[发明专利]脑活动测定装置以及脑活动测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脑活动测定装置以及脑活动测定方法。

背景技术

近年来，作为利用虚拟现实(VR)等计算机图形学(CG)技术进行训练的训练系统，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(例如，参照日本特开2004-294593号公报(以下称为“‘593号文献”。)、日本特开2007-264055号公报(以下称为“’055号文献”。))。在该‘593号文献所公开的训练辅助装置中，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)。在该训练辅助装置中，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，在训练结束后确认训练的效果。另外，在’055号文献中，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。

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觉到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存在使用脉搏和呼吸等生物体信息的情况，但是主要是将来自人的基于脑波的输出转换为图像和声音等能够通过视觉听觉等来感知的形态后反馈。由于能够实时地获知脑波的状态，因此这是一种有助于自己控制脑波的状态的技术。

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，由Watanabe等人做出了如下的报告：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下，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(T.Watanabe,J.E.NanezSr,S.Koyama,I.Mukai,J.LiedermanandY.Sasaki:Greaterplasticityinlower-levelthanhigher-levelvisualmotionprocessinginapassiveperceptuallearningtask.NatureNeuroscience,5,1003-1009,2002.)。这种变化被称为知觉学习，确认出这种变化在所有感官即视觉、听觉、嗅觉、味觉以及触觉上均会发生。

由NikolausWeiskopf做出了在这种生物反馈中应用功能性核磁共振成像法(fMRI：functionalMagneticResonanceImaging)的报告，该功能性核磁共振成像法是以下方法：不是将脑波视觉化，而是利用核磁共振成像法(MRI:MagneticResonanceImaging)将与人脑的活动相关联的血流动态反应视觉化(NikolausWeiskopf,“Real-timefMRIanditsapplicationtoneurofeedback”,NeuroImage62(2012)682-692)。并且，特别是由Shibata等人做出了如下报告：在这种方法中，不是对受验者直接施加作为学习对象的刺激，而是检测脑的活动，并且对脑活动进行解码，只将与期望的脑活动之间的近似度反馈给受验者，由此能够进行“知觉学习”(KazuhisaShibata,TakeoWatanabe,YukaSasaki,MitsuoKawato,“PerceptualLearningInceptedbyDecodedfMRINeurofeedbackWithoutStimulusPresentation”,SCIENCEVOL3349DECEMBER2011.)。将这种生物反馈的方法称为解码神经反馈法(DecNef法：DecodedNeuroFeedback法)。

简单地说明这种核磁共振成像法则如下。

即，以往以来，在人的临床成像诊断等中使用利用对于生物体中的原子、特别是氢原子的原子核的核磁共振现象的核磁共振成像法来作为对生物体的脑或全身的断面进行成像的方法。

核磁共振成像法在应用于人体的情况下，与同样是人体内断层成像法的“X射线CT”相比，例如存在如下的特征。

(1)能够得到与氢原子的分布及其信号弛豫时间(反映原子结合的强度)对应的浓度的图像。因此，呈现出与组织的性质差异相应的浓淡，从而易于观察组织的不同。

(2)磁场不会被骨骼吸收。因此，易于观察被骨骼包围的部位(头颅内、脊髓等)。