JP6625820B2 - フィードバックを用いた認知強化 - Google Patents

フィードバックを用いた認知強化 Download PDF

Info

Publication number
JP6625820B2
JP6625820B2 JP2015086712A JP2015086712A JP6625820B2 JP 6625820 B2 JP6625820 B2 JP 6625820B2 JP 2015086712 A JP2015086712 A JP 2015086712A JP 2015086712 A JP2015086712 A JP 2015086712A JP 6625820 B2 JP6625820 B2 JP 6625820B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brain
user
target
frequency
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015086712A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015205183A (ja
JP2015205183A5 (ja
Inventor
ジェイ． チェイス チャールズ
ジェイ． チェイス チャールズ
ヨナス ジェラルド
ヨナス ジェラルド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lockheed Martin Corp
Original Assignee
Lockheed Martin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lockheed Martin Corp filed Critical Lockheed Martin Corp
Publication of JP2015205183A publication Critical patent/JP2015205183A/ja
Publication of JP2015205183A5 publication Critical patent/JP2015205183A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6625820B2 publication Critical patent/JP6625820B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00—Magnetotherapy
    • A61N2/004—Magnetotherapy specially adapted for a specific therapy
    • A61N2/006—Magnetotherapy specially adapted for a specific therapy for magnetic stimulation of nerve tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0015—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system
    • A61B5/0022—Monitoring a patient using a global network, e.g. telephone networks, internet
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
    • A61B5/372—Analysis of electroencephalograms
    • A61B5/374—Detecting the frequency distribution of signals, e.g. detecting delta, theta, alpha, beta or gamma waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/36025—External stimulators, e.g. with patch electrodes for treating a mental or cerebral condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N5/0613—Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/0622—Optical stimulation for exciting neural tissue
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
    • G16H40/60—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
    • G16H40/67—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for remote operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
    • A61B2503/20—Workers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6803—Head-worn items, e.g. helmets, masks, headphones or goggles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0027—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus by the hearing sense
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M2021/0005—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus
    • A61M2021/0044—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis by the use of a particular sense, or stimulus by the sight sense
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/35—Communication
    • A61M2205/3546—Range
    • A61M2205/3553—Range remote, e.g. between patient's home and doctor's office
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/35—Communication
    • A61M2205/3546—Range
    • A61M2205/3561—Range local, e.g. within room or hospital
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/50—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers
    • A61M2205/502—User interfaces, e.g. screens or keyboards
    • A61M2205/505—Touch-screens; Virtual keyboard or keypads; Virtual buttons; Soft keys; Mouse touches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2230/00—Measuring parameters of the user
    • A61M2230/08—Other bio-electrical signals
    • A61M2230/10—Electroencephalographic signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N2005/0635—Radiation therapy using light characterised by the body area to be irradiated
    • A61N2005/0643—Applicators, probes irradiating specific body areas in close proximity
    • A61N2005/0645—Applicators worn by the patient
    • A61N2005/0647—Applicators worn by the patient the applicator adapted to be worn on the head
    • A61N2005/0648—Applicators worn by the patient the applicator adapted to be worn on the head the light being directed to the eyes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Description

本開示は一般に認知強化に関し、より具体的には、フィードバックを用いた認知強化に関する。
多くの職業は、疲労、眠気、過重負担および注意散漫を引き起こす作業を伴い、これらは労働者のパフォーマンスに悪影響を及ぼす。認知機能の強化はこのような悪影響に対処することができ、結果として、労働者効率を改善し人件費を節約することができる。更に、認知強化は、メンタルヘルス、睡眠、学習およびトレーニングを改善することができる。
本開示ならびに本開示の更なる特徴および利点をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の説明を参照する。
本開示の特定の実施形態に係る例示的な認知強化システムを示すネットワーク図である。 本開示の特定の実施形態に係る、図１の認知強化システムで用いられる例示的な認知強化モジュールを示す図である。 本開示の特定の実施形態に係る、図１の認知強化システムで用いられる例示的なコンピューティングシステムを示す図である。 本開示の特定の実施形態に係る、フィードバックを用いた認知強化の例示的な方法を示すフローチャートである。 本開示の特定の実施形態に係る、図４Ａに登場したユーザーにおいて目標脳状態を達成するために、フィードバックを用いてユーザーの脳を刺激するステップの例示的な方法を示すフローチャートである。
職業人は、しばしば困難な作業に直面する。例えばパイロットは、ミッションの間、注意力と集中力を何時間も維持しなければならない。しかしながら、長い倦怠感の時間が強い集中の時間によって中断される場合がある。このように認知作業が不均一に分布することにより、警戒が緩む時間または認知的な過重負担の時間が生じる可能性があり、これらの両方がミッションの遂行に悪影響を及ぼすおそれがある。別の例として、情報アナリストは、何時間も連続で座ったまま、写真などの情報を分析する。結果として、アナリストの注意力が低下する場合がある。脳波の同調を制御することによって認知強化を行うと、認知機能を改善することができ、結果として、ミッションの遂行を改善することができる。更に、フィードバックループを用いることにより、脳の出力信号に応じて、装置によって生成される入力信号を能動的に修正することができる。更に、フィードバックループにより、ユーザーの脳が目標脳状態に達する速さをリアルタイムで調節することができる。
したがって、本開示の態様は、一実施形態において、目標脳状態に対応する目標周波数を決定し、ユーザーにおいて目標脳状態を達成するために、フィードバックを用いてユーザーの脳を刺激する方法を含む。ユーザーの脳を刺激するステップは、ユーザーに結合された１以上のセンサーから受信される、ユーザーの脳の電気出力を測定するステップと、測定された電気出力に基づいて、ユーザーの脳に関連付けられる現在の周波数を決定するステップと、ユーザーの脳に関連付けられる現在の周波数と目標周波数との差を決定するステップと、を含んでよい。該方法は、現在の周波数と目標周波数との差が所定量より大きい場合、前記ユーザーの前記脳に関連付けられる前記現在の周波数を前記目標周波数に向けて修正可能な周波数を有する信号を、前記ユーザーの前記脳に１以上の経路を通じて送出するステップを含んでよい。該方法は、上記の測定ステップ、決定ステップおよび送出ステップを１回以上繰り返すステップを含んでよい。
本開示の認知強化は、多くの利点を提供することができる。一例として、認知強化モジュール１１０は、認知強化に対してリアルタイム調節を行うためのフィードバックの利用を提供する。別の例として、認知強化モジュール１１０は、符号化されたシグナリングおよびフィルタリングを用いることにより、ユーザーの脳の電気出力の測定をより正確なものにすることができる。更に別の例として、認知強化モジュール１１０は、オーバーヘッドをほとんど要さない、便利でコスト効率の高い認知強化システム１００を提供することができる。更に別の例として、認知強化モジュール１１０は、望ましくない信号のキャンセルにより、多くの神経障害の治療を提供することができる。別の例として、認知強化モジュール１１０は、ユーザーが最も有効な経路を選択できるように、複数の励起経路を提供することができる。別の例として、認知強化モジュール１１０は、認知強化システム１００の特定のユーザーに合わせてカスタマイズすることができる。別の例として、認知強化モジュール１１０は非侵襲性の認知刺激を提供し、それによって回復時間を短縮または排除することができる。別の例として、認知強化モジュール１１０は、ユーザー１１８の脳に送られる信号の周波数、振幅、波形および場所の制御を可能にすることができる。
更なる詳細を図１〜４Ｂにおいて議論する。図１は、例示的な認知強化システム１００を示す。図２と図３は、それぞれ、図１の認知強化システム１００に用いられる例示的な認知強化モジュール１１０と例示的なコンピューティングシステム１０５を示す。図４Ａは、フィードバックを用いた認知強化の例示的な方法を示し、図４Ｂは、図４Ａに登場したユーザーにおいて目標脳状態の達成を試みるために、フィードバックを用いてユーザーの脳を刺激するステップの例示的な方法を示す。
図１は、本開示の特定の実施形態に係る認知強化システム１００を示す。一実施形態において、認知強化システム１００は、望ましい脳状態を達成するための脳波の強化を提供することができる。また、いくつかの実施形態において、認知強化システム１００は、認知機能を改善するための望ましくない脳波のキャンセルを提供することもできる。一実施形態において、認知強化システム１００は、コンピューティングシステム１０５、認知強化モジュール１１０、電極１１７、ユーザー１１８、ネットワーク１２０および刺激装置１２５を備えてよい。
コンピューティングシステム１０５は、認知強化システム１００において動作するように構成される任意のコンピューティングシステムであってよい。例えば、コンピューティングシステム１０５は、認知強化システム１００において情報の通信、処理および／または格納を行うように構成されるタブレット、スマートフォン、ラップトップ、パーソナル・コンピューターその他のデバイスであってよい。また、コンピューティングシステム１０５はユーザーインターフェースを備えてもよく、例えば、ユーザー１１８または別のユーザーが認知強化システム１００を操作する際に用いることのできるディスプレー、タッチスクリーン、マイク、キーパッドその他の適切な端末装置を備えてよい。
認知強化モジュール１１０は、目標脳状態の目標周波数を決定し、目標脳状態の達成を試みるためにフィードバックを用いてユーザー１１８の脳を刺激するように構成される、任意のコンポーネントであってよい。いくつかの実施形態において、認知強化モジュール１１０は、ネットワーク１２０を介してコンピューティングシステム１０５、刺激装置１２５および電極１１７と接続されてよい。例えば、認知強化モジュール１１０は、リモートサーバーに位置するソフトウェアであってよい。他の実施形態において、認知強化モジュール１１０は、コンピューティングシステム１０５内に含まれてよい。例えば、認知強化モジュール１１０は、コンピューティングシステム１０５上にインストールされるソフトウェアであってよい。いくつかの実施形態において、認知強化モジュール１１０は、サーバー、リモートサーバー、ホストコンピューターその他の適切なコンポーネントを含んでよい。単一のモジュールとして図示されているが、特定の実施形態において、ユーザー１１８のグループの場合、グループのメンバーにそれぞれ対応する複数の認知強化モジュール１１０が設けられてよい。この場合、各認知強化モジュール１１０はネットワーク１２０を介して通信可能に結合されてよい。他の実施形態では、データを処理しネットワーク１２０を介してグループの各メンバーに信号を送出する、遠隔に位置する単一の認知強化モジュール１１０が設けられてよい。いくつかの実施形態において、グループシナリオにおける認知強化モジュール１１０の結合により、認知強化の共有が可能になる。例えば、グループの一員に関連付けられた認知強化モジュール１１０が、注意力の上昇に関連付けられる脳波の兆候を受信した場合、認知強化モジュール１１０は、グループの他のメンバーの注意力を上昇させる信号を供給するようにプログラムされてよい。
一実施形態において、電極１１７は、脳の電気出力を感知するように構成される任意の種類の電極であってよい。例えば、電極１１７は、１以上のセンス電極を含んでよい。いくつかの実施形態において、電極１１７は、電気刺激をユーザー１１８の脳に与えるように構成される電極を含んでよい。例えば、電極１１７は、ユーザー１１８の脳を刺激する１以上のドライブ電極を含んでよい。電極１１７は、ユーザー１１８の脳波の時間依存性電気振動を感知するように構成されてよく、振動の周波数、波形、場所、振幅および大きさ（magnitude）の測定に用いられてよい。このような振動は、様々な認知機能、例えば睡眠、学習、集中、瞑想その他の認知機能に関係している可能性がある。特定の実施形態において、電極１１７は、脳波記録または脳磁図記録の技術を用いてよい。電極１１７は、任意の数の電極を含んでよい。例えば、単一の電極がユーザー１１８に結合されてよい。別の例として、２以上の電極１１７がユーザー１１８に結合されてよい。一実施形態において、電極１１７は、電極１１７を保持するように構成される任意の装置に貼付または装着されてよい。例えば、電極１１７は、ユーザー１１８が着用し得る帽子またはヘッドセットに貼付されてよい。電極１１７は、コンピューティングシステム１０５、認知強化モジュール１１０および刺激装置１２５に、直接的に、またはネットワーク１２０を介して、接続されてよい。ユーザー１１８のグループのシナリオでは、電極１１７は、グループの各メンバーに貼付されてよい。このシナリオでは、グループの各メンバーの電極１１７は、ネットワーク１２０を介して、グループの他のメンバー各々の電極と通信可能に結合されてよい。
ユーザー１１８は、ひとりの人間または人間のグループであってよい。例えば、ユーザー１１８として、軍の旅団が挙げられる。別の例として、ユーザー１１８は、情報アナリストのグループであってよい。ユーザー１１８は、認知強化システム１００の操作者を含んでもよい。
ネットワーク１２０は、認知強化システム１００のコンポーネント（コンピューティングシステム１０５、認知強化モジュール１１０、電極１１７、刺激装置１２５等）間の通信を促進するように動作可能な、任意の適切なネットワークであってよい。ネットワーク１２０は、電子、音声、ビデオ、光、データ、メッセージ、信号またはこれらの任意の組合わせを送信可能な、任意の相互接続システムを含んでよい。ネットワーク１２０としては、コンポーネント間の通信を促進するように動作可能な公衆電話交換網（Public Switched Telephone Network：ＰＳＴＮ）、公衆もしくはプライベートのデータネットワーク、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、ローカル、リージョナルもしくはグローバルの通信もしくはコンピューターネットワーク（例えばインターネット）、有線もしくは無線のネットワーク、企業イントラネットその他の適切な通信リンクの全部または一部（これらの組合わせを含む）が挙げられる。
特定の実施形態において、刺激装置１２５は、ユーザー１１８の脳への信号の供給に用いられてよい。このような信号は、ユーザー１１８の脳内のニューロンを目標周波数で「興奮（fire）」させることができる。すなわち、刺激信号は、脳波を該刺激信号に同調するように調節し、これにより、該刺激信号と脳波とを結合させることで望ましい波形を達成することができる。刺激装置１２５は、特定の周波数の信号をユーザー１１８の脳に供給するように構成される任意の装置であってよい。例えば、刺激装置１２５は経頭蓋脳刺激装置であってよく、例えば経頭蓋交流刺激装置、経頭蓋磁気刺激装置または経頭蓋直流刺激装置であってよい。別の例として、刺激装置１２５は、１以上のドライブ電極であってよい。更に別の例として、刺激装置１２５は、ユーザー１１８の耳または目を通して光信号を供給するように構成される任意の装置であってよく、例えば光ファイバーを備える装置やディスプレーを備えるメガネであってよい。更に別の例として、刺激装置１２５は、ユーザー１１８の耳に可聴信号を供給するように構成される任意の装置であってよく、例えば音響発生装置に結合されるヘッドホンであってよい。いくつかの実施形態において、刺激装置１２５は、ネットワーク１２０を介して信号を送出してよい。例えば、刺激装置１２５は、ネットワーク１２０の有線または無線の接続を介して、電極１１７に電気信号を送出してよい。他の実施形態では、刺激装置１２５は、ユーザー１１８の脳に直接的に信号を供給してよい。例えば、刺激装置１２５は、ユーザー１１８の耳または目を介して、直接的に光信号を供給してよい。単一の刺激装置１２５が図示されているが、認知強化システムは、ネットワーク１２０を介して通信可能に結合される複数の刺激装置１２５を備えてよい。例えば、ユーザー１１８のグループの場合、グループの各メンバーに結合される対応の刺激装置１２５が設けられてよい。特定の実施形態において、刺激装置１２５は、コンピューティングシステム１０５または認知強化モジュール１１０と組み合わされてよい。
例示的な動作実施形態として、認知強化システム１００のユーザー１１８または操作者は、コンピューティングシステム１０５および認知強化モジュール１１０を用いて、ユーザー１１８の脳の目標脳状態を選択することができる。電極１１７は、ユーザー１１８の脳の出力信号を測定し、信号をコンピューティングシステム１０５および認知強化モジュール１１０に供給してよい。認知強化モジュール１１０は、受信された信号を分析し、受信された信号の測定された電気出力に基づいて、ユーザー１１８の脳に関連付けられる現在の周波数を決定してよい。次いで認知強化モジュール１１０は、ユーザー１１８の脳に関連付けられる現在の周波数と目標脳状態に関連付けられる目標周波数との差を決定してよい。現在の周波数と目標周波数との差が所定量より大きい場合、認知強化モジュール１１０は、刺激装置１２５に、ユーザー１１８の脳に対して信号を送出させてよい。刺激装置１２５がユーザー１１８の脳に供給する信号は、ユーザー１１８の脳の現在の周波数を目標周波数に向けて修正することできる周波数を有してよい。信号は、脳波を該信号に同調するように調節することができ、これにより、信号と脳波とを結合させることで望ましい波形を達成することができる。認知強化モジュール１１０は、目標脳状態が達成されるまで、このプロセスを１回以上繰り返してよい。
図２は本開示の特定の実施形態に係る、図１の認知強化システム１００に用いられる例示的な認知強化モジュール１１０を示す。一実施形態において、認知強化モジュール１１０は、ユーザー１１８において目標脳状態を達成するために、フィードバックを用いてユーザー１１８の脳を刺激するように構成される。いくつかの実施形態において、認知強化モジュール１１０は、望ましくない脳波をキャンセルすることにより、神経障害を治療するように構成される。特定の実施形態において、認知強化モジュール１１０は、インターフェース２２０、プロセッサ２３０およびメモリ２４０を有する。
インターフェース２２０は、ネットワーク１２０からの情報の受信、ネットワーク１２０を介する情報の送信、情報の処理の実行、他の装置との通信、またはこれらの任意の組合わせを行うように構成される、任意の適切な装置であってよい。例えば、インターフェース２２０は、ネットワーク１２０を介して、コンピューティングシステム１０５から目標脳状態を受信してよい。別の例として、インターフェース２２０は、ネットワーク１２０を介して刺激装置１２５にコマンドを送出することで、刺激装置１２５にユーザー１１８に対して信号を供給させてよい。一実施形態において、インターフェース２２０は、任意のポートまたは接続（実接続または仮想接続）を表し、例えば、認知強化モジュール１１０が認知強化システム１００のコンピューティングシステム１０５、ネットワーク１２０、刺激装置１２５その他のコンポーネントと情報交換できるようにするＬＡＮ、ＷＡＮ、ＭＡＮその他の通信システムを介して通信するために、プロトコル変換機能とデータ処理機能とを有する、任意の適切なハードウェアおよび／またはソフトウェアを表す。特定の実施形態において、インターフェース２２０は、プロセッサ２３０に通信可能に結合されてよい。
一実施形態において、プロセッサ２３０は、インターフェース２２０およびメモリ２４０と通信可能に結合し、インターフェース２２０およびメモリ２４０から受信される情報を処理することにより、認知強化モジュール１１０の動作および管理を制御する。プロセッサ２３０として、情報を制御し処理するように動作する任意のハードウェアおよび／またはソフトウェアが挙げられる。例えば、プロセッサ２３０は、認知強化モジュール１１０の動作を制御するためにロジック２６０を実行する。プロセッサ２３０は、プログラマブル論理装置、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、任意の適切な処理装置、またはこれらの任意の適切な組合わせであってよい。
メモリ２４０は、永久的にまたは一時的に、プロセッサ２３０に関するデータ、動作ソフトウェアその他の情報を格納する。メモリ２４０として、情報の格納に適した揮発性もしくは不揮発性のローカルもしくはリモートの装置のうち任意の１つまたはそれらの組合わせが挙げられる。例えば、メモリ２４０として、ＲＡＭ、ＲＯＭ、磁気記憶装置、光学記憶装置その他の適切な情報記憶装置、またはこのような装置の組合わせが挙げられる。特定のモジュールを含むものとして図示されているが、メモリ２４０は、認知強化モジュール１１０の動作に用いられる任意の適切な情報を有してよい。図示の実施形態では、メモリ２４０は脳状態データベース２５０およびロジック２６０を有する。
脳状態データベース２５０は、周波数および関連脳状態を格納するように構成される任意のコンポーネントであってよい。例えば、脳状態データベース２５０は、Microsoft Access（登録商標）データベースまたはMicrosoft Excel（登録商標）データベースであってよい。特定の実施形態において、脳状態データベース２５０は、複数の周波数と対応の目標脳状態とを関連付けるテーブルであってよい。一例として、脳状態データベース２５０は、心的外傷後ストレス障害（ＰＴＳＤ）についてのセルと、ユーザーのＰＴＳＤ状態を改善するための目標脳周波数についての関連セルとを有してよい。更に別の例として、脳状態データベース２５０は、エキスパートの目標脳状態と対応周波数とについてのセルを有してよい。いくつかの実施形態において、脳状態データベース２５０は、目標脳状態が特定の目標周波数に対応することを示す研究に基づく目標周波数を有してよい。一実施形態において、脳状態データベース２５０は、ユーザー１１８に合わせてカスタマイズされた目標周波数を有してよい。例えば、ユーザー１１８の脳が特定の脳状態にあるときの周波数を測定し、脳状態データベース２５０に格納することができる。
ロジック２６０は、一般に、認知強化モジュール１１０の記載の機能および工程を実行するためにコンピューター可読記憶媒体に備えられるロジック、ルール、アルゴリズム、コード、テーブルおよび／またはその他適切な命令を意味する。例えば、ロジック２６０は、目標脳状態に対応する目標周波数の決定を促進し、ユーザー１１８において目標脳状態の達成を試みるために、フィードバックを用いてユーザー１１８の脳を刺激する。この場合、ロジック２６０は、ユーザー１１８に結合された１以上のセンサーからネットワーク１２０を介して、インターフェース２２０を通じて受信される、ユーザー１１８の脳の電気出力を測定してよい。ロジック２６０は、測定された電気出力に基づいて、ユーザー１１８の脳に関連付けられる現在の周波数を決定し、現在の周波数と目標周波数との差を決定してよい。現在の周波数と目標周波数との差が所定量より大きい場合、ロジック２６０は、刺激装置１２５に、ユーザー１１８の脳に１以上の経路を通じて信号を送出させてよい。特定の実施形態において、信号は、ユーザー１１８の脳に関連付けられる現在の周波数を目標周波数に向けて、または目標周波数まで修正可能な周波数を有してよい。
図３は、本開示の特定の実施形態に係る、図１の認知強化システム１００で用いられる例示的なコンピューティングシステム１０５を示す。上述したように、一実施形態において、コンピューティングシステム１０５は、認知強化システム１００において情報の通信、処理および／または格納を行うように構成されるタブレット、スマートフォン、ラップトップ、パーソナル・コンピューターその他のデバイスであってよい。特定の実施形態において、コンピューティングシステム１０５は、ユーザー１１８等のユーザーが、コンピューティングシステム１０５上のアプリケーションにおいて各種モード３１０Ａ〜３１０Ｆを選択することによって、目標脳状態を選択できるようにしてよい。
モード３１０Ａ〜３１０Ｆは、任意の目標脳状態に対応してよい。例えば、モード３１０Ａは、リラクゼーションに対応してよい。別の例として、モード３１０Ｂは、学習の脳状態に対応してよい。一実施形態において、各モード３１０Ａ〜３１０Ｆは、ユーザー入力を用いてユーザー１１８によって選択可能であってよい。例えば、ユーザー１１８は、モード３１０Ａ〜３１０Ｆのいずれかをタッチ、選択またはスワイプして、目標脳状態を選択することができる。他の実施形態では、ユーザー１１８は、音声コマンドを提供して、モード３１０Ａ〜３１０Ｆのうち１つを選択することができる。ユーザー１１８によって実行されるように説明したが、特定の実施形態において、モード３１０Ａ〜３１０Ｆの選択は、認知強化システム１００の操作者（例えば医師）によって実行されてよい。また、モード３１０Ａ〜３１０Ｆは治療モード３１０Ｅを含んでよく、ユーザー１１８が治療を受ける神経障害が表示されてよい。例えば、コンピューティングシステム１０５は、ＰＴＳＤ、うつ、てんかんその他の神経障害に対応する治療モード３１０Ｅを表示してよい。特定の実施形態において、コンピューティングシステム１０５は、モード３１０Ａ〜３１０Ｆのうち１つが選択されたときに、認知強化モジュール１１０にネットワーク１２０を通じて信号を供給してよい。認知強化モジュール１１０がコンピューティングシステム１０５上に存在する実施形態では、信号は、ネットワーク１２０を通ることなく直接的に認知強化モジュール１１０に供給されてよい。特定の実施形態において、信号は、ユーザー１１８の選択を示すものであってよい。
図４Ａは、本開示の特定の実施形態に係る、フィードバックを用いた認知強化の例示的な方法４００を示す。方法４００はステップ４１０で開始され、ステップ４１０では、目標脳状態に対応する目標周波数が決定されてよい。一実施形態において、目標脳状態に対応する目標周波数を決定するために、認知強化モジュール１１０は、脳状態データベース２５０において目標脳状態に関連付けられる目標周波数を検索してよい。例えば、ユーザーが図３の例示的なコンピューティングシステム１０５を用いてモード３１０Ｂを選択した場合、認知強化モジュール１１０は、脳状態データベース２５０において学習の目標脳状態を検索してよい。認知強化モジュール１１０が脳状態データベース２５０において学習の目標脳状態を発見した場合、認知強化モジュール１１０は、選択された学習脳状態に対応する目標周波数を検索してよい。
ステップ４２０において、ユーザー１１８において目標脳状態の達成を試みるために、フィードバックを用いてユーザー１１８の脳が刺激されてよい。ユーザー１１８において目標脳状態の達成を試みるためにフィードバックを用いてユーザー１１８の脳を刺激する例示的な方法を図４Ｂに示し、後述する。
図４Ｂは、本開示の特定の実施形態に係る、図４Ａに登場したユーザー１１８において目標脳状態を達成するために、フィードバックを用いてユーザー１１８の脳を刺激するステップの例示的な方法４２０を示す。ステップ４３０において、ユーザー１１８に結合された１以上のセンサーから受信されるユーザー１１８の脳の電気出力が測定されてよい。特定の実施形態において、センサーは電極１１７を含んでよい。特定の実施形態において、電極１１７は、ユーザー１１８の脳波の電気振動を感知してよい。いくつかの実施形態において、電極１１７は、感知された電気振動に関連付けられる信号を認知強化モジュール１１０に供給してよく、認知強化モジュール１１０は、該信号を用いて様々な測定を行ってよい。いくつかの実施形態において、ユーザー１１８の脳を通じて出力された脳波の様々な特性が測定される。例えば、測定される特性として、脳波の場所（すなわち、脳波が発生した脳内の場所）、周波数、ユーザー１１８の脳から出力される時間依存性電気振動の大きさが挙げられる。このような振動は、脳の特定の機能に関係し得る神経活動を示す。
ステップ４４０において、測定された電気出力に基づいて、ユーザー１１８の脳に関連付けられる現在の周波数が決定されてよい。一実施形態において、現在の周波数は、ユーザー１１８の脳内のニューロンが「興奮（fire）」する周波数であってよい。特定の実施形態において、時間依存性電気振動の現在の周波数は、ユーザー１１８に結合された１以上のセンサー（例えば電極１１７）から受信される電気出力を用いて、測定されてよい。
ステップ４５０において、ユーザー１１８の脳に関連付けられる現在の周波数と目標周波数との差が決定されてよい。いくつかの実施形態において、この決定は、現在の周波数と目標周波数との減算に基づいてなされてよい。上述したように、特定の実施形態において、目標周波数は脳状態データベース２５０から取得されてよい。
ステップ４６０において、現在の周波数と目標周波数との差が所定量と比較されてよい。特定の実施形態において、該所定量は、認知強化システム１００の操作者によって設定されるしきい値であってよい。例えば、認知強化システム１００の操作者は、コンピューティングシステム１０５上のアプリケーションを用いて、所定量を設定することができる。他の実施形態において、ユーザー１１８は、コンピューティングシステム１０５を用いて所定量を設定することができる。また、所定量は、認知強化モジュール１１０のロジック２６０にハードコードされてもよい。例えば、所定量は、ユーザー１１８による調節が不可能な固定量であってよい。現在の周波数と目標周波数との差が所定量より小さい場合、認知強化モジュール１１０は目標脳状態が達成されたと判定し、方法４２０は終了する。現在の周波数と目標周波数との差が所定量より大きい場合、認知強化モジュール１１０は目標脳状態がまだ達成されていないと判定し、方法はステップ４７０に進む。
ステップ４７０において、１以上の経路を通じてユーザー１１８の脳に信号が送出されてよい。いくつかの実施形態において、ユーザー１１８の脳に送出される信号は、ユーザー１１８の脳に関連付けられる現在の周波数を目標周波数に向けて、または目標周波数まで修正可能な周波数を有してよい。例えば、目標脳状態が学習状態（関連付けられる目標周波数は５Ｈｚであってよい）であり、ユーザー１１８の脳の現在の周波数が２Ｈｚである場合、ユーザー１１８の脳に送出される信号は３Ｈｚの周波数を有してよい。この例では、該信号は、現在の周波数２Ｈｚを目標周波数５Ｈｚまで修正することができる。別の例として、信号は１０Ｈｚの周波数を有してよく、これにより、現在の周波数５Ｈｚを目標周波数１０Ｈｚに向けて修正することができる。この例において、ユーザー１１８は、５Ｈｚで目を開けていることができる。いくつかの実施形態において、同相で大きさの等しい、脳の電気出力と同じ符号をもつ信号を供給するために、信号は電気出力と時刻同期されてよく、これにより、現在の周波数の振幅を大きくすることができる。いくつかの実施形態において、信号は、脳波を刺激信号に同調するように調節することができ、これにより、刺激信号と脳波とを結合させることで望ましい波形を達成することができる。
他の実施形態では、ユーザー１１８の脳に送出される信号は、望ましくない脳波をキャンセルしてよい。例えば、ユーザー１１８の脳が望ましくない脳波を有する場合、認知強化モジュール１１０は、望ましくない脳波と１８０度位相のずれた信号を、ユーザー１１８の脳に送出してよい。このようにして、望ましくない脳波をキャンセルすることができる。望ましくない脳波のキャンセルは、神経障害の治療に有用である場合がある。例えば、ユーザー１１８がＰＴＳＤ、てんかん、睡眠不足、ストレス、倦怠感その他の神経障害をもつ場合、そのような神経障害の各々に関連付けられる望ましくない脳波は、該望ましくない信号と１８０度位相のずれた信号を送出することによってキャンセルすることができる。
特定の実施形態において、ユーザー１１８の脳に送出される信号は符号化されてよい。信号を特定する符号で該信号を符号化すると、該符号を用いて、符号化信号を脳の電気出力からフィルタリングすることができるので、ユーザー１１８の脳の測定の正確性を向上させることができる。ユーザー１１８の脳に送出される信号がフィルタリングされないと、脳の電気出力の測定が歪められるおそれがある。例示的な動作実施形態として、認知強化モジュール１１０は、ユーザー１１８の脳に送出される信号を、該信号を特定する符号で変調してよい。電極１１７は、ユーザー１１８の脳の電気出力を感知してよいが、該電気出力には、脳の電気振動と脳に送出された符号化信号との両方が含まれ得る。電極１１７は、電気振動と脳に送出された符号化信号との両方を感知することができるので、認知強化モジュール１１０は、符号化信号に対して変調された符号に基づいて、符号化信号を全ての電気出力からフィルタリングすることができる。結果として、認知強化モジュール１１０は、ユーザー１１８の脳の電気振動について、より正確な測定を行うことができる。
特定の実施形態において、信号が送出される１以上の経路は、ユーザー１１８の脳に信号を供給するように構成される任意の励起経路であってよい。一実施形態において、電磁気的経路が用いられてよい。例えば、電磁気的経路として、経頭蓋交流刺激または経頭蓋磁気刺激が挙げられる。特定の実施形態において、別の経路として、光学刺激を供給する光学経路が用いられてよい。例えば、光学刺激として、ユーザー１１８の耳を通じて送られる光信号が挙げられる。光学刺激の別の例として、ユーザー１１８の目を通じて送られる光信号が挙げられる。いくつかの実施形態において、可聴経路が用いられてよい。例えば、可聴経路として、ユーザー１１８の耳を通じて送られる音声が挙げられる。可聴経路が用いられるいくつかの実施形態において、ユーザー１１８のそれぞれの耳に異なる周波数で音声を送って、該音声の周波数の差である周波数で、ユーザー１１８の脳を同調させてよい。特定の実施形態において、１度に複数の経路が用いられてよい。例えば、電磁気的経路と可聴経路との両方が同時に用いられてよい。別の例として、目を通じての光学経路と耳を通じての光学経路との両方が同時に用いられてよい。
ステップ４７０で信号を送出した後、方法４２０はステップ４３０に進んでよい。ここで、現在の周波数と目標周波数との差が所定量より小さくなるまでステップ４３０〜４７０が実行され、小さくなった時点で方法４２０が終了する。特定の実施形態において、ステップ４３０〜４７０を繰り返すことにより、認知強化モジュール１１０にフィードバックループが設けられる。フィードバックループにより、リアルタイム調節が可能となる。特定の実施形態において、刺激の範囲が調節されてよい。例えば、現在の周波数が目標周波数に向かう速さが十分でない場合、ユーザー１１８の脳に送出される信号の周波数は、脳の現在の周波数の修正を速めるように調節されてよい。代替の方法として、現在の周波数が目標周波数に向かう速さが速すぎる場合、信号の周波数は、現在の周波数の修正を減速するように調節されてよい。いくつかの実施形態において、ユーザー１１８は、フィードバックループを用いて刺激の範囲を調節することができる。他の実施形態では、認知強化システム１００の操作者は、フィードバックループを用いて刺激の範囲を調節することができる。
フィードバックの別の用途として、目標脳状態の生成に関与する脳の領域に信号を誘導するように、刺激の場所が調節されてよい。例えば、ユーザー１１８の脳に送出される信号は、ユーザー１１８の頭部の特定の場所に位置付けられた電極１１７の選択サブセットに送出されてよい。別の例として、ユーザー１１８または認知強化システム１００の操作者は、電極１１７の場所を移動することができる。電極１１７の場所を変更することにより、ユーザー１１８の脳のうち刺激される領域が調節される。一実施形態において、フィードバックを用いた周波数および場所の制御に加えて、信号の振幅および波形が制御されてもよい。
例示的な動作実施形態として、認知強化モジュール１１０は、目標脳状態に対応する目標周波数を決定する。例えば、認知強化モジュール１１０は、脳状態データベース２５０において検索を実行して、ユーザー１１８によって選択された目標脳状態に関連付けられる目標周波数を決定してよい。認知強化モジュール１１０は、目標脳状態の達成を試みるために、フィードバックを用いてユーザー１１８の脳を刺激してよい。ユーザー１１８の脳を刺激するために、認知強化モジュール１１０は、ユーザー１１８に結合された１以上のセンサーから受信される、ユーザー１１８の脳の電気出力を測定してよい。例えば、認知強化モジュール１１０は、電極１１７から信号を受信し、該信号の様々な特性を測定してよい。認知強化モジュール１１０は、測定された電気出力に基づいて、ユーザー１１８の脳に関連付けられる現在の周波数を決定してよい。例えば、認知強化モジュール１１０は、測定された電気出力を用いて、現在の周波数を計算してよい。認知強化モジュール１１０は、現在の周波数と目標周波数との差を決定してよい。例えば、認知強化モジュール１１０は、現在の周波数を目標周波数から引いてよい。現在の周波数と目標周波数との差が所定量より大きい場合、認知強化モジュール１１０は、ユーザー１１８の脳に１以上の経路を通じて信号を送出してよい。該信号は、現在の周波数を目標周波数に向けて修正可能な周波数を有してよい。認知強化モジュール１１０は、測定ステップ、決定ステップおよび送出ステップを、目標脳状態が達成されるまで繰り返してよい。
認知強化モジュール１１０は、多くの利点を提供する。特定の実施形態において、認知強化モジュール１１０は、認知強化に対してリアルタイム調節を行うためのフィードバックの利用を提供することができる。いくつかの実施形態において、認知強化モジュール１１０は、符号化されたシグナリングおよびフィルタリングを用いることによって、ユーザーの脳の電気出力の測定において正確性を向上させることができる。いくつかの実施形態において、認知強化モジュール１１０は、オーバーヘッドをほとんど要さない、便利でコスト効率の高い認知強化システム１００を提供することができる。特定の実施形態において、認知強化モジュール１１０は、望ましくない信号のキャンセルを利用して、多くの神経障害の治療を可能にすることができる。一実施形態において、認知強化モジュール１１０は、ユーザーが最も効果的な経路を選択できるように、複数の励起経路を提供することができる。いくつかの実施形態において、認知強化モジュール１１０は、認知強化システム１００の特定のユーザーに合わせてカスタマイズすることができる。一実施形態において、認知強化モジュール１１０は、非侵襲性の認知刺激を提供し、それによって回復時間を短縮または排除することができる。別の例として、認知強化モジュール１１０は、ユーザー１１８の脳に送られる信号の周波数、振幅、波形および場所の制御を可能にすることができる。
本開示においていくつかの実施形態が説明されたが、当該技術分野の当業者には多種多様な変更、変形、交代、変換および修正が示唆されるであろう。また、本開示は、そのような変更、変形、交代、変換および修正を包含するように意図されている。

Claims (7)

  1. プロセッサに、
    目標脳状態に対応する目標周波数を決定するステップと、
    ユーザーにおいて前記目標脳状態の達成を試みるために、
    前記ユーザーに結合された１以上のセンサーによって測定される前記ユーザーの脳の電気出力を受信するステップと、
    前記電気出力に基づいて、前記ユーザーの前記脳に関連付けられる現在の周波数を決定するステップと、
    前記ユーザーの前記脳に関連付けられる前記現在の周波数と前記目標周波数との差を決定するステップと、
    前記現在の周波数と前記目標周波数との前記差が所定量より大きいという決定に基づき、複数の異なる種類の刺激装置に、前記ユーザーの前記脳に関連付けられる前記現在の周波数を前記目標周波数に向けて修正可能な周波数を有する２以上の信号を、前記ユーザーの前記脳に対して送出させるステップであって、前記複数の異なる種類の刺激装置は光学装置及び可聴装置を含み、前記２以上の信号は、前記光学装置及び前記可聴装置を通じて同時に送出される、ステップと、
    を１回以上繰り返すことにより、フィードバックを用いて前記ユーザーの前記脳を刺激するステップと、
    を実行させるプログラムであって、
    前記プロセッサに、
    前記２以上の信号を、前記２以上の信号のうち個別の１以上をそれぞれ特定する個別の符号で符号化するステップと、
    前記符号に基づいて、前記ユーザーの前記脳の前記電気出力から前記２以上の信号をフィルタリングするステップと、
    を更に実行させるプログラム。
  2. 前記刺激装置のうち１つは、電磁気的刺激装置である、
    請求項１に記載のプログラム。
  3. 前記目標周波数は、ユーザーデバイスからの、前記目標脳状態のユーザー選択を示すデータに基づいて決定される、
    請求項１に記載のプログラム。
  4. 前記プロセッサに、それぞれ特定の脳状態に対応する複数の周波数を備えるデータベースに前記目標周波数を格納するステップを更に実行させる、
    請求項１に記載のプログラム。
  5. メモリと、
    前記メモリに通信可能に結合される１以上のプロセッサと、
    を備えるシステムであって、
    前記１以上のプロセッサは、
    目標脳状態に対応する目標周波数を決定するステップと、
    ユーザーにおいて前記目標脳状態の達成を試みるために、
    前記ユーザーに結合された１以上のセンサーによって測定される前記ユーザーの脳の電気出力を受信するステップと、
    前記電気出力に基づいて、前記ユーザーの前記脳に関連付けられる現在の周波数を決定するステップと、
    前記ユーザーの前記脳に関連付けられる前記現在の周波数と前記目標周波数との差を決定するステップと、
    前記現在の周波数と前記目標周波数との前記差が所定量より大きいという決定に基づき、複数の異なる種類の刺激装置に、前記ユーザーの前記脳に関連付けられる前記現在の周波数を前記目標周波数に向けて修正可能な周波数を有する２以上の信号を、前記ユーザーの前記脳に対して送出させるステップであって、前記複数の異なる種類の刺激装置は光学装置及び可聴装置を含み、前記２以上の信号は、前記光学装置及び前記可聴装置を通じて同時に送出される、ステップと、
    を１回以上繰り返すことにより、フィードバックを用いて前記ユーザーの前記脳を刺激するステップと、
    を実行するように動作可能であり、
    前記１以上のプロセッサは更に、
    前記２以上の信号を、前記２以上の信号のうち個別の１以上をそれぞれ特定する個別の符号で符号化するステップと、
    前記符号に基づいて、前記ユーザーの前記脳の前記電気出力から前記２以上の信号をフィルタリングするステップと、
    を実行するように動作可能である、
    システム。
  6. 前記刺激装置のうち１つは、電磁気的刺激装置である、
    請求項５に記載のシステム。
  7. 前記１以上のプロセッサは更に、それぞれ特定の脳状態に対応する複数の周波数を備えるデータベースに前記目標周波数を格納するように動作可能である、
    請求項５に記載のシステム。
JP2015086712A 2014-04-22 2015-04-21 フィードバックを用いた認知強化 Active JP6625820B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/258,631 2014-04-22
US14/258,631 US9943698B2 (en) 2014-04-22 2014-04-22 Cognitive enhancement using feedback

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015205183A JP2015205183A (ja) 2015-11-19
JP2015205183A5 JP2015205183A5 (ja) 2018-05-31
JP6625820B2 true JP6625820B2 (ja) 2019-12-25

Family

ID=53397772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015086712A Active JP6625820B2 (ja) 2014-04-22 2015-04-21 フィードバックを用いた認知強化

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9943698B2 (ja)
EP (1) EP2939706B1 (ja)
JP (1) JP6625820B2 (ja)
ES (1) ES2899170T3 (ja)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100076334A1 (en) 2008-09-19 2010-03-25 Unither Neurosciences, Inc. Alzheimer's cognitive enabler
KR101539654B1 (ko) 2014-11-27 2015-07-27 (주)와이브레인 Eeg 신호 측정 또는 전기 자극을 위한 전기 장치
EP3268948A4 (en) * 2015-03-10 2018-10-17 HRL Laboratories, LLC System and method for training and assessment
US10376697B2 (en) 2015-03-10 2019-08-13 Hrl Laboratories, Llc Montage design for closed loop sensing and neurostimulation of the dorsal lateral prefrontal cortex and/or motor cortex
US10456059B2 (en) * 2015-04-06 2019-10-29 Forest Devices, Inc. Neuorological condition detection unit and method of using the same
WO2016197063A1 (en) * 2015-06-05 2016-12-08 Ally Brandon Methods and apparatus to measure fast-paced performance of people
US20170055897A1 (en) * 2015-08-26 2017-03-02 Mary-Porter Scott BROCKWAY Biofeedback chamber for facilitating artistic expression
KR101750294B1 (ko) * 2015-09-17 2017-06-26 한국과학기술연구원 단일 뇌에 적용되는 뇌-뇌 인터페이스 시스템
US10350380B2 (en) * 2015-12-17 2019-07-16 Soniphi Llc Systems and methods for distal control of health effectors
US9711056B1 (en) * 2016-03-14 2017-07-18 Fuvi Cognitive Network Corp. Apparatus, method, and system of building and processing personal emotion-based computer readable cognitive sensory memory and cognitive insights for enhancing memorization and decision making skills
US11065445B2 (en) 2016-04-11 2021-07-20 Monash University Transcranial stimulation with real-time monitoring
JP6781012B2 (ja) * 2016-11-01 2020-11-04 株式会社カネカ チーム構築装置、チーム構築方法、制御プログラム、および記録媒体
US10127825B1 (en) * 2017-06-13 2018-11-13 Fuvi Cognitive Network Corp. Apparatus, method, and system of insight-based cognitive assistant for enhancing user's expertise in learning, review, rehearsal, and memorization
US11723579B2 (en) 2017-09-19 2023-08-15 Neuroenhancement Lab, LLC Method and apparatus for neuroenhancement
US10959674B2 (en) 2017-10-23 2021-03-30 Datafeel Inc. Communication devices, methods, and systems
US11717686B2 (en) 2017-12-04 2023-08-08 Neuroenhancement Lab, LLC Method and apparatus for neuroenhancement to facilitate learning and performance
EP3731749A4 (en) 2017-12-31 2022-07-27 Neuroenhancement Lab, LLC NEURO-ACTIVATION SYSTEM AND METHOD FOR ENHANCING EMOTIONAL RESPONSE
US11364361B2 (en) 2018-04-20 2022-06-21 Neuroenhancement Lab, LLC System and method for inducing sleep by transplanting mental states
WO2020028193A1 (en) 2018-07-30 2020-02-06 Hi Llc Non-invasive systems and methods for detecting mental impairment
CN113382683A (zh) 2018-09-14 2021-09-10 纽罗因恒思蒙特实验有限责任公司 改善睡眠的系统和方法
CN109550137A (zh) * 2018-11-17 2019-04-02 北京华谛盟家具有限公司 用于辅助冥想的沙发
WO2020131148A1 (en) 2018-12-21 2020-06-25 Hi Llc Biofeedback for awareness and modulation of mental state using a non-invasive brain interface system and method
CN109637222B (zh) * 2019-01-28 2021-05-14 探客柏瑞科技（北京）有限公司 脑科学智慧教室
EP3946013A1 (en) 2019-04-04 2022-02-09 Hi LLC Modulation of mental state of a user using a non-invasive brain interface system and method
EP3958736A1 (en) 2019-04-26 2022-03-02 Hi LLC Non-invasive system and method for product formulation assessment based on product-elicited brain state measurements
US11786694B2 (en) 2019-05-24 2023-10-17 NeuroLight, Inc. Device, method, and app for facilitating sleep
JP2022536356A (ja) 2019-06-11 2022-08-15 エイチアイ エルエルシー プライミング効果の自覚によるユーザーの精神状態の検出及び変調のための非侵襲的システム並びに方法
US11132625B1 (en) 2020-03-04 2021-09-28 Hi Llc Systems and methods for training a neurome that emulates the brain of a user
WO2022094439A1 (en) 2020-10-30 2022-05-05 Datafeel Inc. Wearable data communication apparatus, kits, methods, and systems
JP7130281B1 (ja) 2021-09-21 2022-09-05 株式会社メディアシーク 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム
US11931521B2 (en) * 2022-04-11 2024-03-19 Vital Neuro, Inc. Audio-based operant conditioning for brain training

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3032029A (en) 1958-07-09 1962-05-01 Thompson Ramo Wooldridge Inc System controlling apparatus and method
US4739772A (en) 1983-02-01 1988-04-26 Hokanson D Eugene Brain wave monitoring mechanism and method
US4926969A (en) * 1988-11-18 1990-05-22 Neurosonics, Inc. Sensory-driven controller
US5036858A (en) 1990-03-22 1991-08-06 Carter John L Method and apparatus for changing brain wave frequency
JP2600997B2 (ja) * 1990-08-13 1997-04-16 日本電気株式会社 生体機能調節装置
US5123899A (en) 1991-01-17 1992-06-23 James Gall Method and system for altering consciousness
JP2608211B2 (ja) * 1991-07-08 1997-05-07 株式会社八幡書店 脳波誘導装置
US5406957A (en) 1992-02-05 1995-04-18 Tansey; Michael A. Electroencephalic neurofeedback apparatus for training and tracking of cognitive states
US5995868A (en) 1996-01-23 1999-11-30 University Of Kansas System for the prediction, rapid detection, warning, prevention, or control of changes in activity states in the brain of a subject
US5899867A (en) 1996-10-11 1999-05-04 Collura; Thomas F. System for self-administration of electroencephalographic (EEG) neurofeedback training
US6402520B1 (en) 1997-04-30 2002-06-11 Unique Logic And Technology, Inc. Electroencephalograph based biofeedback system for improving learning skills
US6230049B1 (en) 1999-08-13 2001-05-08 Neuro Pace, Inc. Integrated system for EEG monitoring and electrical stimulation with a multiplicity of electrodes
GB0003853D0 (en) 2000-02-19 2000-04-05 Diagnostic Potentials Limited Method for investigating neurological function
US6488617B1 (en) * 2000-10-13 2002-12-03 Universal Hedonics Method and device for producing a desired brain state
US6594524B2 (en) * 2000-12-12 2003-07-15 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Adaptive method and apparatus for forecasting and controlling neurological disturbances under a multi-level control
CA2434966A1 (en) 2001-01-30 2002-08-08 Christopher R. Decharms Methods for physiological monitoring, training, exercise and regulation
US20050159671A1 (en) 2003-12-18 2005-07-21 Sneddo & Associates Inc. Method for diagnosing, detecting, and monitoring brain function including neurological disease and disorders
US8200331B2 (en) 2004-11-04 2012-06-12 Cardiac Pacemakers, Inc. System and method for filtering neural stimulation
WO2005084538A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-15 Axon Sleep Research Laboratories, Inc. Device for and method of predicting a user’s sleep state
WO2006096192A1 (en) 2004-06-09 2006-09-14 Honeywell International, Inc. Communications system based on real-time neurophysiological characterization
WO2006019764A2 (en) 2004-07-15 2006-02-23 Northstar Neuroscience, Inc. Systems and methods for enhancing or affecting neural stimulation efficiency and/or efficacy
US20090099623A1 (en) * 2004-09-13 2009-04-16 Neuronix Ltd. Systems and methods for treatment of medical conditions related to the central nervous system and for enhancing cognitive functions
US7751878B1 (en) 2004-11-10 2010-07-06 Sandia Corporation Real-time human collaboration monitoring and intervention
US8000795B2 (en) 2004-12-17 2011-08-16 Lozano Andres M Cognitive function within a human brain
US8825166B2 (en) * 2005-01-21 2014-09-02 John Sasha John Multiple-symptom medical treatment with roving-based neurostimulation
FI121988B (fi) 2006-09-06 2011-07-15 Valkee Oy Kannettava elektroninen laite
ES2583487T3 (es) * 2007-05-25 2016-09-21 Thomas Jefferson University Método para mejorar la concentración y/o la memoria en un sujeto que lo necesita
JP2011517962A (ja) * 2007-10-04 2011-06-23 ニューロニクス エルティーディー． 中枢神経系に関連する医学的状態の治療のための、および認知機能の向上のためのシステムならびに方法
US20120221075A1 (en) * 2009-11-02 2012-08-30 Y.K.L. Brain Tech Ltd. Computerized system or device and method for diagnosis and treatment of human, physical and planetary conditions
CN102791332A (zh) 2009-11-04 2012-11-21 代理并代表亚利桑那州立大学的亚利桑那董事会 调节大脑活动的设备和方法
AU2011269693A1 (en) 2010-06-22 2013-01-24 National Research Council Of Canada Cognitive function assessment in a patient
JP2012239696A (ja) 2011-05-20 2012-12-10 Sony Corp 脳波賦活装置
US8766819B2 (en) 2011-06-17 2014-07-01 The Boeing Company Crew allertness monitoring of biowaves
US9707372B2 (en) 2011-07-29 2017-07-18 Rosalind Y. Smith System and method for a bioresonance chamber
WO2014107795A1 (en) * 2013-01-08 2014-07-17 Interaxon Inc. Adaptive brain training computer system and method

Also Published As

Publication number Publication date
US20150297108A1 (en) 2015-10-22
US9943698B2 (en) 2018-04-17
EP2939706A1 (en) 2015-11-04
ES2899170T3 (es) 2022-03-10
JP2015205183A (ja) 2015-11-19
EP2939706B1 (en) 2021-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6625820B2 (ja) フィードバックを用いた認知強化
JP6717824B2 (ja) 様々な刺激系列による効果的な非侵襲性神経刺激のためのデバイスおよびソフトウェア
JP6774956B2 (ja) 耳刺激方法および耳刺激システム
JP6113760B2 (ja) 非侵襲性非同期神経刺激を較正するための装置
US20220016423A1 (en) Brain interfacing apparatus and method
US20190388020A1 (en) System and Method for Treating and Preventing Cognitive Disorders
JP2022050499A (ja) 神経刺激装置及び方法
CN109152917B (zh) 监管装置和相关联方法
US10722678B2 (en) Device and method for effective non-invasive two-stage neurostimulation
JP7505983B2 (ja) ニューラルネットワークを使用してユーザに送達される感覚刺激を増強するためのシステム及び方法
KR20180103857A (ko) 뇌에 자극을 제공하는 방법들 및 시스템들
US11678840B2 (en) Mediation of traumatic brain injury
WO2012071545A1 (en) Detection and feedback of information associated with executive function
JP2016518910A (ja) 睡眠徐波活性を増強するための感覚刺激強さの調整
JP2000502917A (ja) バイオフィードバック方法および心理状態の制御装置
WO2023049470A1 (en) Methods of enhancing neurostimulation during activities
US20170333711A1 (en) Device for effective non-invasive desynchronizing neurostimulation
US20220249803A1 (en) Systems and methods for visual cortex targeting and treatment
CN114748078A (zh) 神经调控系统和方法
US11684309B2 (en) System and method to enhance dream recall
US11975155B2 (en) Method to predict the slow-wave response
US20210038893A1 (en) Gerät zur Durchführung einer tVNS-Behandlung
US11612757B1 (en) Inducement, verification and optimization of neural entrainment through biofeedback, data analysis and combinations of adaptable stimulus delivery

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180410

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180410

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190813

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190926

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191029

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6625820

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250