JP2010536400A - それを必要としている被験体において集中力および/または記憶力を改善するための処置の方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、米国特許法§119(e)下で2007年5月25日に出願された米国特許仮出願第60/940,153号の恩典を主張し、その内容は、全体として参照により本明細書に組み入れられる。
本発明は、それを必要としている被験体において集中力および/または記憶力を改善するための処置の方法に関する。
現代社会において、学業成績上の成功が以前に増して注目されている。この競争環境は、共通の学力検査もしくは能力検査、採用試験/公務員試験における実績を支援しかつ強化する学習ツールまたは大学もしくは大学院などの上級学校への入学を希望している人のための学習ツールに対する需要の高まりをもたらした。加えて、認知強化ツールも、脳卒中、頭部外傷、またはその他の脳損傷ののちの脳傷害後のリハビリテーションのために求められている。これらの認知強化デバイスの多くは、それらの背後に肯定的な事例報告を有するが、それらが何らかの実際の認知利益を生み出すかどうかを決定するための厳格な試験を受けていない。
本発明の一つの局面は、集中力、記憶力、認知パフォーマンス、およびストレス緩和の少なくとも一つにおける改善を必要としている被験体を選択する段階ならびに被験体に4〜12 Hzの周波数範囲である同期した閃光およびパルス音を施す段階を含む、視聴覚の同調によって集中力、記憶力、認知パフォーマンス、およびストレス緩和の少なくとも一つを改善するための処置の方法に向けられる。
方法
参加者は、Thomas Jefferson Universityでの広告により募集された。本研究に対するすべての参加者は、全般的に良好な健康、および神経学的、精神科的、または医学的ないかなる障害も有さないことについてスクリーニングされた。光過敏性痙攣、すなわち光刺激に応答する痙攣を有する個人を除外するために、アンケートが構築された。18〜45歳の範囲内の全部で120人の正常で健康な成人被験体がスクリーニングされ、40人の被験体を登録した。すべての被験体は、Shipley Hartford Institute for Living Scaleに基づいて少なくとも平均IQ(90以上)を有する、英語を母国語として話す人であった。すべての参加者は、Thomas Jefferson Universityからの医学生、理学療法またはPhD学生、研修医、および看護師であった。不適任は、90以下のIQ、Spielberger項目上での異常な状態または特性不安スコア、および潜在的な中枢神経系インパクトをともなう先行する医学的または精神科的病歴を有することから生じた(例えば、中枢神経系インパクトをともなう神経学的または医学的条件、鬱、不安、薬物乱用、強迫神経症、および片頭痛;70人の個人)。6人の個人は、時間およびスケジューリング制約により断念された。3人の個人は、89未満のIQにより、1人は、光過敏性痙攣のリスクにより断念された。これにより、40被験体の最終登録サンプルとなった。1被験体は、スケジュールの調整がつかずに研究の途中で断念した。これにより、39の最終分析サンプルとなった。
研究は、二重盲検、プラセボ制御、交差設計を利用した。交差(MC Squareデバイス、偽)の各々の因子内で、参加者は、認知尺度上の事前試験、デバイスを用いるトレーニング、次いで同じ認知尺度上の事後試験を受けた。参加者は、MC Squareデバイスを用いない調査下で神経認知スキルのベースライン試験(3時間)に取り組んだ。ベースライン試験は、IQの評価のためのShipley Hartford Institute of Living Scale(Robert, 2001)および不安のベースラインレベルを決定するためのSpielberger状態・特性不安スケールなどのスクリーニング材料を含んだ。この第一セッションにおけるその他の尺度は、記憶力の初期評価(Hopkins言語学習試験)(Jason, 2001)、言語学習(バージョンIII, Rを用いるWechsler Memory Scale, WMSおよびオリジナルのWMSからの対連合サブ試験が、5バージョンを獲得するために使用された)、ワーキングメモリ(構築された付加的なバージョンを用いるWMS-IIIからの文字数順序付けサブ試験)(D. Wechsler, 1997,b)、注意(構築された付加的なバージョンを用いるWMS-IIIからのディジットスパンサブ試験)、および語彙(10人の個人の別個のサンプルを用いた事前試験によって難しさに対して同等と見なされた5バージョンを用いる多項選択演習PSATおよびSAT項目。すべての5バージョンは、互いの2ポイント内の平均スコアを用いて完了した)を含んだ。
MC Squareデバイスは、動作の異なるモードを有するが、本研究においては二つのモードのみが使用された。P-1モードは、集中力強化に対するものであり、研究にわたってアルファ周波数(8〜12 Hz)にセットされる。P-2モードは、くつろぎを誘発するためのものであり、アルファで始まり、次いでシータ(4〜8 Hz)、次いでアルファで終わる、アルファおよびシータ周波数の組み合わせ(4〜12 Hz範囲)にセットされる。デバイスは、小さな手持ち式ラジオとよく似た働きをする。モードの選択は、デバイスの表面上のダイヤルによって簡単にセットされた。デバイスは、4〜12 Hzの周波数範囲(シータおよびアルファ波の範囲)でパルス音を発生し、明滅光と同じ周波数で常に同期した。バックグラウンドで自然音が提示された。明滅光の輝度、トーンパルスのボリューム、およびバックグラウンドの自然音のボリュームは、調整可能であった。光の明滅の速度およびトーンに対するパルスの速度は、調整可能ではなく、P-1およびP-2モードによって決定された。片目あたり400〜720 nmの波長および0〜16 Lxの範囲の輝度を有する4〜12 Hzの明滅速度でセットされた4つの光ダイオードがあった。ダイオードは赤色光を放出したが、これは、前に指摘されたように、瞼における血管が赤色/橙色光を最も効率的に通すからである。パルス音のボリュームは、嫌悪音量を避けるために、調整可能でありかつ被験体にカスタマイズされることが可能であった。アルファおよびシータにセットされた周波数ならびに明滅光およびトーンの同期は、MC Squareデバイスを介する効果的な脳波同調の主要ではあるが唯一ではない成分であると見なされた。
神経認知機能の次の4つのエリアが評価された:言語エピソード記憶、言語連合学習、言語ワーキングメモリ、および注意/集中力。これらのドメインを評価するために利用された試験の二つ(Hopkins言語学習試験、対連合学習試験)は、利用可能な5バージョンを有した。付加的なバージョンが、残りの試験に対して構築された(語彙、ディジットスパン順方向および逆方向、ならびに文字数順序付け)。多項選択フォーマットを介して語彙スキルを評価する対照タスクが開発された。事前試験および事後試験のセッションは、利用された特定の試験バージョンを例外として同一であった。語彙試験を例外として、すべての試験は、十分に確立された、十分にノルムが定義された神経心理学的手段であった。実施およびスコアリング手順は、試験マニュアルにおいて記載される標準化手順に従った。
言語エピソード記憶の尺度としてHopkins言語学習試験(Jason, B, 2001)が使用された。この試験は、12の個々の言葉から成る三つの学習トライアルからなる。言葉の遅延想起が、3番目の学習トライアルの後に、20〜25取られた。次いで、12の標的言葉プラス12の非標的(聞いたことのない)不正解選択肢から成る遅延認識トライアルが施された。3つの学習トライアルに基づく全学習スコア(HVLT-TR)、遅延想起スコア(HVLT-DR)スコア、遅延認識指数(HVLT-RDI)、および想起力スコア(%)(HVLT-PR)がマニュアルに従って算出され、分析において利用された。
Wechsler Memory Scale-III(Wechsler, D. 1997,b)の言語対連合サブ試験が、言語学習の尺度として使用された。この試験において、全部で8つの言葉対があった。言葉対が声に出して読まれた後、参加者は、対における第一の言葉を与えられ、第二を提供することを要求された。8つの言葉対のセットが与えられ、各々のセッションにおいて4回試験された。25〜30分後、遅延想起試験が与えられ、再度、対の第一の言葉のみが与えられ、参加者は、対における第二の言葉を提供しなければならなかった。最終遅延認識フェーズが、各々のセッションで施された。ここで、参加者は、16の非標的(聞いたことのない)対の中にランダムに散在する8つの言葉対を聞かされ、参加者は正しい対を同定しなければならなかった。非意味的関係言葉対のみが利用されたことに注意されたい。Wechsler Memory Scaleの過去のバージョン(バージョンIII、改訂およびオリジナル、この試験の5バージョンが作り出された)を利用することによって。学習勾配スコア(VPA-LS)、全遅延想起スコア(VPA-TDR)、想起力スコア(%)(VPA-PR)、および全遅延認識スコア(VPA-DRecog.)に加えて、4つの学習トライアルに基づく全学習スコア(VPA-TL)が算出された。
Wechsler Memory Scale-IIIの文字数順序付けサブ試験(Wechsler, D, 1997,b)が、言語ワーキングメモリの尺度として利用された。参加者は、ランダムな文字および数のシリーズを与えられた。被験体は、カージナル(上昇)順で数を、アルファベット順で文字を反復することを要求された。一連の文字および数は、各々のトライアルとともに次第に長くなった。被験体は、彼らが与えられた文字/数スパンで3回失敗するまで進んだ。全部で21トライアルが施され、8項目(4つの文字、4つの数)の最大スパンで、各々のスパンで2トライアルであった。単に任意の一連の出来事の反復をともなわない一連のランダムな数および文字を利用することによって、この試験の付加的なバージョンが開発された。正しいトライアルの数を反映する全スコア(LN-順序付け)が、分析において利用された。
Wechsler Memory Scale-IIIのディジットスパン(順方向)サブ試験(Wechsler, D. 1997,b)が、聴覚注意の尺度として使用された。被験体は、ディジットの各々のシリーズが次第に長くなる、与えられた一連のディジットを反復することを要求される。被験体は、彼らが与えられたディジットスパンで2回失敗するまで進む。16トライアルあり、9つのディジットの最大スパンで、各々のスパンで2トライアルであった。単に一連のランダムな数を利用することによって、この試験の付加的なバージョンが開発された。全ディジット順方向生スコアが、分析において使用された。
多項選択語彙試験が、対照タスクとして使用された。それは、意味的知識を測定する。これらの項目は、共通大学入学試験(PSAT、SAT)のための準備本からとられた。標的項目は、4つの選択肢で提示され、参加者は、同義語または意味において標的言葉に最も近い言葉を同定しなければならなかった。事前試験は、5つの同等の50項目のバージョンを開発するために使用された。指摘されるように、MC Squareデバイスを介する改善は、この尺度に対しては予期されなかった。
統計分析は、両方とも事実上2レベルである次の2つの被験体内因子を用いる2つのセッションの事前試験および事後試験スコアに対する反復測定分散分析を含んだ:セッション(第一、第二)、トレーニング条件(事前試験、事後試験)。順序(MC Square条件、次いで偽、または逆)は、被験者間因子としての役目を果たした。被験者間因子として実験条件(MC Square、偽)およびセッション(第一、第二)を用いて、事前試験または事後試験スコアに対して付加的な分散分析が実行された。すべての分析は、14試験に対してBonferroni法を使用して第一種過誤補正を受けた。p<.05の有効なアルファを維持するために、p<.001の観測されたアルファが要求された。
各々の尺度に対するサンプル平均スコアおよび標準偏差は、表3において示される。本発明者らは、反復測定分析に注目することによって、第一にMC Squareデバイスを用いるトレーニングの効果を試験する。ここで、MC Squareトレーニング後の改善されたパフォーマンスの仮説を試験するモデルにおけるカギとなる影響は、セッション、トレーニング条件、および順序間の相互作用を含む。反復測定分析に対する統計結果は、表4において示される。
表3に関する説明:
Hopkins言語学習試験-全想起(HVLT-TR)
Hopkins言語学習試験-遅延想起(HVLT-DR)
Hopkins言語学習試験-想起力スコア(%)(HVLT-PR)
Hopkins言語学習試験-認識識別指数(HVLT-RDI)
言語対連合-全学習(VPA-TL)
言語対連合-全遅延想起(VPA-TDR)
言語対連合-学習勾配(VPA-LS)
言語対連合-想起力(%)(VPA-PR)
言語対連合-遅延認識(VPA-DRecog.)
文字数順序付け(LN-順序付け)
*Bonferroni補正の後、統計的に有意な事前試験/事後試験の差
本発明者らは、MC Squareトレーニングに続いて注意および集中力の尺度、ディジットスパン順方向試験における統計的に信頼できる改善があったことを結論付ける。この初期分析において連合言語学習およびワーキングメモリの尺度における改善があったが、これらの所見は、Bonferroni補正を切り抜けなかった。予期されるように、MC Squareデバイスは、語彙を含む本発明者らの対照タスクに対する影響を有しなかった。本発明者らの対照タスクを含む測定されたほとんどの分野における効果の欠如は、MC Squareが、認知活動に対する全般的な効果を有していないという確信、および信頼できる変化が生じた場合にそれが極めて固有の効果であるという確信を提供した。ディジットスパン順方向に対するトレーニング効果は、ディジットスパンスキルの参加者のベースラインレベルまたは彼らの不安の状態および特性レベルを考慮した後でさえも当てはまった。39人の被験体のうち全部で24人(61.5%)が、デバイスを用いたトレーニングに続くディジットスパンタスクにおける少なくとも半分の標準偏差における改善(.73ディジットまたはおよそ1ディジットの増加)を示した。この増加は、短期間にわたってより「聞いたことのある」情報に執着するよりも明確に実用的に有益である可能性がある。
Claims (17)
- a)集中力、記憶力、認知パフォーマンス、およびストレス緩和の少なくとも一つにおける改善を必要としている被験体を選択する段階;ならびに
b)被験体に4〜12 Hzの周波数範囲である同期した閃光およびパルス音を施す段階
を含む、視聴覚の同調によって被験体における集中力、記憶力、認知パフォーマンス、およびストレス緩和の少なくとも一つを改善するための処置の方法。 - 閃光が、400〜720 nmの範囲の波長および0〜16 Lxの範囲の輝度を有する、請求項1記載の方法。
- 閃光が、変動する周波数を有する波形を含む、請求項1記載の方法。
- 変動する周波数が、上昇する周波数および下降する周波数の少なくとも一つを含む、請求項3記載の方法。
- 閃光およびパルス音が、同相で、異相で、またはその組み合わせで施される、請求項1記載の方法。
- 同期した閃光およびパルス音を施す段階が、15〜60分の期間の間生じる、請求項1記載の方法。
- 同期した閃光およびパルス音を施す段階が、15〜30分の期間の間生じる、請求項1記載の方法。
- 同期した閃光およびパルス音を施す段階が、3日以上のあいだ毎日生じる、請求項1記載の方法。
- 被験体が、ADHDと診断されている、請求項1記載の方法。
- 被験体が、実行機能の発達障害と診断されている、請求項1記載の方法。
- 被験体が、加齢による記憶力の低下を経験している、請求項1記載の方法。
- 被験体に、加齢による記憶力の低下に対するリスクがある、請求項1記載の方法。
- 自然の物音を施す段階
をさらに含む、請求項1記載の方法。 - 自然の物音が、川の水音、鳥のさえずり、雨滴、および海の波の少なくとも一つを含む、請求項13記載の方法。
- 同期した閃光およびパルス音を施す前に、被験体に関する、集中力、記憶力、認知パフォーマンス、およびストレス緩和の少なくとも一つに対するベースラインスコアを確立する段階;ならびに
同期した閃光およびパルス音を施した後に、被験体に関する、集中力、記憶力、認知パフォーマンス、およびストレス緩和の少なくとも一つに対する改善されたスコアを測定する段階
をさらに含む、請求項1記載の方法。 - ストレス緩和が、くつろぎを増加させること、不安を減少させること、および回復睡眠を増加させることの少なくとも一つを含む、請求項1記載の方法。
- a)集中力、記憶力、認知パフォーマンス、およびストレス緩和の少なくとも一つにおける改善を必要としている被験体を選択する段階;ならびに
b)被験体に4〜12 Hzの周波数範囲である同期した閃光およびパルス音を施す段階
を含む、視聴覚の同調によって被験体における集中力、記憶力、認知パフォーマンス、およびストレス緩和の少なくとも一つを改善するための処置としての同期した閃光およびパルス音の使用。
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