DE3312801A1

DE3312801A1 - Verfahren zur steigerung der konzentrationsfaehigkeit und vorrichtung zum ausueben des verfahrens

Info

Publication number: DE3312801A1
Application number: DE19833312801
Authority: DE
Inventors: Oskar 7230 Schramberg-Sulgen Flaig; Klaus 7230 Schramberg Frietsch
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1983-04-09
Filing date: 1983-04-09
Publication date: 1984-10-11

Description

Verfahren zur Steigerung der Konzentrationsfähig-
keit und Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 4.
Es ist bekannt, daß bei einem ausgeruhten, entspannt-ausgeglichenen, gesunden Erwachsenen der Herzschlag-Rhythmus bei etwa 60 Schlägen pro Minute für Männe rund etwa 80 Schlägen pro Minute für Frauen liegt, daß dieser Herzschlagrhythmus aber aufgrund momentaner körperlicher oder seelischer Streß-Bedingungen rasch auf 120 Schläge pro Minute und mehr ansteigt. Wenn eine Person dann eine schwierige Verrichtung zu vollziehen hat, die ihre gesamte Konzentration erfordert, dann versucht sie, durch bewußte (gepielte) Gelassenheit zunächst den Herzschlagrhythmus wieder auf die normale Periode herabzufahren ; man sagt auch, sie zwingt sich zur Ruhe".
In Erkenntnis dieser Gegebenheiten kiegt der Erfindung die Aufgabe Zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die die momentane Konzentrationsfähigkeit fördern.
Diese Aufgabe wird erfind ungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß beim gattungsgemäßen Verfahren gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 vorgegangen wird, während die gattungsgemäße Vorrichtung zusätzlich die Teilmerkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 4 aufweist.
Zentraler Lösungsgedanke ist also, die aktualitätsbedingte erhöhte Herzrhythmusrate dadurch kurzfristig auf die normale, der Konzentrationsfähigkeit zuträglichere Herzschlagfre-Quenz zurUckzuführen, daß eine Folge elektroakustisch er zeugter Signale mit der Folgefrequenz des normalen (nicht erhöhten) Herzschlagrhythmus ausgelöst wird; bzw. durch diesen akustisch übermittelten normalen Herzschlagrhythmus zu bewirken, daß trotz unmittelbar bevorstehender Streßbeanspruchung die tatsächliche Herzschlagfrequenz sich nicht erhöht.
Diese beruhigenden, akustischen Herzschlagrhythmus-Imitationsimpulse können von einer beliebigen elektroakustischen Wandlereinrichtung in der Umgebung des Lebenwesens, von dem momentan erhöhte Konzentration gefordert wird, abgestrahlt werden. Zweckmäßiger kann es jedoch sein, dabei eine akustische Isolierung gegenüber Umgebungsgeräuschen vorzusehen, wie sie als Gehörschutz gegen gesundheitsschädliche Einwirkungen aus lärmerfüllter Umgebung durch Aufsetzen von schalldämpfenden Gehörschutz-Muscheln (nach Art von Kopfhörern) als solche bekannt ist. Die Vorrichtung zur Lieferung der akustischen Herzschlagrhythmus-Imitation kann (in Form einer kleinen elektrischen Schaltung mit Miniatur-Lautsprecher, Batterie und Betriebs-Schalter) in das Gehäuse solcher Gehörschutz-Ohrmuscheln eingebaut sein. Im Falle der Verwendung von insbesondere schweren, also gut gepolsterten und dadurch lärmschützenden, Kopfhörern kann die Herzschlagrhythmus-Imitations impuls folge sogar direkt auf die darin vorhandenen elektroakustischen Wandler eingespeist werden.
Es kann eine einfache Gleichstrom-Impulsanregung des elektroakustischen Wandlers vorgesehen sein, weil durch die dämpfende akustische Tiefpaß-Wirkung einer Ohrmuschel-Lärmschutz- einlage das ans ich wenig angenehme Knackgeräusch einer mit Gleichstromimpulsen bewegten Wandler-Membran gefiltert wird, also weniger unangenehm in Erscheinung tritt.
Versuche bei Sportschützen, die gegen Gehörschädigungen regelmäßig Lärmschutz-Ohrmuscheln tragen, haben gezeigt, daß die unter Wettkampfbedingungen stark ansteigende Herzschlagfrequenz alsbald nach Einschalten der elektroakustischen Herzschlagrhythmus-Imitation wieder auf ruhigen Herzschlagrhythmus zurückgeführt ist, mit der Folge einer entsprechenden Steigerung der Konzentrationsfähigkeit und demzufolge eines größeren Treffererfolges aus dem beruhigten persönlichen Zustand heraus.
Ähnliche Einsatzfälle sind in lärmerfüllten Maschinenhallen gegeben, in denen ebenfalls generell aus arbeitsmedizinischen Gründen ohnehin mit Lärmchutz-Ohrmuscheln gearbitet werden muß auch hier ist es zweckmäßig, bei Ausübung besonders kritischer Handhabungen die Vorrichtung zur akustischen Herzschlagrhythmus-Imitation einzuschalten, um Aufregungen durch Rückführen auf den normalen, beruhigten Herzschlagrhythmus zu überwinden.
Zusätzliche Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche vereinfacht aber angenähert maßstäblich dargestellten bevorzugten Anwendungs-und Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Es zeigt: Fig, 1 eine Gehdrschutzeinrichtung mit zwei Gehörschutz-Ohrmuscheln, eine davon im Schnitt mit Einbau-Darstellung einer Herzschlag-Signalgebereinrichtung, und Fig. 2 ein Realisierungsbeispiel für eine Schaltung des Signalgebers.
Zur akustischen Abschirmung einer Person gegen Umgebungsgeräusch-Belästigung ist es bekannt, eine in Fig. 1 hkiz; zierte Gehörschutzeinrichtung 1 aufzusetzen, bei der zwei Ohrmuscheln 2 mittels eines biegeelastischen Stahlbügels 3 von außen und in Richtung aufeinanderzu auf die Ohren der Person aufgedruckt werden. Die akustisch weitgehend dichte Anlage der Ohrmuscheln 2 gegen die Ohren bzw. deren Umgebung erfolgt mittels eines ringförmig sich vorwölbenden Gummikissens 4, hinter dem, in dem Muschel-Gehäuse 5, eine Lärmschutzeinlage 6 angeordnet ist. Diese kann aus Schaumgummi oder aus anderem schallschluckend-elastischem Materail bestehen und gegebenenfalls durch entsprechende Formgebung (Oberflächenstruktur und/oder innere Hohlräume) für Absorption eines von einer Person als besonders störend empfundenen Spektrums des Umgebungsgeräusches ausgelegt sein.
Sofern en Einlagen-Deckel 7 zur Öffnung der Ohrmuschel 2 hin (und damit zum Kopf, also zum Ohr einer die Gehörschutzeinrichtung 1 tragenden Person hin vorhanden ist, ist er zweckmäßigerweise als schwingfähige Membran ausgebildet bzw. aufgehängt; er kann aber auch einfach als starrer Deckel 7 angeordnet und mit Schallöffnungen 8 ausgestattet sein.
In (wenigstens) eine der Ohrmuscheln 2 ist eine Herzschlag-Signalgebereinrichtung in Form eines Signalgebers 9 mit aus ihm betriebenen elektroakustischem Wandler (Lautsprecher) 10 eingebaut, zuzüglich einer Batterie 11 als elektrische Leistungsquelle und eines Schalters 12 zum Abschalten der Batterie 11 bzw. zur Inbetriebnahme der Herzschlag-Signalgeber- einrichtung. Vorzugsweise ist auch in der zweiten Ohrmuschel 2 ein elektroakustischer Wandler 10 eingebaut, der über eine Verbindungsleitung 13p die längs des Ohrmuschel-Bügels 3 verläuft ebenfalls an den Signalgeber 9 elektrisch angechlossen ist.
Wie in Fig, 2 bei der Ansteuerung der elektroakustischen Wandler 10 aus dem Signalgeber 9 als Impuls-Diagramm über der Zeit t skizziert, liefert die Signalgebereinrichtung als akustische Herzschlagrhythmus-Imitation 14 eine Signalfolge von etwa 60 bis 80 Impulsen - oder vorzugsweise Doppelimpulsen 15 - pro Minute, was - wie einleitend dargestellt -dem Herzschlagrhythmus eines emotional ausgeglichenen, ausgeruhten erwachsenen Menschen entspricht.
Versuche haben ergeben daß es überraschenderweise nicht notwendig ist, zur Darstellung der Doppelimpulse 15 eine Tonfrequenz zu moduliern. Es genügt vielmehr, elektroakustische Wandler 10 in Form elektromagnetischer Miniaturlautsprecher unmittelbar mit, aus dem Signalgeber 9 in entsprechender Zeitfolge gesteuerten, Gleichspannungsimpulsen zu beaufschlagen; wobei jedoch eine relativ starke Strom-Gegenkopplung 16 bei der Endstufe 17 für die Ansteuerung der Wandler 10 zweckmäßig ist, um ein unangenehmnhartes metallisches Geräusch, beim Anschlagen der im Gleichstrom-Betrieb angezogenen Membran eines Wandlers 10, durch eine sanfterere elektromagnetische Anzugskurve zu vermeiden. Der Widerstand der Gegenkopplung 16 kann veränderbar sein, um die Impuls-Lautstärke einzustellen; hierfür ist in Fig, 2 eine mechanische Potentiometerkopplung mit dem Betriebs-Schalter 12 vorgesehen0 Als Signalgeber 9 kann eine beliebige elektronische Taktgeberschaltung Anwendung finden, beispielsweise auf Basis eines hörfrequent schwingenden Oszillators mit Teiler- oder Zählerschaltung und Dekodierschaltung zur zeitlichen Ab leitung der Steuersignale für die Ansteuerung der Endstufe 17.
Da es jedoch auf hohe Frequenzkonstanz der akustischen Herzschlagrhythmus-Imitation 14 nicht ankommt, und da die Membran des Wandlers 10 sowohl beim Anziehen, wie auch beim Abfallenfallen ein Knackgeräusch als Herzschlagrhythmus-Imitation 14 abstrahlt, genügt für Erzeugung der Signalfolge, und sogar zur akustischen Darstellung der Doppelimpulse 15, ein einfacher astabiler Multivibrator 18; der aufgrund seiner entsprechenden Rückkopplungs-Zeitkonstanten ein stark unsymmetrisches Tastverhältnis aufweist, also im einen Schaltzustand (entsprechend der Signalperiode) wesentlich länger verharrt, als im anderen Schaltzustand (der Folge eines Doppelimpulses 15 entsprechend). Dabei kann dann sogar í wie in Fig. 2 schon berücksichtigt, vorgesehen sein, den einen der beiden Nultivibrator-Transistoren unmittelbar als die Endstufe 17 zu verwenden, mit der einerseits ein Widerstand als Strom-Gegenkopplung 16 und andererseits der elektroakustische Wandler 10 in Serie geschaltet sind.
Der Abstand der Doppelimpulse 15 voneinander und deren Folgefrequenz, also der Herzschlagrhythmus, lassen sich über einstellbare Steuerwiderstände 19 für die Umladungs-Zeitkonstanten variieren; wobei zweckmäßigerweise eine funkionelle Kopplung 20 vorgesehen sein kann, um etwa proportional zur Wiederholfrequenz der Doppelimpulse 15 deren gegenseitigen Abstand mittels eines Stellgliedes 21 verändern zu können.
Eine Person5 die eine schwierige Verrichtung unter erheblicher nervlicher und/oder körperlicher Anstrengung zu vollziehen hat, erfährt durch Aufsetzen der Gehörschutzeinrichtung 1 infolge akustischer Abschirmung gegenüber der Umgebung also eine erste Konzentrationssteigerung, die durch Einschalten der beschriebenen Herzs chiag-Signalgebereinrichtung noch dadurch ganz entscheidend gefördert wird,daß die momentane streß-bedingte erhöhte Herzschlagfrequenz von der akustisch vermittelten Herzschlagrhythmus-Imitation 14 auf den Normal-Zustand des ruhigen und konzentrationsbereiten Organismus zurückgeführt wird oder trotz bevorstehender Streßsituation bewirkt die Imitation 14, daß kein Anstieg der Herzschlagfrequenz eintritt.
Bezugszeichenliste t Zeit (Zeitachse für 15 in Fig. 2) 1 Gehörschutzeinrichtung (aus 2 und 3) 2 Ohrmuscheln (an den Enden von 3) 3 Bügel (zwischen 2-2) 4 Gummikissen (in 2 vor 7) 5 Gehäuse (von 2) 6 Lärmschutzeinlage (in 5 hinter 7) 7 Deckel (von 5 über 6) 8 Schall-Öffnungen (in 7 für 10-14) 9 Signalgeber (in 2) 10 elektroakustischer Wandler (in 2) 11 Batterie (in 2) 12 Schalter (in 2) 13 Verbindungsleitung (längs 3) 14 akustische Herzschlagrhythmus-Imitation (aus 10) 15 Doppelimpulse (aus 14) 16 Spannungsgegenkopplung (für 17-10) 17 Endstufe (für 10) 18 astabiler Multivibrator (aus 9) 19 Steuerwiderstände (für 14/15 in 18) 20 Kopplung (zwischen 19) 21 Stellglied (für 19)

Claims

Ansprüche Verfahren zur Steigerung der Konzentrationsfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß akustische Signale im Herzschlagrhythmus eines emotional ausgeglichenen zustandes verabfolgt werden.

20 Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß die Signale unter akustischer Abschirmung von der Umwelt verabfolgt werden.

3.Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Signale im Innern von Gebörschutzkappen-Ohrmuschein abgestrahlt werden0 4o Vorrichtung zur Steigerung der Konzentrationsfähigkeit, zum Ausüben des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet daß ein elektroakustischer Wandler (10) aus einem Signale geber (9) mit einer adustischen Herzschlagrhythmus-Imitation (14) von etwa 60 bis 80 Signalen pro Minute angesteuert wird0 50 Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (9) und der Wandler (10) in eine Gehörschutzkappen-Ohrmuschel (2) eingebaut sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der akustischen Herzschlagrhythmus-Imitation (14) als Doppelimpulse (15) erzeugt werden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektroakustische Wandler (10) im Herzschlagrhythmus mit Gleichspannungsimpulsen angesteuert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektroakustische Wandler (10) über eine Endstufe (17) mit starker Strom-Gegenkopplung (16) betrieben wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (9) als astabiler Multivibrator (18) mit stark unsymmetrischem Tastverhältnis ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe (17) eine der beiden Nultivibrator-Stufen ist.