JP7157794B2

JP7157794B2 - 人の精神生理学的状態を評価する方法

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Description

本発明は、バイオメトリックス、精神生理学、機能診断法、心理学、計量学の分野に関するものであり、人の精神生理学、心身相関、及び生理学にかかわる特性の情報を取得し、感情の状態を制御し、人及び動物の機能診断法を行い、またこれとともに心理学的また精神生理学的な試験と検査を行うことに使用可能である。

人の現在の精神生理学的状態に関する情報を得る現代の方法は、大部分は、特定の生理的パラメーターの時間への依存性を取得し、その安定性又は時間可変性を決定することに基づく。従来の精神生理学的な嘘発見器［非特許文献１を参照］は、人の精神生理学的状態の医学的で機能的な診断法の大部分のシステム［特許文献１，２を参照］とともに、この原理に基づいて作動する。このアプローチは、人の生理的な特性の値を測定し、これらに基づいて、ある種の精神生理学的パラメーターと人の状態の質的な評価を行うことを、客観的な物理的な方法に可能にする。しかし、人の現在の精神生理学的状態の客観的な測定と評価を与えることは許容しない。これは、測定に用いられる既知の生理的パラメーター（心拍数（ＨＲ）、脳波（ＥＥＧ）、ガルバニック皮膚反応（ＧＳＲ））が、人の精神生理学的状態又は感情の状態に一意にリンクされず、人の精神生理学的反応のすべての可能な変化が反映できないためである。

「調査用の対象を見せることで隠れた感情反応を検出する方法」は、先行技術［特許文献３を参照］で知られている。この方法は、特別な情報（特に画像）を見せて、精神生理学的反応を記録して、得られたデータを分析して、基準からの逸脱によって隠れた感情反応を確認することを備えている。さらに、脈拍測定は精神生理学的反応を記録するのに用いられる。心拍数の増加を検出する画像を見せる間の脈拍の初期の数は、画像を見せる間、検出された脈動で最も少ない数であり、研究の初めと対応している脈拍数ではない。

本発明によれば、記録された精神生理学的反応の研究は、心拍数の測定から実行され、人の精神状態についての結論は、脈拍測定の周波数の間の差から作成される。

しかし、選択された画像を被験者に見せることは、異なる性質の精神的反応を起こすことがある。即ち、見せられた一つ以上の画像に伴った楽しい出来事の正の感情への反応、さもなければ見せられた別の画像に伴った不愉快な出来事の負の感情への反応である。いずれの場合も、脈拍数に急激な上昇が起こり得る。正の感情での脈拍数は、負の感情での脈拍数を上回ることがあり得る。

この特許の例は、精神生理学的状態の現代における検出の主要な問題を例示している。特に、精神生理学的パラメーターの記録された値と、被験者の精神生理学的反応ベクトルの方向との間の正確な相関関係の欠如を例示している。上述したように、測定した精神生理学的パラメーターの物理量（値）を変更することにのみ基づいて、正又は負の感情によって変化が引き起こされたかどうかを判定することは、普通は不可能である。この問題は、現代の測定可能な精神生理学的パラメーター（ＥＥＧ，ＥＣＧ，ＧＳＲなど）の全てのタイプに対して典型的な一つの問題である。従って、個々の生理的パラメーターの値の時間への依存性を測定する提案された既知の方法を、それらの関係を考慮せずに使用すると、被験者の現在の精神生理学的状態を客観的に評定することは不可能であり、即ち、正又は負のいずれであるか、感情反応のベクトルを正確に決定することは不可能であると言うことができる。

人の心理学的類型を研究するときに、性格付けする試みは、古代の最初の研究者の一人であるヒポクラテスによって行われた［非特許文献２を参照］。彼は、人自身の中に隠されている精神生理学的な量の尺度や、精神的及び身体的な組織の特性を見出す問題を提起した。心理学的類型と精神生理学的状態を評定する次の重要なステップは、分析心理学の創始者たちによって、心理テストを行う、又はテーマのある質問票を用いた心理測定を行うことで、行われた。最も有名であり、一般に認められた科学的なものは、ハンス・アイゼンクの心理測定のアプローチである。彼は、心理測定の軸を形成する人格の特質（外向性と神経症的性格）を計算する方法を提案した。アイゼンク［非特許文献３を参照］は、「神経症的性格」（神経系の興奮と禁止の過程のアンバランス）及び「外向性」・「内向性」（人格の方向が外向きと内向きのいずれであるか）の尺度に基づく定量的な判定のさまざまな質問票を提案した。これらは広範囲の実際の応用を見出した。質問票の方法の主観性は、アイゼンクに対して、被験者の誠実さを評定する質問の制御グループの導入に頼ることを強いるに至った。これは、信頼性の低いデータを却下することを可能にした。

ここに提案する方法は、人格の状態を評価するために、二つの独立したパラメーターを使う。しかし、精神生理学的情報を質問票から得ることの原則そのものは全く主観的で、物理的測定とみなすことはできない。なぜならば、それは人の精神生理学的反応を決定する際に物理量の直接測定に基づかないからである。

ウィルヘルム・ヴント［非特許文献４を参照］とジェームズ・ラッセル［非特許文献５を参照］の論文では、感情的な要因は、精神生理学的状態を決定する際に支配的になる。マクロレベルからのミクロレベルへの出発がある。感情、また感情が物理量の尺度である基本的な影響である。感情に関する大部分のモデルは２要因であり、ならびに以前は気質と個性のモデルを考慮した。そして、その主たるパラメーターは感情（正／負）の徴候と活発化（高／低）のレベルである。ヴントは、感情の三つの次元を区別する。即ち喜び・不快感、冷静さ・興奮、また緊張・解放反応である。感情と精神生理学的状態を評価する量的アプローチの試みにもかかわらず、これらの研究者はみな、人のＰＰＳを評価するために、物理的な尺度よりはむしろ、主に精神生理学的な尺度に頼った。

精神生理学的情報と人の振る舞いとを分析する技術的手段と方法を開発することを目指した、特許出願の公開と特許との数が最近増加していることは、注目するべきことである［特許文献４，５，６を参照］。しかし、大部分の提案された解決はさらに、生理的パラメーターの測定又は人の心理学的な特性に基づく。そして、それは現在の精神生理学的情報に関する客観的な情報を得るには不十分であり、発展した方法の応用を制限する。

人間の精神生理学的状態に関する情報を得る方法は、特許文献７から既知である。この方法は、リアルタイムの測定された生理的パラメーター、即ち、バイブライメージ（登録商標）技術によって得られた人間の頭部の動きのパラメーターの処理に基づいて、人の精神生理学的な特性のセットを決定することを可能にする。この方法は、その精神生理学的な特性のセットを決定することと、精神生理学的状態を特徴付けている主たる精神生理学的な特性の前記セットから選ぶことと、主たる精神生理学的な特性の測定データを数学的に処理する間に、リアルタイムに現在の精神生理学的状態を決定することとを備えている。このために、登録された信号の処理が実行される。それは、被験者の精神生理学的反応のセットを特徴付けている情報統計パラメーターに、人間の頭部の動きの時空間分布の量的パラメーターを変換することを含む。

ロシア特許２２１４１６６号ロシア特許２２４６２５１号ロシア特許２０３６６０８号米国特許９３８０９７６号米国特許８６２２９０１号欧州特許１８７１２１９号ロシア特許２５１０２３８号ロシア特許２５１５１４９号

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この方法［特許文献７を参照］はここで、プロトタイプとして取り上げられる。プロトタイプは人の精神生理学的パラメーターのセットを取得できるようにするが、古典的なポリグラフの場合のように、測定された精神生理学的パラメーターの時間への依存性を記録する。これは、人の感情の（心理学的な）状態の変化のベクトルとの正確な相関関係を明らかにするには十分に情報のあるものではない。このようなアプローチは、時間とともに各精神生理学的パラメーターの変化をモニターすることを可能にするが、人の現在の精神生理学的状態の変化の方向や、その人の感情反応のベクトルの方向の変化のパターンを評価することはできない。各用途に対して、それらのローカルに実験で決定された閾値とパラメーター間の関係とを構築する必要がある。ある種の病気や機能的状態を診断するために、パラメーター相互の依存性と数式とを、実験的に構築して確認する必要があるが、このことは、その方法の使用の範囲［特許文献５を参照］を相当狭めてしまうことになる。

本発明の目的は、人の現在の精神生理学的状態の変化を検査して評価する、普遍的な方法を発展させることである。

人の精神生理学的状態（ＰＰＳ）を検査して評価する、ここに提案する方法の技術的効果は、モニタリング過程の間に人の精神生理学的な（無意識の）反応のベクトルの方向の変化のパターンに関する情報に基づいた、精神生理学的な特性の付加的分析を通じてＰＰＳを評価する方法の機能的可能性を拡張することにある。またこれとともに、精神生理学的状態の判定の正確さを向上させ、精神生理学的反応ベクトルの方向の変化の間の相関関係を構築し、現在の精神生理学的状態の変化、及び人の精神生理学的状態を決定する主たる生理的パラメーターのセットの変化を特徴付けることにある。

この技術的効果は、人の精神生理学的な特性のセットを決定することと、セットから主たる精神生理学的な特性を特定することと、主たる精神生理学的な特性の測定データを数学的に処理する間に、リアルタイムに人の現在の精神生理学的状態を決定することとを備え、人の精神生理学的状態を評価する方法を用いることによって達成され、そのプロトタイプと異なることとしては、
モニタリング期間の間に人の現在の精神生理学的状態の変化のパターンを評価するステップを備え、主たる精神生理学的な特性として、物理的状態の特性が特定され、物理的状態の特性は、人から発せられたエネルギーの指標として少なくともエネルギー特性と、情報交換の効率の指標として情報特性とを含み、
外部及び内部の可変要因の影響のもとで、人の生理系の内部及び間での情報交換のレベルの変化を特徴付けるステップを備え、
モニタリング期間での記録された各時間で、主たる精神生理学的な特性の測定値を決定するステップを備え、人の精神生理学的状態の変化の評価は、主たる精神生理学的な特性により定められた座標系で行われ、
ここで、記録された第ｉ時間での人の現在の精神生理学的状態は、記録された時間に主たる精神生理学的な特性の測定値によって形成された座標の交点として定義され、
モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔にわたって、人の現在の精神生理学的状態の変化は、記録された最初の時間（ｉ－１）及び記録された最後の時間（ｉ）での主たる精神生理学的な特性の座標の交点をつないだ方向付きのグラフセグメントのベクトルの方向に基いて決定され、
モニタリング期間での記録された各時間間隔にわたって、主たる精神生理学的な特性の大きさと方向の変化とを特徴付ける、連続してつなげられた方向付きのセグメントを備えたグラフの経路の形態で、ベクトル特性の方向の変化に従って、モニタリング期間の全体にわたって人の精神生理学的状態の変化のパターンが評価される、方法であることである。

本発明の他の実施形態では、人の頭部の微小振動の平均周波数を反映したバイブライメージ・パラメーターが、被験者である人のエネルギー特性を決定する主たる精神生理学的な特性の一つとして選択され、
人の頭部の微小振動の周波数のばらつきを反映したバイブライメージ・パラメーターが、被験者である人の精神生理学的状態の情報特性を決定する他の一つの主たる精神生理学的な特性として選択され、
バイブライメージ・パラメーターの計算が行われる。

本発明のもう一つの実施形態では、人の現在の精神生理学的状態の変化dPは、dE=E_i-1-E_iとして決定されたエネルギー特性の座標の変化dEと、dI=I_i-I_i-1として決定された情報特性の座標の変化dIとに従って決定され、ここで
E_i-1は、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の最初の状態のエネルギー消費の最初の参照座標であり、
E_iは、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の現在の状態のエネルギー消費の最後の参照座標であり、
I_i-1は、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の最初の状態の情報特性の最初の参照座標であり、
I_iは、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の現在の状態の情報特性の最後の参照座標である。

本発明の他の実施形態では、刺激が与えられたときに、人の現在の精神生理学的状態の変化dPが、式dP=dI+dEで決定され、
ここでdEは、式（dE=E_i-1-E_i）により決定されたエネルギー特性の座標の変化であり、
dIは、式（dI=I_i-I_i-1）により決定された情報特性の座標の変化であり、
ここでE_i-1は、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の最初の状態のエネルギー消費の最初の参照座標であり、
E_iは、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の現在の状態のエネルギー消費の最後の参照座標であり、
I_i-1は、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の最初の状態の情報特性の最初の参照座標であり、
I_iは、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の現在の状態の情報特性の最後の参照座標である。

本解決法は、下記の前提に基づいている。

各精神生理学的（心理生理学的）状態には、心理学的、生理学的、及び行動上の成分があるので、従来技術から既知の状態の性質の説明には、異なる学問（一般心理学、生理学、医学、労働心理学など）の概念が見出されることがある。しかも現在は、精神生理学的状態の変化の問題には共通の視点はない。なぜならば、これらは環境と状況との中で、さまざまな関係、行動上の必要性、活動の目的、人格の適合性により、人格の動力学のサンプルでもあるからである。上述したように、人の現在の精神生理学的状態を検査する現代の方法は、モニタリング期間にわたって、この状態の変化のパターン、方向及び性質を考慮せずに、既存の精神生理学的状態を評価することをねらうことが圧倒的に多い。これは、限界状態の発生や、制御されない感情の出現を、それらの発生の前提条件の形成とともに明らかにするには至っていない。諸検査を行う間に人の状態の任意の特定の指標（生理学又は心理・感情の）の変化の性質のみならず、心理・感情の状態又は感情のレベルで、さもなければ生理学（エネルギー）反応のレベルで、精神生理学的状態の一つの成分のみを評価可能にする諸検査の関係もまた、同時に評価する方法と実施が欠如しているという理由で、習慣的に使われた方法によって人の精神生理学的状態の変化の性質が評価できないこととなる。これらの成分は不可分に互いに結びついていて、その各成分の変化は、心理学的、身体的、情報上の影響など人への外部の影響とともに、内的な生理学上の変化と発生する心理・感情の変化との両方の多数と結びついている。従って、人の生理系同士の間の情報交換の変化を客観的に測定するアプローチの欠如とともに、異なる機能システムと可変な外的な要因とから人への情報の影響の特徴が揃わないことに起因して、明らかに、既知の方法は、人の精神生理学的状態の現在の変化の信頼できる分析を与えることはできない。

一方、サイバネティックスの創始者たち［非特許文献６，７，８を参照］から提案された、技術的な対応物（等価物）が複合的なサイバネティックシステム即ち情報測定システムである人への現代科学のアプローチでは、任意の複雑さのある対象を特徴付ける「情報」（「情報交換」）と「エネルギー」との二つの基本概念の使用を与えている。人の現在の精神生理学的状態を特徴付ける限りで、このアプローチの明白さにもかかわらず、これは現在まで使用されていない。人によって消費されるエネルギーの特性（ｋｃａｌ／ｍｉｎ）が人の機能状態を決定するのに非常に広範に普及しているにもかかわらず、大半の場合は、栄養学と医学のために使用されるに過ぎない［非特許文献９を参照］。人の精神生理学的状態を特徴付ける、提案されたアプローチの適用に対する主要な障害は、「情報」そのもの、「情報状態」（「情報交換」）という用語、これとともに、情報交換の指標（即ち、人の生理系の内部及び間での情報交換のレベルの変化の指標）としての用語「情報効率」を、心理学と生理学とでは実際に不使用としていること、又は、サイバネティックスの創始者たちにあってはわずかに異なる意味でそれらの用語法を使用することであった。例えば、専門学者シモノフによって発展した感情の情報理論［非特許文献１０を参照］は、人に対する外部の情報の影響に応答した感情反応を示唆したものである。しかし、対象（人）の情報状態を特徴付ける、情報交換（又は情報交換の指標）という用語に本質的に最も近い類義語は、人の心理状態という用語である。これは、人の心理的な快適さの状態を決定する。感覚の生理学［非特許文献１１を参照］に関しては、人の内部で生じる精神的過程及び生理学過程はいずれも、その密接な関係をもって物理的及び化学的過程を通して情報の相互作用によって決定される［非特許文献６を参照］。従って、人の心理的な快適さを決定する情報特性を用いて、人の精神的過程及び生理学過程を決定することができる。また生理学状態は、エネルギー特性を用いて表示することができる。ここに提案する解決は、人の情報状態と、それを特徴付ける情報交換とが、情報効率、即ち、人間の生理系の内部及び間での情報信号の送出の情報交換の質（速度、信号の大きさ、損失、信号対雑音比、など）に決定されるという前提に基づいている。このアプローチは、技術システムまた生物的システムのために情報を伝送するシャノン、ウィーナー及びベルンシュテインの古典的アプローチ［非特許文献６，７，８を参照］と類似するものであり、感情の情報理論と感覚の生理学とに関する上述した著作でも確かめられている。

絶対的に物理的なシステム又はサイバネティックシステムとして人を考えると、人の情報状態の指標（情報交換）は、生理系と機能的に関連した生理系とのそれぞれで、制御可能性と損失、即ち、感覚フィードバック信号の送出の同期及び速度に依存する［特許文献６，８を参照］。さらに、専門学者パブロフから知られているように、人の全ての生理系は、互いに連結されている［非特許文献１２を参照］。彼の実験的な精神生理学的検査の過程で、気分が改善して感情が上昇傾向である場合に、人の様々な生理系の機能の同期の程度が上昇することが観察され、人の機能状態が悪化する場合に、この同期の程度が低下するということを、筆者は発見した。例えば、さまざまな生理学信号を処理することで決定されるピアソン相関係数、例えば、心拍数（心臓血管システム）、ＧＳＲ（皮膚システム）、内耳前庭測定（内耳前庭システム）は、上述の情報交換の指標として働き得る。この場合に、いくつかの異なる生理学信号の間で決定されるピアソン相関係数の平均和は、人の制御可能性の一般レベル、又は人の情報状態（情報交換）の指標を反映する。この筆者は、生理系の作用の同期の指標である他の可能な情報特性が、バイブライメージ技術で判定される人の頭部の微小振動の周波数のばらつきであることを、実験的に確かめた。

より一層明確にするために、本発明の例を下記に説明する。ここで人は、そのそれぞれの作用に特定の生理的な役目がある、いくつかの生理系Ph₁-Ph_n（心臓血管、神経、消化器、内耳前庭など）からなる通常のサイバネティックシステム（図１）の形態で与えられる。さらに、各生理系は、他の全ての生理系にある種の影響を与え（その情報を伝え、フィードバックの形態で、修正された情報を受け取り）、生理系同士の相互の影響は、相関係数C_knによって特徴付けられる。人に「入力」として、エネルギーキャリアE_ex（食物、酸素）の形態での入力される影響（刺激）、及び入力情報I_ex（光、音、熱など）が常に供給され、これらは内部の生理学過程（I_in－E_in）の物質代謝によって、人から発せられるエネルギーE_out（熱、運動）及び情報I_out（発語、外見、また心拍数，ＧＳＲ，ＥＣＧなど生理的パラメーターの変化）の形態で外部への発現となる。もちろん、人が機能することには一般的な図式があるが、筆者の意見では、このような図式こそが、人に生じた物理学上、化学上、また情報上の過程を全体的にカバーして、本発明をよく説明するものである。

図１に示した図式から分かるように、本発明の目的は、人の精神生理学的状態を評価することであり、人の中で生じる物理・化学的な過程の結果E_inとして、また情報交換で特徴付けられた人の情報状態I_inの変化の指標として、内部エネルギーの変化を決定する必要性と不可分に結びついている。従って、この図式から、人の情報とエネルギーとの状態の内部の値の最も近い対応物は、物理的に測定できるそれらの外部の成分I_out及びE_outである。この場合、人によって発せられ又は消費されるエネルギーを決定することは、多くの技術的解決法が存在する周知の物理の問題である。ここに本発明で提案する解決法によれば、内部の情報状態を情報効率I_in=I_u/I_t（I_uは有用な情報、即ち、単位時間当たり損失も反復もなく伝送と受け取りとがなされた情報の量であり、I_tは、単位時間当たり伝送された情報の総量である）、又はさまざまな生理系の作用の相関関係の和の与えられた関数（I_in=F(S(C_kn))）として決定することを示唆するものである。この過程は、さまざまな技術的な手法で実行でき、例えば、バイブライメージ技術を用いたり、さまざまな生理学信号の時間依存性の平均の相関関係を測定したりすることで実行できる。人のさまざまな生理系が機能する間に有用な信号交換と相関関係の依存性とが減少することは、コントロールの損失、カオス、エントロピーの上昇、また極端な場合には、人の死亡によって特徴付けられる。

明らかに、人の精神生理学的状態の分析への、提案される情報・身体のアプローチは、疑いのない利点がいくつかある。心理・感情の、また精神生理学的である状態を特徴付けるのに従来使うとされたパラメーター（攻撃性、ストレス、喜び、神経過敏、外向性）は、ほとんど常に主観的な性質のものである。人の精神生理学的状態の分析への既存のアプローチの大部分は、「人間は万物の尺度である」と主張する古代ギリシアの哲学者プロタゴラスの有名な発言に基づくものである。しかし、人の精神生理学的状態を測定するときに客観的な計量学的な結果を得るためには、両義的な心理・感情の特性を避けて、物理量と、客観的に測定された技術的な特性とのみを使用することが必要である。

上述したように（プロトタイプを含む）従来技術では、原則として、一つ以上の時間依存的な生理的パラメーターが記録されることによって技術的解決が特徴付けられるものであった。同時に、研究したパラメーターの間に機能的な依存性はなかった。パラメーターの間の一般の数学的関係に基づく現在の精神生理学的状態は、決定できなかった。ここに提案する解決では、人のエネルギーと情報との状態とを決定する二つの基本パラメーターが物理的に測定される。精神生理学的状態は、これら二つのパラメーターの比、座標では、情報／エネルギー（Ｉ／Ｅ）で決定される。人の状態の情報指標は、制御可能性のレベル（即ち、伝送された情報の総量に対する情報信号の受け取った量の比である、情報効率）、又は、生きた生体のさまざまな生理系の間の相関のレベルとして理解される。既知のことであるが、これは客観的に決定されてよく、例えば、時間とともに変動して互いに関係がある、心電図測定、脳波測定、ガルバニック皮膚反応、内耳前庭測定の信号の間の相関関係に基づいて、決定されてよい。人の状態のエネルギー指標として、人によって物理的に消費され又は発生されたエネルギーであるとして理解されるものとする。これは平衡状態では、長い時間（少なくとも２４時間）ではほぼ同じである。その一方、５～２０秒続く短時間、例えば、刺激当たりの応答期間では、人のエネルギーの排出（放出）は、同じ時間の間のエネルギー消費、穏やかな状態での平均エネルギー排出、及び日々の平均エネルギー排出よりも数倍大きい場合がある。

生体のエネルギー特性Ｅを反映するパラメーターの値が減少し、生体の情報状態Ｉを反映するパラメーターの値が上昇するならば、人は、より一層静かな弛緩した状態になると結論付けることができる。逆に、もし生体のエネルギー特性に対応するパラメーターの値が上昇し、生体の情報状態に対応するパラメーターの値が減少するならば、人は、緊張した、ストレスの状態にある。もし両者のパラメーターＥ及びＩの値が増加したら、人は、活動的で冷静な状態にはいり、活動の準備が整う。もし両者のパラメーターの値が減少したら、この人は落ち込んだ、沈んだ状態にある。

このように、人の精神生理学的状態の変化を間違いなく解釈することができる比率によって、システムの二つの決定用のパラメーターができる。記録された応答（Ｉ（ｔ）／Ｅ（ｔ））の情報とエネルギーとの特性をそれぞれ決定するデータの二次元のアレイが得られる。このアレイは、現在の精神生理学的状態の変化ベクトルとの相関関係を成立させることを可能にする。即ち、少なくともこの反応が正であるか負であるかを決定することを可能にする。請求項に係る本発明によれば、外部の刺激を検出したときを含んで、外的及び／又は内的要因の影響のもとで現在のＰＰＳの変化が正であるか負であるかの程度というものが、現代コンピューター技術での１と０のように精神生理学のための因子を決めるものである。従って、得られたデータに基づけば、例えば、トランジスターの電流・電圧特性を測定する場合と同様に正確かつ明確に、情報とエネルギーとの尺度（％／ｋｃａｌ）で人の現在の精神生理学的状態の変化の性質に関する、正確な結論を導くことができる。

このアプローチは、「外向性」と「内向性」との尺度でのアイゼンクの人格の評定に、いくらか似ていると言える。なぜならば、心理的な快適さ及び落ち着き（内向性）の程度とともに、人の状態のエネルギー特性と、その人の行動の外向性の程度との間に類似点を見出すことができるからである。しかし、上述したように、アイゼンク試験は質問票のみに基づいている。一方ここに提案する解決では、この評定は、実際に測定された物理的データに基づく。

ここに提案する方法を実施するのに好適な技術の一つは、人のエネルギー消費と情報状態の指標との両者を測定することを可能にするバイブライメージ技術である。筆者は、バイブライメージ周波数のばらつきが人の精神生理学的状態の情報指標を特徴付け、バイブライメージの平均周波数がそのエネルギー指標を特徴付けることを、実験的に確かめた。

明らかに、人の情報とエネルギーとの特性の概算を調整することの互換性のために、これらは物理的な単位で（情報効率はパーセントで、エネルギーはジュール又はカロリーで、また記録される時間の間で、力はＪ／ｍｉｎ又はｋｃａｌ／ｍｉｎで）表現されてよい。又は、両者の特性は相対的指標（％）を有してもよく、この場合はエネルギー特性は、人の最高の能力まで与えられるべきである。

上述したことに基づいて、人の情報特性の指標（情報効率）として、人の生理系の内部及び間での情報交換の、生理系の内部及び間での信号交換の総量に対する関係が、下記のように取られてよい。
Iin=Ir/(Ir+S); （１）

ここでIinは、人の情報状態の特性であり、
Irは、単位時間当たりの、人の生理系で受け入れた有用な情報の量であり、
Ir+Sは、単位時間当たりの、人の生理系から送られた情報の総量（誤差、及び損なわれた情報、又はエントロピーＳを含む）である。

さらに、人のエネルギー状態の与えられた指標は、下記の比率で表現されるものであってよい。
Ein=Ecur/Emax （２）

ここでEinは、人のエネルギー状態の与えられた指標であり、
Ecurは、現在の単位時間当たりの、人の消費したエネルギーの量であり、
Emaxは、単位時間当たりの、人の消費したエネルギーの最大量の生理学的限界である。

情報の与えられた指標とエネルギー特性とを計算する上記の式は、これらの指標の一般の意味を説明する。明らかに、単位時間当たり一人の人によって伝送される情報の総量を正確に測定することは不可能である。なぜならば、約５０×１０^１０個のニューロン［非特許文献１３を参照］を含む人の脳は、世界のどのコンピューターよりも多くの情報を伝送するからである。しかし筆者は、内耳前庭の感情反射によって、限界エネルギーまで生理系によって消費された現在のエネルギーとともに、バイブライメージ技術を用いて、生理系によって伝送される情報の有用な量の、伝送された情報の総量に対する比率を評価する可能性を実験的に確かめた。

しかし、同様のアプローチを用いて、ここに提案する方法のための心理・感情的状態の初めの特性は、ＥＣＧ，ＧＳＲ，ＥＥＧなどの他の技術を用いても得ることができる。この目的のために、人から発せられたエネルギーを、例えば、熱を画像化するサーモグラフィ装置を用いて測定し、また、ＥＣＧ，ＧＳＲ，ＥＥＧなどの受け取った生理学信号の完全同期（ピアソン相関係数）を評価することが必要である。

上述したことに関連して、技術的な解決は新しいものであり、技術に熟達した平均的な当業者にとっては従来技術から明らかなものではない。さらに産業上利用可能なものであり、従って、発明が該当する特許性の基準を本発明は満たすものである。

人が機能することの全般的な図式を、条件付きで等価なサイバネティックシステムの形態で示す。精神生理学的状態の変化の情報とエネルギーとの図表の図式を示す。調査を実施する間の精神生理学的状態の変化の、実際の情報とエネルギーとの図表の例を示す。

本発明の例を下記のように検討する。ここでは、人のエネルギー状態の変化（ｋｃａｌ／ｍｉｎの単位で消費エネルギー（物理学では力）の量）は、固定した量（２ｋｃａｌ／ｍｉｎ）だけ生じ、心理的な快適さのレベルを特徴付ける情報パラメーターは、異なった方向に変化する。現在の精神生理学的状態は、主たる精神生理学的な特性の測定値で形成される座標の交点に位置する点の形態で、表示される。時間にわたる人の精神生理学的状態の変化は、検討中の時間間隔の初めと終わりに人の精神生理学的状態を規定する二つの点の間の、直線又は曲線の方向付きのセグメントとして、表示される。状態０からさまざまな状態１，２，３，４，５への精神生理学的状態の変化の例を、図２に示す。図２に示した情報とエネルギーの図表では、最初の精神生理学的状態（点０）から他の状態への移行は、エネルギー消費の同じ変化、また情報パラメーターと心理的な快適さの変化の異なった方向によって、特徴付けられる。図２に示した精神生理学的状態の変化の原因／結果の関係を、下記に説明する。

移行０－１は、エネルギー消費の増加、及び、情報状態（効率）の指標と心理的な快適さとのレベルの上昇で特徴付けられている。この精神生理学的状態の変化の理由は、より一層強い代謝過程（消費されるエネルギーの増加）を導くよい知らせ又は嬉しい知らせ（刺激）である場合がある。その一方、心理状態と気分は、有意に改善された。（代謝過程のエントロピーは低下し、交換する情報の量は増加した。）

移行０－２は、エネルギー消費の増加、及び、情報状態の指標とその効率と心理的な快適さとの一定なレベルで特徴付けられている。その理由は例えば、より一層強い代謝過程（消費されるエネルギーの増加）を導く心的又は身体的な活動の上昇である場合がある。その一方、心理状態と気分は、不変のままである。なぜならば生じた影響は感情の変化を引き起こさなかったからである。

移行０－３は、エネルギー消費の増加と、情報状態の指標と心理的な快適さとのレベルの低下とで特徴付けられている。その理由は、より一層強い代謝過程（消費されるエネルギーの増加）を導く不愉快な情報である場合がある。その一方、心理状態と気分は、特に悪化した。（代謝過程のエントロピーは悪化し、交換する情報の量は減少し、これにより、情報交換の効率は減少した。）

移行０－４は、エネルギー消費の減少と、情報状態の指標と心理的な快適さとのレベルの低下とで特徴付けられている。その理由は、代謝過程での緩速化（消費されるエネルギーの減少）を導く不愉快な知らせである場合がある。その一方、心理状態と気分は、特に悪化した。（代謝過程のエントロピーは悪化し、交換する情報の量は減少し、即ち、情報交換の効率も減少した。）

移行０－５は、エネルギー消費の減少と、情報状態（効率）の指標と心理的な快適さとのレベルの上昇とで特徴付けられている。その理由は、代謝過程での緩速化（消費されるエネルギーの減少）を導く、穏やかにさせるよい知らせである場合がある。その一方、心理状態と気分は、有意に改善された。（代謝過程のエントロピーは低下し、交換する情報の量は増加した。）

全ての与えられた例に対して、状態０から別の精神生理学的状態への一人の人の消費するエネルギーの変化は、それぞれの感情と精神生理学的な意味を有する各移行では、毎分２ｋｃａｌである。しかし、生理的パラメーター（ＧＳＲ，心拍数、ＥＥＧ，バイブライメージ（ｖｉｂｒａｉｍａｇｅ）など）の時間依存性によってこの意味を決めることは、物理的に不可能である。従って、自分の感情の状態を含む、人の精神生理学的状態の変化のベクトルに関する情報の欠如があると、古典的なポリグラフや類似の技術の使用は、検査を行うオペレーターに依存する技術になってしまい、再現可能な客観的結果を与えない。しかしながら、本発明は、精神生理学的状態の変化の方向を決定することにより、現在の精神生理学的状態を測定して計算することを可能にする。

本発明の例で、実際に実施されたものとして、現在の精神生理学的状態の測定は、ロシア、サンクトペテルブルグ所在のエルシス社によって製造されたバイブライメージシステム（ＶｉｂｒａｉｍａｇｅＰＲＯ）［非特許文献１４を参照］で行われる。バイブライメージシステムは、与えられた刺激（視覚的、言語的、図像的、及び聴覚的な情報）と同期して、バクスターの比較ゾーンの試験方法［非特許文献１０を参照］によって、人の現在の精神生理学的状態を測定し、尋ねられた質問に回答するときの被験者の誠実さを分析する。調査を実施する間の精神生理学的状態の変化の、実際の情報とエネルギーの図表の例を、図３に示す。これは、尋ねられた質問に回答するときの人の現在の精神生理学的状態の依存性を示している。区間１－２は、中立的な質問が与えられたときの被験者の反応を示す。区間２－３は、コントロール的な質問が与えられたときの被験者の反応を示す。区間３－４は、関連の深い質問が与えられたときの被験者の反応を示す。この例で、被験者の精神生理学的反応は、さまざまな種類の質問に回答したときに、方向が違ったことに留意することは興味深い。これに加えて、精神生理学的な反応にある種の惰性があることが、上記の依存性から分かる。なぜならば、精神生理学的状態の変化の方向は、質問（刺激）を与えて直ちに生じるわけではないからである。

与えられる刺激に対する被験者の精神生理学的な反応のレベルが式（３）で決定された、本発明に基づくシステムで実行された比較試験であるが、
dP=dI+dE （３）

ここでdEは、式（dE=E_i-1-E_i）により決定されたエネルギー特性の座標の変化であり、
dIは、式（dI=I_i-I_i-1）により決定された情報特性の座標の変化であり、
ここでE_i-1は、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の最初の状態のエネルギー消費の最初の参照座標であり、
E_iは、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の現在の状態のエネルギー消費の最後の参照座標であり、
I_i-1は、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の最初の状態の情報特性の最初の参照座標であり、
I_iは、モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔における人の現在の状態の情報特性の最後の参照座標である。

この比較試験は、被験者の反応のエネルギー成分のみを考慮して、バイブライメージのパラメーターの時間依存性に基づく標準の方法で判定するものとして、同一の質問への回答を同様に分析することに関して質問への回答にある嘘を判定することの誤りの確率が３０％の減少となることを示した。

与えられた例は、人の生理的パラメーターの時間依存性の一次元的変化の登録と比較して、人の現在の精神生理学的状態を決定する正確さを引き上げることを明白に示している。この与えられた例では、ＰＰＳの変化の値は、外的及び内的影響に応答する、即ち刺激に応答する正（＋）又は負（－）のレベルに比例的な大きさと符号とを有する。特定の実施形態の上記の例は、本発明の実施可能性を示している。しかし、本方法の実施は与えられた例に限定されない。ここに提案する方法は、嘘の精神生理学的な検出のみならず、人の現在の精神生理学的状態を測定するのに必要な他の多くの用途にも使用できる。例えば、インタビューを行うこと、調査すること、さまざま要因に曝された被験者の反応を研究すること、即ち人に対する広告の影響の分析、適合性のチェック、シフト前の精神生理学的制御、人間集団の心理学的研究などの用途にも使用できる。もし当該パラメーターが、生理学（情報）の成分と生理学（エネルギー）の成分とを精神生理学的反応から区別することを許容するならば、ここに提案する方法は、バイブライメージ技術によってのみならず、生理的パラメーターを測定するためのさまざまな技術によっても実施されてよい。バイブライメージ技術はまた、二つを越える精神生理学的な座標軸を形成する可能性を与える。しかし、多くの場合は、精神生理学的状態を決定するモデルは単純であればあるほど、より一層効率的になることになることが実践から判明している。人の現在の精神生理学的状態を決定する、ここに提案する方法が、攻撃性、ストレス、不安、外向性などの個々の心理・感情的な特性を決定するという可能性を否定すると理解されるべきではない。その反対に、これらの感情と精神生理学的な特性の実際の測定は、人のエネルギー特性と情報との変化のベクトルと位置とを考慮に入れるので、本方法を使用することによってのみ可能になる。

Claims

人の精神生理学的な特性のセットを決定することと、前記セットから主たる精神生理学的な特性を特定することと、前記主たる精神生理学的な特性の測定データを数学的に処理する間に、リアルタイムに前記人の現在の精神生理学的状態を決定することとに基づき、前記人の前記精神生理学的状態を評価する装置であって、
モニタリング期間の間に前記人の現在の前記精神生理学的状態の変化のパターンを評価する手段を備え、前記主たる精神生理学的な特性として、物理的状態の特性が特定され、前記物理的状態の特性は、前記人から発せられたエネルギーの指標として少なくともエネルギー特性と、情報交換の効率の指標として情報特性とを含み、
外部及び内部の可変要因の影響のもとで、前記人の生理系の内部及び間での情報交換のレベルの変化を特徴付ける手段を備え、
前記モニタリング期間での記録された各時間で、前記主たる精神生理学的な特性の測定値を決定する手段を備え、前記人の前記精神生理学的状態の前記変化の評価は、前記主たる精神生理学的な特性により定められた座標系で行われ、
ここで、記録された第ｉ時間での前記人の現在の前記精神生理学的状態は、記録された前記第ｉ時間で前記主たる精神生理学的な特性の測定値によって形成された座標の交点として定義され、
前記モニタリング期間での記録された第ｉ時間間隔にわたって、前記人の現在の前記精神生理学的状態の前記変化は、記録された最初の時間（ｉ－１）及び記録された最後の時間（ｉ）での前記主たる精神生理学的な特性の座標の交点をつないだ方向付きのグラフセグメントのベクトルの方向に基いて決定され、
前記モニタリング期間での記録された各時間間隔にわたって、前記主たる精神生理学的な特性の大きさと方向の変化とを特徴付ける、連続してつなげられた方向付きのセグメントを備えたグラフの経路の形態で、ベクトル特性の方向の変化に従って、前記モニタリング期間の全体にわたって前記人の前記精神生理学的状態の前記変化のパターンが評価され、
前記可変要因は、前記人に対して発する質問を含み、前記質問に対する回答が前記人から取得され、
前記精神生理学的状態の前記変化のパターンを評価することは、前記回答の誠実さを判定することに使用されることを特徴とする、装置。
前記人の頭部の微小振動の平均周波数を反映したバイブライメージ・パラメーターが、被験者である前記人の前記エネルギー特性を決定する前記主たる精神生理学的な特性の一つとして選択され、
前記人の前記頭部の微小振動の周波数のばらつきを反映したバイブライメージ・パラメーターが、前記被験者である前記人の前記精神生理学的状態の前記情報特性を決定する他の一つの前記主たる精神生理学的な特性として選択され、
前記バイブライメージ・パラメーターの計算が行われることを特徴とする、請求項１記載の装置。
前記人の現在の前記精神生理学的状態の前記変化dPは、dE=E_i-1-E_iとして決定された前記エネルギー特性の座標の変化dEと、dI=I_i-I_i-1として決定された前記情報特性の座標の変化dIとに従って決定され、ここで
E_i-1は、前記モニタリング期間での記録された前記第ｉ時間間隔における前記人の最初の状態のエネルギー消費の最初の参照座標であり、
E_iは、前記モニタリング期間での記録された前記第ｉ時間間隔における前記人の現在の状態の前記エネルギー消費の最後の参照座標であり、
I_i-1は、前記モニタリング期間での記録された前記第ｉ時間間隔における前記人の前記最初の状態の前記情報特性の最初の参照座標であり、
I_iは、前記モニタリング期間での記録された前記第ｉ時間間隔における前記人の前記現在の状態の前記情報特性の最後の参照座標であることを特徴とする、請求項１記載の装置。
刺激が与えられたときに、前記人の現在の前記精神生理学的状態の前記変化dPが、式dP=dI+dEで決定され、ここでdEは、前記エネルギー特性の前記座標の前記変化であり、dIは、前記情報特性の前記座標の前記変化であることを特徴とする、請求項３記載の装置。