特許 6841405 脳律動周波数変調装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6841405

(24)【登録日】2021年2月22日

(45)【発行日】2021年3月10日

(54)【発明の名称】脳律動周波数変調装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/377 20210101AFI20210301BHJP

   A61B 5/05 20210101ALI20210301BHJP

   A61B 5/372 20210101ALI20210301BHJP

   A61B 5/25 20210101ALI20210301BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/04 320M

   A61B5/04 320N

   A61B5/05 A

   A61B5/04 322

   A61B5/04 300J

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-176669(P2016-176669)

(22)【出願日】2016年9月9日

(65)【公開番号】特開2018-38747(P2018-38747A)

(43)【公開日】2018年3月15日

【審査請求日】2019年6月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】301022471

【氏名又は名称】国立研究開発法人情報通信研究機構

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】天野 薫

【審査官】 永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１１５３５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−０１０３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３２８４６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００５７２３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０００２６３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−３３４１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２６８５６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／３７ − ５／３８６

Ａ６１Ｂ ５／２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

脳律動の周波数を変化させる脳律動周波数変調装置であって、
被験者の前記脳律動の周波数を変化させるべき所定の周波数であって、前記脳律動の対象周波数帯内の所定の周波数を設定する周波数設定部と、
前記対象周波数帯より高い一定の周波数、且つ正弦波のキャリア信号を、前記周波数設定部が設定した前記変化させるべき所定の周波数に基づいて、振幅が前記所定の周波数の正弦波状に変化するように振幅変調した変調信号を生成する振幅変調部と、
前記振幅変調部によって生成された前記変調信号に基づく、キャリア周波数が一定で、且つ、振幅が前記所定の周波数の正弦波状に変化する電気刺激信号を、被験者の前記脳律動の周波数を前記所定の周波数に変化させるように、前記被験者の頭部に接続可能な電極部に出力する電気刺激出力部と
を備えることを特徴とする脳律動周波数変調装置。

【請求項2】

前記電気刺激出力部は、前記変調信号に基づいて、前記変調信号の最大振幅値を所定の電流値に変換した信号を、前記電気刺激信号として生成し、生成した前記電気刺激信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の脳律動周波数変調装置。

【請求項3】

前記被験者において計測された前記脳律動の周波数と、前記変化させるべき所定の周波数とが一致するように、前記電気刺激信号を補正する補正部を備える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の脳律動周波数変調装置。

【請求項4】

前記補正部は、前記脳律動の周波数と、前記変化させるべき所定の周波数とが一致するように、前記変調信号を振幅変調する変調周波数を補正する
ことを特徴とする請求項３に記載の脳律動周波数変調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脳律動周波数変調装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、脳律動（例えば、アルファ波などの脳波）を変化させるために、所望の周波数の交流電気刺激を脳に与える方法が提案されている（例えば、非特許文献１を参照）。この方法を利用し、例えば、脳波の周波数を変化させて、脳の認知機能や知覚機能への影響を確認する試みが行われている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Roberto C, Geraint R, Vincenzo R、“Individual Differences in Alpha Frequency Drive Crossmodal Illusory Perception”，Current Biology 25, 231−235, January 19, 2015

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した従来技術では、交流電気刺激によるアーティファクト（ノイズ）が非常に大きいため、交流電気刺激の対象の周波数帯の脳活動を、脳波（ＥＥＧ：Electroencephalogram）や脳電図（ＭＥＧ：Magnetoencephalogram）などにより計測することができないという問題があった。すなわち、上述した従来技術では、脳波（ＥＥＧ）や脳電図（ＭＥＧ）によって実際に脳律動が対象の周波数に変化したことを確認することができないという問題があった。

【0005】

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、変化させた脳律動の周波数を確認することができる脳律動周波数変調装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、被験者の前記脳律動の周波数を変化させるべき所定の周波数であって、前記脳律動の対象周波数帯内の所定の周波数を設定する周波数設定部と、前記対象周波数帯より高い一定の周波数、且つ正弦波のキャリア信号を、前記周波数設定部が設定した前記変化させるべき所定の周波数に基づいて、振幅が前記所定の周波数の正弦波状に変化するように振幅変調した変調信号を生成する振幅変調部と、前記振幅変調部によって生成された前記変調信号に基づく、キャリア周波数が一定で、且つ、振幅が前記所定の周波数の正弦波状に変化する電気刺激信号を、被験者の前記脳律動の周波数を前記所定の周波数に変化させるように、前記被験者の頭部に接続可能な電極部に出力する電気刺激出力部とを備えることを特徴とする脳律動周波数変調装置である。

【0007】

また、本発明の一態様は、上記脳律動周波数変調装置において、前記電気刺激出力部は、前記変調信号に基づいて、前記変調信号の最大振幅値を所定の電流値に変換した信号を、前記電気刺激信号として生成し、生成した前記電気刺激信号を出力することを特徴とする。

【0008】

また、本発明の一態様は、上記脳律動周波数変調装置において、前記被験者において計測された前記脳律動の周波数と、前記変化させるべき所定の周波数とが一致するように、前記電気刺激信号を補正する補正部を備えることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の一態様は、上記脳律動周波数変調装置において、前記補正部は、前記脳律動の周波数と、前記変化させるべき所定の周波数とが一致するように、前記変調信号を振幅変調する変調周波数を補正することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、変化させた脳律動の周波数を確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態による脳活動計測システムの一例を示す機能ブロック図である。

【図2】第１の実施形態による電流刺激信号の一例を示す図である。

【図3】第１の実施形態による脳律動周波数変調装置の効果を示す図である。

【図4】第２の実施形態による脳活動計測システムの一例を示す機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態による脳律動周波数変調装置について、図面を参照して説明する。

【0013】

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態による脳活動計測システム１００の一例を示す機能ブロック図である。
図１に示すように、脳活動計測システム１００は、脳律動周波数変調装置１と、脳律動計測装置４０とを備えている。

【0014】

脳律動周波数変調装置１は、被験者頭部ＨＤ１に接続された電極部３０に、電気刺激信号（例えば、交流の電流刺激信号）を出力して、脳律動（例えば、アルファ波）の周波数を変化させる装置である。脳律動周波数変調装置１は、例えば、入力された変調周波数ｆα（所定の周波数の一例）の値に基づいて、被験者頭部ＨＤ１に電流刺激信号Ｓ２を、電極部３０を介して出力し、被験者の脳律動の周波数を、入力された変調周波数ｆαに変化させる。

【0015】

ここで、脳律動とは、周期的な脳の動きのことであり、例えば、アルファ波、ベータ波、等の脳波などのことである。なお、本実施形態では、脳律動の一例として、アルファ波の周波数を変化させる場合について説明する。
アルファ波は、脳が発生する脳波のうちの、例えば、８Ｈｚ（ヘルツ）〜１３Ｈｚの成分を示す。以下の説明において、本実施形態において、脳律動周波数変調装置１の変化対象の周波数帯である対象周波数帯は、８Ｈｚ〜１３Ｈｚであるものとして説明する。

【0016】

また、脳律動周波数変調装置１は、コントロール信号発生器１０と、電流刺激発生器２０とを備えている。

【0017】

コントロール信号発生器１０（振幅変調部の一例）は、脳律動の対象周波数帯より高い周波数（例えば、２００Ｈｚ）のキャリア信号ＳＣを、対象周波数帯内の所定の周波数に基づいて振幅変調（ＡＭ：Amplitude Modulation）したコントロール信号Ｓ１（変調信号）を生成する。なお、ここでの脳律動の対象周波数帯は、上述したように、アルファ波の周波数帯（８Ｈｚ〜１３Ｈｚ）である。また、所定の周波数（変調周波数ｆα）は、例えば、８Ｈｚ〜１３Ｈｚの間の周波数である。
また、コントロール信号発生器１０は、周波数設定部１１と、変調波生成部１２と、キャリア信号生成部１３と、振幅変調処理部１４とを備えている。

【0018】

周波数設定部１１は、入力された変調周波数ｆαの値を示す周波数情報を取得し、取得した周波数情報を設定（保持）するとともに、当該周波数情報を変調波生成部１２に出力する。なお、変調周波数ｆαの値は、電流刺激を与えていない状態における被験者のアルファ波の周波数に基づいて設定されてもよいし、当該被験者のアルファ波の周波数と関係なしに設定されてもよい。例えば、変調周波数ｆαの値は、電流刺激を与えていない状態における被験者のアルファ波の周波数に、±１Ｈｚ、±２Ｈｚなどして設定されてもよい。

【0019】

変調波生成部１２は、周波数設定部１１に設定された周波数情報（ｆα）を取得し、取得した周波数情報に基づいて、例えば、周波数ｆαの変調波信号ＳＭを生成する。ここで、変調周波数ｆαは、アルファ波の周波数帯（８Ｈｚ〜１３Ｈｚ）内の周波数であり、変調波信号ＳＭは、例えば、８Ｈｚ〜１３Ｈｚの間の周波数の正弦波信号である。変調波生成部１２は、生成した変調波信号ＳＭを振幅変調処理部１４に出力する。

【0020】

キャリア信号生成部１３は、例えば、発振回路であり、キャリア信号ＳＣを生成する。ここで、キャリア信号ＳＣは、アルファ波の計測に影響しないように、アルファ波の周波数帯（８Ｈｚ〜１３Ｈｚ）より高い周波数の信号あり、例えば、２００Ｈｚの正弦波信号（サイン波信号）である。キャリア信号生成部１３は、生成したキャリア信号ＳＣを振幅変調処理部１４に出力する。

【0021】

振幅変調処理部１４は、コントロール信号発生器１０によって生成されたキャリア信号ＳＣを、変調波生成部１２によって生成された変調波信号ＳＭに基づいて、振幅変調したコントロール信号Ｓ１（変調信号）を生成する。ここで、コントロール信号Ｓ１は、例えば、２００Ｈｚのキャリア信号ＳＣの振幅が、変調波信号ＳＭの周波数ｆα（所定の周波数）の正弦波により変調された変調信号である。振幅変調処理部１４は、例えば、最大振幅が所定の電圧の振幅変調信号を、コントロール信号Ｓ１として生成する。また、振幅変調処理部１４は、生成したコントロール信号Ｓ１を、電流刺激発生器２０に出力する。

【0022】

電流刺激発生器２０（電気刺激出力部の一例）は、例えば、経頭蓋交流刺激装置であり、コントロール信号発生器１０によって生成されたコントロール信号Ｓ１に基づく電流刺激信号Ｓ２（電気刺激信号の一例）を電極部３０に出力する。電流刺激発生器２０は、例えば、所定の電圧が最大振幅になるように、変調周波数ｆαにより振幅変調されたコントロール信号Ｓ１を、所定の電流値（例えば、１ｍＡ（ミリアンペア））が最大振幅になるように、変調周波数ｆαにより電流の振幅変調された電流刺激信号Ｓ２に変換する。すなわち、電流刺激発生器２０は、コントロール信号Ｓ１に基づいて、例えば、図２に示す波形Ｗ１のような電流刺激信号Ｓ２を生成する。

【0023】

図２は、本実施形態による電流刺激信号の一例を示す図である。
図２において、横軸は、時間を示し、縦軸は、電流を示している。また、波形Ｗ１は、上述した電流刺激信号Ｓ２の一例を示している。
また、電流刺激信号Ｓ２のキャリア周波数ｆｃ（伝送波周波数）は、キャリア信号ＳＣの周波数であり、例えば、２００Ｈｚである。また、電流刺激信号Ｓ２の変調周波数ｆαは、変調波生成部１２に入力された周波数であって、変調波信号ＳＭの周波数である。また、電流刺激信号Ｓ２の最大振幅値Ａ１は、例えば、１ｍＡである。最大振幅値Ａ１は、当該電流刺激信号Ｓ２を被験者頭部ＨＤ１に印加した際に、例えば、被験者が健康を害さないように定められている。

【0024】

なお、コントロール信号発生器１０が生成するコントロール信号Ｓ１の波形は、振幅が電圧である点を除いて、図２に示す波形Ｗ１と同様である。
電流刺激発生器２０は、電圧の振幅変調されたコントロール信号Ｓ１に基づいて、電流の振幅変調された電流刺激信号Ｓ２を生成し、生成した電流刺激信号Ｓ２を電気刺激として電極部３０に出力する。このように、電流刺激発生器２０は、コントロール信号Ｓ１に基づいて、コントロール信号Ｓ１の最大振幅値を所定の電流値（例えば、１ｍＡ）に変換した信号を、電流刺激信号Ｓ２として生成し、生成した電流刺激信号Ｓ２を電極部３０に出力する。

【0025】

電極部３０は、例えば、被験者の頭部（被験者頭部ＨＤ１）に接続可能な頭皮上電極である。電極部３０は、被験者頭部ＨＤ１に電気的に接続されて、電流刺激発生器２０が生成した電流刺激信号Ｓ２による電気的な刺激（例えば、電流刺激）を被験者頭部ＨＤ１に与える。

【0026】

脳律動計測装置４０は、脳律動（例えば、アルファ波）を計測する装置であり、例えば、脳の電気的活動を計測する脳波計（ＥＥＧ：Electroencephalograph）や、脳の電気的活動によって生じる微弱な磁場を計測する脳磁計（ＭＥＧ：Magnetoencephalography）などである。脳律動計測装置４０は、脳律動周波数変調装置１から電極部３０に電流刺激信号Ｓ２が出力された状態における、脳律動（例えば、アルファ波）の周波数を計測する。脳律動計測装置４０が、被験者のアルファ波の周波数を計測することにより、脳律動周波数変調装置１によりアルファ波の周波数が変化（変調）させられたことを確認する。

【0027】

次に、本実施形態による脳律動周波数変調装置１の動作について説明する。
脳律動周波数変調装置１は、例えば、変調周波数（ｆα＝１０Ｈｚ）を示す情報が入力されると、コントロール信号発生器１０の周波数設定部１１が、周波数情報として内部に設定するとともに、当該周波数情報を変調波生成部１２に供給する。変調波生成部１２は、周波数設定部１１に設定された周波数情報（ｆα）を取得し、取得した周波数情報に基づいて、変調周波数（ｆα＝１０Ｈｚ）の変調波信号ＳＭを生成する。変調波生成部１２は、生成した１０Ｈｚの変調波信号ＳＭを振幅変調処理部１４に出力する。

【0028】

また、キャリア信号生成部１３は、２００Ｈｚのキャリア信号ＳＣを生成する。キャリア信号生成部１３は、生成したキャリア信号ＳＣを振幅変調処理部１４に出力する。
次に、振幅変調処理部１４は、２００Ｈｚのキャリア信号ＳＣに、１０Ｈｚの変調波信号ＳＭにより振幅変調したコントロール信号Ｓ１を生成する。キャリア信号生成部１３は、生成したコントロール信号Ｓ１を、電流刺激発生器２０に出力する。

【0029】

電流刺激発生器２０は、コントロール信号発生器１０が生成したコントロール信号Ｓ１を、最大振幅を、例えば、１ｍＡに変換した電流刺激信号Ｓ２を生成する。すなわち、電流刺激発生器２０は、例えば、図２の波形Ｗ１のような波形であって、変調周波数ｆαが１０Ｈｚ、且つ、電流の最大振幅値Ａ１が１ｍＡの電流刺激信号Ｓ２を生成する。電流刺激発生器２０は、生成した電流刺激信号Ｓ２を、電極部３０を介して被験者頭部ＨＤ１に出力する。これにより、被験者のアルファ波が、変調周波数である１０Ｈｚに変化させられる。

【0030】

次に、図３を参照して、本実施形態による脳律動周波数変調装置１の効果について説明する。
図３は、本実施形態による脳律動周波数変調装置１の効果を示す図である。
図３に示すグラフは、脳律動周波数変調装置１により被験者頭部ＨＤ１に電流刺激を与えた場合の脳電図（ＭＥＧ）の変化を示している。なお、このグラフにおいて、縦軸が、ＭＥＧ振幅を示し、横軸が周波数を示している。

【0031】

グラフにおいて、波形Ｗ２は、脳律動周波数変調装置１による電流刺激を与える前の脳電図の計測結果を示している。波形Ｗ２において、ピーク値を示す周波数ｆ１は、被験者のアルファ波の周波数（ＰＡＦ：Peak alpha Frequency）を示している。

【0032】

また、波形Ｗ３は、周波数ｆ１＋１Ｈｚの変調周波数で、脳律動周波数変調装置１により電流刺激を与えた場合の脳電図の計測結果を示している。波形Ｗ３において、ピーク値を示す周波数ｆ２は、電流刺激を与えた被験者のアルファ波の周波数を示し、当該周波数ｆ２は、脳律動周波数変調装置１による電流刺激により、周波数ｆ１に対して約１Ｈｚ上昇したことを示している。

【0033】

また、波形Ｗ４は、周波数ｆ１−１Ｈｚの変調周波数で、脳律動周波数変調装置１により電流刺激を与えた場合の脳電図の計測結果を示している。波形Ｗ４において、ピーク値を示す周波数ｆ３は、電流刺激を与えた被験者のアルファ波の周波数を示し、当該周波数ｆ３は、脳律動周波数変調装置１による電流刺激により、周波数ｆ１に対して約１Ｈｚ低下したことを示している。
このように、脳律動周波数変調装置１は、変調周波数ｆαを変更することで、被験者のアルファ波の周波数を変化（変調）させることができる。

【0034】

以上説明したように、本実施形態による脳律動周波数変調装置１は、脳律動（例えば、アルファ波）の周波数を変化させる脳律動周波数変調装置であって、コントロール信号発生器１０（振幅変調部）と、電流刺激発生器２０（電気刺激出力部）とを備えている。コントロール信号発生器１０は、脳律動の対象周波数帯（例えば、アルファ波の周波数である８Ｈｚ〜１３Ｈｚ）より高い周波数（例えば、２００Ｈｚ）のキャリア信号ＳＣを、対象周波数帯内の所定の周波数（変調周波数ｆα）に基づいて振幅変調したコントロール信号Ｓ１（変調信号）を生成する。電流刺激発生器２０（電気刺激出力部）は、コントロール信号発生器１０によって生成されたコントロール信号Ｓ１（変調信号）に基づく電流刺激信号Ｓ２（電気刺激信号、図２の波形Ｗ１を参照））を、被験者の頭部（被験者頭部ＨＤ１）に接続可能な電極部３０に出力する。

【0035】

この場合、電流刺激信号Ｓ２に含まれる周波数成分は、理論的には、キャリア信号ＳＣの周波数ｆｃ（キャリア周波数）と、キャリア信号ＳＣの周波数ｆｃから所定の周波数（変調周波数ｆα）を減算した周波数（ｆｃ−ｆα）と、キャリア信号ＳＣの周波数ｆｃに所定の周波数（変調周波数ｆα）を加算した周波数（ｆｃ＋ｆα）と、になる。例えば、キャリア信号ＳＣの周波数ｆｃを２００Ｈｚとし、所定の周波数ｆαを１０Ｈｚとすると、電流刺激信号Ｓ２に含まれる周波数成分は、２００Ｈｚ、１９０Ｈｚ、及び２００Ｈｚとなる。

【0036】

このように、電流刺激信号Ｓ２に含まれる周波数成分が、脳律動（例えば、アルファ波）の周波数から離れた周波数となるため、本実施形態による脳律動周波数変調装置１は、アーティファクト（ノイズ）を低減することができる。よって、本実施形態による脳律動周波数変調装置１は、変化させた脳律動（例えば、アルファ波）の周波数を確認することができる。

【0037】

また、脳律動周波数変調装置１によって変化させた脳律動（例えば、アルファ波）の周波数を確認することができるため、脳律動（例えば、アルファ波）の周波数と、脳活動との関係を解析する際に正確に解析することができる。例えば、アルファ波の周波数は、視覚等の情報処理に関する認知機能や知覚機能などに影響があると考えられている。例えば、アルファ波の周波数と、視覚等の情報処理に関する認知機能や知覚機能との関係を解析する際に、本実施形態による脳律動周波数変調装置１及び脳活動計測システム１００は、アルファ波の周波数を確認することができるため、担保されたアルファ波の周波数により正確に解析することができる。

【0038】

また、本実施形態では、電流刺激発生器２０は、コントロール信号Ｓ１に基づいて、コントロール信号Ｓ１の最大振幅値を所定の電流値（例えば、１ｍＡ）に変換した信号を、電流刺激信号Ｓ２として生成し、生成した電流刺激信号Ｓ２を出力する。所定の電流値（例えば、１ｍＡ）は、当該電流刺激信号Ｓ２を被験者頭部ＨＤ１に印加した際に、例えば、被験者が健康を害さないように定められている。
これにより、本実施形態による脳律動周波数変調装置１は、健康を損なうことなしに、脳律動（例えば、アルファ波）の周波数を変化させることができる。

【0039】

［第２の実施形態］
次に、図４を参照して、第２の実施形態による脳律動周波数変調装置１ａについて説明する。
図４は、第２の実施形態による脳活動計測システム１００ａの一例を示す機能ブロック図である。

【0040】

図４に示すように、脳活動計測システム１００ａは、脳律動周波数変調装置１ａと、脳律動計測装置４０とを備えている。
脳律動周波数変調装置１ａは、コントロール信号発生器１０ａと、電流刺激発生器２０とを備えている。
また、コントロール信号発生器１０ａは、周波数設定部１１と、変調波生成部１２と、キャリア信号生成部１３と、振幅変調処理部１４と、周波数補正部１５とを備えている。

【0041】

本実施形態では、コントロール信号発生器１０ａが周波数補正部１５を備える点が、第１の実施形態と異なる。
なお、図４において、図１と同一の構成は、同一の符号を付与して、その説明を省略する。

【0042】

周波数補正部１５（補正部の一例）は、被験者において計測された脳律動の周波数（例えば、アルファ波の周波数）と、所定の周波数（変調周波数ｆα）とが一致するように、電流刺激信号Ｓ２を補正する。周波数補正部１５は、例えば、脳律動計測装置４０によって計測されたアルファ波の周波数と、周波数設定部１１に設定された変調周波数ｆαとが一致するように、変調波信号ＳＭを振幅変調する変調周波数を補正する。周波数補正部１５は、補正した変調周波数を、周波数情報として、変調波生成部１２に出力する。

【0043】

周波数補正部１５は、例えば、脳律動計測装置４０によって計測されたアルファ波の周波数が、周波数設定部１１に設定された変調周波数ｆαより大きい場合に、周波数情報を減少させる補正を行い、減少させた周波数情報を、変調波生成部１２に出力する。また、周波数補正部１５は、例えば、脳律動計測装置４０によって計測されたアルファ波の周波数が、周波数設定部１１に設定された変調周波数ｆαより小さい場合に、周波数情報を増加させる補正を行い、増加させた周波数情報を、変調波生成部１２に出力する。周波数補正部１５は、補正した周波数情報を保持するとともに、補正した周波数情報を保持し、定期的に補正を行う。

【0044】

変調波生成部１２は、補正された周波数情報を周波数補正部１５から取得し、取得した周波数情報に基づいて、変調波信号ＳＭを生成する。すなわち、変調波生成部１２は、周波数情報が示す周波数の変調波信号ＳＭを生成する。変調波生成部１２は、生成した変調波信号ＳＭを振幅変調処理部１４に出力する。

【0045】

なお、本実施形態におけるキャリア信号生成部１３、振幅変調処理部１４、及び電流刺激発生器２０の処理は、第１の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。

【0046】

以上説明したように、本実施形態による脳律動周波数変調装置１ａは、コントロール信号発生器１０ａ（振幅変調部）と、電流刺激発生器２０（電気刺激出力部）とを備えている。
これにより、本実施形態による脳律動周波数変調装置１ａは、第１の実施形態と同様の効果を奏し、変化させた脳律動（例えば、アルファ波）の周波数を確認することができる。

【0047】

また、本実施形態による脳律動周波数変調装置１ａは、周波数補正部１５（補正部）を備えている。周波数補正部１５は、被験者において計測された脳律動（例えば、アルファ波）の周波数と、所定の周波数（変調周波数ｆα）とが一致するように、電流刺激信号Ｓ２（電気刺激信号）を補正する。
これにより、本実施形態による脳律動周波数変調装置１ａは、計測された脳律動（例えば、アルファ波）の周波数に基づいて、電流刺激信号Ｓ２が補正されるため、脳律動（例えば、アルファ波）の周波数を精度良く変化させることができる。

【0048】

また、本実施形態では、周波数補正部１５は、計測されたアルファ波の周波数と、所定の周波数（変調周波数ｆα）とが一致するように、コントロール信号Ｓ１（変調信号）を振幅変調する変調周波数（周波数情報）を補正する。
これにより、本実施形態による脳律動周波数変調装置１ａは、変調周波数を変更（補正）するという簡易な手段により、適切なコントロール信号Ｓ１（変調信号）を生成することができる。よって、本実施形態による脳律動周波数変調装置１ａは、簡易な手段により、脳律動（例えば、アルファ波）の周波数を精度良く変化させることができる。

【0049】

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、脳律動周波数変調装置１（１ａ）は、脳律動の一例として、アルファ波の周波数を変化させる例を説明したが、ベータ波、ガンマ波、等の他の脳波の周波数を変化させるものであってもよい。

【0050】

また、上記の各実施形態において、脳律動周波数変調装置１（１ａ）は、電気刺激信号の一例として、電流刺激信号Ｓ２を生成する例を説明したが、これに限定されるものではなく、変調周波数ｆαにより振幅変調された電気刺激信号であれば、例えば、電圧刺激信号などの他の電流刺激信号であってもよい。

【0051】

また、コントロール信号発生器１０（１０ａ）の構成は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、アナログ信号処理によってコントロール信号Ｓ１を生成するようにしてもよいし、デジタル信号処理によってコントロール信号Ｓ１を生成するようにしてもよい。すなわち、コントロール信号発生器１０（１０ａ）は、例えば、演算処理によって生成されたコントロール信号Ｓ１の波形データを、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）によりコントロール信号Ｓ１に変換して生成してもよい。

【0052】

また、上記の各実施形態において、コントロール信号発生器１０（１０ａ）は、２００Ｈｚのキャリア信号ＳＣに１０Ｈｚの振幅変調と、３００Ｈｚのキャリア信号ＳＣに２０Ｈｚの振幅変調との線形和により、アルファ波と、ベータ波とを同時に変調するなど、複数の脳律動周波数を変調するようにしてもよい。
また、コントロール信号発生器１０（１０ａ）は、アルファ波の発生する位置（例えば、後頭部、側頭部、前頭部など）に応じて、電極部３０を装着する位置を変更してもよい。また、複数の位置のアルファ波の周波数を同時に変調するため、コントロール信号発生器１０（１０ａ）は、複数の電極部３０を備えてもよい。

【0053】

また、上記の各実施形態において、脳律動周波数変調装置１（１ａ）は、コントロール信号発生器１０（１０ａ）と、電流刺激発生器２０との２つの装置により構成される例を説明したが、コントロール信号発生器１０（１０ａ）に電流刺激発生器２０を含めて構成してもよいし、電流刺激発生器２０にコントロール信号発生器１０（１０ａ）の一部又は全部を含めて構成してもよい。また、脳律動周波数変調装置１（１ａ）は、コントロール信号発生器１０（１０ａ）と電流刺激発生器２０とを別体の装置として構成にしてもよい。

【0054】

上述の脳活動計測システム１００（１００ａ）及び脳律動周波数変調装置１（１ａ）は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した電気刺激信号を生成する処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

【0055】

また、上述した機能の一部又は全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。

【符号の説明】

【0056】

１，１ａ 脳律動周波数変調装置
１０、１０ａ コントロール信号発生器
１１ 周波数設定部
１２ 変調波生成部
１３ キャリア信号生成部
１４ 振幅変調処理部
１５ 周波数補正部
２０ 電流刺激発生器
３０ 電極部
４０ 脳律動計測装置
１００、１００ａ 脳活動計測システム
ＨＤ１ 被験者頭部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】