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この特許番号をUSPTO(米国特許庁)https://ppubs.uspto.gov/basic/ で検索すると特許の概要が読める。以下にその抜粋を示す。自分なりにその内容を解釈すると、脳に対して近似した2つの周波数の電波を照射してそこから発生する脳波との混合波(干渉波)を離れた場所で受信してそれをBCI(ブレイン⇔コンピューター・インターフェース)にかけて思考を読み取る方法のようだ。脳波や脳磁という生体電磁波は非常に微弱で外部からキャッチしにくいが、外部から強い電磁波を脳に当ててそれを搬送波として遠達した脳波との混合波を受信し解析する方法だ。例えば池に大きな石を落とすと大きな波紋ができ遠くまで伝わる。小さな石を落とすと小さな波紋ができるが遠くまで伝わらない。しかし大きな石と小さな石を同時に落とすと2つの波の交差したところに第三の波の干渉波が生じる。この干渉波は大きな波に乗って遠くまで伝わるのでそれを離れた場所で受信し、そこから大きな波の成分を引き算すれば小さな波の成分が得られるというわけだ。
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アメリカ合衆国特許出願3951134カインドコードA特許取得日1976年4月20日発明者マレク;ロバート・G.
脳波を遠隔監視・変化させる装置および方法
概要
被験者から遠く離れた位置で脳波を感知する装置および方法。異なる周波数の電磁信号を同時に被験者の脳に送信し、信号が互いに干渉して波形を生成し、被験者の脳波によって変調される。脳波活動を表す干渉波形は脳から受信機に再送信され、そこで復調・増幅されます。復調された波形は視覚的に表示され、さらにコンピュータに送られてさらなる処理と解析を行います。復調波形はまた、補償信号を生成し、脳に送信して望ましい電気活動の変化を引き起こすことも可能です。
発明者: マレク;ロバート・G.(プレインビュー、ニューヨーク)
ファミリーID: 23964813
譲受先: ドーン&マーゴリン社(ニューヨーク州ボヘミア)
出願番号: 05/494518
提出書類: 1974年8月5日
背景・概要
(1) 発明の背景 (2) 医学は脳波が有機機能の有用なバロメーターであることを明らかにしています。脳の電気活動の測定は、身体的および精神的な障害の検出、ストレスの測定、睡眠パターンの決定、身体の代謝のモニタリングに重要な役割を果たしてきました。
(3) 脳波の現在の測定技術は、脳波計を用いており、被験者の頭蓋骨にセンサー付きのプローブを設置し、監視対象の脳領域に近い位置に設置しています。検出された脳波を処理するために用いられるセンサーと装置間の電気的接触は、センサーから装置へ伸びる複数の配線によって維持されています。測定装置を物理的に被写体に取り付ける必要性は、測定過程にいくつかの制約を課します。特に測定を長期間行う場合は、被験者が不快感を感じることがあります。彼の身体の動きは制限されており、一般的に測定装置のすぐ近くに制限されています。さらに、被験者が意識している間は、その意識なしに測定を行うことはできません。また、局所的な脳波活動領域を監視するために用いられるプローブの数が限られているため、単一の検査で全脳波プロファイルを観測することは不可能であるため、測定の包括性も限られています。
(4)発明の概要 (5)本発明は、使用される装置のすべての構成要素が試験対象者から遠隔にある脳波監視装置および方法に関するものである。より具体的には、高周波送信機はアンテナを通じて異なる周波数の電磁エネルギーを放射し、被験者の脳全体やその望む領域をスキャンすることができます。異なる周波数の信号が被験者の頭蓋骨を貫通し、脳に衝突して混ざり合い、脳の自然な電気活動からの放射線によって変調された干渉波を生み出します。変調された干渉波は脳によって再送信され、遠隔局のアンテナで受信され、復調されて処理されて浮電波のプロファイルが作成されます。脳波を受動的に監視するだけでなく、被験者の神経過程も送信機を介して脳に信号を送ることで影響を受けることがあります。後者の信号は、受信・処理された脳波から導き出すことができます。
(6) 発明の目的 (7) したがって、本発明の目的は、単一の測定によって脳全体またはその選定された局所領域の電気活動を遠隔監視することである。
(8) もう一つの目的は、電磁波の送受信を通じて被験者の脳波活動を監視することです。
(9) さらに別の目的は、被験者から遠く離れた位置から脳波活動を監視することです。
(10)さらに、電磁信号を送信して脳波活動に影響を与える方法と装置を提供すること。
(7) 適切な装置や電子回路のさまざまな構成が、図1に一般的に示されるシステムを形成するために用いることができ、その多くの可能な構成の一つは図2に示されています。そこで示した例では、100 MHzと210 MHzの2つの信号が同時に送信され、脳10で結合して入射信号の周波数差に等しい周波数の波、すなわち110 MHzを形成します。2つの入射周波数の合計も利用可能ですが、その後のフィルタリングでは破棄されます。100 MHz信号は、発振器30によって生成された100 MHz信号を注入するRFパワーディバイダ34の出力37で得られます。オシレーター30は従来型で、固定周波数回路用の結晶か、100 MHzで振動するように設定された調整可能な回路のいずれかを使用します。パルス発生器、方形波発生器、正弦波発生器のいずれかです。RFパワーディバイダは、3つの出力それぞれで入力に印加される信号と同じ周波数を供給するために設計された、従来のVHF、UHF、またはSHF周波数帯域の任意の装置を指すことができます。
(8) 210 MHz信号は、100 MHz信号と同じ100 MHz発振器30およびRFパワーディバイダ34から派生し、周波数ダブラ36および10 MHz発振器32と連動して動作します。周波数増幅器は、出力時に入力信号の周波数の2倍の周波数を持つ信号を出力する任意の一般的な装置を指すことができます。10 MHz発振器は、前述の100 MHz発振器に似た従来型のものもあります。RFパワーディバイダ34の出力39から100 MHzの信号が周波数ダブラ36に送られ、その結果得られた200 MHz信号がミキサー40に印加されます。ミキサー40は、異なる周波数の2つの入力信号を受け入れ、入力信号の周波数の和と差に等しい2つの出力信号を提供できる、従来のVHF、UHF、またはSHF周波数帯の任意の装置です。オシレーター32からの10 MHz信号もミキサー40に印加されます。ダブラー36からの200 MHz信号とオシレーター32からの10 MHz信号がミキサー40で結合し、200 MHzと10 MHzの信号の周波数合計に等しい周波数の210 MHz信号を形成します。
(9) 210 MHz信号は、監視対象者の脳10に送信される信号の一つです。図2の配置では、アンテナ41が210 MHz信号を送信し、別のアンテナ43が100 MHz信号を送信します。もちろん、100MHzおよび210MHzの周波数で動作可能な単一のアンテナで両方の信号を送信することも可能です。スキャン角度、方向、速度は機械的に制御されることがあります例えば反転モーターによって、または電子的にアンテナ内の要素を適切に同期させてエネルギーを供給します。したがって、アンテナは固定型または回転式の従来型のいずれかがあります。
(10) 三方向パワーディバイダ34の出力端子37から得られた2つ目の100 MHz信号が循環器38に印加され、そこから望ましい位相シフトで出力されます。サーキュレーター38は、入力ポートに信号を加えた信号が適切な位相シフトで出力ポートから出力される、従来型のいずれでも構いません。100 MHzの信号は、アンテナ43を通じて監視対象者の脳10に送信され、デュアル信号伝送の第二成分として送信されます。アンテナ43は、前述のアンテナ41に似た従来型のものである場合があります。前述の通り、これら2つのアンテナは1つのユニットにまとめることができます。
(11) 送信される100MHzと210MHzの信号成分は脳内の組織内で混ざり合い、互いに干渉し合い、110MHzの周波数、すなわち脳からの電磁波放射、すなわち脳波活動によって変調された2つの入射成分の周波数差の信号を生み出します。この変調された110 MHz信号は宇宙空間に放射されます。
(12) 脳波活動によって変調された110 MHz信号はアンテナ45によって拾われ、循環器38を経て適切な位相シフトを経て戻されます。サーキュレーター38は送信信号と受信信号を分離します。適切なダイプレクサまたはデュプレクサのいずれかを使用できます。アンテナ45は、アンテナ41および43に似た従来型のものもあります。これらは一つのユニットに統合することも、別々にすることも可能です。受信された変調された110 MHz信号はバンドパスフィルタ42に加えられ、望ましくない高調波や余計なノイズを除去します。フィルタされた110 MHz信号はミキサー44に挿入されます。ミキサー44には、RFパワーディバイダ34によって分配されたソース30からの100 MHz信号の成分も導入されています。フィルター42は任意の従来のバンドパスフィルターに対応できます。ミキサー44は、前述のミキサー40に似た従来型の場合もあります。
(13) 100 MHzと110 MHzの信号がミキサー44で結合され、2つの成分信号の周波数差に等しい周波数、すなわち監視された脳波活動によって変調された10 MHzの信号を生成します。10 MHz信号はIFアンプ46で増幅され、復調器48にチャンネル化されます。IF増幅器と復調器48はどちらも従来型のタイプである場合があります。選択される復調器の種類は、脳に送受信される信号の特性や、取得したい情報によって異なります。脳は干渉波形の振幅、周波数、位相を変調させることがあります。これらのパラメータの中には、対応する脳波特性に対してより敏感なものもあります。振幅、周波数、位相復調の選択肢は、監視対象となる脳波の特徴の選択によって決まります。必要に応じて、複数の異なるタイプの復調器を交互にまたは同時に使用することができます。
(14) 監視された脳波活動を表す復調信号は、音声増幅器50 a, b, cを通過します。これは従来のタイプで、増幅されて58 a, b, cおよびコンピュータ60のディスプレイにルーティングされます。ディスプレイ58 a, b, cは増幅50 A、B、Cからの生脳波信号。コンピュータ60は増幅された脳波信号を処理し、表示に適した情報を導き出します。例えば、その要素を抑制、圧縮、拡大したり、他の情報を含む信号と組み合わせて表示したりして、その情報を表示62に表示します。ディスプレイは、前述の電子視覚表示や機械式プロッターを用いた従来のもの(58b)でもあります。コンピュータはアナログまたはデジタル、またはハイブリッド型の従来型にも対応可能です。
(15) アンテナのスキャン角度と方向を変えるだけで、脳波全体の発光パターンのプロファイルを監視したり、脳の一部を単一の測定で観察したりできます。被験者と監視装置の間に物理的な接触はありません。また、コンピュータ60は脳への伝達を補正する波形を決定し、自然な脳波を望ましい方法で変化させることもできます。クローズドループ補償システムは、脳波応答パターンを瞬時かつ連続的に修正することを可能にします。
(16) 脳波パターン修正関数を実行する際、コンピュータ60は望ましい神経学的反応に関連する脳波活動を代表する外部標準信号70を供給できます。反応を担う脳の領域を監視し、脳波活動を示す受信信号を標準信号と比較します。コンピュータ60は、標準信号と受信信号の差に応答する補償信号を決定するようにプログラムされています。補償信号は監視対象の脳領域に送信されると、その脳波の自然な活動を標準信号の再現に向けて変調し、被験者の神経反応を変化させます。
