MX2013014491A

MX2013014491A - Metodo de deteccion de actividad de vida, metodo de control de la actividad de vida y metodo de transmision de informacion con respecto a la actividad de vida.

Info

Publication number: MX2013014491A
Application number: MX2013014491A
Authority: MX
Inventors: Hideo Ando
Original assignee: Hideo Ando
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-10-13
Also published as: SG195242A1; RU2650202C2; RU2013154764A; CA2838324A1; US9743837B2; US20130123639A1; AU2012336711B2; WO2013069820A1; AU2012336711A1; BR112013030919A2; MX342658B; US9265425B2; JP2013122443A; CN105581783A; HK1220885A1; EP2776810A1; CA2838324C; CN103099603A; ZA201308818B; US20160113505A1

Abstract

De acuerdo con un método de medición o un método de control de la actividad de vida, un objeto viviente se ilumina con una onda electromagnética que incluye una longitud de onda en una banda de onda designada, y se detecta una característica en un área local del objeto viviente, o se controla una actividad de vida del mismo. Esta "área local" es un área constituida por una o más células. La "banda de onda designada se define con base en cualquiera de los siguientes fenómenos: [1] la energía de transición entre un estado fundamental de un modo de vibración que se presenta recientemente entre los átomos en una molécula constituyente de una membrana celular y una pluralidad de estados excitados; [2] energía de transmisión entre los modos de vibración que se presentan entre los átomos específicos en una molécula que corresponde la actividad del objeto viviente o el cambio de la misma; y [3] un valor de desplazamiento químico especifico en la Resonancia Magnética Nuclear.

Description

MÉTODO DE DETECCIÓ DE ACTIVIDAD DE VIDA, MÉTODO DE CONTROL DE LA ACTIVIDAD DÉ VIDA Y MÉTODO DE TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN CON RESPECTO A LA ACTIVIDAD DE VIDA CAMPO DE LA INVENCIÓN , . La. presente invención se refiere a,, un método de medición o un método de control para medir (medición in vivo) o controlar, en un estado viviente, actividades de vida dinámicas que cambian a alta velocidad en un objeto viviente tal como un animal incluyendo un humano o planta o cambios de la misma por un método, no. de contacto y. no invasivo. ¦: ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un ejemplo de actividades de vida dinámicas que cambian a alta velocidad en un objeto' viviente son las actividades el sistema nervioso. Los métodos para medir una actividad intracerebral incluyen un análisis de. oxigeno en la sangre con luz de infrarrojo cercano, (a. partir de ahora referida como "Técnica Convencional 1") y análisis de oxigeno de sangre con un método de formación de ·¦ imágenes por Resonancia Magnética . funcional (fMRI. por sus siglas. en inglés.) (a partir . de ahora referida como "Técnica Convencional 2") , .que son ej emplos . representativos de las técnicas convencionales.

De acuerdo con la técnica convencional 1, la concentración de oxigeno ' en la sangre se mide por el .uso de una carga de un espectro absorbente de luz de infrarrojo cercano de oxihemoglobina y desoxihemoglobina (véase el Documento no de Patente 1) . Es decir, la oxihemoglobina que es una hemoglobina particular que se une a una molécula de oxigeno tiene una absorción máxima en una longitud de' onda de 93.0 nm, y la desoxihemoglobina que es otra hemoglobina particular separada de una molécula de oxigéno tiene absorción máxima en longitudes de onda de 760 nm y 905 nm. Una cabeza se ilumina con cada luz de 780 nm, 805 nm, y 830 nm · como una fuente de luz (un láser semiconductor) para medición, y se miden los. cambios en intensidad de - los haces respectivos dé la ?µ? transmitida. Las señales que se refieren a las áreas de la corteza cerebral dé 3 a 4 cm en profundidad se .' obtienen por la presente de una superficie de la cabeza .

Excepto el método que . usa ., luz cercana al infrarrojo, existe, un- método que usa Resonancia . Magnética Nuclear para llevar a cabo la medición de la concentración de oxigeno en la sangre. Es decir, cuando la adsorción de las moléculas de oxigeno se cambia para liberar moléculas de oxigeno, se cambian : los orbitales electrónicos en las moléculas de hemo.globina, lo cual cambia- la susceptibilidad magnética y acorta el tiempo de relación T2 de la MR.

De acuerdo con la Técnica Convencional 2, una ubicación (área de activación) donde una tasa, de consumo de oxigenó se ha incrementado en el sistema, nervioso se estima mediante el uso de este fenómeno (véase los Documentos No de Patente 2 y 3) . Cuando este método se usa, se puede obtener un. resultado de medición por un proceso, de computadora y la distribución de la concentración de oxigeno en la sangre en la; cabeza se puede mostrar en una manera tridimensional.' .

Mientras tanto, como un método para controlar las actividades de vida dinámicas en un objeto viviente, se ha conocido un tratamiento médico.

Lista de Referencias Literatura No de Patente NPL 1: Yukihiro Ozaki/Satoshi Kawata: Kinsekigaibunkouhou (Gakkai Shuppan Center, 1996) Sección 4.6 NPL 2: Takashi Tachibana: Nou Wo Kiwameru Noukenkyu Saizensen (Asahi Shimburi Publishing, 2001) p. 197 . NPL 3: Masahiko Watanabe: Nou Shinkei . Kagaku Nyumon Koza Gekan (Yodosha, 2002). p. 188 SUMARIO DE LA INVENCIÓN Problema Técnico Sin embargo, de acuerdo eon las Técnicas Convencionales 1. y 2 , son bajas una resolución temporal y una resolución espacial, para la medición del . estado- activo de las neuronas.

A .fin de facilitar el entendimiento del problema, lo siguiente explica inicialmente que el análisis dé. oxígeno de la sangre es la medición indirecta . La medición . dé la concentración de oxígeno en la sangre se basa en una hipótesis tácita - que "cuando una neurona se activa, la hemoglobina se debe desoxigenar para administrar su energía de actividad"..

Sin embargo, como se describe en el Capítulo 4 de the B. Alberts.' .y. colaboradores: Essential Cell Biology (Garland Publishing, Inc., 1998), la energía provocada, en el momento de la hidrólisis del ATP (Trifosfato de Adenosina) a ADP (Difosfato. dé Adenosina) se usa para la energía de actividad de la neurona.

El ADP se genera en el curso de un proceso de oxidación del Acetil CoA que se presenta, en la Mitocondria existente en la neurona. Además, la neurona no. hace contacto con los vasos sanguíneos directamente,, y las moléculas de oxígeno se transmiten en la neurona a través dé las células gliales qué intervienen entre la neurona y los vasos sanguíneos. La transmisión de las. moléculas de oxígeno se implica con actividad en la neurona a través , de tal curso complicado .

Por consiguiente, se considera que un fenómeno que cambió (disminuyó)¦ la . concentración de oxigenó en la sangre se: presenta solament alrededor de un área local, donde se activan una gran cantidad de células en el sistema nervioso al mismos tiempo. .Por esta razón, es difícil, en las' Técnicas Convencionales 1 y 2 , observar cambios, instantáneos de pocas células en el sistema nervioso, tal como potenciales de acción de corto plazo de pocas neuronas. Es decir, puesto que se puede detectar solo un área local donde una gran cantidad de células, se activan al mismo , tiempo, es teóricamente difícil, aumentar ..la resolución espacial. Como tal, en las Técnicas Convencionales 1 y 2, la actividad de', la neurona se observa no directamente sino indirectamente, de modo que es deficiente la precisión de la medición.

Con respecto a lá resolución temporal De acuerdo, con el reporte de Nikkei Electronics (Nikkei BP) , p. .44', publicado el 3 de Mayo de 2010, un niel de; hemoglobina en . la sangre que cambia aproximadamente 5 s deispués de que una neurona se vuelve, activa se detecta de acuerdo con la Técnica Convencional 1. Por lo tanto, en . la dirección basada en la Técnica Convencional 1, se presenta un gran retraso desde, el inicio de la actividad de . la neurona. .

Además, de acuerdo con la Técnica Convencional 2, el uso de un efecto BOLD (Dependiente de Nivel de Oxigenación en la Sangre) provoca una situación, similar a la anterior. El efecto BOLD es como sigue: cuando una. actividad neurpnal se incrementa debido a una actividad, cerebral, un consumo de oxigeno se incrementa en primera. Como resultado, se incrementa ligeramente una. ¦ concentración de desoxihemoglobina, y varios segundos después,.' un flujo de sangre cerebral en los capilares en las áreas vecinales se incrementa rápidamente, provocando en consecuencia un suministro de una gran cantidad de oxigeno que excede en gran medida el consump.de oxigeno. Esto incrementa rápidamente la concentración de oxihemoglobina, y en consecuencia, las señales de fMRI se aumentan y el tiempo de relajación del mismo se hace más prolongado. Es decir, aún en la Técnica Convencional 2, . la detección en el incremento en la concentración de oxihemoglobina requiere varios segundos después de que la actividad de la neurona ha comenzado ' debido a la actividad cerebral, y de esta manera, la. Técnica Convencional 2 también provoca un retraso de varios segundos para la detección, similarmente la Técnica Convencional 1.

Como tal, siempre y cuando las Técnicas Convencionales 1 y, 2 midan la concentración de oxigeno en la sangre., hay. un retraso para que el nivel de hemoglobina en la sangre cambie después' del inicio, de. la actividad de la neurona. En vista de esto, la resolución temporal en cualquiera de las Técnicas Convencionales 1' y 2 es de aproximadamente 5 s, que es muy bajo.

Con , respecto a la resolución espacial La resolución espacial de la Técnica Convencional 1 se . determina por una distancia entre una fuente de luz y un fotodetector para medir un cambio de intensidad, de la luz que pasa a través de' la cabeza (véase página -43 de Nikkei Electronics (Nikkei BP) publicada el 3 de Mayo de 2010)... Ya que la distancia entre' la fuente de luz y el fotodetector se vuelve más pequeña, una profundidad de . penetración de un haz de medición en la cabeza, se vuelve menos profunda.

Por consiguiente, si la distancia entre la fuente de . luz y el. fotoprotector se acorta para., aumentar la resolución espacial, es imposible medir el sistema nervioso en la cabeza. Como se describe en lo anterior, en caso donde la medición se lleva a cabo sobre un área dentro de la cabeza que está en una profundidad de 3 a 4 cm desde una superficie de' la cabeza, la fuente de luz se debe colocar, para, ser distanciada de fotoprotector por aproximadamente 3 cm, y de esta manera, la resolución espacial es de aproximadamente 3 cm.

¦ Por otra parte, la resolución espacial en el caso de la Técnica. Convencional 2 se determina por una longitud de onda de un campo magnético de transacción de detección (una onda electromagnética) de acurdo con una teoría de difracción de la onda electromagnética,' y la. longitud de onda de este campo magnético de transacción de detección se determina por una intensidad de campo magnético DC que se aplica. Aún si la intensidad del campó magnético DC se aumenta usando un imán superconductor, existe un límite superior teórico de la resolución espacial, debido a la. limitación técnica. De acuerdo con p. 4.2 de Nikkei Electronics (Nikkei. BP) publicada el- .3 de Mayo de .2010, que se menciona en lo anterior, la resolución espacial es de pocos mm en el mejor, de los casos, aún en un dispositivo fMRI y que tiene la resolución espacial más alta.

Lo siguiente describe. una profundidad de penetración en un objeto .viviente con. respecto a. la Técnica Convencional- 1. Como es evidente; a partir del color de la-piel de una mano, la luz visible es fácil que se refleje difusamente . sobre · una ;superficie de un ; objeto viviente y es difícil que penetre el objeto viviente. En. los ejemplos descritos ..en lo anterior, la luz de. 780 nm, luz de 805 nm, y luz de 830 nm se usan como haces dé medición. La luz de 830 nm, que " tiene la longitud de onda más . larga entre ellas, es luz de infrarrojo . cercano, pero es- cercana a un. área de luz visible. Por lo tanto,, la profundidad de penetración de la misma en el objeto viviente también . es . corta. Cómo resultado, solo una señal' que. se relaciona con el área de la corteza en el cerebro localizada en una profundidad de 3 a 4 era de la superficie de la cabeza se puede medir en el mejor de los casos, como se describe previamente.

En vista de esto, es un objetivo dé la presente invención proporcionar un método y similar que pueda medir un estado activo en un objeto viviente mientras que intente aumentar la resolución; espacial y la resolución ' temporal .

Mientras, tanto, en el tratamiento médico,, que se conoce como un método para controlar las actividades de vida, es. difícil controlar efectivamente solo una región particular en un objeto viviente. Esto es debido, a que un medicamento administrado por la boca o por inyección circula , a través del cuerpo y se dispersa sobre el cuerpo. Por lo tanto, aún el medicamento, para un propósito terapéutico, por ejemplo, no solo provoca una .disminución relativa en una cantidad de medicamento que funciona en una parte objetivo que se cura (controla), sino también los efectos secundarios debido a otras acciones del fármaco a otras partes excepto a, la parte objetivo que se cura (controla) . ¦ En vista de esto, la presente invención también se propone para proporcionar un método y similar para controlar efectivamente un. estado activo de solo una región particular ¦ io . · · ¦ ¦ . (un área constituida por una célula o un grupo de una pluralidad de células) en un objeto .viviente .

Solución al Problema Un método de medición de la actividad de vida o un método de control de la actividad de vida de acuerdo con el primer aspecto de la . presente invención es un método de medición de la actividad de vida o un método de control, de la actividad de vida para medir o controlar un estado activo de un objeto viviente' incluyendo un animal y una planta o un cambio del mismo, : que Incluye : una etapa de iluminación para iluminar el objeto de vida con una onda electromagnética de la- cual una longitud de onda se incluye en una banda de onda designada; y una etapa de detección para detectar una característica asociada con la onda electromagnética ' en ún área local constituida por una o más células en el objeto viviente, o una etapa de control para controlar, el estado activo , mediante . el uso de la característica asociada con la onda electromagnética, ' en donde cualquiera de los siguientes fenómenos se usa para detectar o controlar el estado activo del objeto viviente o un cambio del mismo: [1], la .. energía de transición entre un estado fundamental de un modo de vibración que se', presenta recientemente entre' los átomos en una molécula constituyente de una membrana .' celular y una pluralidad de estados excitados; [2] energía de transición entre los modos de vibración que se. presentan entre los átomos específicos en una ' molécula que . eorresporide la actividad del objeto viviente o el cambio del mismo y [3] un valor de desplazamiento químico .específico en ..la Resonancia. Magnética Nuclear, y la banda de onda designada se determinan sobre la base .de cualquiera de-, los fenómenos .

El método de medición de la actividad de vida de acuerdo con. una modalidad ejemplar de la , presente invención es tal que la banda de onda designada se determina bajo tal condición de que él. cambio potencial de la membrana celular se logra con un fenómeno en el cual un ión e.spécífico . se une a o se separa de una sustancia específica en el área local. · El método de medición de la actividad de vida de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención es. tal que la banda de onda designada se determinar bajo' tal condición de que la sustancia específica y el ión espedí ico es por lo menos uno de una combinación de fosfatidilcolina o esfingomielina y un ión de cloro, una combinación de fosfatidilserina y un ión de sodió o un ión de potasio, y una combinación' de. glicolípido y un ión de sodio.

El método de. medición de. la actividad de vida de acuerdo con el. primer aspecto de la presente invención es tal que: la banda de onda designada de acuerdo con la unión o separación del ión de cloro con respecto a la Fosfatidilcolina. se. determina sobré la base de un número de onda de 2480 crrf1 o un valor de desplazamiento químico de 52.49 a 62.87 ppm o; un valor de desplazamiento químico relacionado con ,53.43 ppm a 53.55 ppm; la banda de onda designada de acuerdo con la unión o separación del ión .de cloro con respecto a la Esfingomielina se determina sobre la base de un núnero de onda de 245.0 cm"1 o- un valor de desplazamiento químico de 62.49 a 52.87 ppm o un valor de desplazamiento químico relacionado con 53.43 ppm a 53.55 ppm; la- banda de. onda. . designada de acuerdo con la Unión o separación del' .ión, de sodio con respecto ' a la Fosfatidilserina . se- determina sobre la base de un número de onda de 429 cm"1; l banda de onda designada de acuerdo con la unión o separación del ión de potasio con respecto a . la Fosfatidilserina se determina sobre la base de. un número , de onda de 118 cm"1 o .1.570 cm"1; y la banda de onda, designada de acuerdo con la . unión o sepa ración. ·' del ión de sodio con respecto al glicol.ípido se determina sobre la base.de un número, de onda de 260 a 291 cm"1.

El método dé medición de la actividad de vida de ¦ '·., ' 13 acuerdo con el rimer aspecto de . la presente invención es tal que la · banda de onda designada se determina para que por lo menos una parte de una banda de onda que corresponde a un intervalo de número de onda que tiene un . margen de 10 a 20% con respecto a un número de onda sea la base o intervalo de un valor de desplazamiento químico que tiene un margen de 0.45 ppm a 0.49 ppm con respecto a un valor de desplazamiento químico que sea la.base que se incluya en este documento.

El método de medición de la actividad de vida de acuerdo. con el primer aspecto de la presente invención es tal que la banda df.- onda designada se determina tal que las bandas de onda de. las ondas electromagnéticas adsorbidas por otras sustancias incluyen' por lo menos agua que constituye él objeto del objeto viviente sean removidos.

El método de medición .de. la actividad de vida de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención es tal que él fenómeno designado es un fenómeno que se presenta dentro de un tiempo de respuesta designada en un intervalo de cuatro a 4 a 200 ms después de que ha cambiado el estado activo del objeto viviente .

El mét >dó dé medición de la actividad de. vida de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención es tal que la etapa de detección es una etapa para detectar una característica de absorción de la onda electromagnética en el área local en cualquier, sección transversal, en ' el objeto viviente al usar un sistema confocal . .

El métod de medición de la actividad de vida de acuerdo con el. primer aspecto de la presente invención incluye además: una etapa para adquirir, por 1.a etapa . de iluminación y la etapa de detección, información designada que representa uri aspecto de distribución espacial y un aspecto de una variación dependiente de tiempo de la característica de . absorción de la onda electromagnética en el objeto viviente; y una . etapa para especificar la información de la actividad de vida del objeto viviente o información ambiental que define un entorno que circunda el objeto viviente, al referirse a una base de datos en la cual almacena una relación entre la información de la actividad de vida o la información ambiental y la información designada, cón base en la información designada adquirida..

El método, de medición de la actividad de" vida de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención incluye además: una etapa para reconocer la información de .la actividad de vida o la' información ambiental del objeto viviente;, y una etapa para establecer o corregir la relación entre ellas a ser almacenadas en ' la base de datos, con base en la información, de. la actividad de vida reconocida' o información, ambiental y la información designada adquirida..

Un método de medición de la actividad de vida de acuerdo con un segundo aspecto de la présente invehción .es tal que una actividad dinámica de un, objeto viviente ' se detecta medianl .-al' uso de una característica en un área local que corresponde a una onda electromagnética que tiene una longitud de onda de no menor que 0.84·· pm pero no más. que 110 im o una característica en un área local que corresponde a una onda electromagnética asociada con un valor de desplazamiento químico en un intervalo de no menor qué d1'..7 ppm pero no más que; 64.5 ppm.

El método de medición de la actividad de vida 'de acuerdo con una modalidad ejemplar' de la' presente invención es tal que se mide, una variación dependiente de tiempo de la característica eii el área local del obj eto 'viviente .

El método de medición de la actividad de vida de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención es tal que por lo menos una parte del objeto viviente se- ilumina con una onda' électromagnética modulada que . tiene una frecuencia básica en un intervalo de 0.2 Hz a 500 kHz.

El método de medición de la actividad de vida de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención es tal- que - una1 variación dependiente' de tiempo de .'.la característica en un área local fija en el objeto viviente se detecta o un conjunto de variaciones, dependientes · de 'tiempo individuales relacionadas con la característica en una pluralidad de áreas locales fijas a diferentes . posiciones .en el objeto viviente se detectan.

El método de. medición de, la actividad de vida de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención,- por lo menos una de las áreas locales fijas corresponde a una célula o a una parte de la célula y se ilumina con una onda electromagnética modulada que tiene una frecuencia básica en un intervalo de .0.2 Hz a 500 kHz.

El método de- medición de lá actividad ' de vida de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención es tal que el área local corresponde a una célula o parte, de la célula, y un cambio de la característica que se presenta de acuerdo con un cambio -potencial de. una. membrana celular-, que constituye la có. ula.se detecta.

El método de medición de la actividad de vida de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención es tal que el objeto viviente se ilumina con las- ondas electromagnéticas ."que- incluyen las ondas electromagnéticas que tienen una pluralidad de diferente longitudes de. onda diferentes u ondas electromagnéticas que tienen una pluralidad de diferentes frecuencias para detectar las características, en el área, local del' objeto viviente, que corresponde . a las ondas electromagnéticas que tienen - la pluralidad . de. longitudes de onda o las ondas electromagnéticas que tienen la pluralidad.de frecuencias.

El método de medición de la actividad de vida de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente¦ invención incluye: una etapa, de generación para generar información de la' actividad de ; vida dinámica de la. señal de , detección obtenida .

Un dispositivo de medición de la actividad de vida de acuerdo con' un- primer aspecto de la presente invención es un dispositivo de medición de la actividad de vida, para medir un estado activo de un objeto viviente incluyendo un animal.y una planta, que- incluyen: un iluminador para iluminar el objeto viviente con una onda electromagnética de la cual se incluye. un longitud de onda en una banda de onda designada, y un detector para, detectar una característica asociada con. la onda electromagn-'tica en un área local constituida , por una. o más células en el objeto viviente, en donde: cualquiera de los siguientes fenómenos se usa para detectar o controlar el estado activo del objeto viviente o un cambio del mismo:. [1] energía de transición- entre un estado fundamental de un modo- de vibración que- se presenta recientemente entre los átomos en una molécula, constituyente de- una membrana, celular y una pluralidad de estados excitados; [2] energía de transición entre, modos de vibración que se presentan entre átomos específicos en una molécula que corresponde la actividad del objeto' viviente por el cambio del mismo; y [3] un. valor de desplazamiento químico específico en ' la. Resonancia .Magnética "Nuclear, y a banda" de onda designada se d 1:ermina sobre la base de cualquiera de los fenómenos.

Un dispositivo de medición de la actividad de vida, de acuerdo con. un segundo aspecto.de la presente invención, que tiene una" sección de detección para la actividad de vida y que lleva a cabo un proceso predeterminado con base en una señal de detección relacionada con una actividad de vida obtenida de la sección. de detección para la actividad de vida es tal que: la sección de detección para la actividad de vida se constituye por una sección emisora de luz y una sección de detección de s^ñal; la sección emisora de luz- genera ondas electromagnéticas iluminadas a un objeto viviente; ' las ondas electromagnéticas incluyen una onda electromagnética que tiene una longitud de onda de no menor que 0.84 µp? pero no más. que 110 üm o una onda electromagnética asociada con un valor de desplazamiento químico en un. intervalo de no menor que d?.7 ppm pero no más que 54.5 ppm; y la sección de detección de señal detecta una onda electromagnética que incluye la señal de detección relacionada con la actividad del objeto viviente obtenida como un resultado de la iluminación de las ondas electromagnéticas.

El dispositivo de medición de la actividad de vida de acuerdo con el segundo aspecto, de la presenté invención es tal que el área local corresponde a una célula o una parte . de la célula, y un cambio de la característica que se presenta de acuerdo con un cambio potencial de una membrana, celular que constituye la célula se detecta.. .

El dispositivo de medición de la actividad de vida de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención es tal que la sección emisora de '. luz :genera ondas electromagnéticas -que , incluyen ondas electromagnéticas que tienen una . pluralidad de longitudes' de onda . diferentes .. u ondas electromagnéticas que tienen ¦ una pluralidad de diferentes frecuencias.

Un método de transmisión de una señal de detección de la actividad de . vida es tal que: un objeto viviente se ilumina con ondas : electromagnéticas que. incluyen una onda electromagnética que tiene una longitud de onda de nó menor que 0.84 µp? pero no más que 11.0 ]im ..o una onda electromagnética asociada con un valor de 'desplazamiento químico en un intervalo de no menor que d?.7 ppm pero .no más que 54.5 ppm; se detecta una señal, de detección de la actividad de vida relacionada con una -característica-" en un área local del objeto viviente; y se transmite la señal de detección de la actividad de -vida.

El- método -de transmisión de una señal de detección de actividad de vida de acuerdo con una modalidad. ejemplar de la' presente invención es tal que: el área local .-corresponde-,-'a una célula o a una parte de la célula; y se detecta un' cambio de la característica . que se presente debido', a un cambio potencial de una membrana' celular que constituye la célula. -.

Un método., de transmisión de - la información de la actividad de vida de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención es tal que uñ objeto viviente se ilumina con una onda electromagnética que tiene una longitud de onda de no meno que 0.84 'µp? pero no más que 110 !µ?? o. una onda electromagnética asociada con un . valor'- de desplazamiento químico en un intervalo de no menor que d? .7 ppm pero no más que 54.5 ppm, para obtener una señal de detección de actividad de.vida: relacionada con una área local del objeto viviente, la información de la actividad de vida se genera de la señal de det e ción de¦ la actividad de vida obtenida, y la información de la actividad de vida se transmite.

El método de transmisión de una señal de detección de la actividad, de la vida de acuerdo . con una modalidad ejemplar de la presente invención es tal que: las señales de detección de la- actividad de vida relacionada con las características . respectivas en un área local del Objeto viviente que co responde a. ondas electromagnéticas que tienen una pluralidad dé longitudes de onda en un intervalo de no menor que 0.84 pm pero no más que 110 µp? . u ondas electromagnéticas asociadas con una pluralidad de valores de desplazamiento químicos en un intervalo de no menor que d1 .7 ppm pero no más que 54.5 ppm son detectados; y' se transmiten las señales de detección de la actividad de vida relacionadas con las longitudes de onda respectivas o las frecuencias respectivas.

Un servicio' basado en la información de la actividad de vida .de acuerdo con una modalidad ejempl¿ir de lá presente invención es tal que: un objeto viviente se ilumina ondas electromagnéticas que incluyen ¦ una onda electromagnética que tiene una longitud de onda de no menor que 0.84 µp?. pero · no más que 110. im . o ' una onda electromagnética asociada con un . valor- de desplazamiento químico en un intervalo de no menor que d? .7 ppm pero no más que 64.5 ppm; se detecta una señal de detección 'de la actividad, de vida, relacionada con una característica en un área local del objeto, viviente; y en , base en un resultado para generar la . información de la actividad de vida.- de la señal de detección de la actividad de . vida, se proporciona un servicio que corresponde a la información de la actividad de vida, o el objeto .viviente se ilumina con . la. onda electromagnética . para . proporcionar. un servicio que corresponde 'al control de la actividad de vida. · Un servicio, basado en .la', información de la actividad de vida de acuerdo con una modalidad de la presente invención es tal que se proporciona un. servicio con base en lós resultados de detección o medición, o el control de una actividad de vida qUe se presenta en el área local constituida por una o más . células.

Efectos Ventajosos de la Invención De acuerdo con el método de medición de la actividad, de vida o el método, de control de la; actividad de vida de la presente invención, un objeto viviente se ilumina con una onda . e Leotromagnética de la cual se incluye una longitud de onda .en- una banda de onda designada, y una característica , en un área .local del objeto- viviente que corresponde a la onda electromagnética o un '· cambio' de la misma se detecta o. se controla. La "banda de onda designada" es una banda .de onda determinada sobre la base -de. la energía de transición entre, varios modos formados .entre - átomos específicos en un áreá local que se pueden presentar asociados con un estado de actividad de un objeto viviente . o un cambio del . mismo o en la base de un valor de désplazamiento químico específico. Un "área local" es un área constituida por una o más .células.

En consecuencia, de acuerdo con la presente invención, las características asociadas con las ondas electromagnéticas y que se presentan rápidamente p en un tiempo muy corto de acuerdo con los cambios de un estado de actividad ..de un objeto'- viviente se pueden detectar. E:> decir, es. posible medir un estado de actividad dé un objeto viviente mientras que se intenta aumentar la. resolución temporal. Además, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, puesto que solo un área local diminuta, se ilumina con la, onda electromagnética mediante- el' uso de propiedades de convergencia".. de. la onda electromagnética, no solo la resolución espacial para la detección o medición de la actividad de vida se mejora, sino también la actividad de vida es controlable solo en un en la sección de supervisión de posición local ; diminuta . Además, si se usa este , método : de control o este resultado de detección, la precisión de réconocimiento para un estado activo de un objeto viviente se puede mejorar y un servicio apropiado se puede proporcionar al objeto viviente o una persona 'afectada.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 ilustra un modelo de carga sobre ambas superficies de una membrana neuronal en caso de potenciales de acción y de reposo.' La Figura 2 es una estructura -molecular¦ estimada de PCLÑ en caso de la. unión y separación del ión. Cl".

La Figura 3 ilustra características espectrales infrarrojas de la estimación de PCLN en caso de la unión., y separación del ión Cl~.

La Figura .4 ' es una gráfica ; de flujo usada para calcular originalmente las características espectrales del infrarrojo cercano con base en vibraciones anarmonicas.

La Figura 5 ilustra una energía de molécula estática relativa versus desviación . de distancia, entre núcleos atómicos de carbono e hidrógeno.

La Figura 6 es una vista explicativa de la fluctuación de la posición Cl" dependiente de . la desviación de' distancia entre los núcleos atómicos de carbono · e hidrógeno .

La Figura 7 ilustra distribuciones dé amplitud de las funciones de onda |m> con respecto a las vibraciones anarmonicas.

La Figura 8 ilustra cargas atómicas, netas versus desviaciones de distancia entre núcleos atómicos de carbono e hidrógeno.

La . Figura 9 ilustra distribuciones de amplitud de orbitales moleculares, cuyos valores propios de. energía corresponden a HOMO y al mínimo.

La Figura 10 ilustra momentos de dipolo eléctricos versus desviaciones de distancia entre núcleos atómicos de carbono e hidrógeno.

La Figura . 11 ilustra . una comparación en la resolución .espacial, entre- la detección del cambio . potencial de membrana y la . detección de cambio de concentración de oxígeno en la sangre. .

. La .Figura 12 ilustra una comparación . en resolución temporal entre la detección de cambio potencial de membrana y la detección de .cambio de concentración de oxigeno en la sangre.

La Figura. 13 es una vista explicativa de la comparación en la precisión de detección · entre la detección de cambio potencial de membrana y la . detección de cambio de concentración de oxígeno en la sangre.

. La Figura 14 es una vista' explicativa de . un primer principio de un método de supervisión de un punto/detectado para la actividad de vida.

La Figura 15.es una vista explicativa de un primer principio de un método de supervisión de un patrón de un punto detectado para la actividad de vida en '' una . dirección profunda La Figura 16.es una vista explicativa de Un segundo principio de un método, de supervisión dé una posición marcada sobre una superficie, del objeto viviente. .

La Figura 17 ' es una vista explicativa .cié un principio (que u a un sistema, confocal) d una primera modalidad ejemplar con respecto a un sistema óptico para la detección de la actividad de vida.

La Figura 18 es \ una vista explicativa de un principio de operación de la primera modalidad ejemplar con respecto al sistema óptico para la. detección de la actividad de vida.

La Figura 19. muestra una relación entre un patrón de obturador de cristal liquido y una célula que detecta la foto en*, la primera- modalidad ejemplar del sistema óptico para la. detección de .la actividad de vida.

La Figura 20 es una vista explicativa de un principio de operación con respecto a una modalidad aplicada del sistema óptico para la detección de la actividad de vida .

La Figura 21 es una. vista explicativa de una configuración de un fotodetector en la. modalidad aplicada del sistema óptico para la detección de la actividad de vida.

La Figura 22 es una vista explicativa de n arreglo óptico detallado ¦'. con respecto a la modalidad, . aplicada del sistema óptico para la detección de la actividad de vida.

La Figura 23 es una vista explicativa que ilustra un método para detecta un cambio local de una propiedad de resonancia magnética¦ nuclear en un objeto viviente a alta velocidad. ¦ ' .· . ''.

La Figura 2 es una vista explicativa con respecto a un método, para detectar, una ubicación donde la propiedad de résonancia magnética, nuclear cambia .

La Figura 25' es una vista explicativa qué- ilustra una relación . entre' la expresión facial y.. la' reacción emocional.

La Figura 26 es una vista explicativa de un método para obtener información de la actividad de vida del movimiento de un músculo facial.

La Figura- 27.es una vista explicativa de un. patrón emisor de luz de luz de iluminación para la -detección de la actividad de vida, en la detección de la actividad de vida. ¦/.

La Figura 28 es una. vista explicativa de. un intervalo - de . longitud de onda apropiado para la detección/control .de la actividad de: vida en-, la presente modalidad e emplar/modalidad aplicada.

La Figura' 29 es una vista explicativa de un mecanismo para la hidrólisis ATP por Miosina ATPasa.

La Figura 30 es una vista explicativa de una razón de porgue una. longitud de onda de banda de absorción varia dependiendo al cual residuo de lisina se une al hidrógeno.

·. La Figura 31 es una. vista explicativa de una relación entre un socio de enlace a hidrógeno y una propiedad potencial de vibración anarmónica.

La Figura 32 es una vista explicativa de una señal de detección ejemplar relacionada con un movimiento de un músculo mimético.

La Figura 3-3 es una vista explicativa de una relación entre una ubicación de uñ músculo mimético que se contrae sobre la cara y una expresión facial.

La Figura 34 es Una vista explicativa de uña relación posicional entre un intervalo detectable y un objetivo de detección . por una- sección de detección para la actividad de vida.

La Figura. 35 es una vista explicativa de un método de medición 1 de la actividad de vida en la modalidad aplicada . ' ¦ .

La Figura 36 es una vista, explicativa de un método de: medición 2 de. la . actividad de vida en la , modalidad aplicada .

La Figura 37 es una vista explicativa de uña configuración en uñ dispositivo de control de la actividad de vida en la presente modalidad ejemplar.

La Figura 38 es una vista/ explicativa de una modalidad aplicada del dispositivo de . control de la actividad de vida .

La Figura 39 ·· es una vista explicativa ' de -un mecanismo dé interrupción de un canal de ion abierto . por voltaje y un método, de control de su exterior. ^ DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Urta tabla de contenidos que proporciona una descripción de las modalidades descritas posteriormente se lista antes de las descripciones de la modalidad. Además, las modalidades descritas posteriormente se refieren a .un método de medición de la actividad de vida, un dispositivo de medición de la actividad de vida, un .método de transmisión :.de la. señal de detección de . la actividad de vida,, o ún servicio basado en la información de la acción de vida . 2] Modelo Potencial' de Acción con respecto a la Neurona 2.1) Peculiaridad, estructural1 de · la membrana neuronal basada en la .información antecedente. '· 2.2) Análisis electromagnético con. respecto al potencial de acción. 2.3) Modelo, e carga en ambas superficies- de la membrana neuronal en caso de potenciales dé acción y de reposo . 2.4) Concentraciones de ' iones en el fluido citoplásmico y extracelular que se describen en la información antecedente. 2.5) Estructuras moleculares de los Fosfolipidos -.y ubicaciones de unión de iones en los Fosfolipidos. 3] Estimación de las Características espectrales Infrarrojas Basadas en el Modelo Potencial de Acción. 3.1) . Método de cálculo con programa · de simulación de química cuántica' 3.2) Modelo de unión del ión Cl~ al grupo -N+(CH3)3 y la estimación del número de onda de la banda- de absorción correspondiente 3.5) Espectro infrarrojo que cambia con base en el modelo de unión del ión K+ al Fosfolípido 4] Estimación de las Características Espectrales del Infrarrojo Cercano basada en el Modelo potencial de Acción . 4.2) Describir la descripción del método de cálculo original con base e las vibraciones anarmónicas. 4.3) Ecuación de Schrodi.nger que indica la vibración normal particular. 4.5) Obtener la probabilidad de transición de Einstein 4.6) Sustituir los resultados de estimación del programa de simulación de. química . cuántica .4.6.1). Método de análisis, numérico con el programa de simulación de' química cuántica 4.6.2) estimar el potencial anarmónico. 4.6.3) Estimar las características del momento dipolar 4.6.4) Longitudes de onda de absorción de ' luz- y absorbancias de luz de las bandas de .. absorción correspondientes; .. 4.7) · Planteamiento acerca del intervalo detectable en la presente modalidad ejemplar 5] Estimación de las Características Espectrales RMN Basada, en el Modeló Potencial de Acción 5.1) Cambio de la característica espectral- RMN y valores de desplazamiento químico estimados con respecto al potencial de acción 5.1.1) Prospecto para cambiar las características espectrales NMR con respecto al potencial de acción. 5.1.2) - Método de cálculo con otro- programa .de simulación química Cuántica 5.1.3) Estimación de los valores de .desplazamiento químico en las Características Espectrales NMR . 5.2) Planteamiento acerca del" intervalo medible en la presente modalidad ejemplar 6] Características .técnicas . del Método de Detección/Control de la Actividad de Vida y'. Método de Medición dé la Actividad de Vida en la Presente .-Modalidad Ejemplar 6.1) Contenido de la actividad de vida, para ser medida y características del método de detección/control de la- actividad de vida 6.1.3) Actividad de vida en el objeto viviente del área superficial al área muy profunda que se toma como objetivo de detección/control 6.2) Método de alineación y conservación del punto detectado/controlado para la actividad :de vida 6.2.1) Método para establecer la posición de detección al detectar la imagen de sección transversal que incluye el punto¦ detectado/controlado ' ¦ 6.2.2) .Método para evaluar y establecer la, posición del. punto . detectad al: detectar la posición específica en la superficie del objeto viviente 6.3) Método de conversión fotoeléctrica, para la detección de la actividad de vida ¦ 6.3.1) Utilización del sistema confocal 6.3.2) Extracción de las variaciones espaciales : y las" variaciones¦ dependientes de tiempo.. or el ..sistema óptico d formación de imágenes. 6.3.3) Método para detectar el cambio de alta velocidad de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear 6:3.4) Método para reducir la interferencia, de otros sistemas de detección de la actividad de. vida adyacentes 6.5) Método de medición de la actividad de vida 6.5.4) Otros métodos de medición de la actividad de vida 11] Otras, Modalidades Aplicadas con . Respecto a -la Detección/Control de la actividad de vida ¦ 11.1) Otros, fenómenos de la actividad de vida de los cuales los estados controlados y relajados del músculo esquelético se van a detectar/controlar ¦ 11.3) Mecanismo de movimiento de la Miosina .ATPasa- 11.4). Características de la detección/control ' de la actividad de vida 11.5) Características del método de detección de la actividad de vida : 12] Método.' de Control de la. Actividad .de Vida 12.1)· Descripción del método de control básico de la actividad de vi da . 12.3) Estructura molecular del canal de iones y el método de control de interrupción 12.4) Característica del control de la actividad de vida 2], Modelo Potencial de Acción con Respecto a la Neurona Primero que todo, las secciones 2.1 y 2.4¦ describen información bien . conocida con respecto a la estructura de una membrana neuronal. y condiciones ambientes de la misma. Subsecuentemente, la sección 2.2 describe un análisis - electromagnético con respecto a una parte ampliamente conocida del · fenómeno de' potencial, de acción'. Después las secciones 2.3. y 2.5 - describen un ' modelo, potencial de acción neüronal que se propone originalmente.

Este modelo potencial de acción neuronal.se basa en un concepto del modelo -de carga propuesto en la sección 2.3. 2.1) Peculiaridad estructural de ..la-', membrana neuronal basada en la información antecedente.

Primero que todo, se describen las peculiaridades estructurales de una membrana neuronal las cuales, son. bien conocidas. La neurona tiene una membrana común que se.pue.de influir en otras clase de célula excepto la neurona', . y la membrana común ',. comprende: Fósfolípidos ; Glicolípidos ; Colesterol; y proteínas de la membrana que incluyen canales de iones .

La bicapa de lípidos, que comprende los Fosfolípidos, los Glicolipidos, y el Colesterol, se confiqura para ser separada en una capa exterior que se orienta a un fluido extracelular y una capa interior que s orienta a un citoplasma. La capa exterior incluye moléculas particulares que pertenecen .a los fosfolípidos, y las moléculas particulares se incluyen raramente en la capa interior. La Figura '.l (a) muestra' que clase de moléculas qué pertenecen' a los Fosfolípidos o los : Glicolipidos se localicen en las capas exteriores e interiores. La capa exterior comprenden principalmente Fosfatidilcolina PCLN, Esfingomielina SMLN , ¦ y los Glicolipidos, y. la capa interior comprende principalmente Fosfatidilserina ' PSRN, Fosfatidiletanolamina PEAM, y Fosfatidilinositol ' PINT (un contenido por porcentaje de PINT es relativamente pequeño). De acuerdo con la Figura 1, las líneas dobles indican partes de ácido graso, que se empacan en la bicapa de lípidos.. - El Gangllósido pertenece a los Glicolipidos y tiene particularmente una carga eléctrica negativa, y un contenido de la misma es más. grande en cualquiera de las. clases de las moléculas que pertenecen a los Glicolipidos. Se dice que el peso total de los Gangliósidós en la membrana neuronal es de 5% a 10% del peso total de los Lípidos. Por lo tanto, puede parecer que el Glicolipidos representa los glicolipidos en esta modalidad. Por¦ otra parte, se reporta que. un . contenido en porcentaje de Día dé tipo gangliósido (GDla) es más grande en la membrana neuronal de los Mamíferos (H . Rahmann y colaboradores: Trends in Glycoscience and Glycotechnology Vol.10, No.56(1998) p.423), de modo que el GDI puede representar todas las clases de Gangliósidos en esta explicación. En otra clase de molécula que pertenece a los Glicolipidos puede ajustarse en las. descripciones mencionadas posteriormente. 2.2) Análisis ¦ electromagnético con. respecto al potencial de acció Un voltaje, en el citoplasma .se mantiene para ser negativo en caso dé un potencial de membrana, y los cambios de voltaje que son positivos en el caso de un potencial de acción. Se.' sabe que una pluralidad de cargas eléctricas positivas se acumulan sobre una superficie de la capa interior que se orienta al citoplasma cuando se presenta el potencial de acción (B. Alberts. y- colaboradores: Molecular Biology of the Cell ; 4ta edición (Garland Science,. 2002) Capitulo 10) .

La bicapa de lipidos se puede presumir qué funciona como una capacidad electrostática en caso de potenciales de acción y en reposo debido a que un valor de resistencia eléctrica de la bicapa de Lipidos es muy grande y es más .''.·. "·.'¦ 37 grande que 100 giga-ohms, y el valor de la : capacidad electrostática es. de aproximadamente 1.0 micro-farad cm2. (M. Sugawara: Bionics' vol 3, No. 7 (2006) p. 38- - p. 39 [en Japonés] ) .

La Teoría de la Capacidad Electrostática de los Electromagnéticos enseña a los inventores que una pluralidad de cargas eléctricas' negativas debe acumularse . sobre la superficie de la 'capa, exterior que se. orienta al fluido extracelular en caso de un potencial de.- acción cuando una pluralidad de cargas eléctricas positivas se acumulan sobre una superficie . de la capa interior que se orienta al citoplasma,- y un valor absoluto de las cargas eléctricas negativas . debe .'. ser igual al valor de carga eléctrica positiva.. , .

Tabla 1 Grupos funcionales de Fosfolípidos con respecto a la unión o separación del ión en casp de potencial de acción. 2.3) Modelo de carga en ambas : superficies de . la membrana neuronal en caso de potenciales dé: acción y de reposo . ¦ La sección 2.3 describes un modelo, de' carga originalmente propuesto en ambas superficies de la membrana neuronal en caso de potenciales de acción y de reposo, y este modelo de carga . se enseñó al. aplicar . el análisis electromagnético mencionado en la sección 2.2 a la estructura de la membrana, explicada en la sección 2.1.

La Tabla 1 lista grupos . funcionales de los Fosfolípidos de los cuales se puede unir' una pluralidad de iones a o separar cuando se presenta el potencial "de acción, y la Tabla 1' muestra que la capa exterior comprende principalmente PCLN, SMLN, y GDI y la capa interior¦ comprende principalmente PSRN, . PEAM, y PINT, como se describe; en la sección 2.1.

El PSRN ..bajo el agua tiende a tener cargas "-1 " debido a que el PSRN comprende dos grupos funcionales >P02~ & -C02"' que tienden, respectivamente a tener cargas' eléctricas negativas y un grupo funcional -NH3+ que tiende a tener una carga eléctrica positiva.

El PINT bajo el agua también tiende a tener cargas "-i" debido a que. el PINT comprende solo un grupo funcional >?02~ que tiende a .tener una carga eléctrica negativa. De acuerdo con la Figura 1 (a) , las cargas "-1" generan un dominio de carga negativa sobre la superficie de la membrana neurdnal, y la "marca menos" representa este dominio de carga negativa .. .

La atracción electrostática hace que las cartas eléctricas positivas se acumulen sobre la capa exterior de la bicapa de lípidos cuando los dominios de carga negativa se •generar, en la capa interior en caso de un potencial de membrana en reposo. Por lo tanto, los dominios 'de carga positiva, que se; .representan por las "marcas más" en la Figura 1(a), se. pueden generar en las partes principales hidrofílicas de los. PCLNs y SMLNs.

En caso de un potencial de acción, se puede generar no una. pluralidad, de dominios de carga negativa solo en las partes; de la cabeza hidrofílica de PCLNs- y SMLNs sino también GDIa, cuando las cargas eléctricas positivas se acumulan sobre la capa interior y una pluralidad de dominios de. carga positivas se generan en las. partes de la cabeza hidrofílica de PEAMs y PSRNs '( Figura 1 (b) ) . .

En . conclusión de esta sección, se presume que una formación reversible de dominios de . carga positiva y negativa sobre ambas superficies de la membrana cambia el voltaje de la membrana neurorial .. . 2.4) Concentraciones de iones en el citoplasma y fluido extracelular que- se describen en la información antecedente . . .

Tabla 2 Concentraciones de iones en el citoplasma y el fluido extracelular.

Esta sección plantea portadores concretos que generan la formación reversible de dominios de carga' positiva y negativa .

Como se muestra en la Tabla 2, Alberts enseña las concentraciones 1 de · iones en un citoplasma y un fluido extracelular de Mamíferos generales (B.. Alberts y colaboradores.: Molecular Biology of the Cell .4ta edición (Garland Science, 2002) Capítulo 11, Tabla 1.1-1). La mayoría de . los iones son ;.Na+ y Cl" en el fluido . extracelular y K+ en el citoplasma. Y se cree que los iones Ña+ fluyen desde la porción extracelular en el citoplasma cuando se presenta el potencial de acción. Por lo tanto, se puede presumir que . la mayoría de los portadores que generan la formación reversible dé los dominios de carga positiva y negativa son uniones o separaciones de iones Na+ o CF en la capa interior' y las uniones o separaciones, de iones K+ o Na+ en la capa interior.

De acuerdo con' la Tabla 2, parece "que el . ión H+ (ión de Hidronio) y el ión OFT tienen' menos influencia en el potencial de acción: debido a que las concentraciones de estos iones son relativamente pequeñas.' 2.5) Estructuras moleculares de Fósfolípidos y ubicaciones de la unión de iones en los Fosfolípidos Esta sección plantea estructuras y ubicaciones detalladas de los dominios de carga positiva y negativas sobre ambas superficies de la membrana neurona! al combinar el' modelo de carba. considerado en la sección .2.3 Con el modelo .portador descrito en la sección 2.4.

Cuando el potencial de la membrana en reposo continúa y los dominios de carga negativa se generan sobre la capa interior orientada hacia el citoplasma, el ión Na+ se puede atraer a la superficie de la capa exterior y se une iónicamente a los grupos >P02~ para formar localmente una sal neutra >PG2"Na+ en' PCLN o SMLN . De. acuerdo con la' Tabla 1, tanto PCLN como SMLN bajo agua comprenden grupos funcionales de >P02" y -N+(CH3)3. Por lo tanto, cuando el PCLN O SMLN tienen la parte neutra >P02~Na+, el grupo positivo restante N+(CH3)3 puede generar un dominio de carga positiva en PCLN o ' SMLN.

La Tabla 1 también muestra que GDIa bajo agua forma difícilmente un dominio de carga positiva debido a que no comprende un grupo . positivo. Los GDI comprenden . solamente grupos: funcionales -C02~ que usualmente tienen .cargas eléctricas negativas. Se considera que una pluralidad de GDI incluyen sales neutras -C02~Na+ y no. generan un dominio de carga cuando continúa un potencial de membrana en reposo.

De acuerdo con este modelo de carga, originalmente propuesto, se. presume que el ión Na+ o K+ pueden enlazarse iónicamente al grupo >P02" de uno de PEAM, PSRN, y PINT o al grupo- -CO2" de . PSRN en caso de un potencial de acción. Adicionalmente, cuando el ión Na+ o K+ forma . recientemente luna sal neutra, el. grupo funcional restante -NH3+, que usualmente tiene carga . "+1" bajo el agua, genera un dominio de, carga positiva en la parte de cabeza hidrofílica. de PEAM o ' PSRN . .

Cuando los dominios de carga positiva se generan sobre la capa interior que se orienta hacia él citoplasma, una repulsión¦ electrostática puede hacer que los iones Na+¦ se separen de las sales neutras >P02"Na+ de los PCLN.s y SMLNs y - CÓ2~Na+ de GDI sobr.e la capa exterior. Esta separación del ion Na+ puede generar recientemente un dominio de carga negativa en GDI debido a que' el grupo -C02- que tiene las cargas permanece en el GDla.

¦ Por otra parte, una atracción electrostática de los dominios de carga positiva sobre la. capa interior atrae iones CP a la superficie de la capa exterior, y estos iones Cl~ y estos iones -N+(CH3)3 se pueden combinar con los grupos- PCLNs o SMLNs para formar los enlaces, de hidrógeno, (o¦ iónicos.) . Estas .sales neutral recientemente creadas -N+(CH3)3C1" pueden generar dominios de carga negativa en las partes de cabeza hidrofílica dé PCLNs o SMLNs- en caso ' de- un potencial de acción, cuando PCLNs o SMLNs tienen tanto sales neutras -N+(CH3)3 Cl" como los grupos negativos >P02- de los - cuales se -separan los iones Na+.

Este ' modelo de carga se .puede aplicar no solo .al potencial de acción de la neurona mencionada en lo anterior sino también a una transmisión de señal a través del axón de la 1 neurona y una transmisión neuromuscular somática que asa a. través de una unión neuromuscular.

El axón se cubre con una capa de mielina 12 que es extremadamente más gruesa que la membrana neurúnal. La Teoría de la Capacidad Electrostática del Electromagnetismo enseña que un valor de capacidad electrostática se proporciona inversamente al espesor de la capa de mielina 12, de' .modo que l densidad de los dominios cargados sobre una¦ .superficie 'de la capa de mielina 12 desciende. .Por lo tanto, un método de detección de la actividad de vida se debe idear cuando se detecta la transmisión de la señal a través del axón 5 de una neurona. Este método de detección de la. actividad de vida se explicará posteriormente.

Netter (F. H. ¦ Netter: ' The Netter Collection of Medical Illustrations' Vol. 1 Nervous System Part : 1 Anatomy and. Physiology (Elsevier, Inc., 1983) p . 162 ) enseña que el potencial de membrana de una membrana muscular cambia cuando una señal neuromuscular somática pasa ; a través de. la Unión neuromuscular 5, de modo que el potencial de membrana muscular se . puede detectar con esta modalidad. 3] Estimación de las Características Espectrales de Infrarrojo con Base en el Modelo Potencial de Acción El capítulo. 3 describe las . características espectrales de infrarrojo con base en el Modelo Potencial de Acción propuesto, en el ..Capítulo. 2, y las características espectrales de. infrarrojo- resultan de simulaciones, de computadora de programa de simulación de química cuántica. 3.1) Método de cálculo con el programa de simulación de química cuántica En los Capítulos 3 y 4, un autor usó "SCIGRESS MO Compact Versión 1 Pro" para un programa de simulación de química cuántica. El. programa de simulación de química cuántica se vende por Fujitsu Corporation, y "SCIGRESS" es üna marca registrada. Este programa de simulación de química cuántica usa un método orbital molecular semi-empírico .

Este método de cálculo comprende dos etapas de cálculo para mantener alta la precisión del cálculo. Una primera etapa de cálculo es optimizar una ¦ estructura molecular, y üna. segunda etapa de cálculo es analizar los modos de vibración.

Algunas palabras claves de optimización són "PM3 EF PRECISE EPS=78. GNORM=0.00001 LET DDMIN=0.00001 PULAY .SAFE SHIFT=1.00", er. donde "PM3 EPS=78.4" significa la optimización bajo el agua, "PM3" significa un método de aproximación de Hamiltonian, y otras palabras claves significa una precisión de cálculo restablecida ' o conversiones convergentes de cálculo. Adicionalmente, algunas palabras claves del análisis de vibración son "FORCE ISOTOPE EPS=78.4 P 3", en. donde "FORCE ISOTOPE" significa el análisis de Vibración. · - La Tabla 3 muestra los resultados del cálculo, y cada resultado de cálculo se describe completamente después de esta sección.

Tabla 3 Resultados del cálculo con respecto características espectrales de infrarrojo 3.2) Modelo de unión del ion Cl" al grupo -N+(CH3)3 y la estimación del número de ondas de la banda de absorción correspondiente.

Esta sección describe una banda de absorción recientemente generada . estimada ¦! por la simulación por computadora cuando un . ión · Cl" al grupo -N+(CH4)3 de PCLN. Una estructura molecular, representada pór la fórmula química 1 se usa para esta simulación por computadora.

Matemática Química 1 Una estructura molecular usada para la .simulación por computadora con ei ión Cl" se une al grupo -N+(CH3)3 de' PCLN.- O" O ¦ i ii ¦ ·. . . ..

Cr - (CH3)3N+ -CHa- CMs0P0CHe-CH-OC- (??2)?- CH=CH - (CH2)9- CH3 II I O 'CHa-OC- (CH2)18-CH3 II a La Figura. 2 muestra estructuras optimizadas por la simulación por computadora. La Figura 5 (a) ilustra un estado de unión del ión Cl", y la Figura 2 (b) ilustra un estado de separación del ión Cl". Como se muestra en la Figura 2 (a), un ión Cl" se une a un átomo de hidrógeno localizado en la posición más alejada de un átomo de. fósforo, y el ión Cl"' y el átomo de hidrógeno forman un enlace de hidrógeno (o iónico). Por supuesto, el ión Cl" se puede unir a µ?? de los ocho, átomos de hidrógeno no localizados en la posición más alejada del átomo de fósforo.

La Figura 3 muestra espectros de absorción estimados por la. simulación por computadora, y. la resolución se ajusta a 5 cm"1. La parte superior de la Figura 3 muestra un estado de unión del ión Cl"' y la parte inferior' de la Figura 3 que muestra un. estado de separación del ión Cl" ilustra un espectro de absorción de un solo PCLN . Una .banda de absorción particular marcada con una flecha se presenta en la parte superior de la · Figura 3, pero no se presenta . en la parte inferior. Por otra parte, la banda, de .. absorción particular resulta de un estiramiento · asimétrico del. C-H-CP.

De acuerdo con la Tabla 3, un valor de número de onda de esta banda de absorción particular es 2480 cm"1, y un. valor de absorbancia de luz. relativa de la misma es 41.0.

Otro- espectro de absorción se estima cuando un ion Cl" se une al grupo -N+(CH3)3 de SMLN. Un resultado de otra estimación muestra que un valor de numero dé onda de una-banda de absorción' similar es 2450 cm"1 y que un valor de absorbancia de luz relativa de la banda de absorción similar es 41.0. Por lo tanto, se confirma que los estados de unión del ión- Cl" de tanto PCLN como SMLN general similarmente las bandas de absorción particulares.

Como se muestra en la parte superior de la Figura 3, la banda de absorción particular marcada con la flecha tiene una absorbancia de luz grande. Una razón de este fenómeno se debe . considerar .

La Tabla -4 muestra cargas atómicas netas calculadas con el análisis de población de Mulliken (Y. Harada: Ryoushi kagaku (Química cuántica) vol. 2 ( Shyoukabou, 2007) Capítulo 18, Sección 18-6, p. 163 [en Japonés]. ) en caso de la unión y separación del ión Cl", y en cada posición . del átomo de carbono C, el átomo dé hidrógeno H, y. el ión de cloro CF se muestra en la Figura - 2(a). Y. estos . átomos de carbono - e hidrógeno, y este' ión de cloró juntos, contribuyen a un estiramiento asimétrico de C-H-Cl". .

Tabla 4 Cargas atómicas netas en el caso de la unión separación del ióri Cl- Tabla. 4 muestra que la carga neta de un, átomo carbono se disminuye dinámicamente y la carga neta de un átomo de hidrógeno H se incrementa obviamente cuando el ión Cl~ se une al grupo -N+(CH3)3. Se considera que los . orbitales moleculares fluyen al átomo de carbono C y se- repelen del átomo de hidrógeno H en caso de ' la unión del ión. Cl~, y una razón de estos fenómenos¦ se describirá completamente en la sección. 4.6.3. Y la variación de las cargas atómicas netas hace un incremento µ del. momento dipolar eléctrico para subir la abscrbancia de luz. 3.5) Espectro infrarrojo que cambia con base en el modelo de unión del ión K+ a Fosfolipido.

Esta sección describe las bandas ' de absorción generadas y suprimidas estimadas por la simulación por computadora cuando un , ión K+ se une al grupo -C02- de PSRN en caso del potencial ..de acción.' ..Una estructura molecular representada por la fórmula química 2 se usa para esta simulación por computadora.

Matemática Química 2 Una estructura molecular usada para simulación por computadora cuando el ion K+ se une al grupo -CO2" de PSRN ? De acuerdo con la simulación, por computadora, una estructura ' molecular optimizada el ión K+ unido al PSRN indica que el ión K+ se localiza cercano solo .a un átomo de oxígeno- del grupo -C02~ . Parece que está diferencia de. la ubicación iónica resulta del radio iónico K+ que es más grande que. el radio iónico Na+.

La Tabla 3 muestra que una vibración esquelética de -C-CC>2~K+ genera una nueva banda de absorción cuyo valor de número, de onda es 118cm"1 y un valor de absorbancia de luz relativo es 2.89 que · es . más ¦ pequeño que el valor correspondiente con respecto al ión Na+ 20.3. Parece que este valor pequeño 2.89 resulta del radió iónico K+ que es más grande que el radio iónico Na+. Por otra parte, una simulación por computadora .no genera una nueva banda de absorción cuando el ión + se une al', grupo ;>PC>2- de ¦ PSRN mostrado en la Tabla 1.

De acuerdo con la simulación por computadora, la unión del ión K+ al grupo -CO2" tiene una característica distintiva d l espectro de absorción qué- suprime un estiramiento asimétrico del grupo Carboxilo y reduce drásticamente un /valor de absorbancia de luz relativo correspondiente de 98.0 a 15.2, y un valor de número de onda del estiramiento asimétrico es 1570 era"1. Se considera que el ión K+ localizado cerca de un átomo de oxígeno del grupo -C02" puede obstruir en - gran medida el estiramiento asimétrico del grupo Carboxilo.. 4] Estimación de las Características Espectrales de Infrarrojo cercano con . base en el Modelo Potencial de Acción. 4.2) Esquema, que describe el método de cálculo original con base en las vibraciones anarmónicas Este método de cálculo- original recientemente propuesto con respecto a las características espectrales de infrarrojo tiene las siguientes peculiaridades . 1. Usa una teoría de perturbación de ' las mecánicas cuánticas, fórmulas relaciónales para la longitud de onda de la armónica superior n-th y la probabilidad de transición de Einstein se obtienen de la ecuación de Schrodinger ; 2. Usar un. programa de simulación de química cuántica, una propiedad potencial anarmónica y una propiedad de momento dipolar eléctrico se calculan para sustituir estas propiedades para las fórmulas relaciónales mencionadas en 1;.' 3. Combinar las propiedades con 'las. fórmulas relaciónales, valores de longitud de onda de la. armónica n-th y. se evalúan las absorbancias de luz correspondientes.

··' De acuerdo con la Figura 4, Un esquema del método de cálculo se describe, a continuación. : Usando, un . programa .de simulación ¦ de química cuántica, un análisis de vibración para: una . macromolécula especifica se ejecuta para descubrir una vibración, normal particular que corresponde a una vibración armónica ' (S3) . Mientras tanto, se establece la ecuación de Sc.hrodinger que incluye una interacción del campo electro-magnético¦ dentro de la macromolécula específica (SI). Luego, usando la aproximación de Born-Opp.enheimer, una -; parte de. interacción atómica se extrae de la ecuación de Schrodinger · (S2). Después de las ejecuciones de la etapa 2 y etapa 3, una interacción atómica particular' con respecto a la vibración normal particular se selecciona sobre la base de S3(S4). En esta etapa 4, toda la influencia de otras interacciones atómicas que no. se seleccionaron, se sustituye : para la propiedad potencial anarmónica.

Los 'valores de la energía de molécula- estática total se puede calcular numéricamente al usar el programa de simulación de . química cuántica (S6) . En esta.; Etapa 6, 'la estructura molecular se optimiza repetitivamente para estimar uno ' de los valores ..de -energía de molécula estático totales si una desviación de · distancia entre dos núcleos atómicos se establece para cada valor incrementa!, y los dos núcleos atómicos, se..relacionan con la interacción atómica . particular seleccionada en la Etapa 4. En las Etapas . 5 - 7, una sustitución de los valores de energía /de molécula estático totales con base en el programa, de simulación de química cuántica para la .propiedad potencial ánarmónica con base en la mecánica cuántica combina el análisis numérico de las simulaciones por computadora con las fórmulas relaciónales en base con la mecánica cuántica. Después de la. 6, se estima la propiedad el momento dipolar eléctrico al usar el programa de simulación .de química cuántica (S10), y esta -propiedad del momento . dipolar. eléctrico se usa para la ejecución de la ¦ . Etapa 11.

Una ecuación obtenida en la Etapa 4 incluye la propiedad potencial ánarmónica que contiene el coeficiente de cuarto orden - k4 .y el coeficiente de tercer orden ?3 (términos anarmónicos) , y el coeficiente de 2do orden k2 (término harmónico). En primera, una ecuació específica en la cual tanto ?4 como ?3 de la ecuación se .ajustan a "0" se resuelve para obtener las funciones de onda de la , vibración . armónica, y. estas funciones 'de.- onda de la vibración- armónica corresponden a una serie de funciones básicas . Además , usando las funciones básicas y una teoría de perturbación independiente de. tiempo, la ecuación que incluye ?4 y .?3 se resuelve para obtener las funciones de onda de la vibración anarmónica (S5) . .

En la. Etapa 7, los valores dé la longitud de onda de la.' banda de. absorción que pertenecen a la luz de infrarrojo cercano, se calculan con la resta del valor ocho de la función de onda de la energía de otro valor ocho de la función de onda de energía.

Usando una teoría de perturbación dependiente de tiempo y las funciones de onda de la vibración anarmónica, se formulan ecuaciones simultáneas con respecto a una variación de amplitud dependiente de tiempo de cada modo de vibración anarmónica (S8).. Y luego las ecuaciones simultáneas se resuelven para . obtener fórmulas relaciónales. de ,1a probabilidad de . transición de Einstein (S9) , y una comparación de absorbancia de luz :entre las bandas de absorción se puede lograr de las probabilidades de transición de Einstein (Sil) .

Esta modalidad muestra un método de estimación con ¦respecto a' una serie de valores de longitud de. onda y absorbañcias de luz correspondientes de las armónicas superiores enésimas, y las armónicas, superiores enésimas se relacionan con un estiramiento anarmónicamente .' asimétrico ' de enlaces covalentes y de hidrógeno C-H-CF. Este método de estimación se puede extender para estimar las deformaciones-, o algunas . clases de . combinaciones entre las deformaciones y los estiramientos asimétricos si se obtienen nuevas funciones de onda para multiplicar las funciones de onda que indican él estiramiento asimétrico por las funciones de onda que indican la deformación.' . . . 4.3) licuación de Schrodinger que indica- la vibración normal particular Como resultado del proceso de la etapa 1 a la etapa 8 en la Figura.4, una ecuación de Schrodinger relacionada con el estiramiento, de C-H-CF se proporciona por la. siguiente fórmula. Es decir, -cuando' una masa reducida, con respecto . a Me como la masa de. núcleo atómico de carbono, y MH como la masa del núcleo atómico de hidrógeno, se define. como: ¦ [Mat.. 16] luego se obtiene la siguiente fórmula . En la Ecuación íA-27 j , E y v representan una amplitud y- frecuencia de un vector de campo eléctrico externo, µ representa un momento' dipolar eléctrico generado por el núcleo atómico de carbono y el núcleo atómico de hidrógeno. 4.5) Obtención de la probabilidad de transición de Einstcin En la Ecuación (A.27) cuando [Mat . 3.2] ß=^2???1??.-·(?-1,2) entonces: los. valores propios de energía para la vibración inarmónica . son [Mat. 38] Em = m+ < /?i | * t3 + ic.x4 \ >=—- m + ~\ +—¼-2m2 + 2/? + 1)· · · ( · 38) 4.6) Sustitución de los . resultados de estimación d í programa de estimulación de química cuántica De acuerdo con la Figura 4, la sección 4.6 sustituye pocos resultados del análisis numérico con las siimilaciones por computadora para las fórmulas relaciónales con base en la mecánica cuántica, de modo que obtiene valores de longitud de onda, de banda de absorción y comparación de absorbancia de luz correspondiente. Además, la sección 4.6 también describe el. método de análisis numérico con detalle. 4.6.1) Método de análisis numérico con programa de simulación de química cuántica Esta, sección describe el método ' de análisis numérico con simulaciones por computadora.

Un modelo . de estructura molecular usado para este análisis numérico es. Cl~ (CH3) 3N+CH2CH2OH bajo agua lo cual resulta de la unión de Cl" a' Colina (CH3) 3N+CH2CH2OH que corresponde a un ingrediente de PCLN o SMLN.

Siempre que una desviación de distancia . entre los núcleos atómicos .de carbono e hidrógeno que componen él estiramiento asimétrico de CF-FPC se ajuste a cada valor incremental, cada estructura molecular .'.se optimiza repetitivamente para, estimar una de las energías moleculares estáticas totales y las cargas atómicas netas calculadas con el análisis de población de Mulliken.

Algunas palabras claves de optimización son "PM3 EF PRECISE EPS=78.4 GNORM=0.00001 LET. DDMrN=0.00001. · ALLVEC" . -? este análisis numérico mantiene una . alta . precisión debido a que una estructura, molecular de la desviación de . distancia "0" se confirma para no tener un valor ' de número de onda negativo con- respecto a un análisis de vibración. 4.6.2 ) -Estimación del potencial anarmónico ' ' Con relación a la Etapa 6 de la Figura 4.,. Figura 5 muestra la energía de molécula, estática relativa versüs desviación de distancia entre los núcleos atómicos de carbono e' hidrógeno que comprenden el estiramiento asimétrico de CP-H-C, y la energía de molécula estática . relativa significa, un valor desplazado de la energía, de molécula estática total para ajustar un valor mínimo de la energía de molécula estática relativa a "0". Con base en la Figura 5, los parámetros en la Ecuación (A-27) se. asocian como sigue: [Mat . 57] A'J = 8.6, *·, s-14.2, A-4 =9.3 [eV/A2] .—(A -57) La sustitución de las- fórmulas (A-57) . para las fórmulas (A-32) obtiene [Mat. 58] ß?62? [A"2].···(,. ·58) .

La Figura 5 tiene un . punto aparentemente discontinuo de la propiedad potencial anarmónica que se presenta entre el punto a y el punto ß, y esta sección describirá la causa del punto aparentemente discontinuo.

Como se muestra en la Figura 6 .(a) , el programa de simulación de química cuántica " SCIGRESS- MO Compact Versión 1 Pro" proporciona la estructura molecular optimizada de Cl~ (CH3) 3N+CH2CH20H cuando el valor de la desviación de . distancia entre los núcleos : atómicos de carbono' e hidrógéno es "0". La Figura 6 (a) muestra que el ión Cl", el núcleo atómico de hidrógeno .. H, y el. núcleo atómico de carbono C se .arreglan aproximadamente sobre una línea recta, de modo que el ión Cl~ parece que se localiza por debajo de una extrapolación (una línea punteada larga y corta alterna) del enlace del núcleo atómico de nitrógeno N y el. núcleo atómico de carbono'.. C localizado en el 'lado . izquierdo de N. Este arreglo continúa cuando la distancia entre los núcleos atómicos de carbono e hidrógenos se incrementa. Por el contrario, cuando la desviación de distancia excede -0.1 angstrom, el ión Cl~ parece que se . mueve a una posición especifica que se localiza en la extrapolación , (una linea punteada larga, y .corta alterna) de la unión de N y C, como se muestra en la figura .6 (b) . Parece que el movimiento del ión Cl~ provoca el punto aparentemente discontinuo.

¦ Las Figuras 5 y 6 se obtienen sobre la base de . un modelo mecánico semi-clásico que resume que toda la posición del núcleo atómico ; se fija con detalle. De acuerdo con una mecánica cuántica . perfecta, toda la posición de .núcleo atómico no se fija con detalle y se representa por cada una de' las funciones dé onda, y el punto aparentemente discontinuo se apaga sustañcialmente .

La Figura 7 . indica una prueba, de la explicación mencionada en lo anterior. La Figura 7 muestra las funciones sustituir la fórmula (A-57) y muestra que el estado fundamental | 0> tiene una probabilidad de existencia suficiente en el ' punto aparentemente . discontinuo. Este- fenómeno sugiere que -la posición del ión Cl" tiene las probabilidades de ambas Figuras 6(a) y 6(b) en caso del estado fundamental 10> .. 4.6.3) Estimación de. las características del momento, dipolar La Figura 8 muestra cargas atómicas netas de su desviación distancia entre, los núcleos atómicos de carbono e hidrógeno que comprenden el estiramiento asimétrico de C1~H-C, y una unidad de la carga atómica neta es un cuanto de electricidad e0.

De acuerdó con un punto de vista de mecánica clásica con respecto a los movimientos de núcleo atómico que componen el es iramiento asimétrico · de C1~H"-C, como se muestra en [A] y [C] de la sección 4.3, el ión Cl" se mueve difícilmente y el núcleo atómico de hidrógeno H se mueve ampliamente.. Por lo tanto, cuando la distancia entre los núcleos atómicos de. carbono e hidrógeno disminuye (el área de lado izquierdo en ía Figura 8), la distancia entre el ion Cl" y núcleo atómico de hidrógeno H se incrementa, y el valor de carga atómica del ión Cl"' se aproxima a "-1" y los valores de carga atómicas neta del carbono e hidrógeno se aproximan : a valores originales cuando se separa el. ión Cl".

Por el contrario, cuando lá distancia entre los núcleos atómicos de carbono e hidrógeno se incrementa (área de lado derecho de la Figura. 8), la distancia entre el ion Cl'.y el núcleo atómico de hidrógeno disminuye, y el valor de carga atómica neta del carbono se reduce monótonamente pero el valor de carga atómica neta del hidrógeno se aproxima a un valor de saturación.

Usando los resultados del análisis orbital molecular, las razones de las propiedades de carga · atómica neta mostradas en la Figura 8 se pueden describir 'a continuación. Las Figuras 9(a) y' 9(b) muestran Orbitales Moleculares Ocupados más Altos y más Bajos.

El Orbital Molecular Ocupado más Alto (HOMO) mostrado en la- Figura 9(a) comprende principalmente '.Orbitales Atómicos 3?? del ión Cl" y 2?? del átomo de carbono, y los orbitales de linea roja y linea azul representan amplitudes negativas y positivas. Además, la Figura 9(a) muestra gue una posición limítrofe entre . las amplitudes · negativas y positivas, donde una probabilidad de existencia del electrón HOMO es "0", se localizan en el lado derecho, del núcleo atómico y de hidrógeno. Por lo tanto, una probabilidad de existencia circundante del electrón HOMO disminuye y un valor de carga atómica .neta de hidrógeno se incrementa cuando .la ubicación del núcleo atómico de hidrógeno se mueve hacia el lado derecho en la Figura 9(a) y la ' distancia entre los núcleos atómicos de carbono e hidrógeno se incrementa. Por otra parte, el valor de carga atómica neta de hidrógeno se aproxima a un valor, de. saturación cuando la ubicación del núcleo atómico de hidrógeno' llega sustanci.almente a la posición limítrofe.

El Orbital Molecular Ocupado Más Bajo mostrado en la Figura 9(b) comprende principalmente Orbitales Atómicos 3S del ión Cl" y IS del átomo de hidrógeno,¦ y este Orbital Molecular se extiende especialmente, a la posición del núcleo atómico de carbono. . Por .otra parte, . las probabilidades de existencia de los Orbitales Moleculares alrededor del ión Cl" que se relacionan, con no sólo el Orbital Molecular Ocupados Más Bajos si.no también. los orbitales moleculares diferentes tienden a fluir hacia el átomo de carbono cuando la ubicación del núcleo atómico de hidrógeno se mueve hacia el lado derecho en la Figura -9(b). Por lo tanto, el valor de carga atómica neta de carbono disminuye cuando la distancia entre los núcleos atómicos de carbono e hidrógeno se incrementa, como se muestra en . la Figura 8.

La Figura , 8 muestra momentos dipolares' eléctricos :; µ versus desviaciones de' distancia entre los núcleos atómicos de, carbono e hidrógeno, y el momento dipolar eléctrico µ se obtiene al sustituir las cargas atómicas netas de carbono e hidrógeno para las. fórmulas (A-13) .

[Mat. 13] La consideración se da al caso donde' el vector de movimiento dipolar eléctrico µ está paralelo al eje X, es decir, en el caso, donde el vector del momento dipolar eléctrico µ se expresa por la Fórmula 50: [Mat. 50] De acuerdo a la Figura 10, cada parámetro de las fórmulas (A-50) es como sigue: } = - 0.272 [e0.- A.]—(A -59) 4.6.4) longitudes de onda de absorción de luz y absorbancias de luz de báhdas de absorción correspondientes-. La Tabla 5 muestra números de onda, longitudes de onda, . y relaciones de probabilidad de transición con respecto al estiramiento asimétrico de C1~H-C, ' .'y la relación de probabilidad de transición corresponde al valor de la absorbancia de luz retuvo. Usar la Fórmula 44 [Mat. 44] se pueden calcular los números de onda y las longitudes de onda, y cada m se .obtiene al sustituir los valores (ft-57). y (A-58). para la fórmula (A-38) . Además, cada . Bom . se puede calcular al resolver la ecuación., simultánea (A-53) y las ecuaciones de. sustitución (A-54) y (A-55) para . la¦ fórmula (A- 56) .

Tabla 5 números de onda, longitudes' de onda, y relaciones de probabilidad de .transición con respecto al. estiramiento asimétrico de C1~-HC.

La Tabla 5 muestra que el número fundamental es 2480 cm-1, y la Tabla 3. muestra que el valor correspondiente es 2283 cm-1 ¦ y. 2480. cm"1. Se considera . que la ligera diferencia entre, .sé presenta debido a la Tabla 3 se obtiene con una aproximación de vibración armónica y la Tabla 5 se obtiene ' al ·' tomar, en cuenta los términos ' ' de . vibración enarmóñica.

La Tabla 5 muestra que el valor de absorbancia dé luz relativo de una primera armónica superior (relación de probabilidad de transición B02 B01) es muy pequeña y los valores de absorbancia de luz relativos de . la segunda- y ¦tercera armónicas superiores son más pequeños. .

Si un dispositivo de medición de la. actividad de vida tiene una estratagema particular . para detectar una señal pequeña, como se describe posteriormente, puede detectar suficientemente las bandas de absorción con respecto a .la segunda y tercera armónica superiores.

La Tabla 5 se refiere, a transiciones especificas de un estado fundamental 10> a uno- de los estados excitados |m>(m?0)-. Esta modalidad, sin embargo, puede detectar otra banda, de absorción con respecto a otra transición entre los sitios excitados |.m>(m?0). 4.7) . Planteamiento acerca, del ' intervalo detectable en. la presente . modalidad ejemplar.

Se presentan grandes errores de lectura cuando el valor obtenido en la fórmula (A 57) se lee de la Figura 5 y : cuando el valor-' obtenido en la fórmula. (? 59) se lee de la Figura 10. En vista de esto, se esperan algunas diferencias entre los valores teóricamente estimados como -se muestra en la Tabla 5 y los valores actuales.. Las diferencias .en tal casó se dice generalmente que son aproximadamente ± 20% (± 1-0% a'-', los sumo) . .Por consiguiente, un limite inferior de la .longitud de onda de luz de infrarrojo cercano adoptado, en la presente modalidad ejemplar se estima que es 1.05 x (1 - 0.1) = 0.945 µpt o 1.05' x (1 - 0.2). = 0.840 pm .con un error estimado más grande.

Sin embargo, cuando la luz de la tercera -armónica superior mostrada en la Tabla 5 no se usa para medición-' y solo la luz de Ta segunda armónica superior o menor.se usa para la medición, el limite inferior de la longitud de onda de ' luz dé infrarrojo cercano adoptada en la presente modalidad ejemplar se estima que es 1.42- x (1 - 0.1) = 1.278 . µ?? o 1.42 x (1 - 0.2) = 1.136 µ?? con ün error estimado más grande.

Además, cuando la luz de . la: segunda armónica superior o más mostrada en la Tabla 5 no se usa para medición y solo la única luz de la primera armónica superior se usa para medición, el limite inferior de.. la longitud de onda de luz de infrarrojo cercano adoptada en la presente modalidad ejemplar se estima 'que es 2.16 x (1 - 0.1) = 1.944 µp? o 2.16 x (1 + 0.1) = 2.376 ym, o 2.16 x (1 - 0.2) = 1.728 µp? o 2.16 x (1 + 0.2) = 2.592 µ?t? con un error' estimado más grande.

Un limite superior de .la longitud de onda de radiación infrarroja que se usa en el . método de. medición como se muestra en la presente modalidad ejemplar se describirá como sigue .

En cuanto una relación entre una longitud de onda (número de onda) de una banda de absorción medida por la luz infrarroja y una vibración intramolecular, las siguientes vibraciones son provocadas en orden de una longitud de onda de¡ absorción más corto (en orden de un valor de número de onda más grande)- una vibración local de los. grupos funcionales, una. vibración de. cadena, principal de .la molécula, una. vibración de la molécula completa, y una rotación de la molécula completa.

Por consiguiente, un cambio de alta velocidad junto ¦ con el" "cambio de . estado local en una molécula" : mencionado en lo anterior corresponde a la medición. de la "vibración local" o la "vibración de la cadena principal de la molécula" . entre ellas .

Mientras tanto, el resultado del análisis, de un modo de vibración, que se presenta cuando ; un ión dé sodio se une a un grupo carboxilo para formar un enlace de ión es como sigue: [A] de acuerdo con la sección 3.3, los valores de número de onda (longitudes de onda) de la ; banda de absorción que corresponde a la vibración esquelética >C-CC>2"Na+ . son 260 a 291 cm"1 (34.4 a 38.5 µ??) ; y [B] el valor del ' número dé . onda (longitud de onda) de la banda de absorción que .corresponde a la, vibración esquelética de N+-C-C02"Na+ es 429 cm"1 (23.3 um) .

Además, el resultado del análisis de un. modo :de vibración, que sé presenta cuando un ión de potasio se une a un. grupo carboxilo para formar una unión de ión es como sigue: dé acuerdo con . la sección 3.3, [C] el valor de número de¡ onda (longitud . de onda) de la banda de absorción que corresponde a la vibración esquelética de C-C02"K+ es 118 cm"1 (84.7 \im) ; y [D] la vibración simétricamente telescópica del grupo carboxilo -G02~ en un número de onda (longitud de onda) de, 1570 cm"1 (6.37 µp\) se restringe en · gran medida debido a la unión del ión de potasio. · Por consiguiente, es necesario considerar los valores anteriores/como una parte del intervalo de aplicación (intervalo detectable) de la presente modalidad ejemplar. Sin ¦embargo, en anticipación a esta consideración, [E] de acuerdo con la sección 3.2, el valor de número . de onda (longitud de onda) de la banda de absorción que corresponde a la- vibración esquelética de -N+(GH3)3C1_ es 2465 cm"1(4.06 µp). (un promedio dé 248.0 cm-1 paira PCLN y 2450 cm-1 para SMLN) , mientras que el valor de banda de' onda es 2283 cm"1 en la . sección .6.4. En vista de esto, es necesario tomar en consideración tan ligera diferencia. Como se ha descrito en la sección 4.6.4, la razón de. esta ligera diferencia es debido . a que "el¦. resultado del análisis de vibración .en la sección 3.1 se obtiene con base en una aproximación, de vibración¦ armónica" , mientras que "la sección 4.6. toma .en cuenta los térmicos de vibración anarmónicas" .

Por consiguiente, se. puede decir que las longitudes de .. onda de medición L- listadas en [A], a [D] se. puede cambiar hasta (2465/2283) . x L dependiendo . de un modelo de computación.. Además, los valores mostrados en . [A] a [E] son los valores simplemente de .manera teórica estimados, y se espera alguna diferencia de hasta aproximadamente ±20% con respecto a los valores actuales, como se describe en lo anterior.. De esta¦ manera, el limite, inferior, del ' valor experimental con base en [A] a [?], se estima como L -x ( 1. - 0.2) y el limite superior del mismo se estima como (24.65/2283) x 1 x (1 + 0.2) .

En vista- de esto, los intervalos .de aplicación ¦ (intervalos detectables) de la presente modalidad ejemplar para detectar cada uno de los fenómenos [A] a [E] en consideración con las fórmulas relaciónales anteriores será como sigue : [A] La vibración del esquelética de >C-C02~N+ => 27.5 a 49.9 µ?t? (34.4 x 0.8 = 27.5, (2465/2283) x 38.5 x 1.2 = 49.9); [B] La vibración esquelética de N+-C-C02N+ => 18.6 a 30.2 ym; ' [C] Vibración esquelética de C-C02" + =>67.8 a 110 pm; [D] Vibración simétricamente telescópica, de CO2" .=> 5.10 a 8.25 yrr.; y .[E] La vibración esquelética de N+(CH3)3C1° (sección 3.2) => 3.25 a 5.26 ym.

A partir de la vista en conjunto de lo anterior, .la longitud de onda de radiación infrarroja que se usa en el método de medición de la presente modalidad ejemplar es de manera deseable por lo menos 110 µ?? o menos (un valor de número de onda de 91.1 cm" o más), en vista del limite superior de. [C] .

Por consiguiente, para resumir el planteamiento anterior es que un . intervalo de longitud de onda de la luz que se usa en la presente modalidad ejemplar es "de 0..840 pm a. 110 µ??" como el .intervalo máximo y "de 2.592' ym a 110 µ??" como el intervalo mínimo..

Subsecuentemente, se agrega : una influencia de longitudes de onda de absorción del agua al1 sumario del planteamiento. La mayor parte de un objeto viviente está constituido por moléculas de agua. - Por', lo tanto, cuando las ondas .electromagnéticas se iluminan para medir o detectar las actividades de vida dinámica en el objeto viviente, la absorción de las ondas electromagnéticas por las moléculas de agua será un gran .problema . Por consiguiente, la presente modalidad ejemplar prevé usar una. región de longitud de onda donde la absorción por las moléculas de agua es relativamente pequeña. De' acuerdo con B. AÍberts y colaboradores : Essential Cell Biology (Garland Publishing, Inc., 1998), p. 68, las Figuras 2 a 24, la composición de un . compuesto químico que constituye una célula animal (incluyendo iones inorgánicos) se ocupa .por las moléculas de agua por 70% . en peso. Además, el.;' 15% de 30% restante de la composición se ocupa por las proteínas, seguido por 6% por él RNA, 4% por iones/moléculas pequeñas, 2% por polisacáridos , y 2% por fosfolípidos . Mientras tanto, la característica de absorción de luz de las proteínas varía dependiendo de la estructura terciaria en . una.; célula, y por . lo tanto, es difícil especificar una región de longitud de onda de absorción de una banda de absorción por las proteínas generales. En vista de , esto, en la presente modalidad ejemplar, "la característica dé absorción de luz de la molécula de agua" se enfoca en debido a que [1] las moléculas de agua se incluyen en una célula animal abrumadoramente abundante, y [2] la característica de absorción de luz. de las mismas se determinan debido, a su estructura molecular estable, y una región de longitud de onda con absorción de luz relativamente pequeña por la molécula de agua se usa para la detección de las .actividades de vida dinámicas en un objeto viviente. Esto permite una medición o detección relativamente estable .. y precisa mientras . que previene que se absorba la luz ' de detección para la ¦actividad de. vida por las moléculas de agua a lo largo de la ruta. Yukihiro Ozaki/Satoshi Kawata: Kinsekigai bunkouhoü (Gakkai Shuppan Center, 1996), p. 12, p. 120, p. 122 o p. í80 describe la longitud de onda de absorción máxima . de ¦ la molécula de. '.agua, y la presente modalidad ejemplar^ proporcionará . una explicación usando los valores descritos en este documento.

Las longitudes de onda centrales respectivas . de las bandas .de absorción de la molécula de agua que ·; corresponden a una vibración simétrica telescópica y: .una vibración ánti-simétrica telescópica son 2.73 µp? y 2.66 µta. Además, en una región de longitud de onda que tiene longitudes de onda más largas : que las longitudes de onda anteriores, se presenta la absorción de luz por' una rotación de una. molécula de hidrógeno. Por consiguiente, en la. presenté modalidad ejemplar, a fin dé medir las actividades dinámicas en un objeto, viviente, 2.50 µ?t?, que es una longitud de onda ligeramente más corta que 2.66 µp?, se toma como un límite, y la medición se. lleva a cabo usando ondas electromagnéticas .en una región de longitud de onda que tiene una longitud de onda más' corta que el. valo limítrofe (más específicamente, en un intervalo de . 0..'84D- -µp? a 2.50 ' µp? en consideración del planteamiento anterior) .

Por otra parte, en. la región de infrarrojo cercano, una banda de absorción que corresponde a las combinaciones entre la vibración- anti-simétricamente telescópica y la vibración de deformación de la molécula de agua está en una longitud de . onda central de 1.91 µ?t?. En vista de esto, otras modalidades pueden . usar, para medición, ondas electromagnéticas, en una región de longitud de onda, excepto para esta banda de absorción . Más específicamente, la luz de la primer armónica . superior (que tiene una longitud de onda de 2.16 µ??) como se muestra en la Tabla 5 se. usa para medición. Sin .embargo, como se había mencionado en lo anterior, un error de ' lectura de aproximadamente + 10% a ± 20% se presenta cuando un valor se lee de la , Figura 5. En consideración de este error de lectura, las ondas electromagnéticas de no menor que ·2.G6 x con (1 - 0.05) = 2.05 µ?? pero no más que 2.16 x (1 + 0.15) = 2.48 µp se usan en otra forma modalidad ejemplar.

Además, una banda de absorción .que. corresponde las combinaciones entre la vibración simétricamente telescópica- y la vibración anti-simétricamente telescópica de la molécula de agua está en una longitud de onda -central de 1.43. pm. En vista de esto, para otra modalidad aplicada, la' luz en una región de longitud- de onda entre la- longitud de onda anterior y 1.9 pm (más específicamente, la luz de no menor que 1.5 üm pero no más 1.9 pm para evitar una longitud dé onda central de la banda de absorción de la molécula de agua) se puede usar, o la luz en una región de longitud de onda que tiene una longitud de onda más corta que 1.43 pm se puede usar. Como una onda electromagnética para medición que corresponde a lo último, la " luz de la tercera armónica superior .(que tiene una longitud de onda de 1.05 pm) como se. muestra en la Tabla 5 se usa. para medición. En consideración del error de lectura anterior, una longitud de onda especifica que se usa en- este caso está en un intervalo de: 1.05 x (1 - 0.2) = 0.840· pm o más, pero 1.05 x (1 + 0.3) = 1.37 pm o menos.

Mientras, tanto, los otros intervalos de longitud de onda pueden establecerse como una modalidad aplicada, asi como las longitudes de onda mencionadas en lo anterior. Es decir como se describe posteriormente, los intervalos de luz de. longitud de onda se pueden ajustar para evitar una- región de · longitud de onda absorbida por un "indicador de ¦concentración de oxigeno" existente en un tejido viviente. Por ejemplo, cuando una palma o un dedo se iluminan con la luz del infrarrojo cercano, n patrón de vasos sanguíneos se puede observar alrededor de la superficie de los mismos.. Esto es debido a que la. hemoglobina incluida en los vasos sanguíneos absorbe la luz de infrarrojo cercano.' Es decir, en un caso donde una actividad de vida en un área en un lado posterior de los vasos' sanguíneos (detrás de los vasos sanguíneos) colocado en la vecindad de la superficie del objeto viviente, se detecta, existe tal riesgo.de que la luz de detección se pueda absorber por los vasos sanguíneos en la mitad de la ruta de luz. de detección y puede . disminuir una relación S/N de una señal de detección. Además de la hemoglobina, la . mioglobina y la citocromo oxidasa también tienen bandas de, absorción en la región del infrarrojo cercano, y el espectro de absorción de la región del infrarrojo cercano varía entre un estado de oxigenación . y un estado, de desoxigenación. Por esta razón, estas sustancias son. llamadas un . indicador de concentración de oxígeno. Además, de acuerdo con F.F. Jobsis: Science vol. 198(1977), p. 1264 - p. 1267, se dice que la citocromo oxidasa y la hemoglobina tiene una banda de absorción débil sobre las longitudes de onda de 0.780 um a 0.870¦ µp?. Por; consiguiente, en consideración de un intervalo general de errores de medición de ' ±0.005 µ??,. si la luz de detección que se usa en la presente modalidad¦ ejemplar o la modalidad aplicada tiene una longitud de onda de 0.875 µp? o más, · se obtiene establemente señal de detección de una . actividad de vida- sin tener ninguna influencia (absorción de luz) por' los indicadores de concentración de oxigeno. Desde, este punto de vista, los intervalos de longitudes de mencionadas en los anterior "de 0.840 ym a 110 µp?", "de 0/840 µ?? a 2.-50. µp?'',.'-o "de no menor que 0.840' µ?t? pero no más que 1.37 'µp?" se asumirán como,, respectivamente, "de .0.875 µp? -'a 110 µp?, ' "de 0.875 :ym a 2.50 'µp?", o. "de no menor que 0.875 µm pero no más que 1.37 µ??" . En. ¿aso donde el uso de las longitudes de onda de luz de detección o la luz de control para la actividad de la - vida se determinan como . tales, aún- si u indicador de concentración de oxígeno existe en la mitad de la ruta de luz de detección o una ruta de luz de control, la luz de detección o lá luz de control no sé absorbe, de modo que la relación S/N de una señal de detección de actividad de vida se puede asegurar y se puede llevar a cabo un control de la actividad de vida estable.

Las Figuras .11, 12, y 13 son . imágenes que muestran comparaciones de. desempeño cualitativo entre la detección de cambio de potencial de membrana y la detección del cambio de concentración de oxígeno en. la sangre de puntos de vista respectivos de resolución espacial, resolución temporal - y precisión de detección..

Como, se describe en lo anterior, la resolución espacial en la técnica convencional 1 es del orden de 3 cm (véase la Figura 11) y se dice que la resolución espacial en el caso de la detección magnética que usa un dispositivo fMRI es de un orden de"> pocos mm. En este caso, como se muestra en la Figura 11, se. detecta un valor medio de concentraciones de oxigeno en la sangre' que fluye en una pluralidad de bazos capilares 28 en esta área. En comparación con eso, en un caso donde se detecta un cambio de potencial de membrana, · la resolución espacial es del orden de una longitud de onda de la luz de ' detección descrita en lo anterior.

Sin embargo, en un caso donde un potencial de acción de una neurona se detecta como un ejemplo de la detección de cambio de potencial de una membrana celular, una distancia promedio entre las neuronas adyacentes corresponde a una resolución espacial sustancial. Se dice que una distancia promedio . entre las neuronas . adyacentes 'en una corteza cerebral .de un . humano es del orden de 20. µp.

De esta manera, existe una diferencia de 100 veces en términos del. orde entre estas resoluciones espaciales. Una- imagen de la diferencia se muestra en la Figura: 11 en una manera simulada. Es decir, en un caso donde el cambio de concentración de oxígeno en la sangre' se detecta por el uso de luz de infrarrojo- cercano ¦ similar a, la técnica, convencional 1, por medio dentro de un área . que tiene un diámetro dé 3 cm. En contraste, en esta modalidad, ejemplar, un potencial de acción de cada cuerpo celular piramidal individual 17 o cuerpo celular en forma de estrella 18 en el área se pueden detectar individualmente..

Por otra, parte, como se describirá posteriormente en la sección 6.3.1, en la presente modalidad ejemplar en la cual se detecta el. cambio de potencial.de membrana, un- tamaño (tamaño de abertura) de una sección de transmisión de luz .56 en un obturador de cristal líquido bidimensional 51 como, se muestra en la Figura ,18 o 19 se puede hacer .'adecuado para detectar las actividades de una unidad de grupo de una pluralidad de neuronas, tales como una unidad de columna (una velocidad de encendido total · de un conjunto de. la pluralidad de' neuronas, tal como una columna) . Puesto que la columna tiene una . forma · cilindrica (o sólida rectangular) con aproximadamente .0.5 a. 1.0 ram en diámetro y casi 2 mm en altura', la resolución espacial se puede ' cambiar ventajosamente de. manera libre en los valores . anteriores (o por debajo de esos . alores ) para detectar las actividades por unidad de columna. .' Con respecto al intervalo de tamaño de la unidad de detección Como se- describe en lo anterior, la unidad de detección en la. presente modalidad ejemplar se ' puede establecer, ampliamente de una unidad de neuronas, (o una región particular . en un axón) o una unidad de células musculares (o unidad de 'unión neuromuscular) , a una unidad de grupo de- una pluralidad de neuronas (o células musculares) . Es decir, en un punto detectado para la actividad de vida, un área local constituida por una o más células se ajusta a una sola unidad para. la detección y se detecta una característica por unidad de detección (en el área local) que corresponde a una onda electromagnética para detectar una. actividad de vida .

Además, : .esta onda electromagnética es luz. de infrarrojo cercano o luz infrarroja que tiene una longitud de onda en un intervalo que se describe en este documento (sección 4.7), o alternativamente una onda electromagnética con la cual se ilumina, un punto · detectado para la actividad de' vida para detectar una. actividad de vida mediante el uso de Resonancia Magnética Nuclear, que se explicará posteriormente en 'el capítulo 5. Además, cuando la¦ actividad de vida se . detecta por el uso de ; Resonancia Magnética Nuclear, se puede usar .ya sea espectroscopia de onda, continua CW;- (Onda continua) , o espectroscopia FT de pulso (Transformada de Fourier) .

Un tamaño .de. la unidad de' detección (un área' local) en la presente modalidad ejemplar está deseablemente en "un intervalo de .1 cm de' la · longitud onda de una onda electromagnética , usada: para la detección, y .además no menor deseablemente que 10. im pero no más' que 3. mm, por la siguiente razón. Si el tamaño se expresa en términos de un número de células incluido en esta unidad de detección (el área local) , el número de células es deseablemente no menor que 1 pero n más que 100 millones, y .. particularmente de manera deseable no menor que 1 pero no más. que 2 millones.

Lo siguiente . describe el intervalo de tamaño de la unidad de detección (El área local) . Una onda electromagnética se reduce a su tamaño de longitud de onda (difracción limitada): de acuerdo con una teoría de difracción. Además ,: se sabe que los canales de iones Na+ abiertos por voltaje, que se relacionan en gran medida con un potencial de acción neuronal', se distribuyen en gran medida sobre un sitio de raíz axonal en. un cuerpo celular. En vista de- esto,, en un caso donde un potencial de acción de solo una neurona se detecta, la- eficiencia de detección, se mejora más al condensar la luz alrededor de la raíz axonal antes que al iluminar ampliamente el cuerpo celular completo con . la luz de detección. En consecuencia, es deseable que el' tamaño- de la unidad' de detección (el área local) en la presente modalidad ejemplar sea más grande que la longitud de onda de la onda electromagnética que se usa para la detección.

Enseguida . se describirá un limite superior del tamaño de la unidad de detección, (el área local) en . la presente modalidad' ejemplar. Como se. describirá posteriormente en la sección 6.5.4 con referencia a las Figuras 25 o 26, la información de la actividad de vida se obtiene del movimiento de un músculo facial en una modalidad aplicada. En este, caso, no se puede obtener, .suficiente precisión de. detección por la resolución espacial (aproximadamente ' 3 .cm en diámetro: véase la Figura 11) como se describe en la. Técnica Convencional 1. Puesto que la anchura . de ' un párpado o un labio de un humano es de aproximadamente 1 cm, -es necesario para el limite superior, del tamaño de la :unidad de detección (el área . local) que ' se establezca a 1 cm para obtener la precisión de detección a algún grado, o más. Además, una distancia . promedio entre las neuronas es de aproximadamente 20 µp?, y cuando .una- parte profund del cerebro se mide con un cubo de 1 cm sobre un lado como una unidad de detección, (10 ÷ 0.02) . x (10 ÷ 0.02) x (10 ÷ 0.02), « 100 millones de neuronas se incluirán con esta unidad de detección .(el área local).

Lo siguiente asume un caso donde la unidad .de detección (el área local) se establece a un unidad de una integral múltiple de la columna mencionada en lo anterior. Como se describe en lo anterior, puesto que la' altura de una columna (un espesor de . la materia gris de la médula espinal en una corteza cerebral) es 2 mm, 2 ÷ 0.0.2 = 100 neuronas se alinearán en la . unidad de detección en promedio. Cuando la actividad de vida se detecta en una perspectiva amplia,.- las áctivid-ades de aproximadamente 10 columnas dentro de una unidad de detección. (área local) se pueden detectar al mismo tiempo. En este caso, , un lado de la longitud de la unidad de detección (área local.) es 101 2 x'l..:= 3 mm. En vista de esto, (3 ÷ 0.02) x (3 ÷ 0.02) x 100 « 2. millones de neuronas se incluirán en esta, unidad, de detección (área local) . Además, cuando un lado (o . un diámetro) de la unidad, de detección (área local) ' se ajusta a 0.5 mm o 1.0 mm, una actividad de vida de una columna se puede detectar como- la unidad de detección . (el área local) (desde el punto de vista del . tamaño de la columna mencionada en lo anterior) . En este momento, el número de neuronas incluidas en la unidad de detección (el área local) será' (0.5 ÷ -0.02) x (0.5 ÷ 0.02) x 100 « 60,000 o (1 ÷ 0.02) x (1 ÷.0.02) '« 300,000. Por. consiguiente, en un caso donde se detectan la. actividad de vida de una neurcna a la actividad' dé vida de una columna, un. área.- local constituida por no menor que 1 pero no más que .60·, 000, a 300,000 células se establece' como una unidad de detección,, y una característica de la misma que corresponde a una onda electromagnética se detecta .para detectar la actividad de vida.

Con respecto a la .resolución temporal La . detección de un cambio de concentración de oxígeno en la. sangre por el uso de luz de infrarrojo cercano o RI se compara con la detección del cambio potencial de una membrana celular por medios ópticos o magnéticos descritos en la. presente modalidad ejemplar en términos de la resolución temporal .

Similar a la Técnica ¦ Convencional .1, siempre y cuando, el cambio de concentración de oxígeno en la sangre se detecte, se provoca un retraso de. aproximadamente 5 s, de modo que la resolución temporal se restringe esencialmente. En comparación con. eso, en un caso para detectar el cambio potencial de la membrana, existe una resolución temporal que permite la reproducción fiel de una forma de ónda de pulso potencial de acción de aproximadamente 0.5 a- 4 ms que se presenta durante el término de 24 del impulso nervioso.

La diferencia entre ellas se muestra por una imagen de ; la Figura 12(b). Cuando los cuerpos de .células en forma de estrellas 18 en una posición o¡ en una posición ? o un/cuerpo celular piramidales. .17 en una posición ß. acciona una potencial de acción y se cambia un potencial de una membrana celular, se presentan modos de vibración . únicos debido a la absorción de iones (o liberación de iones), como se ha descrito en el capitulo 3 o 4 (el presente capitulo). Por consiguiente, cuando el cuerpo celular se ilumina con luz que tiene una longitud. de . onda en el intervalo mencionado en lo anterior, esta l-uz se absorbe y provoca la transición entre los modos de vibración únicos.' Como resultado, como se muestra en la Figura 12(b), se presente un cambio de cantidad de luz de reflexión 401 debido a una disminución temporal en la cantidad de luz de reflexión. En el .ejemplo . de la . Figura. 12(b), el cuerpo celulars en forma de estrellas 18 en la posición a comienza accionar un potencial de acción a . t0 en un . tiempo de detección 163, que provoca que el cuerpo celular en forma de estrellas 18 en la posición ? inicien el ¦ accionamiento de un potencial de acción, . seguido por lá provocación de un potencial de acción del cuerpo celular piramidales 17 en la posición ß con poco retraso. En este punto, un "bigote" en la Figura 12 (b) indica "un potencial de acción". Puesto que la resolución temporal es muy alta en la presente modalidad ejemplar en la cual el cambio de potencial de membrana se detecta como tal, cada estado potencial de acción se puede detectar por una neurona diferente.

Luego, en tg, que es 5 s después de t0 en el cual el potencial de acción comenzó en el tiempo de detección 163, una cantidad de luz de reflexión 48 de la luz que tiene una longitud de onda de 830 nm y una cantidad de luz de reflexión 4 de luz que tiene una longitud de onda de 780 nm comienza a cambiar lentamente.

Se descubrió que después de que la neurona comienza un potencial de acción, el cambio de concentración de oxigeno en la sangre nó se presentará . si cualquiera de . los fenómenos no. continúa: (1)' falta de ATP en los cuerpos celulares 17 y 18;. (2) falta de; moléculas de oxigeno en los cuerpos celulares 17 y 18,· y (3) falta de oxihemoglobina en el capilar 28. Es decir, solo cuando los potenciales de acción se inicial frecuentemente como se muestra en la Figura 12(b), los fenómenos anteriores de (1) a : (3) se presentan continuamente.

Por lo tanto, cuando los- potenciales de acción se accionan raramente como se muestra en la Figura 13(b), :1a concentración de oxigeno en la sangre no cambia debido a que no se presentan los fenómenos (1) a (3). Por consiguiente, se considera que el método para detectar el cambio de concentración de oxigeno en la sangre tiene una precisión de detección relativamente baja de la actividad, de vida. En contraste, puesto que la presente modalidad ejemplar en la cual el cambio de. potencial de membrana se detecta puede detectar solamente un potencial de acción como se muestra en la Figura 13(b), es posiblemente ventajoso mejorar la precisión de detección drásticamente en cualquiera de los medios ópticos (luz de infrarrojo¦ cercano) :y los medios magnéticos ( fMRI ) .'''··' Con respecto a la .detección de la señal débil .

Como se puede observar a partir de un valor de Bom/B0i> que es una relación de probabilidad de transición en el tono.de referencia de la probabilidad de transición . en los niveles de armónica superior descritos en la Tabla 5, se detecta una señal: de cambio mu . débil en la: presente modalidad ejemplar.. Por lo tanto, una onda electromagnética (luz de infrarrojo cercano) que se proyecta en. un objeto de vida se modula con anticipación en la presente . modalidad ejemplar como se describe posteriormente.

De esta manera, una relación' S/ de una señal de detección se puede incrementar al extraer solamente un componente de señal sincronizado con. una señal .de modulación de la luz de detección que regresa del objeto viviente. Si- un ciclo de modulación .del mismo es más prolongado- que un intervalo de tiempo: en el cual un sujeto de medición cambia, es difícil detectar variaciones dependientes de tiempo del sujeto de medición. Por consiguiente, a. fin de medir las variaciones dependientes de tiempo del sujeto e medición establemente, el. necesario establecer un ciclo · básico de la señal de modulación que sea igual a o. menor que 1/5 el intervalo de tiempo: en el cual el sujeto de medición cambia:- En vista de esto, una modalidad ejemplar tiene una característica en que una frecuencia básica de una señal de modulación se establece como sigue:. 1 Hz o más (por lo menos 0.2 Hz o más) para un objeto que cambia en un intervalo más corto que 5 s; 25. Hz o más (por lo menos .5 Hz o más) para un objeto que cambia en un intervalo más corto que 200 ms; y 1.25 kHz- o más .(por. lo menos 250 ??· o más) para 'un objeto que cambia en un intervalo -más corto que 4 ras .

En ségüida se describirá un límite superior de la frecuencia básica de la modulación y un intervalo de variaciones dependientes de tiempo . en un .modalidad ejemplar. En general, se sabe' que las señales análogas que tienen un ancho de banda de señal de varios, cientos de kHz funcionan fácil' y establemente sin la oscilación de un circuito de detección. Además, en tal ancho de banda de señal, la implementación que incluye como conectar las tierras en un circuito impreso ó similar es estable aún sin la atención cuidadosa. Por otr parte, cuando el 'ancho dé banda de un intervalo de operación excede 20 MHz, el. circuito de detección es fácil que sea oscilado, y la técnica considerable es necesaria para la imp1ementación en ..el circuito impreso. En un caso donde un potencial de acción de aproximadamente 0...5 a 2 ms se mide, en un ejemplo de la presente modalidad ejemplar, tal detección de señal de alta velocidad no es requerida. Por lo tanto, un ancho de banda de señal de detección se restringe a un mínimo, para estabilizar el. circuito .y reducir los costos.

Por las/ razones mencionadas ·' en lo anterior, la frecuencia básica de la modulación¦ se restringe a .500 kHz' o menos .específicaménte, en un ej emplo de . la presente modalidad ejemplar, y el intervalo' de las variaciones dependientes de tiempo del sujeto de medición se ajusta a no menor que 10 ns (por lo menos 2 ns o más) . 5] Estimación de las Características Espectrales NMR con base en el Modelo o Potencial de Acción 5.1) Cambio de la. característica espectral NMR y valores de . desplazamiento químico estimados con respecto al ' potencial de acción 5.1.1) Prospecto para cambiar las características espectrales NMR con- respecto al potencial de acción La sección 4.7 'menciona que esta modalidad muestra un nuevo método de. medición . de la. actividad, de vida' que expone' un objeto viviente a una onda electromagnética de 0.85 ym - 50 µ?? (o 0.84 ym - 2.5 µ??) de longitud de onda, en este nuevo método de medición se puede detectar las variaciones dependientes de tiempo de' la onda electromagnética que indica una actividad de. vida.- Y de acuerdo con el método- de medición, una propiedad local del objeto viviente se puede -medir con detalle,, y . la información de la acción de vida 'dinámica se puede . obtener al convertir los resultados de medición.

Este capitulo 5 propone otra modalidad que detecta las variaciones dependientes de tiempo de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear en un área local ¦ de un objeto viviente y convierte los resultados de detección- a la información de vida dinámica.

De acuerdo con - la s.ección 3.2, un valor de carga neta con respecto, a un núcleo atómico de hidrógeno varia cuando, el ión Cl" se une al átomo dé hidrógeno de -N+(CH3)3 que pertenece a PCLN o SMLN y forma un enlace de hidrógeno (o iónico) con el átomo de hidrógeno. Esta variación de carga neta significa . un . cambio de los orbitales moleculares localizados alrededor del núcleo atómico de hidrógeno. Por lo tanto., se predice que la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear y un valor, de desplazamiento químico correspondiente cambian cuando los. orbitales moleculares localizados alrededor del núcleo atómico de hidrógeno cambian, debido a ,que el cambio de los, orbitales moleculares pueden hacer un efecto de protección magnética .para el núcleo atómico .de hidrógeno que varia..

Este capitulo .propone otra modalidad que detecta las- variaciones dependientes de tiempo, de la . propiedad .de Resonancia Magnética Nuclear o uñ desplazamiento químico correspondiente y convierte los resultados dé-- detección ,a información de acción de vida dinámica. 5.1.2) Método de cálculo con. otro, programa, de simulación de cuántica En este capitulo 5, se usa el. Gaussian' 09. para un programa de simulación de química cuántica, y el "Gaussian" pertenece a una marca registradas (Gaussian 09, Revisión A. 1, M. J. Frisen, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G E.: Scü.seria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, ..V. Barone, B. Ménnucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. ' F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng,\ J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Ha.sega a, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, ,0. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery, Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, É. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobá.yashi, J. Normand, K. . Raghavachari , A. - Rendell, J. C. Bürant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M.. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. G mperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. . J... Austin, R. Cámmi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, O. Farkas, J.. B. Foresman, J. V. Ortiz, 'J. Cioslowski, and D. ¦ J. Fox,—Gaussian, Inc. Wallingford . CT, 2009) . · " ¦ " ¦Una estructura molecular Cl".(CH3) 3N+CH2CH2OH se usa para esta estimulación por computadora para .obtener una estimación de cortó tiempo y simple. En este método, de cálculo también comprende dos etapas de. cálculo para mantener la alta precisión del cálculo. La primera etapa de cálculo es optimizar una estructura molecular y confirmar si la optimización se termina totalmente o no, y la segunda etapa de cálculo es analizar la propiedad de resonancia magnética nuclear .· ¦ · ¦ ¦. · Algunas palabras claves de la optimización son "#P RHF/6-31G(d) Opt Freq SCRF= ( Solvente=Agua, PCM) " . En este punto, "RHF/6-31G (d) " significa un método de aproximación , y funciones básicas usadas para una serie- de cálculos, "Opt SCRF= (Solvente=Agua, PCM) " significa la optimización bajo el agua, y "Freq" se- usa para confirmar la estructura optimizada.

Y algunas ; palabras claves del .análisis de Resonancia Magnética Nuclear son "#PRHF/6-31G.(d) MR SCRF= (Solvente=Agua, PCM) " . En este punto, "NMR" significa el análisis de Resonancia Magnética Nuclear para calcular un valor de desplazamiento químico correspondiente. Este valor de' desplazamiento, químico se basa en "escala d" que representa un valor de resta entre un dato de salida correspondiente y. un desplazamiento químico básico .'de Tétrametilsilano (TMS). que se calculó previamente (R. M. Silverstein y F.. X Webster: Spectrometric Identification pf Organic Compounds 6ta Edición' (John Wiley & Sons, 1998.) Capituló 4, Sección 4.7) . 5.1.3) Estimación de los valores de desplazamiento químico én las Características Espectrales NMR En primer lugar, el Gaussian 09 calculó un valor de desplazamiento químico con respecto a un núcleo atómico de hidrógeno que pertenece a un grupo metilo que se incluye .en una- sola colina (CH3) 3N+CH2CH2OH sin la unión del ión Cl~. Y los primeros resultados del cálculo estuvieron entre 62. 9ppm y 62.87ppm.

Luego se calcula un valor de desplazamiento químico con respecto a un núcleo atómico de hidrógeno que forma un enlace de hidrógeno (o iónico) con el ión.Cl" en una molécula Cl"; (CH3) 3N+CH2CH2OH, y los .siguientes' resultados del cálculo están entre.63.43ppm y 63.55ppm.

Por lo., tanto,' estos resultados de cálculo muestran una. transición obvia ce un desplazamiento químico entre la unión y separación del ión Cl". 5.2) Planteamiento acerca del intervalo medi'ble en la presente modalidad ejemplar Si ün ióri de cloro Cl" se une a. PCLN o SMLN en una capa exterior de una membrana celular en el momento . cuando una neurona acciona un potencial de acción, un espectro NMI alcanza su pico en un intervalo de 53.43 ppm a 53.55 ppm temporalmente (durante el potencial de acción) , y el área pico en un intervalo- de 52.49 ppm a 52.87 . ppm se debe disminuir por una; cantidad que corresponde al área pico en el intervalo de 53.43 ppm a 53.55 ppm.

Por consiguiente, en otra modalidad aplicada de la presente modalidad ejemplar, un incremento temporal del pico en ' el intervalo de 53.43 ppm a 53.55 ppm en el espectro NMI o un decremento temporal del pico en el intervalo de.52.49 ppm a 62.87 ppm en el¦ espectro NMI se.' midé . para medir un fenómeno potencial de acción.

Un valor .calculado de acuerdo con una simulación por computadora tiene . frecuentemente alguna diferencia a un resultado actual de medición. La diferencia se estima para ser de aproximadamente 0.45 a 0.49 ppm. En vista de esto, una modalidad aplicada de la presente modalidad ejemplar mide una variación dependiente de tiempo (un incremento y disminución temporal) del área pico (o una altura pico) en' el intervalo de - 62.0 ppm (2.49 - 0.49) a 6 .0 ppm (3.55 + 0.45) en espectro NMI.

Sin embargo, la modalidad aplicada de. la presente modalidad ejemplar no se limita a la medición de un potencial de acción' neuronal, . pero . la presente . modalidad ejemplar es aplicable a la medición del cambio de actividad de vida dinámica rápido en un objeto viviente al detectar un incremento o . disminución temporal (una variación dependiente de tiempo) de un. pico en una región en el espectro NMI.

La razón es como sigue: evaluando la explicación en la. sección 4.7, un fenómeno en qué una actividad de vida dinámica en un objeto viviente cambia en un corto tiempo (una velocidad de reacción es rápida) provoca frecuentemente un cambio de un efecto de clasificación magnética debido a los orbitales moleculares localizados alrededor del cambio de protones .

Además, esta otra modalidad aplicada tiene una característica grande en que un cambio del estado molecular del ag a se detecta para medir las actividades de vida.. Esta otra modalidad aplicada tiene un dispositivo técnico ..para detectar un cambio particular del estado molecular bajo el agua, y este dispositivo técnico se basa en la detección de picos de espectro que son diferentes de los picos específicos que corresponden, a una o más moléculas de agua en el. espectro NMR. '·' ' Se dice que un valor de desplazamiento químico de un núcleo de hidrógeno que constituye una sola molécula de agua está en un intervalo de 50.4 ppm a 51.55 ppm, y un valor de desplazamiento químico debido ,.a una unión de hidrógeno entre las moléculas de agua es 54.7. ppm (R. M. Silvest.ein ; & F. M. Webster:. ,. Spectrometric Identification of Organic Compounds, ,6a. edición (John Wiley & Sons, Inc., 1998). véase el Capítulo 4 ) .

Es grande una electronegatividad de- un átomo de oxígeno relacionado con el enlace de. hidrógeno entre' las moléculas de agua, que lo cual sigue el flúor, de acuerdo con el resultado de cálculo de Pauling. De esta manera, un valor o . de desplazamiento químico en el momento cuando se forma un enlace de hidrógeno a un átomo excepto para un átomo de oxígeno (pór ejemplo, el ión de cloro, mencionado en lo anterior) es más pequeño que 54.7. ppm como se menciona en lo anterior, y será 5 .5 ppm o menor . en consideración¦ de ,-.µ? margen de 0.2 ppm.

Por otra parte, un límite . superior . del valor de desplazamiento químico del núcleo de hidrógeno que constituye una sola molécula , de agua es 61.55 ppm, pero se debe ajustar a . d?.7 ppm o más, al cual se agrega un margen de 0.15 ppm, para evitar el pico de la molécula de agua. En vista de la consideración anterior, esta otra modalidad aplicada mide una actividad de vida dinámica en un obj eto . viviente al detectar una variación dependiente de tiempo del área pico (o la altura, pico) en un intervalo del valor de desplazamiento químico de no menor que d? .7 ppm pero no más que 64.5 ppm en el espectro NMR..

En esta- otra modalidad aplicada, un. intervalo de variaciones, dependientes de tiempo que se detectan en un caso para detectar las variaciones dependientes del área pico (o la altura pico) en el espectro NMR no es menor. que 10 ns .(por lo menos 2 ns o mas) pero no más que 5 s como se ha descrito en la sección 4.7. Alternativamente, dependiendo del sujeto de medición, el intervalo puede no ser menor que 10 ns (por lo menos 2ns o. más) pero no más que 200 ms, o no menor que 10 ns (por lo menos 2 ns o más) pero no más que 4 ms .. 6] Características. Técnicas del Método de Detección/Control, de la Actividad de Vida y Método de Medición de la Actividad de Vida en la Presente . Modalidad Ejemplar El Capítulo '6 explica acerca de los principios básicos y características técnicas de un método de detección de la actividad de vida y un método de medición de la actividad de vida .en la presente modalidad ejemplar. Además, este capítulo, trata con una modalidad, ejemplar que se usa comúnmente aún en¦ un método de control de la actividad de vida . 6.1) contenido de la actividad de vida que se mide y características del método de detección/control de la actividad de vida .6.1.3) Actividad de vida en el objetó viviente del área . superficial al área muy profunda . que se toma- como objetivo de detección/control La presente modalidad ejemplar asume actividades de vida en un objeto, viviente de un área superficial a posiciones muy .profundas como Objetivos de detección/control. Esto requiere una. técnica de extracción de una señal de detección de actividad de vida 'de una ubicación específica en un espacio tridimensional en el objeto viviente o una técnica de control de la actividad de vida selectiva con respecto a una ubicación específica.

En una primera etapa de la presente modalidad ejemplar se tiene en cuenta que, a fin de llevar a cabo la "alineación de ún punto detectado/controlado para la actividad de vida y conservación del mismo) en el objeto viviente, se llevan, á cabo las siguientes operaciones:- (1) interpretación' de una ¦ configuració ; interna en . tres dimensiones (arreglo de todas las partes que constituyen el objeto viviente);, y (2) cálculo de una posición' de un sujeto de medición en las tres dimensiones y control de . la posición con base en la interpretación en (1) .

En una segunda etapa, (3) se lleva a cabo la "extracción de una: señal de detección de la actividad de vida" o "control de una actividad de vida local" en la posición especificada en (2)-. La primera etapa y la segunda etapa se pueden llevar a cabo en serie a través: del tiempo, o se pueden llevar a cabo al mismo tiempo.

A partir de ahora, "detección de la posición de un punto detectado/controlado para la actividad de vida" llevada a cabo en las operaciones (1) y (2) es referida como una "primera detección". En la presente · modalidad' ej emplar, una onda electromagnética (o luz) que tiene una longitud de onda descrita posteriormente se usa para esta primera: detección (que se describirá en la sección 6.2, más específicamente). .

Adicionalmente, la-, operación . (3) es referida a partir de ahora como ' una "segunda detección". Para esta segunda detección, se usan ondas electromagnéticas que incluyen una onda electromagnética que tiene una longitud de onda específica o .una onda electromagnética que corresponde, a un. valor de desplazamiento químico . especifico (que se describirá en la sección 6.3, más específicamente).

En otras palabras, "en la .presente modalidad ejemplar, la detección o control de una actividad de vida en un objeto viviente incluye "la primera detección para detectar una onda electromagnética", y "la segunda detección para detectar ondas electromagnéticas que incluyen una onda electromagnética' que tiene una longitud de onda específica o ¦una onda electromagnética que corresponde a un valor de desplazamiento químico específico o "controlar usando las ondas electromagnéticas que. incluyen ¦ una onda electromagnética de una longitud de onda específica" y la segunda detección -o. control se llevará a cabo con base ' en un resultado de la primera detección. Se lleva a. cabo un procedimiento especifico del mismo tal que una posición de un objeto de medición/control en tres dimensiones se calcula por la primea detección,, una señal de detección relacionada', con una actividad de vida se obtiene por la segunda detección de •la . posición interna calculada de esta manera, o alternativamente, la actividad de vida se controla localmente al iluminar un área en la posición calculada de esta manera con'las ondas electromagnéticas que incluyen una longitud de onda específica. Sin embargo, la presente modalidad ejemplar no se, limita a lo anterior, y se puede llevar a cabo tal qué: [1] una posición del objeto de medición/control en tres dimensiones se -calcula por la primera detección; [2] una señal de detección relacionada con una actividad de vida se obtiene por la segunda detección de la posición interna . calculada de esta manera;, y [3] la actividad de vida se controla localmente con base en la señal de detección (al cambiar la intensidad de la onda electromagnética para iluminación) .

De está .manera, la primera detección para' llevar a cabo la detección . de la posición y el control de posición de un punto detectado/controlado para la actividad de vida se combina con la segunda detección para llevar a cabo la detección actual de la actividad de vida.

En la presente, modalidad ejemplar, puesto que la primera detección' lleva á cabo la detección de posición .' y control de posición¦ de un punto detectado para la actividad de vida se lleva a cabo separadamente de la segunda detección para llevar a cabo la detección o control de la actividad de vida, una sección de medición para llevar a cabo la. segunda detección (la sección de detección mencionada en lo anterior para la actividad de vida) se puede fijar a una ubicación lejos de un usuario sin unirse directamente al cuerpo del usuario. Por lo tanto,' el uso puede moverse alrededor sin ser conciso de la detección de la actividad, de vida. Esto -reduce en gran medida una- carga en el usuario, y mejora en gran medida la conveniencia.

En este, punto, la "onda electromagnética que . tiene una longitud de onda especifica" indica la "luz' que tiene una longitud de onda en. el intervalo de 0.840 ym a 50 pm" para la detección del "cambio potencial de membrana en el sistema nervioso", mientras que indica la "luz que tiene una longitud de onda en el intervalo de 780 nm a 805. nm o 830 nm" para la detección de "cambio de concentración de oxigeno en' la sangré en' las áreas circundante". Además, la "onda electromagnética que tiene una longitud de onda especifica" indica la "luz infrarroja que tiene una longitud de ond de aproximadamente 8.7 µp?" para la detección de "cambio de temperatura por termografia" . La razón de porque la . longitud de . onda debe ser de 8.7 im se describe, a continuación. La tomografía detecta la radiación de cuerpo negro liberada de una superficie del pbj:eto viviente, pero una longitud de onda de intensidad, más grande ¦ de esta radiación de cuerpo negro depende de una temperatura superficial liberada del objeto viviente. Cuando la longitud de onda de intensidad más grande que corresponde a una temperatura corporal humana se calcula, Un resultado de la misma es 8.7 \im, y por lo tanto este valor se usa en este documento.

Por otra parte, la "onda electromagnética que corresponde a un valor de desplazamiento químico específico" indica la "onda electromagnética que corresponde a un valor de desplazamiento químico en el intervalo de'-, no menor que d?.7 ppm pero no más .que; 54.5 ppm" como se describe en la sección 5.2 para. la detección de la "distribución de neuronas de activación por.' fMRI" mostrado, mientras que indica ,1a "onda electromagnética que corresponde a :un valor :de desplazamiento químico que corresponde al cambio , de ' la susceptibilidad magnética" para detección de "cambio de concentración de oxígeno por fMRI". .. .

Mientras tanto, en la presente modalidad ejemplar, la onda electromagnética que tiene una longitud de onda específica se puede- detectar de las ondas electromagnéticas liberadas naturalmente de un objeto viviente. Sin embargo, puesto que las ondas electromagnéticas liberadas naturalmente de esta manera tienen una intensidad baja, es difícil tener una relación S./N . grande para una señal de . detección . A in de manejar, esto, en la presente · modalidad ejemplar, un -objeto viviente se ilumina .con las ondas electromagnéticas que incluyen la onda electromagnética que tiene una longitud de onda específica o la onda electromagnética que corresponde a un ' valor de desplazamiento químico específico, , y se detecta la', luz. de iluminación obtenida del objeto viviente, para llevar a cabo la -segunda detección.. Ésto puede- mejorar la precisión de detección de una señal' de detección. Además, como se ha descrito en la sección 4.7, · las ondas electromagnéticas para iluminación al óbjeto viviente- . se pueden modular por una frecuencia básica en un intervalo den o menor que 0.2 -Hz pero .no más que 500 kHz. para mejorar adicionalmente la precisión de la señal de detección.

Mientras tanto, una longitud, de onda de la onda electromagnética usada para la primera detección para ajustar uri punto detectado o un punto de control para la actividad de vida en el objeto viviente para .obtener una señal de detección de la actividad de vida por la. segunda detección se puede armonizar con. una longitud de onda, de la onda electromagnética usada en la. segunda detección. Sin embargo, en- la presente modalidad ejemplar, el intervalo de longitud de onda de ambas ondas electromagnéticas se ajusta a diferentes valores (es decir, la longitud de orida de intensidad más grande de la onda electromagnética en la distribución de frecuencia usada para la primera detección se ajusta para ser diferente de la longitud de onda especifica: o el valor dé desplazamiento químico específico incluido en las ondas electromagnéticas para las segunda detección)/ para remover la interferencia entre la onda electromagnética¦ usada para la primera detección . y las ondas electromagnéticas usadas para¦ la segunda detección o el control. En este¦ caso, los filtros de color para bloquear la luz de las longitudes de onda electromagnéticas se colocan en la primera y segunda aberturas de detección (un puerto de entrada de- la sección de detección de señal)., para evitar que la onda electromagnética usada para la primera.:detección entren en el segundo lado de detección y viceversa..

Un método especifico en la presente modalidad ejemplar en la cual las ondas electromagnéticas para la primera detección y la segunda detección y control se ajustan para tener diferentes longitudes de. onda es tal que: una posición de un sujeto- de medición en tres dimensiones se detectar por el uso de. una cámara que tiene sensibilidad para la luz visible; por el uso de la radiación infrarroja o luz dé," infrarrojo, cercano mencionado en lo anterior, una distribución de concentración de agua en un objeto viviente sometido a la detección de la actividad de vida se mide por el MRI, o la posición del sujeto de medición se determina por el uso de un escáner CT; la distribución de la concentración de- agua en él objeto viviente, por la ..cual una . señal de detección relacionada con una actividad de vida .en la posición se detecta por fMRI se mide por la MRI o la posición del sujeto de medición se determina por el uso de un escaneo CT; y por el uso, de luz infrarroja o luz de infrarrojo cercano, se lleva a cábo la detección o control de una señal de detección relacionada con la actividad de 'vida en la posición.

En este, punto, los términos que . se usan para las explicaciones futuras¦ de las modalidades ejemplares se definen . como sigue. Los mismos términos se usarán de acuerdo con las siguientes " definiciones a partir de. ahora. Ini'cialmente, una : operación para obtener la información (por ejemplo, intensidad, cambio en la intensidad, cantidad de fase, desplazamiento de fase,' valor, de frecuencia o cambio de frecuencia) relacionada con una cierta onda electromagnética se define como "detección". En la explicación,; como se describe ' en lo anterior, esta . "detección" tiene dos definiciones, "la primera detección" . y "la. segunda detección". Además, esta segunda detección se refiere como "detección de la actividad de vida" en un sentido estricto. Sin embargo, en .algunos casos, la primera detección y la segunda detección, se pueden referir generalmente como "detección de la actividad de vida". Una señal obtenida como resultado de la detección es referida como una "señal de detección" y una, señal obtenida como, resultado de ,1a detección de la actividad de vida es referida como Una. "señal de detección de la actividad de vida" en la presente especificación.

Por. consiguiente, una señal obtenida directamente de un fenómeno físico mostrado en la columna de "fenómeno físico generativo de señal y método de detección" . corresponde á "una señal de detección obtenida como un resultado de 'la segunda detección", pero si y no se presenta una confusión para la interpretación de los términos a partir, de ahora, esa señal se puede referir- generalmente como una "señal .'de detección" .

Como se describe en lo anterior, entre todas las actividades biosis, una actividad biosis de la cual un, estado puede cambiar a través del- tiempo junto con un fenómeno particularmente fisicóquímico se incluye ert la; "actividad de vida". Se proporciona, una explicación que se enfoca en la actividad, del sistema nervioso como un ejemplo de la actividad de vida> pero la presente modalidad ejemplar, no se limita, a eso, como se. describe en lo anterior, y toda la detección de ¦ las actividades que corresponden a las actividades de' vida, mencionadas en lo anterior, se incluirán en, el alcance :de ¦ la presente. modalidad ejemplar. Alternativamente, en la presente modalidad ejemplar un "estado o cambio del estado (una variación dependiente de tiempo una variación espacial) de un objeto viviente' que es detectable por una onda electromagnética en una... manera · no de contacto" se puede definir como 1a actividad de. vida.

Mientras tanto, los ejemplos de la actividad de vida que se enfocan en la -actividad del sistema nervioso abarcan "transición de señal (uña ruta de transmisión o un estado de transmisión), en el sistema nervioso, . "reacción de reflexión", "actividad inconsciente", "reacción cognitiva", "reacción de reconocimiento/discriminación", "reacción emocional", "procesamiento de información", "proceso completo/de contemplación" y similares . Estos ciertos tipos de "actividades de vida controladas de un grado más alto" se definen como "información de la actividad de vida" (el síntoma de un paciente con esquizofrenia se controla parcialmente en algún grado, .y por lo tanto se . incluye en la actividad dé vida controlada de mayor grado) .

Alternativamente, "información interpretable ' o distinguible acerca de una acció compuesta que puede provocar una actividad (por ejemplo,- entre las células)" también se puede . definir como la "información de la actividad de vida". Aún. si las actividades vegetales o microbianas incluyen alguna . clase; de acción compuesta controlada, las actividades también se incluyen en la información de la actividad de vida. A fin de obtener esta información de la actividad de vida, es necesario interpretar una señal de detección de la actividad de vida que incluye una señal de una actividad de 'vida dinámica en. el ..objeto viviente [ y generar la información de la actividad de vida. Ün proceso para generar la información de la actividad de vida dé esta señal de detección de la actividad de vida se refiere como "interpretación de la actividad de vida". Además, un proceso que varia .de la adquisición de una señal de detección de la actividad de vida a la generación de la información de la actividad de vida . se puede referir como "medición de la actividad biosis". .

Adicionalmente, una parte que recibe luz incluyendo luz que tiene una .longitud. de onda especifica con una señal asociada con una actividad de vida u ondas electromagnéticas que incluyen una onda electromagnética que corresponde a un valor de desplazamiento químico específico con una señal asociada con una actividad de vida y detecta, una señal de detección de la actividad de vida, de la misma es referida como una¦ "sección . de detección de. señal". Por otra parte, una parte en la sección de detección de señal que recibe la luz., o las ondas electromagnéticas y la convierte en una señal eléctrica' es referida como una "sección de fótodetección de la actividad de vida" en un sentido amplio y un método para recibir la luz o las ondas electromagnéticas y convertirlas en una señal eléctrica es referida como un "método de fótodetección de la actividad de vida". Además, una sección de detección eléctrica que incluye . amplificación al procesamiento de señal de una señal eléctrica obtenida .por la IOS sección de fotodetección en la sección de detección de señal es referida como un "circuito de detección de la actividad de vida"...

En la sección de fotodetección de la actividad de vida que tiene una configuración como ; se muestra en la sección 6.3.3 como una modalidad ¦ ejemplar, una bobina de detección 84 detecta una onda electromagnética que corresponde a un valor de desplazamiento químico específico (la bobina de detección 84 la convierte .en una señal eléctrica) . Por otra . parte, en otra modalidad, ejemplar, la sección dé fotodetección de la actividad de vida que, tiene una configuración como se muestra en la sección 6.3.1 o sección 6.3.2 convierte fotoeléctricamente la luz que tiene una longitud de onda específica (luz de infrarrojo cercano o luz infrarroja) . En las modalidades ejemplares en la sección de ; fotodetección de. la actividad de vida, un sistema óptico usado para la conversión fotoeléctrica de la luz que incluye la luz mencionada en lo anterior que tiene una longitud de onda específica (y se coloca como una parte ' frontal de la conversión fotoeléctrica) es referido como un "sistema óptico para la detección de la actividad de vida".

Mientras tanto, puesto que la señal de detección de la. actividad de vida tiene una relación S/N grande en. la presente modalidad ejemplar, se puede usar tal método en el cual una onda electromagnética que tiene una longitud de 'onda especifica (o que corresponde a un valor de desplazamiento químico específico) se modula por una frecuencia básica predeterminada. de modo que un objeto viviente como un sujeto de medición (o un objetivo de detección) se ilumina con la onda electromagnética modulada. Una sección que genera por lo menos la onda electromagnética (o luz) que tiene la longitud de. onda específica .(o que corresponde a un valor de desplazamiento químico específico) en este caso es referida como una "sección.¦ emisora de luz". Una sección completa constituida por. la sección de detección de señal y la sección emisora de. luz es. referida como una "sección . de ' detección para la actividad de vida". En este punto, en las modalidadés ejemplares que no ' tienen la sección emisora de luz, la sección de detección para la actividad de vida, corresponde a la sección de detección. de señal.

. : Por' otra, parte, una sección que alinea un punto detectado para la actividad de vida y lleva a cabo la primera detección para conservar, la posición en el mismo como se describe en ' lo anterior es referida como una "sección de supervisión de posición con respecto a un punto detectado para la actividad' de' vida" o referida solo como una "sección de supervisión de posición". Una sección completa constituida por la/ "sección de detección para la actividad de vida" y la "sección de supervisión de posición con respecto a un punto detectado para la : actividad de vida" es referida como una "sección de detección de vida". Una. señal se transmite entre la sección de supervisión de posición con respecto a un punto detectado para la actividad de vida y la sección de detección para la actividad .de vida en esta sección de- detección de vida. Es decir, como se ha descrito' en el inicio de esta sección, la detección de la actividad de vida se lleva a cabo por la sección de detección para la actividad de vida con base en un resultado de la detección, de . la posición por la sección, de supervisión- de posición.. ; 6.2) Método de alineación y conservación, del punto detectado/controlado para la actividad de vida Mediante el uso del primer método de detección como se' describe en la sección 6.1.3, lo siguiente describe un método en él cual se toma un arreglo espacial en tres dimensiones en (1), y se basa en el resultado, un punto detectado para la actividad de vida o un punto controlado para la actividad de vida (una posición de¦ un sujeto de medición) se calcula en tres mediciones y el control de posición se lleva a cabo en (2). 6.2.1) .'Método para establecer la' posición de detección al detectar la imagen de sección transversal que incluye el punto detectado/controlado Lo . siguiente describe un principio básico para detectar una . imagen de sección transversal que incluye un punto detectado, que se usa en la sección de supervisión de posición con respecto a un punto detectado para la actividad de vida en la presente modalidad ejemplar, con referencia a la Figura 14. Observar que los puntos detectados 30 para la actividad de vida .descritos en las Figuras 14, 15, 17, 18, 20, . y 23 que corresponden a un área objetivo para el control de la actividad, de vida que se. afectan localmente en un objeto viviente en la presente modalidad ejemplar. La luz (u ondas electromagnéticas) se proyecta á través' de un lente objetivo 31 .hacia un; área amplia alrededor de -,un' punto detectado 30 para la actividad de vida, similar a un microscopio de luz de tipo reflexión, que se' omite en la Figura 14. Luego, la luz (u ondas electromagnéticas) proyectada de esta manera se refleja difusamente en el punto detectado 30 para , la actividad de vida constituida por un plano bidimensional que incluye puntos respectivos a, ß, y ?, y su área periférica. Mediante el uso de este fenómeno, la luz de reflexión difusa en el plano bidimensional (el, punto detectado 30 para la actividad dé vida) que incluye los puntos respectivos a, ß, y ? se usa como la luz de detección con respecto al punto detectado para la; actividad de vida.

Mientras tanto, a fin de encontrar (detectar) un punto del cual una señal de detección de la actividad de vida en el objeto viviente se obtiene, o. un punto donde la actividad de vida se controla- (es decir, el punto detectado 30 para la actividad de vida), es necesario interpretar una estructura interna en el plano bidimensional que incluye los puntos respectivos a, ß, y ? (interpretación de cada parte que constituye el objeto de vida y la compresión de un arreglo del mismo) con respecto¦ a (1) en la sección 6..1.3. Similar a la detección de un cambio de intensidad de la luz reflejada difusamente- sobre la superficie cuando una estructura superficial es tomada por un microscopio de luz convencional, se mide un cambio de intensidad de la luz de reflexión difundida en cada punto en el plano bidimensional.

Sin embargo, en la presente modalidad' ejemplar, es necesario detectar una imagen (un parón de · señal de detección) en una sección transversal especifica en el objeto viviente, que . es diferente del. microscopio de luz convencional. Por lo tanto, la presente modalidad ejemplar usa. una característica de. un sistema confocal 'para detectar la sección transversal en el objeto viviente.

Es decir, un agujero pequeño 35 se coloca en una posición de . foco trasero de un lente de detección 32, de modo que solo la luz .'de detección que pasa a través, de este agujero pequeño se detecta por el. fotodetector 36. La -luz difusamente reflejada en los puntos excepto para el punto detectado 30 para la . actividad de vida y que pasa a- través del ' lente objetivo 31 se vuelve haces no paralelos ' en la mitad de una ruta , óptica 33 de la luz de detección y forma uña sección transversal de punto muy. amplio (un diámetro de punto muy grande) en el agujero pequeño 35, de modo que la mayoría de la luz no puede pasar a través del agujero pequeño 35.

Por consiguiente, puesto que el fotodetector 36 puede detectar soló la luz de detección paralela en la ruta óptica 33 para la luz de detección entre el¦ lente objetivo '31 y el lente de detección 32, solo la luz de detección emitida de- una posición de un plano focal anterior del lente objetivo 31 se puede detectar. De esta manera, al sincronizar el punto detectado 30 para la actividad de vida con la' posición del plano focal anterior del lente objetivo 31, una señal de detección obtenida sólo del punto detectado 30 para la actividad de vida se puede 'detectar por él fotodetector 36.

En este puno, un espejo reflector (un ' espejo galvanométrico) 34 que se puede inclinar en dos direcciones axiales se coloca entre el lente objetivo 31. y el lente de detección 32. Antes de que el espejo reflector (espejo galvanométrico) 3 se incline, solo la luz de detección emitida, de .la posición & en el punto detectado 30 para -la actividad .de vida' .se puede detectar por el fot.odetector 36. Además, cuando el espejo reflector (espejo galvanométrico) '34 se inclina a lado ..derecho, solo la luz de detección emitida dé la posición . ? se puede detectar, y cuando el espejo reflector 34 se inclina ' al lado izquierdo, solo la luz¦ de detección emitida de la posición^ se puede detectar.

La Figura 14 muestra un- caso donde el espejo detector 34· se inclina en una direcció transversal, pero la presente modalidad ejemplar no se limita a esto, y cuando el espejo reflector' 34 se inclina en una dirección delantera-trasera, la .luz de detección emitida de una posición derivada en , una dirección perpendicular al espacio, de página se puede detectar. Como tal, cuando el espejo reflector (espejo galvanométrico) 34 lleva a cabo el escaneo en las direcciones biaxiales y una cantidad de luz detectada por el fotodetector 36 ; se supervisa a través, del tiempo y en sincronización con la inclinación,.' se puede obtener ¦ un patrón, de' señal de detección bidimensional de la luz reflejada difusamente en él punto detectado 30 para la actividad de vida.

Con respecto a (2) . de la sección 6.1.3, lo siguiente describ un método de detección y un método de corrección (un método- de alineación) de una dirección de desplazamiento y..una. cantidad de desplazamiento de una posición de detección actual para el punto detectado 30 para la actividad dé vida en una .dirección bidimensional en ángulos rectos a un eje óptico de lente objetivo. 31. Aunque no se ilustra en el sistema óptico descrito en. la' Figura 14, un miembro que tiene elasticidad tal como una hoja de muelle o un alambre se. coloca entre el lente objetivo 31 y un miembro.de fijación de modo que el lente objetivo 31 puede moverse en las direcciones triaxiales. Además,- tres bobinas de voz se conectan, con el lente objetivo, y las tres bobinas de voz se colocan parcialmente en un campo magnético DC generado por un imán fijo (ño ilustrado). Por consiguiente, cuando una corriente' fluye en cada una de las bobinas de voz, el. lente objetivo puede moverse en una detección individual para corresponder con uno de los tres ejes debido a un efecto de una fuerza electromagnética.

En la : presente modalidad ejemplar, el punto detectado 30 para. '-la actividad de vida que es un objetivo para la extracción de una señal de detección de la actividad de. vida ((3) como se describe en la sección 6.1.3) se predetermina, y un patrón de señal de detección obtenido de la misma se almacena con anticipación. Este patrón de señal de detección indica información de imagen bidimensional que se «obtiene como una señal de detección del fotodetector 36 sincronizado con el escaneo en las direcciones biaxiales del espejo reflector. ' (espejo galvánométrico) 34 y. que es indicativo de . una distribución de la ¦ cantidad de luz de reflexión difundida en el punto detectado'-. 30 ; para la actividad de vida., El lente objetivo 31 se coloca en una ubicación adecuada cercana punto detectado ¦ 30 para la actividad de vida, y un patrón de detección de- señal bidimensional (una señal de supervisión) obtenida del fotodetector 36 sincronizado con una . inclinación de dirección biaxial del espejo reflector (espejo galvanométrico) 34 obtenido en este tiempo se compara con el patrón de señal de detección . mencionado en lo anterior almacenado con anticipación.

En este momento, mediante el uso¦ de un método de comparación, de- 'patrones, una dirección de desplazamiento y una cantidad de desplazamiento dé una posición de detección entre la información de imagen bidimensional indicada- por el patrón de señal de detección actualmente obtenido y una posición ideal en. una dirección en ángulos rectos al eje óptico del lente objetivo 31 (una posición central de una imagen en la información de imagen bidimensional indicada por el patrón de señal de detección almacenado con anticipación) son calculados .

Cuando la dirección de desplazamiento: y la cantidad de desplazamiento .en la dirección en ángulos rectos al eje óptico del. lente objetivo 31 se obtienen como tal, una corriente fluye en las bobinas de voz integradas con el lente objetivo 31, para alinear el punto detectado 30 para la actividad de . vida al mover el lente, objetivo 31 en las direcciones biaxiales en los ángulos rectos a su eje óptico. Tal retroalimentación eléctrica se lleva a cabo, continuamente durante un periodo de detección, y el lente objetivo se mantiene en una posición predeterminada (donde se puede medir el punto detectado¦-.30 para la actividad de vida)..

Enseguida se. describirá un método de detección de monitor de un punto detectado para, la actividad de vida en una dirección a lo largo del eje óptico del lente objetivo 31 (operaciones de (1) y (2) en- la sección 6.1.3).. Un principio básico es tal. que: las imágenes de sección transversal en una pluralidad de áreas que tienen diferentes profundidades en un objeto viviente se extraen mediante el uso de la característica del sistema confocal (formación de imágenes); sé calcula un nivel equivalente de patrón con respecto a la información dé' imagen de sección transversal almacenada con anticipación, y se detecta una posición- actual en una dirección a lo largo del eje óptico del lente objetivo 31. Una explicación detallada de lo mismo se proporciona a continuación. · Primero se plantea un caso donde la lúz emitida de la posición- alfa en el punto detectado 30 para, la actividad de vida se condensa en el agujero pequeño 35-1 como se muestra en la Figura 15. La luz emitida de una posición d que es más profunda que la posición a . se condensa en un agujero pequeño 35-3 colocado por delante del agujero pequeño 35- 1, y se detecta por un fótodetector 36-3. Similarmente, .la luz emitida de una ¦ posición e que es menos profunda que la posición se condensa en un agujero pequeño 35-2 colocado detrás del agujero, pequeño 35-1, y se detecta por un fótodetector 36-2."· Una rejill 37 se coloca en el sistema de detección en la Figura: 15 para inclinar' el eje óptico de modo que la posición de colocación se puede cambiar del agujero pequeño 35-1 al agujero pequeño 35-3 en una dirección en ángulos rectos- al eje óptico. En tal arreglo óptico, cuando el espejo reflector' (espejo galvanométrico) lleva a cabo el escaneo eñ las direcciones biaxiales, . un patrón de señal de detección en. un plano en los ángulos rectos al eje óptico del lente objetivo 31 y que incluya la posición d se obtiene del fótodetector . 36-3. Similarmente, un patrón . de señal de detección en . un. plano, en ángulos rectos al eje óptico del lente objetivo 31; y que incluye la posición e se obtiene del fótodetector 36-2.

Mientras tanto, los patrones.de señal de detección obtenidos del punto detectado 30 para la actividad de .vida y las ,¦ áreas ' en un lado menos profundo y un lado más profundo del punto detectado 30 para la actividad de vida se almacena con anticipación. En este momento, no solo los patrones de señal de detección en el plano que incluyen la posición d y la posición' e obtenidas cuando el lente objetivo se coloca en una posición ideal- (donde el punto detectado 3.0 par la actividad de vida "· se puede medir) , .. sino también los patrones de señal de detección obtenidos de las posiciones se desplazan en gran. medida hacia el lado menos profundo o el lado más profundo del punto detectado .30 para la actividad de vida se almacenan en este' momento .

Luego, . éstos patrones de señal .de detección almacenados con .anticipación se comparan con los patrones de señal de detección obtenidos de los fotodetectores 36-1 a 36-3 ( comparación . de patrón en consideración, de una cantidad de desplazamiento en la dirección bidimensional en ángulos rectos al eje óptico del lente objetivo 31)·, es posible evaluar si el lente objetivo 31 se coloca actualmente en él lado menos profundo o. el lado más profundo de una posición designada en la dirección axial óptica. .

En este proceso de comparación dé patrón, se calculan los niveles equivalentes de los patrones de señal de detección respectivos obtenidos actualmente de los fotodetectores 36-3, 36-1, y 36-2 con réspecto a los patrones de señal de detección en las posiciones correspondientes almacenadas con anticipación, y se estima que el. lente objetivo 31 se localiza en un lugar donde el nivel equivalente es el más alto.

Por ejemplo, se asume un casó donde un resultado para calcular los niveles equivalentes con los patrones de señal de detección . almacenados con anticipación, un. patrón de señal de detección ¦ que corresponde a una superficie bidimensional obtenida, actualmente del fotodetector 36-2 en sincronía con el escaneo de dirección biaxial del ' espejo reflector (espejo galvanométrico) 34 tiene él nivel equivalente más alto con respecto . a Un patrón de señal de detección obtenido del punto detectado 30 para la. actividad de vida almacenada con anticipación..

En ese caso, se descubrió a partir de la Figura 15 qué una ubicación actual del lente objetivo'. 31 está más cercana al · punto detectado 30 para la actividad de vida. En el resultado de detección tal como, una. corriente se hace flui en las bobinas de voz integradas con el lente objetivo 31, para mover el lente objetivo hacia atrás a lo largo del eje óptico. Cuando el lente objetivo .31 se ajusta en una posición más adecuada para la medición del punto detectado 30 para la actividad de vida, un patrón de señal de detección obtenido del fotodetector 36-1 en sincronía con. el escaneo de dirección · biaxial del espejo reflector (espejo galvanométrico) 34· se compara con el patrón' de señal -de detección, obtenido, del punto detectado 30 para, la .actividad de . vida almacenada con anticipación.

Aún en un caso donde el; lente objetivo 31 se desplaza en gran medida dé una ubicación de medición del puntó detectado 30 para la actividad de vida, si los patrones de señal del lente, objetivo 31 en caso de desplazamiento grande se almacenan como se describe en lo anterior, entonces es posible estimar una dirección de desplazamiento y una cantidad de- desplazamiento del lente objetivo 31 al llevar a cabo la comparación de patrón con un patrón de señal actual (que calcula un nivel equivalente entre los patrones). 6.2.2) Método para estimar . y ajustar la posición del punto detectado al detectar la posición especifica en la superficie del objeto viviente En el método descrito en la sección 6.2.1, un patrón de sección transversal que incluye el punto detectado 30 para la actividad.de vida se detecta directamente para encontrar una posición del punto detectado. Otra modalidad propone un método en el cual cuando una profundidad - de una superficie del objeto viviente al punto detectado se encuentra con anticipación, una posición de la superficie del objeto viviente en tres dimensiones se detecta y se estima automáticamente la posición del punto detectado.

Con referencia a la Figura 16, lo -siguiente explicará un método para- detectar una posición relativa de una posición marcada 40 en una superficie del objetó viviente de la sección de detección para la actividad de vida, que se propone recientemente como otra modalidad ejemplar (un segundo principio) relacionada con la sección de supervisión de . posición 46 con respecto a un punto - detectado para la actividad de vida.. Se asume que una superficie del objeto viviente se ilumina por una lámpara de iluminación para uso doméstico general y la luz reflejada difusamente én la superficie del objeto viviente 41 se. usa para detección. Sin embrago, otra presente modalidad ejemplar no. se limita a esto, y puede incluir una fuente; de. luz especifica para iluminar la superficie del objeto viviente 41.

El segundo principio para detectar uña posición de un punto detectado,, que se muestra en esta modalidad ejemplar, usa un principio de la "trigonometría". Es decir, en. otra modalidad ejemplar mostrada en la Figura 16, la sección, de detección para la actividad de vida se proporciona córi una pluralidad de lentes de cámara. 42,. y una. pluralidad de fotodetectores . bidimensionales 43 (sensores CCD) colocados detrás de la pluralidad de lentes de cámara 42 y que pueden detectar una imagen bidimensional .. La- luz emitida dé. 'la posición marcada 40 en la superficie del objeto viviente (reflejada difusamente de la posición marcada 40 de la superficie del objeto viviente) se condensa en un punto en un fotodetector bidimensional 43-1 debido a la .acción 'de un lente dé cámara 42-1. Similarmente, la luz se ..condensa en -un punto en un. fotodetector bidimensional 43-2 por la acción de un lente de cámara 42-2. Por consiguiente, con base en las ubicaciones proyectadas de la posición marcada 40 en la superficie del objeto viviente, que ¦ están sobre los fotodetectores bidimensionales 43-1 y 43-2 sobre los- cualés las imágenes se ..forman, . una distancia : 44 de los puntos superficiales de' un. área donde la sección de detección para la actividad de vida se coloca a la superficie del. objeto viviente 41 y las posiciones de la posición marcada 40 en la superficie del, Objetó viviente en una dirección lateral y. una dirección profunda se calculan mediante el uso de la .trigonometría.. . . . .

Además, una modalidad ejemplar mostrada en la Figura 16 tiene una característica en que la sección de supervisión de posición 46 con respecto a un punto detectado para la actividad de vida -y la sección de detección 101 para lá actividad de. vida sé proporciona en una manera, integrada. ¦ Como resultado de. tal. provisión integrada, si la profundidad del · punto detectado 30 ' para la actividad . de vida de la superficie del objeto viviente, se encuentra con ; anticipación, se puede evaluar una distancia de los. puntos superficiales 45 de un área donde la sección de detección para la actividad de vida - sé coloca al punto detectado 30 para la actividad de vida . 6.3) Método, de conversión fotoeléctrica para la detección de la actividad de vida' Lo siguiente describe, un principio básico del método (el segundo método de detección) en (3) para extraer una señal- de detección de la actividad' de vida señal ,de una posición especificada' en un objeto viviente mediante el uso del segundo método de detección descrito en la sección -6.1.3. 6.3.1) Utilización del sistema- confocal Como una primera modalidad ejemplar, se describe un método que usa el sistema confocal asi como el dispositivo técnico descrito en la sección 6.2.1. Un principio básico de esta modalidad ejemplar tiene una característica en que un principio óptico que "luz emitida de un punto en un objeto viviente a cada dirección se condensa nuevamente en un punto en una posición confocal o una posición formadora de imagen" se aplica y "solo, la luz condensada en el punto de la posición confocal o: la posición formadora de imagen se extrae para detectar la luz emitida del punto correspondiente en el objeto viviente".

' Una modalidad ejemplar de un sistema óptico ' para la detección de la actividad de vida en una sección de detección de señal configurada para detectar una señal de detección de la actividad de vida de un aposición especifica en un objeto viviente con base en este principio básico se muestra en la Figura 17. Además, una teoría del sistema óptico para la detección de la actividad de vida de la Figura 17 se muestra en las Figuras 18 y 19..· La modalidad ejemplar en la Figura 17 muestra un sistema óptico : que puede medir simultáneamente las actividades de vida en las tres regiones planas (d, q, e) que tienen diferentes profundidades en un, objeto viviente.. Es decir, en un sistema óptico constituido por un lente objetivo 31 y un lente de. detección 32, un obturador de cristal líquido bidimensional , 51-1 se coloca en una posición de una superficie formadora de imagen que corresponde a una región plana que incluye un punto detectado 30a para la actividad de vida en el objeto, viviente. En el obturador dé cristal líquido bidimensional 51-1, una sección de transmisión de luz en forma de agujero pequeño 56 se puede ajusfar parcialmente como se 'muestra en la Figura 19(a).

Por consiguiente, entre los haces de luz , que pasan á través del obturador de cristal líquido bidimensional 51-1, solo un haz de luz que pasa a través de esta sección de transmisión de luz 56 es transmisible. Como un resultado, sólo la. luz emitida (reflejada' difusamente) de un punto en' el punto detectado 30a para la actividad de vida en una relación confocal (relación, formadora de imagen) con esta sección de transmisión' de luz 56 puede alcanzar una celda fotodetectora de alineación unidimensionál lateral 54-1 y una celda fotodetectora de alineación unidimensional longitudinal 55-2·.

Por consiguiente, una ¦ señal de detección de actividad dé vida del punto detectado 30a para la actividad de vida constituida por . un plano bidimensional que incluye un punto a se detecta directamente por . la celda fotodetectora de alineación unidimensional lateral 54-1 y la celda fotodetectora de alineación unidimensional longitudinal 55-2 (los detalles de las mismas se describirán posteriormente). Por otra parte, un obturador de cristal liquido bidimensional 51-3 se coloca en una superficie, formadora de imagen que corresponde a' un punto detectado 306 para la actividad de vida que se localiza, más profundo que el punto /'detectado 30a para la actividad de vida y que está constituido por una región plana que incluye un punto d. Por este medio, una señal de detección de la actividad de vida en dos dimensiones detectada del punto detectado 306 se detecta por una celda fotodetectora de' .alineación unidimensional lateral, 54-3. y. 3 una celda fotodetectora de alineación unidimensional longitudinal 55-3. ..

Además,. un obturador , de cristal liquido bidimensiónal 51-2 se coloca en una superficie formadora¦ de imagen que corresponde a un punto detectado 30e para la actividad de vida que se localiza menos profundo que el punto detectado 30a para la actividad de vida y que está constituida por una región plana que incluye un punto e. Por este medio., una señal de detección de la actividad de vida en dos dimensiones detectada del punto detectado 30e se detecta por una celda fotodetectora de alineación unidimensional lateral 54-2 y una celda fotodetectora de alineación unidimensional, longitudinal 55-2.

En la Figura. 17, el obturador de cristal liquido bidimensiónal 51 ¦ capaz de abrir y cerrar una región particular se usa. para la extracción de luz (o úna onda electromagnética) obtenida del punto detectado 30 para la actividad de vida. Sin embargo, la presente modalidad ejemplar no se limita a eso, y un elemento de modulación bidimensiónal que usa EO (Óptica Eléctrica) o . AO (Óptica Acústica) se. puede usar como el componente óptico capaz de abrir y cerrar automáticamente una región particular. Aún además, un agujero pequeño o ranura mecánica de tipo fijo incapaz, de abrir y · cerrar automáticamente' una región particular, o un refractor muy pequeño o' elemento de difracción también puede ser utilizable.

Mientras tanto, ya que los métodos de control de detección y posición de una ubicación, para obtener una' señal de detección de la actividad de vida en un objeto viviente (las operaciones (1) y (2) descritas' en la secció 6.1.3), los métodos que se usan conjuntamente con la sección de detección para la actividad de vida (véase la sección 6.1.-3 para la definición del término) que incluyen un sistema óptico para la detección de la detección de la actividad de vida mostrada en la Figura 17, se adopta un método para "detectar una imagen .de sección, transversal en un objeto viviente" mostrado en la Figura 14 y Figura 15 y se describe en la sección 6.2.1.

Si un patrón de cambio bidimensional de la cantidad de luz de reflexión -difundida . se detecta de una sección transversal especifica, en este objeto viviente, entonces es posible encontrar no solo posiciones de un cuerpo celular de neuronas 1 y un axón 2 en una neurona y una posición de una unión neuromuscular 5 en la sección transversal especifica, sino también un arreglo de una célula, muscular 6 y una célula grial (Astrocito) .

En vista de .esto,, la luz (o una onda, electromagnética) emitida (reflejada difusamente) de una ubicación donde una actividad de vida se desea que se detecte en una sección transversal como un .sujeto de medición (por ' ¦ ej emplo, una posición especifica en un cuerpo celular neuronales o un axón) se condensa por el lente objetivo 31 y el lente de detección 32, y la luz se extrae en una posición condensada (una posición formadora de imagen o una posición, confocal para el punto detectado 30 para la actividad de vida) .

Un principio para detectar una ' señal' de detección de la actividad de vida de una posición especifica en el objeto viviente mediante el uso del sistema óptico para la detección de la detección de lá actividad de vida como se ilustra en . la Figura .17· se describirá en este punto con referencia a' la Figura 18 con detalle. En la Figura 18, la luz emitida (reflejada difusamente) del punto detectado '3.0a para la . actividad de vida se condensa (se forma, en imagen) en un punto µ en el obturador de cristal liquido bidimensional 51. Por lo tanto el obturador -de cristal liquido se abre localmente solo en este punto para formar una sección de transmisión de luz .56µ en el obturador de cristal liquido bidimensional. Similarmente, un punto ? en el cual la luz emitida (reflejada difusamente) del. punto detectado 30ß para la actividad de vida se condensa (se forma en imagen) se toma como una sección de transmisión de luz 56? en el obturador de cristal liquido bidimensional.

Mientras ¦. tanto, la luz ' emitida (reflejada difusamente) de una posición ? diferente de los puntos anteriores (véase las rutas ópticas 33 de la luz de detección mostrada en una "linea, ondulada" en' la Figura 18) se propaga en- gran medida ' 'sobre el obturador de cristal liquido bidimensional 51, y por lo tanto, la mayoría de la luz se bloquea por el obturador de cristal líquido bidimensional 51. De esta manera, solo una cantidad muy ligera de la luz pasa a través de la sección de transmisión . de lüz 56µ en el obturador de cristal líquido bidimensional, pero la cantidad de la luz que pasa a . través del mismo es muy pequeña. Como resultado, la luz se oculta entre los componentes de ruido en la . celda- fotodetéctora de alineación unidimensional longitudinal 55.

Como se describe en lo anterior, . al. "extraer selectivamente luz o una onda electromagnética que pasa a través . de una región particular" en una superficie formadora de' imagen o en una posición confocal que corresponde a una sección transversal particular en el objeto viviente, es posible extraer selectivamente una señal de detección de la actividad de vida de- una posición particular en el objeto viviente. En vista, de esto, al cambia el arreglo de un elemento óptico para extraer selectivamente luz o una onda electromagnética a través, de la región particular, es posible detectar simultáneamente las actividades de . vida en una pluralidad de regiones en diferentes posiciones a lo dargo de una dirección profunda en un objeto. viviente .

En ese,, caso, la luz u' onda electromagnética obtenida del objeto viviente se separa en una' pluralidad de haces de luz u ondas electromagnéticas por la cantidad de luz, y los elementos ópticos para extraer selectivamente luz o una .onda electromagnética que pasa a través de una región particular se coloean. en las superficies formadoras, de imagen respectivas (posiciones confocales) de la pluralidad de haces de luz (onda electromagnéticas) separada de esta manera.

En la Figura 17, el obturador de cristal liquido bidimensional 51-1 se coloca en ' una superficie formadora de imagen que corresponde al punto detectado ·¦ 30a para la actividad de vida y. los dos obturadores de cristal liquido bidimensionales 51-3 y 51-2 se colocan en las superficies formadoras de imagen respectivas que corresponden a los puntos .detectados 30d y 30e para la actividad de vida.

Mientras, tanto, en la Figura 17, la luz u onda electromagnética obtenida del objeto viviente se separa por una rejilla.37 en los haces de luz (ondas, electromagnéticas) que, viajan en tres direcciones, pero no se limitan en particular. La luz u onda electromagnética, obtenida del objeto viviente . se puede separar . en haces de luz . (ondas electromagnéticas). ' que viajan en cinco direcciones o haces de luz (ondas electromagnéticas) que viajan en siete direcciones al cambiar el diseño de. la rejilla 37. Además, como ur medio de, separación de .cantidad de luz para separar, la luz u onda electromagnética . obtenida del objeto viviente, se puede usar un semi-espejo, . o - un. semi-prisma, o un espejo o prisma polarizante .

Lo-' siguiente explica , un método 'para obtener directamente una' señal de detección para la actividad ¦ de vida. Como se muestra en la 18, después de que- soló la luz. o la onda electromagnética obtenida de un punto detectado particular 30 para- la actividad de vida en. el objeto viviente se cae mediante el uso del obturador de cristal liquido bidimensional 51, un fotodetector ' se coloca sobre, un plano condensado (una superficie de reformación de imágenes) constituido por un lente de condensación 52, y una señal de detección de la actividad de vida se obtiene mediante el uso de la conversión fotoeléctrica. Alternativamente, un elemento detector de luz ' bidimensional luz (arregló detector de luz) tal como un, sensor CCD se puede colocar: en este punto. ¦ Sin embargo, en caso de intentar detectar una actividad de vida .' dinámica que cambia -rápidamente en el objeto viviente (por ejemplo, "para trazar simultáneamente cambios potenciales de acción respectivos en una pluralidad de : neuronas a través del tiempo".) como la detección del potencial de membrana que cambia en un sistema . nervioso, por ejemplo, el sensor' CCD no puede lograr, una velocidad de respuesta suficiente.

En contraste., en las modalidades · ejemplares mostradas en las Figuras 17 a 19, las células fotodetectoras de: alineación unidimensional 54 y . 55 capaces de trazar cambios de alta velocidad a través del tiempo se combinan en una- manera de matriz de modo . que los cambios, de alta velocidad en una superficie bidimensional se pueden detectar al mismo tiempo y en tiempo real. Más específicamente, la luz o una onda electromagnética que pasa a través del lente de condensación 52 se. separa en dos piezas por la cantidad de luz, y los haces respectivos (ondas electromagnéticas) se dirigen hacia .' la celda fotodetectora de alineación unidimensional lateral 5 y hacia la celda fotodetectora de alineación unidimensional longitudinal 55. En ,1a Figura 17, para separación, por la cantidad de luz, de la luz que . pasa a través del lente .de condensación 52, ' una rejilla 53 para .la distribución de luz en la cual una transmitancia de luz de orden cero . es de¦·¦ aproximadamente 0% y una relación de una transmitancia de luz de orden +1° a un transmitancia de luz de orden -Io es de aproximadamente 1:1 es usada. Sin embargo, la presente modalidad, ejemplar no se . limita a esto, y un semi-espéjo, o un semi-prisma, o un...espejo o prisma de polarización sé pueden usar como, el medio de separación de cantidad de luz.

Lo siguiente explica acerca de un. método para obtener una señal de detección de la actividad de vida al combinar una celda fotodetectora de alineación unidimensional lateral 54 y una celda fotodetectora de alineación unidimensional longitudinal 55 que tiene direcciones de alineación inclinadas entre si, con referencia a ' la Figura 19." Las celdas fotodetectoras a hasta j se arreglan en una dirección unidimensional (dirección ¦ lateral) , y la señal respectiva de las células fotodetectoras a hasta j se pueden detectar independientemente al mismo tiempo. .Aunque no se ilustra en este punto, los preamplificadores respectivos y circuitos de procesamiento, de señal se conectan a las celdas fotodetectoras a hasta j independientemente., de. modo que los cambios de alta velocidad respectivos de las cantidades de luz de detección de las celdas fotodetectoras a a la j se pueden supervisar en paralelo a través del tiempo. Puesto. que les cambios' de las cantidades de luz de detección de las celdas , fotodetectoras respectivas a hasta j se pueden detectar en paralelo, es posible detectar un cambio muy rápido y ligero que se presenta en solo un lugar sin supervisar ...

Además, en las celdas fotodetectoras de alineación unidimensional lateral mostradas eri la Figura 19(b), los cambios paralelos dé las cantidades de luz de detección en la dirección unidimensional se pueden detectar a través del tiempo. Aún además, un cambio de una cantidad . de luz de detección en un punto en un plano bidimensional ' se puede extraer en combinación con piezas e información en los cambios de las cantidades de luz de detección obtenidas de las celdas fotodetéctoras de alineación unidimensional longitudinales k a t, que se alinean en una dirección de alineación inclinada hacia aquella de las celdas fotodetéctoras de alineación unidimensional laterales (en una relación o paralela) .

Es decir, "una pluralidad de grupos de celdas fotodetéctoras capaces de detectar independientemente señales al .mismo tiempo (la celda fotodétectora de la alineación unidimensional lateral 54 y la celda fotodétectora de alineación unidimensional longitudinal 55) se colocan para que las. direcciones de alineación respectivas, de las celdas fotodetéctoras ' se · inclinen entre si (no en paralelo), y una pluralidad de señales de detección obtenidas de los. grupos de celdas fotodetéctoras respectivas (señales de detección obtenidas de las celdas fotodetéctoras a hasta j y las celdas fotodetéctoras k a t ,en los grupos respectivos) se combinan en una manera de matriz". Por consiguiente, un cambio de alta velocidad de una señal de detección obtenida solo de un punto especifico dentro del punto de detección 30 para la actividad de vida configurado en dos t dimensiones se puede detectar independientemente y de manera continua a través del tiempo. Esto es una característica de la presente modalidad ejemplar mostrada en la Figura 19. ' Mientras tanto, las direcciones de alineación de las celdas fotódetectoras en los grupos. de . celdas fotpdetectoras respectivas se ajustan en ángulos rectos entre s.í en · .(b) y (c) de la · Figura 19, pero la presente ' modalidad ejemplar no se limita, a esto, y un ángulo de inclinación entre las direcciones de alineación de. las celdas fotódetectoras pueden diferir en gran medida de 90 grados, siempre y cuando " las¦ direcciones de arreglo dé las celdas fotódetectoras no estén en paralelo; Lo siguiente describe esto más específicamente, con referencia a la Figura .19. En primer lugar, se asume que cinco cuerpos de células neuronales se encuentran en un punto detectado 30. para la actividad de vida como resultado de un análisis de una estructura interna como.se describe en (1) de la sección 6.1.3 llevada a cabo con el uso del sistema . óptico (véase la sección 6.2.1 ilustrada en las Figuras 14 y 15. Luego, el control de posición descrito en (2) de la sección 6.1.3 se lleva a cabo, y si un objeto viviente (por ejemplo, un examinador) - para medir se mueve a algún grado, , el lente objetivo 31 también se mueve en conjunción con el movimiento del objeto viviente de modo que una ubicación sometida a la detección de la actividad se fija relativamente.

Subsecuentemente, cómo la operación de extracto de una señal de actividad.de vida mostrado en (3). de. la sección 6.1.3, los obturadores se · abren localmente en las posiciones de ; formación de imágenes en el obturador . de cristal liquido bidimensional 51 que corresponde a las ubicaciones de lós cinco cuerpos de células neuronales en el punto detectado 30 para la actividad dé vida, para . formar secciones de transmisión de luz 56?, ?, ?, µ y ?? en el obturador de cristal liquido bidimensional.

Luego, debido a la operación de los lentes de condensación 52, los haces de luz respectivos que pasan a través de las secciones de transmisión de luz 56?,¦ ?, ?, µ y ? en el obturador de cristal liquido bidimensional se condensan en un. punto ?' en la celda fotodetectora b, un punto ?' en las . celda fotodetectora d, un punto ' ?' v en la celda fotodetectora f, un punto µ' en la celda fotodetectora h, y un punto, ? ' en la celda . fotodetectora j en la celda fotodetectora d alineación, unidimensional lateral 54. Similarmente , los haces de luz respectivos que pasan a través de . las secciones de transmisión de luz 56?, ?, ?, µ, y .? en el obturador .-de cristal liquido bidimensional se condensan en un punto ?'. en la celda fotodetectora 1, un punto ·?' en . la celda fotodetectora n, un punto ?' en la celda . fotodetectora p, un punto µ' en la celda fotodetectora r, y un punto ?' en la celda fotodetectora t en la celda fotodetectora de alineación unidimensional longitudinal 55.' Por ejemplo, cuando una neurona que tiene una relación formadora de imagen con la sección de transmisión de luz 56µ en- el Obturador de cristal liquido bidimensional acciona un potencial de acción, la intensidad de la luz de conyergenciá. en la posición µ' cambia instan áneamente en respuesta al potencial -de acción. Como resultado, las señales de detección se Obtienen las celdas fotodetectoras h y r. Como tal, al conocer a partir de que celdas fotodetectoras en la celda fotodetectora de alineación unidimensional lateral 54 y en la celda fotodetectora de alineación longitudinal 55, las señales de detecció se pueden obtener, si se descubre que: neurona en el punto . detectado 30 para la' actividad de vida acciona un potencial de acción.

Entonces, como se describirá posteriormente, se lleva a' cabo un conteo de pulso en el circuito de detección de la actividad dé vida y el número de potenciales de acción en un tiempo especifico por neurona se calcula para detectar un estado de activación.

La explicación anterior trata con el. potencial de acción de la neurona (que corresponde al "cambio de potencial de membrana en el: sistema nervioso") como un .'ejemplo de . la detección de la actividad de vida. Sin embargo, la presente modalidad ejemplar no se limita a esto, y si una ruta de axón 2, la unión neuromuscular 5, o la célula muscular 6 se. ajusta como corresponde' a una posición de formación de imagen en la sección de transmisión de luz 56 en el obturador/ de cristal liquido, bidimensional , un estado de . transmisión de señal en el exón 2 o un estado de. transmisión de señal al músculo se puede medir.

En. 'la modalidad ejemplar descrita en lo. anterior, los tamaños ' respectivos (tamaños de abertura) de las secciones de transmisión de luz 56?, ?, ?, µ y. ? en el obturador de cristal liquido bidimensional . se ajustan relativamente pequeñas, y una actividad de vida por región pequeña en el punto detectado 30 para, la actividad de- vida tal como un cuerpo celular neuronal 1 en la¦ neurona o una célüla muscular ; 8,. el axón 2 o la. unión . neuromuscular- 5 se detecta. Otras modalidades aplicadas de esta modalidad ejemplar son como sigue.:' (1) en la Figura 17, -todos los obturadores de cristal liquido bidimensional 51-1, -51-2, 51-3 se pueden . colocar soló en las posiciones confocales o las posiciones de formación de imágenes que · corresponden a las ubicaciones que tiene la misma profundidad ( or ejemplo, en el punto detectado 30a -para la actividad dé vida), para detectar las actividades de vida en una ' dirección bidimensional que; corresponde a las ubicaciones fijas que tienen una profundidad especifica; y (2) en la Figura 19, tamaños respectivos (tamaños de aberturas) de las secciones de. transmisión de luz 56?, ?, ?,. µ y ? en el obturador de cristal liquido bidimensional se puede hacer más grande, de modo que las actividades de vida en el intervalo relativamente grande en el puntó detectado ·30 para la actividad de vida se detectan. En este caso, cada uno- de los puntos condensados ?', ?', ?', µ', y ?' en la Figura 19 (b). y (c)" incluyen señales de actividad relacionadas con una pluralidad de neuronas en el punto detectado 30a para la actividad de vida. Por lo tanto, aún si una señal pulsada que corresponde a un potencial de acción se detecta en uno de los puntos condensados, no se puede especificar una sola neurona qué accione el potencial de acción. Sin embargo, al detectar la frecuencia de ocurrencia de la señal pulsada que corresponde al potencial de acción y en el punto condensado, se puede detectar, un estado de activación en una' región particular constituida, en una pluralidad, de neuronas en el punto detectado 30a. para la actividad de vida.

Esta modalidad aplicada hace posible comprender las actividades de vida ligeramente en . una amplia perspectiva (como es comparado con una actividad por neuronas) . Un ejemplo de un propósito especifico de este método :de detección es la' detección de la actividad por columna en la ¦ corteza cerebral. ¦··. ..

Cuando los . tamaños respectivos (tamaños de abertura) de las secciones de transmisión de luz 56?, ?, ?,.,µ y ? en el obturador de cristal liquido bidimens.ional se hacen más grandes, las . señales potenciales de acción en las neuronas en las posiciones que tienen diferentes profundidades que se fugan fácilmente. En este punto, un espesor de la corteza cerebral en un humano es ligeramente más pequeño que 2 mm, de modo que existe una posibilidad baja que-, una señal potencial de acción se obtenga de una posición en un lado menos' ' profundo o un lado más profundo que la corteza cerebral en: una dirección profunda. Por . consiguiente, si las actividades de las neuronas dentro de 2 mm, que es un espesor' de la corteza cerebral, se detectan en una masa en está modalidad aplicada, el problema de que las señales potenciales de acción se fuguen de las posiciones que tienen diferentes . profundidades más allá del intervalo serán resuelta (debido a que no se presenta una señal potencial de acción en el lado menos profundo o el lado más profundo que ese ): . .

Además', ,1a corteza cerebral está constituida por columnas de aproximadamente 0.5 a 1.0 mm en anchura,- y se dice que existe relativamente poca transmisión de señal entre las columnas adyacentes. Por consiguiente, cuando los tamaños respectivos (tamaños de aberturas). dé' las ·· .. secciones de transmisión de luz 56?, ?, ?, µ y ? en el obturador de cristal líquido bidimensional se ajustan de acuerdo con un tamaño de columna (de aproximadamente 0.5 a 1.0 mm) , se puede detectar un estado de activación . por columna . (por ejemplo, una característica de frecuencia de detección potencial de acción por unidad de columna) .

Por otra, parte, en la. corteza cerebral, existen muchas partes en las cuales se lleva a cabo el procesamiento de información por unidad de columna. En vista de esto, presente modalidad' ejemplar puede resolver efectivamente como se lleva a cabo el.procesamiento.de información por unidad de columna y encuentra sus detalles por primera vez. Además del método de detección como se describe en lo anterior, la presente modalidad ejemplar', tiene tal. dispositivo técnico que: (3) un obturador de cristal líquido bidimensional 51 bloquea la luz en una posición de formación de magen de una columna adyacente a una columna objetivo localizada en una sección de transmisión de luz 56 en el obturador de cristal líquido bidimensional, para evitar la detección de una señal potencial de acción de la columna adyacente, y "otra . sección de transmisión de luz 56 en otro obturador de cristal liquido bidimensional 51" está colocado en' la posición de formación de imagen de la columna adyacente, de modo que una señal potencial de acción de la columna adyacente se detecta por otras celdas fotodetectoras 54 y 55; y (4) mediante el uso de señales potenciales de acción obtenidas de las columnas adyacentes entre . si por diferentes celdas fotodetectoras 54 y 55 en (3), la diafonia (fuga de una señal de detécción) ' de la columna adyacente se remueve .por un procesó de computación, de la señal. Esto produce- un efecto para mejorar la precisión de la ' detección de señal, por unidad de¦ columna al. remover la diafonia de una columna adyacente.

La explicación anterior . trata con el método de detección en el cual un intervalo de detección de un sujeto de .medición es dé. aproximadamente 10 a 1000 -µp?, que. es .un área relativamente, reducida, en una posición de formación e imagen correspondiente de la sección de transmisión de luz 56 en : el obturador de' cristal liquido bidimensional. En contraste, en un caso donde- el cambio de concentración de oxigeno en la sangre en las áreas circundantes se detecta por el uso del sistema óptico para la detección de la actividad de vida como se ilustra en la Figura 17, es¦ necesario ajustar el ' intervalo de detección más ampliamente. Además, en necesario ampliar adicionalmente los tamaños respectivos (tamaños de abertura) de las secciones de transmisión de luz 5ß?, ?, ?,. µ y ? en el obturador de cristal líquido bidimensional en conformidad con el área de detección ajustado de esta manera ampliamente. En este caso, aunque no se ilustre en la- Figura 17, se proporciona una pluralidad de sistemas ópticos para la detección de la actividad de vida mostrada en la Figura 17, y los filtros de color para transmitir selectivamente luz que tiene longitudes de onda de 780 nm, 805 nm, y 830 nm, respectivamente, también se colocan en la mitad de las rutas ópticas 33 de la luz de detección. Luego, los haces de luces que- tienen longitudes de onda respectivas de 780 nm, 805 nm, y 830 nm se detectan separadamente, y se calcula una relación entre ellos en términos de cantidad de luz de detección. Un método de detección de la áctividad de vida . en este caso se lleva a cabo (1) de acuerdo con una variación dependiente de ' tiempo de¦ la relación en términos de cantidad de luz de detección entre los haces de. luz de detección' que tienen longitudes de onda respectivas de 780 nm, 805 nm, y 830 nm, (2) al compara los valores obtenidos durante la. detección con los valores medidos preliminares (valores de. referencia) de la relación en la cantidad de luz de detección entre los haces de luz de detección que tienen longitudes de onda respectivas de 780 nm, 805 nm, y 830 nm. 6.3.2) Extracción dé las variaciones espaciales ' y las variaciones dependientes de tiempo por el sistema óptico de formación de imágenes Cómo otra modalidad aplicada con respecto al método descrito en la sección 6.3.1, los . siguientes describe un sistema óptico para la detección, de la actividad de vida que no : requiere tal resolución espacial alta y que es adecuado para un caso . para detectar" fácilmente (generalmente) una actividad de vida . en un bajo costo mediante el uso de un sistema óptico para la detección de la actividad de .vida.

En la modalidad aplicada del sistema óptico para la detección de la actividad de vida descrito posteriormente, un fotódetector 36 se coloca en una posición de formación de imagen que corresponde a un punto detectado 30 para la actividad de vida en un objeto viviente (en una ubicación donde una celda fótodetectora que corresponde a una sección de detección, de. la misma .se coloca), como se muestra en la Figura 20. Un lente de formación de imágenes 57 se mueve automáticamente en una dirección axial óptico de acuerdo con el movimiento del objeto viviente (un candidato) de modo que el fotódetector .36 siempre entra en la posición de formación de- imagen que corresponde al punto detectado 30 para la actividad de vida aún si el objeto viviente (el ' candidato) se mueve.

Más específicamente, cuando el objeto viviente (el candidato) se mueve y el fotodetector 36 sale de la posición de. formación de imagen, se evalúa . una dirección y una cantidad de movimiento, del objeto viviente (el candidato) (la operación de alienación que corresponde a (1) y (2), parcialmente) mediante el uso del método descrito en .la sección 6.2.2 y la Figura 16. Si se. encuentra una cantidad'de corrección necesaria como resultado de eso, el lente de formación de imagen 57- se mueve en la dirección axial óptica automáticamente para ser conectado, como el control de posición que corresponde a la operación restante de- (2) en la sección- 6.1.3.

En una modalidad ej emplar . mostrada en la Figura 20, el lente de formación de imágenes 57 funciona en conjunción con un motor de avance (no ilustrado en la Figura) , y el lente de formación de imágenes 57 se mueve a lo largo de la dirección axial óptica de acuerdo con la operación de accionamiento del motor de. avance.

En este punto, la detección de la posición de un sujeto de medición como se describe en la Figura 16 usa luz visible general . Por otra parte, el sistema óptico para la detección de. la ..actividad de vida usa luz de infrarrojo cercano (o luz infrarroja) . En vista de esto, un filtr.o .de color 60 se. coloca, en la mitad de las rutas ópticos. 33 de la luz de detección .de modo que la luz visible usada para la detección de la posición del sujeto de medición, no se mezcla en el .sistema óptico paira la- detección de la- actividad de vida como componentes de ruido.

En este punto, se asume un caso donde una neurona acciona un potencial de acción como el punto detectado 30a para la actividad de vida.'. Cuando la. neurona acciona ' un potencial de- acción" para cambiara el potencial de membrana 20, la absorción de luz en las longitud de onda de la luz de infrarrojo cercano . (o luz infrarroja) descrita en la sección 4.71 se presenta . por un corto tiempo. Como resultado, disminuye la intensidad de reflexión difundida (o intensidad de luz transmitida) de la luz que tiene la longitud de onda correspondiente en la posición a. Como se muestra en la Figura 20 (a) , cuando el fotodetector 36 se coloca en una posición de formación de imágenes que corresponde al punto detectado 30 para la actividad . de vida, una señal de detección de la actividad de vida 58 que corresponde al punto detectado 30 se presenta solamente en una celda fotodetectora W localizada, en la posición confocal (formación de imágenes) que corresponde a. la posición a en él fotodetector 36.

Si una- neurona acciona un potencial de .acción n una posición d lejos del punto detectado 30 para la actividad de... vida (por ejemplo, una ubicación, más profunda que el punto detectado 30 para la actividad de vida observada desde la superficie del objeto viviente 41), las rutas ópticas 33 de la luz de detección difusamente reflejada en la posición d (o que pasa a través, de la posición d) se condensa una vez en una posición adelante, del fotodetector 36, y luego , la luz .de. detección de tamaño grande que tiene un tamaño de punto de sección transversal se proyecta sobre . un área amplia en el fotodetector 36. Como resultado, no solo las señales de detección de la actividad de vida .58 se detectan en un intervalo grande de las celdas fotodetectoras U a X en el fotodetector 36,. .sino también la amplitud de señal de detección de una señal de detección de la actividad de vida 58 detectadas de la celda fotodetectora se reduce en gran medida. en comparación qon la Figura 20(a) .

• En vista de esto, solo cuando una señal grande de detección de la actividad de vida 58 que tiene una amplitud de señal de detección grande se obtiene solo de una celda fotodetectora, se evalúa, que se detecta una actividad de vida en el punto detectado 30 para la., actividad de vida, y se extraé la señal de detección de la actividad de vida 58.

Por otra-, parte, si los potenciales de acción se accionan en las posiciones de formación no de imágenes similar a la Figura 20(b), las señales de detección de la actividad de vida 58 detectadas en las celdas fotodetectoras respectivas U a X tiene una amplitud de : señal de detección muy pequeña en la mayoría de casos, de modo que no se pueden detectar y se ocultan . entre los componentes de ruido.

La explicación anterior trata con un caso donde ¦'el cambio del potencial de membrana en el sistema nervioso se detecta como la señal de detección de. la actividad de vida 58. La presente modalidad ejemplar no se limita a esto, y en un caso donde el cambio de concentración de oxígeno en la sangre en las áreas circundantes se detecta, es necesario que se^ coloque ¦ una . pluralidad de sistemas ópticos para la detección de la actividad de vida mostrada en la Figura 20, y los filtro de color 60 para transmitir selectivamente luz que tiene longitudes , de onda de 780. nm, 805 nra, y 830 nm, respectivamente, se coloque en la mitad de las rutas ópticas 33 de la luz de detección. Luego, los haces de luz que tienen lóngitudes de onda respectivas de 780 nm, 805 nm, y 830 nm se detectan separadamente, y la relación entre ellas en la cantidad de luz de detección se - calcula por ' celda fotodetectora .

Cuando se obtiene una señal de detección de la actividad de vida 58 del punto detectado 30 para la actividad de vida localizada en una posición de formación de imagen que corresponde al fotodetector 36 como se muestra en la- Figura 20(a), una cantidad luz de detección dónde una celda fotodetectora . especifica cambia prominentemente P r lo tanto, solo uría señal de detección, que tiene , una relación prominente en la. cantidad de luz de detección, en comparación con las otras celdas fotodetectoras, se extrae como una señal de detección de la actividad de vida .58. Adversamente, cuando las- relaciones respectivas en la cantidad de luz de detección no' son tan diferentes entre las celdas -fotodetectoras adyacentes U, V,. y :W, pueden estar en el estado de. la Figura 20 (b) . En vista de esto, las señales de estas celdas, no se extraen como la señal de detección de la actividad de vida 58.

De esta manera, (A) cuando las cantidades de .luz de detección obtenidas de. las celdas fotodetectoras vecinas se comparan entre si y un valor (o una relación) ' de una celda fotodetectora especifica se cambia en. gran medida (tiene una resolución espacial' alta en el f.otodetector 36) , solo' - un componente de señal de la celda fotodetectora especifica se extrae como la señal de detección de la actividad de vida 58. Alternativamente, la señal de detección de la actividad de vida 58 se puede extraer (B.) de acuerdo con una variación dependiente de tiempo, en cada celda fotodetectora, de una relación en la cantidad de luz de detección entre los haces de luz de detección que tienen longitudes de onda réspectivás de 780 nm, 805 nm, . y 830 nm, o (C) al. comparar' los valores obtenidos durante la detección con los valores preliminarmente medidos (valores de referencia) de la relación en - la cantidad de luz de detección de los haces de luz de detección que tienen longitudes de onda respectivas de 780 nm, 805 nm, y 830 nm.

Adicionalmente, además de eso, el sistema óptico para la detección '·.de la actividad de. vida como , se ilustra, en la 1 Figura 20 se puede aplicar a la medición del cambio de ¦temperatura por la termografía. En . este caso, el sistema, óptico para, la detección de la posición como se ilustra' en la Figura' 16 también se puede usar conjuntamente para alineación. Es decir., como se muestra en la Figura 20, cuando esa parte dentro del objeto viviente que es más profunda que la superficie del objeto viviente 41 no se activa, el torrente sanguíneo, se incrementa y la temperatura¦ de la superficie del objeto viviente 41 se incrementa localmente. Se mide una distribución de la temperatura de la superficie del objeto viviente.. 41 en este, tiempo, /, y se mide indirectamente un estado de activación en el punto detectado 30 para la actividad de vida. En este caso, la distribución de la temperatura de la superficie del objeto viviente 41 se extrae como una señal de detección de la actividad dé vida En un caso donde por lo menos uno del "cambio potencial de membrana en el sistema nervioso" y él "cambio de concentración . de oxigeno .en la sangre en las áreas circundantes" se. detecta, un sensor CCD se puede usar en general como el fotodetector 36 de la Figura 20. En un caso donde, se detecta continuamente un cambio de alta velocidad local en el punto detectado 30 para la actividad de vida (a través, del tiempo), una velocidad de respuesta del sensor GCD no . es. suficiente, para · la detección.' En esta modalidad ejemplar, se proporcionan preamplificadores' para las celdas fotodetectoras respectivas 38-01 a 38-15 colocadas en una manera bidimensional, de modo que las cantidades de luz de detección de la celda fotodetectoras 38-01 a 38-15 se detectan en paralelo al mismo tiempo y se detecta continuamente un cambio de alta velocidad local en el punto detectado .30 para la actividad de vida (a través del tiempo)..

Una configuración en el fotodetector 36 en tal caso se muestra en la Figura 21. Un grupo de celdas fotodetectoras constituidas por celdas fotodetectoras 38-01 a las celdas fotodetectoras 38-05 es una celda fotodetéctora' de alineación unidimensional, similarmente a las Figuras 19(b) y 19(c). Las celdas fotodetectoras 38-01 a 38-05 se conectan individual y directamente a- partes frontales respectivas 85 del circuito de detección de la actividad de vida.

La celda, fotodetectora 38 . y · su parte frontal ¦ correspondiente 85" .del. circuito de detección de la. actividad de vida se forman en una manera monolítica en un- chip semiconductor del fotodetector 36 (al modelarse conjuntamente en- mismo chip semiconductor) . Alternativamente, la ¦ celda fotodetectora 38 y su. parte frontal correspondiente 85 del circuito de detección de la actividad de vida se puede formar en una manera híbrida en la cual están constituidos por chips semiconductores separados' y se colocan lado a lado sobre una superficie del fotpdetector 36.

La parte frontal 85 del circuito de detección de la actividad de vida que corresponde a la celda fotodetectora 38 incluye un preamplificador y un circuito de procesamiento de señal simple (un circuito de .conteo de pulsos) incorporado en' el mismo, y su .salida se conecta a una línea de señal de detección .62 fuera, de . una parte frontal y una parte trasera del . circuito de detección. Puesto ' que las celdas fotpdetectoras 38.. se conectan a sus1 partes frontales correspondientes 85 del circuito de detección de la actividad de -vida en el fotodetector 36, una señal de detección de. la actividad de vida se puede extraer establemente y con precisión sin- recibir ninguna influencia del ruido de alteración aún si la señal es muy débil.

Adyacente al grupo de celdas fotodetectóras 155 ¦. ·. . ·¦ constituido por las .'celdas fotodétectoras 38-01; a las celdas fotodetectóras 38-05, un grupo de celdas fotodétectoras •constituidas por . las celdas fotodétectoras 38-11 a las. celdas fotodétectoras 38-15 se coloca con algún espacio, y cada una de · las celdas fotodétectoras .38 se conecta: a su parte frontal correspondiente 85 del circuito de detección de la actividad de vida. Con el uso de las celdas fotodétectoras 38-01 a la celda, fotodetectora 38-15 colocadas de esta manera en una manera dimensional,, cada actividad de vida que se presenta en dos dimensiones del puntó detectado 30 para la actividad de vida se puede detectar independientemente a alta velocidad", y continuamente.

En el fotodetector 36 mostrado- en la Figura 21, las partes frontales 85 del circuito de detección de la actividad de vida que corresponden a las células foto detectoras 38 se colocan en un área grande. Como un¦ dispositivo técnico que previene la luz dé detección del punto de detectado 30 para la actividad de vida que se proyecta en esta área, como se muestra en la Figura 22, se coloca un lente lenticular. 68 en la mitad de las rutas, ópticas 33 de la luz detección (entre lente de formación de imágenes 57 y el fotodetector 36) ..'El lente lenticular . 68.. tiene una forma en ' la cual se proporcionan en . linea una pluralidad de lentes cilindricos (en cada uno del cual una superficie de lente . ' tiene ' 156 '.- ¦¦ · parcialmente una forma de columna), y tiene una función para cambiar localmente . las. rutas ópticas 33 de la luz detección';, En este punto, a fin de simplificar la. explicación, la Figura 22 ilustra rutas ópticas de rayos de luz que pasán a través de un centro del lente de formación de imágenes 57 entre las rutas ópticas 33 de los rayos de luz de detección emitidos (reflejados difusamente o transmitidos) de los puntos respectivos en el punto detectado 30 para la actividad de vida. Mediante' el uso de refracción óptica por el ' lente lenticular 68 en la Figura 22, los rayos de luz de detección emitidos de los puntos respectivos en el punto detectado 30 para la · actividad de · vida- alcanzan las células foto detectores 38-2 a 38-4. Sin embargo, las partes fronteras 85 del circuito de detección de la . actividad de . vida que corresponden a las células foto ' detectoras 38 se configuran no para ser iluminadas con estos rayos de luz dé detección. .

Mientras tanto, la modalidad ejemplar está en la Figura 22 emplea en lente lenticular 68, de modo que la luz (o una onda electromagnética) del punto detectado 30 para la actividad de vida se proyecta no sobre una región donde las partes frontales.85 del circuito de detección dé la actividad de vida, que corresponden a las células ' foto détectoras 38 en el fotodetect.or 36 se proporcionan, 'si ni solamente en la región donde se proporcionan las células foto detectoras 38.

Sin embargo,, la presente modalidad ejemplar no se limita a esto, y. otros elementos de polarización . o elementos de bloqueo de luz parciales para proyectar la luz en únicamente en una.' región particular en el fotodetector 36 se puede colocar en la. vía de las rutas ópticas 33 de. la luz de detección al fotodetector 36. Como un ejemplo de los otros elementos de polarización mencionados en lo-, anterior, se puede usar un elemento de difracción glaseado (que tienen una inclinación . en una región específica) (por ejemplo, una rejiilla de difracción que tiene una característica .'de que la transmitancias de luz del orden 0 y la luz del orden-primero soh casi 0%, y la' transmitancia de la luz del orden +1 es casi 100%) . 6.3.3) . Método para detectar el cambio de alta velocidad de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear Como otra modalidad aplicada de esta modalidad ejemplar, un método para detectar un cambio de alta velocidad de una propiedad de Resonancia Magnética Nuclear se describe posteriormente con referencia a la Figura 23 y la Figura 24.

Cuando una neurona activa un potencial de acción, su potenciales de. membrana cambia temporalmente, lo cual provoca la absorción de las onda electromagnéticas en el intervalo de . los ' valores de desplazamientos ' químicos descritos en la sección 5.2 debido a la Resonancia Magnética Nuclear (excitación por resonancia magnética en un núcleo de hidrógeno) y la emisión de una onda electromagnética basada en la relajación de excitación que se presenta justo después Por otra parte, cuando un a región especifica (una región relativamente amplia constituida por una pluralidad de neuronas) en el sistema nervioso se activa, la pluralidad de neuronas en la región especificas repite el accionamiento de sus potenciales de acción en un corto tiempo. En', vista de esto, un estado de activación en el área especifica: en el sistema nervioso se puede detectar como una señal de detección de la actividad de vida al usar MRJ ó fMRI no como un solo potencial .de acción en una neurona, sino como una señal promediada., en un intervalo de tiempo especifico en una región espacial : 'especifica. Por consiguiente, en una modalidad ejemplar alternativa de la modalidad descrita en la sección 6.3.1 o 6.3.2, un cambio local de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear en el intervalo de los valores de desplazamiento químico descritos en la sección 5.2 se detecta por el uso de . MRI (Formación de Imágenes por Resonancia Magnética)' o fMRI (MRI funcional) y en consecuencia de detecta una señal de. detección de la actividad de. vida que corresponde l cambio, potencial de membrana de la. neurona. Sin embargo, en esta modalidad ejemplar alternativa, una . resolución temporal de la señal de detección dé la actividad de vida que se puede detectar tiene solo un nivel igual a aquel de la MRI o fMRI actual. En este aspecto, puesto que la resolución temporal y . la resolución espacial son bajas en la Técnica Convencional 2, no se puede detectar un solo potencial de acción de una neurona.

La Figura 23 muestra otra modalidad aplicada que puede resolver este problema y detectar un cambio de alta velocidad interno de la propiedad Resonancia Magnética Nuclear. En la Figura 23(a), un plano donde se proporciona un imán (superconductor) 73 y una bobina 72 para la preparación de campo magnético, . un plano donde se proporciona una bobina de excitación 74, y un' plano en la cual un arreglo de células bidimensionalmente arregladas 71 para detectar un cambio de la propiedad . de Resonancia Magnética Nuclear se arreglan en ángulos rectos entre si. En este punto, similar a la MRI o fMRI convencional/ el imán (superconductor) 73 se usa para la aplicación de una densidad de flujo magnético DC . desde él exterior. Adicionalmente, una bobina 72' para la preparación de campo magnético se coloca para, la corrección de la distribución espacial de la densidad de flujo magnético para formar una densidad. de flujo magnético uniforme en una parte 75.de un organismo a ser detecta (la cabéza de un candidato) y para el ajuste fino de un valor de la densidad de flujo magnético de DC de- acuerdo con los. valores de desplazamiento químicos descritos en la sección 5.2. Esta bobina 72 para la preparación del campo magnético se puede usar en el dispositivo MRI convencional o dispositivo fMRI en algunos casos .

En este punt.o, la cabeza de un cuerpo humano se asume principalmente. como un objetivo para la detección de la actividad de vida como un organismo ob etico para la medición en la modalidad aplicada mostrada en la Figura 23. Sin embargo, la modalidad aplicada no se limita a esto, y la detección de actividad de vida sed puede llevar a cabo en órganos . viscerales tales como el corazón en el¦¦ cuerpo- humano o dentro de las . extremidades . Además, el organismo no se limita a mamíferos tales como perros o gatos, y cualquiera de los organismos que incluyen microorganismos se puede ajustar en la parte 75 del. organismo que se detecta.

Además, ¦ esta modalidad aplicada tiene una característica, de que "la parte 75 de un organismo a se detecta (la cabeza de un candidato) se puede tomar dentro o hacia fuera a través de la bobina de excitación 74". Por consiguiente, al incrementar la bobina de excitación 74 en tamaño, . la detección de la actividad, de vida se puede llevar a cabo en interior.de un. gran organismo grande similar a un humano. Esto también, proporciona tal ventaja de que una superficie para detectar un cambio de alta velocidad, de la propiedad Resonancia .. Magnética Nuclear (un plano donde él arreglo de celdas, bidimensionalmente . arregladas 71 para detectar el cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear se coloca) sé puede usar libremente. El ¦ siguiente describe esta situación más específicamente. A fin de detectar la actividad de vida, es necesario colocar una parte 75 del organismo : para ser detectado dentro o fuera de una región donde las densidades de flujo magnético DC respectivas formadas por el imán (superconductor) 73 y la bobina 72 para la preparación de campo magnético se distribuyen, y se requieren las siguientes condiciones: a) un espacio pata proporcionar la parte 75· del organismo que se detecta se asegura en el área .donde las densidades de flujo magnético DC se distribuyen; y b) se asegura un espacio donde la parte 75 del organismo que se detecta se puede colocar dentro y fuera.

Estas' ¦.' condiciones son requeridas. aún en el dispositivo de MRI. convencional o el dispositivo fMRI. Sin embargo, en estos dispositivos convencionales, el espacio en donde la parte 75 . del organismo que se detecta se puede colocar dentro y fuera se proporciona frecuentemente en un lado de la bobina de detección (.rio ilustrado en la Figura 23) , que se proporciona para detección, de un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear.

Mientras tanto, como se muestra en la modalidad aplicada de la Figura 23, no hay. espacio donde la parte 75 del organismo que se detecta se puede colocar dentro y fuera, en 1 un plano sobre un lado del imán (superconductor) 73 para generar una densidad de flujo magnético. DC. Si el espacio donde la parte 75 del organismo que se detecta .se coloca dentro y fuera se ajusta en un lado de un plano para detectar un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear (el plano donde el arrecio de células bidimensionalmente arreglados 71 para detectar un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear se coloca) similar en el dispositivo de MRI .convencional o dispositivo fMRI, el arreglo físico en este plano sé restringe en gran medida, deteriorando en consecuencia en gran . medida el grado de libertad del método de' detección de un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear. En contraste, el arreglo én la Figura 23· mejora en gran medida el grado de libertad del método . de detección .de un cambio¦ de la propiedad . de Resonancia Magnética . Nuclear .

Sin embargo, puesto que una longitud (circunferencia) alrededor de la bobina de excitación 74 es más · grande en. el arreglo de la Figura 23, un valor de resistencia en la bobina de excitación 74 se eleva, provocando en consecuencia un problema que una característica de. frecuencia de. la bobina de excitación 74 disminuye fácilmente. Esta modalidad aplicada tiene tal dispositivo técnico que la sección transversal de una barra de alambre que constituye la . bobina de excitación .74 se enrolla para disminuir el valor de resistencia, resolviendo en consecuencia el problema anterior..

La modalidad aplicada ilustrada en la Figura 23 tiene .las siguientes: características : una pluralidad de celdas de detección 80 para detectar un cambio de la propiedad Resonancia Magnética Nuclear, cada una que incluye una bobina de detección 84 para la detección de la actividad de vida que tiene una circunferencia más corta que aquella de la bobina, de excitación 74, se colocan bidimensionalmente en una forma de arreglo (véase Figura 23(a)); y una célula de detección 80 para detectar un cambio de la. propiedad de Resonancia Magnética Nuclear se configura para incluir una parte frontal 85 del circuito de detección de la actividad de vida, para tener una función de amplificación (una función de preamplificador ) . de una señal de detección obtenida de la bobina de detección 84 y una función de procesamiento de señal equivalente a un nivel de parte frontal (véase la Figura 23 (b) ) .

En este punto,, cuando una' sola circunferencia de la bobina de detección 84 se ajusta para ser más corta que la bobina de excitación 74, se reduce el valor de resistencia en la. bobina de detección 84 y se mejora una característica de frecuencia de la detección de señal por la bobina de detección 84. Esto hace posible detectar una señal de detección de la actividad de vida que cambia a alta velocidad más con precisión.

Mientras , tanto, puesto que se proporciona un preamplificador fuera de una bobina de detección (no ilustrada en la Figura.23) en el dispositivo MRI convencional o dispositivo fMRI, los ruidos de perturbación se mezclan a través de un cable entre la bobina de detección y el preamplificador . Por otra parte, en esta modalidad aplicada, una celda de detección 80 para detectar un cambio de la propiedad Resonancia , Maqnética Nuclear se confiqura para tener la función del preamplificador a una señal de detección obtenida de cada bobina de detección 84 y .la función de procesamiento de señal equivalente al nivel de parte frontal, de modo que la mezcla de los ruidos de perturbación se reduce y se puede obtener establemente y con precisión una señal de detección de la actividad de vida.

Esta característica se describe a continuación, más específicamente. Como se muestra en la Figura 23(a), arreglos de celdas bidimensionalmente arregladas 71 para detectar un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear, que es un tipo de un séñal. de detección de la actividad, de vida, se · colocan en tanto el lado menos profundo (no ilustrado) como un. lado más profundo de una parte 75 de un organismo que se detecta (la cabeza de un candidato), en el espacio de página. En cada uno de los arreglos' ¦ de celdas bidimensionalmente arregladas 71' para, detectar un cambio de la ' propiedad de Resonancia Magnética Nuclear, las celdas de detección 80 para, detectar un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear, que tiene cada una configuración como .se ilustra en la Figura 23(b), se arreglan bidimensionalmente par formar una configuración de arreglo.

En este punto, como se muestra en la Figura 23(b), üna linea de energía y línea de tierra 81 que se proporciona en una parte frontal 85 del circuito de detección de la actividad de vida y la línea de transmisión 82 para la señal de sello de reloj + tiempo del sistema se coloca para estar en ángulos rectos, a la bobina de detección 84. La razón es como sigue: tal arreglo evita no sólo señales de transmisión (un reloj de sistema y una señal de sello de tiempo) que fluyen a través de. la línea de transmisión 82 para la señal de selló de reloj de sistema + tiempo que se fuga a la bobina de detección 84, pero también la' línea de energía y la línea a tierra 81 afectan la bobina de detección 84 adversamente. Por otra parte, en. esta modalidad aplicada,, un tiempo de detección de un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear, (detección de la actividad de .vida) se conmuta en un tiempo de salida de la salida dé la señal de detección de la actividad de vida de la parte frontal 85 del circuito de detección de la actividad de vida y viceversa, mejorando en consecuencia la precisión de detección, de la detección de un . cambio' de la propiedad de . Resonancia Magnética Nuclear (detección de la actividad de vida) . Alternativamente,, como se muestra, en la Figura 23(b), si la linea de salida 83'para.la señal de detección de la actividad de vida.se coloca en ángulos rectos a la bobina de detección 84, es. posible evitar que una señal de salida de la. linea de salada 83 para una señal de detección de la actividad de vida se fugue a la bobina de detección 84. Esto hace posible llevar a cabo simultáneamente la detección de un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear (detección, de la actividad de vida), y. la salida de. una señal de detección de la actividad de vida, de modo que la detección, de un cambio de la propiedad de .Resonancia Magnética Nuclear (detección de la actividad de vida) se puede lleva a cabo durante un periodo de tiempo prolongado.

Cuando una neurona acciona un potencial de acción, su' potencial de ; membrana cambia temporalmente,, lo cual provoca absorción y emisión de una onda . electromagnética que corresponde al valor de desplazamiento químico descrito en la sección 5.2. Una característica de absorción/emisión de la onda electromagnética .' cambia de . acuerdo . con el patrón potencial de acción, y su señal de cambió se presenta en la bobina de detección 84.

Aunque sé omite en la Figura 23(b), una parte de extremo de esta bobina de detección 8 se conecta directamente a un .preamplificador en la. parte frontal 85 del circuito de detección de la actividad de vida. Por consiguiente, cuando una señal de detección de la actividad de vida que corresponde al patrón potencial de acción que se presenta en una neurona se presenta en la bobina de. detección .84,. la señal: de detección de la actividad, de vida se amplifica por el preamplificador . La señal amplificada de esta manera pasa a través, de un filtro de paso de banda (o un circuito detector) afinado con frecuencias . de onda electromagnética suministradas de una bobina de excitación 74 en la parte, frontal 85 del circuito.de ^detección de- actividad de vida de modo que sólo un componente de onda electromagnética qué corresponde al valor de desplazamiento químico se toma, y la señal se convierte en una señal digital por un convertidor de A/D (convertidor análogo a digital)- y se almacena temporalmente en una. sección de memoria. La relación S/N de la señal de detección se mejora en gran medida debido a la. operación del filtro de paso de banda (o el circuito detector), como tal. Sin embargo, esta señal de detección es muy débil, y por' lo tanto se somete a ün procesamiento de señal, (procesamiento de parte frontal) para incrementar la precisión de detección más. en la parte frontal 85 del circuito de defección de la actividad de vida.

Es decir,, puesto que un patrón potencial de acción que se presenta en una .neurona se determina con anticipación, al patrón potencial de acción corresponde a eso sé almacena en; la parte frontal '85 del circuito .de detección de la actividad de vida. . Luego, se lleva a cabo un cálculo de comparación de patrón entre este patrón de detección que corresponde al potencial de acción almacenado con anticipación . y .. . una . señal de . detección ' almacenada temporalmente en .la sección de memoria (notar que el procesamiento de estandarización de un valor de amplitud se lleva a cabo en este' tiempo) en diferentes tiempos de verificación. Guando · un resultado de cálculo' de la comparación de .'patrones es más grande que un valor especifico, se considera que un potencial de acción de la neurona sea presentado, y un "tiempo de detección" y un "valor de amplitud de detección" se almacenan temporalmente en la memoria.

Como se ha descrito en la . sección 1:3,' el término 24. del impulso nervioso es aproximadamente 0.5 a 4 ms . Por consiguiente, a fin de llevar acabo el procesamiento de señal en este cambio con precisión y eficientemente durante el término, es deseable que una frecuencia de reloj.de sistema transmitida, en la linea de transmisión 82 para la señal de sello de reloj de sistema + tiempo en la Figura 23(b) esté en el . intervalo de 10 kHz a 1 Hz. Una señal de sello de tiempo se proporciona como un. valor contador Incrementado por 1 por cada reloj a lo largo de esta frecuencia de reloj de sistema ("1" se agrega para cada reloj de sistema) . Además, esta señal de sello de tiempo (este valor contador binario se sincroniza con el tiempo del reloj de sistema y se trasfiere a lo largo de NRZI (Inversión de no Retorno a Cero) ) y el número de veces especifico repetido del reloj de sistema se arreglan alternativamente a través , del tiempo y se transfieren. Un tiempo cuando un¦ bit superior de esta señal de sello de tiempo ha llegado en la parte frontal 85 del circuito de detección . de la actividad de vida se toma como un "tiempo indicado por la señal de sello tiempo" y todas las celdas de detección '80 para detectar un cambio de la propiedad de resonancia magnética nuclear se sincronizan con este tiempo .

Inicialmente., en la parte frontal '85 del circuito de detección de - la actividad' .de vida, el "tiempo de detección" y el: . "valor de amplitud de detección" . del potencial de acción de la neurona se almacenan temporalmente en la memoria en respuesta a una señal de transmisión de la linea de transmisión 82 para el reloj de . sistema + señal de sello de tiempo. La información almacenada de esta manera en la' memoria por un periodo¦ de tiempo especifico . se envía a la línea de salida. .83 para una señal de detección de la actividad de vida cómo un tiempo designado desde el exterior.

En . est puntó, en la línea' de salida 83 para una señal de detección' de. la actividad de vida, un tiempo de salida se. asigna a cada celda de detección 80 para detectar un cambio . de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear, .y la señal almacenada temporalmente en la memoria se transmite sobre la línea de salida 83 para una señal de detección de la actividad de vida en . el tiempo designado de esta . manera có.n anticipación.

Como tal,, las señales, de todas las celdas de detección 80 para detectar un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear recolectada en la " línea de salida.83 para una señal de detección de la actividad de vida se' usan para: (a) él logro de alta precisión y alta conflabilidad de una señal de detección con base en un proceso estadístico, y (b) cálculo de un área de accionamiento potencial de acción (o activada) en un .objeto viviente. El (a) y (b) anteriores se llevan a cabo en una parte trasera (no ilustrada en la Figura) del circuito de detección de lá actividad de vida.

Lo siguiente describe en primer lugar el procesó anterior. Cada señal de todas las celdas de detección 80 para detectar un cambio de . la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear incluye un "tiempo de detección" de un potencial de acción.. Por consiguiente, cuando, un potencial de acción' se puede detectar con precisión, una .señal de detección del potencial de acción se. obtiene de célula de detección vecina 80 para detectar . un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear en el mismo tiempo.

Por lo tanto, si no se obtiene una señal de detección del potencial de acción de la célula de detección vecina 80 para detectar un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear en este tiempo, se considera que se presenta "una detección falsa" en una parte frontal especifica 85 del circuito de detección de la actividad de vida, que luego sé remueve de los objetivos de detección. Al llevar, a cabo un proceso de comparación en las . señales (tiempos de detección de potenciales de acción) obtenidas de tal pluralidad de celdas de detección 80 para detectar un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear, se puede lograr una mayor precisión y una mayor conflabilidad de la señal de detección.

Con referencia a la Figura 24, .' lo siguiente describe un método .de cálculo de un área de accionamiento potencial de acción (o activadas), en un objeto viviente, el método de cálculo que se lleva a cabo por una parte trasera del circuito de detección de la actividad de vida. Cuando un potencial de acción se acciona por . una neurona en una posición a en una parte 75 de un organismo que se detecta (la cabeza de un candidato) , una señal de detección se' puede obtener de' cada¦ punto .. dentro de un arreglo de celdas bidimensionalmente arregladas 71 para detectar un cambio de la propiedad Resonancia Magnética Nuclear. De acuerdo con el electromagnetismo,, un valor de amplitud detectado de la señal de detección obtenida de cada punto dentro de arreglo de celdas bidimensionalmente arregladas 71 ; para detectar un cambio de la propiedad de Resonancia Magnética. Nuclear puede corresponder a una distribución de intensidad de . un campo magnético formado, por un momento . dipolar (carga magnética puntual) en la posición a.

Es decir, el valor de amplitud detectada de ,1a señal , obtenida de, cada punto, (p, p, s, u, ?) dentro del arregló de celdas bidimensionalmente arregladas 71 para detectar un cambio de propiedad dé Resonancia . Magnética Nuclear es . inversamente proporcional a un cuadrado de una distancia (rn rp, rQ, r„, G?) de cada punto a la posición a. En vista de esto después de suavizar "los valores dé amplitud detectados" en el mismo "tiempo de detección" obtenido de. la celda de detección respectivas 80 para . detectar un . cambio de la propiedad de Resonancia Magnética Nuclear para remover los componente de ruido de impulso, se usa . la relación ilustrativa en la Figura 24. Como' resultado,' es posible estimar µ? área activada en la parte 75 del organismo que se detecta, (la cabeza o similar del candidato) .

La estimación de un área activada corresponde a la extracción de una señal de detección de la actividad de vida en . (3) de la sección 6.1.3. Por consiguiente, es necesaria linear una ubicación de extracción de una señal de detección de la actividad de .vida o de identificar la ubicación de extracción como se describe en (1) y (2) de la sección 6.1.3. Para esta operación.,- es necesario medir, con anticipación, un patrón de distribución de concentración de agua interna o un patrón de distribución de concentración de grasa, interna de acuerdo. con el método . de detección MRI convencional mediante el uso de la sección de detección de señal descrita en la Figura 23 o . el dispositivo MRI . convencional. Subsecuentemente, se combinan un patrón, de imagen obtenido por el método de detección MRI convencional y un resultado de extracción de la señal de detección de la actividad de vida, y se lleva a cabo la alineación (identificación de una ubicación) de un área activada (o región donde los potenciales.de acción se accionan frecuentemente) .

Luego,, desde, la parte trasera del circuito de detección de la actividad- de vida proporcionado en la sección de. detección de señal (véase la sección 6.1.3 acerca de las definiciones de los términos), "una señal de un área activada interna (una señal' de una ubicación y un intervalo de una región activada)" "Una señal de números potenciales de acción po área durante cada término de ajuste", "una ruta de transmisión' de señal interna con base en un' intervalo de accionamiento en un área activada" o similar se produce como una señal de detección de la actividad de vida. 6.3.4). Método para reducir la interferencia de otros sistemas dé detección de. la actividad de vida adyacentes En el método de medición de la actividad de vida en la presente modalidad ejemplar, una cantidad de una detección de la actividad ,de vida es muy pequeña, y además, es necesario iluminar. un sujeto de medición . con luz de iluminación. para .la detección de la actividad de vida. Por lo tanto, en un caso donde una pluralidad de secciones de detección diferentes¦ 101 para la actividad de vida se colocan en posiciones en proximidad entre si,, existe tal riesgo de que la sección de ''detección 101 para la actividad de vida se pueda' afectar :(interferir)' por la luz de iluminación 115 paira la detección de la actividad de vida de otra sección de detección 101 para la actividad de vida. A fin de reducir esta interferencia, en¦ esta modalidad ejemplar, cada luz de iluminación 115 para la detección de ' la actividad de vida tiene información de identificación, de modo que un grado de influencia de otra luz de iluminación 115 para la detección de la actividad de. vida es cuantitativamente medióle. Esto hace posible compensar la interferencia mediante un proceso de computación en un lado de detección, produciendo en consecuencia un efecto de alta precisión para la detección de la actividad de vida que se puede asegurar aún si existe alguna interferencia física entre sí.

Lo siguiente describe el método en el. cual cada luz dé '. iluminación 115 para la detección de la actividad de vida se configura para .tener información de identificación. Como se ha descrito en la explicación en la sección 4.7 (acerca de la detección de una. señal débil), la modulación de intensidad se lleva a cabo en la luz de iluminación 115. para la detección de . la actividad de vida con el uso del generador de señal de modulación 113 o 118 con anticipación. La presente modalidad ejemplar-.' emplea, como el método de modulación, un método de. modulación llamado MSK (Modulación por Desplazamiento Máximo) usando una combinación (tiempo-serie) de' solo dos tipos de frecuencias, es decir una frecuencia básica y una frecuencia de 1.5 veces la frecuencia básica. La Figura 27 (a) muestra el método en el cual cada luz de iluminación 115 para la detección de la; actividad de vida se configura para tener información de identificación por el uso de MSK. Un tiempo de iluminación de la luz de iluminación 115 para la detección de la actividad de vida se divide en un término 440 de detección de la actividad de vida y un término de expresión de información inherente 441 de una sección de detección 'para la actividad de vida. En este punto, durante él término 440 de la detección de la actividad de vida, la luz de iluminación. 115 para la detección, de la actividad de vida 115 se somete a modulación de intensidad con una sola frecuencia de únicamente una frecuencia ^básica y con amplitud constante, y las. actividades de vida se detectan durante este término. Además,' en caso donde una actividad de vida se controla, un sujeto de medición se ilumina con luz de iluminación potente, y continua 115 para la detección de la actividad de vida (luz de iluminación lineal sin modulación de intensidad) solo por un periodo especifico dentro de este término 440 de la detección de la actividad de vida. Por otra parte, durante el término de expresión dé información inherente 441 de una sección de detección para la actividad de vida, la luz de iluminación 115 para la detección, de la actividad de vida se . modula con base en SK. Aún en un caso donde se controla una actividad de vida, la intensidad y el método de modulación de la' luz de .iluminación 115 para la detección de la actividad de vida se mantienen para ser lo mismo durante el término de detección. Por consiguiente, la luz de iluminación 115. para la detección de la actividad de vida se puede detectar establemente durante el término de expresión de información inherente 441 de la sección de detección para actividad de vida. De esta manera, la información de identificación de cada luz de iluminación 115 para la detección de la actividad de vida sé puede reconocer sin considerar el término de detección o el término de control de la actividad de vida.

Un estado de modulación de la luz de iluminación 115 para la detección de la actividad de vida durante el término de expresión de información inherente 441 de una sección de detección para la actividad.de vida se muestra en al Figura 27(b). Un periodo de modulación de intensidad en una frecuencia de. 1.5 veces la frecuencia básica continúa durante un periodo ¦ de una señal sincrónica 451.. Por consiguiente, un tiempo de inicio del término de expresión de información inherente 4 1 de una sección de detección para la actividad de vida, se puede encontrar fácilmente al detectar esta señal sincrónica 451. Después de eso, la luz de iluminación 115 para la detección de . la¦ actividad de vida se genera con base en un patrón de . combinación original de: la frecuencia básica', .que se basa en la frecuencia · MSK y corresponde' a la información ID 452 para la .identificación del fabricante de,. la sección de detección para la actividad de vida; y una frecuencia de 1.5 veces la frecuencia básica. Al identificar la información ID 452 para la identificación del fabricante de la sección de detección pará la actividad de vida, la sección de detección 101 para la actividad de vida puede identificar un fabricante que fabricó una sección de detección para la actividad de vida colocada en una posición adyacente. Subsecuentemente, se presenta un patrón de combinación original de una frecuencia básica indicativa de la información de identificación 453 de una sección de detección correspondiente para la actividad de vida y una frecuencia de 1.5 veces la frecuencia básica.. En esta modalidad ejemplar, se. muestra un número de producción de una sección de detección correspondiente para la actividad de vida como la información de identificación 453, pero alternativamente, si todas las secciones de detección para la actividad de vida tienen diferentes patrones (información), la información de identificación 453 . puede tener ot a información excepto el número de producción. La información ¦ original 454 relacionada con un fabricante, que puede ser establecido por el fabricante subsecuentemente a la información de identificación · 453,· se puede mostrar por la modulación MSK.

Enseguida . se explicará un método paira remover la influencia en términos de procesamiento de señal en caso donde se presenta interferencia entre las secciones de detección- diferentes para la actividad de vida. Las emisiones de luz' no se sincronizan entre las secciones de detección diferentes para la actividad de vida, y por lo tanto, los términos de expresión de información inherentes 441 de las secciones de detección para la actividad de vida vienen en diferentes tiempos. En un término 440 de la detección de la actividad de vida durante el cual una sección de 'detección para la actividad de vida · emite luz, un término de expresión inherente 441 de otra sección de detección para la actividad de. vida en otro dispositivo también puede presentarse al mismo tiempo. En este caso, durante el término 440 de la detección de la actividad de vida durante la cual una sección de detección para la actividad de vida emite luz, la. luz modulada con una frecuencia de 1.5 veces la frecuencia básica se fuga en la misma., de modo que la interferencia de la luz se puede encontrar inmediatamente. Además, durante un período de una señal sincrónica 451, la ' modulación de intensidad se continua con la frecuencia de 1.5 veces la frecuencia básica, de- modo que un nivel de fuga (nivel de interferencia) se puede detectar con. precisión al comparar los valores de amplitud en frecuencias respectivas después del análisis de espectro. Se lleva - a cabo un proceso de computación con base en el resultado de detección, removiendo en consecuencia en gran medida- la influencia de otras secciones de detección 101 para la actividad de vida. De esta manera,- cuando cada.luz.de iluminación 115 para la detección dé la- actividad de vida se configura para tener información de identificación como . se ilustra en la Figura 27, la actividad de vida - se puede detectar de manera estable y altamente precisa aún si se presenta interferencia de otras secciones de detección 101 para la actividad de vida. 6.5) Método de medición de la actividad de vida 6.5.4) Otros métodos de medición de la actividad de vida El sistema nervioso de un animal . mamífero que incluye . un animal tiene una estructura jerárquica. En una capa del sistema nervioso central 7 tal como la capa de¦ la corteza cerebral, se forman circuitos neurales ¦ muy complicados, y por lo tanto, . es muy difícil generar información personal o aún la información, de la actividad de vida de una señal de . detección de la actividad de vida detectad de. la misma.

Sin embargo, los circuitos neurales entre; las capas se' conectan entre si, de modo que las actividades se llevan a cabo en cooperación con las capas respectivas.

En vista de esto, otra modalidad ejemplar tiene una característica en que "la información de la actividad de vida se genera de una señal de detección, de la actividad de vida de una capa inferior y en consecuencia se estima la información, de la actividad de vida de una capa más. alta" como mide la dificultad en adquirir la información de la actividad de vida relacionada con la capa, del' sistema nervioso central 7 que incluye la capa de la corteza cerebral o él sistema límbico.

Se dice que una amígdala toma una función central con. respecto a la reacción emocional en el cerebro de un humano o. una animal, y la reacción' emocional se expresa . en un núcleo, amigdaloide central (Hideho Arita: Nounai busshitsu no sisutemu shinkei. seirigaku (Chugái-igakusha, . 2006) p. 105). Una señal de salida, del núcleo amigdaloide central se ingresa directamente, en. un núcleo motor facial (Masa iko Watanabe: Nou Shinkei Kagakú Nyumon Koza (Ge) (Yodosha, 2002), '.p. 222).

En este .punto, el núcleo motor, facial funciona '.en un músculo facial para controlar una expresión facial. Por consiguiente, la reacción emocional expresada en el núcleo amigdalóide 'central, se presenta en la expresión facial directamente.' ' Por otra, parte, un envío del circuito neural del grupo amigdalóide central a la corteza cerebral no existe, notablemente, y una señal de salida de este núcleo amigdalóide central alcanza un área pre-frontal a través de un núcleo medial en la amígdala, por ejemplo. Además de eso', este núcleo medial .reside entradas de señal de otras áreas en la amígdala, el tálamo, o el hipotálamo s ( asahiko Watanabe: Noú Shinkei Kagaku Nyumon Koza Gekan (Yodosha, 2002) , p. '221) .

Cuando una señal de salida del núcleo amigdalóide central alcanza el área frontal con algún cambio afectado por esas señales, una sensación reconocida en el área pre-frontal se vuelve ligeramente diferente de la emoción bajo sub-conciencia que se presenta en el núcleo amigdalóide central. Esto indica tal posibilidad que "uña expresión . facial muestra una emoción más con precisión que una persona que · está alerta".

En vista de esto, otra modalidad explicada en este documento tiene una característica en que en lugar de obtener una señal de detección 'de la actividad de vida de la capa del sistema nerviosos central 7 incluyendo . la capa de la corteza cerebral, el movimiento de un músculo facial formado por una acción del núcleo motor .facial se. detecta, y se genera la información de la. actividad de vida de la señal de . detección . Por consiguiente, si una necesidad de obtener información de la actividad de vida' de la capa del sistema nervioso central 7 (incluyendo la capa de la corteza cerebral o el sistema límbico) por lo cual la interpretación de la actividad de vida es muy complicada y difícil, la información acerca de la reacción emocional relacionada cotí el sistema límbico o la corteza' cerebral se puede obtener con precisión a partir de un resultado de "interpretación del movimiento del músculo facial" por el cual la interpretación es relativamente fácil .

En este caso, la posición marcada -40 en. la superficie, del objeto viviente como se muestra en la Figura 16 corresponde a una posición facial del candidato (o usuario) . Mientras tanto, ha habido cámaras digitales con una función de detectar automáticamente una posición facial de un sujeto mediante el uso de una técnica, de reconocimiento de imágenes en estos días. En vista de esto, en esta otra modalidad explicada en este documento, la sección de supervisión de posición con respecto a un punto detectado para la actividad de vida (una sección para llevar¦ a cabo la primera detección) se configura para tener la técnica de reconocimiento de. imágenes, y una señal de detección de la posición facial del candidato (o usuario) se asume como una señal de detección dé la actividad de vida.

Además.,, en caso donde la otra modalidad ejemplar descrita, en este . documento se lleva a. cabo,- un tamaño .de patrón de formación de 'imagen se estandariza a un tamaño 'para mostrar una cara' completa del candidato (o usuario) y se almacena en la sección de memoria 142 de la parte trasera, en una etapa del proceso de "A] cambio de un tamaño de patrón de formación de imágenes (estandarización del tamaño)".. Si el tamaño de la cara del candidato sé estandariza a. un tamaño predeterminado como tal sin considerar que tan pequeña/grande es. la cara del candidato o que tan lejos es una distancia entre el candidato y la sección de detección de. señal 103, la facilidad y precisión de la detección de posición de los ojos o .una boca en la cara se mejoran, hasta :siendo de esta manera fácil generar la información de la actividad de vida de la señal de detección de la actividad de vida.

La Figura 25 muestra relaciones entre . una expresión facial y una reacción emocional. La Figura 25(a) muestra una expresión facial durante reposo, la Figura 25(b) muestra una expresión facial en el momento de¦ sonreír, la Figura '25(c) muestra una expresión facial al . momento, de enojarse, y la Figura 25(d) muestra una expresión facial eri una perdida (puede, ser difícil, que se distinga entre sí debido a la pobreza de los dibujos, pero se proponen para mostrar' las expresiones faciales respectivas).. Una expresión muestra una sensación del candidato (o usuario) . Los movimientos musculares en la . cara' en.¦ ese momento se muestran con flechas en, la Figura 26. En el momento de sonreír como, en la Figura 25 (b) , ' los músculos exteriores de los párpados; y ojos hacen contacto hacia abajo'. Además, los músculos exteriores de una boca se contraen hacia arriba y hacia afuera. Al momento de enojarse como en la ' Figura 25(c), los músculos . exteriores de las cejas y los párpados superiores se contraen hacia arriba ¦ y los músculos de, los párpados inferiores se contraen hacia abajo. Al mismo tiempo, los músculos . exteriores de una boca se contraen hacia abajo y hacia afuera. Por otra .parte, en momento de estar en una pérdida como, se muestra en' la' Figura 25(d), los músculos interiores bajo las cejas sé contraen .hacia el interior.. Además, al mismo tiempo, : los músculos alrededor de los párpados inferiores se contraen para., subir los párpados inferiores hacia arriba. Como tal, el resultado de. detección de los estados de contracción y relajación de los músculos faciales se correlaciona con la información de ¦ la actividad de vida que corresponde a la reacción emocional o similar .

Cuando el músculo facial se. contrae, se presenta la activación de la. unión neuromuscular 5 (un cambio .de potencial de membrana), y. el cambio, potencial subsecuente -27 de una membrana ce fibra muscular.. Por consiguiente, el cambio de' los potenciales de membrana se pueden detectar mediante el uso de la luz de infrarrojo, cercano/luz infrarroja como se . muestra en la sección 4.7 o. la Resonancia Magnética Nuclear como se. muestra en la . sección 5.2. ¦ t Además, 'cuando el músculo facial se contrae, se presenta un cambio de concentración de oxigeno en los capilares alrededor del músculo facial, de modo que la "detección del cambio de concentración de oxigeno en la sangre en las áreas circundantes" se permite por el usuario de la luz de infrarrojo cercano.

Por otra parte, cuando el · músculo facial se contrae o repite la contracción y relajación, el calor generado desde el interior del músculo alcanza una. superficie de la cara, incrementando en consecuencia localmente la temperatura sobre la superficie de la piel de la cara. Por consiguiente, aún si la distribución de la. temperatura en la superficie de la piel de la cara se mide usando una termografia, la detección de la actividad de vida se puede llevar a cabo con respecto a las actividades del músculo facial. 11) Otras Modalidades Aplicadas con Respecto a la Detección/Control de la Actividad de Vida 11.1) Otros fenómenos de. la actividad de vida de los cuales los estados contraidos y relajados del músculo esquelético van a ser detectados/controlados Como ejemplos de las actividades de vida .dinámicas que se presentan en un. objeto viviente, los capítulos 1 a .5 tratan principalmente con métodos para detectar un estado potencial de acción y un estado de transmisión de . señal del sistema nervioso. Sin embargo, - la presente modalidad ejemplar no · se limita a ellos, y cada "detección, medición o control de las. actividades: d vida dinámicas en un objeto viviente por un método no de contacto" se incluirán en la presente modalidad ejemplar o las modalidades aplicadas. En' la explicación de la sección ß.5.4 con referencia a las Figuras 25. y 26, la detección de un estado de transmisión de señal a la unión neuromuscular (una activación de la unión neuromuscular 5) .se usa para la detección de los estados de contracción y relajación de un músculo esquelético.' Como una modalidad aplicada, dé. la modalidad ejemplar anterior,' el capítulo 11 explica un método para detectar directamente un estado de contracción actual y un estado de relajación actual de un músculo esquelético, y un principio del mismo. Además, un método para controlar la contracción/relajación del músculo esquelético mediante el uso del principio de detección también se explica en este documento.

De acuerdo . con B. Alberts y colaboradores: Molecular Biology . of the Cell, 4th Edi . (Garland Science, 2002) Capitulo 16, un proceso de contracción de un músculo esquelético se constituye principalmente por las siguientes dos etapas a] control para permitir la contracción del músculo esquelético mediante la liberación de iones de calcio en una célula muscular; y . b] contracción del músculo esquelético mediante la migración de Miosina a' los filamentos de actina en la célula muscular.

Mientras tanto, la "transmisión de señal a la unión neuromuscular. (la. activación de la unión neuromuscular 5)" explica en una sección 6.5.4 se presenta en una etapa frontal justo antes de la etapa anterior [a].

En la etapa de contracción del músculo esquelético en [b] , "deformación de Miosina", "unión de una cabeza de Miosina a los filamentos de actina", "restauración de una forma de Miosina en un estado de contacto" y "separación de la cabeza de Miosina' de los filamentos de actina" son repetidos. En este punto, se presenta la "deformación de la Miosina" al usar' hidrólisis de ATP (Trifosfato de adenosina) . Es decir, una parte,' de la Miosina incluye una enzima especifica llamada Miosina ATPasa, y cuando el ATP en el cual se conectan tres fosforilos en serie se unen a la misma, una molécula de agua vecina se incorpora en los mismos y uno de los fosforilos se remueve del enlace.

De ésta .manera, la contracción del - músculo esquelético requiere "unión de una cabeza de Mios.ina a los filamentos de actina". Sin embargo, en la relajación del músculo esquelético/ la Tropomiosina ocupa este sitio de enlace, y obstruye la. "unión de una cabeza de Miosina. a los filamentos de actina". Mientras tanto,, cuando la "transmisión de .señal a la unión neuromuscular (la activación de la unión neuromuscular 5) " explicada 'en la sección 6.5.4 se presenta, una gran cantidad ' de . iones de calcio fluyen en este sitio como la etapa [a] . Cuando el ión de calcio fluye de esta manera, en este tiempo .se enlaza a la Troponina, se' desplaza la Tropomiosina conectada a la Troponina, y se permite la "unión de una cabeza de Miosina a los filamentos de actina". Cuando este ión de calcio se enlaza a la Troponina, se estima que' un enlace iónico se forma entre un residuo de aspartato incluido en. la Troponina o un grupo carboxilo que- constituye una parte de un residuo de- Glutamato, y el ión de calcio Ca2+. 11.3) Mecanismo de Movimiento, de la Miosina ATPasa Una estructura molecular parcial donde la ATP se enlaza' a un sitio activo que tiene una función de-. Miosina ATPasa- . en la Miosina s-e describe en p . 15850 in I. Rayment : Journal of Biolog.ical Chemistry vol. 271 (1996), y un extracto de su parte principal se muestra en la Figura 29. En la Figura 29, una linea sólida en negritas indica un enlace covalente, una linea ondulada en negritas indica un enlace iónico., y una linea vertical constituida de lineas continuas laterales indica un enlace de hidrógeno. Además, una flecha de una linea sólida fina indica una dirección sesgada de una distribución de probabilidad de electrones de., un orbital de enlace (una distribución de densidad de nubes de · electrones ) . En este punto, el - AT.P tiene una' estructura molecular en la cual tres fosforilos se conectan a la. adenosina en serié, pero en la Figura .29., un estado donde un fosforilo se conecta a ¦ la adenosina.. se describe colectivamente como AMP (monofosfato de adenosina). Se dice que un ión de magnesio Mg desempeña una parte importante en la hidrólisis' del ATP, y una molécula de . agua activada por la acción del ión de magnesio Mg2+ trabaja directamente sobre un sitio de enlace entre dos fosforilos para escindir el enlace. Además, un sitio activo que tiene una función de Miosina ATPasa- en la Miosina .incluye Lisina Lysl85 y Asparagina Asn235.. En este punto, el húmero . en la' Figura 29 indica un número de identificación secuencial del aminoácido en la Miosina, que es una proteína.

Cuando el enlace de ATP al sitio activo . que tiene una función de Miosina 'ATPasa, los átomos de oxígeno 05"' y 02 en la misma se unen . al hidrógeno a una parte del residuo de Lisina Lysl85 y una parte del residuo de Asparagina Asn235. Además, un átomo de hidrógeno Hl en una molécula de agua alrededor del ATP se enlaza al hidrógeno á un átomo de oxigeno 02 en el ATP. Por otra parte, un ión de magnesio. Mg2+ forma un enlace iónico, débil a un átomo de oxigeno 01. en la molécula de agua, activando en consecuencia la molécula de agua .

Además, también se considera que el ión de magnesio Mg2+ también forma un enlace iónico débil a un. átomo de oxigenó 09' en otra, molécula de agua, también ' forma enlaces iónicos débiles a los dos átomos de oxigeno .03" y 08" en el ATP. Se dice que en un entorno de agua en un objeto viviente (aproximadamente pH. 7), el ATP se carga con electricidad negativa, .y un ?-fosforilo y un ß-fosforilo en el mismo corresponden a dos cargas eléctricas, negativas y una- carga eléctrica negativa, respectivamente.

En la Figura 29, para conveniencia de explicación, se asume que 03", 05" y 08" se cargan cada uno con una . carga eléctrica negativa. Cuando un residuo de Lisina Lysl85 y un ión de magnesio divalente Mg2+, que se cargan con la carga eléctrica positiva: en el entorno de agua en un objeto viviente (aproximadamente- pH 7), unido a los mismos, .se forma en "conjunto un estado eléctricamente neutralizado. Cuando cada molécula, se coloca tridimensionalment . para formar varios enlaces como, tales, una probabilidad de existencia de electrones (una ' distribución de densidad de una nube de electrones) alrededor del' átomo de oxigeno 05" en el ATP hace un movimiento a hacia un. átomo de nitrógeno Nl+ cargado', con la electricidad positiva, a través de un átomo de hidrógeno H2 en el residuo, de Lisina Lysl85, como.se ha descrito en la Figura 57(b). Después, a fin de hacer la disminución de la densidad d la nube de electrones alrededor del átomo de oxigeno 05",. una parte de la probabilidad de electrones de un orbital de enlace entre' un átomo de fósforo Pl'.y un átomo de oxigeno 02 se mueve en una dirección ß.

Por otra parte, puesto que el átomo de oxigeno 02 que se enlaza a dos fosforilos en las formas de ATP se¦ enlaza por. hidrógeno a un . átomo de hidrógeno H6 en - un residuo de Asparagina Asn235, una parte de la. distribución de la •densidad de nube dé. electrones localizada,, alrededor, del átomo de oxigeno 02 se mueve ligeramente hacia un átomo de nitrógeno N2 a través del .átomo de hidrógeno H6 como se muestra por una flecha ?. Además, a fin de constituir una falta sobre abrumadora dé la densidad de nubes de electrones alrededor del ión de. magnesio Mg2+ que tiene dos cargas eléctricas positivas, la distribución de la densidad de la nube de electrones hace un movimiento d de la vecindad del átomo de oxigeno. 02 a través de un átomo de fósforo P2 y un átomo de oxígeno 08". ' .

Como, resultado, la densidad de la nube de electrones alrededor del átomo de oxígeno 02 disminuye en gran medida, pero puesto.- que este átomo de oxígeno 02 forma un enlace de hidrógeno a un átomo de hidrógeno Hl en ,1a molécula de agua, la disminución de la densidad.de la nube de electrones se evita por el uso de esta ruta de enlace de hidrógeno. Más específicamente, la probabilidad de electrones de una. orbital de enlace entre el átomo de oxígeno 01 y el átomo de hidrógeno Hl en la molécula de agua disminuye como se muestra por una flecha e, y la probabilidad de la existencia de electrones del . enlace de hidrógeno -se incrementa. Los electrones implementados de- esta manera trabajan como una orbital de enlace entre , el : átomo de hidrógeno Hl y el átomo de oxígeno 02, formando en consecuencia un enlace covalente entre el átomo de hidrógeno Hl y el átomo de oxígeno 02. Además, el ión de magnesio Mg2+ retira una densidad de nubes de , electrones periférica . hacia su. circunferencia, de modo que la nube de electrones fluye en una dirección de una flecha ?.

Como resultado de esto, . la probabilidad de existencia de electrones de la orbital de. enlace entre el átomo de oxígeno 01 y el átomo de- hidrógeno Hó en la molécula de agua disminuye y el enlace covalente se . cambia¦ en un enlace de hidrógeno. De acuerdo con este, cambio, una distancia entre el átomo de oxigeno. 01 y el átomo de hidrógeno Hl se amplia, pero la descripción . entre el . cambio de distancia se omite en la Figura 29. Guando el sesgo de la densidad de la nube de electrones se presenta en las direcciones mostradas por las flechas e y ? como tales, ,1a densidad de la nube de electrones alrededor del átomo de oxígeno 01 disminuye en gran medida',, y se ¦ activa a la molécula de agua. Esto provoca que el átomo de oxígeno 01 tome la densidad de la nube de electrones alrededor del átomo de fósforo Pl adyacente al átomo de oxígeno 01 para compensar la densidad de la. nube de electrones reducida alrededor del átomo de oxígeno 01 (r) .

Esto da por resultado que la densidad.de la nube de electrones se incremente - entre el átomo de fo.sforo Pl y el átomo de oxígeno OI, y la probabilidad de la existencia .de electrones funciona como una orbital de enlace entre el átomo de fosforo Pl y él átomo de oxígeno 01. Esto forma un enlace covalente entre el átomo de fosforo Pl y el átomo de oxígeno 01. Por otra parte, el ión de magnesio Mg2+ retira .una densidad de la nube de electrones periférica del mismo hacia su circunferencia, de modo que la ' nube, de electrones fluye adicionalmente en una dirección mostrada por una .flecha T. Después, la densidad de la nube de electrones se mueve- en las direcciones mostradas por las flechas ß, · ?, d, ?, y ?, lo cual reduce . en gran medida la probabilidad de existencia de electrones del orbital.de enlace entre él:átomo de fosforo Pl y el átomo de oxígeno 02. Cuando .un área que. tiene una probabilidad de existencia de electrones de "O" se presenta entre el átomo de fosforo' Pl y el átomo de oxígeno 02 como se muestra en la Figura 57(c) como resultado de lo mismo, el orbital de enlace entre el átomo de fosforo Pl.y el átomo de oxígeno 02 cambia en un orbital de artti-enlace y el enlace entre el átomo de fosforo Pl y el átomo de oxígeno 02 se escinde.

¦ ¦ Cuando . el- mecanismo de la hidrólisis del ATP se resume, las siguientes cosas se pueden decir como se muestra en la. Figura 29 (b) .

» El enlace covalente entre' el átomo de oxígeno 01 y el átomo de hidrógeno ?1 en la molécula de agua cambia en ün-:enlace de hidrógeno, y el. enlace de hidrógeno entre el átomo de oxígeno 02 y el átomo de hidrógeno Hl en el ATP cambia en un enlace. covalente.

. » En la Figura 29(b), un ? fosforilo u. un ,.ß fosforilo que tienen un átomo de fosforo Pl y un átomo de fosforo P2 en un centro tienen cada uno un grupo hidroxilo¦ -OH justó después de la hidrólisis del ATP en un. área donde un enlace entre el átomo de fosforo Pl y el átomo de oxígeno 02 cambia en un enlace entre el átomo de fosforo Pl y el átomo de oxigeno 01, pero un enlace entre OH se escinde inmediatamente en el entorno de agua (pH 7) en el cuerpo.

La reacción de la hidrólisis del ATP .'tiene una característica'' grande de que "un ? fosforilo \ (un átomo de oxígeno 05 en el mismo) /un ß fosforilo .(átomo de oxígenos 02 y 06 en el mismo) se enlazan por hidrógeno respectivamente : a un residuo de Lisina Lysl85/un residuo de Asparagina Asn235" sobre la reacción.'.. 11.4) Características de la detección/control- de la actividad de vida La sección 11.4 se refiere á un intervalo . de longitud de onda apropiado de una onda electromagnética¦ ( luz ) que se usa en el momento de detectar/medir' ópticamente o controlar los estados contraídos y relajados de un músculo esquelético y lleva a. cabo el examen desde un punto de vista amplio . El intervalo de ' longitud de onda apropiado ' en 'el momento de detectar o medir un estado potencial de acción de una neurona se ha explicado ya en la sección 4.7. Esta •sección primero plantea la explicación en la sección 4.7 más específicamente, y luego plantea un intervalo de longitud de onda adecuada de una onda electromagnética (luz) que se usa para la detección/medición o control por un método no de contacto con respecto . a actividades dinámicas más" generales que se presentan "en un objeto viviente", así como ' el estado potencial dé acción de una neurona y los estados contraídos . y relajados de un músculo esquelético. Subsecuentemente, con base en .los resultados generales de la consideración, se plantea un intervalo de longitud de onda apropiado de una onda electromagnética (luz) que se usa en el momento .de detectar o controlar los estados contraídos y relajados de un músculo esquelético.

La presente modalidad ejemplar o su modalidad aplicada tiene una característica grande en que: [1] la detección/medición o control se llevan a ..cabo en las. actividades de vida dinámicas que se presentan ' "en . un objeto viviente". Una característica más especial de la misma es tal que: a fin de incorporar la detección/medición o control, [2] detección/medición o- control se lleva a cabo por el uso de una transición de un modo de . vibración de acuerdo con una interacción de un campo electromagnético externo (una onda electromagnética) con un modo de. vibración que se presenta durante una actividad en el objeto viviente ? cuando la actividad cambia y lo cual es provocado por dos o más átomos específicos en una molécula en ese momento.

Además,' la luz de infrarrojo cercano es adecuada para la onda electromagnética que puede pasar a través del "objeto viviente", y particularmente, tiene una característica que:. [3] una transición entre los modos de vibración que un átomo de hidrógeno (que forma un enlace /de hidrógeno) implica es fácil - de interactuar con' la luz de infrarrojo cercano. Esto es debido a que un átomo dé hidrógeno es el peso más ligero entre otros átomos y por lo tanto es fácil de hacerlo oscilar a alta velocidad (en frecuencias altas) (en vista de la física clásica). Por consiguiente, en una modalidad ejemplar o su modalidad aplicada que. tiene la característica [3],: los cambios de . absorción de la luz de infrarrojo cercano en una longitud de onda más corta (frecuencia alta) que se absorbe menos . por las molécula de aguas se puede detectar/medir fácilmente, lo cual permite la detección/medición o control de la. actividad de vida en un área relativamente profunda en el objeto viviente.

Con respecto a las longitudes de onda que 'cumplen las características anteriores en la presente modalidad ejemplar o la modalidad aplicada, lo siguiente plantea primero [1] un intervalo en el cual la detección/medición o control se pueden llevar a cabo fácilmente "en un objeto viviente". La luz visible no pasa a través de la piel humana y por lo tanto. no se puede observar dentro del cuerpo humano. En general, la luz visible que tiene una longitud de onda de 0.8 µ?? o menor puede pasar difícilmente a través del objeto viviente. Mientras tanto, cuando una palma se mantiene contra la luz solar mientras que los dedos se cierran, la luz roja se puede observar desde el agarre entre los dedos. A partir de tal fenómeno,, se . puede entender que. la luz que tiene una longitud de onda más grande que la luz roja pasa á ' través de un objeto viviente algún grado. ' Más- específicamente, se muestra por los .experimentos que la luz que tiene una longitud de onda de 0.84 ym o más pasa a través de la piel .:en la ... superficie de un objeto viviente para entrar al objeto viviente fácilmente. Por otra parte, como se ha descrito en la sección 4.7, puesto que la luz infrarroja que tiene una longitud de onda además de 2.5 µ?a se absorbe fácilmente por las moléculas de agua en un objeto viviente (como la energía de excitación de una vibración simétricamente telescópica, una vibración anti-simétricamente telescópica, y una rotación de moléculas de agua, es difícil transmitir ' ondas electromagnéticas ·, a través de la misma , debido a la atenuación de la. luz. Como se ha descrito en la sección 4.7, las moléculas de agua, ocupan 70% (en peso) de los compuestos químicos que constituyen una célula animal, dé modo que un haz. de. luz de longitud de onda con; poca atenuación de luz debido a la opción, por las moléculas de agua puede pasar a través de un objeto viviente. Por consiguiente, en un caso donde la detección/medición o control de la actividad dé vida se lleva a cabo usando una onda electromagnética que "pasa a través de un . objeto viviente", es deseable usar luz de infrarrojo cercano que tiene una longitud de onda en un intervalo de 0.84 µ?t? (o 0.875· yn) a 2.5 ym.

Lo siguiente plantea [1] un intervalo en el' cual la detección/medición o. control se. puede llevar, a cabo fácilmente "en un objeto viviente", más específicamente. Como ya se ha descrito en la sección 4.7, existen bandas de absorción que corresponden a las combinaciones de una molécula de agua . alrededor · de las longitudes de onda centrales de 1.91 ym y 1.43 ym. Además, hay otra banda de absorción alrededor de una longitud de onda central 0;97 ym, aunque la absorción de luz es pequeña. En este punto, lo siguiente plantea con detalle los espectros de absorción de infrarrojo cercano del agua que se muestra en la Figura 2.1.1 en. la página 12 y la Figura 4.6.1 en., la página 180 de Yukihiro Ozaki/Satoshi . Kawata: Kinsekigai bunkouhou (Gakkai Shuppan Center, 1996) , que se refiere, a las bandas de absorción anteriores. Como resultado, se descubrió que los intervalos de longitud de onda indicativos de los valores medios de absorbancias : en. las longitudes de onda de absorción más grandes de 0.97 ym, 1.43 ym, y 1.91 ym se proporciona en intervalos de 0.943 a 1.028 ym, de 1.394 a 1.523 ym> y de 1.894 a 2.061 ym, como se muestra en la Figura 28. Es decir, la absorción de luz por el agua es más grande' en estas regiones de longitud de onda. Por consiguiente, en los intervalos de longitud de onda de 0.84 µp? a^ 2.5 µ??, una región de longitud de onda excepto para los intervalos anteriores corresponde a una región donde la absorción de luz por el agua es pequeña. Es decir, en la : presente¦ modalidad ejemplar o la modalidad aplicada, cuando se considera la absorción de luz . que es pequeña en la banda de' absorción alrededor de una longitud de onda central de 0.97 ym (existe poca influencia de la absorción de luz) es deseable usar, para detección/medición ó control de la actividad de vida, ondas electromagnéticas que . incluyen una onda electromagnética que tiene una longitud¦ de onda dentro de cualquiera de un' primer intervalo de longitud de onda · aplicable 1 de 2.061 µp? a 2.5 µp?, un segundo intervalo de longitud de onda aplicable II de 1.523 im a 1.894 µp?, y un tercer intervalo de longitud de onda aplicable III de 0.84 ym a 1.39 µp?, como se muestra en la Figura 28. Mientras tanto, en un caso donde ' la influencia · (absorción de luz) por un ' indicador de concentración de oxígeno en un tejido viviente se desea que se remueva en el momento de la detección '. o control de la¦ actividad de vida (véase la sección. 4.7), '.él tercer, intervalo de longitud de onda, aplicable III . será de 0.8.75 µ?? 1.394 m. Al ajustar el tercer intervalo de longitud de onda aplicable III como tal, aún si el . indicador de; concentración de oxigeno existe en la mitad de uña ruta de luz de detección, la luz de detección no se absorbe, de modo que la relación S/N de una señal de detección dé la actividad de vida se puede asegurar. Además, a fin de prevenir la absorción de luz en la banda de absorción que tiene una longitud de onda, central de 0.97 ym,. es deseable usar ondas electromagnéticas que incluyen una onda electromagnética que tiene una longitud de onda dentro de cualquiera de un. cuarto intervalo de longitud de onda aplicable IV de 1.028 ym a 1.394 ym y un quinto intervalo de longitud de onda . aplicable V de 0.84 ym . a 0.943· ym (o de 0.875. ym a 0.943 ym) además de los intervalos anteriores. , Naturalmente,1 el intervalo de longitud de onda deseable de la onda electromagnética para la detección/medición o control de la actividad de. vida se aplica a la detección o medición de un estado potencial de acción de una neurona explicada en. la sección 4.7. Subsecuentemente, . con .respecto al resultado de la consideración anterior,' [2] la detección o medición de un estado potencial dé acción de. una neurona se plantea en consideración de la característica de la. presente modalidad ejemplar o la modalidad aplicad que la detección/medición o control se lleva a cabo por el uso de una interacción, de un campo electromagnético externo con una transición entre 'los modos de ..vibración que se presentan entre dos o más átomos específicos en una molécula durante la actividad en un objeto viviente o cuando la actividad cambia. En el momento de la detección/medición de un estado potencial de acción de una neurona, un uso de^ longitud de onda que corresponde a la primera armónica superior para la transición entre los modos de ; vibración anti-simétricamente telescópicos principalmente provocados por. C-H-Cl" está en un intervalo de 2.05 a. 2.48 pm,' de acuerdo con la sección 4.7. Sin embargo, este intervalo de longitud de onda se traslapa con. la .región de longitud de. onda de 2.05 a 2.061 m donde el agua absorbe luz en gran medida.. Por consiguiente, · se desea que las Ondas electromagnéticas -.. que corresponden a la Ira armónica y /sé usan para la detección/medición incluyen · una longitud de onda electromagnética dentro de un intervalo de longitud de onda d .2.061 a 2.48 ym de modo que el intervalo solapante anterior se puede evitar. Mientras tanto, en un caso donde la absorción de luz por el agua en la banda de absorción que tiene una longitud' de onda central dé 0.97 \im provoca cualquier problema, es deseable que las ondas electromagnéticas, que corresponden a la 3ra armónica superior de la transición entre los modos ¦ de vibración anti- simétricamente. telescópicos y . se use. para la detección/medición incluyen una longitud de onda electromagnética dentro de un intervalo de longitud de onda de 0.840 a 1.37 µp? de acuerdo con la sección 4.7.. Además, a fin de remover la ' influencia por el indicador - · de concentración de oxigeno como se describe en lo anterior, es deseable que las ondas electromagnéticas que corresponden a la 3ra armónica superior y se usen para la detección/medición incluyan una longitud de onda electromagnética dentro de un intervalo de longitud de onda de 0.875 a 1.37 m. Sin embargo, a fin de evitar la influencia dé la absorción' de luz por el agua en la banda de absorción que tiene una longitud de onda central de. 0.97 µp? para obtener una detección/medición altamente precisa, es preferible usar ondas . electromagnéticas que incluyan una onda electromagnética' que tiene una longitud de onda- en cualquier intervalo de 0.840 µp? a 0.943 µ?? (? 0.875 µ??? a 0.943 ynu ) '-? de 1.028 µta a 1.37 um para la detección/medición de un estado potencial de acción de una neurona.

En consideración de la característica¦ de. [1] la detección/medición o control en un objeto viviente y la característica de [2] interacción de una transición. entre lós modos de vibración' con un- campo electromagnético externo (Una onda' electromagnética) también, lo siguiente describe un caso para llevar a cabo la detección/medición o control de los estados contraidos y relajados de. un músculo esquelético. Como se ha descrito en la sección descrita en la sección 11.1, un movimiento de contracción/relajación de un músculo esquelético se constituye por dos etapas: a] control para permitir la contracción del músculo esquelético, mediante' la liberación de. iones de calcio en una célula muscular; y b] función' contráctil del músculo esquelético.

Por consiguiente, la detección/medición o .control se pueden llevar, a cabo en cada una'.- de las dós etapas, independientemente.

Se explica inicialmente un método de detección/medición ó un método de control relacionado con la etapa [a]. Como se descrita en la sección 11.1, en la etapa '(a)., se espera que se presente un enlace iónico entre un grupo carboxilo y un ión de calcio Ca2+. En este caso, como se describe en la sección 3.5, se considera que una absorbancia de luz relativa dé la banda de absorción que corresponde a un modo de vibración simétricamente telescópico de. un solo grupo carboxilo disminuya en gran medida. Por consiguiente, en esta modalidad ejemplar, . » el' cambio (disminución rápida) de la absorbancia de luz relativa de la banda de absorción que corresponden al modo de vibración- simétricamente telescópicos del grupo carboxilo se detecte para detectar/medir si el músculo esquelético está ¦ o no en un estado · contr.aíble, ·' ,o alternativamente, » la luz. de excitación en un modo de vibración se proyecta para incrementar un nivel de energía- del modo de vibración simétricamente telescópico del grupo carboxilo, de modo que un enlace de un ión de calcio Ca2r al grupo carboxilo se previene y la acción de contracción/relajación del músculo esquelético se controla. El modo de vibración simétricamente telescópicos del grupo carboxilo es en general un estado fundamental (un estado de. vibración en él cuál el; nivel de energía es el más bajo) . Cuando se. ilumina con la luz de excitación que corresponde a la novena armónica superior, el nivel de energía, del modo de vibración simétricamente telescópicos del grupo de carboxilo se eleva.. En un caso donde una vibración del grupo carboxilo es pequeña (el nivel de energía es bajo), un ión de calcio Ca2+ se enlaza fácilmente al grupo carboxilo. Por otra parte, en un caso donde el nivel de energía del modo de vibración se eleva, a un si el ión de calcio Ca2+ se enlaza al mismo temporalmente, es sumamente probable que el ión de calcio Ca2+ se separe debido a la energía alta. Es decir, mediante la .iluminación con; la- luz de excitación que corresponde a la novena armónica superior, el ión de calcio Ca2+ es. difícil de que se enlace, al grupo carboxilo, de modo que el control de contracción del músculo, esquelético, se obstruye y continúa un estado relajado del músculo esquelético.

Puesto que la sección 3.5 solo muestra un valor de número de onda de un tono' de referencia que excita el modo .de vibración simétricamente telescópico del grupo carboxilo, -lo siguiente explica una longitud de onda . que corresponde a una luz de excitación de la novena armónica superior. La siguiente explicación no se limita ., al control de la contracción/relajación del músculo esquelético, sino también se aplica comúnmente a cada modalidad ejemplar o modalidad aplicada descrita, en la sección 11.4, en la cual [2] la detección/medición o control se lleva a cabo mediante el uso de una transición, de un modo de vibración de acuerdo con una interacción de un campo electromagnético externo (una onda electromagnética) con un modo, de vibración que sé presenta durante la actividad en el objeto viviente o cuando la actividad cambia . y lo cual es provocado por dos, o más .átomos específicos en una molécula en ese momento.

Inicialmente, mediante el uso de la . siguiente fórmula (A 38) como se describe en la sección 4.5: [Mat. 38] ? ( \J 3? ? ea=e^+<??\??1+?^\t?>=^- m +- + -~[2 2+2m-i-] --(A-3S), una cantidad necesaria hvm de energía en el momento cuando un nivel de energía 0 se desplaza a m se expresa por: ^ artir de la fórmula (A 60), donde se asumen las frecuencias del tono de referencia, la Ira armónica superior y la 2da armónica: superior vi, v2 y v3, se establece en las. siguientes relaciones: [Mat. 61] las fórmulas (A 60) a (A 62) obtenidas de esta. manera, un valor de una longitud de onda X (una frecuencia vm) de una (m-l)th armónica superior se puede estimar, de las frecuencias ¦ vi, v2, y v3 del tono · de referencia, la Ira armónica superior, y la¦ 2da armónica superior en la. vibración anarmónica.

Con base en los documentos de referencia, las longitudes de onda . m del tono de. referencia y las (m-l) th armónicas superiores estimadas por el cálculo que. usan las fórmulas (A 60) a (A .62) se muestran en la- Tabla" 7.. 20S Entre los valores mostrados- en la Tabla 7, un valor al cual (1) se une es referido de Yukihiro Ozaki/Satoshi Kawata : Kinsekigai. bunkouhou (Gakkai Shuppan Center, 1996)..P. 218 a P. 21.9. Por otra parte, un valor al cual-'. (2). se une es obtenido al combinar el resultado del cálculo en la sección 3.5' con una referencia de R. . Silverstein and . F. X. Webster: Spectrometric Identification óf Orgánic Compounds 6th Edit. (John Wile-y & Sons, Inc., 1998) Capitulo 3, Sécción 3-6. Además, una - longitud de onda de la (m-l)th. armónica superior de una. vibración simétricamente telescópica de un grupo de ácido carboxilico iónico -COO" se calcula por la extrapolación de un valor calculado de una vibración' de' C - O de ácido carboxilico ^COOH mediante; el uso de un valor de la longitud de onda del tono re referencia.

' [Tabla 7] La mayoría de grupos carboxilo están ' en un" estado de un grupo de ácido carboxílico iónico -COO" en un entorno de agua (pH = alrededor de 7)· en un objeto viviente. Por consiguiente, la luz de excitación de la novena armónica superior con respecto a un modo de vibración simétricamente telescópicos del grupo carboxilo en la presente modalidad ejemplar corresponde básicamente a una. fila de "Vibración simétricamente telescópicos de grupo de ácido carboxílico iónico -CO~" en la Tabla 7. Sin embargo, aún bajo este entorno de .agua, existe una probabilidad . que algunos grupos carboxilo mantengan un estado de un ácido carboxílico' -COOH, y. un ión de calcio Ca2+ que se enlaza, a este sitio C = O. Por consiguiente, en a] el. control para permitir la contracción del músculo, esquelético mediante la liberación de'- iones de calcio en una célula, muscular, . en' la .presente modalidad ejemplar, ambas longitudes de onda se combinan y se" asumen como sigue: - un intervalo de longitud de onda que corresponden a la 2da armónica superior se asume 1.89 a 2.15 µp?, - un intervalo de longitud de onda que corresponden a la 3ra armónica superior se asume 1.42 a 1.63 m, y - un intervalo de longitud de onda que corresponden a la 4ta armónica superior se asume 1.13 a 1.31 pm.

Además, 'similarmente a la sección 4.7, los errores de medición para estos valores se esperan por aproximadamente 10%. En vista de esto, los limites ' inferiores respectivos de los intervalos anteriores son 1.89 x (1 -0.05) = 1.80, 1.42 x (1 -0.05) = 1.'35, y' 1.13' x (1 - 0.05) = 1.07.' Similarmenté, los limites superiores respectivos de los mismos son 2.15 x (1 ·+ 0.05) = 2.26, 1.63 x (1 + 0.05) = 1.71, y 1.31 x (1.+ 0.05) = 1.38. De esta manera, los intervalos de longitud de ondas que incluyen errores d medición de ±5% son como sigue: - la longitud de onda, que corresponden a la 2da armónica superior se asume 1.80 a 2.26 µp?, - la longitud de onda que corresponden a la 3ra armónica superior ..se asume 1.35 a 1.71 pm, y - el intervalo de longitud de onda que corresponden a la 4ta armónica superior se. asume 1..07 a' 1.38' µp?. En consideración de las partes solapantes, se concluye que "un intervalo de ¦ longitud de onda ' adecuado .para la detección/medición ; o control está en un intervalo de 1.07 a 1.71 µ?? y en un . intervalo de 1.80 m a. 2.26 µ??" . Además, él excluir, de este intervalo, el intervalo de longitud de onda en. el cual la luz sé absorbe en gran medida por -las moléculas de agua, como se muestra en la Figura 28, el intervalo de longitud de onda adecuado para [a] la detección/medición o control a un enlace entre Ca+ y un grupo carboxilo -COCT es 1.07 a 1.39 µp?, 1.52 a 1.71 µp?, . y 2.0.6 a 2.26·. ym. Este intervalo de longitud de onda se muestra en la Figura 28.

En un caso donde un objeto viviente se ilumina con ondas electromagnéticas que incluyen una onda electromagnética' que tiene una longitud de · onda en el intervalo explicado como en lo anterior, en la presente modalidad ejemplar : o la modalidad aplicada, la medición/control se: lleva a cabo como sigue: » Una señal relacionada con una actividad de vida se detecta por una cantidad de absorción o un cambio de absorción de la onda electromagnética que, tiene una longitud de onda ert el intervalo anterior en un objeto viviente, y la señal de detección se- procesa para medir un estado de la actividad de vida;, y » Una cantidad .de iluminación de la onda electromagnética que tiene una longitud de onda- en el intervalo anterior se incrementa en el objeto viviente (temporalmente) para controlar la actividad de vida. Es decir, una -cantidad de luz de la onda electromagnética proyectada al cuerpo para detección de la actividad de vida es muy pequeña, de modo que una relación de los grupos cárboxilo en los cuales un modo de vibración se. excita en un músculo esquelético es- pequeña y la actividad de vida misma no se afecta. Sin embargo, cuando la cantidad de luz de la onda electromagnética proyectada de esta manera se incrementa, la mayoría de los grupos cárboxilo; en el músculo esquelético se excitan para provocar vibraciones, dando por resultado en consecuencia que el enlace de los iones de calcio Ca2+ a los mismos se obstruya y la contracción del músculo esquelético sea imposible.

Además, en la presente modalidad ejemplar, o la modalidad aplicada, . la detección/medición- y control relacionado con . la : actividad de vida se puede llevar a cabo al mismo tiempo. En este caso, mientras que una cantidad de iluminación de la onda electromagnética qúe tiene una longitud de onda en el intervalo anterior se disminuye · para detectar/medir una actividad de vida y verificar un estado activo de la misma, el control de la actividad de vida se lleva a cabo (al incrementar' la cantidad de luz de iluminación algunas veces) .

Enseguida se explicará una característica de una actividad ¦ de un nivel molecular que se usa para detección/medición o . control en la presente' modalidad ejemplar o la modalidad aplicada, es decir, [3] un. caso donde se implica la transición' entre los modos de vibración en el cual se usa · un átomo de hidrógeno (que forma un enlace de hidrógeno) (que ya se ha explicado en esta sección) .

Como se muestra en la Figura 29, en una reacción de hidrólisis del ATP en un músculo esquelético, se forman enlaces de hidrógeno a una parte de un residuo de Lisina Lysl85 y una parté' de un residuo de Asparagina Asn235.. A fin de provocar una reacción de hidrólisis estable por un efecto de neutralización, de las cargas locales, "un enl:ace de hidrógeno entre . un residuo de aminoácido que., tiene carga eléctrica positiva .y ATP que tiene carga eléctrica negativa" es requerido . Por lo tanto, en la hidrólisis de la ATP, los enlaces de hidrógeno a los residuos de Lisina Lysl85 también se forman en otras áreas además del músculo esquelético muy frecuentemente. Es decir, como se describe en la sección 11.3, puesto que el ATP tiene una carga eléctrica negativa en el entorno de agua de pH 7, los enlaces locales a un .ión de magnesio Mg2+ y un residuo del aminoácido que tiene, una carga positiva eléctrica es necesario para la neutralización eléctrica. Un residuo de aminoácido que tiene una carga eléctrica positiva se incluye en únicamente él residuo de Arginina excepto para el residuo . de Lisina Lysl85, ¦ y en cualquier caso, un . átomo de hidrógeno se . coloca fuera de la parte positivamente, cargada. Por consiguiente,- en un estado eléctricamente neutralizado, es sumamente probable que un enlace de nitrógeno se forme entre el átomo de hidrógeno y ün átomo de oxigeno, en el ATP. Además, puesto que el átomo de hidrógeno solo, que se implica con este enlace, de hidrógeno, es de peso más ligero que otros átomos, el uso de esta transición entre los modos de vibración hace fácil llevar a cabo la detección/medición o control de la actividad de vida en una región relativamente profunda en un objeto viviente, como se describe en lo -anterior.

Solo una parte pequeña de un residuo de Lisina y un residuo de Arginina se enlaza por hidrógeno a una molécula de agua (un átomo, de oxigeno de' la misma), pero, una banda' de absorción que se presenta en la hidrólisis de ATP y una banda de absorción que se deriva del enlace de hidrógeno a la molécula de agua tienen diferentes valores de longitudes de onda centrales por la siguiente, razón. La Figura 30(a) muestra un caso donde una parte del residuo de Lisina Lysl85 se enlaza por hidrógeno a un átomo de oxigeno en ATP, y la Figura '30(b) muestra un caso donde una parte del residuo de Lisina Lysl85 se enlaza por hidrógeno a un átomo de oxigeno en. una molécula de agua. Cuando una distancia entre un átomo de hidrógeno H2 implicado con el enlace de hidrógeno y un átomo de oxígeno 05 o OlO se vuelve más pequeño, que el valor óptimo, la molécula, de' agua se fija no ligeramente y por lo tanto no cambian los arreglos relativos entre el átomo de oxígeno .010 y los átomos de hidrógeno H9/H10..En contraste, cuando . la distancia entre el átomo de hidrógeno- H2 y el átomo de oxígeno 05 sé vuelve más pequeña que el valor óptimo, se presenta una distorsión en el ATP y la energía intramolecular en el ATP y la Lisina Lysl85 completa que forman un enlace de hidrógeno se incrementa,, como se muestra en la Figura 3.0 (b) .

Como resultado, una cantidad de incremento de la energía de la molécula completa en el momento cuando la distancia entre el . átomo de hidrógeno H2 y el átomo de oxígeno 05/010 se vuelve más pequeña que el valor/óptimo es más grande en el caso, del enlace de hidrógeno a una parte en el ATP. que en él caso del enlace de hidrógeno a una* molécula de agua.

La Figura 31 muestra una influencia a una propiedad de potencial de vibración anarmónica debido a una diferencia en un estructura molecular implicada con un énlace de hidrógeno. Una distancia entre dos átomos que forman un momento dipolar eléctrico, indicado por un eje lateral en la Figura 31, representa una distancia entre el átomo de hidrógeno H2 en el . residuo de Lisina Lysl85 y el- átomo de oxigeno 05/010 de un, asociado de enlace a hidrógeno, en el ejemplo de la Figura 30. La propiedad de la Figura 30(a) corresponde a una. linea punteada larga y corta alternante en la Figura 31, mientras que la propiedad de la Figura 30 (ó) corresponde, a una linea discontinua en la Figura .31. Se ¦considera que una propiedad potencial en una dirección en la cual dos átomos enlazados por hidrógeno se distancian entre, si (una dirección en la cual la distancia entre el átomo de hidrógeno H2 y el átomo de oxigeno O5/O10 se vuelve más grande que el valor óptimo), no se afecta por una estructura molecular implicada con el enlace de nitrógeno en esa medida. Por otra parte., cuando los dos átomos enlazados por hidrógeno se acercan (la distancia ente' el átomo de hidrógeno H2 y el átomo de oxigeno 05/010 es más . pequeña que la magnitud óptima), se presenta una distorsión en una estructura molecular en el ATP en .una' dirección en. la cual la distancia entre los dos átomos se incrementa cómo se 'muestra en la Figura 30(a) , dando-, por resultado en consecuencia que se incremente . un. ·. valor de diferencia de la energía total (que se indica por la propiedad de la línea punteada- de la Figura 31) .

Además, ya que el valor de diferencia de la energía total se incrementa .cuando los dos átomos unidos . por hidrógeno se acercan, los valores se acercan, los valores de coeficiente de ?2 y ?4 ambos se incrementan como se muestra en la Figura 31. En. consecuencia, como se muestra en la fórmula (A 60), se incrementa la. frecuencia de la banda de absorción (disminuye la longitud de onda). Por esta 'razón, dependiendo de si un socio de enlace, a hidrógeno al cual uña parte de residuo¦ de Lisina Lysl85 se enlaza por hidrógeno es ATP o una molécula de agua, la longitud dé onda de la banda de absorción varía .. Además , como se muestra en la explicación anterior, -dependiendo .de una diferencia en un residuo de aminoácido implicado con un enlace de hidrógeno (por 'ejemplo, si el residuo.de aminoácido es un residuo de Lisina Lysl85, un residuo de Arginina, o un residuo de Asparagina Asn235) , varía un valor.de longitud de onda de la banda de absorción.

De esta manera, . la presente modalidad ejemplar o la modalidad aplicada tiene tal efecto que. la diferencia de las moléculas implicadas con el enlace se evalúa de un valor de longitud de onda de la banda de absorción que varía (temporalmente) durante las actividades de vida, de modo que una ; diferencia entre · las actividades de vida detalladas (reacciones internas) se pueden identificar. Además, -esta característica y efecto no se · limitan a la contracción/rela ación en. un músculo esquelético y. el enlace de hidrógeno, sino también es aplicablé a cualquiera de. las actividades . de. vida (reacciones internas) acompañadas' con variaciones (temporales) en un modo de vibración de un átomo especifico. Además, cuando esta selectividad de- longitud de onda por la diferencia molecular implicada con el enlace que se usa para el control de la actividad de vida que se explica en el capitulo .12·, es posible lleva a cabo un- control de acuerdo con la diferencia de una longitud de onda apropiada de , modo que se afectan menos las otras actividades de vida. Esto produce tal. efecto .que se pueden reducir lós efectos secundarios provocados innecesariamente debido al control .de la actividad de vida..

Por otra. parte, a partir de. una combinación de las explicaciones en los capítulos 4 y 5, cuando una propiedad de potencial de vibración anarmónica cambia -como se muestra en la Figura 31, una característica de distribución de electrones localizados alrededor de un átomo de ¦ hidrógeno implicados con un enlace de hidrógeno cambia. En vista .de esto, la detección o medición de cualquiera, de las actividades de vida (reacciones internas) acompañadas con variaciones (temporales) en un modo de vibración de un, átomo específico se pueden llevar a cabo mediante el uso de no solo la diferencia en el valor de longitud de onda de la banda de absorción, sino también la diferencia en el valor de desplazamiento químico .en el momento de la Resonancia Magnética Nuclear, (véase el capítulo 5) .

Una correspondencia detallada entre un valor de longitud de onda de la banda de absorción que corresponde al enlace de hidrógeno que se presenta en una actividad de vida (reacción interna).' y una combinación .·. de las moléculas implicada con el enlace de hidrógeno requiere . el llenado de datos del cálculo teórico y los valores experimentales . · En la presente especificación, en lugar . de explicar los valores estrictos, se explica una descripción del intervalo de longitud de onda.de la banda de absorción que toma- en cuenta errores de medición y diferencias . de los. valores de. detección provocados debido, a un entorno de medición. La transición entre los modos de vibración que corresponden- al 'enlace de hidrógeno que se presentan en la hidrólisis del ATP tiene estructuralmente una característica cercana a la fila de "Enlace de hidrógeno intermolecular de la amida primaria -C0NH2" en la Tabla .7. - El enlace de hidrógeno en la hidrólisis del' ATP que corresponden a la contracción de un músculo esquelético se relaciona con un residuo de Lisina Lysl85 y un residuo de Asparagina Asn235 (Figura 29), pero; una variación de la longitud de onda central de la banda de absorción que depende de la diferencia del residuo del aminoácido se considera que . es relativamente pequeña.. Los intervalos de longitud de onda . de las bandas de absorción respectivas se explican a continuación. Como se describe en la sección 4.7, cuando un intervalo de variación que considera' la . diferencia en un valor de detección provocado por errores de medición o entornos de medición se estima como ±15%, los intervalos de variación son como sigue: 1.60 x (1 - 0.15) = 1.36, 1.62 x (1 + 0.15) = 1.86, 1.0? x (1 - 0.15) = 0.91, ,y 1.09 x (1 + 0.15) = 1.25. Por consiguiente, cuando los valores se resumen, se pueden obtener los ' siguientes intervalos: - un intervalo de longitud de onda de una banda de absorción que corresponden a la Ira armónica superior des de 1.36 µ?t. a 1.86 µ??>; y - un intervalo de longitud de onda de una banda de absorción que corresponden a la 2da armónica superior es de 0.91 prr. a 1.25. ym.

Con respecto a los intervalos obtenidos de esta manera, los. intervalos restantes obtenidos al excluir los intervalos de longitud de onda absorbidos en gran medida por la molécula de. agua mostrado en la Figura. 28 son como sigue: - el intervalo de longitud de onda de la banda de absorción que corresponden a la 2da armónica superior es de 1.03 yiri a 1.25 ym; y - el intervalo de longitud de onda de la. banda .de . absorción que corresponden a la Ira armónica superior es de 1.52 pm'a 1.86. µp?,. como se muestra en la Figura 28.

Sin . embargo, los intervalos muestran solo un intervalo de detección de la novena armónica superior a la última. Además,¦ una banda de absorción que corresponde a las ¦ combinaciones también se incluye en la ; región de infrarrojo cercano. En vista de esto, cuando el intervalo de longitud de onda para detectar las combinaciones también . se toma en cuenta,, el primero, segundo, tercero, cuarto y quinto intervalos de longitud de onda I a V con menos, absorción por el' agua mostrada en la Figura 28. se puede tomar- como intervalos objetivo. Alternativamente, ' si una cantidad de absorción en la banda de absorción para las combinaciones es grande y no se afecta por- la absorción por el agua demasiado, un ' intervalo de -. longitud de onda deseable estará en .un intervalo de 0.84 µ?? (o 0.875 µ??) á 2.50 µp? como se muestra en la sección 4.7. Además,' similarmente a lo anterior para la hidrólisis del ATP, se puede llevar a cabo lo siguiente;.

- Detección de una señal relacionada, con . una actividad de vida con base en una cantidad de absorción o un - cambio dé absorción de la onda electromagnética que tiene una longitud de onda, en el intervalo' anterior en un objeto viviente, y la medición de un estado de la actividad de vida al procesar la señal de detección; y - El control de la actividad de vida al incrementar (temporalmente) una cantidad de ' iluminación de' la onda electromagnética que tiene una. longitud de- onda en .el intervalo anterior, en el objeto viviente (notar que la detección/medición y control se pueden llevar a cabo en paralelo) . Es decir, a fin ¦ de contraer un músculo esquelético, los átomos de oxigeno 02, 06, y 05" en el ATP se unen por hidrógeno a una parte de un residuo de Lisina Lysl85 y una parte de residuo de Asparagina Asn235 justo antes de una reacción de hidrólisis del ATP (Figura 29). En este tiempo, una Onda electromagnética de alta intensidad se proyecta de modo que se excitan los modos de vibración de la mayoría de los átomos de hidrógenos H6, H5, y H2 relacionados con. el enlace de hidrógeno. Esto provoca que los átomos de hidrógeno H6, H5 y H2 vibren en un estado .excitado, escindiendo en consecuencia los enlaces de hidrógenos por la energía. Esto, provoca que el ATP no . tenga un arreglo molecular en el Cual, la hidrólisis se · pueda llevar a cabo como se muestra en la Figura 29, dando por resultado en consecuencia que la reacción de hidrólisis del ATP se obstruya, de modo que el músculo esquelético no se contrae y su estado relajado continúa.

La explicación anterior trata principalmente con la detección/medición o control para la contracción/relajación de . un músculo esquelético como un ejemplo, pero la presente modalidad ejemplar · también es aplicable a la detección/medición o control para cualquiera de las actividades en un objeto viviente relacionado, con la "hidrólisis del ATP" como una modalidad aplicada. Por ejemplo, la detección/medición o control por el método mencionado en lo anterior es aplicable a una función de bomba de , iones para bombear un ión especifico fuera.de una célula al exterior o fijación de carbono durante la fotosíntesis como una operación usando la hidrólisis de ATP. Además, de acuerdo con B. Alberts y colaboradores: Molecular Biology. of the · Cell, 4th Edi.. (Garland Science,'. 2002) Chap. 16, la proteína motora se usa para el transporte de sustancias en una célula que incluye transporte de sustancias .en un axón neuronal, pero la hidrólisis del ' ATP ' también se usa para el movimiento de esta proteína motora. Por consiguiente, la detección/medición o control por el método mencionado, en. '.lo anterior es aplicable, a este transporte de sustancia en una célula como un ejemplo de las actividades de vida. 11.5) Características del método de detección de la actividad de vida Esta sección explica las características de una señal de detección, de . ía actividad de vida obtenida al usar una reacción de . hidrólisis del ATP para la detección de la contracción muscular y un método de medición relacionado con la misma. Sin embargo, la presente modalidad ejemplar no se limita a . ló anterior, y un fenómeno de a], control para permitir la. contracción de un músculo esquelético mediante la liberación de iones de calcio en una célula muscular, como se describe en la sección anterior, se puede usar para la detección del músculo. Inicialmente., como premisa para la detección de la actividad de vida, se ilumina una porción muscular con una. onda electromagnética (luz) qüe incluye una longitud de onda central de la banda de absorción que se presenta cuando una parte de un residuo de Lisina Lysl85 se enlaza por hidrógeno a un átomo de oxigeno en. ATP, como se describe en la sección previa (sección 11.4), para detectar un estado absorbente de la onda electromagnética (luz). La Figura 32 muestra una diferencia en la carga de absorción de una onda electromagnética (luz) antes del . inicio de una actividad de contracción muscular 511 y durante una , actividad de contracción muscular 512. Antes del inicio de la actividad de. contracción muscular 511, no se presenta el enlace de hidrógeno entre una parte del residuo de Lisina Lysl85 y un átomo de oxigeno en el ATP, de modo que una banda de absorción que corresponde a eso. no es provocado y una cantidad de absorción de luz en una longitud de onda central del mismo es . pequeño . Después de eso, durante la actividad de contracción muscular 512, se presenta una. reacción de hidrólisis de ATP asincrónicamente, de modo que una cantidad de absorción de la onda electromagnética fluctúa en gran medida a lo largo de un tiempo - de detección.' Es decir, un número muy grande de. Miosinas existe en una célula muscular, y los tiempos para provoca la reacción de hidrólisis del ATP son diferentes entre las Miosinas individuales. En el momento cuando muchas Miosinas provocan la reacción de hidrólisis del ATP al mismo tiempo, la cantidad de absorción de la onda electromagnética (luz) se incrementa, pero por otra parte, en el momento cuando solo pocas Miosinas provocan la reacción de hidrólisis de ATP, la cantidad de absorción de la onda electromagnética (luz) disminuye. Por consiguiente, en la presente modalidad ejemplar, en cuanto a la característica de señal de detección mostrada en la Figura 32, la actividad contráctil muscular se evalúa con base en un valor de amplitud 513 de la- cantidad de cambio de absorción de la onda electromagnética (luz). Alternativamente,¦ una cantidad de la actividad contráctil muscular se puede valuar usando un valor máximo de la cantidad de cambio de absorción de la onda electromagnética (luz) dentro de un tiempo específico.

En la presente modalidad ejemplar, un "estado de contracción de los. músculos faciales de un humano" se detecta para medir una reacción emocional de un candidato como se describe en la sección 6.5.4, como un método para 'medir una actividad de vida al detectar la "actividad contráctil muscular" como un sujeto de detección de la actividad de vida. J. H. Warfel:' The Extremities 6ta edición (Lea . & Febiger, · 1993) describe, una relación entre la contracción de un músculo de expresión en la cara y una expresión, y un extracto del mismo se muestra en la Figura 33. Cuando una persona se sorprende, un epicranious 501 se contrae, y- cuando una persona siente, dolor, se contrae un corrugador .502. Esto corresponde - a los/ fenómenos de que las pestañas se levantan cuando una persona se sorprende y la frente se arruga cuando una persona siente dolor. Además, las mejillas se suben con la sonrisa, lo cual ' indica un estado donde un cigomático 503 se contrae cuando sonríe. Por otra parte, cuando una persona siente pena, un depresor angulioris 505 se contrae, de modo qué la boca se: estira y la parte exterior de la boca se baja. Mientras tanto, cuando una persona desea decir algo o expresar sensaciones tales como insatisfacción, la persona algunas veces saca los labios.. Cuñado una persona desea representar una expresión facial, se contrae un orbicularis oris 504. Por otra parte, cuando una persona es inexpresiva, un depresor labii inferioris 506 tiende a contraerse. Cuando una persona tiene alguna duda y muestra desdén, se contrae un mentalis 507 y un centro de la boca se baja.

Una relación entre una ubicación de un músculo mimético que se . contrae en la cara, y uña expresión facial sugiere que "que la reacción emocional se expresa se puede encontrar de acuerdo con lo cual el. músculo mimético' se contrae". La presente modalidad. ejemplar. tiene tal característica de que uña reacción emocional o una sección de un, candidato se mide en tiempo real para describir que músculo se contrae y que tan potente es la construcción por el uso de este fenómeno. Se ña conocido convencionalménte en la técnica en la cual una sensación del candidato se estima de, la información geométrica tal como una colocación, una forma, o una variación dependiente de tiempo de partes constituyentes (ojos y boca) en la cara. Sin . embargo,' ' este método tiene tal problema .de que una ; estructura facial original del . candidato y un ángulo facial en la medición afectan en gran medida, la medición, de modo que la 'precisión de la medición es deficiente y la ' medición toma, tiempo. En contraste, en esta ..modalidad ejemplar, puesto que la reacción emocional o la sensación se mide de acuerdo con una ubicación o. resistencia; de . un músculo, mimético para contraerse, .se púede llevar a' cabo instantáneamente . una medición sumamente precisa. Además, puesto que la medicién es un método no de contacto, la medición se puede llevar a cabo ventajosamente en el candidato en un estado .natural sin' imponer una cargá' al candidato.

Además, '· -no solo la presente modalidad ejemplar puede llevar a. cabo una medición . en una manera no de contacto, sino también la presente modalidad ejemplar tiene tal dispositivo que la medición se puede llevar a cabo establemente . aún si el candidato se mueve alrededor libremente. En un caso donde el candidato se mueve alrededor libremente durante la medición, una posición 522 de un sujeto de detección de la actividad de vida (es decir, el candidato) se' mueve hacia una esquina de un intervalo detectable 521 en la sección de detección para la actividad de vida en algunos casos,- como, se muestra en la Figura 34,' por ejemplo. En tal caso, la presente modalidad ejemplar usa una señal obtenida de la sección de supervisión de posición 46 con respectó a un punto detectado para la actividad de vida para detectar una actividad de vida. · Cómo ya se ha descrito en la sección 6.1.3, ¦?.· la presente modalidad ejemplar tiene una gran característica que la segunda detección se lleva a cabo con base en la primera detección. La "primera detección" como se usa enceste documento indica "detección de la posición de un punto detectado para la actividad de vida" como. se. define en la sección 6.1.3, y. la "sección de supervisión de posición 46 con respecto a un punto detectado para la actividad dé vida" mostrado en la Figura 16, por- ejemplo, lleva á- cabo la detección. Además, la "segunda detección" indica "detección de la actividad de; vida" y la "sección de detección 47 para la . actividad de vida" mostradas en la Figura 16, por ejemplb, lleva a cabo la detección.

Mientras, tanto, la presente modalidad . ejemplar también tiene tal característica que a fin de lograr la característica, un verificador de operación (S101) de la sección de detección 101 para la actividad de vida y la sección de supervisión de posición 46 con respecto a un punto detectado para la actividad de- vida sé lleva a cabo con anticipación, como se muestra en las Figura 35 o. 36, y .? . cuando , por lo menos cualquiera de una detección de. posición (la primera detección) de un punto detectado para la actividad.de vida y la detección para la actividad de vida (la segunda detección) . no se puede ' llevar a cabo (S102), tal proceso se lleva cabo, que una señal de detección de la actividad de vida no se envía (S103) .

Por ejemplo, como se muestra en la Figura 34, si la posición 522 del sujeto.de detección de la actividad de vida (por ejemplo, el candidato) está dentro del intervalo detectable 521 en la sección de detección para la actividad de vida, la detección de la actividad de vida (la segunda detección) se puede llevar a cabo. Sin embargo, si la posición 522 del. sujeto de detección de la actividad de . vida (por ejemplo,¦ el candidato) está fuera del intervalo detectable 521 en la sección de detección para- la actividad de vida, la detección' de la actividad, de vida (la segunda detección) no se puede llevar a cabo. Además, la luz de reflexión, obtenida, al iluminar el sujeto de detección de la actividad de vida (por ejemplo, el candidato) con la luz de iluminación para la detección de la actividad de vida se detecta, pero si la luz se bloquea en una parte de la ruta óptica, no se puede llevar a cabo la detección de' la actividad de vida (la segunda detección) . Similarmente, un caso donde la detección- de posición de la sección de supervisión. de posición 46 con respecto a un punto detectado para la actividad mostrado en S102 de las Figura 35 o 36 no se puede llevar a cabo corresponde a un caso dónde el sujeto de detección de ,1a . actividad de vida (por. ejemplo, - .'el candidato) se mueve fuera del intervalo, donde la detección de la posición por la sección de superyisión de posición '46 con ¦respecto a un punto detectado para la actividad de vida se puede llevar a cabo o un aso donde la luz se bloquea en ' una parte de ruta de luz de detección.

Además, 'como se describe en lo anterior, en un caso donde por lo menos cualquiera de- la primera, y segunda detecciones no se puede llevar a cabo, un valor específico tal como "0" se puede enviar,- por ejemplo, como se muestra en S103 de las Figuras 35 o 36, en lugar de detener la.salida.de la señal de detección . de la actividad de vida .106.-. Al . mismo tiempo, el usuario se le puede notificar del estado donde detección de la actividad de vida no se puede . llevar ' a cabo por ' medio de una "pantalla de visualización" o "audio" (S103) ...

Por otra parte, la sección 6.1.3 describe que una posición de un sujetó de medición en tres dimensiones se calcula por la detección de la posición de un punto detectado para la actividad de vida (la primera detección) y una señal de' detección (la segunda detección) relacionada con la actividad de vida se obtiene de la. posición calculada en un objeto viviente. El . contenido especifico del mismo se explicará, más específicamente. El significado de "con base en la- primera detección" en la característica anterior es que: ' ? una posición en una dirección profunda, del punto detectado 30 para la actividad de vida se detecta con base en la detección de la posición (la primera detección) del punto detectado para la actividad de vida. Esto corresponde a la etapa de S104 en - las Figuras 35 ó 36. (detección por la sección de supervisión de posición 46 con respecto a un punto detectado para la actividad de vida).. El principio de "trigonometría" se usa como un método específico del mismo como se describe en la sección 6.2.2 con referencia a . Figura 16. Subsecuentemente, . con base en la "posición posicional en la . dirección, profunda del punto detectado-. 30 para la actividad de vida" obtenida como resultado de la detección en S104 (que corresponden a la distancia 44 de los puntos súp'erficiales de un área donde la sección de detección para la actividad de¦. vida se coloca en la Figura 16), · el lente objetivo 31 (Figura 17 o 18) se proporciona en la sección de detección 101 para que la actividad de vida se desplace en la dirección axila óptica para ser removida a. una posición óptima., para la detección de la actividad de vida. Eso corresponde para controlar una operación de la · sección dd detección 101 para la actividad de vida, como se describe en S105. Mientras tanto, el lente de' la cámara 42 también se proporciona . en la sección de supervisión de posición 46 con respecto a un punto detectado para la actividad de vida como se muestra .en la Figura 16, y el lente de la cámara 42. se optimiza d acuerdo a. la posición en la dirección profunda del punto detectado 30 para la actividad de vida obtenido en S104. Como resultado, un patrón de formación de- imágenes claro de la superficie del objeto viviente 41 se obtiene en el fotodetector .bidimensional 43 proporcionado en- la sección de ¦ supervisión de posición 46 con respecto a un punto detectado para la ' actividad de vida. De esta manera, solo después de que se obtiene el patrón de formación de imágenes claro en la sección de supervisión de posición 46 con respecto, a un punto detectado para' la actividad de vida, se obtiene una señal de detección de la actividad de vida eficiente 106 especializada en la medición de la actividad de vida (descrita posteriormente) .

La. explicación con referencia a la Figura 33 ha descrito que "cuando sé encuentra una ubicación de un músculo que se contrae 'en los músculos miméticos, es fácil de encontrar una reacción emocional correspondiente. Es decir, todas las señales ¦ de detección de la actividad de vida indicativas de las cantidades de contracción muscular sobre la región en el intervalo detectable 521 en la. sección de detección para la actividad de vida como se muestra en la Figura 34 no se envían, sino "una ubicación de un músculo relacionado con la reacción emocional" (o expresión) se extrae del intervalo detectable 521 en la sección, de detección para, la actividad de vida y solo un estado de contracción del músculo se envia como la señal, de . detección de la actividad de vida. Esto hace fácil llevar a cabo la interpretación usando la señal de detección de la actividad de vida 106 (es decir, la medición de la actividad, de vida) . Por consiguiente,, .' la . presente modalidad ejemplar tiene una gran característica en. que: ? una señal de detección de la actividad de vida 106 se envía con base en la detección de la. posición (la primera detección) de un punto detectado para la actividad de 'vida. Después, si la. relación entre la posición 522 del sujeto de detección de la actividad de vida (una posición relativa del punto detectado 30 para la actividad de vida en las Figuras 17, 18, o 20 a la sección de supervisión de posición .46 con respecto a. un punto detectado, para la actividad de vida mostrado en la Figura 16) y . se examina la señal de detección de la actividad de vida 106, se- puede determinar , fácilmente si se lleva a cabo o no es.ta característica. Es decir, en. un caso donde el candidato que mantiene el mismo sentimiento (emoción) se mueve, si la señal de detección de la. actividad de vida 106 se envía continuamente y establemente, se .puede determinar que una posición de un músculo específico . se sigue y . un estado de contracción del músculo se envía como la señal de detección de la actividad de vida 106, con base en la detección de la posición (la primera detección) de los puntos .. detectados de ¦ la> actividad de vida (se lleva a cabo. la' característica). Por otra parte,, en un caso donde la luz se bloquea en una parte de la ruta de luz de detección de la sección de supervisión de1- posición 46 con. respecto a un punto detectado para ,1a actividad de vida, y a un después' de un tiempo (en consideración de un proceso de compensación en la señal de detección de la actividad de vida 106) , la- señal de detección de la actividad de vida confiable 106 aún se envía, se estima que no se lleva a cabo la característica.

Antes de "una ubicación de un músculo relacionado con la reacción, emocional (o expresión)" se extraiga del intervalo detectable 521 en la sección de detección para la actividad de vida, es necesario extraer una posición 522 'de un sujeto de1 detección' de la actividad dé vida -en el intervalo detectable 521 en la sección de detección para la actividad de vida en la sección de supervisión de posición 46 con respecto a un punto detectado para la actividad de vida. Este proceso de extracción de posición usa, por ejemplo, una "técnica de reconocimiento facial" y. una "técnica de extracción de ángül'o facial" usadas en lás cámaras digitales o similares. En- esta técnica de reconocimiento facial, las posiciones de los- ojos, boca, nariz, y orejas que tienen formas peculiares a una cara humana . se extraen por una comparación de' patrón para encontrar un "lugar que se creé s una cara". Después de que se encuentra el "lugar que se cree es una cara" como ; tal, las posiciones de los ojos, boca, nariz, y orejas en el lugar se buscan, y se evalúa un ángulo facial.

En este punto, "las- posiciones de varios' músculos miméticos relacionados con la reacción emocional (expresión) " se puede reducir de' las posiciones de los ojos y la. boca como se muestra en la Figura 33. Una operación para reducir las "posiciones de varios músculos miméticós relacionados con la reacción emocional (o expresividad)" del patrón de formación de imágenes en dos dimensiones en. el fotodetectór bidimensional 43 ¦ corresponde al. método para ' detectar una posición en dos .dimensiones en una orientación plana del punto detectado 30 para la actividad de vida por la sección de supervisión de posición '46 con respecto a un punto detectado para la. actividad de vida, en etapas 106 descrita en, las Figura-s 35 o 36. Mientras tanto, esta- sección 11.5 explica la detección de los estados contraidos de varios músculos miméticos como la detección ejemplar de la actividad de vida. Sin embragó, la modalidad ejemplar mostrada en las Figuras 35 .o 36 no se limita a eso, y es aplicable a la detección o medición de cualquiera de las actividad de vida, por ejemplo, la extracción de un lugar donde una neurona acciona un potencial de acción como se describe en el capitulo 4, la extracción dé una posición de una -célula activada con base en una actividad de. ' fosforilación' como se destribirá posteriormente en el capítulo 13, y similares.

Existen dos métodos como un método para conducir un resultado de detección obtenido en la etapa 106 en' la Figura 35 o 36 a una señal de detección de la actividad de .vida 106. Primeo de todo, en la presente modalidad ejemplar mostrada en •la Figura 35, una ubicación de detección en la sección de ¦ detección 101 para la actividad de vida, se controla con base en el resultado de detección . de la etapa 106 (S107) . En esta etapa, el control se lleva a cabo para obtener una señal de ' detección de la actividad de vida solo de las "posiciones de varios músculos miméticos relacionados con una reacción emocional (expresión)" en el intervalo detectable 521 en la sección de detección para la actividad de vida. Es decir, las ubicaciones que corresponden, a la "posiciones de varios músculos' miméticos. relacionados con una reacción emocional (expresión)" obtenidas en la etapa .106 se establecen como secciones de transmisión de luz 56 en el obturador de cristal liquido bidimensional de las Figuras 18 y 19 (véase' la sección 6.3.1).

Como resultado, en la celda: fotodetectora de alineación unidimensional longitudinal 55 en la Figura 18, se obtiene solo una señal de detección de la actividad de vida 106 asociadas con la contracción muscular (una reacción .de hidrólisis de ATP) de un músculo mimético correspondiente.

Lugo, la señal de detección de la actividad de vida obtenida en este punto se envía como está (S1Ó8) . En esta modalidad ejemplar, puesto que el método de extracción de la señal de detección de la actividad de vida 106 es muy simple, es ventajosamente posible fabricar la sección de detección 101 para la actividad de vida a bajo costo y para obtener una señal de detección sumamente precisa-.·'· Por otra parte, en la modalidad aplicada mostrada en la Figura 36, las actividades de. vida se detectan en la región -de.' detección completa .(todas las regiones en el intervalo detectable .521 en la sección de detección para la actividad de. vida mostrada en la Figura 34) en. la sección de detección 101 para . la actividad de vida, como se muestra en la Slll. Además, en este caso, como la sección de detección para la. actividad de vida, se' usa el método explicado en la sección 6.3.2 con referencia a la Figura 20 a Figura 22. En la sección de operación de procesamiento de señal de la parte trasera en la parte trasera 86 del circuito de detección de la actividad de vida, se extrae, una señal de detección necesaria de la señal de detección de la actividad de vida obtenida en Slll mediante el uso de la información de detección de información de detección de S106 (S112), y se envía como una señal de detección de la actividad de vida necesaria (S113) . : En un caso donde se adopta este método, la información de contracción de otros músculos faciales excepto los. "músculos miméticos relacionados con la reacción emocional (o expresión)" ilustrados en la Figura 33 también se obtienen como una señal de detección, haciendo posible en consecuencia llevar a cabo el procesamiento de señal avanzado con' el . uso de aquéllas . señales de detección en la sección de operación de procesamiento de señal de la parte- trasera. Por consiguiente, con ; el. uso del método mostrado- en esta modalidad aplicada, es posible medir altamente de manera más precisa las actividades de vida.

La modalidad ejemplar, anterior en ' la cual una ubicación de un músculo mimético que · se contrae en una cara y su cantidad de contracción se detectan para medir una reacción emocional, (o . movimiento emocional) de un candidato se puede aplicar a la prevención de la depresión, o . detección o' diagnosis temprana de la misma. Lo siguiente explica esta modalidad aplicada. La: mayoría dé personas no se ríen cuando se sienten deprimidos, y el número de expresionés activas tiende a disminuir. Por consiguiente, cómo se describe en lo anterior con referencia a 'la Figura 33, cuando aún una persona- físicamente deteriorada se siente deprimida, se estima que el número de contracciones del cigomático 503 y el orbicularis oris 504 disminuye. Guando la persona se siente deprimida o se siente triste desencadenada por la depresión, se ¡considera que :1a frecuencia de la contracción ligera dél depresor anguli oris 505 se incrementa. Cuando la depresión progresa adicionalmente, .la persona ríe menos y crece la inexpresión. En este caso, es muy. probable que el cigomático 503 y el orbicularis oris 504 se relajan mientras que el depresor labii inferioris 506 se mantiene tenso. En vista de esto, al detectar , una ubicación de un músculo · mimético para que. se contraiga y una cantidad de. la contracción, se puede evaluar (medir) que tan profunda la sensación depresiva es en ese punto. Además, la frecuencia de una sensación deprimida a través del tiempo (por ejemplo, que tanto tiempo, o la sensación deprimida continúa o que tan frecuente la sensación deprimida se presenta en un día o semanas) o . una variación dependiente, de tiempo de la frecuencia de ocurrencia de la sensación deprimida (si la persona olvida o no el sentimiento y', se mejora, o si el estado de deprimido progresa o no conforme el tiempo pasa.) también será un problema.

Como tal, 1] si el¦ progreso de la depresión del candidato se puede medir a través del tiempo, será útil para la detección temprana o la examinación médica de' la depresión.

Además de eso, el uso' de esta modalidad aplicada permite 2] la prevención de la depresión de acuerdo con una inclinación mental del candidato.

Es decir, la persona quien está apta para pensar ¦ relativamente de manera seria y las personas sobrias tienden a .desarrollar una . depresión más fácilmente. Por consiguiente, al supervisar una expresión facial y. de comprender la inclinación mental del candidato, se pueden llevar a cabo mediciones precautorias para la depresión de acuerdo con la inclinación' mental del candidato. Los métodos, concretos se explican a continuación. Como se describe en lo anterior, se detecta una ubicación de un músculo mimético que se contrae en la cara y su cantidad de contracción, -y que tan profunda la. sensación deprimida, del candidato está (progreso en vista ¦de la depresión) en ese. punto se expresa con un valor. Después, si se puede llevar a cabo · la medición continuamente a través del tiempo' por medio de la división de. detección de vida 218 descrita ' en la sección 7.2.2.3, se examina una variación dependiente de. tiempo del nivel de la' sensación deprimida expresada de esta manera con un valor. Esto permite .una fácil evaluación en la cual el nivel del candidato está, por ejemplo, "sana", "sensación triste", "precaución necesaria para la salud mental", y "breve . depresión (= examinación continua requerida)," "tratamiento requerido" o "muy serio" y. el -. tratamiento oportuno ;se permite' por un psiquiatra .

. Convencionalmente, se ha hecho¦ tal intento . de que el análisis del oxigeno en la sangre con una onda cerebral.; o luz- . de infrarrojo cercano se use para .el diagnóstico de depresión. Sin embargo, es necesario que un aparato de medición haga contacto con un paciente en el método anterior, provocando en consecuencia tal problema que se imponga una carga grande en un paciente y la medición continua es difícil para un período prolongado . En contraste, .esta modalidad aplicada es la medición en una manera completamente no de contacto, de modo que la medición continua por un período prolongado se puede llevar a cabo fácilmente sin imponer una carga al candidato .

Lo. siguiente describe profilaxis y método de diagnóstico para la depresión por el uso de la división de detección de vida 218 explicado en el..capítulo 7.. . <Método en el cuál la división de la detección de vida se proporciona' en el consultorio del psiquiatra> Esto es un método para usar la división de detección de vida. 218 como un dispositivo de diagnóstico y corresponde al dispositivo empaquetado. Cuándo un paciente ambulatorio se sienta antes este dispositivo de control de actividad de vida, un nivel de progresión de la depresión se presenta en la forma de un valor numérico secuencial. Mediante el uso de, este valor, un psiquiatra puede comprender los efectos terapéuticos numéricamente. .

Método en el cual la división de detección de vida se proporciona alrededor del cuerpo de un paciente y el cambio dependiente de tiempo de la sensación del paciente se comprende a través del tiempo Se asume un caso donde la división de detección de vida 218 se proporciona en un escritorio o adyacente . a una televisión ó una computadora personal. En esta modalidad aplicada, la división de detección de vida 218 se puede proporcionar en una manera no de contacto a un candidato. Además, en un caso donde el método explicado con referenci . a las Figuras 35 o 36 se usa, aún si el candidato se mueve, el movimiento se puede següir automáticamente. Por consiguiente, esto hace posible tomar . un cambio - de. la sensación del paciente durante un periodo prolongado a través del tiempo. Después, una señal de la actividad de vida 248 o información de la actividad de vida 249 obtenidas por la división de detección, de vida 218 se transfiere a un psiquiatra o un administrador de una compañía a través de la red en tiempo real. Esto permite' que el psiquiatra o el administrador de la compañía lleven a cabo un tratamiento preventivo temprano o detección temprana a la depresión.

Si. tal detección temprana a la depresión se. permite con base en la técnica anterior, también se puede; llevar . a cabo un tratamiento temprano correspondiente. Además-, una modalidad aplicada puede contribuir a este tratamiento de depresión . 12] Método de control de la actividad.de vida Esta modalidad ejemplar tiene . una característica en que : [1] una parte interior de. un objeto viviente se ilumina con una onda electromagnética desde su exterior; [2] un estado en el objeto . viviente se cambia Idealmente; y ' .. . [3] una actividad de. vida se controla·' en una .manera no de contacto.

Lo siguiente describe una configuración de. un dispositivo de control de actividad de vida para llevar a • cabo el control,' un principio básico usado para el control de la actividad dé vida, y similares. 12.1) Descripción del método de control básico de la actividad de vida La Figura 37 muestra un ejemplo del dispositivo .de control de la . actividad de vida control que se usa en la presente modalidad ejemplar. El dispositivo de control de la actividad de vida que se usa. en la presente modalidad ejemplar tiene las siguientes características: » . Una onda electromagnética que tiene. una intensidad relativamente , alta se proyecta a una parte interior de un objeto' viviente desde su exterior para ser usada como una luz de control; » Una onda electromagnética que, tiene una longitud de' onda en un intervalo de no menor que 0.84 µ?t? pero no más que 2.5 pm se usa como la luz de control; » La luz de · control se condensa en una ubicación especifica en el objeto viviente; » El control de la actividad de vida y, la detección dé la actividad de vida, se puede llevar a cabo en paralelo ... El control se lleva a cabo después de que se detecta un estado activo en la ubicación que se controla en el objeto viviente,. o el control se lleva a cabo mientras que la detección se lleva a cabo;' y » Un voltaje especifico desde el exterior se puede aplicar al mismo tiempo como irradiación de la luz de control.

En el método de medición de la actividad de vida en la présente modalidad ejemplar, es necesario- ajustar una ubicación que sea un objeto de control en un objeto viviente en. primer lugar. Una parte 600 de un organismo, que se detecta/controlar, que se toma como él objeto de control, se asume la cabeza de un candidato en la Figura 37 por razones de conveniencia, y la presenta modalidad ejemplar toma, como un ejemplo, un control potencial de acción en una neurona.

Sin embargo, la presente modalidad ejemplar no se limita a eso, y . cualquier ubicación en el objeto .viviente incluyendo una mano, pie, y cadera se pueden tomar como la parte 600 de un organismo que se detecta/controla, y el organismo en este punto pueden ser plantas, bacterias, y microorganismos además de animales .

Este dispositivo de control de la actividad de vida se proporciona con una sección de supervisión de detección de posición 432 de un punto detectado para, la actividad de vida para supervisar la ubicación de la parte 600 de un organismo que se detecta/controla. Esta . sección de supervisión de detección de posición 432 del punto detectado: para la actividad de vida lleva a cabo la supervisión de acuerdo con el método explicado en la sección 6.2 con referencia a las Figuras 1 y 16..Además, en caso donde el candidato es un animal, se .puede mover ligeramente durante lá detección o control. En caso de tal movimiento ligero., el lente objetivo 31 se mueve en las tres direcciones axiales para seguir el punto detectado 30 para la actividad de vida.

Más específicamente, cuando la parte 600 de · ün organismo que se. detecta/controla se mueve después de la sección de supervisión, de detección de posición, 432 del punto detectado para la actividad de vida ajusta inicialmente una posición del punto detectado '30 para la actividad de vida, la sección de supervisión de- detección de posición 432 del punto detectado para la actividad de vida detecta automáticamente una cantidad de desplazamiento de. -. la misma, y el- lente objetivo 31 se mueve por una operación de un circuito de accionamiento de lente objetivo 605 de acuerdo con la cantidad de desplazamiento detectada de : esta manera, corrigiendo ert consecuencia mecánicamente la., cantidad de desplazamiento. En la. modalidad ejemplar mostrada en la Figura 37, se proporciona una fuente de luz de detección de posición 431 del punto detectado para la actividad de vida como un. miembro diferente de una fuente de luz para la ' luz (onda electromagnética) que se usa para la., detección o control de la actividad de vida, y proyecta la luz a la misma ubicación como el punto detectado 30 para la actividad de vida donde la detección o control de la . actividad de vida se lleva a cabo o a su región vecina (una región ligeramente amplia que incluye · el punto detectado 30 para la actividad de vida) . Alternativamente, la detección de la posición de un punto detectado para la actividad de vida se puede llevar- a cabo usando la misma fuente de luz como la fuente de luz que se usa para la detección ó control de la actividad de vida .

Una onda electromagnética (luz) 608 para la detección/control . de la actividad de vida emitida desde un componente emisor dé luz 111 se convierte en luz paralela por un lente colimador 606, y luego se condensa - por ·. el' lente objetivo 31 en el punto detectado 30 para la actividad de vida en la parte 600 de un organismo que se detecta/controla. Al condensar la onda electromagnética (luz) 608 para la detección/control de , la actividad de vida como tal, se producen los siguientes efectos: (1) una actividad de vida solo en una ubicación de especifica local en el objeto viviente se puede controlar; y (2) la energía de la onda electromagnética (luz) 608 para la detección/control de ,1a actividad de vida se puede usar efectivamente.

La Figura 37. muestra una configuración que tiene solo un componente emisor de luz 111, pero alternativamente, se puede proporcionar una pluralidad de componentes emisores de luz 111. Si la .onda electromagnética (luz) 608 para la detección control de la actividad de vida emitida de la pluralidad de componentes emisores .111 se hace pasar a través del mismo lente objetivo 31, la luz se puede condensar en una pluralidad dé puntos en la parte 600 de un organismo que se detecta/controla al mismo tiempo, de modo que las actividades de vida en una pluralidad de diferentes puntos detectados 30 para la actividad de . vida se pueden controlar al mismos tiempo. Además, al controlar independientemente las emisiones de luz respectivas de la pluralidad de componentes emisores de luz 111, los tiempos respectivos del control de la actividad de. vida. en. una pluralidad de puntos detectados diferentes 30 para la actividad de vida se pueden cambiar, independientemente. ' Además, la sección de detección 101 para la actividad de vida se proporciona en el dispositivo de control de la actividad, de vida mostrada en la Figura 37, y la detección de la actividad de vida se puede llévar a cabo en paralelo con el control de la actividad de vida. Esto produce los siguientes efectos de la presente modalidad ejemplar: (1) el', control de la ' actividad de vida se puede llevar a cabo después . de verificar una necesidad del control en el punto detectado 30 para, la actividad de ida al detectar un estado de¦ actividad de vida del mismo, de modo que la eficiencia del control, de la actividad de vida se incremente; y (2) la detección de la actividad de vida se puede llevar a cabo mientras que la actividad de vida se controle, de modo que los efectos del control de la actividad de vida se pueden Verificar en tiempo real y la efectividad del. control' de la actividad de vida se incrementa. Notar que la sección de detección 101 para la actividad de vida en la Figura 37 usa el' principio . explicado, en la sección 6.3 co referencia a las Figuras"17 a 22 y tiene la configuración explicada.

Mientras tanto, en el dispositivo de control de la actividad de vida mostrado en la Figura 37, una fuente de luz individual (la. sección emisora de luz 111) se usa para la detección y el control de la actividad dé vida. Esto produce los' siguientes . efectos:' (1) el número de componentes necesarios que sé. pueden reducir, de modo que la reducción de tamaño y la reducción de costo del dispositivo de control de la actividad de vida se puede lograr; y (2) no es necesario alinear los 'sistemas ópticos (ajuste óptico), separadamente para la detección y control de la actividad de vida y el ensamble del dispositivo de control de la actividad de vida sé simplifica, de modo que la reducción de costo y alta conflabilidad del dispositivo del control de la actividad de vida se puede lograr. En el caso de este método, la cantidad ligéra de la onda electromagnética (luz) " emitida del componente emisor., de luz 111 se cambia a través del tiempo, para conmutar entre la detección y el control a la: actividad de vida a través del tiempo. Es decir, la cantidad de luz de la onda electromagnética (luz) emitida del componente emisor de luz 111 se reduce en el tiempo dé la detección . de la actividad de vida, y mientras tanto, la cantidad de luz de la onda electromagnética (luz) emitida del componente emisor de luz. 111 se incrementa en el tiempo del control de la actividad de vida llevada a cabo intermitentemente. El cambio de :1a cantidad de .emisión de luz en este, tiempo se controla por un generador de señal de modulación 118 con base en una instrucción de una. sección de control 603. Después, un accionador de componente emisor de luz .114 cambia la cantidad de una corriente que se suministra al. componente . emisor de luz lll.de acuerdo con una señal de salida de este generador de señal de modulación 118.

Alternativamente, se pueden proporcionar diferentes fuentes de luz para la detección y control de la actividad de vida. En ese caso,, es tal una ventaja de que (G) el control y la detección de la actividad de vida se pueden llevar a cabo en la misma zona de tiempo, de modo que la precisión de la detección de la actividad de vida se mejora y la efectividad ¦ del control de la' actividad de vida es más mejorada. Gomo se muestra en la Figura 28, las longitudes de onda apropiadas para la detección y el control de la actividad de vida se separan en una pluralidad de regiones (intervalos), en general . Por consiguiente, en un caso donde . se. usan diferentes fuentes de luz para la detección y; control de la actividad de vida', es' deseable seleccionar fuentes de luz para emitir ondas¦ electromagnéticas respectivas .(luz) que tengan longitudes de onda incluidas en los intervalos de longitud de . onda diferentes (regiones) entre si.

Además, el dispositivo de control de la. actividad de vida mostrado eñ la Figura 37 tiene una característica en que ' la irradiación de la onda electromagnética (luz) 608 para la. detección/control de la actividad de vida al punto detectado 30 para la actividad de vida y aplicación de un voltaje especifico desde la parte exterior se puede llevar a cabo al mismo tiempo. Cuando la aplicación de un voltaje especifico se lleva a cabo al mismo tiempo como tal, el control de la actividad de vida se puede llevar a cabo más eficientemente. En este punto, una sección de control 603 lleva a cabo un control sincrónico ; de un tiempo para incrementar una . cantidad de emisión de luz del componente emisor de luz 111 y un tiempo' para, aplicar un voltaje especifico en el momento del control de la actividad de vida. Es decir, cuando una señal de comando se envía desde la sección de control 603, . el generador de señal de modulación 604 opera µ? suministro de energía 602 para generación de alto voltaje' y alta frecuencia para generar un alto voltaje temporalmente. Este alto voltaje se aplica a las terminales de electrodos (placas) 601-1, y 601-2, de modo que se presenta un campo .eléctrico potente entre la terminal del electrodo (placas)- 601÷1 y la terminal del electrodo (placa) 601-2. Un efecto/ de este campo eléctrico potente que se présenta entre la terminal de electrodo (placa) 601-1 y la actividad de electrodo (placa) 601-2 es similar al AEF ( Desfibrilador Externo Automatizado) usado para resucitación cardíaca . .

Mientras . tanto,, un arreglo' de dos terminales de electrodos (placas) 601-1 y 601-2 se fijan en el dispositivo dé control de la actividad de vida mostrado en la Figura 37, y la parte 600 de un organismo que se detecta/controla (la cabeza o similar del candidato) .se va a. insertar entre las mismas. Sin embargo, el arreglo no se limita a eso, y la terminal de electrodo (placa) 601-1 y la terminal de electrodo (placa 601-2. se puede unir directamente (o adherir temporalmente) a una superficie de la parte 600 de un organismo que se detecta/controla (la cabeza o similar del candidato) .

Además.,' la Figura 38 muestra una modalidad aplicada del dispositivo de control de la actividad de vida mostrado en la Figura 37. La Figura 38 tiene, una característica en que una onda electromagnética 608 para detección/control de la actividad de vida se conduce a una guia de onda óptica 609, de modo que una parte interior de un objeto viviente se ilumina con la.' onda electromagnética 608 para la detección/control de la actividad de vida similar a un endoscopio y un catéter. Además, en este caso, una señal obtenida de la sección de supervisión de detección de posición 432 de un. punto detectado para la actividad de vida se transmite a un circuito de accionamiento de guía de onda óptica 610 pará controlar una posición del lente objetivo 31 proporcionado en una punta de la guia de onda óptica 609. Como se muestra en la Figura 38, cuando la guia de onda óptica. 609 se. usa, el control de la actividad de vida se puede llevar a cabo aún en una ubicación profunda en un organismo que es un objeto de detección/control al iluminar la- ubicación con la onda electromagnética 608 para la detección/control .de la actividad de vida, . mejorando en consecuencia drásticamente un intervalo .controlable .

Además, la presente modalidad ejemplar no ' se limita a la configuración, y el accionador de componente emisor de luz. 114, el componente emisor de luz 111, y la sección de detección 101 para la. actividad de vida se pueden alojar en una misma cápsula. En este caso, la cápsula se introduce en un cuerpo de tal manera que un candidato deglute la cápsula, por ejemplo, y una posición .de la cápsula se controla desde el ; exterior al comunicarse inalámbricamente con una sección de control proporcionada fuere del cuerpo. En la modalidad aplicada en la Figura 38, el candidato tiene una carga en un momento de introducir la guia de onda óptica 609' en el cuerpo. En contraste, si la cápsula se usa, no. solo la carga en el candidato se. puede reducir en gran medida, sino también lá onda electromagnética 608 para la detección/control de la actividad de vida se puede proyectar, continuamente durante un tiempo prolongado, de modo que la eficiencia del control de la actividad de vida (por ejemplo eficiencia de tratamiento) se puede mejorar en gran medida. 12.3) Estructura molecular del canal, de ión y el método de control dé acumulación Se dice que los canales de iones Na+ abiertos por voltaje existen en' el cuerpo de la célula neuronal 1, y muchos de ellos se distribuyen cerca d la raíz del axó 2 en el cuerpo celular- neuronal 1, en particular. In B. Hille: Ion Channels of Excitable Membranes 3rd Edition (Sinauer Associates, Inc., '2001) p. 110,. Píate .7, se describe un modelo del canal de .ión abierto por voltaje, . y la confirmación simplificada de un extracto del modelo .se muestra en la Figura' 39(a). En este punto, la "cubierta (compuerta)" y la parte "positivamente cargada" del canal de ión Na4 abierto por voltaje 11 corresponde a una compuerta 615 y . una parte' cargada 616 en . la Figura 39 (a) , respectivamente.

Mientras tanto, como se muestra en la Figura 39(a), un canal de ion se incrusta en una membrana celular 613 que se para una capa interior' 612 que se orienta en .el citoplasma en una neurona y una capa- exterior 611 de la membrana celular localizada fuera de la neurona. Este canal de ión se hace de una- roteína constituida por aminoácidos conectados entré sí. Como se muestra en la Figura 39(b), en la proteína, un arreglo atómico constituido por dos átomos de carbono C y un átomo de nitrógeno se repite para formar una cadena/principal 623 del. aminoácido. Particularmente, una . parte de enlace de hidrógeno 621 se forma, entre un átomo de oxígeno doblemente enlazado a un átomo . dé carbono C en la cadena principal 623 del aminoácido y un átomo de hidrógeno enlazado covalentemente a un átomo de hidrógeno en una cadena principal adyacente a. 623 del aminoácido, lo cual puede dar por resultado que una parte de. la proteína tenga una conformación de . a., hélice en la cual . la¦. cadena principal 623 del aminoácido tenga. uha estructura terciaria espiral.

En este punto, un residuo de aminoácido se expresa con "R" en la Figura 39 (b) . En las Figura 39(a), (c) , y (d) , una parte en la prote-ína que tiene esta conformación de a hélice se expresa con una forma de un "cilindro" y las partes cilindricas respectivas se expresan con a, ß, ?, y d. Mientras tanto, la ¦ resistencia del enlace de una parte de enlace de hidrógéno 621 no es tan potente, pero existen muchas partes de enlace de hidrógeno 621 en la conformación de -hélice, de^ modo que la resistencia del enlace ¦ total se hace potente. Por consiguiente, una parte cilindrica que tiéne una conformación de a-hélice tiene una resistencia mecánica muy potente (esfuerzo de flexión) .

Como se muestra en la Figura 39(a), los . extremos de la;s partes cilindricas, o¡ y ß se cierran durante un plazo de descanso de modo que la compuerta 615 se. cierra. Aún durante este plazo de descanso, los iones que tienen carga eléctrica positiva van a. entrar en la capa interior 612 que se orienta al citoplasma, debido : a que [1] la capa exterior 611 de la membrana celular es mucho más alta en la concentración de iones que la capa interior 612 que se orienta al citoplasma, y [2] se presenta un gradiente potencial, (una flecha en linea ondulada) en la membrana celular 613., Sin embargo, las resistencias mecánicas de las partes cilindricas y' ß. evitan fuerzas entrantes de los iones positivos. Además, dentro de cada una de las partes cilindricas ? y dß respectivamente conectadas a las partes cilindricas a y ß, un residuo que tiene "carga eléctrica- positiva" se enlaza a un residuo 622 del aminoácido, formando en consecuencia una parte cargada 616. Este residuo que tiene una carga eléctrica positiva es presumiblemente un.¦ residuo de Lisina o un residuo de Arginina. Puesto que una cantidad de las cargas eléctricas positivas en un residuo de Histidina es muy pequeña en un entorno de agua .(aproximadamente pH 7) en un objeto viviente, no se asume que el residuo de Histidina contribuya a eso.

Además, durante el plazo de reposo,, debido a una fuerza electrostática, de un campo eléctrico que se presenta por el gradiente potencial indicado por la flecha en linea ondulada en la membrana celular 613, esta parte cargada 616 se mueve a una ubicación . más cercana a la capa interior 612 que- se' orienta más al citoplasma. El movimiento de la parte cargada 610 provoca que las partes cilindricas ? y d se retuerzan, de modo que se expande un espacio de una grieta 614. Se considera que una fuerza, de expansión de esta grieta 614 alcanza las partes cilindricas a y ß y trabaja como una fuerza que cierra la compuerta 615. En este punto, un estado en el · cual las cargas eléctricas- positivas abren uña superficie de la capa exterior 611 de la membrana celular 613 y las cargas eléctrica negativas abren, la capa interior 612 que¦ se orienta al citoplasma, provocando en consecuencia un gradiente potencial llamado un. "estado polarizado".

Por otra parte, cuando un estado despolarizado se provoca como se muestra en la Figura 39(c) y el. gradiente potencial disminuye, una fuerza para llevar la. parte cargada 616 más cercana a la capa interior 612 que se orienta al citoplasma por la fuerza electrostática se debilita. Esto debilita una fuerza, de retorcimiento de las partes cilindricas, ? y d, de modo que la. parte cargada 616 se lleva de regreso a una posición regular y el espacio en la' grieta 614 se acorta. Por consiguiente, las partes cilindricas a y ß abren la compuerta 615 en conjunción entre si. Cuando la compuerta 615 se abre, los iones Na+ fluyen dentro de la capa interior 612 que se orienta al citoplasma de la' capa exterior 611 de la membrana celular y se presenta un "potencial de acción neuronal" ó "propagación de impulso a lo largo de la fibra del axón" . La explicación sé ha conocido hasta ahora convencionalmenté ..

En este ; aspecto, esta modalidad ejemplar. ·. tiene una característica en que durante el plazo de reposo, "este canal de iones se ilumina con las ondas electromagnéticas (luz) que incluye una onda electromagnética (luz) qué tiene una longitud, de onda específica, de modo . que las resistencias mecánicas de las partes cilindricas a y ß. se cargan para controlar la abertura: y cierre de la compuerta 615". La presente modalidad ejemplar tiene los siguientes efectos: [1] puesto que el dispositivo de control de la actividad de vida es económico, cualquier puede llevar a cabo fácilmente la detección/medición y control de la actividad de vida [2] debido a una resolución espacial alta, pueden, presentarse difícilmente efectos adversos en lugares diferentes a una parte objetivo que se controla; y [3] debido, a la selectividad de. la longitud de onda, pueden presentarse difícilmente efectos adversos en otras actividades de vida..-.

Como se. describe en lo anterior, las resistencias mecánicas de las partes cilindricas o¡ y ß, que son indispensables para llevar a cabo con seguridad la abertura, y cierre de la compuerta. 615, se mantienen por la resistencia del. enlace del enlace de hidrógeno mostrado ...en la Figura 39(b). La presente modalidad ejemplar tiene una característica en que una onda electromagnética (luz) que excita, un modo de vibración que se presenta en este enlace de hidrógeno de C = 0 .... H-N se proyecta. Debido^ a una energía de: vibración muy alta del estado excitado, en la, parte .de enlace de hidrógeno 621 en el estado excitado, [1] una resistencia de enlace de hidrógeno se debilita en gran medida, o [2] se presenta un fenómeno en que se escinde él enlace de hidrógeno. Como resultado, las. resistencias mecánicas de las partes cilindrica a y ß disminuyen en gran medida y la. fuerza . entrante de los iones positivos hacia la capa interior 612 que se orienta al citoplasma no se. puede restringir, dando por ' resultado en consecuencia ¦ que la compuerta 615 se abra como se muestra en la Figura 39(d) ..

La explicación hasta ahora trata con. un. método en el cual un potencial de acción neurona! se acelera solo por iluminación de un . campo electromagnético (luz) sin una combinación de Un campo eléctrico externo. Como otra modalidad aplicada,, el potencial de acción neuronal y la propagación de impulso a lo largo de. una fibra del axón se puede controlar finalmente con una mayor precisión por el soporte de la aplicación de campo eléctrico externo que se usa conjuntamente con la . iluminación del ' campo electromagnético (luz). Es decir, la compuerta 615 del canal de ión se cierra en un estado polarizado .de l . Figura 39(a)., mientras que la compuerta 615 del canal dé ion se abré en un estado polarizado, de la Figura 39 (c) . En este aspecto, un canal de ión especifico se establece para estar en un estado intermedio entre la. polarización y la despolarización (una resistencia de campo provocada justo antes de que se abra la ¦compuerta 615) . al aplicar un campo eléctrico potente al mismo desde el exterior.. Por consiguiente, en un canal de ión en este estado intermedio, su compuerta .615' se abre debido a ligeros cambios en las resistencia mecánicas (deterioro de la resistencia) de las partes cilindricas a y ß.

Un método para proporcionar un campo eléctrico potente desde el exterior es tal . que se aplica temporalmente un alto voltaje entre las terminales de. electrodo (placas) 601—1 y. 601-2 al accionar el suministro de energía 602 para generación de alto · voltaje y alta frecuencia en el dispositivo de control de la actividad de vida mostrada en la Figura 37. Puesto, que una cantidad de luz' de un campo electromagnético (luz) que se proyecta se puede disminuir en gran medida por el soporte de la aplicación de campo eléctrico externo, no solo las ocurrencias de los efectos secundarios provocados debido al control de la actividad de vida se pueden reducir, adicionalmente, sino también un riesgo de destrucción de los canales de iones debido a la iluminación de un campo electromagnético potente (luz) se puede reducir . Este produce tal .efecto que el soporte de · la aplicación del campo . eléctrico externo puede mejo.rár en gran medida la seguridad durante el control de la actividad de vida. 12.4) Característica del control de la actividad de vida Una longitud de onda adecuada para el campo electromagnético .(luz) que se proyecta para el control del potencial de acción neuronal mediante la abertura y cierre de la compuerta 615 del canal' de ión o la propagación del impulso a lo largo del control de la fibra del axón se explicará a . continuación. Como se describe en . la sección 12.3, es necesario excitar un modo de vibración provocado en el enlace de hidrógeno de C = O ... H-N, en este. caso. La excitación del modo de vibración de este tipo tiene una característica relativamente cercana a la . fila de la "Vibración de la parte de enlace de hidrógeno de la amida secundaria -CONH-" . ' en la Tabla 7. De esta manera, como se muestra en la sección 4.7 o 11.4, cuando un intervalo de variación que considera. la diferencia en un valor de detección provocado por errores de medición o entornos .de medición se estima como ±15%, los intervalos de variación so como sigue:. 1.53 x (1 - 0.15) - 1.30, 1.67 x (1 + 0.15) = 1.92, y 1.04 .x (1 - 0.15) = 0.88, 1.12 x (1 + 0.15) = 1.29.

Por consiguiente, cuando estos valores se resumen, se pueden obtener¦ los siguientes intervalos': - un intervalo de longitud de onda de una banda de absorción que corresponden a la Ira armónica superior, es de 1.30 µ?? a 1.92 µp?; y ¦ - un intervalo de longitud de onda de. una banda de absorción que corresponden a la 2dá armónica superior es de 0.88 µp a 1.29 µp?.· Con respecto a los intervalos obtenidos de. esta manera, . los intervalos restantes obtenidos al excluir . los intervalos de longitud de onda absorbidos en gran medida por la, molécula de agua mostrado en la Figura; 28 son cómo sigue: - el intervalo de longitud de Onda de la banda de absorción que corresponden a la 2da armónica superior- es de 1.88 µ? a 1.94 pra y 1.03 µ?? a 1.29 µp?, - el intervalo de longitud de onda de .la banda de absorción que corresponden a la Ira armónica superior es de 1.52 ym a 1.89 m, . como se muestra en la Figura 28. " Sin embargo, los intervalos muestran solo un intervalo de detección de la .novena, armónica superior a. la última. Una banda de absorción que corresponde a las ¦combinaciones también se incluye en la región de infrarrojo cercano. En. vista de esto, cuando el intervalo de longitud de onda detecta combinaciones también se toma en cuenta, el primero, segundo-, tercero, cuarto, y quinto intervalos de longitud de onda . la V con menos . absorción por el. agua mostrada en. la Figura 28 que se puede tomar como intervalos objetivo. Alternativamente, si una cantidad de absorción en la banda de absorción para las combinaciones es grande y no se afecta demasiado por la absorción por el agua, un intervalo de longitud de onda deseable estará en un intervalo de 0.84 µp? (o .0.875 ym) a 2.50 \im . como se muestra¦' en la sección 4.7.

Como un ejemplo ¦ concreto para controlar una actividad de vida al disminuir la resistencia mecánica de una a-hélice, la sección 12.3 ha descrito el control de -compuerta en el canal de ión. Alternativamente, una actividad de vida se. puede controlar, al disminuir la resistencia mecánica de otras a-hélices, como otra modalidad ej emplar . Por' ejemplo, como se describe en la sección 11.1, la Miosina se incluye en un' músculo esquelético. Una -hélice se incluye ' en una estructura terciaria de esta Miosina ;para asegurar una resistencia mecánica .en el momento en ' que el músculo esquelético se contrae. En vista de esto', cuando el músculo esquelético se contrae, el músculo, esquelético se puede iluminar con luz que tiene una longitud de onda dentro del intervalo anterior para disminuir la resistencia mecánica de la a-hélice, de · modo que se debilita una. fuerza contractiva muscular.

Claims

NOVEDAD DE IA INVENCIÓN Habiendo . · descrito la presente invención, se considera como novedad, y por lo tanto se reclama, como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. Un método de detección, de la actividad de vida, caracterizado porqué comprende: iluminar -.el objeto viviente con una onda electromagnética de la cual se incluye, una longitud de onda ¦en un ancho de . banda, designado o la' longitud de onda se refiere a un pico designado; y detectar la actividad de por lo menos un área local en- el objeto viviente.

2. Un método de control de la; actividad de . vida, caracterizado porque comprende: iluminar el objeto viviente con una-: onda electromagnética de la cual se incluye una longitud de onda de un ancho de banda designado o la longitud de onda .'.se refiere a un pico designado; y controlar la actividad por lo menos en un área local en el. objeto viviente.

3. Un método de transmisión de información relacionada con la actividad de vida, caracterizado porque comprende : iluminar el objeto viviente con una onda electromagnética de la cual se incluye una longitud de onda en un ancho de banda designado o la longitud de onda se refiere a un pico designado; y transmitir información obtenida sobre la base de la detección de la actividad por lo menos en un área local en el objeto viviente.

4. El método de detección de la actividad de vida, ^1 método de control de la actividad de vida, o el método de transmisión de la información relacionada con la actividad de vida de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende: el ancho de banda designado se refiere a una longitud de onda de no menor que 0.84 um pero no más que 110 µp?.

5. El método de detección de la actividad de vida, el método de control de la actividad de vida o el método de transmisión de la información relacionada con la actividad de vida de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el pico designado se refiere a un valor de; desplazamiento químico en un intervalo de no menor que 51.7 ppm pero no más que 54.5 ppm.

6. Un sensor, caracterizado porque está configurado para detectar actividad de vida al menos en un área local en un- objeto viviente.