(57)【要約】  本発明は、ユーザ２１の認識強化のためのデバイス３０及び対応する方法に関する。認識アクティビティを実行しようとするユーザの効果的な認識強化のために、提案されたデバイスは、知覚できない光刺激をユーザに供給する光ユニット３１と、ユーザによる認識アクティビティの実行の５秒未満前に前記知覚できない光刺激を供給するように前記光ユニット３１を制御するためのユニット３２とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの認識強化のためのデバイスであって、
知覚できない光刺激をユーザに供給するための光ユニットと、
ユーザによる認識アクティビティの実行の５秒未満前に前記知覚できない光刺激を供給するように前記光ユニットを制御するための制御ユニットとを有する、デバイス。
【請求項２】
前記制御ユニットは、ユーザによる認識アクティビティの実行の１秒未満前、とりわけ０．５秒未満前に、前記知覚できない光刺激を供給するように前記光ユニットを制御するように適合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記制御ユニットは、振動パターンを含む知覚できないパターン化された光刺激を供給するように前記光ユニットを制御するように適合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記制御ユニットは、前記光ユニットによる知覚できない光刺激の周波数、色、強度、期間、輝度、色相および／または彩度を制御するように適合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記制御ユニットは、２５−２００Ｈｚの範囲、とりわけ４０−８０Ｈｚの範囲の周波数を有する知覚できない光刺激を供給するように前記光ユニットを制御するように適合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記制御ユニットは、とりわけ２５−２００Ｈｚの範囲、より詳細には４０−８０Ｈｚの範囲における２又はそれ以上の周波数を有する知覚できない光刺激を供給するように前記光ユニットを制御するように適合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記制御ユニットは、ユーザによる認識アクティビティの実行の間及び／又はその後、とりわけユーザによる認識アクティビティの実行の５秒未満後に、１又はそれ以上の更なる知覚できない光刺激を供給するように前記光ユニットを制御するように適合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記制御ユニットは、１００ｍｓ−５ｓの範囲、とりわけ３００ｍｓ−３ｓの範囲の期間の間、前記知覚できない光刺激を供給するように前記光ユニットを制御するように適合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記光ユニットは、ランプ、光パネル、スクリーン、デバイス、とりわけスクリーンのまわりの光フレーム、又は、光治療デバイスを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
ユーザの優位な目を決定するための手段を更に有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記光ユニットをユーザの決定された優位な目に指向するための手段を更に有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
ユーザの認識関与をモニタするためのモニタリング手段を更に有し、
前記制御ユニットは、ユーザのモニタされた認識関与に基づいて前記光ユニットを制御するように適合される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記モニタリング手段は、知覚できない光刺激の間にユーザの脳アクティビティを測定するための手段を有し、
前記制御ユニットは、測定された脳アクティビティに基づいて前記光ユニットを制御するように適合される、請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
ユーザの認識強化のための方法であって、
知覚できない光刺激をユーザに供給するステップと、
ユーザによる認識アクティビティの実行の５秒未満前に供給されるように前記知覚できない光刺激を制御するステップとを有する、方法。
【請求項１５】
ユーザが使用するためのシステムであって、
ユーザによる認識アクティビティの実行を要求するユーザデバイスと、
ユーザの認識強化のための請求項１に記載のデバイスとを有し、
前記ユーザデバイスは、認識アクティビティがユーザにより実行されるべきものであるときに、ユーザの認識強化のための前記デバイスに情報を供給するように適合される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの認識強化のためのデバイス及び対応する方法に関する。更に、本発明は、ユーザが使用するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
社会は、過去１世紀にわたって急激に変化している。ライフスタイル及び仕事の性質は、進化しており、ストレス、極度の疲労及び精神的疲労のような問題を必然的にもたらしている。多くの人々は、それらの日常生活におけるストレスのレベルについて懸念を抱く。極度の疲労に関する高度傷害保険請求の数は、過去の１０年においてかなり増えている。これらの問題は、人々の物理的な健康及び福祉を脅かす。その効果は、注意、メモリ、知覚的なモータ機能、判断及び意思決定のような種々の認識機能に広がる。認識性能に対する高い要求は、とりわけ、ストレス及び極度の疲労の理由及び結果の双方である。全ての時間においてピークのレベルで実行するための増大された作業負荷、極めて長い労働時間及び強い圧力は、実際には、人々を物理的に及び感情的に疲れ果てさせている。
【０００３】
これらの問題は、ほとんどすべての年齢及び職業に影響を及ぼしている。子供、大人及び高齢者は、毎日のように学校、仕事又は家において現代社会の要求にさらされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、認識アクティビティ又はタスクを実行しようとするユーザの効果的な認識強化のためのデバイス及び対応する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様において、ユーザの認識強化のためのデバイスであって、光ユーザに対して知覚できない振動光刺激を供給するためのユニットと、ユーザによる認識アクティビティの実行の５秒未満前に前記知覚できない光刺激を供給するように前記光ユニットを制御するための制御装置とを有する、デバイスが示される。
【０００６】
本発明の更なる態様において、対応する方法が示される。
【０００７】
また更に、本発明の一態様において、ユーザが使用するためのシステムであって、ユーザによる認識アクティビティの実行を要求するユーザ装置と、ユーザの認識強化のための請求項１に記載のデバイスとを有し、前記ユーザ装置は、認識アクティビティがユーザにより実行されるべきものであるときに、ユーザの認識強化のための前記デバイスに情報を供給するように適合される、システムが示される。
【０００８】
請求項に記載された方法及び請求項に記載されたシステムは、請求項に記載されたデバイスと、及び、従属請求項において規定されたものと、類似及び／又は同一の好ましい実施形態を有することが理解されるべきである。
【０００９】
前述したように、向知性薬の明白な必要性が存在しており、本発明は、知覚できない及び短い照射を要する（好ましくはパターン化された）光を介して斯様な高い認識要求に対処するために人々を支援することを目的とする。以下の表は、本発明により対処される、現在の認識強化ソリューション及びそれぞれの不利な点を要約している。
【表１】
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【００１０】
本発明は、即時効果を提供し、長い刺激セッションを必要としない。これは、（好ましくは高周波数の）光刺激を用いてこれを光ユニットを介して供給することにより、ユーザの快適さ及び安全性を保証する。
【００１１】
光刺激のタイミングは、本発明では重要である。刺激は、認識アクティビティ（又はタスク；双方の用語がここで用いられ、これらの用語のうちの一方だけが明示的に述べられた場合であっても、双方の意味が理解されるべきである）の実行の、５秒未満前、好ましくは１秒未満前、又は、たった数百ミリ秒前に供給される。更に、刺激は、脳内の神経回路を、認識アクティビティを良好に実行することができるようにするために、反復的な性質を有することが好ましい。
【００１２】
本発明の状況において、"知覚できない"という用語は、ユーザの他のタスク又はアクティビティとの非妨害及び非干渉の意味において最も優しく知覚可能で控え目なものとして理解されるべきである。即ち、これを全くしないという意味で理解されるべきではない。一実施形態において好ましい、振動光刺激の場合において、振動は、（目がもはや何のちらつきも見ることができないときに）閃光融合周波数に近い速度である。好ましくは、光刺激は、２５−２００Ｈｚの範囲の周波数、とりわけ４０−８０Ｈｚの範囲の周波数又は前記範囲におけるより多くの周波数を有する。
【００１３】
一実施形態において、制御装置は、光刺激に対するユーザの認識及び反応への光刺激の適合を可能にするように、前記光ユニットにより知覚できない光刺激の周波数、色、強度、期間、輝度、色相及び／又は彩度を制御するように適合される。
【００１４】
他の実施形態において、制御装置は、ユーザによる認識アクティビティの実行の間、及び／又は、その後、とりわけユーザによる認識アクティビティの実行の５秒未満後に（好ましくは、ユーザによる認識アクティビティの実行の１秒未満後に）、１又はそれ以上の更なる知覚できない光刺激を供給するように前記光ユニットを制御するように適合される。これは、特定のアプリケーションに対して、例えば認識処理後のリラクゼーションに対して有利であり得る。
【００１５】
好ましくは、制御装置は、１００ｍｓから５ｓまでの範囲の、とりわけ脳エントレインメントを保証する３００ｍｓから３ｓまでの範囲の期間の間、前記知覚できない光刺激を供給するように前記光ユニットを制御するように適合される。
【００１６】
種々の実施形態が、光ユニットのために存在する。光ユニットの好ましい実施形態は、ランプ、光パネル（例えば発光パネル）、スクリーン、デバイス（とりわけスクリーン）のまわりの光フレーム、又は、光治療デバイスである。
【００１７】
多くの場合、ユーザは、刺激されるべきである優位な目を有する。従って、一実施形態において、ユーザの優位な目を決定するための手段が設けられる。ユーザは、その後、光ユニットを決定された優位な目に手動で指向してもよく、又は、代わりに、光ユニットをユーザの決定された優位な目に指向するための適切な手段が設けられる。
【００１８】
更に、一実施形態において、ユーザの認識エンゲージメントをモニタするためのモニタリング手段が設けられ、前記制御装置は、ユーザのモニタされた認識エンゲージメントに基づいて前記光ユニットを制御するように適合される。それ故、光刺激は、特定のユーザに対して最適化され得る。好ましくは、前記監視手段は、知覚できない光刺激の間、ユーザの脳アクティビティを測定するための手段を有し、前記制御装置は、測定された脳アクティビティに基づいて前記光ユニットを制御するように適合される。
【００１９】
本発明は、ユーザが使用するための種々のシステムにおいて適用され得る。斯様なシステムは、ｅラーニングシステムであってもよい。このシステムは、目の前のアクティビティに気づいており、正しい時点で刺激を供給することができる。言語学習システムにおいて、光刺激は、学習されるべき単語の提示の直前に供給される。他の例は、システムがそのオペレータからの特定の注意を要求するとともに適時に刺激を供給する処理に気づく、複雑な機械の動作である。代わりに、システムは、（生理学的測定及び／又はオーディオビジュアル情報を用いて）ユーザの認識関与をモニタすることができ、高い認識要求の時点に結びつけられる刺激時間を提供することができる。
【００２０】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下で述べられる実施形態から明らかになり、これらの実施形態を参照して説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】認識に関する一定の光の影響を示す。
【図１Ｂ】認識に関する一定の光の影響を示す。
【図１Ｃ】認識に関する一定の光の影響を示す。
【図２】脳アクティビティに関する振動視覚的刺激の影響を示すダイアグラムを示す。
【図３Ａ】４０ＨｚでのＲＶＳの３秒の長さの提示に従った脳アクティビティ（ガンマ帯域）の変化を示す。
【図３Ｂ】４０ＨｚでのＲＶＳの３秒の長さの提示に従った脳アクティビティ（ガンマ帯域）の変化を示す。
【図４】良好な認識性能のためのアルファ、シータダイナミクスを示す。
【図５】本発明のデバイスの第１の実施形態を示す。
【図６Ａ】割合シータ（タスク中）／シータ（タスク前）に対する反応時間（Reaction Time）を示すダイアグラムを示す。
【図６Ｂ】シータ（タスク前）に対する反応時間（Reaction Time）を示すダイアグラムを示す。
【図７】高周波数での反復的な視覚的刺激の間におけるシータ及びガンマの変化を示す。
【図８】試験的なグループ及び制御グループのための反応時間を示すダイアグラムを示す。
【図９】本発明のデバイスの動作を示す。
【図１０Ａ】周波数の組み合わせの例を示すダイアグラムを示す。
【図１０Ｂ】周波数の組み合わせの例を示すダイアグラムを示す。
【図１１Ａ】本発明により使用された光ユニットの種々の実施形態を示す。
【図１１Ｂ】本発明により使用された光ユニットの種々の実施形態を示す。
【図１１Ｃ】本発明により使用された光ユニットの種々の実施形態を示す。
【図１２】本発明のデバイスの第２の実施形態を示す。
【図１３】本発明のデバイスの第３の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
光は、視覚のために必要であり、種々の認識タスク又はアクティビティの実行のために必須である。視覚的情報の供給元としてのその役割に加えて、光は、効果を直接的に起動させることを介して、認識性能に影響を与えることもできる。脳アクティビティに対する光照射の影響を特徴づけるために、２つの照射モダリティが区別され得る。
ａ）一定で高強度の単色光源が用いられる、固定された明るい光
ｂ）光源のいくつかのパラメータ（通常、強度）が振動原理に応じて時間に渡って変化する、振動光
【００２３】
これら２つの光照射モダリティが脳アクティビティに影響を与える、推定されたメカニズムの概要が、本発明によって提供される効果をより十分に理解するために、以下で示される。
【００２４】
最初に、認識に関する固定された明るい光照射の影響が述べられる。認識性能は、夜及び日中の双方において、〜３０分間の光照射の後に著しく向上することが示された。斯様な性能を強化している効果は、視覚探索、ディジットリコール、連続加算−減算、二段組加算、論理的推理のタスク及び簡素な反応時間タスクのような、様々な認識タスク及びアクティビティのために示されている。
【００２５】
認識タスク／アクティビティへの関与の間における脳アクティビティの光誘発変調は、以下のものを含む多数の脳エリアにおいて検出された。
−  脳幹のような、敏捷性に関する構造
−  海馬のような、長期記憶及び感情に関するエリア
−  背外側前頭葉前部皮質のような、注意力エリアの調節
−  中前頭回のような、ワーキングメモリに関するエリア
【００２６】
光が認識に影響を与える推定されたメカニズムが、（G. Vandewalle, P. Maquet, D.-J. Dijk, "Light as a modulator of cognitive brain function," Trends in Cognitive Sciences, vol. 13, no. 10, pp. 429-438, 2009から知られる）図１に示される。要約すると、照射信号は１０−２０分の明るい光照射の範囲内で認識機能に関連する皮質部位に達する。図１Ａは、光の開始での光に対する反応を示している。光照射信号は、１０により示される視床下部に達する。図１Ｂは、照射の数十秒以内に初期の反応を示している。視床下部の後、光照射信号は、１１により示される脳幹に達する。図１Ｃは、長期間にわたる照射（１６−２０分）の間か後に検出される遅い反応を示す。照射信号は、１２により示される皮質のアクティビティを介して、最終的に広範囲に渡る変調をトリガする。視床アクティビティは、１３により示される光照射の全体にわたって調整される。
【００２７】
次に、認識に対する振動光刺激の影響（とりわけ、脳アクティビティに対する影響）が述べられる。可変周波数（２−７０Ｈｚ）の反復的な視覚的（閃光）刺激は、後頭骨部位で主に脳波（ＥＥＧ）測定において現れる人間の視覚皮質における振動反応を引き起こす。図２にて図示したように、１５Ｈｚでの反復的な視覚的刺激（ＲＶＳ）２０は、対象物２１に対して示される。ＲＶＳの開始２２の数百ミリ秒後、（後頭骨位置Ｏｚと頭の中心Ｃｚとの間で測定される）ＥＥＧ信号２３における振動成分が現れ、これは、ＲＶＳ  ２０と同じ周波数（及び／又は高調波）を有する。ＲＶＳに対する振動反応は、ＳＳＶＥＰ（Steady State Visual Evoked Potential）として知られている。ＥＥＧ信号２３は、とりわけ、光開始でシャープな電圧増加を示し、次いで、刺激開始２２の約３００ｍｓ後にＳＳＶＥＰを示す。
【００２８】
ＲＶＳの影響が視覚的皮質において顕著に現れたとしても、（図３に示すような）他の皮質の部位のアクティビティを調整することもできる。前頭皮質アクティビティ上のＲＶＳ影響はとりわけ重要である。これが認識機能の実行に特に含まれるためである。図３は、４０ＨｚでのＲＶＳの３秒の長さの提示に従った脳アクティビティ（ガンマ帯域）の変化を示している。ＲＶＳは、拡散スクリーンを介して光りを放つ一組の白色ＬＥＤのオン／オフシーケンスを調整することによりレンダリングされた。図３Ａにおける局所的なマップは、刺激の前のガンマ脳アクティビティの（正規化された）表現を示す一方で、図３Ｂにおけるマップは、刺激が終わった１秒後の脳アクティビティを示す。アクティビティの明白な増加は、後頭骨部位（視覚的中心）において観察され得る。しかしながら、アクティビティの増加は、前頭部位においても見える。
【００２９】
次に、脳波及び認知過程が述べられる。異なる状態の間のＥＥＧ信号のスペクトル分析で、以下の表に示すような挙動を特徴づけるリズムの存在（規定された周波数帯域におけるアクティビティのパターン）が現れた。
【表２】
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認識処理の間のＥＥＧの変化は広範囲に検討されている。とりわけ関連する、及び、影響力が大きい検討（W. Klimesch, "EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis", Brain research. Brain research reviews, vol. 29, no. 2-3, pp. 169-195, 1999）は、認識性能におけるアルファ及びシータリズムの役割を強調する。この検討によれば、認識タスクにおける良好な性能は、ｉ）タスク前はアルファについて増加するがシータパワーについて減少すること、ｉｉ）大きなタスク中はアルファについて減少するがシータについて増大すること、に関する。これは、（上記の引用された検討による）良好な認識性能に関するアルファ及びシータダイナミクスを示す図４において示される。
【００３０】
多数の調査は、認識処理（とりわけメモリタスク）の間、シータと速い（ベータ、ガンマ）リズムとの間の結合を報告した。
【００３１】
次に、認識に対する影響が述べられる。
（前述された）事実に基づいて、
−  ＥＥＧリズムは認識性能に相関する
−  反復的な視覚的刺激は、脳リズムを調整することができる
−  一連の考えは、光を介した関連する脳リズム（例えばメモリのためのアルファ、シータ）のどの誘発が認識性能を強化し得るかに応じて明らかになる
脳波エントレインメント（ＢＷＥ；brainwave entrainment）として知られているこのアプローチは、その効果の科学的に信頼できる証拠を（この日付まで）提供しなかった。加えて、３０Ｈｚより低い周波数の反復的な視覚的刺激は、重要な視覚的疲労を誘発し、頭痛をトリガすることができ、フォトてんかん（photo-epileptic）発作をもたらすこともできる。信頼できる主張検証のリスク及び欠如にもかかわらず、連続ＲＶＳを供給する種々の製品は商業化される。
【００３２】
本発明よれば、ユーザに対して知覚できない光刺激を提供するための光ユニット３１と、ユーザによる認識タスクの実行の５秒未満前に（とりわけ１秒未満前に）前記知覚できない光刺激を提供するように前記光ユニット２１を制御するための制御ユニット３２とを有する、ユーザの認識強化のための（概略的に図５において示される）デバイス３０が提供される。本発明の基本的な原理は、高性能の脳アクティビティをあらかじめ調整するために認識タスクの実行の前に光刺激が供給されるということである。この原理の具体的な例は、高周波の反復的な視覚的刺激を供給することによりタスク前シータレベル（説明のための図４を参照）を低下させることを有する。実際には、斯様な刺激は、図７に示すようなシータレベルを低下させる。
【００３３】
本発明を特徴づける固有の（必須及びオプションの）特徴が以下の表において報告される。
【表３】
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本発明の効果及び理論的根拠は、以下で報告される研究において、実験的にテストされた。最初に検証実験が述べられる。
【００３４】
９つの対象物がこの研究のために採用された。これらは、（５つの対象物Ｓ１−Ｓ５で構成される）試験的グループと（４つの対象物Ｓ６−Ｓ９で構成される）制御グループとにランダムに分配された。各対象物は以下で述べられる３つの試験的なセッションに関与した。
【００３５】
第１のセッションにおいて、全ての対象物は、４０−６０Ｈｚの範囲にある全ての整数周波数での反復的な視覚的刺激によって示された。各対象物に関して、最適周波数（すなわち、最も高いＳＳＶＥＰを導き出すもの）が決定された。
【００３６】
第２のセッションにおいて、（双方のグループにおける）全ての対象物は、ワーキングメモリ、更新、注意力及び感覚処理を探索するために用いられる"2-back"認識テストを実行するよう求められた。このタスクは、参加者が、コンピュータスクリーンに示された一連の文字に注目すること、及び、各文字に関してそれが２文字前に示された文字と同一であったか否かを述べることを必要とした。タスク実行の間、ＥＥＧは、３２の位置（サンプリング周波数２０４８Ｈｚ）で記録された。文字提示及び対応する対象物の答えで構成される処理はトライアルと呼ばれる。その答えが正しく与えられたときにトライアルは成功する。
【００３７】
文字の出現の５００ミリ秒前（タスク前の間隔）から文字の出現の５００ミリ秒後（タスク中の間隔）までに渡る時間間隔の間のシータダイナミックスが分析された。各対象物に関して、割合
【数１】
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に対する成功したトライアルの平均的反応時間（ＲＴ）が図６において報告される。これらのグラフ中の各ポイントは対象物に対応する。相関係数Ｒｈｏも報告される。シータ（タスク中）／シータ（タスク前）という割合に対する反応時間（ＲＴ）を示す図６Ａは、W. Kliemeschの前述した検討において報告された結果を確認する。実際には、大きな割合ｒ（タスク前のレベルに対するタスク中のシータの増大）は、より短い反応時間と相関する。シータ（タスク前）に対するＲＴを示す図６Ｂにおいて、シータ帯域のエネルギがタスクの前に減少したときにＲＴが短縮することが理解され得る。これは、タスク前のシータレベルを低下させることにより性能が強化され得ることを示す。
【００３８】
第３のセッションにおいて、試験的グループにおける対象物は、各トライアルにおける（これらの個々最適刺激周波数での）７００ミリ秒の長さの反復的な視覚的刺激によって示された。２つのタイミング状態がテストされた。第１の状態は、文字の出現の直前に刺激を適用したことと一致し（タイミング状態１又はＴＣ１）、第２の状態は、文字の提示と同時に刺激を開始したことと一致した（タイミング状態２又はＴＣ２）。制御グループにおける対象物は、ランダムな（ノイズが多い）強度変化をもつ光を介してレンダリングされた７００ミリ秒の長さの擬似の視覚的刺激によって示された。タイミング状態は、試験的グループのものに類似した。
【００３９】
最初に、ＴＣ１の下の試験的グループの第１の、ガンマ及びシータダイナミックスが解析される。この解析の目的は、高周波ＲＶＳがガンマを増大させ、シータを減少させることを示すことにある。図７は、試験的なグループ中の各対象物に関する光刺激（高周波数での反復的な視覚的刺激）に従うガンマ及びシータエネルギレベルの平均的変化を示す。平均は、セッション３におけるトライアルに渡って、及び、ＴＣ１の下で行われた。正の値が光刺激に起因した増加を示す一方で、負の値が減少を示す。図７は、光刺激のためガンマが常に増大することを明らかにする。対象物Ｓ２−Ｓ５に関して、シータは光刺激に起因して減少する。対象物Ｓ１に関して、シータは、光刺激の後に増大する。この特例は、カスタマイズされた周波数分析を必要としてもよい。実際に、脳リズムの周波数範囲は、検討中の対象物に合わせるように調整されることを必要とする。
【００４０】
図８は、３つの状態：ｉ）光刺激無し（便利な比較のために１に正規化される）、ｉｉ）ＴＣ１、ｉｉｉ）ＴＣ２の下で２つのグループ（左側の試験的グループ及び右側の制御グループ）のための平均的反応時間を表す。比較のために、（１に正規化された）光を伴わない平均的反応時間も報告される。理解され得るように、ＴＣ１の下の試験的なグループにおける対象物の反応時間はより短い。この反応時間の減少は、制御グループに対してよりも、試験的なグループに対して、より発音される。反応時間上のＴＣ１のこの有益な影響は、光刺激が高い認識性能のために（シータレベルを低下させることにより）脳アクティビティをあらかじめ調整するという事実に起因する。
【００４１】
以下において、本発明によるデバイス及び方法の動作及び技術的な実施態様が説明されるだろう。
【００４２】
ユーザが外部的に速度を整えられる時間的な特定の時点で高レベル認識過程（例えばメモリ検索、選択的注意力）を実行することを必要とするシナリオが最初に考慮されるべきである。斯様なシナリオの例は、以下のものを含む。
ａ）オーディオ／ビジュアルの態様で示すことによりユーザに新しいコンセプトを学習することを促すｅラーニングシステム。
ｂ）記憶されるべき新たな用語をユーザに提示する外国語取得ソフトウェア。
ｃ）複雑な／精巧な／危険なタスクが実行される時点でユーザからの特別な注意力を必要とするマシン動作。このシナリオは、支援されたドライビング、操縦及びシミュレーションされたナビゲーションを含む。
【００４３】
図９は、動作原理を示す。（ｔ１からｔ２までの）時間間隔ΔＴ２における関連する認識タスクの実行の、概して５秒未満前、好ましくは１秒未満前、例えば数百ミリ秒前である、（ｔ０からｔ１までの）時間間隔ΔＴ１において、（光ユニット３１により高周波数ＲＶＳを用いてレンダリングされる）光刺激が適用される。この刺激は、高い認識性能のために脳アクティビティを調整する（前調整）。
【００４４】
前述したように、光刺激のタイミングは（図８に示すように）重要である。認識処理の後のリラクゼーションのような異なるアプリケーションに関して、タスク実行の間又はその後、即ち、時間間隔ΔＴ２の間及び／又は時間ｔ２の後に刺激を適用することが可能であり得ることを述べることが重要である。
【００４５】
本発明のために（制御ユニット３２により）調整され得る（好ましくは）反復的な視覚的刺激の特性は、主に周波数、光の色、強度及び期間である。
【００４６】
周波数は、最も重要な刺激特性である。異なる周波数帯域（シータ、アルファ、ベータ、ガンマ）における刺激脳波エントレインメントの周波数（又は、周波数の組み合わせ）及びそれ故に認識性能の影響に依存することが保証され得る。最適刺激周波数はユーザに依存する。刺激の万能性を保証するために、幾つかの周波数が単一の刺激デバイスに組み合わせられ得る。実際に、周波数の組み合わせをもつ刺激は、刺激周波数、ハーモニクスの双方の帯域において、及び、これらの線形的組み合わせにおいてエントレインメントを保証し得る。図１０は一例を示す。詳細には、図１０Ａは、"ＯＲ"演算子を用いた（４０及び８５Ｈｚでの）２つの矩形波の組み合わせを示し、図１０Ｂは、加算演算子を用いた（４０及び８５Ｈｚでの）２つの正弦波の組み合わせを示す。
【００４７】
他の刺激特性は色である。人間は、異なる色に対して異なる感度を有する。幾つかの色（例えば青）は、認識に影響を及ぼす。それ故、適切な色の選択又は色の組み合わせは重要である。
【００４８】
光の強度は、２４時間周期のリズム及び認識に影響を及ぼし得る。暗い光と比較した明るい光に対する露出は、一般的な中央神経系起動効果を有し、主観的な眠気を低減し、認識性能の減少を制限する。更にまた、光の強度は、快適さの主観的な認識に影響を及ぼし得る。それ故、光の強度は、認識、快適さ及び安全性に関する効果を最適化するレベルに対して慎重に選択される。
【００４９】
照射の期間は考慮される他の因子である。脳エントレインメントを保証するために、刺激の期間は、３００ｍｓと５ｓとの間の間隔において選択される。概して、刺激は認識タスクの実行の前に始まり、数秒までの１秒の数百の範囲において非常に短い照射を提供する。これは、より長い照射に関して、脳の習慣が観察され得る、即ち、脳アクティビティに対する影響が後に減少するためである。
【００５０】
光は、図１１Ａで示す専用のランプ３１ａ、図１１Ｂで示す光パネル（例えばＬＥＤパネル又は発光枠）３１ｂ又は図１１Ｃで示す（例えばコンピュータモニタ４０又はテレビを一緒に形成する）スクリーン３３のまわりの光フレーム３１ｃ（例えばＬＥＤフレーム又は発光のフレーム）を介して供給され得る。更にまた、光治療製品は、斯様な光ユニットを具現化することができる。概して、ユーザによる認識タスクの実行を要求する任意のユーザデバイス（例えば、ＰＣ、テレビ、モニタ、光治療製品、テーブルランプ・・・）にデバイス３０が含まれ得る。
【００５１】
本発明の特徴を記載する上記の表で述べたとおり、刺激は、他の光特性（例えば色相及び彩度）を操作することにより、好ましい手法でレンダリングされ得る。例えば、脳アクティビティ変調の強さは刺激の特性とバランスをとられ得る。更に、強度の代わりに光の色相又は彩度を変えることが、脳アクティビティを巻き込んでもよい。必要とされる振動光刺激は、その後、異なる色相又は彩度レベルの間で交互に切り換えることにより、レンダリングされ得る。
【００５２】
刺激のレンダリングは、スクリーンにおけるオブジェクトのグラフィック特性を交互に切り換えることによりコンピュータスクリーンを用いて行われてもよい。
【００５３】
オプションとして、個人化のための手段が追加的に提供されてもよい。提案された発明のデバイス及び方法は、これらを万能にする設定を有する。更なる個人化が実行された場合、追加の利点が得られ得る。個人化するための可能な手段は、ユーザの優位な目及び最適刺激特性の決定への適合である。
【００５４】
ランプ又はパネルを用いた刺激の場合、例えばM. Lasik, "Dominant Eye Test," http://www.usaeyes.org/lasik/faq/lasik-monovision-dominant-eye.htmにおいて述べられるように、動作の開始の前に人の優位な目が簡素な試験で識別され得る。この試験は、例えばユーザ自身により、別々に行われてもよく、又は、（図１２に示されるデバイス３０´の実施形態において示されるように）ユーザ２１の優位な目を決定するための適切な手段３４が設けられてもよい。そして、光ユニット３１は、例えば、ユーザにより手動で、又は、（例えば、この方向に光ユニット３１を移動するための機械的手段又は光ユニット３１により発された光の方向を適切に変えるための他の手段（例えばレンズ及び／又はミラー）を含む）光ユニットをユーザの決定された優位な目に指向するための手段３５により自動で、優位な目側に配置される。
【００５５】
更に、短い較正手順がユーザの特定の刺激特性を決定するために行われ得る。較正期間（５−１０分）の間、対象物は、異なる特性をもつ光刺激にさらされ、彼／彼女の脳波は、デバイス３０´´の他の実施形態を示す図１３に示されるような、ユーザの認識関与をモニタするためのモニタリング手段３６（例えば脳波測定手段）により測定される。各タイプの刺激に対する特定の脳反応が抽出され、最良の脳反応を保証する刺激特性が選択される。即ち、光ユニット３１は、モニタリング手段３６を制御する制御ユニット３２により適宜制御される。
【００５６】
ユーザの優位な目を決定するために、任意の追加のデバイスを必ずしも必要としない簡素な試験手順が用いられてもよい。人は、その手又は中央に穴を有する紙を用いて行うことができる。そして、人は、特定の距離の上にあるオブジェクトに焦点を合わせることを必要とする。一実施形態において、優位な目３４を決定するための手段３４は、いくつかのガイドラインを提示し、及び、テスト結果を入力し、並びに／又は、焦点を合わせるオブジェクトを提供するためのユーザインタフェースを含んでもよい。
【００５７】
光ユニットを優位な目に指向するために、ユーザは、ランプを優位な目側に単純に移動させることができる。一実施形態において、光ユニットをユーザの優位な目に指向するための手段２５は、例えばスクリーン周辺で光ユニットとしてフレームを用いる場合において、刺激側を選択するために、ボタン又はソフトウェアソリューションにより実装されてもよい。更に、双方の側から刺激することも可能である。
【００５８】
ユーザの認識関与をモニタするためのモニタリング手段３６は、脳波感知デバイス、例えば、Ｅｍｏｔｉｖ（http://www.emotiv.com/）又はＮｅｕｒｏＳｋｙ（http://www.neurosky.com/）のような、ＥＥＧ感知機能を有するポータブルヘッドセットにより実装され得る。
【００５９】
本発明により提案された認識強化ソリューションは、広範囲のユーザポピュレーション及びシナリオに適用され得る。例は、学習することについて学生を支援するための学校、従業員のパフォーマンスを向上させるためのオフィス、及び、精神的老化を遅くすることについて患者を支援するための高齢者ケアセンタを含む。本発明は、上記の表で述べたとおり既知のソリューションと比較して固有の利点を提供する。それ故、より大きな消費者サイズに採用されると考えられる。
【００６０】
本発明が図面及び前述の説明において示され、詳述された一方で、斯様な図例および説明は、例示又は単なる例であり、限定するものではないものとみなされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。開示された実施形態に対する他のバリエーションは、図面、開示及び添付の特許請求の範囲の研究から、当業者によって理解され、実施され得る。
【００６１】
請求項において、"有する"という用語は他の要素又はステップを除外するものではなく、単数表記は複数を除外するものではない。単一の要素又は他のユニットが請求項に記載された幾つかのアイテムの機能を実現してもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有効に用いられ得ないことを示すものではない。
【００６２】
請求項中のいかなる参照符号も、その範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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