JP2022522356A - 神経伝達システム - Google Patents
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Abstract
Description
a.上記人の関節の連節状態に関する情報と、
b.上記人の関節の屈曲角度に関する情報と、
c.上記人の身体のバランスに関する情報と、
d.上記人の身体の筋肉の緊張に関する情報と、
e.基準位置に対する上記人の身体の一部の位置に関する情報と、
f.上記人の身体の一部の面接触に関する情報と
のうち少なくとも1つを含み得る。
a.圧力センサと、
b.張力センサと、
c.バランスセンサと、
d.加速度センサと、
e.温度センサと、
f.イメージセンサと、
g.力センサと、
h.距離センサと、
i.角度センサと、
j.速度センサと
のうち少なくとも1つを含み得る。
a.上記人の関節の連節状態に関する情報と、
b.上記人の関節の屈曲角度に関する情報と、
c.上記人の身体のバランスに関する情報と、
d.上記人の身体の筋肉の緊張に関する情報と、
e.基準位置に対する上記人の身体の一部の位置に関する情報と、
f.上記人の身体の一部の面接触に関する情報と
のうち1つ以上の情報を含んでいる。
a.圧力センサと、
b.張力センサと、
c.バランスセンサと、
d.加速度センサと、
e.温度センサと、
f.イメージセンサと、
g.力センサと、
h.距離センサと、
i.角度センサと、
j.速度センサと
のうち少なくとも1つを介して上記人の身体姿勢に関する情報を取得する手段をさらに備え得る。
a.衣服と、
b.履物と、
c.人工装具と、
d.整形具と、
e.外骨格と、
f.自律的ロボットコンパニオンと、
g.ウェアラブル電子デバイスと、
h.埋込デバイスと
のうち少なくとも1つに一体化され得る。
a.脳波記録EEGデバイスと、
b.神経電極と、
c.脳深部刺激電極と、
d.硬膜下電極と、
e.硬膜下電極アレイと、
f.接続されたウェアラブルデバイスと、
g.経頭蓋興奮測定デバイスと
のうち少なくとも1つから受けたものであってもよい。
a.上記装置の故障状態と、
b.上記装置の電源の充電状態と、
c.上記装置の通常の動作状態と、
d.上記装置のメンテナンス状態と、
e.上記装置の接続状態と、
f.上記装置の通信状態と、
g.上記装置と外部充電デバイスとの間の電力伝送状態と
のうち1つ以上を含み得る。
a.電圧、電流及び/又は電力測定回路と、
b.温度センサと、
c.磁界センサと、
d.信号分析回路と、
e.タイマと、
f.接続測定回路と、
g.回路分析回路と、
h.無線パケットデータ分析回路と、
i.神経的興奮測定回路と、
j.電力伝送測定回路と
のうち1つ以上を備え得る。
a.上記第1の神経刺激信号及び/又は上記第2の神経刺激信号を生成する手段と、
b.補助電源と、
c.補助デジタル信号処理回路と、
d.少なくとも1つの神経刺激信号又は少なくとも1つの神経刺激信号を生成するための信号パラメータを格納する補助メモリ回路と、
e.信号マルチプレクサ及び/又は切替回路と、
f.上記第1の神経刺激信号及び/又は上記第2の神経刺激信号を増幅するための補助信号増幅器と、
g.磁気及び/又は熱遮蔽装置と、
h.メモリ回路から又は上記装置の通信インタフェイスを介して上記第1の神経刺激信号及び/又は上記第2の神経刺激信号を取得する手段と
のうち少なくとも1つをさらに備え得る。
a.脳刺激電極、特に脳深部刺激電極と、
b.硬膜下刺激電極又は硬膜下電極アレイと、
c.硬膜下マイクロワイヤ又はマイクロワイヤアレイと、
d.経頭蓋刺激デバイスと、
e.神経調節電極の未使用接点と、
f.人工シナプスと、
g.光神経インタフェイスデバイスと、
h.化学神経インタフェイスデバイスと、
i.神経面メッシュと、
j.注射可能神経インタフェイスと、
k.例えば人工海馬のような人工脳部品と
のうち1つを含み得る。
a.体性感覚皮質領域と、
b.聴覚皮質領域と、
c.視覚皮質領域と、
d.嗅覚皮質領域と、
e.嗅内皮質領域又はペーペズ回路の構成要素と
のうち1つ以上であり得る。
a.脳深部刺激装置と、
b.神経調節装置と、
c.神経伝達装置と、
d.電気ペースメーカ装置と、
e.経頭蓋刺激装置と、
f.脳マシーンインタフェイス装置と、
g.末梢神経系刺激器と、
h.迷走神経刺激器と、
i.脊髄刺激器と、
j.受容体(例えば圧受容体)又はシナプス刺激器又は変調器と、
k.一体化センサ付き反応性神経刺激デバイスと、
l.神経機能代替デバイス
のような神経刺激装置とともに使用され得る。
a.上記装置の故障状態と、
b.上記装置の電源の充電状態と、
c.上記装置の通常の動作状態と、
d.上記装置のメンテナンス状態と、
e.上記装置の接続状態と、
f.上記装置の通信状態と
のうち1つ以上を含み得る。
a.上記人についての概念学習データと、
b.上記人についての神経画像処理データと、
c.上記人についての電気生理学的測定データと、
d.上記人についての神経接続情報と、
e.上記人の上記神経刺激手段に関する電界刺激データと、
f.上記人についての神経興奮モデルデータと
のうちの1つに少なくとも部分的に基づいていてもよい。
図14は、以下の図16に示されるような複数の独立制御可能な電気接点を有し得るDBS電極のような神経刺激電極120’が埋め込まれた人100’、例えばPD患者を示している。例えば、神経刺激電極120’は、振せん、ジストニア及び/又は硬直のようなPD症状の神経調節治療を行うために人100’の脳に既に埋め込まれているものであってもよい。しかしながら、神経刺激電極120’は、癲癇のような他の運動障害及び神経系疾患の神経伝達及び/又は治療のためのような他の目的のために埋め込まれていてもよい。あるいは、電極120’は、本発明により提供されるシステム専用のインタフェイスとして埋め込まれていてもよい。
以下では、脳深部刺激(DBS)電極のような神経刺激電極と連結可能な神経刺激及び/又は伝達システムを参照して本発明の例示的な実施形態がより詳細に述べられる。しかしながら、本発明により提供されるシステムは、知覚皮質をターゲットとしている求心性軸索を刺激することにより人の知覚皮質を刺激することが可能な異なる神経刺激手段(例えば光神経、化学神経)とともに用いることもできる。
しかしながら、神経刺激電極120’は、アルツハイマー病、癲癇、鬱症状などのような他の運動障害及び神経系疾患の神経伝達及び/又は治療のためのような他の目的のために埋め込まれていてもよい。あるいは、電極120’は、本発明により提供されるシステム専用のインタフェイスとして埋め込まれていてもよい。
Claims (84)
- 人(100’)の知覚皮質を刺激するためのシステム(400’)であって、
a.前記人(100’)に運動合図を与えるように適合された神経刺激信号(600’)を取得する手段(430’,440’)と、
b.前記人(100’)の脳に埋め込まれた神経刺激電極(120’)の電気接点(340’,350’)に前記神経刺激信号(600’)を送る手段(110’,412’,420’)と
を備える、システム。 - 前記神経刺激信号(600’)を取得する手段(430’,440’)は、複数の運動合図と複数の対応する神経刺激信号(600’)との間の前記人(100’)に固有の関係を格納するデータ格納手段(450’)にアクセスする手段を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記格納された固有の関係は、前記人(100’)に関する運動合図学習データに少なくとも部分的に基づいており、前記学習データは、前記複数の運動合図を前記複数の対応する神経刺激信号(600’)に関連付ける、請求項2に記載のシステム。
- 前記神経刺激電極(120’)は、前記運動合図を提供することとは異なる目的のために、前記人(100’)の前記脳に既に埋め込まれている、先行する請求項のいずれかに記載のシステム。
- 前記神経刺激電極(120’)は、
a.脳深部刺激と、
b.神経検知と、
c.脳深部刺激と神経検知の開ループ又は閉ループの組み合わせと、
d.パーキンソン病、癲癇、ジストニア及び/又は振せんの治療と、
e.神経伝達と
のうち少なくとも1つのために埋め込まれている、先行する請求項4のシステム。 - 前記電気接点(340’,350’)は、前記運動合図を提供することとは異なる目的では使用されない、先行する請求項1から5のいずれかに記載のシステム。
- 前記神経刺激電極をその目的に従い動作させる手段をさらに備える、先行する請求項1から6のいずれかに記載のシステム。
- 前記神経刺激信号(600’)は、前記人(100’)により周期的に認知されるように構成された信号又はパルス列信号を含む、先行する請求項1から7のいずれかに記載のシステム。
- 前記送信する手段(110’,412’,420’)は、さらに、前記神経刺激信号(600’)の周波数、パルス幅、パルス形状及び/又は振幅を制御するように構成される、先行する請求項1から8のいずれかに記載のシステム。
- 前記送信する手段(110’,412’,420’)は、さらに、前記神経刺激信号(600’)の前記周波数、前記パルス幅、前記パルス形状及び/又は前記振幅を介して前記人(100’)の運動速度、ペースの規則性及び/又はバランスを制御するように構成される、先行する請求項9に記載のシステム。
- 前記神経刺激信号を取得する手段(430’,440’)は、前記神経刺激電極(120’)の前記電気接点(340’,350’)に送られる少なくとも1つの神経刺激信号(600’)を選択する手段を含む、先行する請求項1から11のいずれかに記載のシステム。
- 前記選択する手段は、異なる周波数を有する少なくとも2つの異なる神経刺激信号(600’)を選択するように適合される、先行する請求項11に記載のシステム。
- 第1の神経刺激信号(600’)は、前記人(100’)の運動速度、ペースの規則性及び/又はバランスを制御するように適合され、第2の神経刺激信号は、前記人の一時的な運動障害を抑制するように適合される、先行する請求項11から12のいずれかに記載のシステム。
- 前記神経刺激信号(600’)を送信する手段(110’,412’,420’)は、さらに、少なくとも2つの異なる神経刺激信号を前記神経刺激電極(120’)の2つの異なる接点(340’,350’)に好ましくは同時に送信するように適合される、先行する請求項1から13のいずれかに記載のシステム。
- 前記神経刺激信号(600’)は、前記人(100’)の前記皮質(210’,220’)内で好ましくは意識下で、完全に潜在意識下で、閾下認知対意識的認知との縁で知覚認知を顕在化させるように適合される、先行する請求項1から14のいずれかに記載のシステム。
- 前記知覚認知は、
a.体性感覚皮質領域と、
b.聴覚皮質領域と、
c.視覚皮質領域と、
d.嗅覚皮質領域と、
e.嗅内皮質領域又はペーペズ回路の構成要素と
のうち少なくとも1つにおいて顕在化される、先行する請求項15に記載のシステム。 - 固有受容情報を人に伝達するためのシステム(400’)であって、
a.前記人(100’)の身体姿勢に関する情報を取得する手段(710’,720’)と、
b.前記取得された情報に基づいて、前記人(100’)の皮質(210’,220’)内の少なくとも1つの知覚ニューロンをターゲットにする少なくとも1つの求心性軸索(230’,342’,344’)に与えられる神経刺激信号(1000’)を決定する手段(430’,440’)と、
c.前記決定された神経刺激信号(1000’)は、伝達される前記固有受容情報に対応し、
d.前記決定された神経刺激(1000’)信号を前記少なくとも1つの求心性軸索(230’,342’,344’)に与えるように適合された前記人(100’)の神経刺激手段(120’)に前記決定された神経刺激信号(1000’)を送信する手段(110’,412’,420’)と
を備える、システム。 - 前記人(100’)の身体姿勢に関する情報は、
a.前記人(100’)の関節(900’)の連節状態に関する情報と、
b.前記人(100’)の関節(900’)の屈曲角度に関する情報と、
c.前記人(100’)の身体のバランスに関する情報と、
d.前記人(100’)の身体の筋肉の緊張に関する情報と、
e.基準位置に対する前記人(100’)の身体の一部の位置に関する情報と、
f.前記人(100’)の身体の一部の面接触に関する情報と
のうち少なくとも1つを含む、先行する請求項17に記載のシステム。 - 前記人(100’)の身体姿勢に関する情報を取得する手段(710’,720’)は、
a.圧力センサと、
b.張力センサと、
c.バランスセンサと、
d.加速度センサと、
e.温度センサと、
f.イメージセンサと、
g.力センサと、
h.距離センサと、
i.角度センサと、
j.速度センサと
のうち少なくとも1つを含む、先行する請求項17又は18のいずれかに記載のシステム。 - 前記神経刺激信号(1000’)を決定する手段(430’,440’)は、複数の固有受容情報と複数の対応する神経刺激信号(1000’)との間の前記人(100’)に固有の関係を格納するデータ格納手段(450’)にアクセスする手段を含む、先行する請求項17から19のいずれかに記載のシステム。
- 前記格納された固有の関係は、前記人(100’)に関する固有受容学習データに少なくとも部分的に基づいており、前記学習データは、前記複数の固有受容情報を前記複数の対応する神経刺激信号(1000’)に関連付ける、先行する請求項20に記載のシステム。
- 前記神経刺激信号(600’,1000’)は、前記人(100’)の前記皮質(210’,220’)内の意識下又は潜在意識下の知覚認知を顕在化するように構成される、先行する請求項のいずれかに記載のシステム。
- 人(100’)に運動情報を伝達するシステム(400’)であって、
a.人(100’)の皮質(210’,220’)に与えられ、前記人(100’)に運動合図を提供するように適合される第1の神経刺激信号(600’)を供給する手段(430’,440’,420’)と、
b.前記人(100’)の前記皮質(210’,220’)に与えられ、前記人(100’)に固有受容情報を提供するように適合される第2の神経刺激信号(1000’)を供給する手段と
を備え、
c.前記第1の神経刺激信号(600’)と前記第2の神経刺激信号(1000’)は、前記人(100’)の前記皮質(210’,220’)に一緒に与えられるように適合される、
システム。 - 前記第1の神経刺激信号(600’)及び/又は前記第2の神経刺激信号(1000’)は、前記運動情報の伝達とは異なる目的のために既に埋め込まれた神経刺激手段(120’)の少なくとも一部分(340’,350’)を介して与えられる、先行する請求項23に記載のシステム。
- 前記固有受容情報は、伝達される前記運動情報に関連付けられた前記人(100’)の運動に関与する前記人(100’)の身体部分(900’)に関連するものである、先行する請求項23又は24のいずれかに記載のシステム。
- 前記第2の神経刺激信号(1000’)は、
a.前記人(100’)の関節(900’)の連節状態に関する情報と、
b.前記人(100’)の関節(900’)の屈曲角度に関する情報と、
c.前記人(100’)の身体のバランスに関する情報と、
d.前記人(100’)の身体の筋肉の緊張に関する情報と、
e.基準位置に対する前記人(100’)の身体の一部の位置に関する情報と、
f.前記人(100’)の身体の一部の面接触に関する情報と
のうち1つ以上の情報を提供するように適合される、先行する請求項23から25のいずれかに記載のシステム。 - 前記第1の神経刺激信号(600’)及び/又は前記第2の神経刺激信号(1000’)を供給する手段(430’,440’,420’)は、前記第1の神経刺激信号(600’)及び/又は前記第2の神経刺激信号(1000’)の周波数、パルス幅、パルス形状及び/又は振幅、及び/又は前記第1の神経刺激信号(600’)と前記第2の神経刺激信号(1000’)との間の相対的タイミングを制御するように適合される、先行する請求項23から26のいずれかに記載のシステム。
- 前記第2の神経刺激信号(1000’)は、記第1の神経刺激信号(600’)の周波数よりも2倍よりも高い、好ましく5倍よりも高い、より好ましくは10倍よりも高い、さらにより好ましくは20倍よりも速い速さで供給されるように適合される、先行する請求項27に記載のシステム。
- 前記第2の神経刺激信号(1000’)は、前記第1の神経刺激信号に関して準連続的に供給されるように適合される、先行する請求項28に記載のシステム。
- a.圧力センサと、
b.張力センサと、
c.バランスセンサと、
d.加速度センサと、
e.温度センサと、
f.イメージセンサと、
g.力センサと、
h.距離センサと、
i.角度センサと、
j.速度センサと
のうち少なくとも1つを介して前記人(100’)の身体姿勢に関する情報を取得する手段(710’,720’)をさらに備える、先行する請求項23から29のいずれかに記載のシステム。 - 前記人の身体姿勢に関する情報を取得する手段(710’,720’)は、
a.衣服と、
b.履物と、
c.人工装具と、
d.整形具と、
e.外骨格と、
f.自律的ロボットコンパニオンと、
g.ウェアラブル電子デバイスと、
h.埋込デバイスと
のうち少なくとも1つに一体化されている、先行する請求項17から22又は30のいずれかに記載のシステム。 - 神経的興奮測定デバイス(110’,120’)を介して記録される神経的興奮パターンに対応する神経測定信号を受ける手段をさらに備える、先行する請求項1から31のいずれかに記載のシステム。
- 前記神経的興奮パターンは、前記人の運動意図及び/又は運動知覚情報に対応する、先行する請求項32に記載のシステム。
- 前記神経測定信号は、
a.脳波記録EEGデバイスと、
b.神経電極と、
c.脳深部刺激電極と、
d.硬膜下電極と、
e.硬膜下電極アレイと、
f.接続されたウェアラブルデバイスと、
g.経頭蓋興奮測定デバイスと
のうち少なくとも1つから受けたものである、先行する請求項32から33のいずれかに記載のシステム。 - 前記先行する請求項1から34のいずれかのシステムを含む、電子情報処理デバイス(130’)。
- 前記先行する請求項1から34のいずれかのシステムを含む、分散電子情報処理システム(110’,130’,710’,720’)。
- 電子情報処理デバイス(130’)又は分散電子情報処理システム(110’,130’,710’,720’)により実行された場合に、前記先行する請求項1から34のいずれかに記載されたシステムの機能を実現するための指令を含むコンピュータプログラム。
- 人の神経刺激装置の動作状態を伝達するためのシステムであって、
a.前記装置の前記動作状態を決定する手段と、
b.前記人の皮質内で知覚認知を顕在化させるように適合された、第1の神経刺激信号を前記人の前記神経刺激手段に送る手段と
を備え、
c.前記第1の神経刺激信号は、前記装置の前記動作状態を示すものである、
システム。 - 前記装置の前記動作状態は、
a.前記装置の故障状態と、
b.前記装置の電源の充電状態と、
c.前記装置の通常の動作状態と、
d.前記装置のメンテナンス状態と、
e.前記装置の接続状態と、
f.前記装置の通信状態と、
g.前記装置と外部充電デバイスとの間の電力伝送状態と
のうち1つ以上を含む、請求項38に記載のシステム。 - 前記人の認知及び/又は解釈を意図した前記第1神経刺激信号の送信が行われようとしていることを示す第2の神経刺激信号を送信するため及び/又は前記第1の神経刺激信号の送信が完了したことを示す第3の神経刺激信号を送信する手段をさらに備える、先行する請求項38又は39のいずれかに記載のシステム。
- 前記装置の動作状態を決定する手段は、
a.電圧、電流及び/又は電力測定回路と、
b.温度センサと、
c.磁界センサと、
d.信号分析回路と、
e.タイマと、
f.接続測定回路と、
g.回路分析回路と、
h.無線パケットデータ分析回路と、
i.神経的興奮測定回路と、
j.電力伝送測定回路と
のうち1つ以上を備える、先行する請求項38から40のいずれかのシステム。 - a.前記第1の神経刺激信号及び/又は前記第2の神経刺激信号を生成する手段と、
b.補助電源と、
c.補助デジタル信号処理回路と、
d.少なくとも1つの神経刺激信号又は少なくとも1つの神経刺激信号を生成するための信号パラメータを格納する補助メモリ回路と、
e.信号マルチプレクサ及び/又は切替回路と、
f.前記第1の神経刺激信号及び/又は前記第2の神経刺激信号を増幅するための補助信号増幅器と、
g.磁気及び/又は熱遮蔽装置と、
h.メモリ回路から又は前記装置の通信インタフェイスを介して前記第1の神経刺激信号及び/又は前記第2の神経刺激信号を取得する手段と
のうち少なくとも1つをさらに備える、前記先行する請求項38から41のいずれかのシステム。 - 前記第1の神経刺激信号を生成する手段は、複数の動作状態と複数の対応する神経刺激信号との間の前記人に固有の関係を格納するデータ格納手段にアクセスする手段を含む、先行する請求項38から42のいずれかに記載のシステム。
- 前記神経刺激装置は、
a.脳深部刺激装置と、
b.神経調節装置と、
c.神経伝達装置と、
d.電気ペースメーカ装置と、
e.経頭蓋刺激装置と、
f.脳マシーンインタフェイス装置と、
g.末梢神経系刺激器と、
h.迷走神経刺激器と、
i.脊髄刺激器と、
j.受容体(例えば圧受容体)又はシナプス刺激器又は変調器と、
k.一体化センサ付き反応性神経刺激デバイスと、
l.神経機能代替デバイスと
のうち1つを含む、先行する請求項38から43のいずれかに記載のシステム。 - 前記第1の神経刺激信号及び/又は前記第2の神経刺激信号は、パルス周波数、パルス極性、パルス形状、パルス振幅及び/又はパルス幅のような複数の信号パラメータにより特徴付けられる、先行する請求項38から44のいずれかに記載のシステム。
- 信号パラメータの異なる組み合わせは、前記装置の異なる動作状態に対応する、先行する請求項38から45のいずれかに記載のシステム。
- 前記神経刺激手段は、
a.脳刺激電極、特に脳深部刺激電極と、
b.硬膜下刺激電極又は硬膜下電極アレイと、
c.硬膜下マイクロワイヤ又はマイクロワイヤアレイと、
d.経頭蓋刺激デバイスと、
e.神経調節電極の未使用接点と、
f.人工シナプスと、
g.光神経インタフェイスデバイスと、
h.化学神経インタフェイスデバイスと、
i.神経面メッシュと、
j.注射可能神経インタフェイスと、
k.例えば人工海馬のような人工脳部品と
のうち1つを含む、先行する請求項38から46のいずれかに記載のシステム。 - 前記第1の神経刺激信号、前記第2の神経刺激信号及び/又は前記第3の神経刺激信号は、前記個人の前記知覚皮質をターゲットにしている少なくとも1つの求心性軸索における活動電位を顕在化させるように適合される、先行する請求項38から47のいずれかに記載のシステム。
- 前記第1の神経刺激信号、前記第2の神経刺激信号及び/又は前記第3の神経刺激信号は、特定の知覚モダリティに関連付けられた前記人の前記皮質の部分において知覚認知を顕在化させるように適合される、先行する請求項38から48のいずれかに記載のシステム。
- 前記皮質の前記部分は、
a.体性感覚皮質領域と、
b.聴覚皮質領域と、
c.視覚皮質領域と、
d.嗅覚皮質領域と、
e.嗅内皮質領域又はペーペズ回路の構成要素と
のうちの1つ以上である、請求項49に記載のシステム。 - 先行する請求項38から50のいずれかに記載のシステムを含む神経刺激装置。
- 神経刺激装置の動作状態を人に伝達するための方法であって、
a.前記装置の前記動作状態を決定し、
b.前記人の皮質において知覚認知を顕在化させるように適合された前記人の神経刺激手段に神経刺激信号を送信し、
c.前記第1の神経刺激信号は、前記装置の前記決定された動作状態を示すものである、
方法。 - さらに、前記第1の神経刺激信号の送信が行われてようとしていることを示す第2の神経刺激信号を送信し、さらに/あるいは前記第1の神経刺激信号の送信が完了したことを示す第3の神経刺激信号を送信する、請求項52に記載の方法。
- 前記装置の前記動作状態は、
a.前記装置の故障状態と、
b.前記装置の電源の充電状態と、
c.前記装置の通常の動作状態と、
d.前記装置のメンテナンス状態と、
e.前記装置の接続状態と、
f.前記装置の通信状態と
のうち1つ以上を含む、先行する請求項52又は53のいずれかに記載の方法。 - さらに、複数の動作状態と複数の対応する神経刺激信号との間の前記人に固有の関係を格納するデータ格納手段へのアクセスに基づいて、前記第1の神経刺激信号及び/又は前記第2の神経刺激信号を生成する、先行する請求項52から54のいずれかに記載の方法。
- 前記固有の関係は、
a.前記人についての概念学習データと、
b.前記人についての神経画像処理データと、
c.前記人についての電気生理学的測定データと、
d.前記人についての神経接続情報と、
e.前記人の前記神経刺激手段に関する電界刺激データと、
f.前記人についての神経興奮モデルデータと
のうちの1つに少なくとも部分的に基づいている、請求項55に記載の方法。 - 神経刺激装置の信号処理回路により実行されると、請求項52から56のいずれかに記載の方法を実行する命令を含む、コンピュータプログラム。
- 人の皮質(100,110,112)において知覚認知を顕在化させるように構成された神経刺激信号(500,600,700)を供給するためのシステム(300,140)であって、
a.前記人の前記皮質(100,110,112)内の少なくとも1つの知覚ニューロンをターゲットにしている少なくとも1つの求心性軸索(120)に対する少なくとも1つの神経刺激手段(130)の実際の部分又は予定されている部分に関する空間データを取得する手段と、
b.前記取得された空間情報に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも1つの神経刺激手段(130)を介して少なくとも1つの求心性軸索(120)に与えられる少なくとも1つの神経刺激信号(500,600,700)を決定する手段と
を備える、システム。 - 前記空間情報を取得する手段は、前記少なくとも1つの求心性軸索(120)についてのトラクトグラフィ情報及び/又は神経接続情報を含み、好ましくは拡散テンソル画像データ及び/又は解剖学的基準データを取得する手段を含む、先行する請求項58に記載のシステム(300,140)。
- 前記空間情報を取得する手段は、前記少なくとも1つの神経刺激手段(130)の前記実際の部分又は前記予定されている部分の少なくとも一部を取り囲む脳組織の量の神経画像処理データであって、好ましくはコンピュータ断層撮影データ及び/又は磁気共鳴画像データを含む神経画像データ処理を取得する手段を含む、先行する請求項58又は59のいずれかに記載のシステム(300,140)。
- 前記少なくとも1つの神経刺激信号(500,600,700)を決定する手段は、前記取得された空間情報に少なくとも部分的に基づいて、好ましくは有限要素法及び/又は神経区画モデルを用いて、前記少なくとも1つの求心性軸索(120)及び/又は前記少なくとも1つの知覚ニューロンの興奮確率を決定する手段を含む、先行する請求項58から60のいずれかに記載のシステム(300,140)。
- 前記少なくとも1つの神経刺激信号(500,600,700)を決定する手段は、さらに、
a.前記少なくとも1つの神経刺激信号により顕在化される知覚認知の少なくとも1つの所望の種類と、
b.少なくとも1つのターゲットにされた知覚ニューロンを含む前記皮質(100,110,112)の少なくとも1つの所望のターゲット領域と、
c.前記少なくとも1つの神経刺激手段を介して異なる神経刺激信号により刺激された際に、前記人が認知できる異なる知覚認知の数を最適化することに基づいた最適化法と
のうち少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも1つの神経刺激信号を決定するように構成される、先行する請求項58から61のいずれかに記載のシステム(300,140)。 - 人の皮質(100,110,112)(100,110,112)における知覚ニューロンを刺激するためのシステム(300,140)であって、
a.前記人の知覚認知と、前記人の前記皮質(100,110,112)における前記知覚ニューロンをターゲットにしている少なくとも1つの求心性軸索(120)に与えられる対応する神経刺激信号(500,600,700)との間の関係(332)を格納する手段(330)と、
b.前記神経刺激信号(500,600,700)のうち少なくとも1つを選択し、前記人の少なくとも1つの神経刺激手段(130)に送信する手段(320,340,350)と
を備える、システム。 - 前記少なくとも1つの神経刺激信号(500,600,700)に対応する前記少なくとも1つの求心性軸索(120)に一連の活動電位を誘導するように適合された少なくとも1つの神経刺激手段(130)をさらに備える、先行する請求項63に記載のシステム(300,140)。
- 前記少なくとも1つの神経刺激信号(500,600,700)を選択し送信する手段(320,340,350)は、
a.デジタル信号プロセッサ(340)と、
b.デジタル-アナログ変換器(220)と、
c.無線周波数送信器(350,310)と、
d.無線周波数受信器(142,210)と、
e.アナログ及び/又はデジタル信号増幅器(230)と、
f.無線周波数混合回路(210,350)と、
g.ローパス、ハイパス及び/又はバンドパス回路(210,350)と、
h.無線通信回路(210,350)と、
i.インピーダンス整合回路(210,350)と
のうち少なくとも1つを含む、先行する請求項63又は64のいずれかに記載のシステム(300,140)。 - 前記知覚認知と前記対応する神経刺激信号(500,600,700)との間の前記格納された関係は、
a.前記少なくとも1つの求心性軸索(120)に関する空間情報と、
b.前記少なくとも1つの神経刺激手段(130)に関する空間情報と、
c.前記少なくとも1つの求心性軸索(120)に関する神経接続情報と、
d.前記少なくとも1つの神経刺激手段(130)に関連付けられた電界分布と、
e.前記人に関する機能的神経画像処理データと、
f.前記人に関する拡散テンソル画像データと、
g.前記人に関係する神経解剖学的基準データと、
h.前記人に関する皮質興奮データと、
i.前記人に関する認知及び又は概念学習データと、
j.前記人に関する知覚認知データと、
k.前記人の主観的経験に少なくとも部分的に基づく行動データと、
l.前記対応する神経刺激信号(500,600,700)が前記人の前記少なくとも1つの神経刺激手段(120)に送信されるときに、前記人により好ましくは同時に認知可能な知覚認知の数を最大化するための最適化法と
のうち1つ以上に少なくとも部分的に基づいている、先行する請求項63から65のいずれかに記載のシステム(300,140)。 - 前記認知及び/又は概念学習データは、
a.認知及び/又は概念学習法(1000)に参加している前記人と、
b.前記少なくとも1つの神経刺激信号を受信しているときに、非侵襲機能的神経画像処理デバイス、好ましくは機能的磁気共鳴画像処理又は電気生理学的記録デバイス又は非侵襲電気生理学的記録デバイスにより分析される前記人と
のうち1つ以上に少なくとも部分的に基づいて生成される、先行する請求項66に記載のシステム(300,140)。 - 概念的情報(510,610,710)を人に伝達するためのシステム(300,140)であって、
a.前記人の皮質(100,110,112)内の少なくとも1つの知覚ニューロンをターゲットにしている少なくとも1つの求心性軸索(120)に与える少なくとも1つの神経刺激信号(500,600,700)を選択する手段(320)と、
b.前記少なくとも1つの神経刺激信号(500,600,700)は、伝達しようとする前記概念的情報(510,610,710)に対応し、
c.前記少なくとも1つの神経刺激信号(500,600,700)を前記人の少なくとも1つの神経刺激手段(130)に送信する手段(340,350,310)と
を備える、システム。 - 前記少なくとも1つの神経刺激信号(500,600,700)は、前記人の前記皮質(100,110,112)に意識的又は無意識的な知覚認知を引き起こすように適合される、先行する請求項68に記載のシステム(300,140)。
- 前記少なくとも1つの神経刺激信号(500,600,700)を選択する手段(310)は、複数の概念的情報(510,610,710)と複数の対応する神経刺激信号(500,600,700)との間の前記人に固有の関係(332)を格納するデータ格納手段(330)にアクセスする手段を含む、先行する請求項68又は69に記載のシステム(300,140)。
- 前記格納された固有の関係(332)は、前記人に関する概念学習データに少なくとも部分的に基づいており、前記概念学習データは、前記複数の概念的情報(510,610,710)を前記複数の対応する神経刺激信号(500,600,700)に関連付ける、先行する請求項70に記載のシステム(300,140)。
- 前記概念的情報(510,610,710)は、文字、数字、色、空間内の方向、言葉、文、物体、人又は動物の特定、前記人の運動反応に対する命令、位置、バイオ又は神経フィードバック信号、形状、画像又はアイコン、警告、連想、類似度、サリアンス信号、リズム、開始又は停止コマンド又は情報、タッチ情報、表面テクスチャ情報、圧力情報、及び/又は電磁界強度表示のうち少なくとも1つを含む、先行する請求項68から71のいずれかに記載のシステム(300,140)。
- 前記少なくとも1つの神経刺激信号(500,600,700)は、前記少なくとも1つの求心性軸索(120)における一連の活動電位を顕在化させるように構成される、先行する請求項68から72のいずれかに記載のシステム(300,140)。
- 前記少なくとも1つの神経刺激手段(130)は、電気神経インタフェイス手段、光神経インタフェイス手段及び/又は化学神経インタフェイス手段を含む、先行する請求項68から73のいずれかに記載のシステム300,140。
- 前記電気神経インタフェイス手段は、少なくとも1つの刺激電極(130)を含み、好ましくは、複数の独立制御可能な電気刺激接点(132,134,136,138)を含む、先行する請求項74に記載のシステム(300,140)。
- 前記電気神経インタフェイス手段は、好ましくはそれぞれ複数の独立制御可能な電気接点(132,134,136,138)を含む少なくとも2つの独立制御可能な刺激電極(130)を含む、先行する請求項74又は75に記載のシステム(300,140)。
- 前記少なくとも1つの刺激電極は、刺激とは独立した治療目的(1430)で埋め込まれた神経調節電極(130)の少なくとも一部(1440)により提供される、先行する請求項74から76のいずれかに記載のシステム(300,140)。
- 前記神経調節電極(130)の前記一部(1440)は、前記治療目的(1430)では使用されない部分である、先行する請求項77に記載のシステム(300,140)。
- 前記少なくとも1つの求心性軸索(120)は視床皮質軸索である、先行する請求項58から78のいずれかに記載のシステム(300,140)。
- 前記少なくとも1つの知覚ニューロンは、
a.体性感覚皮質領域と、
b.聴覚皮質領域と、
c.視覚皮質領域と、
d.嗅覚皮質領域と、
e.味覚皮質領域と、
f.体性感覚連想皮質領域と、
g.固有受容皮質領域と、
のうち少なくとも1つに位置している、先行する請求項58から79のいずれかに記載のシステム(300,140)。 - 神経刺激電極(130)の埋込を計画するためのシステムであって、
a.特定の知覚モダリティに関連付けられた皮質(100,110,112)内の知覚ニューロンをターゲットにしている複数の求心性軸索(120)を自動的に特定する手段と、
b.前記複数の求心性軸索(120)を含む脳組織の量の神経解剖学的画像及び又は基準データを取得する手段と、
c.前記特定された前記複数の求心性軸索(120)及び前記取得された神経解剖学的画像及び/又は基準データに少なくとも部分的に基づいて前記神経刺激電極(130)用の埋込位置及び/又は埋込軌跡を自動的に決定する手段と
を備える、システム。 - 前記神経解剖学的画像データを取得する手段は、コンピュータ断層及び/又は磁気共鳴画像データを取得する手段を含む、先行する請求項81に記載のシステム。
- 前記埋込位置及び/又は前記埋込軌跡を自動的に決定する手段は、前記知覚ニューロンの少なくともサブセットの刺激速度を最適化する手段を含む、先行する請求項81又は82のいずれかに記載のシステム。
- 前記埋込位置及び/又は前記埋込軌跡を自動的に決定する手段は、前記神経刺激電極により顕在化される少なくとも2種類の知覚認知を好ましくは同時に特定することに少なくとも基づいて前記埋込位置及び/又は前記埋込軌跡を決定するように構成される、先行する請求項81から83のいずれかに記載のシステム。
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