KR102134817B1 - 기억력 향상용 시스템 및 이를 이용한 기억력 향상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기억력 향상 기술에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기억력 향상용 시스템은, 수면 상태인 대상물의 뇌파를 측정하는 뇌파 측정부; 상기 뇌파를 분석하여 수면방추파를 검출하고, 검출 여부를 출력하는 뇌파 분석부; 상기 뇌파 분석부로부터의수면방추파 검출 여부 정보를 바탕으로 자극 시작 시점을 결정하고, 상기 자극 시작 시점에 청각 자극 강도 정보 및 청각 자극 주파수 정보를 출력하는 제어부; 및 상기 청각 자극 강도 정보 및 상기 청각 자극 주파수 정보에 기초하여 상기 대상물의 청각을 자극하는 자극부를 포함한다.

Description

기억력 향상용 시스템 및 이를 이용한 기억력 향상 방법{System for improving memory and method for improving memory using the same}
본 발명은 기억력 향상 기술에 관한 것으로, 상세하게는 수면 상태의 대상물의 청각을 자극하여 대상물의 기억력을 향상시킬 수 있도록 구현된 기억력 향상용 시스템 및 이를 이용한 기억력 향상 방법에 관한 것이다.
사람의 기억력을 향상시키기 위한 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 예를 들어수면 상태인 사람의 뇌 혹은 감각에 전기 자극을 주어 단어 암기력을 향상시키는 기술, 수면 상태인 사람의 청각을 서파(slow wave)를 이용하여 자극함으로써 단어 암기력을 향상시키는 기술에 대한 연구가 이루어지고 있다.
한편, 방추파(spindle wave)는 뇌파에 있어서 진단상 중요한 요인으로 인식되는 파(wave)로서, 사람을 포함한 동물은 잠자는 동안 수면방추파(sleep spindle wave)라고 하는 뇌파가 발생한다.
수면 중 발생하는 대표적 뇌 활동인 수면 방추파는 학습 기억을 강화하는 데도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 하지만, 아직까지 수면방추파와 관련하여 기억력을 향상시키는 기술에 대한 연구가 많이 부족한 실정이다.
Marshall et al., "Boosting slow oscillations during sleep potentiates memory", Vol 444, 30 November 2006, nature Ngo et al., "Auditory Closed-Loop Stimulation of the Sleep Slow Oscillation Enhances Memory", VOLUME 78, ISSUE 3, P545-553, MAY 08, 2013, neuron
본 발명은 수면 상태인 사람의 뇌에서 발생하는 수면방추파가 기억력 향상과 관련된 점에 착안하여 안출된 것으로서, 수면방추파 검출 시 청각을 자극함으로써 대상물의 기억력을 향상시킬 수 있도록 구현된 기억력 향상용 시스템 및 이를 이용한 기억력 향상 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 수면방추파의 검출 여부와 대상물별 소리 자극 민감도에 따라 청각 자극 시점 및 정도를 결정함으로써 대상물의 기억력을 향상시킬 수 있도록 구현된 기억력 향상용 시스템 및 이를 이용한 기억력 향상 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 사항에 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 의도하는 기타의 과제들 또한 명료하게 이해할 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 기억력 향상용 시스템은, 수면 상태인 대상물의 뇌파를 측정하는 뇌파 측정부; 상기 뇌파를 분석하여 수면방추파를 검출하고, 검출 여부를 출력하는 뇌파 분석부; 상기 뇌파 분석부로부터의 수면방추파 검출 여부 정보를 바탕으로 자극 시작 시점을 결정하고, 상기 자극 시작 시점에 청각 자극 강도 정보 및 청각 자극 주파수 정보를 출력하는 제어부; 및 상기 청각 자극 강도 정보 및 상기 청각 자극 주파수 정보에 기초하여 상기 대상물의 청각을 자극하는 자극부를 포함한다.
상기 제어부는, 절차와 관련한 기억력을 향상시키기 위한 경우, 상기 뇌파 분석부로부터 검출 성공 신호를 수신한 후 검출 실패 신호를 수신하면, 상기 검출 실패 신호를 수신한 시점을 자극 시작 시점으로 결정하도록 구현될 수 있다.
상기 제어부는, 서술과 관련한 기억력을 향상시키기 위한 경우, 상기 뇌파 분석부로부터 검출 성공 신호를 수신한 후 검출 실패 신호를 수신하면, 상기 검출 실패 신호를 수신한 후 소정의 설정 시간이 경과된 시점을 자극 시작 시점으로 결정하도록 구현될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 대상물의 소리 자극 민감도를 입력 받고, 상기 소리 자극 민감도에 따라 상기 청각 자극 강도 정보 및 상기 청각 자극 주파수 정보를 결정하도록 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기억력 향상 방법은, 수면 상태인 대상물의 뇌파를 측정하는 단계; 상기 뇌파를 분석하여 수면방추파의 검출 여부를 판단하는 단계; 수면방추파 검출 여부 정보를 바탕으로 자극 시작 시점을 결정하는 단계; 상기 자극 시작 시점에 청각 자극 강도 정보 및 청각 자극 주파수 정보를 출력하는 단계; 및 상기 청각 자극 강도 정보 및 상기 청각 자극 주파수 정보에 따라 상기 대상물의 청각을 자극하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는, 절차와 관련한 기억력 향상 시, 상기 수면방추파의 검출에 성공하였으나 소정의 시간 경과 후에 상기 수면방추파의 검출에 실패한 경우, 상기 수면방추파의 검출에 실패한 시점을 상기 자극 시작 시점으로 결정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 결정하는 단계는, 서술과 관련한 기억력 향상 시, 상기 수면방추파의 검출에 성공하였으나 소정의 시간 경과 후에 상기 수면방추파의 검출에 실패한 경우, 상기 수면방추파의 검출에 실패한 시점에서 소정의 설정 시간이 경과된 시점을 상기 자극 시작 시점으로 결정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 출력하는 단계에 있어서의 상기 청각 자극 강도 정보 및 상기 청각 자극 주파수 정보는, 상기 대상물별로 입력되는 소리 자극 민감도에 기초하여 생성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기억력 향상 기술을 이용하면, 수면방추파 검출 시 수면 상태인 대상물의 청각을 자극함으로써 대상물의 기억력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기억력 향상 기술은 대상물의 소리 자극 민감도에 기초하여 자극 강도 및 자극 빈도를 결정하기 때문에 대상물에 최적화된 자극을 줄 수 있기 때문에 기억력 향상을 최대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기억력 향상 기술은 절차와 관련된 기억력 향상뿐만 아니라 서술과 관련된 기억력 향상을 도모할 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기억력 향상용 시스템의 일례의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 수면방추파가 검출된 후 청각 자극을 가한 경우(Stimulation Nap)에 있어서 측정된 ERSP의 일례를 도시한 그래프이다.
도 3은 수면방추파가 검출된 후 청각 자극을 가하지 않은 경우(Sham Nap)에 있어서 측정된 ERSP의 일례를 도시한 그래프이다.
도 4는 도 2의 ERSP 그래프와 도 3의 ERSP 그래프 사이의 차이를 도시한 ERSP 그래프이다.
도 5는 피험자들의 sham nap 상태에서의 평균 EEG 잠재력을 도시한 그래프이다.
도 6은 피험자들의 stimulation nap 상태에서의 평균 EEG 잠재력을 도시한 그래프이다.
도 7은 피험자들을 대상으로 하여 측정된 stimulation nap 동안의 서파 크기, 수면방추파 RMS 크기 및 P-value을 나타낸 그래프이다.
도 8은 자극 전 및 후에 대한 서파 활동 및 수면방추파 활동을 나타낸 평균 위상도(mean topological figure)를 나타낸 것이다.
도 9는 수면 상태에 있어서 청각 자극의 유무에 따른 finger tapping speed increment을 나타낸 도면이다.
도 10은 Large-enhancement group에 속한 피험자들을 대상으로 한 평균 ERP 및 수면방추파 RMS을 도시한 그래프이다.
도 11은 no-effect group에 속한 피험자들을 대항으로 한 평균 ERP 및 수면방추파 RMS을 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기억력 향상용 시스템을 이용한 기억력 향상 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 “~사이에”와 “바로 ~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기억력 향상용 시스템 및 이를 이용한 기억력 향상 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기억력 향상용 시스템의 일례의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기억력 향상용시스템(100, 이하 ‘시스템’)은측정되는 뇌파를 분석하여 특징 뇌파(ex, 수면방추파)를 검출하고, 특징 뇌파의 검출 상태 및 설정된 값(ex, 소리 자극 민감도 등)에 기초하여 자극 시작 시점, 자극 강도, 자극 주파수등을 결정하고, 결정된 자극 시작 시점, 자극 강도, 자극 주파수 등에 따라 대상물의 청각을 자극할 수 있도록 구현된다.
이를 위해, 상기 시스템(100)은 뇌파 측정부(110), 뇌파 분석부(120), 제어부(130), 자극부(140), 설정부(150) 및 출력부(160)로 구성될 수 있으나, 도 1에 도시된 시스템(100)의 구성은 설명을 위한 일례로서 시스템(100)은 다양하게 설계 변경 가능하다.
상기 뇌파 측정부(110)는 수면 상태인 대상물의 뇌파를 측정하는 구성으로서, 예를 들어 설정부(150)에 의해 설정되는 상태에 따라 대상물의 뇌파를 측정할 수 있다.
상기 뇌파 분석부(120)는 뇌파 측정부(110)에 의해 측정되는 뇌파를 전달받고, 전달받은 뇌파를 분석하여 수면방추파를 검출하고, 수면방추파에 대한 검출 여부를 제어부(130)로 출력한다.
상기 뇌파 분석부(120)는 수면방추파가 검출되는 경우 검출 성공 신호를 출력하고, 수면방추파가 검출되지 않는 경우 검출 실패 신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 뇌파 분석부(120)는 전달받은 뇌파 및 검출되는 수면방추파를 외부에서 확인할 수 있도록 출력부(160)를 통해 표시할 수 있다.
상기 제어부(130)는 설정부(150)로부터의 정보(ex, 소리 자극 민감도)에 따라 청각 자극 강도, 청각 자극 주파수 등을 결정할 있다.
이를 위해 상기 제어부(130)는 소리 자극 민감도에 따른 청각 자극 강도 및 주파수 정보를 룩업테이블(lookup table) 형태로 저장하고 있을 수 있다.
룩업테이블에 저장되는 정보는 다양한 시험체에 대해 실시한 실험 결과를 바탕으로 획득될 수 있으며, 룩업-테이블에 저장되는 정보는 지속적으로 업데이트될 수 있다.
또한, 상기 제어부(130)는 뇌파 분석부(120)로부터의 수면방추파 검출 여부 정보를 바탕으로 자극 시작 시점을 결정할 수 있다.
상기 제어부(130)는 시스템(100)이 어떠한 기억력을 향상시키기 위해 이용되는지에 따라 자극 시작 시점을 다르게 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 시스템(100)이 절차와 관련한 기억력을 향상시키기 위해 이용되는 경우, 제어부(130)는 뇌파 분석부(120)로부터 검출 성공 신호를 수신한 후 소정 시간 동안 경과 후에 뇌파 분석부(120)로부터 검출 실패 신호를 수신하면, 검출 실패 신호를 수신한 시점을 자극 시작 시점으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 시스템(100)이 서술과 관련한 기억력을 향상시키기 위해 이용되는 경우, 제어부(130)는 뇌파 분석부(120)로부터 검출 성공 신호를 수신한 후 소정 시간 동안 경과 후에 뇌파 분석부(120)로부터 검출 실패 신호를 수신하면, 검출 실패 신호를 수신한 후 소정의 설정 시간(ex, 2.5초 등)이 경과된 시점을 자극 시작 시점으로 결정할 수 있다.
상기 제어부(130)가 자극 시점을 결정하는 데에 이용되는 설정 시간은 실험을 통해 획득될 수 있다.
그리고, 상기 제어부(130)는 자극 시작 시점에 청각 자극 강도 및 주파수에 따라 자극부(130)가 대상물에 대한 청각 자극을 수행하도록 자극부(130)를 제어할 수 있다.
종합하면, 상기 제어부(130)는 설정부(150)에 의해 설정된 소리 자극 민감도에 따라 청각 자극 강도, 청각 자극 주파수를 결정하며, 뇌파 분석부(120)로부터의 수면방추파에 대한 검출 여부 정보에 기반하여 자극 시작 시점을 결정하면, 자극 시작 시점이 결정된 직후(절차와 관련한 기억력 향상 시)혹은 소정의 설정 시간 경과 후(서술과 관련한 기억력 향상 시) 자극부(140)로 청각 자극 강도 및 청각 자극 주파수를 출력한다.
또한, 상기 제어부(130)는 결정된 청각 자극 강도 및 청각 자극 주파수를 출력부(160)를 통해 출력할 수 있다.
상기 자극부(140)는 뇌파 분석부(120)로부터의 데이터에 따라 대상물의 청각을 자극하기 위한 것으로, 예를 들어 기 설정된 소리를 출력하여 대상물의 청각을 자극하도록 구현될 수 있다.
이때, 상기 자극부(140)는 데이터로서 청각 자극 강도 및 청각 자극 주파수를 제공받고, 제공받은 청각 자극 강도 및 청각 자극 주파수에 기초하여 소리를 출력할 수 있다.
대상물에 대한 청각 자극을 위해, 자극부(140)는 소리를 출력하는 음향기기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 자극부(140)는 도색 잡음(pink noise)을 출력하여 대상물의 청각을 자극하도록 구현될 수 있다.
예를 들어, 상기 자극부(140)는 실험 결과, 사람의 청각에 가장 효과적인 자극을 주는 것으로 판명된 62dB 정도의 강도로 소리를 출력하여 대상물의 청각을 자극하도록 구현될 수 있다.
상기 설정부(150)는 시스템(100) 내 구성의 동작을 위한 조건, 값 등을 설정 혹은 입력하기 위한 것으로, 본 실시 예에 있어서는 뇌파 측정부(110), 뇌파 분석부(120), 자극부(140)의 동작과 관련된 상태를 설정하고, 대상물의 소리 자극 민감도를 제어부(130)에 입력할 수 있다.
상기 출력부(160)는 외부로부터의 정보를 기 설정된 형태로 출력하는 구성으로서, 본 실시 예에 있어서는 뇌파 분석부(120)로부터의 뇌파 및 수면방추파를 출력하고, 제어부(130)로부터의 청각 자극 강도 및 청각 자극 주파수를 출력할 수 있다.
하기 표 1은 4명의 피험자를 대상으로 하여 수면 상태에서 자극을 주기 전과 후의 결과를 나타낸 것이다.
Subject ID Performance Enhancement (mean±SD [ms]) :
Tapping delay decrement before and after sleep
Sham Nap Stimulation Nap
1 39.7±19.3 46.4±7.0
2 20.7±12.0 25.9±19.6
3 12.3±18.7 34.4±13.0
4 -16.0±20.9 34.1±17.5
상기 표 1과 같은 실험 결과를 통해, 자극을 주지 않은 경우(Sham Nap)보다 자극을 준 경우(Stimulation Nap)에 있어서 모든 피험자의 능력이 더 향상된 것을 알 수 있다.
도 2는 수면방추파가 검출된 후 청각 자극을 가한 경우(Stimulation Nap)에 있어서 측정된 ERSP(Event-related spectral perturbation)의 일례를 도시한 그래프이고, 도 3은수면방추파가 검출된 후 청각 자극을 가하지 않은 경우(Sham Nap)에 있어서 측정된 ERSP의 일례를 도시한 그래프이고, 도 4는 도 2의 ERSP 그래프와 도 3의 ERSP 그래프 사이의 차이를 도시한 ERSP 그래프이다.
도 2 내지 도 4에서와 같이, ERSP(event-related spectral perturbation) 분석을 통해, 수면방추파(a)가 검출된 후 청각 자극을 가하면 서파(b)의 활동이 검출되나(도 2), 수면방추파(c)가 검출된 후 청각 자극을 가하지 않은 경우에는 서파의 활동이 검출되지 않았으며(도 3), 이러한 차이는 도 4의 ERSP 그래프를 통해 서파(d)의 활동을 명확하게 확인할 수 있다.
또한, 도 4의 ERSP 그래프를 통해, 청각 자극이 서파(0.5~4Hz)와 세타(theta) 대역(4~8Hz)에 대해서 스펙트럼 파워 증가에 영향을 미치고, 청각 자극 전후에 약간의 수면방추파 억제가 발생하고,청각 자극 후 약 1500 ms의 작은 델타 활동 억제가 발생함을 확인할 수 있다.
도 5는 피험자들의 sham nap 상태에서의 평균 EEG 잠재력을 도시한 그래프이고, 도 6은 피험자들의 stimulation nap 상태에서의 평균 EEG 잠재력을 도시한 그래프이다.
도 5 및 6는 13명의 피험자들을 대상으로 한 실험 결과이고, 회색 곡선은 모든 시험에 대한 시계열을 나타내고, 빨간색 점선은 수면방추파가 감지된 시점을 나타낸 것이다.
도 5 및 6을 참조하면, 수면 동안 청각 자극을 주지 않은 경우(도 5)에는 EEG(electroencephalography) 잠재력(e)의 변화가 크게 발생하지 않았으나, 수면 동안 청각 자극을 준 경우(도 6)에는 EEG 잠재력(f)의 변화가 크게 발생한 것을 확인할 수 있다.
도 7은 피험자들을 대상으로 하여 측정된 stimulation nap 동안의 서파크기, 수면방추파 RMS 크기 및 P-value을 나타낸 그래프이다.
도 7은 13명의 피험자들을 대상으로 한 실험 결과이고, 0초(빨간색 수직 점선)는 시험 시작, 즉 수면방추파 검출 시점을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 자극 시험에 있어서 자극 시작 후 0.7 ~ 1.2초에서 더 강한 수면방추파 반응이 발생하고, 무자극 시험에 있어서 수면방추파 검출 시작 후 약 1.6~3초 사이에 더 강한 자발적 수면방추파 활동이 발생하는 것을 확인할 수 있다(p<0.05).
도 8은 자극 전 및 후에 대한 서파 활동 및 수면방추파 활동을 나타낸 평균 위상도(mean topological figure)를 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 수면방추파 활동이 감소하기 전(즉, 수면방추파가 활동 중)에 자극이 주어진 사전 자극 그룹(pre-stimulation group, Pre-Stim.)의 경우에는 서파 활동이 뇌의 중앙 영역에서 발생되고, 수면방추파 활동이 감소된 후에 자극이 주어진 자극 후 그룹(post-stimulation group, Post-Stim.)의 경우에는, 서파 활동이 뇌의 정면 영역에서 발생되는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 수면방추파가 활동 중인 상태에서 청각 자극이 이루어지더라도 전두엽에서의 서파 활동이 발생하지 않고, 수면방추파 활동이 감소된 후에 서파 활동이 전두엽에서 발생하기 때문에, 수면방추파 활동 종료 이후에 청각 자극이 이루어져야 기억력 향상에 도움이 된다는 것을 알 수 있다.
또한, 도 8을 통해, 사전 자극 그룹(Pre-Stim.)의 평균 수면방추파 지속 시간이 자극 후 그룹(Post-Stim.)의 평균 수면방추파 지속 시간보다 더 길고(0.6017 ± 0.5 초 vs. 0.3325 ± 0.6 초, p <10-12), 사전 자극 그룹(Pre-Stim.)의 평균 수면방추파 RMS(Root Mean Square)가 자극 후 그룹(Post-Stim.)의 보다 평균 수면방추파 RMS보다 더 크다(2.44 ± 0.4 대 2.13 ± 0.4, p <10-8)는 것을 알 수 있다.
도 9는 수면 상태에 있어서 청각 자극의 유무에 따른 finger tapping speed increment을 나타낸 도면이다.
도 9을 참조하면, stimulation nap 이후의 finger tapping speed가 sham nap 이후의 finger tapping speed 보다 현저하게 향상되었음을 확인할 수 있으며, 이로부터 수면방추파 검출 시에 가해지는 청각 자극은 절차 기억의 향상에 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
도 10은 Large-enhancement group에 속한 피험자들을 대상으로 한 평균 ERP 및 수면방추파 RMS을 도시한 그래프이고, 도 11은 no-effect group에 속한 피험자들을 대항으로 한 평균 ERP 및 수면방추파 RMS을 도시한 그래프이다.
도 10 및 11에 있어서, 피험자는 APM(Affected Procedural Memory) 값에따라 “Large-enhancement group”(LE, APM>10ms)과 “No-effect group”(NE, APM<10ms)로 구분되었다.
도 10 및 11에서의 파형은 각 그룹에 대한 ERP 및 RMS의 grand mean을 나타내고, LE 그룹보다 NE 그룹에서 ERP 진폭이 더 크다는 것을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기억력 향상용 시스템의 구성 및 구성별 동작에 대해 살펴보았다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 기억력 향상용 시스템을 이용한 기억력 향상 방법에 대해서 설명한다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기억력 향상용 시스템을 이용한 기억력 향상 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12에 도시된 단계별 동작은 도 1에 도시된 기억력 향상용 시스템(100)에 의해 수행될 수 있는 것으로서, 뇌파 측정부(110), 뇌파 분석부(120) 및 자극부(130)는 동작을 수행할 수 있는 상태로 설정되어 있는 것으로 가정한다.
먼저, 뇌파 측정부(110)가 수면 상태인 대상물의 뇌파를 측정하며(S1200), 단계 S1200에 따라 측정된 뇌파는 뇌파 분석부(120)로 전달된다.
상기 단계 S1200 이후, 뇌파 분석부(120)는 S1200에서 측정된 뇌파를 분석하여 수면방추파의 검출 여부를 판단하고, 판단 결과를 출력한다(S1210). 상기 단계 S1210에서 출력되는 판단 결과는제어부(130)로 입력된다.
상기 단계 S1210에서, 뇌파 분석부(120)는 수면방추파가 검출되는 경우 검출 성공 신호를 출력하고, 수면방추파가 검출되지 않는 경우 검출 실패 신호를 출력할 수 있다.
상기 단계 S1210 이후, 제어부(130)는 단계 S1210에 따라 출력되는수면방추파 검출 여부 정보를 바탕으로 자극 시작 시점을 결정한다(S1220).
상기 단계 S1220에서, 절차와 관련한 기억력을 향상시키기 위한 경우, 제어부(130)는 수면방추파의 검출에 성공하였으나 소정의 시간 경과 후에 수면방추파의 검출에 실패한 경우, 수면방추파의 검출에 실패한 시점을 자극 시작 시점으로 결정할 수 있다.
상기 단계 S1220에서, 서술과 관련한 기억력을 향상시키기 위한 경우, 제어부(130)는 수면방추파의 검출에 성공하였으나 소정의 시간 경과 후에 수면방추파의 검출에 실패한 경우, 수면방추파의 검출에 실패한 시점에서 소정의 설정 시간(ex, 2.5초 등)이 경과된 시점을 자극 시작 시점으로 결정할 수 있다.
상기 단계 S1220 이후, 제어부(130)는 단계 S1220에서 결정된 자극 시작 시점에 청각 자극 강도 정보 및 청각 자극 주파수 정보를 출력한다(S1230).
상기 단계 S1230에서의 청각 자극 정보 및 청각 자극 주파수 정보는 대상물별로입력되는 소리 자극 민감도에 기초하여 제어부(130)에 의해 생성된다.
상기 단계 S1230에서 출력되는 청각 자극 강도 정보 및 청각 자극 주파수 정보는 자극부(140)로 입력된다.
상기 단계 S1230 이후, 자극부(140)는 단계 S230에 따라 출력되는 청각 자극 강도 정보 및 청각 자극 주파수 정보에 따라 대상물의 청각을 자극한다(S1240).
상기 단계 S1240에서, 자극부(140)는 청각 자극 강도 정보 및 청각 자극 주파수 정보에 기초하여 소리를 출력함으로써, 대상물의 청각을 자극할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 기능 혹은 모든 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 기억력 향상용 시스템 및 이를 이용한 기억력 향상 방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 기억력 향상용 시스템
110 : 뇌파 측정부 120 : 뇌파 분석부
130 : 제어부 140 : 설정부
150 : 자극부 160 :출력부

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 수면 상태인 대상물의 뇌파를 측정하는 뇌파 측정부;
    상기 뇌파를 분석하여 수면방추파를 검출하고, 검출 여부를 출력하는 뇌파 분석부;
    상기 뇌파 분석부로부터의 수면방추파 검출 여부 정보를 바탕으로 자극 시작 시점을 결정하고, 상기 자극 시작 시점에 청각 자극 강도 정보 및 청각 자극 주파수 정보를 출력하는 제어부; 및
    상기 청각 자극 강도 정보 및 상기 청각 자극 주파수 정보에 기초하여 상기 대상물의 청각을 자극하는 자극부를 포함하고,
    상기 제어부는, 절차와 관련한 기억력을 향상시키기 위한 경우, 상기 뇌파 분석부로부터 검출 성공 신호를 수신한 후 검출 실패 신호를 수신하면, 상기 검출 실패 신호를 수신한 시점을 자극 시작 시점으로 결정하도록 구현되는
    기억력 향상용 시스템.
  3. 수면 상태인 대상물의 뇌파를 측정하는 뇌파 측정부;
    상기 뇌파를 분석하여 수면방추파를 검출하고, 검출 여부를 출력하는 뇌파 분석부;
    상기 뇌파 분석부로부터의 수면방추파 검출 여부 정보를 바탕으로 자극 시작 시점을 결정하고, 상기 자극 시작 시점에 청각 자극 강도 정보 및 청각 자극 주파수 정보를 출력하는 제어부; 및
    상기 청각 자극 강도 정보 및 상기 청각 자극 주파수 정보에 기초하여 상기 대상물의 청각을 자극하는 자극부를 포함하고,
    상기 제어부는, 서술과 관련한 기억력을 향상시키기 위한 경우, 상기 뇌파 분석부로부터 검출 성공 신호를 수신한 후 검출 실패 신호를 수신하면, 상기 검출 실패 신호를 수신한 후 소정의 설정 시간이 경과된 시점을 자극 시작 시점으로 결정하도록 구현되는
    기억력 향상용 시스템.
  4. 수면 상태인 대상물의 뇌파를 측정하는 뇌파 측정부;
    상기 뇌파를 분석하여 수면방추파를 검출하고, 검출 여부를 출력하는 뇌파 분석부;
    상기 뇌파 분석부로부터의 수면방추파 검출 여부 정보를 바탕으로 자극 시작 시점을 결정하고, 상기 자극 시작 시점에 청각 자극 강도 정보 및 청각 자극 주파수 정보를 출력하는 제어부; 및
    상기 청각 자극 강도 정보 및 상기 청각 자극 주파수 정보에 기초하여 상기 대상물의 청각을 자극하는 자극부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 대상물의 소리 자극 민감도를 입력 받고, 상기 소리 자극 민감도에 따라 상기 청각 자극 강도 정보 및 상기 청각 자극 주파수 정보를 결정하도록 구현되는
    기억력 향상용 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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