脑电波信号处理装置、脑电波信号处理方法、程序、及记录介质的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及处理脑电波信号的脑电波信号处理装置及脑电波信号处理方法。还涉 及使计算机发挥该脑电波信号处理装置之功能的程序、以及记录有该程序的记录介质。
【背景技术】
[0002] 脑中各部位的活动可以看成是振子运动，而脑高级功能可以看成是这些振子间的 相位同步现象。例如，可以将在画面左上和右下配置有球体的第1图像、以及在画面右上和 左下配置有球体的第2图像，以动画方式交替地给试验对象者看，由此确认相位同步现象 (非专利文献1)。
[0003] 实际上，若观察试验对象者看这些图像时的脑电波就可发现，试验对象者产生了 "上下并排的2个球体以逆相方式水平移动"的感觉，同时还在表达右脑活动的脑电波（以 下记作"右脑电波"）与表达左脑活动的脑电波（以下记作"左脑电波"）间发生了相位同 步。这不容质疑地佐证了第1图像中配置在画面左上的球体（被右脑识别）与第2图像中 配置在画面右上的球体（被左脑识别）看似同时存在的这种脑高级功能可通过上述相位同 步现象来确认。
[0004] 另外，在观察中风患者的脑电波时，同样也能确认相位同步现象。即，当观察脑高 级功能发生了障碍的中风患者的脑电波时可知，与健康者的脑电波相比，中风患者的右脑 电波与左脑电波间难以产生相位同步。另外，关于中风患者的右脑电波和左脑电波，有研究 成果指出刚罹患脑疾后的相位易同步性与康复有效性之间存在有意义的相关性（非专利 文献2)。
[0005] [现有技术文献]
[0006] 非专利文献 I :Michael Rose 及其他 1 名；"Neural Coupling Binds Visual Tokens to Moving Stimul i'，；The Journal of Neuroscience ；2005 年 11 月 2 日，25(44)，ρ· 10101 ~10104
[0007] 非专利文献 2 :Wenqing Wu 及其它 6 名；" Impaired neuronal synchrony after focalischemic stroke in elderly patients'，；Clinical Neurophysiology ；ELSEVIER ； 2010年6月29日网络公开，122 (2011)，p. 21~26
【发明内容】
[0008] [本发明要解决的问题]
[0009] 非专利文献2报告的研究成果中指出，通过使右脑电波与左脑电波之间达到易发 生相位同步的状态，能增进中风患者的康复效果。
[0010] 然而，中风患者锻炼自己的脑来达成上述状态的方法却未知。另外，医疗人员锻炼 中风患者的脑来达成上述状态的方法也未知。
[0011] 本发明是鉴于上述问题而研发的，目的在于实现一种能用于锻炼脑来使右脑电波 与左脑电波间易发生相位同步的脑电波信号处理装置。
[0012] 这里，本发明的目的并不限增进中风患者的康复效果。即，使右脑电波与左脑电波 间易发生相位同步的技术不仅能增进中风患者的康复效果，也有助于增进各种脑疾患者的 康复效果。另外，还有助于强化健康者的脑高级功能。
[0013] [解决问题的技术方案]
[0014] 为达成上述目的，本发明的脑电波信号处理装置具备：瞬时相位确定部，根据表达 试验对象者右脑脑电波的右脑电波信号来逐次确定右瞬时相位，且根据表达试验对象者左 脑脑电波的左脑电波信号来逐次确定左瞬时相位，其中，所述右瞬时相位为所述右脑电波 信号的瞬时相位，所述左瞬时相位为所述左脑电波信号的瞬时相位；相位同步指数计算部， 根据所述瞬时相位确定部所逐次确定出的右瞬时相位及左瞬时相位，逐次计算表达所述右 脑电波信号与所述左脑电波信号间的相位同步程度的相位同步指数；信号生成部，根据所 述相位同步指数计算部所逐次计算出的相位同步指数，生成为了向所述试验对象者施加与 该相位同步指数相联动地变化的刺激而提供给刺激施加装置的信号。
[0015] 为达成上述目的，本发明的脑电波信号处理方法包含：瞬时相位确定步骤，根据表 达试验对象者右脑脑电波的右脑电波信号来逐次确定右瞬时相位，且根据表达试验对象者 左脑脑电波的左脑电波信号来逐次确定左瞬时相位，其中，所述右瞬时相位为所述右脑电 波信号的瞬时相位，所述左瞬时相位为所述左脑电波信号的瞬时相位；相位同步指数计算 步骤，根据所述瞬时相位确定步骤中逐次确定出的右瞬时相位及左瞬时相位，逐次计算表 达所述右脑电波信号与所述左脑电波信号间的相位同步程度的相位同步指数；信号生成步 骤，根据所述相位同步指数计算步骤中逐次计算出的相位同步指数，生成为了向所述试验 对象者施加与该相位同步指数相联动地变化的刺激而提供给刺激施加装置的信号。
[0016] [发明效果]
[0017] 通过本发明，试验对象者能够锻炼自己的脑来使右脑电波与左脑电波间易发生相 位同步。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明一实施方式的脑电波信号处理装置的结构框图。
[0019] 图2是图1所示脑电波信号处理装置的一变形例的框图。
[0020] 图3是图1所示脑电波信号处理装置所显示的视频内容的示意图。
[0021] 图4是发挥图1所示脑电波信号处理装置之功能的计算机的结构框图。
[0022] 〈附图标记说明〉
[0023] 1 脑电波信号处理装置
[0024] 11 脑电波信号取得部
[0025] 12R 右瞬时相位确定部（瞬时相位确定部）
[0026] 12L 左瞬时相位确定部（瞬时相位确定部）
[0027] 13 相位同步指数计算部
[0028] 14 视频信号生成部
[0029] 100 计算机
[0030] 140 辅助存储装置（记录介质）
[0031] XR 脑电波信号（右脑电波信号）
[0032] XL 脑电波信号（左脑电波信号）
[0033] Φ R (f，t) 瞬时相位（右瞬时相位）
[0034] Φ L (f，t) 瞬时相位（左瞬时相位）
[0035] PSI (f，t) 相位同步指数
【具体实施方式】
[0036] 以下，根据【附图说明】本发明的脑电波信号处理装置的一实施方式。在以下的说明 中，所谓2个量为"同等程度"，是指这2个量的数量级一致。换言之，是指较大方的量为较 小方的量的10倍以下。
[0037] 〔脑电波信号处理装置的结构〕
[0038] 结合图1来说明本实施方式的脑电波信号处理装置1的结构。
[0039] 图1是脑电波信号处理装置1的结构框图。如图1所示，脑电波信号处理装置1 具备脑电波信号取得部11、右瞬时相位确定部12R、左瞬时相位确定部12L、相位同步指数 计算部13、视频信号生成部14。
[0040] 脑电波信号取得部11用以从与脑电波信号处理装置1相连的外部装置（脑电波 计等）取得表达试验对象者右脑脑电波的脑电波信号XR、以及表达试验对象者左脑脑电波 的脑电波信号XL。脑电波信号取得部11取得的脑电波信号XR及脑电波信号XL各自传送 至右瞬时相位确定部12R及左瞬时相位确定部12L。
[0041] 这里，关于脑电波信号XR的提供源，可例举贴在上述试验对象者头部右半部的电 极。此时，脑电波信号取得部11按照预先所定的采样周期A t，对上述外部装置检测到的该 电极的电位进行采样，由此获得表达上述试验对象者右脑脑电波的脑电波信号XR。采样周 期Δ t例如可以设定成Im秒以上4m秒以下（本实施方式中，定为Δ t = Im秒）。以下，将 在时刻t采样到的脑电波信号XR的值记作XR(t)。
[0042] 另外，关于脑电波信号XL的提供源，可例举贴在上述试验对象者头部左半部的电 极。此时，脑电波信号取得部11按照上述采样周期A t，对上述外部装置检测到的该电极的 电位进行采样，由此获得表达上述试验对象者左脑脑电波的脑电波信号XL。以下，将在时刻 t采样到的脑电波信号XL的值记作XL⑴。
[0043] 右瞬时相位确定部12R根据脑电波信号XR，逐次确定（实时确定）瞬时相位 ΦΚ(?·，υ。这里，瞬时相位（i>R(f，t)是指脑电波信号XR所含成分波当中的具有目标频率 f的成分波XRf在时刻t的相位。该目标频率f是由操作人员等指定的频率。例如，若目标 频率f被定为10Hz，则右瞬时相位确定部12R确定的瞬时相位（i>R(f，t)表达的就是上述 试验对象者右