜図２２は、中程度の電磁刺激のモデルで起こり得る病状の診査を示している。群１Ｍ、群２Ｍ、群９Ｍ、および群１０Ｍからマウスの試料を採取した。群９Ｍおよび１０Ｍの刺激パラメータの詳細は、組織データを分析する実験者は知らなかった。とは言え、群１Ｍおよび群２Ｍはコントロールであり、群９Ｍおよび群１０Ｍには、電磁刺激曝露が長期間繰り返される。脳組織は、前の実施例に記載されたように準備される。皮質切片をクリオスタットで３０μｍの厚みにカットし、浮遊させた。
構造全体（皮質厚、脳室の大きさ）の評価を、クレシルバイオレット染色冠状切片で行った。明視野顕微鏡および２倍の対物レンズを使用して、前頭頭頂皮質、脳梁、側脳室、および海馬を含む領域を、１匹のマウスに付き２つの脳切片から試料採取した。
小膠細胞の評価を、１：４０００に希釈されたウサギ抗ｉｂａ−１（日本のＷａｋｏ製）、次いで１：４００に希釈されたビオチン標識ロバ抗ウサギ、そして１：２００に希釈されたＥｘｔｒＡｖｉｄｉｎ−ペルオキシダーゼを用いて小膠細胞用に染色された切片で行った。最後の呈色反応は、ジアミノベンジジンを用いた。明視野顕微鏡および１０倍の対物レンズを使用して、領域を歯状回および脳梁から試料採取した。
前頭頭頂皮質厚、脳梁の太さ、および側脳室の断面積を、前頂の前部０．４〜０．７ｍｍで測定した。皮質厚を、体性感覚領域で測定した。脳梁の太さを、正中線で測定した。歯状回における細胞数および小膠細胞の活性化を、前頂の後部１．７〜２．３ｍｍで測定した。１平方ミリメートル当たりの細胞数を記録する。小膠細胞の活性化を、小膠細胞の細胞体を視覚化するために異なる閾値化によって検出した。１平方ミリメートル当たりの小膠細胞の数を使用して、小膠細胞の増殖を検出し、小膠細胞の細胞体の光学密度を、反応性の指標として使用する。
図１３は、皮質厚のグラフを示している。
図１４は、脳梁の太さのグラフを示している。
図１５は、脳梁−小膠細胞の数のグラフを示している。
図１６は、脳梁−小膠細胞の活性化のグラフを示している。
図１７は、側脳室の断面積のグラフを示している。
図１８は、歯状回−ニューロンサイズの細胞の密度（クレシルバイオレット染色）のグラフを示している。
図１９は、歯状回門のグラフを示している（小膠細胞の増殖の証拠）。
図２０は、歯状回門のグラフを示している（小膠細胞の活性化の証拠）。
図２１は、歯状回門外側分子層のグラフを示している（小膠細胞の増殖の証拠）。
図２２は、歯状回門のグラフを示している（小膠細胞の活性化の証拠）。この例では、発達過程の介入に敏感であることが知られているいずれの脳構造でも病状が見られなかった。脳梁のサイズの僅かな増大が存在し得る。各群の動物の数は、統計的測定には少なすぎる。しかし、この観察は、ミエリン形成に対する軽度の電磁刺激の栄養作用の手がかりとなり得る。
図２３は、対象の脳神経回路網を刺激する方法の略ブロック図を示し、この方法は：（ａ）対象の脳神経領域を選択するステップと、（ｂ）対象の神経系を刺激するための器具を用意するステップであって、この器具が、
（ｉ）対象の神経系を通る電磁場を生成するように構成された少なくとも１つの送信機、（ｉｉ）対象の脳波周波数を検出するための少なくとも１つの脳波測定装置、（ｉｉｉ）対象の脳波周波数の検出に関連したデータを処理するための第１のＣＰＵ、（ｉｖ）目的の活動を有する特定の脳組織への波周波数の送信に関連したデータを処理するための第２のＣＰＵ；および（ｖ）送信機による電磁波周波数プロフィールの送信のための所定のプロトコルを含む少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を備える、ステップと；
（ｂ）対象の脳波における異常な間隔を特定して分析するステップと；
（ｃ）プロトコルを定義するステップと、（ｄ）選択された脳神経領域に関するプロトコルを対象の神経系に送信するステップと、を含み、プロトコルを定義するステップが、代償脳波を含む電磁周波数プロフィールを作成するステップを含み；さらに、このプロトコルが、共振効果を与え、これにより、新たに産生される脳細胞を、目的の病状または病変を有する脳神経領域に向かって移動させ、脳神経領域で新たな脳経路を始動させる。
（ｉ）対象の神経系を通る電磁場を生成するように構成された少なくとも１つの送信機、（ｉｉ）対象の脳波周波数を検出するための少なくとも１つの脳波測定装置、（ｉｉｉ）対象の脳波周波数の検出に関連したデータを処理するための第１のＣＰＵ、（ｉｖ）目的の活動を有する特定の脳組織への波周波数の送信に関連したデータを処理するための第２のＣＰＵ；および（ｖ）送信機による電磁波周波数プロフィールの送信のための所定のプロトコルを含む少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を備える、ステップと；
（ｂ）対象の脳波における異常な間隔を特定して分析するステップと；
（ｃ）プロトコルを定義するステップと、（ｄ）選択された脳神経領域に関するプロトコルを対象の神経系に送信するステップと、を含み、プロトコルを定義するステップが、代償脳波を含む電磁周波数プロフィールを作成するステップを含み；さらに、このプロトコルが、共振効果を与え、これにより、新たに産生される脳細胞を、目的の病状または病変を有する脳神経領域に向かって移動させ、脳神経領域で新たな脳経路を始動させる。
本発明の好ましい一実施形態に従って、対象の体における病的状態の部位を特定するステップをさらに含み、体の領域を選択するステップが、この部位から離れた体の神経感受性領域を選択するステップを含む、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、神経感受性の体の領域に少なくとも１つの波周波数を送信するステップが、神経感受性の体の領域に複数の周波数を送信するステップを含み、連続した数分の周波数間に最小の時間間隔を維持するさらなるステップを含む、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、対象の頭部を送信機に対して所定の位置に維持するように構成された位置合わせシステムをさらに備える、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、電磁場が、この磁場の周波数と対象の脳の系の固有脳波周波数との間の共振効果によって望ましい脳の系を刺激するように適合されている、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、ＣＰＵが、プロトコルを対象に合わせるために対象の脳波をマッピングするためのデータベースを備える、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、ＣＰＵが、波発生器および処置のタイミングを制御するようにさらに適合されている、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、プロトコルが、独特の脳活動の範囲内の複数の独特の周波数を含む、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、送信機が、コイルを備え；このコイルが、平均サイズの人間の頭蓋骨よりも大きい直径の巻を有するヘルムホルツコイルである、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、周波数が、目的の活動を有し得ることが既知である特定の脳組織に応じて合わせられる、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、磁場が、少なくとも１回のセッションで、選択された周波数で伝送される、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、電磁場の伝送が、新たに産生される脳細胞を移動させるために細胞周期と同期される、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、さらに、刺激手順により、目的の新たな脳経路が形成されることになる、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、さらに、送信機が、約０．０１Ｈｚ（ＤＣ）〜１００Ｈｚの周波数範囲内で動作する、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、電磁場が、脳の神経系を共振させることが分かっている約１０−６ガウス〜１００ガウスの範囲でかけられる、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、特定の疾患および症候群、例えば、自閉症、家族性自律神経失調症、プラダー・ウイリー症候群（Ｂｒａｔｈｅｒ−Ｗｉｌｌｙ）、てんかん、様々な広汎性発達障害、様々なＨＤＡＤ、精神遅滞、脳性小児麻痺、自閉症、家族性自律神経失調症、プラダー・ウイリー症候群（Ｂｒａｔｈｅｒ−Ｗｉｌｌｙ）、てんかん、様々な広汎性発達障害、様々なＨＤＡＤ、精神遅滞、脳性小児麻痺、脳損傷、脳卒中、学習困難、概ね抑うつのような脳関連障害、他の精神疾患、および他の脳関連症候群または疾患に適用される、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、さらに、器具が、脳損傷（外傷）、脳卒中、多発性硬化（ＭＳ）、アルツハイマー病、痴呆、パーキンソン病、および任意の他の脳の変性疾患の症状を緩和する、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、処置プロトコルが、刺激されることになっている対象の脳の系に応じて送信機に供給される電流の周波数、レベル、および期間を決定するように適合されている、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、脳波測定装置が、ＥＥＧ、ＭＥＧ、または任意の他の許容可能な監視手段からなる群から選択される、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、脳波測定装置が、刺激されることになっている所定の脳の系の脳波の特徴を定義する検出システム、例えば、ＥＥＧ、ＭＥＧ、またはＭＲＩの組み合わせを備えている、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、さらに、測定システムが、送信セッションの結果を評価するために使用される、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、器具が、特定の疾患および症候群、例えば、自閉症、家族性自律神経失調症、プラダー・ウイリー症候群（Ｂｒａｔｈｅｒ−Ｗｉｌｌｙ）、てんかん、様々な広汎性発達障害、様々なＨＤＡＤ、精神遅滞、脳性小児麻痺、および他の脳関連症候群に利用される、上記定義された方法がさらに提供される。
本発明の好ましい一実施形態に従って、さらに、器具が、脳損傷（外傷）、脳卒中、多発性硬化（ＭＳ）、アルツハイマー病、痴呆、パーキンソン病、および任意の他の脳の変性疾患の症状を緩和する、上記定義された方法がさらに提供される。
上記説明では、好ましい実施形態を含む本発明の実施形態は、例示および説明のために示した。本発明の実施形態は、全てを網羅するものでも、本発明を開示される正確な形態に限定するものでもない。上記の教示から、明らかな変更またはバリエーションが可能である。実施形態は、本発明の原理の最適な例示およびその実際の用途を示すため、ならびに当業者が、様々な実施形態および企図される特定の使用に適している様々な変更に本発明を利用できるようにするために選択され、説明される。全てのこのような変更およびバリエーションは、これらに公正、合法、かつ公平に与えられる広義に従って解釈される場合、添付の特許請求の範囲によって決定される本発明の範囲内である。
Claims (8)
- 対象の脳の神経回路網を刺激するための器具であって、
前記神経回路網に関連する前記対象の脳の領域における脳波周波数を測定するように構成された脳波測定装置と、
前記対象の脳の全体積に及ぶように構成される均一な電磁場を生成するように構成された少なくとも１つの送信機であって、前記送信機は、前記均一な電磁場が、前記対象の脳の全体積に印加されるように、頭部を受容するための間隙によって分離された２つのコイルから成るヘルムホルツコイルを含む、少なくとも１つの送信機と、
測定された前記脳波周波数と等しい周波数を有する電磁場を生成させるために、所定のプロトコルに従って前記少なくとも１つの送信機を制御し、強度および期間を有する前記電磁場と前記神経回路網との間に共振効果を誘導するためのＣＰＵと、を備える、器具。 - 前記所定のプロトコルが、複数の所定の処置プロフィールから選択される処置プロフィールである、請求項１に記載の器具。
- 前記処置プロフィールが、ローカルに保存される、請求項２に記載の器具。
- 前記処置プロフィールが、遠隔サーバーに保存される、請求項２に記載の器具。
- 前記複数の所定の処置プロフィールが、記憶装置に保存される、請求項２に記載の器具。
- 前記周波数が、０．０１Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数範囲内である、請求項１に記載の器具。
- 前記強度が、１０−６ガウス〜１００ガウスの範囲である、請求項１に記載の器具。
- 前記期間が、数分から数時間の範囲である、請求項１に記載の器具。
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