JP6534934B2 - 徐波睡眠誘導及び感覚状況の再現による知識固定を強化するシステム及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、徐波誘導及び感覚状況の再現によって睡眠の間に対象における知識固定を強化するためのシステムに関する。

知識獲得は、薬物療法を介して強化することができる。知識獲得を強化するための非薬物療法が、薬物療法よりも好まれている。睡眠中の感覚刺激が知られている。覚醒期間中の感覚刺激を模倣する睡眠中の感覚刺激が知られている。睡眠中の感覚刺激は、継続的に、及び／又は、対象の睡眠パターンには一致しない時間間隔で適用されることが多くある。

本開示は、従来技術のシステムにおける欠陥を克服する。

従って、本開示の１つ又は複数の態様は、睡眠中の対象における知識固定を強化するためのシステムに関する。当該システムは、１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置、１つ又は複数の感覚刺激装置、及び、１つ又は複数のプロセッサを含む。１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置は、対象において徐波睡眠を誘導するように構成される。１つ又は複数の感覚刺激装置は、対象に感覚刺激を提供するように構成される。１つ又は複数のプロセッサは、コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。コンピュータプログラムモジュールは、感覚刺激モジュール、徐波睡眠モジュール、タイミングモジュール及びコントロールモジュールを含む。感覚刺激モジュールは、対象に提供されることになる促進性（ｐｒｏｍｐｔ）感覚刺激を定める感覚刺激パラメータを得るように構成される。徐波睡眠モジュールは、１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置を制御して、対象において徐波睡眠を誘導するように構成される。タイミングモジュールは、促進性感覚刺激が、誘導された徐波睡眠の間に対象に提供されることになるように、促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定するように構成される。コントロールモジュールは、１つ又は複数の感覚刺激装置を制御して、タイミングモジュールによって決定されたタイミングにて、得られた感覚刺激パラメータに従って対象に促進性感覚刺激を提供するように構成される。

本開示のさらに別の態様は、知識固定強化システムを用いた、睡眠中の対象における知識固定を強化するための方法に関する。知識固定強化システムは、１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置、１つ又は複数の感覚刺激装置、及び、１つ又は複数のプロセッサを含む。１つ又は複数のプロセッサは、コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。コンピュータプログラムモジュールは、感覚刺激モジュール、徐波睡眠モジュール、タイミングモジュール及びコントロールモジュールを含む。当該方法は、感覚刺激モジュールを用いて、対象に提供されることになる促進性感覚刺激を定める感覚刺激パラメータを得るステップ；徐波睡眠モジュールを用いて、１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置を制御して、対象において徐波睡眠を誘導するステップ；促進性感覚刺激が、誘導された徐波睡眠の間に対象に提供されることになるように、タイミングモジュールを用いて、促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定するステップ；及び、コントロールモジュールを用いて、１つ又は複数の感覚刺激装置を制御して、決定されたタイミングにて、得られた感覚刺激パラメータに従って対象に促進性感覚刺激を提供するステップ；を含む。

本開示のさらに別の態様は、睡眠中の対象における知識固定を強化するためのシステムに関する。当該システムは、対象において徐波睡眠を誘導する手段；対象に感覚刺激を提供する手段；対象に提供されることになる促進性感覚刺激を定める感覚刺激パラメータを得る手段；対象において徐波睡眠を誘導する手段を制御する手段；促進性感覚刺激が、誘導された徐波睡眠の間に対象に提供されることになるように、促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定する手段；及び、感覚刺激を提供する手段を制御して、決定されたタイミングにて、得られた感覚刺激パラメータに従って対象に促進性感覚刺激を提供する手段；を含む。

本開示の上記及び他の目的、特徴、並びに特性だけでなく、操作方法及び関連する構造要素及び部品の組み合わせの機能も製造経済も、付随の図面を参考にして以下の説明及び添付の特許請求の範囲を考慮することによってより明らかになり、付随の図面の全てが本願明細書の一部を形成し、類似の参照番号は種々の図において対応する部分を示している。しかし、図面は例証及び説明目的のためだけにあり、本開示の範囲を定めるとして意図されないことを明確に理解されたい。

睡眠中の対象における知識固定を強化するためのシステムの概略図である。 対象によって装着されたヘッドセットを例示した図であり、検出電極、生体信号増幅器及びワイヤレスオーディオ装置を含んでいる。 ＥＥＧを考慮した２つの誘導された徐波睡眠サイクルを例示した図である。 ヒプノグラムの一例を例示した図である。 知識固定強化システムを用いた、睡眠中の対象における知識固定を強化するための方法を例示した図である。

本明細書において使用される場合、単数形の不定冠詞又は定冠詞は、その内容が何か他に明確に指示していない限り、その複数形を含む。本明細書において使用される場合、２つ以上の部品又は構成要素が「連結される」という記載は、連接が生じる限り、その部品が結合されるか、又は、直接的若しくは間接的に、すなわち、１つ以上の中間の部品又は構成要素を介して共に作動することを意味する。本明細書において使用される場合、「直接連結される」は、２つの要素が互いに直接接触していることを意味する。本明細書において使用される場合、「固定して連結される」又は「固定される」は、２つの構成要素が、互いに対して一定の向きを維持しながら１つのものとして移動するように連結されることを意味する。

本明細書において使用される場合、「単体構造（ｕｎｉｔａｒｙ）」という単語は、構成要素がシングルピース又はユニットとして作製されることを意味する。すなわち、別々に作製され、次に、ユニットとして共に連結される部分品を含む構成要素は、「単体構造」構成要素又は「単体構造」体ではない。本明細書において利用される場合、２つ以上の部品又は構成要素が互いに「かみ合う」という記載は、その部品が、直接又は１つ以上の中間の部品又は構成要素を介して互いに対して力を及ぼすことを意味する。本明細書において利用される場合、「数」という用語は、１又は１以上の整数（すなわち、複数）を意味する。

例えば限定することなく、上、下、左、右、上方、下方、前、後ろ、及びその派生語等、方向を示す句は、本明細書において使用される場合、図面において示されている要素の向きに関し、明確に記載されていない限り、特許請求の範囲を限定しない。

図１は、睡眠中の対象１２における知識固定を強化するためのシステム１０の概略図である。新たな陳述記憶は、先立つ覚醒中の学習の間に与えられる感覚刺激に相当する、感覚刺激を徐波睡眠の間に与えることによってより固定することができる。一部の実施形態において、感覚刺激は、対象１２の次の睡眠セッションにおける徐波睡眠の間（例えば覚醒中の学習後の夜等）に与えられてもよい。感覚刺激は、異なるタイプの感覚刺激を含んでもよい。例えば、異なるタイプは、匂い、音、視刺激（例えば、開いた及び／若しくは閉じた目に当てられる光等）、触覚、味覚、並びに／又は、他のタイプの感覚刺激を含んでもよい。強化された知識固定は、覚醒中の学習の間に与えられる感覚刺激に相当する、感覚刺激を徐波睡眠の間に提供することから生じてもよい。システム１０は、覚醒中の学習の間に提供される覚醒中の感覚刺激に相当する、促進性感覚刺激を徐波睡眠の間に提供するように構成される。促進性感覚刺激及び覚醒中の感覚刺激は、１つ又は複数の感覚刺激を含んでもよい。促進性感覚刺激は、対象１２において強化された知識固定を促すことができる。感覚刺激の再曝露は、レム（ＲＥＭ）睡眠の間及び／若しくは覚醒している間、並びに／又は、感覚刺激が先立つ学習の間に省かれた場合は無効であり得る。一部の実施形態において、システム１０は、徐波睡眠誘導装置１４、感覚刺激装置１６、センサ１８、プロセッサ２０、電子記憶装置２２、ユーザインターフェース２４及び／又は他の構成要素のうち１つ又は複数の構成要素を含んでもよい。

図１において、徐波睡眠誘導装置１４、感覚刺激装置１６、センサ１８、プロセッサ２０、電子記憶装置２２及びユーザインターフェース２４は、別々の実体として示されている。これは、限定的であるとして意図されない。システム１０の構成要素並びに／又は他の構成要素のうち一部及び／若しくは全てが、１つ又は複数の単一の装置にグループ化されてもよい。例えば、図２は、対象２０２によって装着されたヘッドセット２００を例示しており、検出電極２０４、生体信号増幅器２０６及びワイヤレスオーディオ装置２０８を含んでいる。検出電極２０４及び生体信号増幅器２０６は、例えば図１におけるセンサ１８によって表されてもよい。ワイヤレスオーディオ装置２０８は、例えば図１において示されている徐波睡眠誘導装置１４及び／又は感覚刺激装置１６によって表されてもよい。

図１に戻ると、徐波睡眠誘導装置１４は、対象１２において徐波睡眠を誘導するように構成されている。一部の実施形態において、徐波睡眠誘導装置１４は、非侵襲的な脳刺激及び／又は他の方法を介して徐波睡眠を誘導するように構成されてもよい。徐波睡眠誘導装置１４は、徐波睡眠誘導刺激を使用した非侵襲的な脳刺激を介して徐波睡眠を誘導するように構成されてもよい。知識固定を強化するために徐波睡眠の間に与えられる感覚刺激と同様に、徐波睡眠誘導刺激は、匂い、音、視刺激、触覚、味覚及び／又は他の刺激を含む。徐波睡眠誘導刺激は、覚醒中の学習の間に作られる感覚状況を再現するべきではない。例えば、経頭蓋磁気刺激が、徐波睡眠をトリガーするために対象１２に適用されてもよい。別の例として、徐波睡眠誘導装置１４は、対象１２の聴覚刺激を介して徐波睡眠を誘導するように構成されてもよい。徐波睡眠誘導装置１４の例として、音楽プレイヤ、トーンジェネレータ、対象１２の頭皮上での電極の集まり、（体性感覚刺激としても知られる）振動刺激を送達するユニット、磁場を発生させて大脳皮質を直接刺激するコイル及び／又は他の装置のうち１つ又は複数の装置を挙げることができる。

感覚刺激装置１６は、対象１２に感覚刺激を提供するように構成される。感覚刺激装置１６は、徐波睡眠の間及び／又は他の時間に対象１２に感覚刺激を提供するように構成される。一部の実施形態において、感覚刺激装置１６は、対象１２の覚醒中の学習の期間の間に対象１２に感覚刺激を提供するように構成される。覚醒中の学習の期間は、徐波睡眠に先立ち発生してもよい。一部の実施形態において、感覚刺激装置１６は、匂い、音、視刺激、触覚、味覚及び／又は他の感覚刺激を発生させるように構成される装置を含んでもよい。感覚刺激装置１６は、徐波睡眠の間、覚醒中の学習の間、及び／又は、他の時間に感覚状況を作るために、１つ又は複数の感覚刺激を発生させる及び／又は提供するように構成されてもよい。例えば、感覚刺激装置１６は、覚醒中の学習の間に、さらに、徐波睡眠の間に再度、対象１２に匂いを提供するように構成されてもよい。一部の実施形態において、感覚刺激装置１６は、徐波睡眠誘導装置１４を含んでもよい。感覚刺激装置１６の例として、光発生装置、フレグランスディスペンサ、音楽プレイヤ、トーンジェネレータ、振動刺激発生装置及び／又は他の装置を挙げることができる。

センサ１８は、対象の現在の睡眠段階に関連した情報を運ぶ出力信号を生成するように構成される。対象の現在の睡眠段階は、ノンレム（ＮＲＥＭ）段階Ｎ１、段階Ｎ２若しくは段階Ｎ３の睡眠、及び／又は、レム（ＲＥＭ）睡眠のうち１つ又は複数に一致してもよい。一部の実施形態において、ＮＲＥＭ段階３又は段階２の睡眠は、徐波睡眠であってもよい。センサ１８は、そのようなパラメータを直接測定する１つ又は複数のセンサを含んでもよい。例えば、センサ１８は、対象１２の脳内の電流の流れから生じる、対象１２の頭皮に沿った電気活動を検出するように構成される電極を含んでもよい。センサ１８は、間接的に対象の現在の睡眠段階に関連した情報を運ぶ出力信号を生成する１つ又は複数のセンサを含んでもよい。例えば、１つ又は複数のセンサ１８は、対象１２の心拍に基づき出力を生成してもよく（例えば、センサ１８は、対象１２の胸部上に置かれる心拍センサであってもよく、及び／若しくは、対象１２の手首上のブレスレットとして構成されてもよく、及び／若しくは、対象１２の別の肢の上に置かれてもよく）、対象１２の動きに基づき出力を生成してもよく（例えば、センサ１８は、活動記録装置の信号を使用して睡眠を分析することができるように加速度計を有した対象１２の手首及び／若しくは足首の周りに巻かれるブレスレットを含んでもよく）、対象１２の呼吸並びに／又は対象１２の他の特徴に基づき出力を生成してもよい。センサ１８は対象１２と連絡して単一箇所にて例示されているけれども、これは、限定的であるとして意図されない。センサ１８は、例えば徐波睡眠誘導装置１４内（若しくはこれと連絡して）、感覚刺激装置１６内（若しくはこれと連絡して）及び／又は他の箇所において等、複数の箇所において配置されるセンサを含んでもよい。

プロセッサ２０は、システム１０における情報処理能力を提供するように構成される。そのようなものとして、プロセッサ２０は、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されたデジタル回路、情報を処理するように設計されたアナログ回路、ステートマシン、及び／又は、情報を電子的に処理するための他の機構のうち１つ又は複数の機構を含んでもよい。プロセッサ２０は、単一の実体として図１において示されているけれども、これは、例示的目的のためだけである。一部の実行において、プロセッサ２０は、複数の処理ユニットを含んでもよい。これらの処理ユニットは、同じ装置（例えば徐波睡眠誘導装置１４）内に物理的に置かれてもよく、又は、プロセッサ２０は、協調して作動する複数の装置の処理機能性を表してもよい。

図１において示されているように、プロセッサ２０は、１つ又は複数のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成されている。１つ又は複数のコンピュータプログラムモジュールは、感覚刺激モジュール３０、徐波睡眠モジュール３２、睡眠段階モジュール３４、タイミングモジュール３６、コントロールモジュール３８及び／又は他のモジュールのうち１つ又は複数のモジュールを含んでもよい。プロセッサ２０は、ソフトウェア；ハードウェア；ファームウェア；ソフトウェア、ハードウェア及び／若しくはファームウェアのいくつかの組合せ；並びに／又は、プロセッサ２０上での処理能力を構成するための他の機構；によって、モジュール３０、３２、３４、３６及び／又は３８を実行するように構成されてもよい。

モジュール３０、３２、３４、３６及び３８は、プロセッサ２０が多重処理ユニットを含む実行において、単一の処理ユニット内の同じ場所に配置されるとして図１において例示されているけれども、モジュール３０、３２、３４、３６及び／又は３８のうち１つ又は複数のモジュールは、他のモジュールとは離れて置かれてもよいということが正しく理解されるべきである。モジュール３０、３２、３４、３６及び／又は３８のいずれも、記載されるよりも多い又は少ない機能性を提供することができるため、以下で記載される異なるモジュール３０、３２、３４、３６及び／又は３８によって提供される機能性の説明は例示目的のためにあり、限定的であるとして意図されない。例えば、モジュール３０、３２、３４、３６及び／又は３８のうち１つ又は複数のモジュールは除かれてもよく、その機能性の一部又は全てが、他のモジュール３０、３２、３４、３６及び／又は３８によって提供されてもよい。別の例として、プロセッサ２０は、モジュール３０、３２、３４、３６及び／又は３８のうちの１つのモジュールに起因する機能性の一部又は全てを行うことができる１つ又は複数のさらなるモジュールを実行するように構成されてもよい。

感覚刺激モジュール３０は、対象１２に提供されることになる促進性感覚刺激を定める感覚刺激パラメータを得るように構成される。促進性感覚刺激は、誘導された徐波睡眠の間に対象１２に提供される。促進性感覚刺激は、対象１２における知識固定を促進することができる。促進性感覚刺激を定める感覚刺激パラメータは、感覚刺激のタイプ（例えば、匂い、音、触覚、視覚、味覚等）、持続時間、強度（例えば強い匂い等）、頻度、デューティサイクル、タイミング及び／又は他のパラメータを含んでもよい。一部の実施形態において、感覚刺激モジュール３０は、対象１２による覚醒中の学習の期間の間に対象１２に提供される覚醒中の感覚刺激に基づき促進性感覚刺激を定める感覚刺激パラメータを得るように構成される。一部の実施形態において、感覚刺激モジュール３０は、覚醒中の学習の期間の間に存在する（必ずしも提供される必要はない）感覚刺激パラメータを（組み込まれたセンサを使用して）得ることができ、得られた存在する感覚刺激パラメータを徐波睡眠の間に複製することができるように得ることができる。一部の実施形態において、覚醒中の学習の期間は、対象１２が特定の情報を学習する時間の期間である。特定の情報を学習することは、例えば、テストのためにテストノートを勉強すること、本を読むこと及び／又は他の学習活動を含んでもよい。一部の実施形態において、学習されることになる材料は、（例えばユーザインターフェース２４を介して等）システム１０によって及び／又は他の方法において与えられてもよい。例えば、学習されることになる特定の情報は、ユーザインターフェース２４の表示スクリーン上、コンピュータ計算装置（例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン等）の表示スクリーン上を含む種々の形、印刷された形、オーディオコンテンツの形及び／又は他の形で対象１２に与えられてもよい。

徐波睡眠モジュール３２は、徐波睡眠誘導装置１４を制御して、対象において徐波睡眠を誘導するように構成される。一部の実施形態において、徐波睡眠モジュール３２は、徐波睡眠誘導装置１４を制御して、非侵襲的な脳刺激及び／又は他の刺激を介して徐波睡眠を誘導するように構成されてもよい。徐波睡眠誘導装置１４を制御して、非侵襲的な脳刺激を介して徐波睡眠を誘導することは、徐波睡眠誘導装置１４を制御して、徐波睡眠誘導刺激を提供することを含んでもよい。例えば、徐波睡眠モジュール３２は、徐波睡眠誘導装置１４を制御して、経頭蓋磁気刺激を介して徐波睡眠を誘導することができる。別の例として、徐波睡眠モジュール３２は、徐波睡眠誘導装置１４を制御して、対象１２の聴覚刺激を介して徐波睡眠を誘導することができる。

一部の実施形態において、徐波睡眠は、脳波（ＥＥＧ）として観察することができる。非限定的な例として、図３は、ＥＥＧの図３０２において２つの誘導された徐波睡眠サイクル３００を例示している。図３に示された例において、徐波睡眠を、聴覚的トーン（ａｕｄｉｔｏｒｙ ｔｏｎｅ）を用いて誘導した。聴覚的トーンのタイミングは、縦のバー３０４によって表されている。徐波睡眠ではない睡眠３０６は、オーディオトーンの開始３１０の後、時点３０８にて徐波睡眠３００に移行する。

図１に戻ると、睡眠段階モジュール３４は、対象１２における徐波睡眠を同定するように構成されている。睡眠段階モジュール３４は、センサ１８からの出力信号に基づき、及び／又は、他の情報に基づき対象１２における徐波睡眠を同定するように構成される。一部の実施形態において、睡眠段階モジュール３４は、出力信号によって運ばれる情報の分析に基づき対象１２における徐波睡眠を同定することができる。分析は、対象１２の睡眠セッションの間にＥＥＧを生成すること及び／又はＥＥＧをモニターすることを含んでもよい。一部の実施形態において、分析は、徐波睡眠比に基づき徐波睡眠を検出することを含んでもよい。一部の実施形態において、比は、

であってもよく、ここで、β及びδは、それぞれＥＥＧの（例えば、範囲の限定における変動が非常に一般的であるけれども、周波数範囲１５〜３０Ｈｚのパワーとして通常定義される）ベータ帯におけるパワー、及び、ＥＥＧの（ベータ帯の場合と全く同じように、周波数限定の標準定義はないけれども、周波数範囲０．５〜４．５Ｈｚのパワーとして通常定義される）デルタ帯におけるパワーを表している。一部の実施形態において、睡眠段階モジュール３４は、所与の期間よりも長く閾値の比よりも下にある、瞬時のパワーβ（ｔ）及びδ（ｔ）に基づき推定される瞬時の徐波睡眠比ｐ（ｔ）に応答して対象１２における徐波睡眠を同定するように構成される。一部の実施形態において、閾値の比及び／又は所与の期間は、対象１２の以前の睡眠セッション及び／又は他の情報に基づき決定されてもよい。一部の実施形態において、閾値の比及び／又は所与の期間は、製造時にプログラムされてもよい。例えば、閾値の比及び／又は所与の期間は、約−２の閾値の比及び／又は約２分の所与の期間等、経験的に容認される値に基づき、製造時にプログラムされてもよい。一部の実施形態において、システム１０は、徐波の数をカウントしてもよく、それは、これらがＥＥＧから同定可能であり、さらに、典型的な振幅及び持続時間を有するためである。振幅及び持続時間を使用して、そのような徐波を自動的に検出するアルゴリズムをプログラムしてもよい。

一部の実施形態において、睡眠段階モジュール３４は、徐波睡眠に加えて及び／又は徐波睡眠の代わりに、睡眠段階を同定するように構成されてもよい。一部の実施形態において、徐波睡眠モジュール３２は、徐波睡眠誘導装置１４を制御して、睡眠段階モジュール３４が特定の睡眠段階（例えばＮ１、Ｎ２、Ｎ３等）を対象１２が寝ている間に同定するのに応答して、対象１２において徐波睡眠を誘導するように構成されてもよい。例えば、徐波睡眠モジュール３２は、徐波睡眠誘導装置１４を制御して、睡眠段階モジュール３４が睡眠段階Ｎ２を対象１２が寝ている間に同定するのに応答して、対象１２において徐波睡眠を誘導するように構成されてもよい。徐波睡眠モジュール３２は、徐波睡眠誘導装置１４を制御して、睡眠段階モジュール３４が特定の睡眠段階を同定するのに応答して、対象１２において徐波睡眠を誘導するように構成されてもよく、これは、特定の睡眠段階の間の徐波誘導に対する可能性が、他の睡眠段階よりも比較的高くあり得るためであり、及び／又は、（例えば、ユーザは感覚刺激によって覚醒する可能性が低い等）覚醒閾値が、特定の睡眠段階の間により高くあり得るためである。

タイミングモジュール３６は、促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定するように構成される。タイミングモジュール３６は、促進性感覚刺激が誘導された徐波睡眠の間に対象１２に提供されるように、促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定するように構成される。一部の実施形態において、タイミングモジュール３６は、睡眠段階モジュール３４による対象１２における徐波睡眠の同定に基づき、促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定するように構成される。例えば、タイミングモジュール３６は、促進性感覚刺激の送達が徐波睡眠の開始と一致する及び／又は徐波睡眠の終わりと共に終了するように、促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定してもよい。

図４は、ヒプノグラム４００の一例を例示している。ヒプノグラム４００は、対象の睡眠セッションに対する時間４０４にわたる睡眠段階４０２の変動を例示している。図４に示された例において、促進性感覚刺激は、徐波睡眠４０８の期間の間の送達に対してその時が設定４０６されている。一部の実施形態において、徐波は、Ｎ３期間全体の間じゅう存在していなくてもよいが、例えば、そのような徐波がＮ３の間に存在する可能性は有意により高くあり得る。徐波は、例えばＮ２の間にも（より少ない程度ではあるけれども）存在し得る。促進性感覚刺激の送達は、促進性感覚刺激の送達が徐波睡眠の開始４１０と共に開始する及び／又は徐波睡眠の終わり４１２と共に終了するように、その時が設定４０６されている。

図１に戻ると、一部の実施形態において、タイミングモジュール３６は、徐波睡眠モジュール３２による徐波睡眠誘導の開始のタイミングに基づき、促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定するように構成されている。一部の実施形態において、タイミングモジュール３６は、徐波睡眠誘導の開始時間にて始まり促進性感覚刺激が対象１２に提供されるように、促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定するように構成される。一部の実施形態において、タイミングモジュール３６は、徐波睡眠モジュール３２による徐波睡眠誘導の開始時間の後で１つ又は複数の所定の時間にて始まり促進性感覚刺激が対象１２に提供されるように、促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定するように構成される。一部の実施形態において、１つ又は複数の所定の時間は、徐波睡眠誘導の始まりから、対象１２及び／又は他の対象における徐波睡眠の始まりの間の典型的な時間に基づき得る。典型的な時間は、対象１２の現在の睡眠セッション、対象１２の以前の睡眠セッション及び／又は他の睡眠セッションに基づき決定されてもよい。一部の実施形態において、１つ又は複数の所定の時間は、製造時にプログラムされてもよく、ユーザインターフェース２４を介してユーザによって設定されてもよく、及び／又は、他の方法によって決定されてもよい。一部の実施形態において、促進性感覚刺激のタイミングを決定するための根拠（例えば、徐波睡眠の同定に基づく、徐波睡眠誘導の開始時間に基づく等）は、製造時にプログラムされてもよく、ユーザインターフェース２４を介してユーザによって設定されてもよく、及び／又は、他の方法によって決定されてもよい。

コントロールモジュール３８は、感覚刺激装置１６を制御して、対象１２に促進性感覚刺激を提供するように構成される。コントロールモジュール３８は、感覚刺激装置１６を制御して、タイミングモジュール３６によって決定されたタイミングにて、得られた感覚刺激パラメータに従って促進性感覚刺激を提供するように構成される。コントロールモジュール３８は、感覚刺激装置１６を制御して、促進性感覚刺激が、覚醒中の学習の期間の間に提供された覚醒中の感覚刺激に相当するように、対象１２に促進性感覚刺激を提供するように構成される。例えば、コントロールモジュール３８は、感覚刺激装置１６を制御して、タイミングモジュール３６によって決定されたタイミングにて、対象１２にラベンダーのフレグランスを提供してもよい。ラベンダーのフレグランスは、覚醒中の学習の期間の間に対象１２に提供されたラベンダーのフレグランスと同じ強度を有してもよい。

一部の実施形態において、コントロールモジュール３８は、感覚刺激装置１６を制御して、対象１２による覚醒中の学習の期間の間に覚醒中の感覚刺激を提供するように構成される。一部の実施形態において、覚醒中の学習の期間の間に、コントロールモジュール３８は、感覚刺激装置１６及び／又は他の装置を制御して、覚醒中の感覚刺激の感覚刺激が対象１２の学習されることになる材料を処理する能力を妨害しないように、覚醒中の感覚刺激を提供してもよい。例えば、コントロールモジュール３８は、感覚刺激装置１６を制御して、低い強度レベルの覚醒中の感覚刺激を提供してもよい。

一部の実施形態において、コントロールモジュール３８は、感覚刺激装置１６を制御して、学習プロセスに関与されない感覚を要する刺激のタイプを介して覚醒中の感覚刺激を提供するように構成されてもよい。例えば、コントロールモジュール３８は、感覚刺激装置１６を制御して、対象１２が印刷された材料を学習している間に嗅覚の刺激を提供するように構成されてもよい。コントロールモジュール３８は、感覚刺激装置１６を制御して、視覚学習の作業の間に聴覚の刺激（例えば音楽等）を提供するように構成されてもよい。

一部の実施形態において、コントロールモジュール３８は、感覚刺激装置１６を制御して、覚醒中の感覚刺激に相当する促進性感覚刺激を提供することが、感覚刺激装置１６を制御して、促進性感覚刺激と覚醒中の感覚刺激との正確な一致を提供すること、及び／又は、感覚刺激装置１６を制御して、覚醒中の感覚刺激と類似の促進性感覚刺激を提供することを含むように構成されてもよい。一部の実施形態において、促進性感覚刺激と覚醒中の感覚刺激との差は、知識固定を妨害することなく寝るための環境を強化することができる。例えば、促進性感覚刺激と覚醒中の感覚刺激との差は、睡眠中のより低い環境光強度及び／又は光がないこと（例えば夜の暗さ）を含んでもよい。別の例として、促進性感覚刺激は、学習中の覚醒中の感覚刺激には含まれていなかった睡眠を強化するラベンダーの香りを含んでもよい。

一部の実施形態において、電子記憶装置２２は、情報を電子的に格納する電子記憶媒体を含む。電子記憶装置２２の電子記憶媒体は、システム１０と統合して提供される（すなわち、実質的に非可換型の）システムストレージ、及び／又は、例えば、ポート（例えばＵＳＢポート、ファイアワイアポート等）又はドライブ（例えばディスクドライブ等）を介してシステム１０に対して可換的に接続可能な可換型記憶装置のうち１つ又は両方を含んでもよい。電子記憶装置２２は、光学可読記憶媒体（例えば光ディスク等）、磁気可読記憶媒体（例えば磁気テープ、磁気ハードドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ等）、電荷ベースの記憶媒体（例えばＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等）、ソリッドステート記憶媒体（例えばフラッシュドライブ等）、及び／又は、他の電子可読記憶媒体のうち１つ又は複数の記憶媒体を含んでもよい。電子記憶装置２２は、ソフトウェアアルゴリズム、プロセッサ２０によって決定された情報、対象１２から受けた情報、及び／又は、システム１０が適切に機能することを可能にする他の情報を格納してもよい。電子記憶装置２２は、（全体的に又は部分的に）システム１０内の別の構成要素であってもよく、又は、電子記憶装置２２は、（全体的に又は部分的に）システム１０の１つ又は複数の他の構成要素（例えばプロセッサ２０等）と統合して提供されてもよい。

ユーザインターフェース２４は、システム１０と対象１２及び／又は他のユーザとのインターフェースを提供するように構成され、そのインターフェースを介して、対象１２及び／又は他のユーザは、システム１０に情報を提供する、及び、システム１０から情報を受けてもよい。他のユーザは、例えば、介護者、医師及び／又は他のユーザを含んでもよい。これは、ひとまとめにして「情報」と呼ばれるデータ、手がかり、結果及び／又は命令、並びに、いかなる他の伝達性アイテムも、ユーザ（例えば対象１２等）と、徐波睡眠誘導装置１４、感覚刺激装置１６、センサ１８、プロセッサ２０及び／又はシステム１０の他の構成要素のうち１つ又は複数の構成要素との間で伝えられることを可能にする。例えば、ＥＥＧが、ユーザインターフェース２４を介して介護者に表示されてもよい。

ユーザインターフェース２４に含むのに適したインターフェース装置の例として、キーパッド、ボタン、スイッチ、キーボード、ノブ、レバー、表示スクリーン、タッチスクリーン、スピーカー、マイクロフォン、表示灯、可聴警報、プリンター、触覚フィードバック装置、及び／又は、他のインターフェース装置が挙げられる。一部の実施形態において、ユーザインターフェース２４は、複数の別々のインターフェースを含む。一部の実施形態において、ユーザインターフェース２４は、徐波睡眠誘導装置１４、感覚刺激装置１６、及び／又は、システム１０の他の構成要素と統合して提供される少なくとも１つのインターフェースを含む。

配線による又は無線の他の伝達技術も、ユーザインターフェース２４として本開示によって熟考されるということが理解されたい。例えば、本開示は、ユーザインターフェース２４を、電子記憶装置２２によって提供される可換型ストレージインターフェースと統合させることができるということを熟考する。この例において、情報が、１人又は複数のユーザがシステム１０の実行をカスタマイズするのを可能にする可換型記憶装置（例えばスマートカード、フラッシュドライブ、可換型ディスク等）からシステム１０内にロードされてもよい。ユーザインターフェース２４として、システム１０を用いた使用に対して適応される他の例証的な入力装置及び技術は、ＲＳ−２３２ポート、ＲＦリンク、ＩＲリンク、モデム（電話、ケーブル又は他のもの）を含むがそれらに限定されない。要するに、システム１０に情報を伝達するためのいかなる技術も、ユーザインターフェース２４として本開示によって熟考される。

図５は、知識固定強化システムを用いた、睡眠中に対象において知識固定を強化するための方法５００を例示している。知識固定強化システムは、１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置、１つ又は複数の感覚刺激装置及び１つ又は複数のプロセッサを含む。１つ又は複数のプロセッサは、コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。コンピュータプログラムモジュールは、感覚刺激モジュール、徐波睡眠モジュール、タイミングモジュール及びコントロールモジュールを含む。以下に与えられる方法５００の動作は、例示的であると意図される。一部の実施形態において、方法５００は、記載されていない１つ又は複数のさらなる動作を有して、及び／又は、考察される動作のうち１つ又は複数の動作を有さずに達成されてもよい。加えて、方法５００の動作が図５において例示され且つ以下に記載される順は限定的であると意図されない。

一部の実施形態において、方法５００は、１つ又は複数の処理装置（例えば、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されたデジタル回路、情報を処理するように設計されたアナログ回路、ステートマシン、及び／又は、情報を電子的に処理するための他の機構等）において実行されてもよい。１つ又は複数の処理装置は、電子記憶媒体上に電子的に格納された命令に応答して方法５００の動作の一部又は全てを実行する１つ又は複数の装置を含んでもよい。１つ又は複数の処理装置は、方法５００の動作のうち１つ又は複数の動作の実行に対して特別に設計されるハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェアを介して構成される１つ又は複数の装置を含んでもよい。

動作５０２にて、感覚刺激パラメータが得られる。感覚刺激パラメータは、対象に提供されることになる促進性感覚刺激を定める。促進性感覚刺激を定める感覚刺激パラメータは、対象による覚醒中の学習の期間の間に対象に提供される覚醒中の感覚刺激に基づき得られる。一部の実施形態において、動作５０２は、（図１において示され且つ本明細書において記載される）感覚刺激モジュール３０と同じか又は類似のコンピュータプログラムモジュールによって行われる。

動作５０４にて、徐波睡眠が対象において誘導される。徐波睡眠は、１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置を制御して、対象において徐波睡眠を誘導することによって、対象において誘導される。一部の実施形態において、動作５０４は、（図１において示され且つ本明細書において記載される）徐波睡眠モジュール３２と同じか又は類似のコンピュータプログラムモジュールによって行われる。

動作５０６にて、促進性感覚刺激の送達に対するタイミングが決定される。促進性感覚刺激の送達に対するタイミングは、促進性感覚刺激が、誘導された徐波睡眠の間に対象に提供されるように決定される。一部の実施形態において、動作５０６は、（図１において示され且つ本明細書において記載される）タイミングモジュール３６と同じか又は類似のコンピュータプログラムモジュールによって行われる。

動作５０８にて、１つ又は複数の感覚刺激装置が制御されて、対象に促進性感覚刺激が提供される。１つ又は複数の感覚刺激装置が制御されて、決定されたタイミングにて、得られた感覚刺激パラメータに従って対象に促進性感覚刺激が提供される。１つ又は複数の感覚刺激装置が制御されて、促進性感覚刺激が、覚醒中の学習の期間の間に提供される覚醒中の感覚刺激に相当するように、対象に促進性感覚刺激が提供される。一部の実施形態において、動作５０８は、（図１において示され且つ本明細書において記載される）コントロールモジュール３８と同じか又は類似のコンピュータプログラムモジュールによって行われる。

特許請求の範囲において、括弧内に置かれたいかなる参照番号も特許請求の範囲を限定するとして解釈するべきではない。「含む」という単語は、請求項に述べられたもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のうちいくつかは、１つの且つ同じハードウェアのアイテムによって実現することができる。単数の要素を言及する際に不定冠詞又は定冠詞が使用されている場合は、そのような要素の複数形の存在を除外しない。いくつかの手段を列挙するいかなる装置の請求項においても、これらの手段のうちいくつかは、１つの且つ同じハードウェアのアイテムによって実現することができる。特定の要素が互いに異なる従属項において列挙されるという単なる事実は、これらの要素を組合せて使用することができないと示しているのではない。

上記の説明は、最も実用的で好ましい実施形態であると現在考慮されるものに基づき例示を目的として詳細を提供しているけれども、そのような詳細は単にその目的のためだけであり、本開示は、明確に開示された実施形態に限定されないが、それどころか、付随の特許請求の範囲の真意及び範囲内にある修正及び同等の構成をカバーするよう意図されることを理解されたい。例えば、本開示は、可能な限り、いかなる実施形態の１つ又は複数の特徴もいかなる他の実施形態の１つ又は複数の特徴とも組み合わせることができると意図していることを理解されたい。

Claims (15)

1. 睡眠中の対象における知識固定を強化するためのシステムであって、
   前記対象において徐波睡眠を誘導するように構成される１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置と、
   前記対象に感覚刺激を提供するように構成される１つ又は複数の感覚刺激装置と、
   コンピュータ可読命令によってコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される１つ又は複数の物理コンピュータプロセッサであり、前記コンピュータプログラムモジュールが、
   前記対象に提供されることになる促進性感覚刺激を定める感覚刺激パラメータを得るように構成される感覚刺激モジュールであり、前記促進性感覚刺激は、前記対象による覚醒中の学習の間に作られる感覚状況を再現するように構成される、感覚刺激モジュール、
   前記１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置を制御して、非侵襲的な脳刺激を介して前記対象において徐波睡眠を誘導するように構成される徐波睡眠モジュールであり、前記非侵襲的な脳刺激は、前記対象による覚醒中の学習の間に作られる感覚状況を再現しないように前記促進性感覚刺激とは異なる、徐波睡眠モジュール、
   前記促進性感覚刺激が、誘導された徐波睡眠の間に前記対象に提供されることになるように、前記促進性感覚刺激の送達に対する、前記１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置の制御に関するタイミングを決定するように構成されるタイミングモジュール、及び
   前記１つ又は複数の感覚刺激装置を制御して、前記タイミングモジュールによって決定された前記タイミングにて、得られた前記感覚刺激パラメータに従って前記対象に前記促進性感覚刺激を提供するように構成されるコントロールモジュール、
   を含む、１つ又は複数の物理コンピュータプロセッサと、
   を含むシステム。
2. 前記対象の現在の睡眠段階に関連した情報を運ぶ出力信号を生成するように構成される１つ又は複数のセンサをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記コンピュータプログラムモジュールは、前記出力信号に基づき前記対象におけるＮＲＥＭ睡眠を同定するように構成される睡眠段階モジュールをさらに含み、
   前記タイミングモジュールは、前記睡眠段階モジュールによる前記対象におけるＮＲＥＭ睡眠の同定に基づき、前記促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定するようにさらに構成される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記感覚刺激モジュールは、前記対象による覚醒中の学習の期間の間に前記対象に提供される覚醒中の感覚刺激に基づき前記促進性感覚刺激を定める前記感覚刺激パラメータを得るようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
5. 前記コントロールモジュールは、前記１つ又は複数の感覚刺激装置を制御して、前記促進性感覚刺激が、前記覚醒中の学習の期間の間に提供される前記覚醒中の感覚刺激に相当するように、前記対象に前記促進性感覚刺激を提供するようにさらに構成される、請求項４に記載のシステム。
6. 睡眠中の対象における知識固定を強化するための知識固定強化システムの作動方法であって、前記知識固定強化システムは、１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置、１つ又は複数の感覚刺激装置、及び、１つ又は複数の物理コンピュータプロセッサを含み、前記１つ又は複数の物理コンピュータプロセッサは、コンピュータ可読命令によってコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成され、前記コンピュータプログラムモジュールは、感覚刺激モジュール、徐波睡眠モジュール、タイミングモジュール及びコントロールモジュールを含み、当該作動方法は、
   前記感覚刺激モジュールが、前記対象に提供されることになる促進性感覚刺激を定める感覚刺激パラメータを得るステップであり、前記促進性感覚刺激は、前記対象による覚醒中の学習の間に作られる感覚状況を再現するように構成される、ステップ、
   前記徐波睡眠モジュールが、前記１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置を制御して、非侵襲的な脳刺激を介して前記対象において徐波睡眠を誘導するステップであり、前記非侵襲的な脳刺激は、前記対象による覚醒中の学習の間に作られる感覚状況を再現しないように前記促進性感覚刺激とは異なる、ステップ、
   前記促進性感覚刺激が、誘導された徐波睡眠の間に前記対象に提供されることになるように、前記タイミングモジュールが、前記促進性感覚刺激の送達に対する、前記１つ又は複数の徐波睡眠誘導装置の制御に関するタイミングを決定するステップ、及び、
   前記コントロールモジュールが、前記１つ又は複数の感覚刺激装置を制御して、決定された前記タイミングにて、得られた前記感覚刺激パラメータに従って前記対象に前記促進性感覚刺激を提供するステップ、
   を含む作動方法。
7. 前記知識固定強化システムの１つ又は複数のセンサが、前記対象の現在の睡眠段階に関連した情報を運ぶ出力信号を生成するステップをさらに含む、請求項６に記載の作動方法。
8. 前記コンピュータプログラムモジュールの睡眠段階モジュールが、前記出力信号に基づき前記対象におけるＮＲＥＭ睡眠を同定するステップ、及び、
   前記タイミングモジュールが、前記対象におけるＮＲＥＭ睡眠の同定に基づき前記促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定するステップ、
   をさらに含む、請求項７に記載の作動方法。
9. 前記感覚刺激モジュールが、前記対象による覚醒中の学習の期間の間に前記対象に提供される覚醒中の感覚刺激に基づき前記促進性感覚刺激を定める前記感覚刺激パラメータを得るステップをさらに含む、請求項６に記載の作動方法。
10. 前記コントロールモジュールが、前記１つ又は複数の感覚刺激装置を制御して、前記促進性感覚刺激が、前記覚醒中の学習の期間の間に提供される前記覚醒中の感覚刺激に相当するように、前記対象に前記促進性感覚刺激を提供するステップをさらに含む、請求項９に記載の作動方法。
11. 睡眠中の対象における知識固定を強化するためのシステムであって、
    前記対象において徐波睡眠を誘導する手段、
    前記対象に感覚刺激を提供する手段、
    前記対象に提供されることになる促進性感覚刺激を定める感覚刺激パラメータを得る手段であり、前記促進性感覚刺激は、前記対象による覚醒中の学習の間に作られる感覚状況を再現するように構成される、手段、
    非侵襲的な脳刺激を介して前記対象において徐波睡眠を誘導する手段を制御する手段であり、前記非侵襲的な脳刺激は、前記対象による覚醒中の学習の間に作られる感覚状況を再現しないように前記促進性感覚刺激とは異なる、手段、
    前記促進性感覚刺激が、誘導された徐波睡眠の間に前記対象に提供されることになるように、前記促進性感覚刺激の送達に対する、前記対象において徐波睡眠を誘導する手段の制御に関するタイミングを決定する手段、及び、
    前記感覚刺激を提供する手段を制御して、決定された前記タイミングにて、得られた前記感覚刺激パラメータに従って前記対象に前記促進性感覚刺激を提供する手段、
    を含むシステム。
12. 前記対象の現在の睡眠段階に関連した情報を運ぶ出力信号を生成する手段をさらに含む、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記出力信号に基づき前記対象におけるＮＲＥＭ睡眠を同定する手段をさらに含み、
    前記タイミングを決定する手段が、前記対象におけるＮＲＥＭ睡眠の同定に基づき前記促進性感覚刺激の送達に対するタイミングを決定するようにさらに構成される、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記感覚刺激パラメータを得る手段が、前記対象による覚醒中の学習の期間の間に前記対象に提供される覚醒中の感覚刺激に基づき前記促進性感覚刺激を定める前記感覚刺激パラメータを得るようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
15. 前記感覚刺激を提供する手段を制御する手段が、前記感覚刺激を提供する手段を制御して、前記促進性感覚刺激が、前記覚醒中の学習の期間の間に提供される前記覚醒中の感覚刺激に相当するように、前記対象に前記促進性感覚刺激を提供するようにさらに構成される、請求項１４に記載のシステム。

Images