(57)【要約】  従来、生体光計測技術を用いた日常的な気分状態を評価する手法が提案されているが、その手法は確立されていなかった。  生体光計測技術を用いて、１回または複数回の第１の課題を呈示したのち、複数回の第２の課題を呈示するとともに、前記第１の課題に対する所定の計測点のヘモグロビン信号と、前記第２の課題に対する所定の計測点のヘモグロビン信号を算出し、これらのヘモグロビン信号を用いた定量値を算出する。
2012173221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に光を照射する１つまたは複数の光照射部と、被検体を透過あるいは反射した光を検出する１つまたは複数の光検出部と、前記光照射部と前記光検出部の複数の組み合わせにより構成される複数の計測点と、被検体へ異なる複数種類の課題を呈示する刺激呈示部と、
前記刺激呈示部は、１回または複数回の第１の課題を呈示したのち、複数回の第２の課題を呈示するとともに、前記演算部は、前記第１の課題に対する所定の計測点の計測結果に基づくヘモグロビン信号と、前記第２の課題に対する所定の計測点の計測結果に基づくヘモグロビン信号を算出するとともに、これらのヘモグロビン信号を用いた定量値を算出することを特徴とする、生体光計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生体光計測装置において、特に、前記第１の課題として非言語性ワーキングメモリ課題、前記第２の課題として言語性ワーキングメモリ課題を用いることを特徴とする、生体光計測装置。
【請求項３】
請求項１に記載の生体光計測装置おいて、特に、第１の課題および第２の課題の呈示回数を設定することを特長とする、生体光計測装置。
【請求項４】
請求項１に記載の生体光計測装置において、特に、第１の課題に対する多数の生体光計測結果の統計値を有するデータベースを前記記憶部に有し、前記演算部において、前記第１の課題に対する前記生体光計測結果と前記データベースの前記統計値を比較し、前記第１の課題の継続または終了を判定することを特徴とする、生体光計測装置。
【請求項５】
請求項１に記載の生体光計測装置において、
前記定量値を記憶する記憶部を備えることを特徴とする生体光計測装置。
【請求項６】
被検体に光を照射する１つまたは複数の光照射部と、被検体を透過あるいは反射した光を検出する１つまたは複数の光検出部と、前記光照射部と前記光検出部の複数の組み合わせにより構成される複数の計測点と、被検体へ異なる複数種類の課題（第１の課題および第２の課題）を呈示する刺激呈示部と、前記光検出部で検出された光の強度から前記被検体の内部における酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビン濃度変化に基づくヘモグロビン信号を算出する演算部と、前記ヘモグロビン信号を保存する記憶部と、前記記憶部内に課題の種類と呈示順序等を示す種々のテーブルとを有し、前記刺激呈示部は、前記テーブルに記載された前記呈示順序に基づき、１回または複数回の第１の課題を呈示したのち、複数回の第２の課題を呈示するとともに、前記演算部は、前記第１の課題に対する所定の計測点のヘモグロビン信号と、前記第２の課題に対する所定の計測点のヘモグロビン信号を算出するとともに、これらのヘモグロビン信号を用いた定量値を算出することを特徴とする、生体光計測装置。
【請求項７】
生体計測装置により脳の状態を計測するための、表示部に視覚的刺激を呈示する刺激提示方法において、
複数回の非言語性ワーキングメモリ課題を呈示したのち、複数回の言語性ワーキングメモリ課題を呈示することを特徴とする刺激提示方法。
【請求項８】
生体計測装置により脳の状態を計測するための、演算部により表示部に視覚的刺激を呈示させる刺激提示プログラムにおいて、
前記演算部が、所定の間隔で複数回の非言語性ワーキングメモリ課題を呈示させたのち、複数回の言語性ワーキングメモリ課題を呈示させることを特徴とする刺激提示プログラム
。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体光計測装置の計測データに基づき被験者の気分状態の評価を支援する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、個人の気分や感情を含む精神状態について、生体計測結果からその特徴を見出そうとする取り組みがなされている。非特許文献１で示されるfMRIを用いた代表的な研究では、健常者の気分を誘発する動画を見せたのち、「ｎバック課題」という課題を遂行するときの個人の脳の前頭葉活動を計測し、気分状態を評価した結果を示している。ｎバック課題は、ヒトのワーキングメモリ（WM）という機能を要する課題で、この研究では、言語性ｎバック課題と非言語性のｎバック課題に伴う前頭葉活動を検討し、快気分、不快気分が影響する特徴を見出している。しかし、fMRIの計測では、計測対象である被験者は身体を拘束され、さらに非常に大きな騒音下におかれるため、非日常的な環境にある。そのため、fMRIの計測環境が、被験者の気分や感情を含む精神状態に、日常的な状態とは異なる影響を与えている可能性がある。また可視から赤外にある複数波長の光を用いて生体内部を計測し、生体内部の情報を二次元画像化する生体光計測装置が、例えば、特許文献１に記載されている。この文献に記載の生体光計測装置は、半導体レーザで光を発生させ、発生させた光を光ファイバで導いて被検体の複数箇所に照射し、生体内を透過あるいは反射した光を複数箇所で検出し、検出された光を光ファイバによってフォトダイオードまで導き、検出光量から、血液循環、血行動態、ヘモグロビン濃度変化などの生体情報を二次元画像化する。このような生体光計測装置は、生体に対し非侵襲かつ低拘束であるという特長を有するため、機能的核磁気共鳴画像法（functional magnetic resonance imaging: fMRI）などの大規模な脳活動計測技術と比較し、個人の精神状態や生体情報を、日常的な環境下で評価することに適している。【０００３】
この生体光計測技術を用い、日常的な環境における精神状態や生体情報を評価する方法が、例えば、特許文献２に記載されている。この文献に記載の方法は、前述のfMRI研究と同様に、ヒトのワーキングメモリ（WM）機能を働かせる言語性WM課題（音韻ループを要する課題）と非言語性WM課題（音韻ループを要しない課題）を与え、生体光計測技術により前頭葉活動を計測しているが、ｎバック課題とは異なる課題を用いている。すなわち、ｎバック課題では次々に画面に表示される刺激の記銘・保持と並行して数個前の刺激を想起し回答するものだが、本文献で用いられる言語性および非言語性WM課題は、WM課題遂行における記銘・保持と、想起とを時間的に分離している。【０００４】
本文献で示された前頭葉活動の特徴としては、言語性WM課題の記銘・保持に伴う前頭葉活動と、標準化された質問紙POMS（Profile of Mood State）短縮版によって得られる「抑うつ―落ち込み」のスコア（POMS_D）が負の相関を示し、想起との関連性が低いことである。一方、非言語性WM課題に伴う前頭葉活動ついては、POMS_Dとの有意な相関は得られなかったが、いずれのWM課題も基本的に同じ認知的要素を反映することから、言語性および非言語性WM課題の記銘・保持に伴う前頭葉活動から計算されるその相対値を、被験者間で比較できる定量値として示すことを提案している。【０００５】
本文献の手法の利点は、計測の前に気分変化を誘発する必要がないこと、また非拘束・非侵襲の生体光計測技術を用いることであり、このことから、本手法を用い、日常的な気分状態を反映した指標を客観的に取得し、メンタルヘルス対策におけるセルフチェックシステムを実現することが期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−９８９７２号公報
【特許文献２】特開２００９−２８５０００号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Gray, et al., “Integration of emotion and cognition in the lateral prefrontal cortex,” Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 99(6), 4115-4120 (2002).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
脳の活動状態を可視化する生体光計測技術は、気分、感情など個人の精神状態に関する情報を与えるという応用が期待されており、fMRIなどの大型の脳機能画像化技術と比較し、日常的な環境での使用が可能である。従来、生体光計測技術を用い、複数種の認知課題に対する生体信号を取得することによって日常的な気分状態を評価する手法が提案されているが、認知課題の提示方法や一連の計測プロトコルは確立されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による生体光計測装置は、被検体に光を照射する１つまたは複数の光照射手段と、被検体を透過あるいは反射した光を検出する１つまたは複数の光検出手段と、前記光照射手段と前記光検出手段の複数の組み合わせにより構成される複数の計測点と、被検体へ異なる複数種類の課題を呈示する刺激呈示部と、前記光検出手段で検出された光の強度から前記被検体の内部における酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビン濃度変化に基づくヘモグロビン信号を算出する演算部と、前記ヘモグロビン信号を保存する記憶部と、前記記憶部内に課題の種類と呈示順序等を示す種々のテーブルとを有し、前記刺激呈示部は、前記テーブルに記載された前記呈示順序に基づき、１回または複数回の第１の課題を呈示したのち、複数回の第２の課題を呈示するとともに、前記第１の課題に対する所定の計測点のヘモグロビン信号と、前記第２の課題に対する所定の計測点のヘモグロビン信号を算出し、これらのヘモグロビン信号を用いた定量値を算出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による生体光計測装置を用いれば、日常的な環境下における気分状態を評価することが可能である。
また、気分状態取得のためのプロトコルを最適化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例である生体光計測装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例である生体光計測装置の記憶部に保存された表を示す図。
【図３】本発明の実施例である生体光計測装置の記憶部に保存された表を示す図。
【図４】本発明の実施例である生体光計測装置を構成するプローブの例を示す図。
【図５】空間性ワーキングメモリ課題の呈示シーケンスの一例を示す図。
【図６】言語性ワーキングメモリ課題の呈示シーケンスの一例を示す図。
【図７】空間性および言語性ワーキングメモリ課題の呈示順序を示す図。
【図８】酸素化Ｈｂ信号および脱酸素化Ｈｂ信号の一例を示す図。
【図９】ワーキングメモリ課題実施に伴う脳活動値と気分質問紙スコアの相関の一例を示す図。
【図１０】実施例中で説明する数式を示す図。
【図１１】気分指標の保存のためのテーブルを示す図。
【図１２】気分指標表示の一例を示す図。
【図１３】気分指標表示の一例を示す図。
【図１４】気分指標表示の一例を示す図。
【図１５】気分指標表示の一例を示す図。
【図１６】気分指標表示の一例を示す図。
【図１７】気分指標とマークを対応付けたテーブルを示す図。
【図１８】計測設定画面の一例を示す図。
【図１９】実施例の手順を説明するためのフローチャートを示す図。
【図２０】ワーキングメモリ課題の呈示シーケンスの一例を示す図。
【図２１】ワーキングメモリ課題の呈示シーケンスの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明において、日常的な気分状態を評価するための生体光計測技術を最適化する手段を提案する。具体的には、筆者らが明らかにした下記の知見に基づく。
（１）複数回の非言語性WM課題を呈示したのち、複数回の言語性WM課題を呈示する順序を順序A，複数回の言語性WM課題を呈示したのち、複数回の非言語性WM課題を呈示する順序を順序B、順序Aにおける言語性WM課題の記銘・保持に伴う前頭葉活動の定量値は、順序Bにおけるそれよりも、抑うつ気分との負の相関が有意に高い。
（２）非言語性WM課題の記銘・保持に伴う前頭葉活動の定量値は、順序A，Bとの間で統計的な差は見られない。
【００１３】
以上の知見により、抑うつ気分を反映した前頭葉活動の定量値を得るために、順序Aが適切であることを明らかにした。これに基づき、本発明により開示される生体光計測装置について、以下、具体的な実施の形態を示すとともに図面を参照して詳細に説明する。本実施例では、生体光計測を用いることで、fMRIなどの大型の脳機能計測装置ではできない日常環境下の気分評価を行う。
【００１４】
概要としては、下記「根拠となる研究」に記述した、言語性ワーキングメモリ（WM）の記銘・保持を反映する脳活動信号が、健常者の日常的な気分を反映している、という知見を利用する。
（根拠となる研究）
健常被験者４０名に対し、下記に示す生体光計測および質問紙による気分スコアの取得を行い、課題を解決する知見を得た。
＜方法＞
＜生体光計測＞
図４（ａ）のような、１５の光照射点１０４１と１５の光検出点１０６１を交互に配置した３×１０の生体光計測プローブ４００を前頭葉領域に装着し、４７の計測チャンネル（ｃｈ）から脳活動データとしてヘモグロビン（Ｈｂ）信号を取得する。このとき、大脳皮質表面４１０における各計測点１００１の位置は図４（ｂ）のようになり、各計測点１００１のチャンネル番号を１−４７まで付してある。特に、左右の背外側前頭前野（Ｄｏｒｓｏｌａｔｅｒａｌ  ｐｒｅｆｒｏｎｔａｌ  ｃｏｒｔｅｘ：ＤＬＰＦＣ）に相当する領域をそれぞれ実線４１１および４１２で、前頭前野中央付近の前頭極に相当する領域を破線４１３で囲んで示してある。被験者には空間性ワーキングメモリ（ＷＭ）課題と言語性ＷＭ課題の２種類を課し、それぞれの課題に対する脳活動を評価する。
【００１５】
空間性ＷＭ課題の概略を図５に示す。中心固視点の周囲８箇所に配置された正方形のうち、４箇所または２箇所を白色正方形とし、他を灰色正方形とする記憶画像（Ｓ１）を１．５秒間呈示する。ここで、白色正方形の数に合わせ、それぞれ４アイテム条件、２アイテム条件と呼び、図５は４アイテム条件の例である。その７秒後に８箇所のうち１箇所のみが白色正方形の再認画像（Ｓ２）を呈示する。被験者は、最初の記憶画像Ｓ１の白色正方形の位置を覚えるよう教示されており、再認画像S2の白色正方形が、記憶した白色正方形の位置のいずれかと一致しているかどうかを判断する。４アイテム条件と２アイテム条件の課題数はそれぞれ８個とし、無作為な順序で呈示する。
【００１６】
言語性ＷＭ課題の概略を図６に示す。中心固視点の周囲４箇所または２箇所にひらがなを配置した記憶画像（Ｓ１）を１．５秒間呈示する。ここで、ひらがなの数に応じ、それぞれ４アイテム条件、２アイテム条件と呼び、図６は４アイテム条件の例である。その７秒後に１個のカタカナが表示された再認画像（Ｓ２）を呈示する。被験者は、はじめの記憶画像Ｓ１の文字を記憶し、次に呈示される再認画像Ｓ２のカタカナがはじめに覚えた文字のいずれかに一致しているか否かを判断する。Ｓ１とＳ２で異なる仮名の種類を用いることにより、被験者が文字の形態情報ではなく音韻情報で記憶と判断させるものとした。４アイテム条件と２アイテム条件の課題数はそれぞれ８個とし、無作為な順序で呈示する。
【００１７】
空間性ＷＭ課題、言語性ＷＭ課題いずれも被験者はコントローラやマウス等のボタンを  下することで回答する。
【００１８】
また、各WM課題を実施する順序は、被験者によりカウンターバランスをとった。すなわち、半数の被験者は、図７（ａ）に示す順序Aとし、最初に空間性WM課題を実施しこれが終了したのち、言語性WM課題を実施するものとする。残り半数の被験者は、図７（ｂ）に示す順序Bとし、最初に言語性WM課題を実施しこれが終了したのち、空間性WM課題を実施するものとする。
【００１９】
解析では、各被験者の各ｃｈで計測された時系列データから、酸素化Ｈｂ信号と脱酸素化Ｈｂ信号を求める。ＷＭ課題の第１画像（Ｓ１）の呈示から第２画像（Ｓ２）の呈示までの８．５秒間をタスク期間とし、タスク期間の前１秒間とタスク期間後の１６秒間を加えた２５．５秒間を１つのブロックとして切り出す。各ブロックにおける最初の１秒間と最後の４秒間のデータを１次フィッティングした直線を用いて、各ブロックのデータをベースライン補正した。１つのブロックとして切り出す時間は、上記に限らず課題の時間長さ、タスク前後の取得時間は適宜変更できることは言うまでもない。また、S1呈示から５秒後〜８．５秒後を活動期間とし、各ブロックにおいて、活動期間における酸素化Hb信号の平均活動値を求めた。さらに、全ブロックの平均活動値から算出したｔ値を「脳活動値」と定義した。
＜質問紙＞
上述の課題呈示における被験者の脳活動の状態と気分との関連性を評価するために、被験者の気分を評価する標準化された質問紙「POMS短縮版」（横山和仁 編著、「POMS短縮版 手引きと事例解説」、金子書房、２００５）を用いて、過去１週間の期間における気分状態を反映したPOMSスコアを取得した。この質問紙は、「気が張り詰める」「生き生きする」「悲しい」などの３０項目に対して自分の気分に当てはまるものを、「まったくなかった」「少しあった」「まあまああった」「かなりあった」「非常に多くあった」の５段階から選択するものである。この回答から、被験者の気分「緊張―不安」「抑うつ―落ち込み」「怒り―敵意」「活気」「疲労」「混乱」の６つの尺度のPOMSスコアを得た。
＜結果＞
Ｈｂ信号を検討した結果、空間性ＷＭ課題、言語性ＷＭ課題ともに課題に同期した酸素化Ｈｂ信号の増加および脱酸素化Ｈｂ信号の減少が局所的に観察された（図８）。主な活動部位は左右の背外側前頭前野（Dorsolateral Prefrontal Cortex、DLPFC）に相当する領域である。DLPFCは、中前頭回（ブロードマンの４６野、ＢＡ４６）などから成る領域で、ＷＭ課題によって賦活することが知られている。脳活動の空間的特性はいずれの課題条件においても類似しており、空間性ＷＭ課題および言語性ＷＭ課題という課題の種類の違いによる差は確認されなかった。また、活動部位におけるＨｂ信号の時間変化についても、課題間の差は見られなかった。
【００２０】
また、脳活動値（t値）とPOMSスコアとの相関関係を、課題実施の順序（順序A，B，図７参照）で分類して解析した。その結果、順序A（先：空間性WM課題，後：言語性WM課題）においては、言語性WM課題に伴う脳活動値とPOMS抑うつスコアの間に統計的に有意な負の相関が見られ、空間性WM課題に伴う脳活動値は、POMS抑うつスコアとの間に弱い正の相関が見られたが、統計的な有意差はなかった（図９（ａ）（ｂ））。一方、順序B（先：言語性WM課題，後：空間性WM課題）においては、順序Aのような課題間の差は見られなかった。
【００２１】
さらに、順序Aの上記傾向に基づき、空間性WM課題の各ブロックの平均活動値と、言語性WM課題の各ブロックの平均活動値より、その差をｔ値として算出した結果、DLPFC４１１、４１２に相当する計測点において、POMS抑うつスコアと統計的に有意な正の相関が得られた（図９（ｃ））。
【００２２】
以上の結果は、空間性WM課題と言語性WM課題に伴う脳活動とPOMS抑うつスコアの相関を評価する際、空間性WM課題に伴う脳活動値は順序によらず統計的に有意な相関を持たない一方、言語性WM課題は、順序Bより順序Aの方が統計的に有意な差が現れることを示している。このように、２種のWM課題に対する脳活動値を獲得する際に、課題の呈示順序を最適化することにより、気分状態をより反映した傾向を得る手法は新たな方法である。発明者らは、異なる課題の呈示順序を最適化することで、抑うつに関連した指標が得られることを明らかにした。
【００２３】
以上の知見に基づき、以下実施例として、上記を実現する生体光計測装置の具体的構成および手順を以下説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１に、本発明による生体光計測装置の概略構成図を示す。本実施例における生体光計測装置は、被検体に光を照射する１つまたは複数の光照射手段１０４１と、被検体を透過あるいは反射した光を検出する１つまたは複数の光検出手段１０６１を有し、光照射手段１０４１と光検出手段１０６１は複数の組み合わせによる複数の計測点１００１を有するものとする。また、本発明による生体光計測装置は、被検体１００に課題を呈示する表示部１１０、課題の呈示方法や生体光計測の結果に関する各種情報を保存する記憶部１０９、前記記憶部内に課題の種類と呈示順序等の情報を示す種々のテーブル８００と、被検体１００からの応答を取得する入力手段１１２を有するとともに、計測、刺激呈示、解析を行うための演算部１１１を有し、演算部１１１内に、表示部１１０への課題呈示を制御する刺激呈示部１１１２、光照射手段１０４１の光照射を制御し光検出手段１０６１の受光信号からヘモグロビン信号への変換処理を行い且つ被検体１００からの応答を入力手段１１２により取得する生体光計測部１１１１、ヘモグロビン信号から脳活動値を算出しあるいは統計的な処理を施し記憶部１０９に保存するとともに、記憶部１０９に保存された生体光計測の結果に関する情報を参照し生体光計測部１１１１を制御する解析部１１１３を有する。【００２５】
ここで、光照射手段１０４１は生体を透過できる６００〜９００ｎｍ程度の波長のうち２波長の光を照射するものである。具体的な照射方法は次の通りである。演算部１１１内の生体光計測部１１１１において発生させた光源駆動情報をデジタル／アナログ変換器１０１によってアナログ信号に変換し、変調器１０２によって光源駆動信号に変換する。前記光源駆動信号によって光源１０３や１０４（レーザーダイオード（ＬＤ）やＬＥＤ（Light-Emitting Diode））を発光させ、光混合器１０５で前記２波長の光を混合し光ファイバ９００で光照射手段１０４１まで導き被検体１００に照射する。もしくは、前記２波長の光を発するLDまたはLEDを１つのパッケージに同梱し、直接被検体１００に接触させて被検体１００に照射する。光検出手段１０６１は、被検体に接触させた光ファイバ９００で光を導き光検出器１０６（シリコンフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、フォトマルチプライヤー等）で受光するとともに、ロックインアンプ１０７およびアナログ／デジタル変換器１０８により当該受光信号を取り出し生体光計測部１１１１に送る。もしくは、光検出器１０６とアナログ／デジタル変換器１０８を１つのパッケージに実装し、被検体１００上に接触させて直接検出するとともに、生体光計測部１１１１においてデジタル信号をソフトウェアにてロックイン処理を行い、当該受光信号を取り出す。【００２６】
また、前記生体光計測装置は、被検体１００に複数種類の課題（第１の課題および第２の課題）を呈示する表示部１１０と、被検体１００の各計測点１００１における脳活動信号を計算する演算部１１１とを有し、演算部１１１が有する刺激呈示部１１１２は、記憶部１０９に記録されたテーブル８００に基づき、表示部１１０に課題を呈示する。テーブル８００の例を図２のテーブル８０１に示す。テーブル８０１は、課題No.、課題の種類（ここでは、空間性WM課題または言語性WM課題）、また、その課題が第１の課題か第２の課題かを示す情報を含む。ここでは、上記「根拠となる研究」で示した通り、空間性WM課題を第１の課題、言語性WM課題を第２の課題としている。なお、ここで、「第１」および「第２」は課題の呈示順序を示し、第１の課題を一定回数呈示したのちに、第２の課題を呈示することを意味する。刺激呈示部１１１２は、あらかじめテーブル８０１から呈示すべき課題情報を読み出し、呈示順序に従って、例えば図７（ａ）の順序Ａのように課題を呈示する。【００２７】
演算部１１１が有する解析部１１１３が、第１の課題に対する被検体１００の各計測点１００１における脳活動信号と、第２の課題に対する被検体１００の計測点１００１における脳活動信号をそれぞれ求めるとともに、それぞれの脳活動信号の相対値を計算する。まず、解析部１１１３は、計測点１００１における脳活動信号を、図１０中の数式（数１）（数２）に基づき計算する。ここで、（数１）におけるAct_1(1)、Act_1(2)、・・・、Act_1(n)は、それぞれ、第１の課題に対する第１ブロック、第２ブロック、・・・、第ｎブロックの脳活動信号を示し、例えば、上記「根拠となる研究」で示したように、S1呈示から５秒後〜８．５秒後を活動期間とする各ブロックにおける活動期間の酸素化Hb信号の平均活動値とする。（数２）におけるAct_2(1)、Act_2(2)、・・・は、上記説明と同様であり、「第１の課題」を「第２の課題」に読み替えて説明される。（数１）および（数２）に基づき、それぞれ、第１の課題および第２の課題に対する、各ブロックの脳活動信号の平均値Mean_1およびMean_2を算出する。その後、第１の課題および第２の課題に対する脳活動値の相対値を計算する。例えば、（数３）に基づき、上記Mean_1およびMean_2より、気分指標D_indexを求める。また、それぞれの脳活動信号については、図１０中の数式（数４）のように重み付けを加えてもよい。ここで、（数４）中のk1，k2は、それぞれ、Mean_1およびMean_2に対する重み付け係数である。【００２８】
また、相対値の計算方法は、第１の課題および第２の課題に対する脳活動信号の差に対するｔ値であってもよい。ｔ値の計算方法は（数５）に基づき、ここで、σ_1およびσ_2はそれぞれ、第１の課題および第２の課題に対する各ブロックの脳活動信号の標準偏差、また、n1およびn2はそれぞれ、第１の課題および第２の課題のブロック数である。【００２９】
解析部１１１３は、以上のように計算した気分指標D_indexを、記憶部１０９に保存する。具体的には、計測対象である被験者を識別するID、計測日、使用した課題No.、および気分指標D_indexを、図１１のテーブル８０３として対応付けて、記憶部１０９に保存する。また、解析部１１１３は、計算した気分指標D_indexを、例えば図１２〜１６に示すように、表示部１１０に表示する。図１２は、気分指標を顔マークで示す例である。例えば、図１７（ａ）に示すように、記憶部１０９には、気分指標と顔マークを対応付けたテーブル８０４が保存されている。解析部１１１３は、気分指標D_indexを算出したのち、テーブル８０４を参照し、記憶部１０９より読み出して、対応する顔マークを図１２（ａ）のように表示部１１０に表示する。また、解析部１１１３は、テーブル８０３を参照し、対象被験者の過去の気分指標を読み出し、テーブル８０４を参照してそれぞれ対応する顔マークを選択し、図１２（ｂ）のように、気分指標D_indexのグラフと、対応付けた顔マークをあわせて表示することも可能である。また、図１３は以上の表示例を天気マークとした同様の例で、解析部１１１３は、計算した気分指標D_indexと対応する天気マークを図１７（ｂ）のテーブル８０４を参照して選択し、図１３（ａ）（ｂ）のように表示部１１０に表示する。また、図１４は、解析部１１１３が、過去の気分指標D_indexをテーブル８０３から読み出し、テーブル８０４の顔マークと対応付けるとともに、カラーバーで色付けして表示部１０９に表示する例である。また、図１５は、解析部１１１３が、計算した気分指標D_indexが一定の基準を下回った場合、被験者に休養を促すような画像を表示部１１０に示した一例である。また、図１６は、気分指標D_indexに対応した、テーブル８０４や８０５に類似したテーブル（図示せず）に基づき、気分指標D_indexをパーセンテージ（図１６（ａ））、バープロット（図１６（ｂ））、５段階評価（図１６（ｃ））などで示す例である。【００３０】
上記の構成は、異なる課題のそれぞれに対する脳活動信号を比較し、抑うつ気分に関連した指標を得るための最適な課題呈示順序を与えるとともに、気分指標を表示部１１０に表示することにより、被験者にフィードバックを与えるものであり、被験者が自身の客観的な気分状態やその変化を認識できるとう効果をもたらす。
【実施例２】
【００３１】
次に、本発明による生体光計測装置の別の実施の形態を示す。図１８は、計測設定画面の一例であり、課題回数設定表示１１０Aを表示部１１０に表示した例を示す。課題回数設定表示１１０Aは、刺激呈示部１１１２が、第１の課題および第２の課題を呈示する回数を入力して設定することを可能とするものである。刺激呈示部１１１２は、課題回数設定表示１１０Aの入力を受け付けて、第１および第２の課題を、例えば図７（ａ）のようなシーケンスに従い、設定された回数だけ表示部１１０に表示するとともに、生体光計測部１１１１および解析部１１１３は、この回数に応じた計測および解析を行う。本実施例により、ユーザの要求に応じた課題呈示回数を提供することが可能である。
【実施例３】
【００３２】
次に、本発明による生体光計測装置の別の実施の形態を示す。本実施例においては、データベースに基づき課題の適切な呈示回数を与える構成を示す。【００３３】
図３は、空間性および言語性WM課題の難易度と、対応する脳活動値を示すデータベース８０２を示す。データベース８０２は記憶部１０９に保存されており、課題の種類と難易度について「活動値ID」を対応付け、活動値IDで示される課題の種類と難易度に対し、多数の被験者によって得られた脳活動値の平均値と標準偏差が記録されている。データベース８０２は、新規に計測した脳活動値を含めて更新される。また、データベース８０２の活動値IDは、刺激呈示の順序を示すテーブル８０１において、各課題と対応付けて記録されている。【００３４】
ここで、上記「根拠となる研究」に示したように、空間性WM課題に対する脳活動信号は、POMS抑うつスコアと統計的に有意な相関を持たないため、気分状態に強く依存しない一定の範囲に含まれることが示唆される。すなわち、本実施例においては、空間性WM課題（第１の課題）は、あらかじめ設定された課題呈示回数の範囲で、脳活動信号がデータベース８０２から得られる一定の範囲に入った時点で課題を終了し、言語性WM課題（第２の課題）に移行することを可能とする。【００３５】
具体的には下記の手順に従う。図１９は、本実施例の手順を示すフローチャートである。ステップｓ１９０１において、刺激呈示部１１１２は、あらかじめ設定された課題呈示回数または図１８の課題回数設定表示１１０Aにおいて設定された課題呈示回数を参照し、回数に応じた課題を、テーブル８０１より選択する。ここでは、第１の課題の呈示回数をN1，第２の課題の呈示回数をN2とする。なお、テーブル８０１より選択される課題は、同一種の課題については、同一の活動値IDを持つものの中から選択されるものとする。ステップｓ１９０２において生体光計測部１１１１が生体光計測を開始し、ステップｓ１９０３において、刺激呈示部１１１２が第１の課題を表示部１１０に表示する。ステップｓ１９０４において、解析部１１１３は第１の課題に対する脳活動値を、例えば図１０の数式（数１）に従い算出する。ステップｓ１９０５において、第１の課題の呈示回数が、設定された回数N1に至ったかどうかを判定し、YESの場合は、刺激呈示部１１１２が表示部１１０に「第２の課題に移行します」とのメッセージを表示するとともに、ステップｓ１９０７に移り、NOの場合はステップｓ１９０６に移る。ステップｓ１９０６においては、解析部１１１３が、脳活動値が活動値IDで規定される一定の範囲にあるかどうかを判定する。例えば、解析部１１１３は記憶部１０９に保存されたデータベース８０２の活動値IDを参照し、得られた脳活動値が、平均値±標準偏差の範囲にあるかどうかを判定する。YESの場合は、刺激呈示部１１１２が表示部１１０に「第２の課題に移行します」とのメッセージを表示するとともに、ステップｓ１９０７に移る。NOの場合は、ステップｓ１９０３に戻り第１の課題を呈示する。ステップｓ１９０７では第２の課題を呈示し、ステップｓ１９０８において、設定された呈示回数N2に至るまで第２の課題を呈示する。ステップｓ１９０８において、呈示回数がN2に達した場合、ステップｓ１９０９に移り、例えば図１０の数式（数１）〜（数３）に従い気分指標D_indexを計算する。その後、ステップｓ１９１０において、気分指標D_indexを、記憶部１０９に保存するとともに、例えば図１２〜１６で示した方法により表示部１１０に表示する。【００３６】
本実施例によれば、第１の課題（空間性WM課題）に対する脳活動値が一定の範囲にあるかどうかを判定することにより、あらかじめ設定された課題呈示回数に満たない場合でも第２の課題に移行することを可能とし、計測時間の短縮と被験者へ負担軽減をもたらす。【００３７】
なお、本実施例において、データベース８０２に記載された平均値や標準偏差は、多数の被験者に対する統計値の例を示したものであり、平均値や標準偏差に代えて、中央値、標準誤差、その他各種統計指標と置き換え可能なことは言うまでもない。
【実施例４】
【００３８】
次に、本発明による生体光計測装置の別の実施の形態を示す。図２０は、図６の言語性ＷＭ課題に代えて、言語性ＷＭ課題をアルファベットで構成した例である。本実施例では、第１画像（Ｓ１）でアルファベットの大文字を記憶し、第２画像（Ｓ２）で呈示されるアルファベットの小文字１文字が、Ｓ１で記憶した文字のいずれかと一致するかどうかを判断する。本実施例により、日本語よりもアルファベットに馴染みのある被験体に対しても、上記各実施例と同様に気分評価することが可能である。また、図２１は、図６の言語性ＷＭ課題に代えて、言語性ＷＭ課題を数字と漢数字で構成した例である。第１画像（Ｓ１）で数字を記憶し、第２画像（Ｓ２）で呈示される漢数字１文字が、Ｓ１で記憶した数字のいずれかと一致するかどうかを判断する。本実施例により、日本語よりも漢字に馴染みのある被検体に対しても、上記各実施例と同様に気分評価することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
100…被検体、101…デジタルアナログ変換器、102…変調器、103…光源、104…光源、105…光混合器、106…検出器、107…ロックインアンプ、108…アナログデジタル変換器、109…記憶部、110…表示部、110A…課題回数設定表示、111…演算部、112…入力手段、1111…生体光計測部、1112…刺激呈示部、1113…解析部、1001…計測点、1041…光照射手段、1061…光検出手段、400…生体光計測プローブ、410…大脳皮質表面、411…（DLPFCを示す）実線、412…（DLPFCを示す）実線、413…（前頭極を示す）破線、800…テーブル、801…テーブル、802…データベース、803…テーブル、804…テーブル、805…テーブル、900…光ファイバ、S1…記憶画像、S2…再認画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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