脑机能亢进辅助装置以及脑机能亢进辅助方法制造方法及图纸

使用神经活动的解码方法的训练装置(1000)具备：脑活动检测装置(108)，其用于检测受验者的脑内的规定区域的脑活动；运算处理装置(102)；以及输出装置(130)，其用于向受验者呈现神经反馈信息(呈现信息)。运算处理装置(102)解码出脑神经的激活模式，基于解码得到的模式相对于针对作为训练对象的事件事先获取的目标激活模式的近似度来计算报酬值，生成与报酬值对应的呈现信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脑机能亢进辅助装置以及脑机能亢进辅助方法
本专利技术涉及一种对成为对象的事件进行学习的脑机能亢进辅助装置(日语：脳機能亢進支援装置)以及脑机能亢进辅助方法。
技术介绍
近年来，存在利用虚拟现实(VR)等计算机图形学(CG)技术对被训练者进行训练的训练系统。在这些系统中，存在一种一边测定被训练者的生物体反应一边进行训练的系统。专利文献1所公开的训练辅助装置利用近红外光检测脑的活动区域来作为被训练者的生物体反应，帮助有障碍的被训练者进行康复训练(Rehabilitation)和表象训练(ImageTraining)。在此通过参考来引用专利文献1的全部。该训练辅助装置测定正在进行作为训练而布置的计算课题或记忆课题等的被训练者的脑的活动区域，在训练结束后，兼顾被训练者在训练中的响应和测定出的脑的活动记录来确认训练的效果。在专利文献2中，公开了如下的训练系统：根据训练中的被训练者的生物体反应来使训练方案始终最佳。在此通过参考来引用专利文献2的全部。作为测定生物体反应的手段，可以列举出通过fNIR(FunctionalNearInfraredSpectroscopy：功能性近红外光谱)或fMRI(FunctionalMagneticResonanceImaging：功能性磁共振成像)、PET(PositronEmissionTomography：正电子发射断层显像)测定出的脑的活动部位的模式。将像这样通过科学方式获取原本无法感知的生理学上的指标并以能够使对象者感知的方式反馈给对象者来控制体内状态的技术称为“生物反馈(bio-feedback)”。以往的生物反馈虽然有时也使用脉搏或呼吸等生物体信息，但是主要包括将来自人的脑波输出转换为图像或声音等能够通过视觉听觉等来感知的形态并对人输出。通过这种生物反馈，被训练者能够实时地获知脑波的状态。因而，生物反馈有助于被训练者自己控制脑波的状态。生物反馈例如使用于脉律不齐、头痛、自律神经失调、高血压等的治疗，除此以外还利用于体育领域中的精神训练。作为将生物反馈应用于康复训练的技术，专利文献3公开了一种康复训练辅助装置。该装置以在运动机能或脑机能等上有障碍的患者为对象。该装置测量正在进行康复训练的患者的状态，对训练内容进行评价。该装置利用力传感器或位置传感器来检测患者的脚的状态，配合患者的步行周期来驱动大腿、膝以及脚关节驱动部，使两个下肢协调地动作。通过图像、声音或振动向训练者呈现健康的脚侧或受伤的脚侧的运动时机，辅助有效的步行训练。操作电气产品等的开关或遥控器对四肢不方便的人来说是不容易的。专利文献4公开了一种使用人的脑电位来控制设备以解决这种问题的技术。在此通过参考来引用专利文献4的全部。在该技术中，基于根据人的脑电位所得到的脑波来输出用于控制设备的控制信号。在该技术中，使用生物反馈法来有意识地使脑波变化，对该脑波进行频率分析和运算比较，获取控制信号。在专利文献5中公开了另一例，在此通过参考来引用该专利文献5的全部。该文献所公开的装置包括：探测部，其在人的头皮的不同部位探测脑电位并输出脑电位数据；模式生成部，其将探测出的各个脑电位与规定的阈值进行比较，生成与该比较结果相应的激活模式；模式数据库，其预先将表示脑的激活状态的激活模式与用于控制设备的控制信号相对应地进行保存；以及模式处理部，其将所生成的激活模式与模式数据库内的激活模式进行比较，提取与所生成的激活模式一致的激活模式所对应的控制信号，将该控制信号发送到设备。根据该装置，能够基于脑电位来控制设备。另外，人的感觉和知觉系统根据环绕周围的环境而始终变化。这种变化大半是在人的发育早期的被确定的阶段、即被称为“临界期”的时期发生。但是，即使是成人，也以能够适应周边环境的重要变化的程度保持着感觉和知觉系统的可塑性。例如，非专利文献1报告了以下内容：成人通过接受使用特定的知觉刺激的训练或者被暴露于特定的知觉刺激，其训练课题的成绩或对知觉刺激的灵敏度提高，并且，其训练结果会维持几个月到几年。在此通过参考来引用非专利文献1的全部。这种变化被称为知觉学习，确认出其在所有感官即视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉上均会发生。但是，这种知觉学习具有各种各样的特异性，认为这种特异性源于知觉学习对低级视觉区的干预。并且，关于知觉学习在视觉处理的哪个阶段发生这一点，如非专利文献2中报告的那样，处于有争议的状态。在此通过参考来引用非专利文献2的全部。因此，并不明确利用什么样的方法来辅助知觉学习是有效的。在知觉学习中使用的生物反馈中，需要测量脑活动。作为用于此的方法，已知如下的各种方法。·使电极直接接触脑皮质来测量皮质脑波的方法·从头颅上带的电极拾取在脑内神经元的活动中产生的微小电流来进行放大记录的无创性脑波(EEG：Electroencephalogram)测量方法·利用核磁共振成像法(MRI：MagneticResonanceImaging)使与人和动物的脑活动相关联的血流动态反应视觉化的功能性核磁共振成像法(fMRI：functionalMRI)·利用超导量子干涉仪(SQUIDs：SuperconductingQuantumInterferenceDevice)高灵敏度地测量通过脑电活动所产生的磁场的成像技术、即脑磁图法(MEG：Magnetoencephalography)·使用近红外光从头皮上无创地测量血红蛋白(Hb)的增减或伴随氧交换信息的指标来映像出脑机能的近红外光测量法(NIRS：Near-InfraRedSpectroscopy)。在使用fMRI的以往的研究中，积极地进行了对人的感觉刺激和与其关联地产生的脑活动之间的映射。若将神经活动视作码(code)，则以往的方法调查了刺激在脑中如何表现、即神经活动如何对刺激进行编码。与此相对，能够将相反地从神经活动读取受到了什么样的刺激称为神经活动的解码。关于神经活动的解码，在非专利文献3中给出了报告，在此通过参考来引用该非专利文献3的全部。关于与它们不同地通过使用fMRI的数据能够基于MEG数据或EEG数据以高的时间分辨率和空间分辨率直接测量脑内神经活动的无创的测量方法，也在专利文献6、专利文献7、非专利文献4以及非专利文献5中给出了报告，在此通过参考来引用这些文献的全部。并且，根据脑波仪或脑磁仪的测量值解码出在脑活动中向多个方位中的某个方位的运动的活动正在激活，将其活用于脑机接口(BMI。以下将“接口”称为“I/F”。)，对这一点也在非专利文献6中给出了报告。在此通过参考来引用非专利文献6。专利文献1：日本特开2004-294593号公报专利文献2：日本特开2007-264055号公报专利文献3：日本特开2005-13442号公报专利文献4：日本特开2002-125945号公报专利文献5：日本特开2005-278685号公报专利文献6：国际公开第03/057035号小册子专利文献7：日本特开2008-178546号公报非专利文献1：T.Watanabe,J.E.NanezSr,S.Koyama,I.Mukai,J.LiedermanandY.Sasaki:Greaterplasticityinlower-levelthanhigher-levelvisualmotionprocessi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脑机能亢进辅助装置，具备：脑活动探测装置，其用于探测表示受验者的脑内的规定区域的脑活动的信号；存储装置，其用于保存与目标激活模式有关的信息，该目标激活模式是针对作为使脑机能亢进的对象的事件事先获取的；以及控制装置，其中，上述控制装置包括：解码部，其用于从由上述脑活动探测装置探测出的信号解码出脑神经的活动的模式；以及运算部，其基于上述解码部的解码结果，根据上述解码结果相对于上述目标激活模式的近似度，来计算与上述近似度对应的报酬值，该脑机能亢进辅助装置还具备输出装置，该输出装置用于对上述受验者呈现表示上述报酬值的大小的呈现信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.08 JP 2011-2440481.一种脑机能亢进辅助装置，具备：脑活动探测装置，其用于当受验者被暴露于刺激事件时，探测表示受验者的脑内的规定区域的脑活动的信号；存储装置，其用于保存与目标激活模式有关的信息，该目标激活模式是针对作为使脑机能亢进的对象的事件事先获取的；以及控制装置，其被配置为：在用于训练受验者的神经反馈阶段的期间，当受验者被暴露于呈现信息时，从上述脑活动探测装置接收脑活动的信号；从接收到的脑活动的信号解码出当前脑神经的活动的模式；使用机械学习算法将上述当前脑神经的活动的模式分类到分别与在上述神经反馈阶段之前向受验者预先呈现的刺激事件相对应的多个类别中的一个类别，其中在上述神经反馈阶段之前通过机械学习来训练上述机械学习算法，上述多个类别包括目标激活模式的类别；计算表示上述当前脑神经的活动的模式属于上述目标激活模式的类别的可能性的程度的值；基于计算出的上述值，根据上述当前脑神经的活动的模式相对于上述目标激活模式的类别的近似度，来计算与上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：川人光男，渡边武郎，柴田和久，佐佐木由香，
申请(专利权)人：株式会社国际电气通信基础技术研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP