WO2021095995A1 - 인지 증강을 위한 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법 및 장치 - Google Patents

인지 증강을 위한 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법 및 장치 Download PDF

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WO2021095995A1
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stimulation
direct current
evaluation result
transcranial direct
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PCT/KR2020/001562
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윤수정
김정윤
류인균
홍가혜
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이화여자대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for generating a personalized transcranial direct current stimulation protocol for cognitive enhancement, and more specifically, a method and apparatus for generating a personalized transcranial direct current stimulation protocol using the patient's genotype and cognitive evaluation results It is about.
  • Transcranial direct current stimulation is a device capable of controlling brain activity non-invasively by passing a low DC current of 1-2mA through an electrode to the scalp. Depending on the stimulation location of the scalp, the effect of transcranial direct current stimulation may vary.
  • neurotrophic factor genotypes such as brain-derived neurotraphic factor (BDNF) may affect the effect of transcranial direct current stimulation. Therefore, in order to maximize the effect of transcranial direct current stimulation, a technique for a transcranial direct current stimulation protocol that considers genotype for each individual is required.
  • BDNF brain-derived neurotraphic factor
  • the present invention provides a method and apparatus for generating a personalized transcranial direct current stimulation protocol for cognitive enhancement.
  • the present invention provides a method and system for maximizing a cognitive enhancement effect by providing a transcranial direct current stimulation protocol in consideration of information on an individual's genotype and cognitive ability.
  • a method for generating a personalized transcranial direct current stimulation protocol includes: receiving information on genotype and a first evaluation result of evaluating cognitive function for a target region requiring cognitive enhancement; Generating a transcranial direct current stimulation protocol based on the first evaluation result, information on the genotype and the target region; Receiving a second evaluation result of reevaluating the cognitive function of the target region while performing transcranial direct current stimulation according to the protocol; Receiving a third evaluation result of reevaluating the cognitive function of the target region after performing transcranial direct current stimulation according to the protocol; Comparing the first to third evaluation results may include changing the transcranial direct current stimulation protocol.
  • the protocol may include a stimulation location, stimulation time, stimulation intensity, and number of stimulation to perform transcranial direct current stimulation.
  • the generating of the protocol includes: when the target region is working memory, the stimulation position of the protocol is set to the frontal lobe, and the lower the score of the first evaluation result, the higher the stimulation intensity, stimulation intensity, and stimulation of the protocol.
  • the protocol can be created by increasing at least one or more of the number of times.
  • the target region is general memory
  • stimulation positions of the protocol are set to the frontal lobe and temporal lobe, and the lower the score of the first evaluation result, the stimulation intensity, stimulation intensity, and The protocol can be created by increasing at least one or more of the number of stimulations.
  • the generating of the protocol includes: when the target region is emotion, the stimulation position of the protocol is set to the frontal lobe, and the higher the score of the first evaluation result, the higher the stimulation intensity, stimulation intensity, and number of stimulation of the protocol.
  • the protocol can be created by increasing at least one of.
  • the step of generating the protocol includes, when the target region is sleep, the stimulation positions of the protocol are set to the frontal lobe and the parietal lobe, and the higher the score of the first evaluation result, the higher the stimulation intensity, stimulation intensity, and
  • the protocol can be created by increasing at least one or more of the number of stimulations.
  • the protocol is increased by increasing at least one of stimulation intensity, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol. You can change it.
  • An apparatus for generating a transcranial direct current stimulation protocol includes a processor, wherein the processor receives information on genotype and a first evaluation result of evaluating a cognitive function for a target region requiring cognitive enhancement, and , The first evaluation result, generating a transcranial DC stimulation protocol based on the genotype information and the target region, and reevaluating the cognitive function for the target region during the transcranial DC stimulation according to the protocol. 2 Receive the evaluation result, receive a third evaluation result of reevaluating the cognitive function of the target region after performing transcranial direct current stimulation according to the protocol, and compare the first to third evaluation results to the transcranial The direct current stimulation protocol can be changed.
  • the protocol may include a stimulation location, stimulation time, stimulation intensity, and number of stimulation to perform transcranial direct current stimulation.
  • the processor when the target region is working memory, the stimulation position of the protocol is set to the frontal lobe, and as the score of the first evaluation result is lower, at least one of stimulation intensity, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol is selected.
  • the protocol can be created by increasing it.
  • the processor when the target region is a general memory, sets the stimulation positions of the protocol to the frontal lobe and the temporal lobe, and as the score of the first evaluation result is lower, at least one of stimulation intensity, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol
  • the above protocol can be created by increasing the above.
  • the processor when the target region is emotion, sets the stimulation position of the protocol to the frontal lobe, and increases at least one of stimulation intensity, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol as the score of the first evaluation result increases. By doing so, the protocol can be created.
  • the processor when the target region is sleep, the stimulation position of the protocol is set to the frontal lobe and parietal lobe, and as the score of the first evaluation result is higher, at least one of stimulation intensity, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol
  • the protocol can be created by increasing.
  • the processor may change the protocol by increasing at least one of stimulation intensity, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol.
  • a method and apparatus for generating a personalized transcranial direct current stimulation protocol for cognitive enhancement are provided.
  • the present invention can maximize the cognitive enhancement effect by providing a transcranial direct current stimulation protocol in consideration of information on an individual's genotype and cognitive ability.
  • FIG. 1 is a diagram showing a structure diagram of an apparatus for generating a personalized transcranial direct current stimulation protocol according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a flow chart of a method for generating a personalized transcranial direct current stimulation protocol according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process of generating and applying a transcranial direct current stimulation protocol according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a structure diagram of an apparatus for generating a personalized transcranial direct current stimulation protocol according to an embodiment of the present invention.
  • the protocol generating device 101 includes a processor.
  • the processor performs the method of generating a personalized transcranial direct current stimulation protocol of the present invention.
  • the protocol generating device 101 may generate a transcranial direct current stimulation protocol based on the information on the genotype of the subject, the target region for which the subject wants to enhance cognition, and the evaluation result of the cognitive function for the target region of the subject.
  • the transcranial direct current stimulation protocol is the stimulation location (e.g., areas related to cognition in the brain such as the frontal lobe, temporal lobe, parietal lobe, etc.), stimulation time (e.g. 30 minutes-60 minutes), stimulation intensity ( Example: 1-2mA) and the number of stimulations (eg, 3-5 times per week).
  • stimulation location e.g., areas related to cognition in the brain such as the frontal lobe, temporal lobe, parietal lobe, etc.
  • stimulation time e.g. 30 minutes-60 minutes
  • stimulation intensity Example: 1-2mA
  • the number of stimulations eg, 3-5 times per week.
  • the transcranial direct current stimulation protocol generated in the present invention may differ from subject to subject because it is generated in consideration of the subject's genotype or cognitive evaluation result even if the target region is the same.
  • the target region may refer to a region in which the test subject wants to enhance cognition.
  • the target region may be working memory, general memory, emotion, sleep, and the like.
  • Working memory is a type of short-term memory that holds information from other sensory organs in the head for a while and then remembers them. Information that has been repeatedly input and processed in working memory is sent to long-term memory. Accordingly, in the present invention, working memory may mean short-term memory ability, and general memory may mean long-term memory ability.
  • Emotion may refer to areas related to depressive symptoms and anxiety symptoms of a subject. Therefore, when the target region of the test subject is emotion, a transcranial direct current stimulation protocol may be provided to alleviate depressive symptoms or anxiety symptoms.
  • Sleep may refer to an area related to the subject's insomnia symptoms.
  • a transcranial direct current stimulation protocol may be provided to alleviate insomnia symptoms.
  • the genotype of the test subject may mean the genotype of a neurotrophic factor such as brain-derived neurotraphic factor (BDNF) of the test subject.
  • BDNF brain-derived neurotraphic factor
  • the genotype of BDNF can consist of a combination of valine (Val) and methionine (Met).
  • the genotype of BDNF may be one of Val/Val, Val/Met, and Met/MET.
  • the protocol generating device 101 may generate a transcranial direct current stimulation protocol according to the genotype of the subject's BDNF.
  • the protocol generating device 101 may generate a transcranial direct current stimulation protocol using the genotypes of other neurotrophic factors COMT, SLC6A4, DAT1, 5-HT1A, and FKBP5.
  • the cognitive evaluation of the subject's target region can be performed by evaluating the items shown in Table 1 below.
  • the protocol generating device 101 can increase the stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol.
  • the target region is general memory
  • PRM Pattern Recognition Memory
  • DMS Delayed Matching to Sample
  • PAL Phase Change Associated Learning
  • the protocol generating device 101 can increase the stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol.
  • the protocol generation apparatus 101 may have data on the number of reference correct answers, the number of incorrect answers, and the number of errors according to gender for each age. Accordingly, the protocol generating device 101 may determine that the result of evaluating the cognitive function for the target region of the subject is high and low based on the above data.
  • a score related to depressive symptoms and anxiety symptoms of a subject may be evaluated using at least one or more of a self-reported questionnaire type of Beck Depression Index (BDI) and Beck Anxiety Index (BAI).
  • BDI Beck Depression Index
  • BAI Beck Anxiety Index
  • the protocol generating device 101 can increase the stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol.
  • the protocol generating device 101 may have a reference score for dividing the severity of depressive symptoms and anxiety symptoms according to the scores of the self-report questionnaire.
  • a subject may be assigned a progress task while performing the transcranial direct current stimulation in order to increase the symptom relief effect through the transcranial direct current stimulation.
  • the progression task may be at least one or more of meditation and relaxation.
  • a score related to insomnia symptoms of a subject may be evaluated using at least one or more of the Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) and the Athens Insomnia Scale (AIS), which are self-reported questionnaires.
  • PSQI Pittsburgh Sleep Quality Index
  • AIS Athens Insomnia Scale
  • the protocol generating device 101 can increase the stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol.
  • the protocol generating device 101 may have a reference score for dividing the severity of sleep disorder symptoms and insomnia symptoms according to the scores of the self-report questionnaire.
  • the subject When the target area is sleep, the subject may be given a progress task while performing the transcranial direct current stimulation in order to increase the symptom relief effect through the transcranial direct current stimulation.
  • the progression task may be at least one or more of meditation and relaxation.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a flow chart of a method for generating a personalized transcranial direct current stimulation protocol according to an embodiment of the present invention.
  • the protocol generating device 101 may receive information on the genotype of the subject and a first evaluation result of evaluating the subject's cognitive function with respect to a target region requiring cognitive enhancement.
  • the first evaluation result is the evaluation result of the cognitive function of the target region performed by the subject before the transcranial direct current stimulation was performed.
  • the second evaluation result is an evaluation result of the cognitive function of the target region performed by the subject during transcranial direct current stimulation.
  • the third evaluation result is the evaluation result of the cognitive function of the target region performed by the subject before the transcranial direct current stimulation was performed.
  • the target region may mean an area in which the subject wants to enhance cognition
  • at least one or more of working memory, general memory, emotion, and sleep may be selected.
  • the protocol generating device 101 may generate a transcranial direct current stimulation protocol based on the first evaluation result, information on the genotype, and the target region.
  • the protocol generating device 101 may adjust the stimulation time, stimulation intensity, and number of stimulation of the protocol according to the genotype. In addition, since the region in the brain that performs the cognitive function is different according to the target region, the protocol generating device 101 may set the stimulation position of the protocol differently.
  • the protocol generating device 101 may adjust the stimulation time, stimulation intensity, and number of stimulation of the protocol.
  • the protocol generation device 101 may generate a transcranial direct current stimulation protocol as shown in Table 2 below in consideration of the target region and genotype of the subject.
  • the protocol generating device 101 may set the stimulation position of the protocol to the frontal lobe. At this time, the protocol generation device 101 differs in stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency according to whether the genotype of BDNF, which is a kind of neurotrophic factor, is a combination of valine (Val)/valine, valine/methionine (Met), and methionine/methionine. can do.
  • BDNF which is a kind of neurotrophic factor
  • the protocol generation device 101 sets the stimulation time 30 minutes, the stimulation intensity 1 mA, and the number of stimulation 3 times per week when the subject's BDNF genotype is a valine/valine combination.
  • One transcranial direct current stimulation protocol can be generated.
  • the protocol generation device 101 increases the protocol by increasing at least one of the stimulation intensity, the stimulation intensity, and the number of stimulation of the protocol as the score of the first evaluation result of evaluating the cognitive function of the working memory of the subject is lower. Can be generated.
  • the protocol generation device 101 adds 10 minutes of stimulation time of the protocol and the number of stimulation is added once per week. I can.
  • the protocol generating device 101 may set the stimulation positions of the protocol to the frontal lobe and the temporal lobe. In this case, the protocol generating device 101 may vary the stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency according to whether the genotype of BDNF is a combination of valine/valine, valine/methionine, and methionine/methionine.
  • the protocol generating device 101 increases the protocol by increasing at least one of the stimulation intensity, stimulation intensity, and number of stimulation of the protocol as the score of the first evaluation result of evaluating the cognitive function of the subject's general memory is low. Can be generated.
  • the protocol generation device 101 adds 10 minutes of stimulation time of the protocol and the number of stimulation is added once per week. I can.
  • the protocol generating device 101 may set the stimulation position of the protocol to the frontal lobe. In this case, the protocol generating device 101 may vary the stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency according to whether the genotype of BDNF is a combination of valine/valine, valine/methionine, and methionine/methionine.
  • the protocol generating device 101 increases at least one of the stimulation intensity, stimulation intensity, and number of stimulation of the protocol as the score of the first evaluation result of evaluating whether there is a depressive symptom or an anxiety symptom for the subject's emotion is high. By doing so, the protocol can be created.
  • the protocol generating device 101 may set the stimulation positions of the protocol to the frontal lobe and the parietal lobe. In this case, the protocol generating device 101 may vary the stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency according to whether the genotype of BDNF is a combination of valine/valine, valine/methionine, and methionine/methionine.
  • the protocol generating device 101 sets the stimulation time to 50 minutes, the stimulation intensity to 2 mA, and the stimulation frequency to 5 times per week. Two direct current stimulation protocols can be created.
  • the protocol generation device 101 determines at least one of the stimulation intensity, stimulation intensity, and number of stimulation of the protocol as the score of the first evaluation result of evaluating whether there is a sleep disorder symptom or insomnia for the emotion of the test subject is high.
  • the protocol can be created by increasing it.
  • the protocol generating device 101 may receive a second evaluation result obtained by reevaluating the cognitive function of the target region while performing the transcranial direct current stimulation according to the protocol.
  • Transcranial direct current stimulation according to the transcranial direct current stimulation protocol generated through the protocol generating device 101 is performed by non-invasively stimulating the brain by allowing direct current to flow through at least one of the frontal lobe, temporal lobe, parietal lobe, and occipital lobe in the scalp of the subject. Performed.
  • the protocol generating device 101 receives a second evaluation result, which is a result of evaluating a cognitive function performed while performing transcranial direct current stimulation.
  • the stimulation location, stimulation time, and stimulation intensity of the transcranial direct current stimulation protocol may be changed.
  • the protocol generating device 101 increases one or more of the stimulation position, stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol.
  • the protocol generating apparatus 101 may receive a third evaluation result of reevaluating the cognitive function of the target region after the transcranial direct current stimulation is performed.
  • the test subject After performing the transcranial direct current stimulation according to the transcranial direct current stimulation protocol generated by the protocol generating device 101, the test subject performs cognitive function evaluation on the target region again.
  • the protocol generating device 101 may determine the degree of cognitive enhancement according to the transcranial direct current stimulation protocol, and generate a new transcranial direct current stimulation protocol suitable for the subject in consideration of the degree of enhancement.
  • the protocol generating device 101 may change the transcranial direct current stimulation protocol by comparing the first to third evaluation results.
  • the protocol generating device 101 increases the transcranial direct current stimulation protocol by increasing at least one of stimulation intensity, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol. You can change it.
  • the stimulation position and stimulation time of the transcranial direct current stimulation protocol can be changed.
  • the protocol generating device 101 may increase one or more of a stimulation position, stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency of the protocol.
  • the protocol generating device 101 increases at least one of stimulation intensity, stimulation intensity, and number of stimulations of the protocol. Two direct current stimulation protocols can be changed.
  • FIG. 3 is a diagram showing a process of generating and applying a transcranial direct current stimulation protocol according to an embodiment of the present invention
  • transcranial direct current stimulation protocol is generated through the protocol generating device 101, and the results of evaluation of cognitive functions before, during, and after the transcranial direct current stimulation according to the transcranial direct current stimulation protocol are used. It is a diagram showing a process of performing feedback for two direct current stimulation protocols.
  • the protocol generating device 101 may generate a transcranial direct current stimulation protocol by using genotypic information of a subject and a target region for cognitive enhancement. In this case, additionally, the protocol generation device 101 may consider the sex and age of the test subject. Examples of target areas may include working memory, general memory, emotion and sleep.
  • the first evaluation result 301 which is a result of the test subject's cognitive function evaluation on the above target region, may be used to generate a transcranial direct current stimulation protocol of the protocol generating device 101.
  • the test subject may perform meditation or relaxation as an ongoing task.
  • cognitive function evaluation for working memory or general memory may be performed during transcranial direct current stimulation.
  • the second evaluation result 302 which is a result of the subject's cognitive function evaluation while performing the transcranial direct current stimulation with respect to the target region, may be used to change the transcranial direct current stimulation protocol of the protocol generating device 101.
  • the protocol generating device 101 can be used to change the transcranial direct current stimulation protocol by using the third evaluation result 303, which is a result of the cognitive function evaluation for the target region, after the subject's transcranial direct current stimulation is performed.
  • the protocol generating device 101 may feedback the stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency of the transcranial direct current stimulation protocol in consideration of the difference between the score of the third evaluation result 303 and the first evaluation result 301.
  • the protocol generating device 101 may hardly change the transcranial DC stimulation protocol.
  • the protocol generating device 101 increases the stimulation time, stimulation intensity, and stimulation frequency of the transcranial DC stimulation protocol. It is possible to change the transcranial direct current stimulation protocol.
  • the method according to the present invention is written as a program that can be executed on a computer and can be implemented in various recording media, such as a magnetic storage medium, an optical reading medium, and a digital storage medium.
  • Implementations of the various techniques described herein may be implemented in digital electronic circuitry, or in computer hardware, firmware, software, or combinations thereof. Implementations may include a data processing device, e.g., a programmable processor, a computer, or a computer program product, i.e. an information carrier, e.g., machine-readable storage, for processing by or controlling the operation of a plurality of computers. It may be implemented as a computer program tangibly embodied in an apparatus (computer readable medium) or a radio signal. Computer programs such as the above-described computer program(s) may be recorded in any type of programming language, including compiled or interpreted languages, and as a standalone program or in a module, component, subroutine, or computing environment. It can be deployed in any form, including as other units suitable for the use of. A computer program can be deployed to be processed on one computer or multiple computers at one site or to be distributed across multiple sites and interconnected by a communication network.
  • a data processing device e.g., a programmable
  • processors suitable for processing a computer program include, by way of example, both general and special purpose microprocessors, and any one or more processors of any kind of digital computer.
  • the processor will receive instructions and data from read-only memory or random access memory or both.
  • Elements of the computer may include at least one processor that executes instructions and one or more memory devices that store instructions and data.
  • a computer may include one or more mass storage devices that store data, such as magnetic, magnetic-optical disks, or optical disks, or receive data from or transmit data to them, or both. It can also be combined so as to be.
  • Information carriers suitable for embodying computer program instructions and data are, for example, semiconductor memory devices, for example, magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, Compact Disk Read Only Memory (CD-ROM). ), Optical Media such as DVD (Digital Video Disk), Magnetic-Optical Media such as Floptical Disk, ROM (Read Only Memory), RAM (RAM) , Random Access Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and the like.
  • the processor and memory may be supplemented by or included in a special purpose logic circuit structure.
  • the computer-readable medium may be any available medium that can be accessed by a computer, and may include both a computer storage medium and a transmission medium.

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Abstract

인지 증강을 위한 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법은 유전형에 대한 정보 및 인지 증강이 필요한 표적 영역에 대한 인지 기능을 평가한 제1 평가 결과를 수신하는 단계; 상기 제1 평가 결과, 상기 유전형에 대한 정보 및 상기 표적 영역에 기초하여 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 단계; 상기 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 중 상기 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제2 평가 결과를 수신하는 단계; 상기 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 이후 상기 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제3 평가 결과를 수신하는 단계; 상기 제1 내지, 제2, 제3 평가 결과를 비교하여 상기 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

인지 증강을 위한 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법 및 장치
본 발명은 인지 증강을 위한 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 환자의 유전형 및 인지 평가 결과를 이용하여 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
경두개 직류 자극(transcranial direct current stimulation, tDCS)은 전극을 통해 1-2mA의 낮은 직류 전류를 두피에 흘려 비침습적으로 뇌 활성도를 조절할 수 있는 장치이다. 두피의 자극 위치에 따라 경두개 직류 자극을 통한 효과는 달라질 수 있다.
또한, BDNF(brain-derived neurotraphic factor)와 같은 신경영양인자 유전형(genotype)은 경두개 직류 자극의 효과에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 경두개 직류 자극의 효과를 극대화하기 위해서 개인 별로 유전자형을 고려한 경두개 직류 자극 프로토콜에 대한 기술이 요구된다.
본 발명은 인지 증강을 위한 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명은 개인의 유전형에 대한 정보, 인지 능력을 고려한 경두개 직류 자극 프로토콜을 제공함으로써 인지 증강 효과를 극대화하는 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법은 유전형에 대한 정보 및 인지 증강이 필요한 표적 영역에 대한 인지 기능을 평가한 제1 평가 결과를 수신하는 단계; 상기 제1 평가 결과, 상기 유전형에 대한 정보 및 상기 표적 영역에 기초하여 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 단계; 상기 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 중 상기 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제2 평가 결과를 수신하는 단계; 상기 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 이후 상기 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제3 평가 결과를 수신하는 단계; 상기 제1 내지 제3 평가 결과를 비교하여 상기 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 프로토콜은, 경두개 직류 자극을 수행하는 자극 위치, 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수를 포함할 수 있다.
상기 프토로콜을 생성하는 단계는, 상기 표적 영역이 작업 기억력인 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 낮을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
상기 프토로콜을 생성하는 단계는 상기 표적 영역이 일반 기억력인 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽 및 측두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 낮을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
상기 프토로콜을 생성하는 단계는, 상기 표적 영역이 정서일 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 높을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
상기 프토로콜을 생성하는 단계는, 상기 표적 영역이 수면일 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽 및 두정엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 높을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
상기 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경하는 단계는, 제1 평가 결과의 점수보다 제3 평가 결과의 점수가 낮은 경우, 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 변경할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 유전형에 대한 정보 및 인지 증강이 필요한 표적 영역에 대한 인지 기능을 평가한 제1 평가 결과를 수신하고, 상기 제1 평가 결과, 상기 유전형에 대한 정보 및 상기 표적 영역에 기초하여 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하고, 상기 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 중 상기 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제2 평가 결과를 수신하고, 상기 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 이후 상기 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제3 평가 결과를 수신하고, 상기 제1 내지 제3 평가 결과를 비교하여 상기 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경할 수 있다.
상기 프로토콜은, 경두개 직류 자극을 수행하는 자극 위치, 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 표적 영역이 작업 기억력인 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 낮을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 표적 영역이 일반 기억력인 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽 및 측두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 낮을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 표적 영역이 정서일 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 높을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 표적 영역이 수면일 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽 및 두정엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 높을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
상기 프로세서는, 제1 평가 결과의 점수보다 제3 평가 결과의 점수가 낮은 경우, 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 변경할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 인지 증강을 위한 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명은 개인의 유전형에 대한 정보, 인지 능력을 고려한 경두개 직류 자극 프로토콜을 제공함으로써 인지 증강 효과를 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치의 구조도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법의 플로우 차트를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경두개 직류 자극 프로토콜의 생성 및 적용 과정을 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치의 구조도를 도시한 도면이다.
프로토콜 생성 장치(101)는 프로세서를 포함한다. 프로세서는 본 발명의 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법을 수행한다. 프로토콜 생성 장치(101)는 피실험자의 유전형에 대한 정보, 피실험자가 인지 증강을 하고자 하는 표적 영역 및 피실험자의 표적 영역에 대한 인지 기능의 평가 결과에 기초하여 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.
이 때, 경두개 직류 자극 프로토콜은 경두개 직류 자극을 수행하는 자극 위치(예: 전두엽, 측두엽, 두정엽 등 뇌에서 인지와 관련된 영역), 자극 시간(예: 30분-60분), 자극 강도(예: 1-2mA) 및 자극 횟수(예: 1주일에 3회-5회)를 포함할 수 있다.
본 발명에서 생성된 경두개 직류 자극 프로토콜은 표적 영역이 같더라도 피실험자의 유전형이나 인지 평가 결과를 고려하여 생성되기 때문에 피실험자마다 다를 수 있다.
표적 영역은 피실험자가 인지 증강을 하고자 하는 영역을 의미할 수 있다. 일례로, 표적 영역은 작업 기억력(working memory), 일반 기억력(memory), 정서, 수면 등일 수 있다.
작업 기억이란 다른 감각 기관으로부터 들어오는 정보를 머리 속에 잠시 잡아 뒀다가 기억하는 단기 기억의 일종이다. 작업 기억에서 반복적으로 입력 및 처리된 정보들은 장기 기억으로 보내진다. 따라서, 본 발명에서 작업 기억력이란 단기 기억 능력을 의미할 수 있으며, 일반 기억력은 장기 기억 능력을 의미할 수 있다.
정서는 피실험자의 우울 증상 및 불안 증상 관련된 영역을 의미할 수 있다. 따라서, 피실험자의 표적 영역이 정서인 경우, 우울 증상이나 불안 증상을 완화하기 위한 경두개 직류 자극 프로토콜이 제공될 수 있다.
수면은 피실험자의 불면 증상과 관련된 영역을 의미할 수 있다. 피실험자의 표적 영역이 수면인 경우, 불면 증상을 완화하기 위한 경두개 직류 자극 프로토콜이 제공될 수 있다.
피실험자의 유전형은 피실험자의 BDNF(brain-derived neurotraphic factor)와 같은 신경영양인자의 유전형을 의미할 수 있다. BDNF의 유전형은 발린(Valine, Val) 및 메티오닌(Methionine, Met)의 조합으로 구성될 수 있다.
일례로, BDNF의 유전형은 Val/Val, Val/Met 및 Met/MET 중 하나일 수 있다. 프로토콜 생성 장치(101)는 피실험자의 BDNF의 유전형에 따라 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다. 프로토콜 생성 장치(101)이 밖에 다른 신경영양인자인 COMT, SLC6A4, DAT1, 5-HT1A, FKBP5의 유전형을 이용하여 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.
피실험자의 표적 영역에 대한 인지 평가는 다음의 표 1에 기재된 항목에 대해 평가함으로써 수행될 수 있다.
Figure PCTKR2020001562-appb-img-000001
표적 영역이 작업 기억력인 경우, 인지기능 검사의 일종인 WCST(Wisconsin Card Sorting Test), SWM(Spatial Working Memory) 및 RVP(Rapid Visual Information Processing) 중 적어도 하나 이상을 이용하여, 피실험자의 작업 기억력에 대한 인지 기능을 평가할 수 있다.
이 때, 인기기능의 평가 결과에서 정답 수, 반응 시간 및 오류 수를 측정한다. 정답 수가 낮거나, 오류 수가 크거나, 반응 시간이 길수록 피실험자의 작업 기억력에 대한 인지 기능의 증진이 요구된다. 따라서, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수를 높일 수 있다.
표적 영역이 일반 기억력인 경우, 인지기능 검사의 일종인 PRM(Pattern Recognition Memory), DMS(Delayed Matching to Sample) 및 PAL(Paired Associated Learning) 중 적어도 하나 이상을 이용하여, 피실험자의 일반 기억력에 대한 인지 기능을 평가할 수 있다.
이 때, 인기기능의 평가 결과에서 정답 수, 반응 시간 및 오류 수를 측정한다. 정답 수가 낮거나, 오류 수가 크거나, 반응 시간이 길수록 피실험자의 일반 기억력에 대한 인지 기능의 증진이 요구된다. 따라서, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수를 높일 수 있다.
표적 영역이 작업 기억력 또는 기억력 평가 방법인 경우 프로토콜 생성 장치(101)는 연령별로 성별에 따른 기준 정답 수, 오답 수 및 오류 수에 대한 데이터를 가지고 있을 수 있다. 따라서, 프로토콜 생성 장치(101)는 위 데이터에 기초하여 피실험자의 표적 영역에 대한 인지 기능 평가 결과가 높고 낮음을 판단할 수 있다.
표적 영역이 정서인 경우, 자가보고 설문의 형태인 BDI(Beck Depression Index) 및 BAI(Beck Anxiety Index) 중 적어도 하나 이상을 이용하여, 피실험자의 우울 증상 및 불안 증상과 관련된 점수를 평가할 수 있다.
이 때, 자가보고 설문의 점수가 높을수록 피실험자의 우울 증상 또는 불안 증상이 심할 수 있다. 따라서, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수를 높일 수 있다. 프로토콜 생성 장치(101)는 자가보고 설문의 점수에 따른 우울 증상 및 불안 증상의 심각도를 나누는 기준 점수를 가질 수 있다.
표적 영역이 정서인 경우, 경두개 직류 자극을 통한 증상 완화 효과를 높이기 위해 경두개 직류 자극의 수행 중 피실험자에게 진행 과제가 부여될 수 있다. 일례로, 진행 과제는 명상 및 긴장 완화법 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
표적 영역이 수면인 경우, 자가보고 설문의 형태인 PSQI(Pittsburgh Sleep Quality Index) 및 AIS(Athens Insomnia Scale) 중 적어도 하나 이상을 이용하여, 피실험자의 불면 증상과 관련된 점수를 평가할 수 있다.
이 때, 자가보고 설문의 점수가 높을수록 피실험자의 수면 장애 증상 또는 불면 증상이 심할 수 있다. 따라서, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수를 높일 수 있다. 프로토콜 생성 장치(101)는 자가보고 설문의 점수에 따른 수면 장애 증상 및 불면 증상의 심각도를 나누는 기준 점수를 가질 수 있다.
표적 영역이 수면인 경우, 경두개 직류 자극을 통한 증상 완화 효과를 높이기 위해 경두개 직류 자극의 수행 중 피실험자에게 진행 과제가 부여될 수 있다. 일례로, 진행 과제는 명상 및 긴장 완화법 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개인 맞춤형 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법의 플로우 차트를 도시한 도면이다.
단계(201)에서, 프로토콜 생성 장치(101)는 피실험자의 유전형에 대한 정보 및 인지 증강이 필요한 표적 영역에 대한 피실험자의 인지 기능을 평가한 제1 평가 결과를 수신할 수 있다.
제1 평가 결과는 경두개 직류 자극 수행 전에 피실험자에 의해 수행된 표적 영역의 인지 기능에 대한 평가 결과이다. 제2 평가 결과는 경두개 직류 자극 수행 중에 피실험자에 의해 수행된 표적 영역의 인지 기능에 대한 평가 결과이다. 제3 평가 결과는 경두개 직류 자극 수행 전에 피실험자에 의해 수행된 표적 영역의 인지 기능에 대한 평가 결과이다.
일례로, 표적 영역은 피실험자가 인지 증강을 하고자 하는 영역을 의미할 수 있으므로, 작업 기억력, 일반 기억력, 정서 및 수면 중 적어도 하나 이상이 선택될 수 있다.
단계(202)에서, 프로토콜 생성 장치(101)는 제1 평가 결과, 유전형에 대한 정보 및 표적 영역에 기초하여 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.
피실험자의 유전형에 따라 경두개 직류 자극의 효과가 달라질 수 있으므로 프로토콜 생성 장치(101)는 유전형에 따라 프로토콜의 자극 시간, 자극 강도, 자극 횟수를 조정할 수 있다. 또한, 표적 영역에 따라 인지 기능을 수행하는 뇌 내 영역이 달라지므로 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 위치를 다르게 설정할 수 있다.
경두개 직류 자극 전의 표적 영역에 대한 인지 기능을 평가한 제1 평가 결과 점수에 따라 경두개 직류 자극을 통해 인지 기능을 증진시키고자 하는 정도가 다를 수 있다. 따라서, 이에 따라, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 시간, 자극 강도, 자극 횟수를 조정할 수 있다.
일례로, 프로토콜 생성 장치(101)는 피실험자의 표적 영역, 유전형을 고려하여 아래 표 2와 같이 경두개 직류 자극 포로토콜을 생성할 수 있다.
Figure PCTKR2020001562-appb-img-000002
표적 영역이 작업 기억력인 경우, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 위치를 전두엽으로 설정할 수 있다. 이 때, 프로토콜 생성 장치(101)는 신경영양인자의 일종인 BDNF의 유전형이 발린(Val)/발린, 발린/메티오닌(Met) 및 메티오닌/메티오닌 조합인지에 따라 자극 시간, 자극 세기 및 자극 횟수를 달리할 수 있다.
일례로, 프로토콜 생성 장치(101)는 인지 증강 효과를 극대화하기 위해, 피실험자의 BDNF 유전형이 발린/발린 조합인 경우, 자극 시간을 30분, 자극 세기를 1mA 및 자극 횟수를 1주일 당 3회로 설정한 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.
이 때, 프로토콜 생성 장치(101)는 피실험자의 작업 기억력에 대한 인지 기능을 평가한 제1 평가 결과의 점수가 낮을수록 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
일례로, 제1 평가 결과의 점수가 피실험자의 성별, 나이에 따른 기준 점수보다 낮을 경우, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 시간을 10분 추가하고, 자극 횟수를 1주일 당 1회씩 추가할 수 있다.
표적 영역이 일반 기억력인 경우, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 위치를 전두엽 및 측두엽으로 설정할 수 있다. 이 때, 프로토콜 생성 장치(101)는 BDNF의 유전형이 발린/발린, 발린/메티오닌 및 메티오닌/메티오닌 조합인지에 따라 자극 시간, 자극 세기 및 자극 횟수를 달리할 수 있다.
이 때, 프로토콜 생성 장치(101)는 피실험자의 일반 기억력에 대한 인지 기능을 평가한 제1 평가 결과의 점수가 낮을수록 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
일례로, 제1 평가 결과의 점수가 피실험자의 성별, 나이에 따른 기준 점수보다 낮을 경우, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 시간을 10분 추가하고, 자극 횟수를 1주일 당 1회씩 추가할 수 있다.
표적 영역이 정서인 경우, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 위치를 전두엽으로 설정할 수 있다. 이 때, 프로토콜 생성 장치(101)는 BDNF의 유전형이 발린/발린, 발린/메티오닌 및 메티오닌/메티오닌 조합인지에 따라 자극 시간, 자극 세기 및 자극 횟수를 달리할 수 있다.
이 때, 프로토콜 생성 장치(101)는 피실험자의 정서에 대한 우울 증상 또는 불안 증상의 여부를 평가한 제1 평가 결과의 점수가 높을수록 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
표적 영역이 수면인 경우, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 위치를 전두엽 및 두정엽으로 설정할 수 있다. 이 때, 프로토콜 생성 장치(101)는 BDNF의 유전형이 발린/발린, 발린/메티오닌 및 메티오닌/메티오닌 조합인지에 따라 자극 시간, 자극 세기 및 자극 횟수를 달리할 수 있다.
일례로, 피실험자의 표적 영역이 수면이고 피실험자의 BDNF 유전자형이 메티오닌/메티오닌인 경우, 프로토콜 생성 장치(101)는 자극 시간을 50분, 자극 세기를 2mA 및 자극 횟수를 1주일 당 5회로 설정한 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.
이 때, 프로토콜 생성 장치(101)는 피실험자의 정서에 대한 수면 장애 증상 또는 불면 증상의 여부를 평가한 제1 평가 결과의 점수가 높을수록 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성할 수 있다.
단계(203)에서, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 중 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제2 평가 결과를 수신할 수 있다.
프로토콜 생성 장치(101)를 통해 생성된 경두개 직류 자극 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극은 피실험자의 두피에서 전두엽, 측두엽, 두정엽 및 후두엽 중 적어도 하나이 이상에 직류 전류를 흐르게 하여 비침습적으로 뇌를 자극함으로써 수행된다.
경두개 직류 자극 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극을 수행을 수행하면서, 표적 영역에 대한 인지 기능 평가가 다시 수행된다. 프로토콜 생성 장치(101)는 경두개 직류 자극 수행 중에 수행된 인지 기능 평가 결과인 제2 평가 결과를 수신한다.
제1 평가 결과와 제2 평가 결과의 차이(A)와 제1 평가 결과와 제3 평가 결과의 차이(B)의 차이(B-A)에 따라 경두개 직류 자극 프로토콜의 자극 위치, 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수가 변경될 수 있다. 일례로, 차이(B-A)가 음수 일 경우, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 위치, 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수 중 한가지 이상을 증가시킨다.
단계(204)에서, 프로토콜 생성 장치(101)는 경두개 직류 자극의 수행 이후 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제3 평가 결과를 수신할 수 있다.
피실험자는 프로토콜 생성 장치(101)를 통해 생성된 경두개 직류 자극 프로토콜에 따라 경두개 직류 자극을 수행한 이후, 표적 영역에 대한 인지 기능 평가를 다시 수행한다.
프로토콜 생성 장치(101)는 경두개 직류 자극 프로토콜에 따른 인지 증강의 정도를 판단하고, 증강의 정도에 고려하여 피실험자에게 적합한 새로운 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.
단계(205)에서, 프로토콜 생성 장치(101)는 제1 내지 제3 평가 결과를 비교하여 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경할 수 있다.
일례로, 프로토콜 생성 장치(101)는 제1 평가 결과의 점수보다 제3 평가 결과의 점수가 낮은 경우, 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경할 수 있다.
일례로, 제1 평가 결과와 제2 평가 결과의 차이(A)와 제1 평가 결과와 제3 평가 결과의 차이(B)의 차이(B-A)에 따라 경두개 직류 자극 프로토콜의 자극 위치, 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수가 변경될 수 있다. 일례로, 차이(B-A)가 음수 일 경우, 프로토콜 생성 장치(101)는 프로토콜의 자극 위치, 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수 중 한가지 이상을 증가시킬 수 있다.
일례로, 프로토콜 생성 장치(101)는 제1 평가 결과의 점수와 제3 평가 결과의 차이가 미리 설정된 기준 점수 보다 낮은 경우, 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경두개 직류 자극 프로토콜의 생성 및 적용 과정을 도시한 도면이다
도 3은 프로토콜 생성 장치(101)를 통해 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하고, 경두개 직류 자극 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 전, 수행 중, 수행 후의 인지 기능에 대한 평가 결과를 이용하여 경두개 직류 자극 프로토콜에 대한 피드백을 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
프로토콜 생성 장치(101)는 피실험자의 유전형 정보 및 인지 증강을 하고자 하는 표적 영역을 이용하여 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다. 이 때, 추가적으로, 프로토콜 생성 장치(101)는 피실험자의 성별, 나이 등을 고려할 수 있다. 표적 영역의 예시로 작업 기억력, 일반 기억력, 정서 및 수면이 있을 수 있다. 위 표적 영역에 대해서 피실험자가 인지 기능 평가를 수행한 결과인 제1 평가 결과(301)는 프로토콜 생성 장치(101)의 경두개 직류 자극 프로토콜의 생성에 이용될 수 있다.
표적 영역이 정서 또는 수면인 경우, 경두개 직류 자극 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극 수행 중에, 피실험자는 진행 과제로써 명상 또는 긴장 완화법을 수행할 수 있다. 표적 영역이 작업 기억력 또는 일반 기억력인 경우, 경두개 직류 자극 수행 중에 작업 기억력 또는 일반 기억력에 대한 인지 기능 평가가 수행될 수 있다.
위 표적 영역에 대해서 피실험자가 경두개 직류 자극의 수행 중에 인지 기능 평가를 수행한 결과인 제2 평가 결과(302)는 프로토콜 생성 장치(101)의 경두개 직류 자극 프로토콜의 변경에 이용될 수 있다.
피실험자는 경두개 직류 자극의 수행 이후 표적 영역에 대한 인지 기능 평가를 다시 수행한다. 프로토콜 생성 장치(101)는 피실험자의 경두개 직류 자극의 수행 이후 표적 영역에 대한 인지 기능 평가의 결과인 제3 평가 결과(303)를 이용하여 경두개 직류 자극 프로토콜의 변경에 이용할 수 있다.
프로토콜 생성 장치(101)는 제3 평가 결과(303)의 점수와 제1 평가 결과(301)의 차이를 고려하여 경두개 직류 자극 프로토콜의 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수를 피드백할 수 있다.
예를 들어, 프로토콜 생성 장치(101)는 제3 평가 결과(303)의 점수가 제1 평가 결과(301)의 점수보다 훨씬 높은 경우, 경두개 직류 자극 프로토콜을 거의 변경하지 않을 수 있다.
그러나, 제3 평가 결과(303)의 점수가 제1 평가 결과(301)의 점수보다 낮거나 비슷한 경우, 프로토콜 생성 장치(101)는 경두개 직류 자극 프로토콜의 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수를 증가시킴으로써 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (17)

  1. 유전형에 대한 정보 및 인지 증강이 필요한 표적 영역에 대한 인지 기능을 평가한 제1 평가 결과를 수신하는 단계;
    상기 제1 평가 결과, 상기 유전형에 대한 정보 및 상기 표적 영역에 기초하여 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 단계;
    상기 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 중 상기 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제2 평가 결과를 수신하는 단계;
    상기 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 이후 상기 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제3 평가 결과를 수신하는 단계;
    상기 제1 내지 제2 , 제3 평가 결과를 비교하여 상기 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경하는 단계
    를 포함하는 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로토콜은,
    경두개 직류 자극을 수행하는 자극 위치, 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수를 포함하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프토로콜을 생성하는 단계는,
    상기 표적 영역이 작업 기억력인 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 낮을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 프토로콜을 생성하는 단계는,
    상기 표적 영역이 일반 기억력인 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽 및 측두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 낮을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 프토로콜을 생성하는 단계는,
    상기 표적 영역이 정서일 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 높을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 프토로콜을 생성하는 단계는,
    상기 표적 영역이 수면일 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽 및 두정엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 높을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경하는 단계는,
    제1 평가 결과의 점수보다 제3 평가 결과의 점수가 낮은 경우, 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 변경하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경하는 단계는,
    상기 제1 평가 결과와 제2 평가 결과의 차이보다 상기 제1 평가 결과와 제3 평가 결과의 차이가 작을 때, 상기 프로토콜의 자극 위치, 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 변경하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 방법.
  9. 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    유전형에 대한 정보 및 인지 증강이 필요한 표적 영역에 대한 인지 기능을 평가한 제1 평가 결과를 수신하고, 상기 제1 평가 결과, 상기 유전형에 대한 정보 및 상기 표적 영역에 기초하여 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하고, 상기 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 중 상기 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제2 평가 결과를 수신하고, 상기 프로토콜에 따른 경두개 직류 자극의 수행 이후 상기 표적 영역에 대한 인지 기능을 재평가한 제3 평가 결과를 수신하고, 상기 제1 내지 제 2, 제3 평가 결과를 비교하여 상기 경두개 직류 자극 프로토콜을 변경하는,
    경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로토콜은,
    경두개 직류 자극을 수행하는 자극 위치, 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수를 포함하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 표적 영역이 작업 기억력인 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 낮을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 표적 영역이 일반 기억력인 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽 및 측두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 낮을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 표적 영역이 정서일 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 높을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 표적 영역이 수면일 경우, 상기 프로토콜의 자극 위치는 전두엽 및 두정엽으로 설정하고, 상기 제1 평가 결과의 점수가 높을수록 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 생성하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제1 평가 결과의 점수보다 제3 평가 결과의 점수가 낮은 경우, 상기 프로토콜의 자극 세기, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 변경하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 평가 결과와 제2 평가 결과의 차이보다 상기 제1 평가 결과와 제3 평가 결과의 차이가 작을 때, 상기 프로토콜의 자극 위치, 자극 시간, 자극 강도 및 자극 횟수 중 적어도 하나 이상을 증가시킴으로써 상기 프로토콜을 변경하는, 경두개 직류 자극 프로토콜 생성 장치.
  17. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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