KR102029010B1 - 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템 - Google Patents

해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사용자에게 콘텐츠가 가상현실 정보로서 제공하도록 하는 HMD; 사용자의 손에 마련되고, 상기 HMD로부터 출력되는 콘텐츠를 향하여 이동하여 위치정보를 제공하는 위치정보출력유닛; 및 상기 HMD에 상기 콘텐츠로서, 무작위로 나열된 특정 위치의 아이템을 사용자가 기억하도록 하고, 특정 위치의 아이템을 감춘 다음, 사용자의 위치 및 방향을 변경시키거나 사용자에게 상기 아이템의 기억과는 무관한 간섭과제를 실시한 후, 상기 위치정보출력유닛을 통해 아이템의 위치를 기억해내는 정도를 확인하도록 하는 단말기;를 포함하도록 한 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 가상현실을 이용한 공간탐색 및 기억력 연습에 의한 행동 및 인지 트레이닝을 통해서 기억을 담당하는 해마를 자극시켜서, 공간 인지능력과 기억력에 대한 노화로 인한 기능 저하를 줄일 수 있고, 구조적으로 간단하게 구성할 수 있으며, 누구나 손쉽게 사용할 수 있고, 차후 각종 인지 교육 및 재활 도구로서 활용할 수 있다.

Description

해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템{Spatial perception ability and memory aging prevention system through hippocampal stimulation}
본 발명은 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가상현실을 이용한 공간탐색 및 기억력 연습에 의한 행동 및 인지 트레이닝을 통해서 기억을 담당하는 해마를 자극시켜서, 공간 인지능력과 기억력에 대한 노화로 인한 기능 저하를 줄일 수 있도록 하는 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 연구 결과에 의하면, 기억에는 외현적(explicit) 기억과 내재적(implicit) 기억으로 구분된다. 통상적으로 말하는 기억은 외현적 기억을 말하는 것으로서, 사람의 얼굴이나 어떤 사건의 내용을 기억하는 것을 일컫는다.
많은 연구에 따르면, 외현적 기억의 경우, 해마(hippocampus) 및 그 주변 부위가 필수적인 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 외현적 기억의 대표적인 것으로서 '공간 기억'이 있다.
종래의 기억력 증진을 위한 해마 자극과 관련된 기술로는 한국공개특허 제10-2015-0062585호의 "해마 신경신호 측정 분석 및 자극 제어용 폐루프 시스템"이 제시된 바 있는데, 이는 뇌의 신경 물질에서 발생하는 신경 신호를 입력받기 위한 신경 입력 자극; 상기 신경 신호를 증폭하기 위한 신호 증폭기; 아날로그 형태의 상기 증폭된 신경 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터; 상기 변환된 신경 신호를 분석하여 처리하는 정보처리부; 상기 정보처리부에서 분석한 자료를 이용하여 뇌의 부위에 전기 자극 치료를 함에 있어서 전기 자극을 발생시키는 전기 자극기를 포함한다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 뇌의 특정 부위를 전기로 자극하는 것은 난이도가 높은 기술을 필요로 할 뿐만 아니라, 구조적으로도 복잡하고, 이로 인해 누구나 손쉽게 사용하기 어려우므로 널리 보급하는데 한계로 작용하고, 그 사용에 어려움이 따르는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 가상현실을 이용한 공간탐색 및 기억력 연습에 의한 행동 및 인지 트레이닝을 통해서 기억을 담당하는 해마를 자극시켜서, 공간 인지능력과 기억력에 대한 노화로 인한 기능 저하를 줄이도록 하고, 구조적으로 간단하게 구성할 수 있으며, 누구나 손쉽게 사용할 수 있고, 차후 각종 인지 교육 및 재활 도구로서 활용할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 사용자에게 콘텐츠가 가상현실 정보로서 제공하도록 하는 HMD; 사용자의 손에 마련되고, 상기 HMD로부터 출력되는 콘텐츠를 향하여 이동하여 위치정보를 제공하는 위치정보출력유닛; 및 상기 HMD에 상기 콘텐츠로서, 무작위로 나열된 특정 위치의 아이템을 사용자가 기억하도록 하고, 특정 위치의 아이템을 감춘 다음, 사용자의 위치 및 방향을 변경시키거나 사용자에게 상기 아이템의 기억과는 무관한 간섭과제를 실시한 후, 상기 위치정보출력유닛을 통해 아이템의 위치를 기억해내는 정도를 확인하도록 하는 단말기;를 포함하는, 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템이 제공된다.
상기 단말기는, 상기 HMD에 암기해야 할 다수의 아이템이 텍스트나 이미지로 정해진 시간 동안 제공되도록 한 후, 상기 아이템을 감추도록 한 다음, 상기 간섭과제로서 사칙연산의 수학문제를 풀도록 한 후, 상기 아이템을 포함하는 다수의 항목을 상기 HMD를 통해서 가상공간의 특정 위치에 제공하도록 하며, 사용자가 정해진 시간 동안 상기 위치정보출력유닛으로 상기 항목 중에서 상기 아이템을 제대로 선택했는지를 상기 위치정보를 통해서 확인하고, 제대로 선택한 횟수를 카운트하여 그 결과를 저장 또는 출력하도록 할 수 있다.
상기 단말기는, 상기 HMD에 다수의 아이템을 순차적으로 출력하도록 하되, 설정시간 동안 출력되는 정해진 개수의 아이템 사이마다 상기 설정시간 만큼의 아이템이 출력되지 않는 암기 과정을 제공하도록 하고, 상기 아이템을 상기 HMD를 통해서 가상공간에 3차원적으로 제공하도록 제어하고, 상기 아이템을 포함하는 항목을 상기 HMD를 통해서 가상공간에 3차원적으로 제공하도록 제어할 수 있다.
상기 단말기에 상기 콘텐츠를 제공하는 콘텐츠서비스시스템을 더 포함하고, 상기 콘텐츠서비스시스템은, 상기 단말기가 통신모듈에 의해 통신망을 통해서 접속하도록 하고, 다수의 콘텐츠 중에서 상기 단말기에 의해 선택된 콘텐츠를 상기 단말기에 제공함으로써 상기 HMD를 통해서 사용자에게 제공될 수 있도록 하는 콘텐츠제공서버; 및 상기 콘텐츠제공서버에 의해 제공되기 위한 콘텐츠가 다수로 저장되는 데이터베이스부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템에 의하면, 가상현실을 이용한 공간탐색 및 기억력 연습에 의한 행동 및 인지 트레이닝을 통해서 기억을 담당하는 해마를 자극시켜서, 공간 인지능력과 기억력에 대한 노화로 인한 기능 저하를 줄일 수 있고, 구조적으로 간단하게 구성할 수 있으며, 누구나 손쉽게 사용할 수 있고, 차후 각종 인지 교육 및 재활 도구로서 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템의 사용을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템에 의해 제공되는 컨텐츠의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템에 의해 제공되는 컨텐츠의 다른 예를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템의 사용을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템(1)은 HMD(Head mounted Display; 10)와, 위치정보출력유닛(20)과, 단말기(30)를 포함할 수 있다.
HMD(10)는 사용자에게 콘텐츠가 가상현실 정보로서 제공하도록 하고, 예컨대 가상현실 정보를 출력하는 제 1 디스플레이부(11)와, HMD(10)의 위치 또는 움직임을 감지하는 제 1 모션센서(12)와, 단말기(30)로부터 제공되는 콘텐츠가 제 1 디스플레이부(11)를 통해서 출력되도록 제어하고, 제 1 모션센서(12)의 감지신호를 단말기(30)에 전달하도록 제어하는 제 1 제어부(13)와, 단말기(30)와의 콘텐츠, 감지신호 및 명령 등을 전달하도록 통신을 수행하는 제 1 통신부(14)를 포함할 수 있다. 제 1 모션센서(12)는 HMD(10)의 속도, 방향 및 회전 등을 감지하기 위한 가속도센서, 자이로센서 등의 모션 감지를 위한 다양한 센서를 포함할 수 있다.
위치정보출력유닛(20)은 사용자의 손에 마련되고, HMD(10)로부터 출력되는 콘텐츠를 향하여 이동하여 위치정보를 제공하도록 하는데, 예컨대 사용자가 조작에 의한 조작신호를 출력하도록 하는 조작부(21)와, 위치정보출력유닛(20)의 위치 또는 움직임을 감지하는 제 2 모션세서(22)와, 조작부(21)의 조작신호와 제 2 모션센서(22)의 감지신호를 단말기(30)에 전달하도록 제어하는 제 2 제어부(23)와, 단말기(30)와의 감지신호 및 명령 등을 전달하도록 통신을 수행하는 제 2 통신부(24)를 포함할 수 있다. 제 2 모션센서(22)는 위치정보출력유닛(20)의 속도, 방향 및 회전 등을 감지하기 위한 가속도센서, 자이로센서 등의 모션 감지를 위한 다양한 센서를 포함할 수 있다. 또한 위치정보출력유닛(20)은 사용자의 파지 또는 착용을 용이하도록 하기 위한 레버 형태 또는 핸들 형태를 비롯하여, 다양한 형태를 가지도록 구성될 수 있다.
단말기(30)는 HMD(10)에 상기의 콘텐츠로서, 무작위로 나열된 특정 위치의 아이템을 사용자가 기억하도록 하고, 특정 위치의 아이템을 감춘 다음, 사용자의 위치 및 방향을 변경시키거나 사용자에게 아이템의 기억과는 무관한 간섭과제를 실시한 후, 위치정보출력유닛(20)을 통해 아이템의 위치를 기억해내는 정도를 확인하도록 한다. 이러한 단말기(30)는 예컨대 HMD(10) 및 위치정보출력유닛(20)과의 통신을 위한 제 3 통신부(31)와, HMD(10)에 제공하기 위한 가상현실 정보용 콘텐츠, 동작에 필요하거나 정해진 프로세스에 의해 산출한 데이터, 동작에 필요한 프로그램 등을 저장하는 메모리부(32)와, 조작부(21)의 조작신호에 상응한 동작을 수행하도록 제어하고, 메모리부(32)에 저장된 콘텐츠 중에서 조작부(21)에 의해 선택된 콘텐츠를 HMD(10)에 제공함으로써 공간지각능력 및 기억력을 향상시키기 위한 과정을 수행하도록 제어하는 마이컴(33)을 포함할 수 있고, 나아가서 동작상태나 각종 정보 또는 콘텐츠를 외부로 디스플레이하는 제 2 디스플레이부(34)와, 마이컴(33)이 수행하기 위한 명령이나 기타 필요로 하는 데이터 등의 입력을 위한 입력부(35)와, 외부 기기, 예컨대 콘텐츠서비스시스템(40)과 통신망을 통해서 Wi-Fi, 3G, LTE 등의 방식에 따라 통신을 수행하도록 하는 통신모듈(36)을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조로 하면, 단말기(30)는 HMD(10)에 암기해야 할 다수의 아이템이 텍스트나 이미지로 정해진 시간 동안 제공되도록 한 후(Step 1), 아이템을 감추도록 한 다음(Step 2), 간섭과제로서 사칙연산의 수학문제를 풀도록 하거나 아이템과는 무관한 이미지를 제공하도록 한 후(Step 3), 아이템을 포함하는 다수의 항목을 HMD(10)를 통해서 가상공간의 특정 위치에 제공하도록 하며, 사용자가 정해진 시간 동안 위치정보출력유닛(20)으로 항목 중에서 아이템을 제대로 선택했는지를 위치정보를 통해서 확인하고(Step 4), 제대로 선택한 횟수를 카운트하여 그 결과를 저장 또는 출력하도록 한다. 단말기(30)는 제대로 아이템이 선택된 횟수를 전체 아이템에 대한 백분율로 나타낼 수 있다.
도 3을 참조하면, 단말기(30)는 HMD(10)에 다수의 아이템을 순차적으로 출력하도록 하되, 설정시간, 예컨대 5초 동안 출력되는 정해진 개수의 아이템 사이마다 설정시간 만큼의 아이템이 출력되지 않는 암기 과정을 제공하도록 할 수 있다. 따라서, 사용자의 반복적인 암기 능력 증진에 도움을 주도록 한다.
도 4를 참조하면, 단말기(30)는 아이템을 HMD(10)를 통해서 가상공간에 3차원적으로 제공하도록 제어하고, 아이템을 포함하는 항목을 HMD(10)를 통해서 가상공간에 3차원적으로 제공하도록 제어함으로써, 공간 지각 능력을 높이도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템(1)에서는 단말기(30)에 상기의 콘텐츠를 제공하는 서비스를 수행하기 위한 콘텐츠서비스시스템(40)이 마련될 수 있다.
콘텐츠서비스시스템(40)은 단말기(30)가 통신모듈(36)에 의해 통신망을 통해서 Wi-Fi, 3G 또는 LTE 등을 이용하여 접속하도록 하고, 다수의 콘텐츠 중에서 단말기(30)의 입력부(35)에 의해 선택된 콘텐츠를 단말기(30)에 제공함으로써 HMD(10)를 통해서 사용자에게 제공될 수 있도록 하는 콘텐츠제공서버(41)와, 콘텐츠제공서버(41)에 의해 제공되기 위한 콘텐츠가 다수로 저장되는 데이터베이스부(42)를 포함할 수 있으며, 다수의 단말기(30)에 본 발명에서 필요로 하는 콘텐츠의 제공 서비스를 수행할 수 있다.
콘텐츠제공서버(41)는 단말기(30)가 본인 인증을 위하여, 아이디 및 패스워드의 설정을 가능하도록 하고, 아이디 및 패스워드의 입력이나 그 밖의 본인 인증 절차를 마친 단말기(30)에 대해서 원하는 콘텐츠를 제공하도록 하고, 나아가서, 콘텐츠 제공 비용에 대해서, 카드사나 금융기관의 결제 시스템과의 결제를 수행하도록 하는 결제모듈을 가질 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템에 따르면, 가상현실을 이용한 공간탐색 및 기억력 연습에 의한 행동 및 인지 트레이닝을 통해서 기억을 담당하는 해마를 자극시켜서, 공간 인지능력과 기억력에 대한 노화로 인한 기능 저하를 줄일 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 구조적으로 간단하게 구성할 수 있으며, 누구나 손쉽게 사용할 수 있고, 차후 각종 인지 교육 및 재활 도구로서 활용할 수 있다.
한편, 경증인지 기능 장애 또는 치매를 가진 노인은 정상적인 노령 인구보다 공간 탐색 및 일시적인 기억 기능이 낮다. 따라서 해마 의존적인 인지기능의 변화를 이해할 수 있다면, 신경 퇴행성인지 장애의 조기 발견이 가능할 것이며, 이는 치매로 인한 사회적 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : HMD 11 : 제 1 디스플레이부
12 : 제 1 모션센서 13 : 제 1 제어부
14 : 제 1 통신부 20 : 위치정보출력유닛
21 : 조작부 22 : 제 2 모션센서
23 : 제 2 제어부 24 : 제 2 통신부
30 : 단말기 31 : 제 3 통신부
32 : 메모리부 33 : 마이컴
34 : 제 2 디스플레이부 35 : 입력부
36 : 통신모듈 40 : 콘텐츠서비스시스템
41 : 콘텐츠제공서버 42 : 데이터베이스부

Claims (4)

  1. 사용자에게 콘텐츠가 가상현실 정보로서 제공하도록 하는 HMD;
    사용자의 손에 마련되고, 상기 HMD로부터 출력되는 콘텐츠를 향하여 이동하여 위치정보를 제공하는 위치정보출력유닛;
    상기 HMD에 상기 콘텐츠로서, 무작위로 나열된 특정 위치의 아이템을 사용자가 기억하도록 하고, 특정 위치의 아이템을 감춘 다음, 사용자의 위치 및 방향을 변경시키거나 사용자에게 상기 아이템의 기억과는 무관한 간섭과제를 실시한 후, 상기 위치정보출력유닛을 통해 아이템의 위치를 기억해내는 정도를 확인하도록 하는 단말기;
    상기 단말기에 상기 콘텐츠를 제공하는 콘텐츠서비스시스템;
    을 포함하고,
    상기 단말기는,
    상기 HMD에 암기해야 할 다수의 아이템이 텍스트나 이미지로 정해진 시간 동안 제공되도록 한 후, 상기 아이템을 감추도록 한 다음, 상기 간섭과제로서 사칙연산의 수학문제를 풀도록 한 후, 상기 아이템을 포함하는 다수의 항목을 상기 HMD를 통해서 가상공간의 특정 위치에 제공하도록 하며, 사용자가 정해진 시간 동안 상기 위치정보출력유닛으로 상기 항목 중에서 상기 아이템을 제대로 선택했는지를 상기 위치정보를 통해서 확인하고, 제대로 선택한 횟수를 카운트하여 그 결과를 저장 또는 출력하도록 하고,
    상기 단말기는,
    상기 HMD에 다수의 아이템을 순차적으로 출력하도록 하되, 설정시간 동안 출력되는 정해진 개수의 아이템 사이마다 상기 설정시간 만큼의 아이템이 출력되지 않는 암기 과정을 제공하도록 하고, 상기 아이템을 상기 HMD를 통해서 가상공간에 3차원적으로 제공하도록 제어하고, 상기 아이템을 포함하는 항목을 상기 HMD를 통해서 가상공간에 3차원적으로 제공하도록 제어하고,
    상기 콘텐츠서비스시스템은,
    상기 단말기가 통신모듈에 의해 통신망을 통해서 접속하도록 하고, 다수의 콘텐츠 중에서 상기 단말기에 의해 선택된 콘텐츠를 상기 단말기에 제공함으로써 상기 HMD를 통해서 사용자에게 제공될 수 있도록 하는 콘텐츠제공서버; 및
    상기 콘텐츠제공서버에 의해 제공되기 위한 콘텐츠가 다수로 저장되는 데이터베이스부;
    를 포함하는, 해마 자극을 통한 공간지각능력 및 기억 노화 방지 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
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