Brevet FR2339384A1 — publié le 19770826

La science médicale a trouvé que les ondes cérébrales sont un baromètre utile de fonctions organiques Les mesures de l'activité électrique du cerveau ont contribué à la détection de troubles physiques et psychiques, aux mesures de la tension, à la détermination des encéphalogrammes pendant le sommeil, et au con trôle du métabolisme du corps. La technique actuelle de mesure des ondes cérébrales uti lise des électro-encéphalographes comprenant des sondes pourvues de capteurs que l'on fixe au crâne du sujet étudié en des points proches des régions du cerveau contrôlées. Le contact électrique entre les capteurs et l'appareil utilisé pour traiter les ondes cérébrales détectées est maintenu par plusieurs fils conducteurs allant des capteurs à l'appareil. La nécessité de fixer physiquement l'appareil de mesure au sujet impose plusieurs limitations au procédé de mesure. Le sujet peut être mal à l'aise, en particulier si les mesures doivent être effectuées au cours de périodes prolongées. Les mouvements de son corps sont limités et il est en général confiné au voisinage immédiat de l'appareil de mesure. En outre, on ne peut effectuer des mesures, alors que le suJet est conscient, sans qu'il soit sur ses gardes.La portée des mesures est également limitée, du fait que le nombre fini de sondes utilisées pour contrôler des régions locales de ltactivité ondulatoire du cerveau ne permet pas d'observer la totalité de l'allure des ondes cérébrales au cours d'un seul essai. La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil pour contrôler les ondes cérébrales, tous les composants de l'appareil utilisé étant éloignés du suJet examiné. Plus particulièrement, on fait fonctionner des émetteurs à haute fréquence de façon qu'ils rayonnent de l'énergie électromagnétique à différentes fréquences par des antennes pouvant explorer la totalité du cerveau du sujet examiné, ou n'importe quelle région de celui-ci. Les signaux à fréquences différentes pénètrent dans le crâne du sujet et tombent sur le cerveau où ils se mélangent en produisant une onde d'interférence modulée par des radiations provenant de llactivité électrique naturelle du cerveau. L'onde d'interférence modulée est réémise par le cerveau et reçue par une antenne en une station éloignée où elle est démodulée et traitée pour fournir une allure des ondes cérébrales du sujet. En plus du contrôle pas sif de ses ondes cérébrales, on peut agir sur les processus neurologiques du sujet en envoyant à son cerveau, au moyen d'un émetteur, des signaux de compensation. Ces derniers signaux peuvent être tirés des ondes cérébrales reçues et traitées. Sur le dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif La figure 1 est un diagramme fonctionnel synoptique montrant le montage des composants de l'appareil selon l'invention La figure 2 est un diagramme fonctionnel synoptique montrant le trajet des signaux dans un mode d'exécution de l'appareil selon 1 invention. En se référant au dessin, notamment sur la figure 1, on voit qu'un émetteur à haute fréquence 2 engendre deux signaux électromagnétiques ondulatoires et les envoie par des moyens de couplage 14 appropriés à une antenne 4. Les signaux sont dirigés par l'antenne 4 vers le crâne 6 du sujet 8 que l'on examine. Les deux signaux provenant de l'antenne 4, qui se propagent indépendamment, pénètrent dans le crane 6 et tombent sur le tissu du cerveau 10. Dans le tissu du cerveau 10, les signaux se combinent, dans une large mesure à la façon dXune technique de mélange classique, chaque section du cerveau ayant un effet modulateur différent. La forme d'onde résultante des deux signaux a son amplitude maximale lorsque les deux signaux sont en phase et se renforcent donc mutuellement. Lorsque les signaux sont déphasés dtexac- tement 180 degrés, la combinaison produit une forme d'onde résultante d'amplitude minimale.Si les amplitudes des deux signaux envoyés au sujet sont maintenues à des niveaux identiques, on peut prévoir que l'onde d'interférence résultante, en ltabsence d'influences de rayonnement extérieur, aura une intensité nulle au maximum dtinterférence, le nombre de ces points étant égal à la différence des fréquences des signaux incidents. Cependant, les perturbations produites par le rayonnement provenant de lac- tivité électrique interne au cerveau 10 a pour conséquence que ltin- terférence des deux signaux émis s'écarte du résultat prévu, c'est à-dire que l'onde dtinterférence est modulée par les ondes cérébrales.Il semble que cela soit dû au fait que les ondes cérébrales produisent des charges électriques à chacune desquelles est associée une composante du rayonnement électromagnétique. Le rayonnement électromagnétique engendré par les ondes cérébrales agit à son tour sur les signaux transmis au cerveau à partir de la source extérieure. d'interférence modulée est retransmise du cerveau 10 en retraversant le crâne 6. Il est retransmis une quantité d'énergie suffisante pour qu'elle soit captée par l'antenne 4. On peut la régler, dans certaines limites, en ajustant les intensités absolues et relatives des signaux envoyés initialement au cerveau. Bien entendu, le niveau de l'énergie émise doit être maintenu au-dessous de celui qui peut ôtre nocif pour le sujet. L'antenne transmet le signal reçu à un récepteur 12 par l'intermédiaire du dispositif électronique de l'antenne 14. Dans le récepteur, l'onde est amplifiée par des amplificateurs à radiofréquence 16 classiques et démodulée par un dispositif électronique 18 comprenant détecteurs et modulateurs. L'onde démodulée, représentant l'activité électrique à l'intérieur du cerveau, est amplifiée par des amplificateurs 20 et l'information obtenue, sous forme électronique, est mémorisée dans un montage 22 comprenant des mémoires. Des mémoires 22, l'information passe à un dispositif d'affichage visuel approprié 24, par exemple un dispositif à tube cathodique, à diodes électroluminescentes, à cristaux liquides, ou à traceur de courbes mécanique.L'information peut aussi être canalisée vers une calculatrice 26 pour subir un traitement et une analyse ultérieurs, la sortie de la calculatrice étant affichée par des moyens appropriés des types précités. La calculatrice 26 peut non seulement canaliser ses informations vers des dispositifs d'affichage 24, mais elle peut également produire des signaux pour commander un émetteur auxiliaire 28. L'émetteur 28 est utilisé pour engendrer un signal de compensation qui est transmis au cerveau 10 du sujet 8 par l'antenne 4. Selon un mode dtexécution préféré de l'invention, le signal de compensation est obtenu sous la forme d'une fonction des signaux d'ondes cérébrales reçus, bien qu'on puisse le produire séparément. Les signaux de compensation agissent sur l'activité électrique à l'intérieur du cerveau 10. On peut utiliser différentes configurations d'appareils et de montages électroniques appropriés pour réaliser linstalla- tion représentée dans sa généralité sur la figure 1, et l'on a représenté sur la figure 2 l'une des nombreuses configurations possibles. Dans l'exemple qui y est représenté, deux signaux, l'un à 100 MHB et l'autre à 210 MHz, sont émis simultanément et se combinent dans le cerveau 10 pour former une onde résultante d'une fréquence égale à la différence des fréquences des signaux ----- incidents, c'est-à-dire 110 MHz. La somme des deux fréquences incidentes est également disponible mais on l'élimine au cours d'un filtrage subséquent.Le signal à 100 MHZ est obtenu à la sortie 37 d'un diviseur de puissance à radiofréquence 34 dans lequel est injecté un signal de 100 MHz engendré par un oscillateur 30. L'oscillateur 30 est d'un type classique utilisant des cristaux pour des circuits à fréquence fixe ou un circuit accordable réglé pour osciller à 100 MHz. Ce peut être un générateur d'impulsions, un générateur d'ondes carrées ou un générateur d'ondes sinusoldales. Le diviseur de puissance à radiofréquence peut être n'importe quel dispositif hyperfréquences classique réalisé pour fournir, à chacune de trois sorties, un signal de fréquence identique à celle qui est appliquée à son entrée. Le signal à 210 MHz provient du même oscillateur à 100 MHZ 30 et du même diviseur de puissance à radiofréquence 34 que le signal de 100 MHZ, fonctionnant de concert avec un doubleur de fréquence 36 et un oscillateur à 10 MHZ 32. Le doubleur de fréquence peut être n'importe quel dispositif classique fournissant à sa sortie un signal d'une fréquence égale au double de la fréquence d'un signal appliqué à son entrée. L'oscillateur à 10 MHZ peut être aussi d'un type classique analogue à loscilla- teur à 100 MHZ décrit plus haut.Un signal à 100 MHZ provenant de la sortie 39 du diviseur 34 est envoyé à travers le doubleur de fréquences 36 et le signal à 200 MHZ obtenu est appliqué à un mélangeur 40. Le mélangeur 40 peut être n'importe quel dispositif hyperfréquences de la gamme VHF (30 à 300MHz), UHF (300 à 3.000 MHz) ou SHF (3000 à 30.000 MHz) classique pouvant recevoir deux signaux d'entrée de fréquences différentes et fournir deux signaux de sortie de fréquences égales à la somme et à la différence des fréquences des signaux d'entrée, respectivement. Un signal à 10 MHZ provenant de l'oscillateur 32 est également appliqué au mélangeur 40.Le signal à 200 MHz provenant du doubleur 36 et le signal à 10 MHZ provenant de l'oscillateur 32 se combinent dans le mélangeur 40 en formant un signal d'une fréquence de 210 MHz, égale à la somme des fréquences des signaux à 200 MHZ et à 10 MHz. Le signal à 210 MHZ est l'un des signaux transmis au cerveau 10 du sujet contrôlé. Dans le dispositif représenté sur la figure 2 on utilise une antenne 41 pour émettre le signal à 210 MHZ et l'on utilise une autre antenne 43 pour émettre le signal à 100 MHZ. Bien entendu, on peut utiliser une antenne unique ------ susceptible de fonctionner à 100 MHZ et 210 MHz pour émettre les deux signaux. On peut régler l'angle, le sens et la vitesse de rotation mécaniquement, par exemple au moyen d'un moteur réversible, ou électroniquement, par exemple en excitant des éléments de l'antenne avec une synchronisation correcte. Ainsi, l'antenne ou les antennes peut (peuvent) être de types fixes ou rotatifs classiques. Un second signal à 100 MHz provenant de la borne de sortie 37 du diviseur de puissance à trois voies 34 est appliqué à un circulateur 38 et en sort avec un déphasage désiré. Le circulateur 38 peut être de n'importe quel type classique dans lequel un signal appliqué à une fenêtre d'entrée sort par une fenêtre de sortie avec un déphasage approprié. Le signal à 100 MHz est alors transmis au cerveau 10 du sujet contrôle par l'intermédiaire de l'antenne 43, constituant le second composant de l'émission double de signaux. L'antenne 43 peut être de type classique analogue à antenne 41 décrite antérieurement. Comme on l'a indiqué plus haut, on peut combiner ces deux antennes en un seul composant. Les signaux composants émis à 100 MHZ et 210 MHz se mélangent dans le tissu du cerveau 10 et interfèrent entre eux, en produisant un signal d'une fréquence de 110 MHZ, différence des fréquences des deux composantes incidentes, modulé par les émissions électromagnétiques du cerveau, c'est-à-dire l'activité ondulatoire du cerveau contrôlée. Ce signal modulé à 110 MHZ est rayonné dans lfespace. Le signal à 1 10 MHZ, modulé par les ondes cérébrales est capté par une antenne 45 et renvoyé par le circulateur 38 où il subit un déphasage approprié. Le circulateur 38 isole les signaux émis du signal reçu. On peut utiliser n'importe quel système permet tant une antenne unique pour ltémissionet la réception appropriées L'antenne 45 peut être de type classique analogue aux antennes 41 et 43. On peut la combiner avec elles en un seul composant, ou bien elle peut être séparée.Le signal à 100 MHZ modulé reçu est alors appliqué à un filtre passe-bande 42, pour éliminer les harmoniques indésirables et le bruit extérieur, et le signal à 110 MHZ filtré est introduit dans un mélangeur 44 dans lequel a été introduite également une composante du signal à 100 MHZ émanant de la source 30, fourni par le diviseur à radiofréquence 34. Le filtre 42 peut être n'importe quel filtre passe-bande classique. Le mélangeur 44 peut aussi être d'un type classique analogue au mélangeur 40 décrit plus haut. Les signaux à 100 Mhz et 110 MHZ se combinent dans le mélangeur 44 en produisant un signal de fréquence égale à la différence des fréquences des deux signaux composants, donc 10 MHz, toujours modulé par les ondes cérébrales actives contrôlées. Le signal à 10 MHZ est amplifié dans un amplificateur à fréquence intermédiaire 46 et canalisé vers un démodulateur 48. L'amplificateur à fréquence intermédiaire et le démodulateur 48 peuvent être tous deux de types classiques. Le type de démodulateur choisi dépendra des caractéristiques des signaux émis vers le cerveau et reçus de celui-ci, et de l'information que lon désire obtenir. Le cerveau peut moduler l'amplitude, la fréquence et/ou la phase de l'onde d'interférence. Certains de ces paramètres seront plus sensibles que d'autres à des caractéristiques d'ondes cérébrales correspondantes. Le choix des moyens de démodulation d'amplitude, defréquence ou de phase est dicté par le choix de la caractéristique d'ondes cérébrales à contrôler#. Si on le désire, on peut prévoir plusieurs types de démodulateurs différents et les utiliser alternativement ou en même temps. Le signal démodulé qui est représentatif des ondes cérébrales contrôlées est envoyé dans des amplificateurs à audiofréquence 50a, 50b, 50c qui peuvent être de type classique, où il est amplifié et dirigé vers des dispositifs d'affichage 58a, 58b et une calculatrice 60. Les dispositifs d'affichage 58a, 58b présentent les signaux d'ondes cérébrales bruts provenant des amplificateurs 50a, 50b, 50c. La calculatrice 60 traite les signaux d'ondes cérébrales amplifiés pour en tirer des informations susceptibles d'être observées visuellement, par exemple par suppression, compression ou dilatation de certains de ses éléments, ou en les combinant avec d'autres signaux porteurs deinforeations,otetelle présente ces informations sur un dispositif d'affichage 62. Les dispositifs d'affichage peuvent être des dispositifs classiques, par exemple des types précités utilisant des dispositifs d'affichage visuels électroniques ou des traceurs de courbes mécaniques 58. La calculatrice peut également être de type classique, analogique ou nymétrique ou hybride. On peut contrôler une allure de la configuration d'émis- sion des ondes de la totalité du cerveau, ou bien l'on peut observer des zones choisies du cerveau au cours d'une seule mesure, simplement en modifiant langue et le sens de rotation des antennes. I1 n'y a pas de contact physique entre le sujet et l'appareil de contrôle. La calculatrice 60 peut aussi déterminer une forme dton- desde compensation à transmettre au cerveau 10 pour modifier les ondes cérébrales naturelles de façon désirée. Le système de compensation en boucle fermée permet une modification instantanée et continue de la configuration de réponse des ondes cérébrales. Dans ltexe,cution de la fonction de modification de la configuration des ondes cérébrales, la calculatrice 60 peut être pourvue d'un signal de comparaison extérieur provenant d'une source 70 représentatif de l'activité ondulatoire du cerveau associée à une réponse neurologique désirée. La région du cerveau responsable de la réponse est contrôlée et le signal reçu, indicatif de l'activité des ondes cérébrales dont elle est le siège, est comparé au signal de référence La calculatrice 60 est programmé pour déterminer un signal de compensation réagissant à la différence entre le signal de référence étalon et le signal reçu.Le signal de compensation module, lorsqu'il est transmis à la région du cerveau contrôlée, ltactivité des ondes cérébrales qui y règne en tendant vers une reproduction du signal étalon, modifiant ainsi la réponse neurologique du signal. La calculatrice 60 commande un émetteur auxiliaire 64 qui transmet le signal de compensation au cerveau 10 du sujet par ltin- termédiaire d'une antenne 66. L'émetteur 64 est du type à haute fréquence couramment utilisé dans les applications au radar. Lan- tenne 66 peut être analogue aux antennes 41, 43 et 45 et elle peut être combinée avec elles. Par ces moyens, on peut modifier leacti- vité ondulatoire du cerveau et compenser les écarts par rapport à une norme désirée. Les ondes cérébrales peuvent être contrôlées et des signaux de commande transmis au cerveau à partir d'une station éloignée. il y a lieu de noter que la configuration décrite est lune des nombreuses possibilités pouvant être mises en oeuvre dans le cadre de l'invention. Les émetteurs peuvent être monostables ou bistables. Ce peut être également des dispositifs à fréquence unique, double ou multiple. Le signal émis peut être une onde continue, un signal pulsé, un signal à modulation de fréquence, ou toute combinaison de ces types, ainsi que d'autres formes d'émission. Les fréquencesffonctionnement typiques des émetteurs sont de 1 MHz à 40 GHz, mais oies peuvent être modifiées pour être adaptées à la fonction particulière contrôlée et aux caractéristiques du sujet spécifique. Les composants individuels de l'installation de contrôle et de commande des ondes cérébrales peuvent etre de type classique couramment utilisé dans les installations radar. On peut ajouter, remplacer ou combiner différents sous ensembles de l'appareil de contrôle et de commande des ondes cérébrales. Ainsi, on peut utiliser des antennes séparées ou une antenne unique à modes multiples pour l'émission et la réception. On peut ajouter des dispositifs d'affichage et des calculatrices supplémentaires pour présenter et analyser des composantes choisies des ondes cérébrales contrôlées. La modulation du signal d'interférence réémis par le cerveau peut être une modulation d'amplitude, de fréquence et/ou de phase. On peut utiliser des démodulateurs appropriés pour décoder l'activité du cerveau du sujet et l'on peut analyser des composantes choisies de ses ondes cérébrales au moyen de la calculatrice pour déterminer son état mental et contrôler ses processus de pensée. Comme le noteront les personnes familiarisées avec cette technique, l'appareil et le procédé faisant l'objet de l'invention sont susceptibles de nombreuses applications. Des personnes ayant des activités délicates telles que des chauffeurs et des pilotes peuvent être contrôlées continuellement, avec possibilité daction- nement d'un dispositif de secours, en cas de défaillance humaine. On peut détecter des attaques, des somnolences et un état de rêverie. Les fonctions physiologiques comme le rythme des battements du pouls, la régularité des battements du coeur, etc., peuvent également être contrôlées, et la survenance d'hallucinations peut être détectée. L'installation permet également des diagnostics médicaux de malades, inaccessibles aux médecins, à partir de stations éloignées. REVENDICATIONS 1.- Appareil de contrôle de l'activité ondulatoire du cerveau d'un sujet, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour transmettre de l'énergie électromagnétique au cerveau du sujet contrôlé, des moyens pour recevoir de l'énergie électromagnétique modulée par l'activité ondulatoire du cerveau et réémise par le cerveau en réaction à ladite énergie électromagnétique transmise, et des moyens pour interpréter cette énergie électromagnétique reçue. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour envoyer un autr & signal au cerveau pour agir sur son activité ondulatoire. 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour engendrer un signal de référence des moyens couplés aux moyens d'interprétation pour engendrer un signal de compensation correspondant à une comparaison du signal reçu et du signal de référence, et des moyens d'émission auxiliaires pour transmettre ledit autre signal au cerveau du sujet dont on contrôle l'activité ondulatoire. 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'interprétation comprennent un ensemble de calculatrices dont une entrée est reliée aux moyens de réception, pour traiter les signaux reçus. 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'interprétation comprend nent des moyens d'affichage visuel. 6.- Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'affichage visuel comprennent un ensemble traceur de courbes mécanique. 7.- Appareil selon ltune quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens pour émettre de l'entre gie électromagnétique comprennent des moyens pour engendrer des signaux d'énergie électromagnétique d'une première fréquence et d'une seconde fréquence. 8.- Appareil selon ltune quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'émission comprennent des moyens pour engendrer un signal de fréquence de base, des moyens pour engendrer un premier signal- ayant une fréquence liée à celle de la fréquence de base et déphasée dun angle prédéterminé par rapport à elle, et des moyens pour transmettre à la fois le signal de fréquence de base et le premier signal au cerveau du sujet contrôlé, et en ce que les moyens de réception comprennent des moyens pour recevoir un second signal émis par le cerveau du sujet contrôlé en réaction au signal de fréquence de base et au premier signal à la fois, et des moyens mélangeurs devant produire à par tir du signal de fréquence de base et du second signal reçu un signal de réponse ayant une fréquence liée à celle de la fréquence de base. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de réception comprennent des moyens pour isoler les signaux émis des seconds signaux reçus. 10.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un filtre passe-bas dont une entrée est reliée aux moyens d'isolement et une sortie aux moyens mélangeurs. 11.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour amplifier ledit signal de réponse. 12.- Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour démoduler le signal de réponse amplifié. 13.- Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'interprétation reliés à la sortie des moyens de démodulation. 14.- Appareil destiné à modifier l'activité des ondes cérébrales d'un sujet, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour engendrer un signal d'onde électromagnétique et des moyens pour transmettre ce signal au cerveau du sujet. 15.- Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens d'émission (de transmission) comprennent des moyens pour diriger le signal d'onde électromagnétiques vers une partie prédéterminée du cerveau. 16.- Procédé pour contrôler Ùactivité ondulatoire du cerveau d'un sujet, caractérisé en ce que l'on transmet au moins deux signaux d'énergie électromagnétique de fréquences différentes au cerveau du sujet contrôlé, on reçoit un signal d'énergie électromagnétique résultant du mélange des deux signaux dans le cerveau, modulé par l tactivité ondulatoire du cerveau et réémis par le cer- veau en réaction auxdits signaux électromagnétiques émis, et l'on interprète le signal reçu. 17.- Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le stade de transmission des signaux électromagnétiques au cerveau comprend l'émission des deux singaux de fréquences différentes. 18.- Procédé selon lwune quelconque des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce qu'il comprend le stade consistant à transmettre un autre signal électromagnétique au cerveau, pour modifier les ondes cérébrales. 19.- Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le stade de transmission des autres signaux comprend llob- tention d'un signal de référence, la comparaison des signaux électromagnétiques reçus avec le signal de référence, la production d'un signal de compensation correspondant à la comparaison entre les signaux électromagnétiques reçus et le signal de référence, et la transmission des signaux de compensation au cerveau du sujet contrôlé.