JP6716682B2 - 脳刺激システム - Google Patents

Description

本発明に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、（ａ）電子装置が使用者の脳に電気刺激を加え、使用者の脳皮質領域における脳反応活性化程度を測定する段階と、（ｂ）前記使用者の脳皮質領域のうち、少なくとも一つの脳皮質ターゲット領域を選定する段階と、（ｃ）前記脳皮質ターゲット領域において、刺激物による使用者の一般の脳反応信号を受信して測定する段階と、（ｄ）前記電子装置が前記脳皮質ターゲット領域に脳活性化誘導電気刺激を加え、前記誘導電気刺激による刺激後、脳反応信号を測定する段階と、（ｅ）脳反応信号の変化を測定し、脳活動変化の有無を判断する段階と、を含んでもよい。

抹消神経端の触覚受容器は、皮膚の物理的な変化を感知する。脳の体性感覚皮質（Ｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙ ｃｏｒｔｅｘ）では、触覚受容器から入った情報に基づき、触感覚を誘発するプロセスが開始される。触覚受容器から始まった情報は、視床（Ｔｈａｌａｍｕｓ）を経て、大脳の一次体性感覚皮質（Ｐｒｉｍａｒｙ ｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙ ｃｏｒｔｅｘ、Ｓ１）及び二次体性感覚皮質（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｏｍａｔｏｓｅｎｓｏｒｙ ｃｏｒｔｅｘ、Ｓ２）に到達すると知られている。

前記皮質のうち、一次体性感覚皮質では、流入する情報に対して相対的に機械的な反応が起こる傾向が見られる。一次体性感覚が人間が認知する全ての具体的な触感覚を直接デコードするとは認め難く、今までも、人間が認知する具体的な触感覚は、二次体性感覚皮質及び後頭頂葉皮質を含む連合領で行われるという内容の研究結果が多数発表されている。しかしながら、具体的に脳のどの領域がどんなメカニズムにより互いに異なる触感覚を発生させるかについては、あまり知られていない。

最近、侵襲的な方法及び非侵襲的な方法により、人間の脳に刺激を加えて触感を誘発させようとする研究が試みられている。しかしながら、抹消神経系を通じた刺激が全くない状態で、人間の脳を直接刺激することにより、具体的な触感を生成することについては、未だ多くの研究が要求される。一次体性感覚皮質または二次体性感覚皮質の一部に脳刺激を加え、多様な触感を生成する方法について研究されてきた。

併せて、ヒトの脳のうち、海馬（Ｈｉｐｐｏｃａｍｐｕｓ）は、記憶に関連した作業を行う領域として知られている。また、記憶と関連した全ての情報が、海馬及びこれを取り囲んだ近方領域である内側側頭葉（ｍｅｄｉａｌ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｌｏｂｅ）領域で処理されると知られている。最近、海馬と連結された脳皮質領域が記憶ネットワークに関与すると知られており、侵襲的な方法及び非侵襲的な方法により、人間の脳に刺激を加えて記憶機能を向上させようとする研究が試みられてきた。

しかしながら、未だヒトにおいて、海馬領域の直接的な刺激を通じて記憶と関連した特徴を示す脳皮質領域を明らかにし、このような脳皮質領域に直接的な刺激を通じて記憶機能の向上を引き起こす事例はなかった。

本発明は、ヒトの記憶機能を評価するために、脳反応信号または脳波を定量的に分析する方法を提供する、脳刺激を通じた記憶向上方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、個人の記憶機能を向上させるために、刺激活用プロトコール及び記憶遂行能力を客観化して定量的に評価することができる、脳刺激を通じた記憶向上方法を提供することを目的とする。

本発明が解決しようとする技術的課題は、上述した技術的課題に制限されず、後述する内容に基づき、通常の技術者にとって自明な範囲内で多様な技術的課題が含まれ得る。

上記目的を達成するための本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、（ａ）電子装置が使用者の脳に電気刺激を加え、使用者の脳皮質領域における脳反応活性化程度を測定する段階と、（ｂ）前記使用者の脳皮質領域のうち、少なくとも一つの脳皮質ターゲット領域を選定する段階と、（ｃ）前記脳皮質ターゲット領域において、刺激物による使用者の一般の脳反応信号を受信して測定する段階と、（ｄ）前記電子装置が前記脳皮質ターゲット領域に脳活性化誘導電気刺激を加え、前記誘導電気刺激による刺激後、脳反応信号を測定する段階と、（ｅ）脳反応信号の変化を測定し、脳活動変化の有無を判断する段階と、を含んでもよい。

また、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記電子装置が、経頭蓋磁気刺激器（ＴＭＳ；Ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）、経頭蓋直流電気刺激器（ｔＤＣｓ；Ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）、超音波脳刺激器の中の少なくともいずれか一つを含んでもよい。

また、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記（ａ）段階が、前記電子装置が前記使用者の脳の海馬に電気刺激を加えることを特徴とする。

また、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記（ａ）段階が、脳皮質領域において示されるシータパワー量（ｔｈｅｔａ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）の増加またはガンマパワー量（ｇａｍｍａ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）の増加を通じて脳反応活性化程度を測定することを特徴とする。

このとき、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記（ｂ）段階が、前記シータパワー量の増加量または前記ガンマパワー量の増加量との相関関係が最も高い領域を脳皮質ターゲット領域として選定することを特徴とする。

また、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記（ｂ）段階が、使用者の脳皮質領域のうち、脳反応活性化が最も増加した領域を脳皮質ターゲット領域として選定することを特徴とする。

併せて、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記（ｂ）段階が、前記使用者の脳皮質領域は、前頭葉、頭頂葉、内側側頭葉、海馬、下部側頭葉、中部側頭葉、上部側頭葉の中の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする。

また、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記（ｄ）段階が、侵襲的または非侵襲的な方法により、物理的に脳皮質ターゲット領域に脳活性化誘導電気刺激を加えることを特徴とする。

また、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、（ｆ）脳反応信号の形態的または時期的な特徴点（ｆｅａｔｕｒｅ）を導出し、使用者の記憶能力を評価する段階をさらに含むことを特徴とする。

このとき、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記特徴点が、特定の周波数、周波数領域内の振幅値、反応時間、低周波及び高周波程度の中の少なくともいずれか一つの情報を含むことを特徴とする。

また、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記（ｆ）段階が、（ｆ１）測定用のサンプル信号別に脳反応信号を検出する段階と、（ｆ２）脳のターゲット領域別のサンプル信号別に特徴点を算出する段階と、（ｆ３）サンプル信号及びターゲット領域を選択する段階と、（ｆ４）選択されたサンプル信号の記憶正確度を算出する段階と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記（ｆ）段階が、（ｆ５）前記ターゲット領域において選択されたサンプル信号を誘導する脳刺激パラメータを選定する段階と、（ｆ６）選択された信号をターゲット領域に脳刺激パラメータとして刺激する段階をさらに含むことを特徴とする。

また、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記（ｆ）段階が、脳反応信号からノイズ信号を除去し、エポック（ｅｐｏｃｈｉｎｇ）処理することを特徴とする。

本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法によれば、高次元の認知機能のうち、記憶に関する能力を脳皮質領域の刺激を通じて向上させることができる。

また、個人毎で異なる特性を考慮して記憶機能を向上させるように刺激を加え、その資料に基づき、客観的かつ定量的に脳波を測定し、記憶遂行評価に対する識別の程度を数値化して評価することができる。

また、個人の記憶機能の程度を脳内の反応変化を通じて把握するために数値化して評価することができる。

また、侵襲的な脳刺激脳波反応に基づき、以降、非侵襲的に適用可能に、脳皮質刺激プロトコールを提案し、個々人の特性を考慮して、オーダーメードで最も効果的な記憶機能の向上を期待することができる。

また、使用者の反応を分析し、個人の遂行度のよいときにのみ差がある特性を抽出し、これを、個人の認知課題の向上が判断できるように、個人の記憶力の遂行程度として定量化することができる。

また、被験者の脳波を用いて、個人の脳反応の活性化程度を測定し、脳のターゲット領域に刺激を与え、脳機能の向上を誘導することができる。

また、記憶入力の段階において、測定された脳波に基づき、個人の記憶機能の正確度を定量化して予測可能であるので、迅速かつ効率よく記憶の正確度を判断する手掛かりとして活用することができる。

図１は、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法を示す図である。 図２は、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法の使用者の脳皮質領域を示す図である。 図３は、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法の脳皮質ターゲット領域の選定方法を示す図である。 図４は、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法の脳活性化刺激を示す図である。 図５は、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法のうち、使用者記憶能力を評価する方法を示す図である。 図６は、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法の結果によるシータパワーの差を示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明に係る「脳刺激を通じた記憶向上方法」について詳述する。説明する実施例は、本発明の技術思想を、通常の技術者が容易に理解できるように提供されるものであって、本発明がこれらに限定されるものではない。また、添付の図面に表現された事項は、本発明の実施例を容易に説明するために図式化した図であり、実際に具現される形態とは異なることもある。

一方、以下で表現される各構成部は、単に本発明を具現するための例に過ぎない。したがって、本発明の他の具現では、本発明の思想及び範囲を逸脱しない範囲内で、他の構成部が用いられ得る。

また、ある構成要素を「含む」との表現は、「開放型」の表現として、単に当該構成要素が存在することを示すだけで、追加の構成要素を排除するものとして理解されてはならない。

また、「第１、第２」等のような表現は、単に複数の構成を区分するために用いられた表現として、構成間の順序やその他の特徴を限定するものではない。

実施例の説明において、各層（膜）、領域、パターンまたは構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッドまたはパターンの「上／上方（ｏｎ）」または「下／下方（ｕｎｄｅｒ）」に形成されるという記載は、直接または他の層を介して形成されるものを全て含む。各層の上／上方または下／下方についての基準は、図面を基準として説明する。

ある部分が他の部分と「連結」されているというとき、これは、「直接的に連結」されている場合のみならず、その中間に他の部材を介して「間接的に連結」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」というとき、これは、特に断りのない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに備えてもよいことを意味する。

ヒトの記憶は、刺激物を入力する段階（ｅｎｃｏｄｉｎｇ）、貯蔵（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）、引出（ｒｅｔｒｉｅｖａｌ）の三つの過程を経る。そのうち、本発明では、ヒトの目から入った刺激物を入力する段階で、内側側頭葉内の海馬を経ることになる。本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、海馬を経ることを活用して、記憶が脳内に入力される時点に向上させることができる。

図１は、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法を示す図である。
図１を参照すると、本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、脳反応活性化程度を測定する段階と、脳皮質ターゲット領域を選定する段階と、一般の脳反応信号を受信して測定する段階と、刺激後、脳反応信号を測定する段階と、脳活動変化の有無を判断する段階と、含んでもよい。

先ず、電子装置が使用者の脳に電気刺激を加えて、使用者の脳皮質領域における脳反応活性化程度を測定することができる。このとき、本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法の電子装置は、経頭蓋磁気刺激器、経頭蓋直流電気刺激器、超音波脳刺激器の中の少なくともいずれか一つを含んでもよい。また、脳刺激を行うように、一般に用いられる電子装置であればいずれも使用可能である。

このとき、本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記電子装置が前記使用者の脳の海馬に電気刺激を加えることを特徴とする。上述のように、人間の脳のうちでも、海馬は、記憶と空間概念、感情的な行動を調節することができる。本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、使用者の脳のうちでも、海馬に電気刺激を直接または間接的に加えることにより、脳において変化する活性化程度を測定することができる。

また、記憶入力過程の核心的な中心部となる海馬を刺激して現れる脳反応が活性化（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）される程度を比較し、電気刺激の変数を決定することができる。ヒトにより、海馬を刺激して現れる脳反応の活性化程度は、パラメータ変数により異なるので、最も克明に現れる変数を選択することができる。

併せて、本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、使用者の脳皮質領域における脳反応活性化程度を測定することができる。脳の活性化程度を誘導する変数要因を決定するためには、ヒトの休息時に脳刺激を通じて現れる脳反応の変化量により活性化程度を判断することができる。

さらに具体的に、ガンマ（５０Ｈｚ）周波数領域において、刺激が加えられる総エネルギー量の５７μＣ／ｃｍ２以下で、脳活動を誘導することができ、脳反応の活性化を通じて記憶向上の程度を期待することができる。また、脳皮質領域において現れるシータパワー量の増加またはガンマパワー量の増加を通じて、脳反応活性化程度を測定することができる。このようなシータパワー量の増加またはガンマパワー量の増加は、脳反応の活性化を判断する手掛かりとなる。

図３は、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法の脳皮質ターゲット領域の選定方法を示す図である。
図３を参照すると、本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記使用者の脳皮質領域中の少なくとも一つの脳皮質ターゲット領域を選定することができる。さらに具体的に、ターゲット候補群領域のうち、最も克明に脳反応信号の変化が測定される領域を決定し、このような領域を脳皮質ターゲット領域として選定することができる。

ここで、脳皮質ターゲット領域の候補群領域は、二次体性感覚皮質、後頭頂葉皮質、運動前野、及び補足運動野の脳領域中の少なくとも一つの領域であり、または二次体性感覚皮質、後頭頂葉皮質、運動前野、及び補足運動野の中の少なくとも二つの領域間の境界領域を含んでもよく、これらのターゲット候補群領域のうち、後述する方法によってターゲット領域が決定され得る。

併せて、使用者の脳皮質領域のうち、脳反応活性化が最も増加した領域を脳皮質ターゲット領域として選定することができる。

また、脳皮質ターゲット領域を探すとき、個人毎で刺激ターゲット領域が少しずつ異なることがある。このような差異点を解決するために、本発明は、前記シータパワーの増加量または前記ガンマパワーの増加量との相関関係が最も高い領域を、脳皮質ターゲット領域として選定することができる。また、海馬を直接的または間接的に刺激して現れる脳皮質候補群領域のシータパワーの増加量を対照して、相関関係が最も高い領域を選定することができる。間接刺激の場合、海馬を中心として脳の連結性分析を通じて、個人別のオーダーメードの脳皮質ターゲット領域を探すことができる。

図３を参照すると、相関関係分析についての実施例を確認することができる。本発明の場合、相関関係の値を求めるために、コーリレイションまたはコヒーレンス値のいずれか一つを用いることができる。また、ヒトにより、脳反応が現れる脳皮質領域の位置が異なるので、測定用刺激のターゲット候補群領域が、前頭葉、頭頂葉、内側側頭葉、海馬、下部側頭葉、中部側頭葉、上部側頭葉の中の少なくともいずれか一つを含んでもよい。

図３を参照すると、脳皮質領域のうち、海馬と最も相関性の高い位置を決定することができる。ｘ軸は、海馬に属する電極から出る振幅信号であり、ｙ軸は、ターゲット脳皮質領域から出る振幅信号に該当する。グラフ内におけるＲ^２値が１に近づくほど相関関係が高いと言え、Ｐ値は、提示される値の有意な水準を示す。

図４は、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法の脳活性化刺激を示す図であり、図５は、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法のうち、使用者記憶能力を評価する方法を示す図である。

図４と図５を参照すると、本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記脳皮質ターゲット領域において、刺激物による使用者の一般の脳反応信号を受信して測定する段階を含んでもよい。このとき、前記使用者の脳皮質領域は、前頭葉、頭頂葉、内側側頭葉、海馬、下部側頭葉、中部側頭葉、上部側頭葉の中の少なくともいずれか一つを含んでもよい。

ヒトを対象として記憶課題を実施するために、先ず、記憶と関連した日常の刺激物を通じて、当該刺激物を記憶するように提示することができる。例えば、刺激物は、絵、単語等の視覚的な提示物であってもよい。

次に、脳反応信号を処理するために、視覚提示物を見せ、これについての脳反応を信号として測定することができる。脳反応信号の測定は、ヒト脳のターゲット候補群領域中の少なくとも一つの領域において脳反応信号を受信することができる。

さらに具体的に、本発明の脳反応信号測定段階は、侵襲的な脳活動、すなわち、硬膜下皮質から出る信号に基づいてもよい。したがって、侵襲的な脳活動測定方式の皮質脳波記録法（ＥＣｏＧ；Ｅｌｅｃｔｒｏｃｏｒｔｉｃｏｇｒａｐｈｙ）を含んでもよい。

次いで、本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、前記電子装置が、前記脳皮質ターゲット領域に脳活性化誘導電気刺激を加え、前記誘導電気刺激による刺激後、脳反応信号を測定する段階を含んでもよい。

さらに具体的に、ヒトに誘導用刺激を加える場合、ヒト脳の側頭葉皮質に誘導用刺激を加えることができる。このとき、誘導用刺激は、電気的な脳刺激であってもよい。脳皮質刺激のための装置は、上述した経頭蓋磁気刺激器、経頭蓋直流電気刺激器、超音波脳刺激器の中の少なくともいずれか一つを含んでもよい。また、脳刺激を行うように、一般に用いられる電子装置であればいずれも使用可能である。

このとき、侵襲的または非侵襲的な方法を通じて、物理的に脳皮質ターゲット領域に脳活性化誘導電気刺激を加えることができる。ターゲット領域において、決定されたパラメータとして物理的な刺激後、行動の結果が正答か否かを判断し、このとき、現れるターゲット領域における特徴点をヒトにより判断することができる。

図４を参照すると、脳活性化刺激前後における脳反応の差を確認することができる。各グラフにおいて、ｘ軸は、周波数を示し、ｙ軸は、信号の振幅を示す。時間の単位は、秒を用いてもよい。測定された脳反応グラフ及び誘導された脳反応グラフの振幅単位は、μＶであってもよい。

また、脳活性化の測定基準として、低いガンマ周波数領域（ｌｏｗ ｇａｍｍａ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、３０‐６０Ｈｚ）とシータ周波数領域（ｔｈｅｔａ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、３‐８Ｈｚ）における刺激前後の量の振幅値を示すかにより決定されてもよい。併せて、高周波（ｅｘ；１４０Ｈｚ）以上のパルスによる脳刺激は、脳活動を抑制することができる。

一方、本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、脳反応信号の変化を測定し、脳活動変化の有無を判断する段階をさらに含んでもよい。

さらに具体的に、加えられる刺激によるヒト脳の反応を示す脳反応信号を測定することができる。また、加えられる刺激が変わることにより、ヒト脳の反応が変化すると、刺激の変化による脳反応信号の変化を測定することができるが、特にターゲット候補群領域のうち、０〜１秒間において被験者の反応正答度により、シータパワー量またはガンマパワー量の脳反応信号変化が測定されることを確認し、脳刺激による脳活動変化が示されたかを判断することができる。

一方、本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、脳反応信号の形態的または時期的な特徴点を導出し、使用者の記憶能力を評価する段階をさらに含んでもよい。このとき、本発明の特徴点は、特定の周波数、周波数領域内における振幅値、反応時間、低周波及び高周波程度の中の少なくともいずれか一つの情報を含んでもよい。

併せて、本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、脳反応を認知機能の評価として活用するように、脳波情報の特徴点の導出分析のために、時間周波数解析（ｔｉｍｅ‐ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎａｌｙｓｅｓ）、位相固定値（Ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｉｎｇ ｖａｌｕｅ）、位相‐位相結合値（ｐｈａｓｅ‐ｐｈａｓｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｖａｌｕｅ）のいずれか一つの方法を用いてもよい。

個人の記憶機能の程度を脳内の反応変化を通じて把握するために数値化して評価する方法として、本発明では、コンピュータを用いた脳波の特徴分析を用いることができる。認知課題に対する正確度の有無を分けて観察し、複数の試行において測定された脳波の形態的、時期的な特徴点が繰り返しの形態として把握される場合が特徴点に該当する。

特に、導出された特徴点を脳刺激を通じて具現するように用いた方法は、特定の周波数及びパラメータを有する電気的刺激を脳皮質部位に発生させ、当該電気刺激に対して特徴点が誘導されるように助け、記憶機能の向上を図ることができる。

図５を参照すると、本発明の脳刺激を通じた記憶向上方法は、（ｆ１）測定用のサンプル信号別に脳反応信号を検出する段階、（ｆ２）脳のターゲット領域別のサンプル信号別に特徴点を算出する段階、（ｆ３）サンプル信号及びターゲット領域を選択する段階、（ｆ４）選択されたサンプル信号の記憶正確度を算出する段階、（ｆ５）前記ターゲット領域において選択されたサンプル信号を誘導する脳刺激パラメータを選定する段階、（ｆ６）選択された信号をターゲット領域に脳刺激パラメータとして刺激する段階を含んでもよい。

さらに具体的に、記憶機能能力評価に用いる脳波データを受ける脳波入力部と、脳波データからノイズ信号を除去し、エポック処理する脳波前処理部と、エポック処理された脳波データを用いて人工されたデータを生成する統計処理部と、エポック処理された脳波データ間において、特定時間及び特定周波数の有意味な程度及び正確度を判断する評価処理部及び判断部と、人工データ及び結果を保存するメモリ部と、を有することができる。

さらに具体的に、記憶の正確度評価は、エンコード過程で被験者が与えられた課題を正確に行ったとき、増加するシータ波（３‐８Ｈｚ）またはガンマ波（３０‐５０Ｈｚ）を基準としてもよい。基準となる周波数バンドの特徴は、記憶タスク用の視覚刺激物を見せる直前（−２〜０ｓｅｃ）または直後（０〜２ｓｅｃ）の区間において増加するパワー（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）または位相リセット（ｐｈａｓｅ ｒｅｓｅｔｔｉｎｇ）値として算出することができ、直前の区間において現れる様態からも予測可能である。

図６は、本発明の一実施例に係る脳刺激を通じた記憶向上方法の結果によるシータパワーの差を示す図である。

個々人の脳領域別のサンプル信号別に特徴点が算出されると、この信号の振幅程度及び値（ｖａｌｕｅ）の数値により有意味な値を選定する。正確度算出段階では、検出された脳波信号を用いて誤答及び正答に対して、サンプル信号別に、使用者のシータ及びガンマ周波数領域の特徴点に基づいたしきい値を評価することができる。しきい値未満の場合、正確度の高いサンプル信号を再び選択することができる。

このとき、基準となる脳波の領域は、シータ波（３‐８Ｈｚ）、ガンマ波（３０‐５０Ｈｚ）に分けられる。したがって、使用者が記憶課題を行う間、脳波を周波数別に分析し、定量的数値として判断することができる。

上述した本発明の実施例は、例示の目的で開示されたものであって、本発明がこれらに限定されるものではない。また、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と範囲を逸脱しない範囲内で、様々な修正及び変更を加えることができ、これらの修正及び変更は、本発明の範囲に属するものとみなさなければならない。

Ｓ１１０ 脳反応活性化程度を測定する段階
Ｓ１２０ 脳皮質ターゲット領域を選定する段階
Ｓ１３０ 一般の脳反応信号を受信して測定する段階
Ｓ１４０ 刺激後、脳反応信号を測定する段階
Ｓ１５０ 脳活動変化の有無を判断する段階

Claims (9)

1. 使用者の脳に対する電気刺激のための電気信号を生成する電子装置と、
   使用者の脳反応信号を処理する処理装置と、
   を備え、
   （ａ）前記電子装置が使用者の脳に対する電気刺激のための電気信号を生成し、使用者の脳皮質領域における脳反応活性化程度を測定する処理と、
   （ｂ）前記処理装置が、前記脳反応活性化程度に基づいて前記使用者の脳皮質領域のうち、少なくとも一つの脳皮質ターゲット領域を選定する処理と、
   （ｃ）前記処理装置が、前記脳皮質ターゲット領域において、刺激物による使用者の一般の脳反応信号を受信して測定する処理と、
   （ｄ）前記電子装置が前記脳皮質ターゲット領域に対する脳活性化誘導電気刺激を生成し、前記刺激物と共に前記誘導電気刺激による刺激後、脳反応信号を測定する処理と、
   （ｅ）前記処理装置が、前記（ｃ）処理の脳反応信号に対する前記（ｄ）処理の脳反応信号の変化を測定し、脳活動変化の有無を判断する処理と、
   （ｆ）前記処理装置が、前記（ｄ）処理の脳反応信号の形態的または時期的な特徴点（ｆｅａｔｕｒｅ）の値を計算し、前記特徴点の値が既に設定済みの臨界値を超える脳反応信号を誘導する刺激信号のパラメータを選定する脳刺激システム。
2. 前記電子装置は、
   経頭蓋磁気刺激器（ＴＭＳ；Ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）、経頭蓋直流電気刺激器（ｔＤＣs；Ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）、超音波脳刺激器の中の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の脳刺激システム。
3. 前記（ａ）処理は、
   前記電子装置が前記使用者の脳の海馬に対する電気刺激のための電気信号を生成し、脳皮質領域において示されるシータパワー量（ｔｈｅｔａ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）の増加またはガンマパワー量（ｇａｍｍａ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）の増加を通じて脳反応活性化程度を測定し、
   前記（ｂ）処理は、
   前記使用者の海馬に対する電気刺激と、前記シータパワー量の増加量または前記ガンマパワー量の増加量との相関関係が最も高い領域を脳皮質ターゲット領域として選定することを特徴とする請求項１に記載の脳刺激システム。
4. 前記（ｂ）処理は、
   前記使用者の脳皮質領域は、
   前頭葉、頭頂葉、内側側頭葉、海馬、下部側頭葉、中部側頭葉、上部側頭葉の中の少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の脳刺激システム。
5. 前記（ｂ）処理は、
   使用者の脳皮質領域のうち、脳反応活性化が最も増加した領域を脳皮質ターゲット領域として選定することを特徴とする請求項１に記載の脳刺激システム。
6. 前記（ｄ）処理は、
   侵襲的または非侵襲的な方法により、物理的に脳皮質ターゲット領域に脳活性化誘導電気刺激を加えるための電気信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の脳刺激システム。
7. 前記特徴点は、
   特定の周波数、周波数領域内の振幅値、反応時間、低周波及び高周波程度の中の少なくともいずれか一つの情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の脳刺激システム。
8. 前記（ｆ）処理は、
   脳反応信号からノイズ信号を除去し、エポック（ｅｐｏｃｈｉｎｇ）処理することを特徴とする請求項１に記載の脳刺激システム。
9. 前記形態的または時期的な特徴点は、認知課題に対する複数の試行における脳波から繰り返し測定されたものである請求項１に記載の脳刺激システム。