WO2007095925A1 - System zum bestimmen und regulieren eines psycho-physiologischen zustandes eines biologischen systems - Google Patents

System zum bestimmen und regulieren eines psycho-physiologischen zustandes eines biologischen systems Download PDF

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WO2007095925A1
WO2007095925A1 PCT/DE2007/000336 DE2007000336W WO2007095925A1 WO 2007095925 A1 WO2007095925 A1 WO 2007095925A1 DE 2007000336 W DE2007000336 W DE 2007000336W WO 2007095925 A1 WO2007095925 A1 WO 2007095925A1
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psycho
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PCT/DE2007/000336
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Hans-Ullrich Balzer
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Brandes, Vera
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Definitions

  • the invention is in the field of system for determining and regulating complex vegetative states of a biological system.
  • EEG electroencephalogram
  • EMG electromyogram
  • ECG electrocardiogram
  • biochemical studies to characterize certain behaviors, such as food intake or immune behavior under specific conditions, such as pathological behavior.
  • Vegetative-emotional investigations of humans are carried out by means of skin resistance measurements.
  • various types of regulatory states such as arousal, relaxation, overload inhibition or the like can be detected.
  • BESTATIGUNGSKOPIE 155 The basis of this test procedure is a measurement of skin resistance under defined test conditions.
  • psychological basic states such as well-being, happiness, sadness, anger or psychological mixed states such as anxious, pleasant, aggressive, nervous or the like are determined by questioning or by biofeedback methods.
  • the vegetative state of a biological system can be described by measuring and analyzing the three basic vegetative parameters: electromyogram (EMG), skin resistance (HW) and skin potential (HP).
  • EMG electromyogram
  • HW skin resistance
  • HP skin potential
  • the EMG reflects the muscular and motor activity of the system
  • the skin resistance reflects on the sympathetic activity and the associated sweat gland secretion the vegetative-emotional component
  • the skin potential reflected as the difference of summary cell potential differences on the skin surface parasympathisch innervierter reactions.
  • the physiological basic states include the waking state, the sleep state and the sleep phases or sleep states (for example REM sleep).
  • the object of the invention is to provide a system for determining and regulating complex vegetative states of a biological system.
  • a system for determining and regulating a psycho-physiological condition of a biological system having at least one sensor unit configured to provide measurements of at least one physiological parameter characterizing a psychophysiological state of the biological system to detect a data analysis unit coupled to the at least one sensor unit and configured to automatically derive a psycho-physiological initial state of the biological system from the acquired at least one physiological parameter, and to a selection unit that is connected and configured in data technology with the data evaluation unit an audio data memory corresponding to the psychophysiological initial state to select an audio file for playback via a playback unit, the data evaluation unit is further configured to a regulatory state of the b During or after the playback of the selected audio file via the playback unit, the iological system can then be used to determine measured values for the at least one physiological or at least one other physiological parameter which are additionally recorded by the sensor units.
  • a therapy system or treatment device which provides the possibility, by means of objective, ambulatory measurement of parameters such as electrical myogram (EMG), skin resistance (HW) or skin potential (HP) psycho-physiological states, including basic and mixed states, without verbal or other feedback on the condition to be determined by the biological system being studied or measured by automatic electronic data processing receive.
  • EMG electrical myogram
  • HW skin resistance
  • HP skin potential
  • psycho-physiological states including basic and mixed states
  • a preferred embodiment of the invention provides that the at least one sensor unit is configured to record measured values for at least one physiological parameter selected from the following group of physiological parameters: muscular-motor reaction parameter (for example an electromyogram-EMG), vegetative-cognitive reaction parameter ( For example, a skin potential - HP) and vegetative-emotional reaction parameters (for example, a skin resistance - HW).
  • muscular-motor reaction parameter for example an electromyogram-EMG
  • vegetative-cognitive reaction parameter For example, a skin potential - HP
  • vegetative-emotional reaction parameters for example, a skin resistance - HW.
  • all aforementioned reaction parameters for determining the psycho-physiological state of the biological system are recorded and evaluated. This can be provided both for the determination of the psycho-physiological initial state of the biological system and for the determination of the psycho-physiological regulatory state of the biological system. In this way the determination of the psychophysiological state of the biological system is optimized.
  • the at least one sensor unit is configured to detect the measured values for the at least one physiological parameter in a non-invasive (non-bloody) manner.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that in the audio data memory to the selectable audio files each have an associated record is stored, which electronically evaluable information on at least one physical parameter of the audio data contained in the respective audio file selected from the following group of physical parameters: temporal change of the amplitude (LS), temporal change of the accumulated frequency spectrum (FS) and temporal change of the Tonelloêt (TD).
  • LS temporal change of the amplitude
  • FS temporal change of the accumulated frequency spectrum
  • TD temporal change of the Tonestêt Only
  • a development of the invention provides that the data evaluation unit is configured to generate the respectively assigned data record for the analyzed audio data file by means of an analysis of the audio file and to transfer it to the audio data memory.
  • an electronically evaluable information about an associated psycho-physiological ground state is stored.
  • a psycho-physiological ground state in the sense of the present application is characterized by a group of psycho-physiological regulatory states which were determined or determinable simultaneously or chronologically successively.
  • the electronically evaluable information about a psycho-physiological ground state characterizing, temporal course of one or more regulatory states may be stored to the selectable audio files, which are adjustable by means of the associated audio data file for the biological system.
  • the electronically evaluable information is expediently stored in the form of a further associated data set.
  • a development of the invention can provide that the electronically evaluable information assigns to the respective audio data file a psycho-physiological ground state selected from the following group of psycho-physiological ground states: a basic state of well-being, a ground state of pleasure, a ground state of sadness, a ground state of anger and a mixed state of at least two of the ground states.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the data evaluation unit is configured to evaluate in the respectively assigned data record for the selectable audio data files the electronically evaluable information about the at least one physical parameter of the audio data contained in the respective audio file, in order to provide for the respective To generate audio data file electronically evaluable information about the associated psychophysiological ground state. Additionally or alternatively, the data evaluation unit can be configured to evaluate the electronically evaluable information about the time profile of one or more regulatory states which can be set for the biological system by means of the associated audio data file.
  • the data evaluation unit is configured to use one or more evaluation methods for assigning the basic psychophysiological state to the respective audio data file, the same as those used to determine the psycho-physiological initial state and the incoming one Regulating state of the biological system used evaluation.
  • selection unit is configured to select from the audio data memory an audio file for reproduction via the reproduction unit whose associated psycho-physiological ground state corresponds to the psycho-physiological initial state.
  • a development of the invention provides that the selection unit is configured to select from the audio data memory an audio file for playback via the playback unit whose assigned psycho-physiological ground state deviates from the psychophysiological initial state.
  • an operating mode can be selected in which a plurality of regulatory states of the biological system are determined simultaneously or in a serial manner.
  • a development of the invention can provide that the data evaluation unit is configured to determine a time profile for the at least one physiological and / or the at least one other physiological parameter and / or the regulatory state of the biological system, including basic states and mixed states.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the data evaluation unit is configured to determine a regulation effect selected from the following group of regulatory effects when determining the temporal course of the regulatory state of the biological system: dragging effect, adaptation effect and synchronization effect.
  • the data evaluation unit interacts with a control unit which can then optionally assume the function of determining the regulation effect.
  • Data evaluation unit and control unit are connected by data technology, so that electronic data can be exchanged.
  • a preselection unit may be provided and configured to detect the preselection data influencing the selection of the audio file and optionally to be manually entered data, and to pass them on to the selection unit.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that a control unit is provided and configured to modify the reproduction of the selected audio file via the playback unit by aborting the playback and optionally reproducing another audio data file if a preselectable regulation effect is not achieved.
  • a development of the invention provides that an information unit is provided and configured to provide electronically evaluatable overview information about the determination and regulation of the psycho-physiological state of the biological system.
  • a data evaluation unit and a further data evaluation unit may be formed, to which various functions in the data processing in the context of the overall procedure are assigned by forming corresponding hardware and software equipment.
  • a processor unit can be programmed as desired to provide functionality for data processing in at least one of the data evaluation units.
  • the data evaluation unit assumes, in particular, a temporal course for the at least one physiological and / or the at least one other physiological parameter and / or the regulatory state of the biological system, including ground states and mixed states, and to determine a regulatory effect selected from the following group of regulatory effects when determining the time course of the regulatory state of the biological system: entrainment effect, adaptation effect and synchronization effect.
  • the further data evaluation unit is configured in this embodiment, in particular:
  • the selection of an audio file corresponding to the psychophysiological initial state from an audio data memory for reproduction via a reproduction unit is expediently carried out by means of a selection unit which is connected to the data evaluation unit by data technology.
  • the determination of a regulatory state of the biological system from additionally acquired measured values for the at least one physiological or at least one other physiological parameter during or after the reproduction of the selected audio file via the reproduction unit is advantageously carried out with the aid of the data evaluation unit.
  • the method may be developed according to the described embodiments of the system.
  • measured values for at least one physiological parameter selected from the following group of physiological parameters are detected: muscular-motor reaction parameters (for example an electromyogram-EMG), vegetative-cognitive reaction parameters (for example a skin potential-HP) and vegetative-emotional reaction parameter (for example a skin resistance - HW).
  • muscular-motor reaction parameters for example an electromyogram-EMG
  • vegetative-cognitive reaction parameters for example a skin potential-HP
  • vegetative-emotional reaction parameter for example a skin resistance - HW.
  • all aforementioned reaction parameters for determining the psycho-physiological state of the biological system are detected and evaluated. This can be provided both for the determination of the psychophysiological initial state of the biological system and for the determination of the psycho-physiological regulatory state of the biological system.
  • a further embodiment can provide that a psycho-physiological ground state of well-being of the biological system is determined if regulation states of the physiological parameters are located in the upper left quadrant of the graphical representation in FIG. 2 below for a predetermined period of time.
  • a psycho-physiological basic state of well-being is determined for an audio data file.
  • a psychophysiological ground state Delight of the biological system or of an audio data file is determined when the regulatory states of the biological system are over a given period of time or the psychophysiological parameters are located in the upper right quadrant of the graph in FIG.
  • a psycho-physiological ground state of sadness of the biological system or of an audio data file is determined if the regulatory states of the psychophysiological parameter (s) are in the lower left quadrant of the graphical representation in FIG. 2 for the given period of time. If the regulatory states of the psycho-physiological parameter or parameters are located in the lower right quadrant of the graphical representation in FIG. 2 over the given period of time, a psycho-physiological basic condition of anger is determined for the biological system or an audio data file.
  • a psycho-physiological mixed state is determined when the regulatory states of the psycho-physiological parameter (s) are distributed over the four quadrants of the graphical representation in FIG. 2 within the predetermined period of time.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a system for determining and regulating a psycho-physiological state of a biological system
  • FIG. 2 is a graphic representation for assigning regulatory states of a physiological parameter to the psycho-physiological basic states of well-being, joy, sadness, anger,
  • FIG. 3 shows a graph for a frequency of occurrence of regulation states of the physiological parameters EMG, HW, HP of a person at the beginning of listening to music (starting situation),
  • FIG. 4 is a graph showing a waveform of an amplitude change (LS), a change of a summed frequency spectrum (FS), and a tone sequence density (TD) of an audio file;
  • 6 shows a graph for a frequency distribution of regulation states of the parameters LS, FS and TD of an audio file
  • 7 is a graphical representation of a course of an activation portion of average regulation profiles of the parameters LS, FS and TD of an audio file
  • FIG. 8 is a graph showing a course of a regulation quality of regularized regulation waveforms of the parameters LS, FS and TD of an audio file.
  • FIG. 9 is a graph showing a fitting effect, entrainment effect and synchronization effect based on a regulatory quality trend of averaged regulatory states of the physiological
  • FIG. 10 shows a graph of a model of a stimulation of a basic resting activity cycle of a person, EMG, HW, HP of a person caused by the change of the regulation quality of averaged parameters LS, FS and TD of an audio file;
  • 11 shows a graph for a course of the regulatory quality of averaged regulation states of the physiological parameters EMG, HW, HP of a person and the regulation quality of the averaged parameters LS, FS and TD of an audio file,
  • FIG. 12 shows a graph for a profile of an activation portion of averaged regulation states of the physiological parameters EMG, HW, HP of a person and the regulation quality of the averaged parameters LS, FS and TD of an audio file
  • FIG. 13 shows a representation for a state graph of the regulation states LS, FIG. FS and TD of an audio file.
  • Fig. 1 shows a schematic block diagram of a system for determining and regulating a psycho-physiological state of a biological system.
  • a plurality of sensor units 2.1,..., 2.n are connected to a data evaluation unit 1, with which physiological parameters of a measured object (person) can be respectively detected.
  • One or more of the following parameters can be detected by means of the sensor units 2.1,..., 2.n: electromyogram (EMG), skin resistance (HW) and skin potential (HP).
  • EMG electromyogram
  • HW skin resistance
  • HP skin potential
  • the selection unit 3 is further connected to a preselection unit 4, a control unit 5, an amplifier unit 6 and a Information unit 7 and a further data evaluation unit 8.
  • a preselection unit 4 To the amplifier unit 6 are coupled a plurality of playback devices 9 for outputting audio signals.
  • the audio files to be selected for reproduction are provided in an audio data memory 10, which is optionally implemented on an external server.
  • the data evaluation unit 1 and the further data evaluation unit 8 are at least partially implemented in a common data evaluation unit.
  • the system shown schematically in FIG. 1 may be implemented involving multiple hardware and software components.
  • the electronic exchange of information between the units of the system takes place by means of electronic data signals, for the transmission of which both wired and wireless transmission technologies can be used.
  • the preselection unit 4 in FIG. 1 collects as subjective data of the regulation process both subjective and objective data (by questionnaire) of the person to be regulated and the recommendation of a third person (for example trainer, doctor, therapist, psychologist or the like) for the regulation of regulatory states of the respective person to be regulated.
  • a third person for example trainer, doctor, therapist, psychologist or the like
  • the subjective data of the person to be regulated include: preferred musical genre (order) and general information on the condition (good, bad, not to be assigned).
  • the objective data to be recorded for the person to be regulated include: determination of the type of day (morning type-evening type-indifferent type), mean lark eulenest (questionnaire) and sensitivity questionnaire.
  • Data to be collected from a third person include: type of regulation, timing of regulation and duration of regulation.
  • the measuring object mounted sensors for detecting the physiological parameters EMG, HW and HP continuously data via the sensor units 2.1, ..., 2.n (Fig. 1) in the data evaluation 1.
  • the data evaluation unit 1 who preferably according to a known method (Balzer et al.: Dynamic of Processes a possi- bility to analysis physiological parameters, Supplement to "The Physiologist", Vol.31, Number 1, Feb.
  • a regulatory function represents the course of the most likely regulatory portion of a time series, which may also be periodic.
  • a regulation state is understood to mean a quasi-stationary state of a regulation system which is characterized by characteristic regulatory processes for a specific time.
  • a characteristic regulatory process is the distribution of a regulatory function over time, in which the distribution function contains mathematically definable characteristics such as gypsum, skewness or the like. Regulation processes are characterized, among other things, by multiplicative or demultiplicative leaps of regulation (Fritz: Examination of control processes of biological and musical processes with the help of a neural network, dissertation, University Mozarteum Salzburg, 2005).
  • a state function is a 3-dimensional function which contains information about the degree of activation in addition to the time axis and information about the regulation quality.
  • slow periods deactivation prevail in the distribution function.
  • distributed activation is represented by '0'.
  • the quality of the regulation or the quality of the regulation provides information about the form in which the periods are distributed.
  • a single period corresponds to a rigid regulatory process and is rated, for example, with a poor regulatory quality.
  • In a completely desynchronized state like in a chaos of all periods, they are equally distributed.
  • a musical work is also understood to mean individual sounds, sequences of sounds or noises with periodic parts.
  • the psycho-physiological ground state Well-being of a person or an audio file is determined when the regulation states of the psychophysiological parameters EMG, HP and HW of the measured person or the physical parameters Course of the amplitude (LS), frequency spectrum (FS) over a defined time , Tonishêt (TD) of the audio file mainly in the upper left quadrant (named wellbeing) in Fig. 2 are.
  • the psycho-physiological ground state Joy of a person or an audio file is determined, if over a defined time the regulation states of the psychophysiological parameters EMG, HP and HW of the measured person or the physical parameters LS, FS, TD of the audio file predominantly in the right upper quadrant (named joy) in Fig. 2 are located.
  • the basic psychophysiological state of sadness of a person or of an audio file is determined if, over a defined time, the regulatory states of the psychophysiological parameters EMG, HP and HW of the measured person or of the physical parameters LS, FS, TD of the audiofile are predominantly in the lower left quadrant ( Term sadness) in Fig. 2 are located.
  • the basic psychophysiological state of annoyance of a person or an audiofile is determined when the regulatory states of the measured psychophysiological parameters EMG, HP and HW of the measured person or the physical parameters LS, FS, TD of the audio file are predominantly in the lower right for a defined time Quadrants (named sadness) in Fig. 2 are located.
  • Psycho-physiological mixed states of a person such as anxious, aggressive, unpleasant, melancholic, depressive or the like or psycho-physiological mixed states of an audio file are determined if, over a defined time, a distribution of the regulatory states of the psycho-physiological parameters EMG, HP and HW of the measured person or the physical parameter LS, FS, TD of the audio file on the four quadrants in Fig. 2 is present, namely, well-being, joy, anger, sadness.
  • the audio storage unit 10 contains audio files with detailed information on the composition and interpretation of the audio files.
  • the audio storage unit 10 receives via the preselection unit 4 or generates the following additional information for each new recording of an audio file in the audio storage unit 10 in interaction with the data evaluation unit 2 for each audio file:
  • characteristic data of an audio file is referred to as characteristic data of an audio file and assigned to this.
  • the audio storage unit 10 contains a limited only by the memory amount of musical works, interpretations, sounds, sound sequences or sounds, which by a external server can be reloaded at any time.
  • additional information about the course of the amplitude (LS), the accumulated frequency spectrum (FS) and the tone sequence density (TD - number of tones per unit time) are stored for each audio file in the form of time series (FIG. 4).
  • the psycho-physiological initial state of the respective audio file is determined via a frequency distribution of the previously determined regulatory states, corresponding to FIG. 2, and the initial situation with respect to that in FIG evaluated psycho-physiological ground conditions.
  • the piece of music used in this example shows a preponderance of the psycho-physiological ground state of well-being for the first minute (initial state).
  • the psycho-physiological regulatory state of the respective audiofile is determined via a frequency distribution of the previously determined regulatory states (FIG. assigned according to Fig. 2 and evaluated the initial situation with respect to the psycho-physiological ground states shown in Fig. 2.
  • data files are generated from the audio files using any desired method, corresponding to the temporal change of the physical parameters amplitude (LS), summed frequency spectrum (FS) and tone sequence density (TD) (number of tones per unit time) Fig. 4 included.
  • LS physical parameters amplitude
  • FS summed frequency spectrum
  • TD tone sequence density
  • the averaged regulation profile (arithmetic mean) is determined separately for the portions activation / deactivation (horizontal axis in FIG. 2) and regulation quality / regulation quality (vertical axis in FIG. 2).
  • the averaged activation / deactivation control pattern is subjected to a trend analysis (FIG. 7), as is the course of the regulation quality (FIG. 8).
  • a least squares comparison algorithm the closest approximation to one of the following types of regulation is determined and assigned:
  • Example 9 of the types of regulation is determined for the course of activation.
  • For the regulation course of the regulation quality likewise.
  • the duration of the regulation is determined from the duration of the audio files in correspondence to chronobiological periodic operations on the basis of Table 5.
  • the fat-labeled time-duration groups correspond in their duration to proven chronobiological regulatory processes. In this case, multiplicative multiples of the chronobiological basic rhythms (marked in bold) are taken into account.
  • the preselection unit 4 acoustically informs the person to be regulated (measured object) of the playback devices 9 about the imminent start of the regulation process or requests the person to be regulated to start this regulation process via the respective manual start unit.
  • the changing psychophysiological state of the person to be regulated is continuously recorded via the sensor units 2.1,..., 2.n and made available to the selection unit 3 via the data evaluation unit 1.
  • the data evaluation unit 2 supplies the changing psycho-physiological state of the audio file.
  • the adaptation effect of one regulatory system to another external regulatory system is understood as a process in which the regulatory state of the first regulatory system adapts to the regulatory state of the external system.
  • the regulatory states of both systems at the beginning of the adaptation process are different or equal and the state of adaptation - same or similar regulatory state - occurs after a defined time.
  • the dragging effect of one regulatory system on another external regulatory system is understood to mean a process in which the regulatory state of the first regulatory system is not substantially different from that of the external and the regulatory state of the regulatory system is due to the effect of the external regulatory system first system moves in the same direction as that of the externally acting. In this case, a time delay with respect to the change of the first regulatory system from the outside acting occur (Fig. 9).
  • Synchronization of a regulatory system by another regulatory system operating externally is understood to be a process in which the regulatory state of the first regulatory system simultaneously changes synchronously in the same direction over a longer period of time as the regulatory state of the external system (FIG. 9).
  • An optimal regulatory effect for example an increase in the performance of the person to be regulated, is achieved when the psycho-physiological state of the audioflex is equal to the psycho-physiological states of the audio film when the audio file first acts on the object to be measured (person) psycho-physiological states is achieved by changing the psychophysiological states of the audio file in the form that a so-called adaptation, entrainment or synchronization effect, as shown in Fig. 9, is ensured individually.
  • An optimal regulatory effect is achieved if, taking into account the information entered in the preselection unit 4 about the measured objects to be regulated (persons) and the respective audio files selected for regulation by the selection unit 3 by means of an adaptation, entrainment and / or synchronization effect desired regulatory effect (type of regulation according to Table 4) is achieved.
  • the control unit effects 5 that the process is either aborted or provided via the audio storage unit another to the currently existing state of the person to be regulated better corresponding Audiofi- Ie and the desired effect (regulation type).
  • the previously presented audio file is ended via a fade-out effect.
  • the selection unit 3 makes use of the possibility that the analysis of the physical parameters amplitude (LS), frequency spectrum (FS) and tone sequence density (TD) with the aid of the applied algorithms, a determination of the possible psycho-physiological effect on a Allow person such that the time course that reach the regulatory states of an audio file of Fig. 2, as a two-dimensional state graph corresponding to FIG. 13 against the background of the possible psycho-physiological regulatory states of FIG. 2 can be mapped.
  • the state graph is associated with the audio file as additional information in the audio storage unit 10. It contains the information as to which time which basic psychophysiological status could be reached with the respective audio file.
  • the selection unit 3 selects an audiofile with an adequate desired regulatory mode according to Table 4, but at least twice temporally Duration and informed the person to be regulated on the respective playback unit on the change to another audio file Notification of the nearest possible optimal date of application (see the following criteria and definitions - time of application) of a regulatory effect.
  • the time of application for the regulation of a biological system is determined according to objective and subjective criteria.
  • objective types are determined:
  • the temporal shift of the deactivation maximum in the course of the day of the individual types of day compared to the deactivation maxima of the indifferent type is shown in Table 5.
  • the deactivation maxima of the indifferent type are at the following chronobiologically determined times: 09:00, 13:00, 17:00, 21:00, 01:00, 05:00.
  • the activation maxima of the indifferent type are at the following chronobiologically determined times: 10:00, 14:00, 18:00, 22:00, 02:00, 06:00.
  • the actual onset of regulation is determined depending on the duration of the audio file used for regulation.
  • Example 1 determined type of day: indifferently selected regulation: deactivating
  • Example 2 determined day type: evening type selected regulation type: activating duration of the selected audio file: 8 minutes beginning of the regulation: for example 09:56 o'clock
  • Example 3 determined day type: morning type selected regulation type: deactivating duration of the selected audio file: 15 minutes beginning of the regulation: for example 16:52 o'clock
  • the possible break time ⁇ is selected as a possible deactivation time.
  • the corresponding activation time is shifted back by 1 hour.
  • the determination of the type of regulation is carried out with the help of the feeling questionnaire, the objective determination of the psycho-physiological ground state by recording physiological data in the last few minutes before listening to an audio file and / or according to criteria of a third person.
  • the general psycho-physiological ground state is used with the help of the questionnaire
  • Sadness (disabled, poorly regulated) anger (activated, poorly regulated)
  • Types of activation are types 1, 4, 5, 6 and 10 according to Table 4.
  • Types of deactivation are types 2, 3, 7, 8 and 11 according to Table 4.
  • For general stabilization type 9 according to Table 4 is used also type 12 according to table 4.
  • the type of deactivation also includes type 13 according to table 4.
  • the regulation mode 14 (random course) is selected according to Table 4. The selection from these types of the regulation used is made either by the person to be regulated (statement in the sensitivity questionnaire) or a third person.
  • the duration of the regulation is determined according to the chronobiologically determined durations according to Table 5 as follows:
  • the duration of regulation should be doubled over the optimal time periods.
  • the duration of regulation is at least 15-16 minutes.
  • the duration of regulation is: at least 7 - 8 minutes duration.
  • the duration of regulation is: at least 3 - 4 minutes duration.
  • the adaptation effect of one regulatory system to another, external regulatory system is understood to mean a process in which the regulatory state of the first regulatory system is the regulatory state of the external system adapts. It is assumed that the regulatory states of both systems at the beginning of the adaptation process are different and the state of adaptation - same or similar regulatory state - occurs after a defined time.
  • a regu- latory system to be regulated has then adapted to an external regulatory system, either
  • the drag-and-pull effect of one regulatory system on another external regulatory system is understood to mean a process in which the regulatory state of the first regulatory system is not significantly different from that of the external one, and by the effect of the external regulatory system Regulatory state of the first system moves in the same direction as that of the externally acting. In this case, a time delay with regard to the change of the first regulatory system compared to the external acting occur (FIG. 9).
  • the direction of a regulatory process is derived from the first derivation according to the time of the trend function of the change in the regulation quality or regulation quality (see 8) or the regulation course activation / deactivation (FIG. 7).
  • the direction of the system to be regulated should not differ from the direction of the external system by more than 25%. Directional differences of up to 25% are referred to as a similar direction. The same or similar direction should last for at least 30 seconds. A time shift between the change in direction of the system to be regulated and the system operating from the outside of up to a maximum of 10 s is permissible.
  • Synchronization of a regulatory system with another external regulatory system is understood to mean a process in which the regulatory state of the first regulatory system simultaneously changes synchronously in the same or similar direction over a longer period of time as the regulatory state of the external system.
  • the duration of an identical or similar direction should be at least 60 s.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Bestimmen und zum Regulieren eines psychophysiologische Zustandes eines biologischen Systems, mit wenigstens einer Sensoreinheit, die konfiguriert ist, Messwerte für mindestens einen einen psychophysiologischen Zustand des biologischen Systems charakterisierenden, physiologischen Parameter zu erfassen, einer an die wenigstens eine Sensoreinlieit datentechnisch gekoppelten Datenauswerteeinheit, die konfiguriert ist, aus dem erfassten mindestens einen physiologischen Parameter automatisch einen psycho-physiologischen Ausgangszustand des biologischen Systems abzuleiten, und einer Selektionseinheit, die mit der Datenauswerteeinheit datentechnisch verbunden und konfiguriert ist, aus einem Audiodatenspeicher dem psycho-physiologischen Ausgangszustand entsprechend einen Audiofile zur Wiedergabe über eine Wiedergabeeinheit auszuwählen, wobei die Datenauswerteeinheit weiterhin konfiguriert ist, einen Regulationszustand des biologischen Systems während oder nach der Wiedergabe des ausgewählten Audiofiles über die Wiedergabeeinheit aus von den Sensoreinheiten zusätzlich erfassten Messwerten für den mindestens einen physiologischen oder mindestens einen anderen physiologischen Parameter zu ermitteln.

Description

System zum Bestimmen und Regulieren eines psychophysiologischen Zustandes eines biologischen Systems
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von System zum Bestimmen und Regulieren komplexer vegetativer Zustände eines biologischen Systems.
Hintergrund der Erfindung
In der Verhaltensforschung, speziell der Verhaltenspsychologie, werden die emotionellen Zustände bzw. Reaktions- oder Verhaltensweisen von biologischen Systemen in verschiedenen Lebenssituationen in der Regel verbal unter Zuhilfenahme von Abbildungen, sei zeichnerisch oder fotografisch, beschrieben und abgebildet. Daneben gibt es eine Reihe von verhal- tens-psycho-physiologischer Untersuchungen mittels der Aufnahme physiologischer Körperfunktionen, zum Beispiel Elektroenzephalogramm (EEG), Elektromyogramm (EMG), Elek- trokardiogramm (EKG) oder dergleichen. Darüber hinaus existieren biochemische Untersuchungen zu Charakterisierung bestimmter Verhaltensweisen, so der Nahrungsmittelaufhahme oder des Immunverhaltens unter speziellen Bedingungen, zum Beispiel pathologisches Verhalten.
Vegetativ-emotionelle Untersuchungen des Menschen werden mittels Hautwiderstandsmessungen durchgeführt. Dabei können verschiedene Arten von Regulationszuständen wie Erregung, Entspannung, Überlastungshemmung oder dergleichen erfasst werden.
Mittels psychologischer Testverfahren, beispielsweise dem Freiburger Persönlichkeits-Inven- tar (FPI), werden psychische Verhaltensweisen erfasst und beschrieben. Dazu wurden Begriffe wie: Choleriker, Melancholiker, Sanquiniker und Phlegmatiker geprägt. In der heutigen Zeit existieren eine Reihe weiterer Typisierungen. Es wurde mittels eines psycho-physio- logischen stressdiagnostischen Tests die Typisierung Stressbeherrscher, Stressbewältiger, Stresskompensierer und Stressnichtbewältiger eingeführt (Balzer et al.: Chrono-Biologische Regulationsdiagnostik (RD) : Ein neuer Weg zur objektiven Bestimmung von Gesundheit und Krankheit In: Hecht et al. (Hrsg): Stressmanagement Katastrophenmedizin Regulationsmedizin Prävention, 1. Berliner Stress-Forschung-Tage 2000 Pabst Science Publisher, S. 134 —
BESTATIGUNGSKOPIE 155). Grundlage dieses Testverfahrens ist eine Messung des Hautwiderstandes unter definierten Testbedingungen.
Aus langjährigen Untersuchungen des Hautwiderstandes (Boucsein: Elektrodermale Aktivität: Grundlagen, Methoden und Anwendungen, Springer-Verlag, Berlin, 1998; Balzer et al: Ist Stress noninvasiv zu messen?, Wissenschaftliche Zeitschrift der Humboldt-Universität zu Berlin, 38. Jg., 1989, H. 4, S. 456-460; DE 42 21 526 Al; Stück et al.: Psychological and psy- chophysiological Effects of a High-Montain Expedition to Tibet, Journal of Human Performance in Extreme Enviroments, 2005, Vol. 8, Nos. 1-2, 11-20; Stück et al.: Hypersensibili- tätszustände der elektrodermalen Aktivität und Belastungserleben im Lehrerberuf, Psycho- med, 17 (2), 109-114, 2005) ist bekannt, dass außerdem eine Reihe von chronobiologischen Informationen über verschiedene periodisch ablaufende Vorgänge (circadiane, ultradiane und infradiane Rhythmen) in den Datenstrukturen enthalten sind. Mittels der von Balzer/Hecht entwickelten Methoden zur Analyse von Zeitreihen konnte gezeigt werden, dass unter ande- rem krampfartige Reaktionen durch starre Regulationsvorgänge zum Ausdruck kommen.
Mit Hilfe psycho-diagnostischer Verfahren werden mittels Befragung oder von Biofeedback- Methoden psychische Grundzustände wie Wohlbefinden, Freude, Traurigkeit, Ärger oder psychische Mischzustände wie ängstlich, angenehm, aggressiv, nervös oder dergleichen be- stimmt.
Verfahren zur nicht invasiven Bestimmung psycho-physiologischer Grund- und Mischzustände mittels nicht invasiver Messung vegetativer physiologischer Parameter sind bisher nicht bekannt.
Die bisher bekannte Literatur und die experimentellen Forschungsergebnisse zeigen die Möglichkeit der Messung emotioneller Zustände beim Menschen über fünf Wege: Messung der Herzfrequenzvariabilität und Auswertung der sympathischen Anteile; Messung des Hautleitwertes oder des Hautwiderstandes als Ergebnis der sympathisch innervierten Schweißdrüsen- Sekretion; Biochemische Bestimmungen des Wertes verschiedener Stresshormone, wie Adrenalin, Noradrenalin, Cortisol; Bestimmung der Verschiebung der Stimmgrundfrequenz oder Bestimmung von EEG-Verhaltensmustern. Aus der Literatur und der Verhaltensforschung ist außerdem bekannt, dass es unter bestimmten Erregungszuständen zum Aufrichten der Körperbehaarung und zur Ausbildung einer Gänsehaut kommen kann. Das Aufrichten der Haare erfolgt sympathikus-innerviert über die Haarmuskel {pilo arrektoreή). Unter hohen Erregungszuständen ist außerdem eine elektrosta- tische Aufladung der Haare bekannt.
Der vegetative Zustand eines biologischen Systems (Mensch oder Tier) kann durch Messung und Analyse der drei vegetativen Grundparameter Elektromyogramm (EMG), Hautwiderstand (HW) und Hautpotential (HP) beschrieben werden. Das EMG widerspiegelt die musku- läre und motorische Aktivität des Systems, der Hautwiderstand reflektiert über die Sympathikusaktivität und die damit verbundene Schweißdrüsensekretion die vegetativ-emotionale Komponente, das Hautpotential reflektiert als Differenz summarischer Zellpotentialdifferenzen auf der Hautoberfläche parasympathisch innervierter Reaktionen. Zu den physiologischen Grundzuständen gehört der Wachzustand, der Schlafzustand und die Schlafphasen bzw. Schlafzustände (zum Beispiel REM-Schlaf).
Psycho-physiologische Zustände werden bei biologischen Systemen mit Hilfe von Zeitreihenanalysen, zum Beispiel der Dynamikanalyse, unter Zuhilfenahme von Logikprogrammen oder künstlicher Neuronaler Netze bestimmt (Balzer et al.: Chrono-Biologische Regulationsdia- gnostik (RD) : Ein neuer Weg zur objektiven Bestimmung von Gesundheit und Krankheit, In: Hecht et al. (Hrsg): Stressmanagement Katastrophenmedizin Regulationsmedizin Prävention, 1. Berliner Stress-Forschung-Tage 2000 Pabst Science Publisher, S. 134 - 155; Stück et al.: Psychological and psychophysiological Effects of a High-Montain Expedition to Tibet, Journal of Human Performance in Extreme Enviroments, 2005, Vol. 8, Nos. 1-2, 11-20; Stück et al.: Hypersensibilitätszustände der elektrodermalen Aktivität und Belastungserleben im Lehrerberuf, Psychomed, 17 (2), 109-114, 2005; Fritz: Untersuchung von Regelvorgängen biologischer und musikalischer Prozesse mit Hilfe eines Neuronalen Netzes, Dissertation, Universität Mozarteum Salzburg, 2005).
Musikalische Werke werden mit Hilfe mathematischer Methoden analysiert und fragmentiert, um Satzelemente, Tonfolgen, Wiederholungen u. a. musikanalytische Elemente zu bestimmen (Mazzola: Geometrie der Töne - Elemente der Mathematischen Musiktheorie. Basel: Birk- häuser, 1190). Musikalische Werke werden mit Hilfe von mathematischen Verfahren analysiert, um Übereinstimmungen oder Abweichungen von einander festzustellen oder Bezüge zum Komponisten oder zur Interpretation herzustellen (Langner et al.: Visualizing expressive Performance in tempo-loudness Space, Computer Music Journal, 27, (4), 69-83, 2003).
Ausgehend hiervon besteht Bedarf für ein System zur Bestimmung der möglichen medizinischen oder psychologischen Wirkung der Musik auf Mensch an Hand musikalischer Parameter.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zum Bestimmen und Regulieren komplexer vegetativer Zustände eines biologischen Systems zu schaffen.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein System zum Bestimmen und zum Regulieren eines psycho-physiologischen Zustandes eines biologischen Systems geschaffen, mit wenigstens einer Sensoreinheit, die konfiguriert ist, Messwerte für mindestens einen einen psycho- physiologischen Zustand des biologischen Systems charakterisierenden, physiologischen Pa- rameter zu erfassen, einer an die wenigstens eine Sensoreinheit datentechnisch gekoppelten Datenauswerteeinheit, die konfiguriert ist, aus dem erfassten mindestens einen physiologischen Parameter automatisch einen psycho-physiologischen Ausgangszustand des biologischen Systems abzuleiten, und einer Selektionseinheit, die mit der Datenauswerteeinheit datentechnisch verbunden und konfiguriert ist, aus einem Audiodatenspeicher dem psycho- physiologischen Ausgangszustand entsprechend einen Audiofile zur Wiedergabe über eine Wiedergabeeinheit auszuwählen, wobei die Datenauswerteeinheit weiterhin konfiguriert ist, einen Regulationszustand des biologischen Systems während oder nach der Wiedergabe des ausgewählten Audiofiles über die Wiedergabeeinheit aus von den Sensoreinheiten zusätzlich erfassten Messwerten für den mindestens einen physiologischen oder mindestens einen ande- ren physiologischen Parameter zu ermitteln.
Hierdurch ist ein Therapiesystem oder Behandlungsgerät geschaffen, welches die Möglichkeit liefert, mittels objektiver, ambulanter Messung von Parametern wie beispielsweise Elektro- myogramm (EMG), Hautwiderstand (HW) oder Hautpotential (HP) psycho-physiologische Zustände, einschließlich Grund- und Mischzuständen, ohne verbale oder andere Rückinformation über den zu bestimmenden Zustand durch das untersuchte bzw. gemessene biologische System mit Hilfe automatischer, elektronischer Datenverarbeitung zu erhalten. Mittels datentechnischer Analyse physikalischer Parameter von Musik, Tönen, Tonfolgen oder Geräuschen wie Amplitude, Frequenzspektrum und Tonfolgedichte werden psycho-physiologische Zustände von Musik, Tönen, Tonfolgen oder Geräuschen bestimmt, so dass eine Vorhersage über die mögliche medizinische oder psychologische Wirkung der Musik, der Töne, Tonfolgen oder Geräusche gemacht werden kann. Mittels Anwendung von Musik, Tö- nen, Tonfolgen oder Geräuschen einen, bezogen auf die Ausgangssituation des biologischen Systems, dass die Musik, Töne, Tonfolgen oder Geräusche hört oder des biologischen Systems, das die Musik, Töne, Tonfolgen oder Geräusche erzeugt, wird ein psycho-physiolo- gischer Regulationszustand herbeigeführt.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die wenigstens eine Sensoreinheit konfiguriert ist, Messwerte für mindestens einen physiologischen Parameter ausgewählt aus der folgenden Gruppe von physiologischen Parametern zu erfassen: muskulär-motorischer Reaktionsparameter (beispielsweise ein Elektromyogramm - EMG), vegetativ-kognitiver Reaktionsparameter (beispielsweise ein Hautpotential - HP) und vegetativ-emotionaler Reakti- onsparameter (beispielsweise einen Hautwiderstand - HW). Bevorzugt ist einer Ausgestaltung vorgesehen, dass alle vorgenannten Reaktionsparameter zur Ermittlung des psycho-physio- logischen Zustandes des biologischen Systems erfasst und ausgewertet werden. Dieses kann sowohl für die Bestimmung des psycho-physiologischen Ausgangszustandes des biologischen Systems als auch für die Bestimmung des psycho-physiologischen Regulationszustandes des biologischen Systems vorgesehen sein. Auf diese Weise wird die Bestimmung des psycho- physiologischen Zustand des biologischen Systems optimiert.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Sensoreinheit konfiguriert ist, die Messwerte für den mindestens einen physiologi- sehen Parameter nicht invasiv (unblutig) zu erfassen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass in dem Audiodatenspeicher zu den auswählbaren Audiofiles jeweils ein zugeordneter Datensatz gespeichert ist, welcher elektronisch auswertbare Informationen über wenigstens einen physikalischen Parameter der von dem jeweiligen Audiofile enthaltenen Audiodaten ausgewählt aus der folgenden Gruppe physikalischer Parameter umfasst: zeitliche Änderung der Amplitude (LS), zeitliche Änderung des aufsummierten Frequenzspektrums (FS) und zeitliche Änderung der Tonfolgedichte (TD).
Bevorzugt sieht eine Fortbildung der Erfindung vor, dass die Datenauswerteeinheit konfiguriert ist, mittels einer Analyse des Audiofiles den jeweils zugeordneten Datensatz für den analysierten Audiodatenfile zu erzeugen und an den Audiodatenspeicher zu übergeben.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem Audiodatenspeicher zu den auswählbaren Audiofiles jeweils eine elektronisch auswertbare Information über einen zugeordneten psycho-physiologischen Grundzustand gespeichert ist. Ein psycho-physiologischen Grundzustand im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist charakteri- siert durch eine Gruppe von psycho-physiologischen Regulationszuständen, die zeitgleich oder zeitlich aufeinanderfolgend bestimmt wurden oder bestimmbar sind. Ergänzend oder alternativ kann zu den auswählbaren Audiofiles jeweils eine elektronisch auswertbare Information über einen einen psycho-physiologischen Grundzustand charakterisierenden, zeitlichen Verlauf eines oder mehrerer Regulationszustände gespeichert sein, die mittels des zuge- hörigen Audiodatenfiles für das biologische System einstellbar sind. Die elektronisch auswertbare Information ist zweckmäßig in Form eines weiteren zugeordneten Datensatzes gespeichert.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass die elektronisch auswertbare Informa- tion dem jeweiligen Audiodatenfile einen psycho-physiologischen Grundzustand ausgewählt aus der folgenden Gruppe von psycho-physiologischen Grundzuständen zuordnet: einen Grundzustand Wohlfühlen, einen Grundzustand Freude, einen Grundzustand Traurigkeit, einen Grundzustand Ärger und einen Mischzustand aus wenigstens zwei der Grundzustände.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Datenauswerteeinheit konfiguriert ist, in dem jeweils zugeordneten Datensatz für die auswählbaren Audiodatenfiles die elektronisch auswertbare Informationen über den wenigstens einen physikalischen Parameter der von dem jeweiligen Audiofile enthaltenen Audiodaten auszuwerten, um für den jeweili- gen Audiodatenfile die elektronisch auswertbare Information über den zugeordneten psychophysiologischen Grundzustand zu erzeugen. Ergänzend oder alternativ kann die Datenauswer- teeinheit konfiguriert sein, zu den auswählbaren Audiofiles jeweils die elektronisch auswertbare Information über den zeitlichen Verlauf eines oder mehrerer Regulationszustände aus- zuwerten, die mittels des zugehörigen Audiodatenfiles für das biologische System einstellbar sind.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Daten- auswerteeinheit konfiguriert ist, für das Zuordnen des psychophysiologischen Grundzustan- des zu dem jeweiligen Audiodatenfile ein oder mehrere Auswerteverfahren zu nutzen, die gleich den zur Bestimmung des psycho-physiologischen Ausgangszustandes und des eintretenden Regulationszustandes des biologischen Systems genutzten Auswerteverfahren sind.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Selektionseinheit konfϊ- guriert ist, aus dem Audiodatenspeicher einen Audiofile zur Wiedergabe über die Wiedergabeeinheit auszuwählen, dessen zugeordneter psycho-physiologische Grundzustand dem psycho-physiologischen Ausgangszustand entspricht.
Bevorzugt sieht eine Fortbildung der Erfindung vor, dass die Selektionseinheit konfiguriert ist, aus dem Audiodatenspeicher einen Audiofile zur Wiedergabe über die Wiedergabeeinheit auszuwählen, dessen zugeordneter psycho-physiologische Grundzustand von dem psycho- physiologischen Ausgangszustand abweicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Be- triebsart auswählbar ist, in welcher mehrere Regulationszustände des biologischen Systems zeitgleich oder in serieller Weise bestimmt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass die Datenauswerteeinheit konfiguriert ist, einen zeitlichen Verlauf für den mindestens einen physiologischen und / oder den minde- stens einen anderen physiologischen Parameter und / oder den Regulationszustand des biologischen Systems, einschließlich von Grundzuständen und Mischzuständen, zu bestimmen. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Datenauswerteeinheit konfiguriert ist, beim Bestimmen des zeitlichen Verlaufes des Regulationszustandes des biologischen Systems einen Regulationseffekt ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Regulationseffekten zu ermitteln: Mitzieheffekt, Anpassungseffekt und Synchronisationseffekt. Hier- bei kann vorgesehen sein, dass die Datenauswerteeinheit mit einer Kontrolleinheit zusammenwirkt, welche dann wahlweise die Funktion die Ermittlung des Regulationseffektes übernehmen kann. Datenauswerteeinheit und Kontrolleinheit sind datentechnisch verbunden, so dass elektronische Daten ausgetauscht werden können.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine Vorwahleinheit vorgesehen und konfiguriert ist, das Auswählen des Audiofiles zur Wiedergabe beeinflussende Vorwahldaten, bei denen es sich wahlweise um manuelle eingegebene Daten handelt, zu erfassen und an die Selektionseinheit weiterzugeben.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eine Kontrolleinheit vorgesehen und konfiguriert ist, die Wiedergabe des ausgewählten Audiofiles über die Wiedergabeeinheit zu modifizieren, indem die Wiedergabe abgebrochen wird und wahlweise ein anderer Audiodatenfile wiedergegeben wird, wenn ein vorwählbarer Regulationseffekt nicht erreicht wird.
Bevorzugt sieht eine Fortbildung der Erfindung vor, dass eine Informationseinheit vorgesehen und konfiguriert ist, elektronisch auswertbare Überblicksinformationen über das Bestimmen und das Regulieren des psycho-physiologische Zustandes des biologischen Systems zur Verfügung zu stellen.
Es können eine Datenauswerteeinheit und eine weitere Datenauswerteeinheit gebildet sein, denen verschiedene Funktionen bei der Datenprozessierung im Rahmen des Gesamtverfahren zugeordnet sind, indem eine entsprechende Hard- und Softwareausstattung gebildet ist. Üblicherweise kann eine Prozessoreinheit wunschgemäß programmiert werden, um Funktionalitä- ten für die Datenprozessierung in wenigstens einer der Datenauswerteeinheiten zur Verfügung zu stellen. In einer bevorzugten Ausgestaltung übernimmt es die Datenauswerteeinheit insbesondere einen zeitlichen Verlauf für den mindestens einen physiologischen und / oder den mindestens einen anderen physiologischen Parameter und / oder den Regulationszustand des biologischen Systems, einschließlich von Grundzuständen und Mischzuständen, zu bestimmen und beim Bestimmen des zeitlichen Verlaufes des Regulationszustandes des biologischen Systems einen Regulationseffekt ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Regulationseffekten zu ermitteln: Mitzieheffekt, Anpassungseffekt und Synchronisationseffekt.
Die weitere Datenauswerteeinheit ist in dieser Ausgestaltung konfiguriert, insbesondere:
- mittels einer Analyse des Audiofiles den jeweils zugeordneten Datensatz für den analysierten Audiodatenfile zu erzeugen und an den Audiodatenspeicher zu übergeben,
- in dem jeweils zugeordneten Datensatz für die auswählbaren Audiodatenfiles die elektro- nisch auswertbare Information über den wenigstens einen physikalischen Parameter der von dem jeweiligen Audiofile enthaltenen Audiodaten auszuwerten, um für den jeweiligen Audiodatenfile die elektronisch auswertbare Information über den zugeordneten psychophysiologischen Grundzustand zu erzeugen, und
- für das Zuordnen des psycho-physiologischen Grundzustandes zu dem jeweiligen Audio- datenfile ein oder mehrere Auswerteverfahren zu nutzen, die gleich den zur Bestimmung des psycho-physiologischen Ausgangszustandes und des Regulationszustandes des biologischen Systems genutzten Auswerteverfahren sind.
Mit dem vorangehend in seinen verschiedenen Ausgestaltungen beschriebenen System ist es ermöglicht, ein Verfahren zum Bestimmen und zum Regulieren eines psycho-physiologische Zustandes eines biologischen Systems auszuführen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Erfassen von Messwerten für mindestens einen einen psycho-physiologischen Zustand des biologischen Systems charakterisierenden, physiologischen Parameter, - automatisches Ableiten eines psycho-physiologischen Ausgangszustandes des biologischen Systems aus dem erfassten mindestens einen physiologischen Parameter, und
- Auswählen eines dem psycho-physiologischen Ausgangszustand entsprechenden Audiofϊ- les aus einem Audiodatenspeicher zur Wiedergabe über eine Wiedergabeeinheit, wobei während oder nach der Wiedergabe des ausgewählten Audiofiles über die Wiedergabe- einheit weiterhin ein Regulationszustand des biologischen Systems aus zusätzlich erfassten Messwerten für den mindestens einen physiologischen oder mindestens einen anderen physiologischen Parameter ermittelt wird. Das Erfassen von Messwerten für mindestens einen einen psychophysiologischen Zustand des biologischen Systems charakterisierenden, physiologischen Parameter erfolgt zweckmäßig mittels wenigstens einer Sensoreinheit. Zum automatische Ableiten eines psychophysiologischen Ausgangszustandes des biologischen Systems aus dem erfassten mindestens einen physiologischen Parameter wird zweckmäßig eine an die wenigstens eine Sensoreinheit datentechnisch gekoppelten Datenauswerteeinheit genutzt. Das Auswählen eines dem psychophysiologischen Ausgangszustand entsprechenden Audiofiles aus einem Audiodatenspeicher zur Wiedergabe über eine Wiedergabeeinheit wird zweckmäßig mittels einer Selektionseinheit ausgeführt, die mit der Datenauswerteeinheit datentechnisch verbunden ist. Das Ermitteln eines Regulationszustandes des biologischen Systems aus zusätzlich erfassten Messwerten für den mindestens einen physiologischen oder mindestens einen anderen physiologischen Parameter während oder nach der Wiedergabe des ausgewählten Audiofiles über die Wiedergabeeinheit wird vorteilhaft mit Hilfe der Datenauswerteinheit ausgeführt.
Das Verfahren kann den erläuterten Ausgestaltungen für das System entsprechend fortgebildet sein. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass Messwerte für mindestens einen physiologischen Parameter ausgewählt aus der folgenden Gruppe von physiologischen Parametern erfasst werden: muskulär-motorischer Reaktionsparameter (beispielsweise ein Elektromyogramm - EMG), vegetativ-kognitiver Reaktionsparameter (beispielsweise ein Hautpoten- tial - HP) und vegetativ-emotionaler Reaktionsparameter (beispielsweise einen Hautwiderstand - HW). Bevorzugt ist einer Ausgestaltung vorgesehen, dass alle vorgenannten Reaktionsparameter zur Ermittlung des psycho-physiologischen Zustandes des biologischen Systems erfasst und ausgewertet werden. Dieses kann sowohl für die Bestimmung des psycho- physiologischen Ausgangszustandes des biologischen Systems als auch für die Bestimmung des psycho-physiologischen Regulationszustandes des biologischen Systems vorgesehen sein.
Eine weitere Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein psycho-physiologischer Grundzustand Wohlfühlen des biologischen Systems bestimmt wird, wenn sich über einen vorgegebenen Zeitraum Regulationszustände der physiologischen Parameter im linken oberen Quadranten der graphischen Darstellung in Fig. 2 unten befinden. In gleicher Weise wird für einen Audiodatenfile ein psycho-physiologischer Grundzustand Wohlfühlen bestimmt. Ein psycho- physiologischer Grundzustand Freude des biologischen Systems oder eines Audiodatenfiles wird bestimmt, wenn sich über einen vorgegebenen Zeitraum die Regulationszustände des oder der psychophysiologischen Parameter im rechten oberen Quadranten der graphischen Darstellung in Fig. 2 befinden. In analoger Weise wird ein psycho-physiologischer Grundzustand Traurigkeit des biologischen Systems oder eines Audiodatenfiles bestimmt, wenn sich über den vorgegebenen Zeitraum die Regulationszustände des oder der psycho- physiologischen Parameter im linken unteren Quadranten der graphischen Darstellung in Fig. 2 befinden. Wenn sich über den vorgegebenen Zeitraum die Regulationszustände des oder der psycho-physiologischen Parameter im rechten unteren Quadranten der graphischen Darstellung in Fig. 2 befinden, wird für das biologische System oder einen Audiodatenfile ein psycho-physiologischer Grundszustand Ärger bestimmt. Ein psycho-physiologischer Mischzu- stand wird bestimmt, wenn sich die Regulationszustände des oder der psycho-physiologischen Parameter innerhalb des vorgegebenen Zeitraumes über alle vier Quadranten der grafischen Darstellung in Fig. 2 verteilen.
Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausfiüirungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems zum Bestimmen und zum Regulieren eines psycho-physiologischen Zustandes eines biologischen Systems, Fig. 2 eine grafische Darstellung für eine Zuordnung von Regulationszuständen eines physiologischen Parameters zu den psycho-physiologischen Grundzuständen Wohlbefinden, Freude, Traurigkeit, Ärger,
Fig. 3 eine grafische Darstellung für eine Häufigkeit des Auftretens von Regulationszuständen der physiologischen Parameter EMG, HW, HP einer Person am Beginn des Hörens von Musik (Ausgangssituation),
Fig. 4 eine grafische Darstellung für einen Verlauf einer Amplitudenänderung (LS), einer Änderung eines aufsummierten Frequenzspektrums (FS) und einer Tonfolgedichte (TD) eines Audiofiles,
Fig. 5 eine grafische Darstellung für einen Verlauf von Regulationszuständen eines Au- diofiles,
Fig. 6 eine grafische Darstellung für eine Häufigkeitsverteilung von Regulationszuständen der Parameter LS, FS und TD eines Audiofiles, Fig. 7 eine grafische Darstellung für einen Verlauf eines Aktivierungsanteils gemittelter Regulationsverläufe der Parameter LS, FS und TD eines Audiofiles,
Fig. 8 eine grafische Darstellung für einen Verlauf einer Regulationsqualität von gemit- telten Regulationsverläufen der Parameter LS, FS und TD eines Audiofiles, Fig. 9 eine grafische Darstellung für einen Anpassungseffekt, Mitzieheffekt und Synchronisationseffekt an Hand eines Trends der Regulationsqualität von gemittelten Regulationszuständen der physiologischen Parameter EMG, HW, HP einer Person, hervorgerufen durch die Änderung der Regulationsqualität von gemittelten Parameter LS, FS und TD eines Audiofiles, Fig. 10 eine grafische Darstellung für ein Modell einer Stimulation eines Basis-Ruhe- Aktivitätszyklusses einer Person,
Fig. 11 eine grafische Darstellung für einen Verlauf der Regulationsqualität von gemittelten Regulationszuständen der physiologischen Parameter EMG, HW, HP einer Person und der Regulationsqualität der gemittelten Parameter LS, FS und TD ei- nes Audiofiles,
Fig. 12 eine grafische Darstellung für einen Verlauf eines Aktivierungsanteils von gemittelten Regulationszuständen der physiologischen Parameter EMG, HW, HP einer Person und der Regulationsqualität der gemittelten Parameter LS, FS und TD eines Audiofiles und Fig. 13 eine Darstellung für einen Zustandsgraph der Regulationszustände LS, FS und TD eines Audiofiles.
Fig. 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Systems zum Bestimmen und Regulieren eines psycho-physiologischen Zustandes eines biologischen Systems. An eine Datenaus- werteeinheit 1 sind mehrere Sensoreinheiten 2.1, ..., 2.n angeschlossen, mit denen jeweils physiologische Parameter eines Messobjektes (Person) erfasst werden können. Mittels den Sensoreinheiten 2.1, ..., 2.n können bevorzugt einer oder mehrere der folgenden Parameter erfasst werden: Elektromyogramm (EMG), Hautwiderstand (HW) und Hautpotential (HP). Mit Hilfe der Datenauswerteeinheit 1 können dann die mit den Sensoreinheiten 2.1, ..., 2.n erfasste Werte für die physiologischen Parameter datentechnisch ausgewertet werden. Die Ergebnisse der Auswertung können von der Datenauswerteeinheit 1 an eine mit dieser verbundene Selektionseinheit 3 übergeben werden. Die Selektionseinheit 3 ist weiterhin verbunden mit einer Vorwahleinheit 4, einer Kontrolleinheit 5, einer Verstärkereinheit 6 sowie einer Informationseinheit 7 und einer weiteren Datenauswerteeinheit 8. An die Verstärkereinheit 6 sind mehrere Wiedergabegeräte 9 zum Ausgeben von Audiosignalen gekoppelt. Die zur Wiedergabe auszuwählenden Audiofiles werden in einem Audiodatenspeicher 10 zur Verfügung gestellt, welcher wahlweise auf einem externen Server implementiert ist. In einer alternativen Ausgestaltung (nicht dargestellt) sind die Datenauswerteeinheit 1 und die weitere Datenauswerteeinheit 8 zumindest teilweise in einer gemeinsamen Datenauswerteeinheit implementiert.
Über die Vorwahleinheit 4 werden Benutzereingaben erfasst, die unten im einzelnen erläutert werden.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte System kann unter Einbeziehung mehrerer Hardware- und Softwarekomponenten implementiert werden. Der elektronische Informationsaustausch zwischen den Einheiten des Systems erfolgt mit Hilfe von elektronischen Datensignalen, zu deren Übermittlung sowohl kabelgebundene als auch kabellose Übertragungstechnologien verwendet werden können..
Die Vorwahleinheit 4 in Fig.l erfasst als charakteristische Daten des Regulationsvorgangs sowohl subjektive und objektive Daten (an Hand von Fragebogen) der zu regulierenden Per- son als auch die Empfehlung einer dritten Person (zum Beispiel Trainer, Arzt, Therapeut, Psychologe oder dergleichen) zur Regulierung von Regulationszuständen der jeweils zu regulierenden Person.
Zu den zu erfassenden subjektiven Daten der zu regulierenden Person gehören: bevorzugtes musikalisches Genre (Reihenfolge) und allgemeine Angaben zur Befindlichkeit (gut, schlecht, nicht zuzuordnen).
Zu den zu erfassenden objektiven Daten der zu regulierenden Person gehören: Bestimmung des Tagestyps (Morgentyp-Abendtyp-indifferenter Typ) mittel Lerche-Eulentest (Fragebogen) und Befindlichkeitsfragebogen.
Zu den zu erfassenden Daten einer dritten Person gehören: Art der Regulation, Zeitpunkte der Regulation und Dauer der Regulation. Mittels an dem Messobjekt (Person) angebrachter Sensoren zur Erfassung der physiologischen Parameter EMG, HW und HP gelangen kontinuierlich Daten über die Sensoreinheiten 2.1, ..., 2.n (Fig. 1) in die Datenauswerteeinheit 1. Mit Hilfe der Datenauswerteeinheit 1 wer- den bevorzugt nach einem bekannten Verfahren (Balzer et al.: Dynamic of processes- a possi- bility to analysis physiological parameters, Supplement to "The Physiologist", Vol.31, Number 1, Febr. 1988, Proceedings of the Ninth Annual Session of the IUPS Commission on Gravita- tional Physiology, 1988; Balzer et al.: Chrono-Biologische Regulationsdiagnostik (RD): Ein neuer Weg zur objektiven Bestimmung von Gesundheit und Krankheit In: Hecht et al. (Hrsg): Stressmanagement Katastrophenmedizin Regulationsmedizin Prävention, 1. Berliner Stress-Forschung-Tage 2000 Pabst Science Publisher, S. 134 - 155; Fritz: Untersuchung von Regelvorgängen biologischer und musikalischer Prozesse mit Hilfe eines Neuronalen Netzes, Dissertation, Universität Mozarteum Salzburg, 2005, welches die Bestimmung eines Regulationszustandes eines biologischen Systems ermöglicht, Regulationszustände der Parameter EMG, HW, HP des Messobjektes (Person) in Form von Zeitreihen vor, während und nach dem Anhören eines Audiofiles bestimmt.
Die Bestimmung der psychophysiologischen Grundzustände Wohlbefinden, Freude, Traurigkeit und Ärger erfolgt gemäß Fig. 2 unter Berücksichtigung der folgenden Definitionen.
Ein Regulationsfunktion stellt den Verlauf des wahrscheinlichsten regulatorischen Anteils einer Zeitreihe dar, welcher auch periodisch sein kann. Unter einem Regulationszustand wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein für eine bestimmte Zeit quasistationärer Zustand eines Regulationssystems verstanden, der durch charakteristische Regulationsvorgänge ge- kennzeichnet ist. Ein charakteristischer Regulationsvorgang ist die Verteilung einer Regulationsfunktion über die Zeit, bei der die Verteilungsfunktion mathematisch definierbare Charakteristika enthält wie Gipfligkeit, Schiefe oder dergleichen. Regulationsvorgänge werden unter anderem durch multiplikative oder demultiplikative Sprünge der Regulation charakterisiert (Fritz: Untersuchung von Regelvorgängen biologischer und musikalischer Prozesse mit Hilfe eines Neuronalen Netzes, Dissertation, Universität Mozarteum Salzburg, 2005).
Es hat sich gezeigt, dass wesentliche Änderungen eines Regulationszustandes mit psychophysiologisch bedeutenden Änderungen des Regelzustandes einer Körperfunktion gekoppelt sind und damit Gesundheits- bzw. Krankheitszustände und deren Übergänge dargestellt werden können. Grundsätzlich ist eine Zustandsfunktion eine 3-dimensionale Funktion, die neben der Zeitachse eine Information über den Aktivierungsgrad und eine Information über die Regulationsgüte enthält.
Der Aktivierungsgrad gibt Auskunft darüber, ob in der Verteilungsfunktion schnelle Regulationsvorgänge (kurze Perioden) = Aktivierung oder langsame Regulationsvorgänge (langsame Perioden) = Deaktivierung vorherrschen. In ausgeglichenen Zuständen wird verteilte Aktivierung mit '0' dargestellt.
Die Regulationsgüte oder auch Regulationsqualität gibt Auskunft darüber, in welcher Form die Perioden verteilt sind. Eine einzelne Periode entspricht dabei einem starren Regulationsvorgang und wird zum Beispiel mit einer schlechten Regulationsgüte bewertet. In einem komplett desynchronisiertem Zustand sind ähnlich wie in einem Chaos aller Perioden gleich- verteilt.
Unter einem musikalischen Werk werden im Sinne der vorliegenden Anmeldung auch einzelne Töne, Tonfolgen oder Geräusche mit periodischen Anteilen verstanden.
Der psycho-physiologische Grundzustand Wohlfühlen einer Person oder eines Audiofiles wird bestimmt, wenn sich über eine definierte Zeit sich die Regulationszustände der psychophysiologischen Parameter EMG, HP und HW der gemessenen Person bzw. der physikalischen Parameter Verlauf der Amplitude (LS), Frequenzspektrum (FS), Tonfolgedichte (TD) des Audiofiles vorwiegend im linken oberen Quadranten (Benennung Wohlfühlen) in Fig. 2 befinden.
Der psycho-physiologische Grundzustand Freude einer Person oder eines Audiofiles wird bestimmt, wenn sich über eine definierte Zeit sich die Regulationszustände der psychophysiologischen Parameter EMG, HP und HW der gemessenen Person bzw. der physikali- sehen Parameter LS, FS, TD des Audiofiles vorwiegend im rechten oberen Quadranten (Benennung Freude) in Fig. 2 befinden. Der psychophysiologische Grundzustand Traurigkeit einer Person oder eines Audiofiles wird bestimmt, wenn sich über eine definierte Zeit sich die Regulationszustände der psychophysiologischen Parameter EMG, HP und HW der gemessenen Person bzw. der physikalischen Parameter LS, FS, TD des Audiofϊles vorwiegend im linken unteren Quadranten (Be- nennung Traurigkeit) in Fig. 2 befinden.
Der psychophysiologische Grundzustand Ärger einer Person oder eines Audiofiles wird bestimmt, wenn sich über eine definierte Zeit sich die Regulationszustände der psychophysiologischen Parameter EMG, HP und HW der gemessenen Person bzw. der physikali- sehen Parameter LS, FS, TD des Audiofiles vorwiegend im rechten unteren Quadranten (Benennung Traurigkeit) in Fig. 2 befinden.
Psycho-physiologische Mischzustände einer Person wie ängstlich, aggressiv, unangenehm, melancholisch, depressiv oder dergleichen oder psycho-physiologische Mischzustände eines Audiofiles werden bestimmt, wenn über eine definierte Zeit eine Verteilung der Regulationszustände der psycho-physiologischen Parameter EMG, HP und HW der gemessenen Person bzw. der physikalischen Parameter LS, FS, TD des Audiofiles über die vier Quadranten in Fig. 2 vorliegt, nämlich Wohlfuhlen, Freude, Ärger, Traurigkeit.
Aus der Messung der Daten EMG, HW und HP in der letzten Minute vor dem Anhören eines Audiofiles, eines musikalischen Werkes oder einer Interpretation werden der psycho-physiologische Ausgangszustand des jeweiligen Messobjektes (Person) über eine Häufigkeitsverteilung (Fig. 3) der nach bekannten Verfahren (Balzer et al.: Dynamic of processes- a possibility to analysis physiological parameters, Supplement to "The Physiologist", Vol. 31, Number 1, Febr. 1988, Proceedings of the Ninth Annual Session of the IUPS Commission on Gravitatio- nal Physiology, 1988; Balzer et al.: Chrono-Biologische Regulationsdiagnostik (RD): Ein neuer Weg zur objektiven Bestimmung von Gesundheit und Krankheit In: Hecht et al. (Hrsg): Stressmanagement Katastrophenmedizin Regulationsmedizin Prävention, 1. Berliner Stress- Forschung-Tage 2000 Pabst Science Publisher, S. 134 - 155; Fritz: Untersuchung von Regel- Vorgängen biologischer und musikalischer Prozesse mit Hilfe eines Neuronalen Netzes, Dissertation, Universität Mozarteum Salzburg) berechneten Regulationszustände (Fig. 4) bestimmt, entsprechend Fig. 2 zugeordnet und die Ausgangssituation bezüglich der in Fig. 2 dargestellten psycho-physiologischen Grundzustände bewertet. Tabelle 1 - Bewertung der psychophysiologischen Grundzustände der Person (%-Angaben)
Figure imgf000019_0001
In der Ausgangssituation dieses Beispiels überwiegt der psycho-physiologische Grundzustand Traurigkeit.
Die Audiospeichereinheit 10 enthält Audiofiles mit detaillierten Angaben zur Komposition und Interpretation der Audio files. Die Audiospeichereinheit 10 erhält über die Vorwahleinheit 4 oder erstellt bei jeder Neuaufnahme eines Audiofiles in die Audiospeichereinheit 10 in Wechselwirkung mit der Datenauswerteeinheit 2 zu jedem Audiofile folgende zusätzlichen Informationen:
- Zuordnung zu Genre (zum Beispiel Klassik, Jazz, Rock Pop, Volksmusik....)
- Bestimmung des musikalischen Ausgangszustandes des Audiofiles für die erste Minute - Bestimmung des allgemeinen psycho-physiologischen Regulationszustandes des Audiofiles
- Art der Regulation (siehe Tabelle 3)
- Aktivierung
- Qualität - Dauer der Regulation
Alle genannten Angaben werden als charakteristische Daten eines Audiofile bezeichnet und diesem zugeordnet.
Zuordnung zum Genre: Klassik (Beispiel : Musikstück: Mozart - Klavierkonzert Nr. 17, KV 453, 3. Satz)
Bestimmung des musikalischen Ausgangzustandes des Audioflies für die erste Minute
Die Audiospeichereinheit 10 enthält eine nur durch den Speicherumfang begrenzte Anzahl musikalischer Werke, Interpretationen, Töne, Tonfolgen oder Geräuschen, die durch einen externen Server jederzeit nachgeladen werden kann. In der Audiospeichereinheit 10 werden zu jedem Audiofile zusätzliche Informationen über den Verlauf der Amplitude (LS), des aufsummierten Frequenzspektrums (FS) und der Tonfolgedichte (TD - Anzahl der Töne pro Zeiteinheit) in Form von Zeitreihen (Fig. 4) gespeichert. Mit Hilfe der Datenauswerteeinheit 2 zur Analyse physikalischer Parameter musikalischer Informationen (LS, FS, TD) werden nach einem bekannten Verfahren (Balzer et al.: Dynamic of processes - a possibility to analysis physiological parameters, Supplement to "The Physiologist", Vol. 31, Number I5 February 1988, Proceedings of tlie Ninth Annual Session of the IUPS Commission on Gravitational Physiology, 1988; Balzer et al.: Chrono-Biologische Regulationsdiagnostik (RD): Ein neuer Weg zur objektiven Bestimmung von Gesundheit und Krankheit In: Hecht et al. (Hrsg): Stressmanagement Katastrophenmedizin Regulationsmedizin Prävention, 1. Berliner Stress- Forschung-Tage 2000 Pabst Science Publisher, S. 134 - 155; Fritz: Untersuchung von Regelvorgängen biologischer und musikalischer Prozesse mit Hilfe eines Neuronalen Netzes, Dissertation, Universität Mozarteum Salzburg, 2005) oder anderer Verfahren, die einen Regulati- onszustand eines biologischen Systems bestimmen, Regulationszustände der Parameter LS, FS und TD der Audiofile in Form von Zeitreihen (Fig. 5) erstellt. Alle auf diesem Wege analysierten musikalischen Werke oder Interpretationen erhalten nach Zuordnung dieser Regulationszustände laut der Definition psycho-physiologischer Grundzustände eine Bewertung und Zuordnung zu den psycho-physiologischen Grundzuständen.
Aus den Zeitreihen der der physikalischen Parameter LS, FS und TD in der ersten Minute eines Audiofiles wird der psycho-physiologische Ausgangszustand des jeweiligen Audiofiles über eine Häufigkeitsverteilung der zuvor bestimmten Regulationszustände bestimmt, entsprechend Fig. 2 zugeordnet und die Ausgangssituation bezüglich der in Fig. 2 dargestellten psycho-physiologischen Grundzustände bewertet.
Tabelle 2 - Bewertung der psycho-physiologischen Grundzustände der Musik (%-Angaben) - Ausgangszustand
Figure imgf000020_0001
Das in diesem Beispiel verwendete Musikstück (Mozart - Klavierkonzert Nr. 17, KV 453, 3. Satz) zeigt ein Überwiegen des psycho-physiologischen Grundzustands Wohlbefinden für die erste Minute (Ausgangszustand).
Bestimmung des allgemeinen psycho-physiologischen Regulationszustandes des Audioflies
Analog zur Bestimmung des musikalischen Ausgangszustandes wird aus den Zeitreihen der der physikalischen Parameter LS, FS und TD der gesamten Dauer eines Audiofiles der psy- cho-physiologische Regulationszustand des jeweiligen Audiofϊles über eine Häufigkeitsver- teilung der zuvor bestimmten Regulationszustände (Fig. 6) bestimmt, entsprechend Fig. 2 zugeordnet und die Ausgangssituation bezüglich der in Fig. 2 dargestellten psycho-physiologischen Grundzustände bewertet.
Tabelle 3 - Bewertung des allgemeinen psycho-physiologischen Grundzustands (%- Angaben)
Figure imgf000021_0001
Das in diesem Beispiel verwendete Musikstück (Mozart - Klavierkonzert Nr. 17, KV 453, 3. Satz) zeigt ein Überwiegen des allgemeinen psycho-physiologischen Grundzustands Wohlbefinden
Bestimmung der Regulationsart
Zur Bestimmung der Regulationsart mittels der Datenauswerteeinheit 1 werden aus den Audiofiles mit beliebigen Verfahren Datenfiles generiert, die die zeitliche Änderung der physika- lischen Parameter Amplitude (LS), aufsummiertes Frequenzspektrum (FS) und Tonfolgedichte (TD) (Anzahl der Töne pro Zeiteinheit) entsprechend Fig. 4 enthalten.
Diese Datenfiles werden gemäß bekannter Auswerteverfahren (vgl. Balzer et al.: Dynamic of processes - a possibility to analysis physiological parameters, Supplement to "The Physiolo- gist", Vol. 31, Number 1, Februar 1988, Proceedings of the Ninth Annual Session of the IUPS
Commission on Gravitational Physiology, 1988; Balzer et al.: Chrono-Biologische Regulati- onsdiagnostik (RD): Ein neuer Weg zur objektiven Bestimmung von Gesundheit und Krankheit In: Hecht et al. (Hrsg): Stressmanagement Katastrophenmedizin Regulationsmedizin Prävention, 1. Berliner Stress-Forschung-Tage 2000 Pabst Science Publisher, S. 134 - 155; Fritz: Untersuchung von Regelvorgängen biologischer und musikalischer Prozesse mit Hilfe eines Neuronalen Netzes, Dissertation, Universität Mozarteum Salzburg, 2005) so bearbeitet, dass jeweils für die Parameter LS, FS, TD Zeitreihen von Regulationszuständen entstehen, Fig. 5.
Aus diesen Zeitreihen der einzelnen Parameter LS, FS und TD wird der gemittelte Regulationsverlauf (arithmetisches Mittel) getrennt für die Anteile Aktivierung / Deaktivierung (horizontale Achse in Fig. 2) und Regulationsqualität / Regulationsgüte (vertikale Achse in Fig. 2) bestimmt. Der gemittelte Regulationsverlauf der Aktivierung / Deaktivierung wird einer Trendanalyse unterzogen (Fig. 7), ebenso der Verlauf der Regulationsgüte (Fig. 8). Mit Hilfe eines Vergleichsalgorithmus nach der Methode der kleinsten Quadrate wird die größtmögliche Näherung an eines der folgenden Regulationsarten bestimmt und dieser zugeordnet:
Tabelle 4 - Regulationsart Aktivierung / Qualität
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000023_0001
Für das Musikstück (Mozart - Klavierkonzert Nr. 17, KV 453, 3. Satz) wird für den Regulationsverlauf Aktivierung das Beispiel 9 der Regulationsarten ermittelt. Für den Regulationsverlauf der Regulationsgüte ebenfalls.
Bestimmung der Dauer der Regulation
Die Dauer der Regulation wird aus der Dauer der Audiofiles in Korrespondenz zu chronobio- logischen periodischen Vorgängen an Hand der Tabelle 5 bestimmt.
Tabelle 5: Dauer der Regulation in den Zeitdauergruppen:
Figure imgf000023_0002
Figure imgf000024_0001
*Die fett markierten Zeitdauergruppen entsprechen in ihrer Dauer nachgewiesenen chronobio logischen Regulationsvorgängen. Dabei sind auch multiplikative Vielfache der chronobiolo- gischen Grundrhythmen (fett markiert) berücksichtigt.
**REM - "rapid eye movement", BRAC - "Basis rest activity cycle" (Kleitmann 1970)
Aus der zeitlichen Dauer des Audiofϊles (Beispiel: Musikstück: Mozart - Klavierkonzert Nr. 17, KV 453, 3. Satz (7min. 32s) ergibt sich eine Zuordnung in die Gruppe 5 adäquat zum chronobiologisch determinierten Rhythmus von cirka 7 - 8 Minuten.
In der Selektionseinheit 3 werden die Angaben der manuellen Eingabe aus der Vorwahleinheit 4
- Welche musikalische Genre (Reihenfolge) wird bevorzugt; - allgemeine Angaben zur Befindlichkeit (gut, schlecht, nicht zuzuordnen);
- Bestimmung des Tagestyps (Morgentyp-Abendtyp-indifferenter Typ) mittel Lerche- Eulentest (Fragebogen)
- Befindlichkeitsfragebogen (Stimmung, psycho-physiologischer Grundzustand, Art der Regulation) - Angaben einer dritten Person ;
- Art der Regulation;
- Zeitpunkte der Regulation;
- Dauer der Regulation; sowie des in der letzten Minute vor Anhören eines Audiofiles bestimmten psycho-physiologi- sehen Grundzustandes des jeweiligen Messobjektes (Person) nach festgelegten Kriterien (siehe Kriterien und Festlegungen) bewertet und der für den Regulationsvorgang optimale Audiofile (Musikstück, Töne, Tonfolge, Geräusch) ausgewählt.
Zu Beginn des Regulationsvorgangs informiert die Vorwahleinheit 4 die zu regulierende Per- son (Messobjekt) akustisch über die Wiedergabegeräte 9 über den unmittelbar bevorstehenden Start des Regulationsvorgangs bzw. fordert die zu regulierende Person über die jeweilige manuelle Starteinheit diesen Regulationsvorgang zu starten. Während des Anhören eines Audiofiles wird der sich verändernde psychophysiologische Zustand der zu regulierenden Person kontinuierlich über die Sensoreinheiten 2.1, ..., 2.n er- fasst und über die Datenauswerteeinheit 1 der Selektionseinheit 3 zur Verfügung gestellt. Zeitgleich dazu liefert die Datenauswerteeinheit 2 den sich verändernden psycho-physio- logischen Zustand des Audiofiles.
Unter Anpassungseffekt eines regulatorischen Systems an ein anderes von außen wirkendes regulatorisches System wird ein Vorgang verstanden, bei dem sich der Regulationszustand des ersten regulatorischen Systems dem Regulationszustand des von außen wirkenden Systems anpasst. Hierbei wird vorausgesetzt, dass die Regulationszustände beider Systeme am Beginn des Anpassungsvorganges unterschiedlich oder gleich sind und der Zustand der Anpassung — gleicher oder ähnlicher Regulationszustand - nach einer definierten Zeit eintritt.
Unter Mitzieheffekt eines regulatorischen Systems an ein anderes von außen wirkendes regulatorische System wird ein Vorgang verstanden, bei dem sich der Regulationszustand des ersten regulatorischen Systems nicht wesentlich von dem des von außen wirkenden unterscheidet und durch die Wirkung des von außen wirkenden regulatorischen Systems sich der Regulationszustand des ersten Systems in die gleiche Richtung wie die des von außen wirkenden bewegt. Dabei kann ein zeitlicher Verzug bezüglich der Veränderung des erstens regulatorischen Systems gegenüber dem von außen wirkenden auftreten (Fig. 9).
Unter Synchronisation eines regulatorischen Systems durch ein anderes von außen wirkendes regulatorisches System wird ein Vorgang verstanden, bei dem sich der Regulationszustand des ersten regulatorischen Systems zeitgleich über längere Zeit synchron in die selbe Richtung wie der Regulationszustand des von außen wirkenden Systems ändert (Fig. 9).
Ein optimaler regulatorischer Effekt, zum Beispiel eine Leistungssteigerung der zu regulierenden Person wird dann erreicht, wenn mit Beginn des Einwirkens des Audiofiles auf das Messobjekt (Person) deren psycho-physiologischer Zustand gleich den psycho-physio- logischen Zuständen des Audioflies ist und / oder die psycho-physiologische Zustände durch Änderung der psycho-physiologischen Zustände des Audiofiles in der Form erreicht wird, dass ein sogenannter Anpassungs-, Mitzieh- oder Synchronisationseffekt, wie in Fig. 9 dargestellt, individuell gewährleistet wird.
Ein optimaler regulatorischer Effekt wird dann erreicht, wenn unter Berücksichtigung der in die Vorwahleinheit 4 eingegebenen Informationen über die zu regulierenden Messobjekte (Personen) und die jeweilig zur Regulation durch die Selektionseinheit 3 dazu ausgewählten Audiofiles mittels eines Anpassungs-, Mitzieh- und / oder Synchronisationseffekts der gewünschte regulatorische Effekt (Art der Regulation gemäß Tabelle 4) erreicht wird.
Für den Fall, dass während des Anhörens eines Audiofües durch die jeweils zu regulierende Person der gewünschte regulatorische Effekt, zum Beispiel die Anpassung oder das Mitziehen oder die Synchronisation zwischen den sich verändernden psychophysiologischen Regulati- onszuständen der Person und des Audiofiles nicht eintritt, bewirkt die Kontrolleinheit 5, dass der Vorgang entweder abgebrochen wird oder über die Audiospeichereinheit ein anderer dem momentan vorhandenen Zustand der zu regulierenden Person besser entsprechendem Audiofi- Ie und der gewünschten Wirkung (Regulationsart) zur Verfügung gestellt wird. Dazu wird der bisher dargebotene Audiofile über ein fade-out Effekt beendet.
Zur Auswahl eines anderen Audiofiles, nutzt die Selektionseinheit 3 die Möglichkeit, dass die Analyse der physikalischen Parameter Amplitude (LS), Frequenzspektrum (FS) und Tonfolgedichte (TD) mit Hilfe der angewandten Algorithmen eine Bestimmung der möglichen psy- cho-physiologischen Wirkung auf eine Person derart erlauben, dass der zeitliche Verlauf, den die Regulationszustände eines Audiofiles nach Fig. 2 erreichen, als zweidimensionaler Zu- standsgraph entsprechend Fig. 13 vor dem Hintergrund der möglichen psycho-physiologi- sehen Regulationszustände nach Fig. 2 abgebildet werden kann. Der Zustandsgraph ist als zusätzliche Information in der Audiospeichereinheit 10 dem Audiofile zugeordnet. Er enthält die Information, nach welcher Zeit welcher psychophysiologische Grundzustand bei dem jeweiligen Audiofile erreicht werden könnte. Sollte die gewünschte regulatorische Wirkung, zum Beispiel der Anpassungs- oder der Mitzieheffekt, bei dem bisher zur Erzielung einer regulatorischen Wirkung auf die Person nicht erreicht worden sein, selektiert die Selektionseinheit 3 einen Audiofile mit einer adäquaten gewünschten Regulationsart entsprechend Tabelle 4, aber mindestens doppelter zeitlicher Dauer und informiert die zu regulierende Person über die jeweilige Wiedergabeeinheit über den Wechsel zu einem anderen Audiofile unter Mitteilung des nächstmöglichen optimalen Anwendungszeitpunkts (siehe nachfolgende Kriterien und Festlegungen - Anwendungszeitpunkt) einer regulatorischen Wirkung.
Alle charakteristischen Daten der Vorwahleinheit 4 sowie der Audiospeichereinheit 10, die im Verlaufe eines regulatorischen Vorgangs als Parameter benutzt wurden, werden über die Informationseinheit 7 zur weiteren Verwendung zur Verfügung gestellt.
Definierte Kriterien und Festlegungen
Regulationsdauer
Der Anwendungszeitpunkt zur Regulation eines biologischen Systems wird nach objektiven und subjektiven Kriterien bestimmt. Mittels des Fragebogentests zum Tagestyp werden folgende objektive Typangaben ermittelt:
Tabelle 5 - Tagestypen
Figure imgf000027_0001
Die zeitliche Verschiebung des Deaktivierungsmaximums im Tagesverlauf der einzelnen Tagestypen gegenüber den Deaktivierungsmaxima des indifferenten Typs ist in Tabelle 5 angegeben. Die Deaktivierungsmaxima des indifferenten Typs liegen bei folgenden chronobiolo- gisch determinierten Zeitpunkten: 09:00 Uhr, 13:00 Uhr, 17:00 Uhr, 21:00 Uhr, 01 :00 Uhr, 05:00 Uhr. Die Aktivierungsmaxima des indifferenten Typs liegen bei folgenden chronobio- logisch determinierten Zeitpunkten: 10:00 Uhr, 14:00 Uhr, 18:00 Uhr, 22:00 Uhr, 02:00 Uhr, 06:00 Uhr. Je nach gewählter Regulationsart - aktivierend oder deaktivierend - wird unabhängig von der Untergruppe dieser Regulationsarten der tatsächliche Beginn der Regulation in Abhängig von der Dauer des zur Regulation eingesetzten Audiofiles bestimmt. Es wird festgelegt, dass in Abhängigkeit von der Art gewählten Regulationsart nach Tabelle 4 - aktivierend oder deaktivierend - die jeweiligen Bezugspunkte bei gewählter Regulationsart Aktivierung die Aktivie- rungsmaxima sind, bei Deaktivierung die Deaktivierungsmaxima. Die Wirkungsdauer des gewählten Audiofiles wird je zur Hälfte auf den Zeitpunkt vor und nach den Maxima verteilt. Der Beginn der Regulation wird auf die jeweils volle Minute gerundet.
Beispiel 1: ermittelter Tagestyp: indifferent gewählte Regulationsart: deaktivierend
Dauer des gewählten Audiofiles: 30 Minuten
Beginn der Regulation zum Beispiel 08:45 Uhr (siehe auch Fig. 10)
Beispiel 2: ermittelter Tagestyp: Abendtyp gewählte Regulationsart: aktivierend Dauer des gewählten Audiofiles: 8 Minuten Beginn der Regulation: zum Beispiel 09:56 Uhr
Beispiel 3: ermittelter Tagestyp: Morgentyp gewählte Regulationsart: deaktivierend Dauer des gewählten Audiofiles: 15 Minuten Beginn der Regulation: zum Beispiel 16:52 Uhr
Falls der im Fragenbogen zur Bestimmung des Tagestyps ermittelte Tagestyp mit dem ebenfalls im Fragebogen ermittelten Zeitpunkt der möglichen Pausenzeit differiert, wird als möglicher Deaktivierungszeitpunkt der angegebene mögliche Pausenzeitpunktβ gewählt. Der dazugehörige Aktivierungszeitpunkt wird um 1 Stunde nach hinten verschoben. Regulationsart
Die Bestimmung der Regulationsart erfolgt mit Hilfe des Befindlichkeitsfragebogens, der objektiven Bestimmung des psycho-physiologischen Grundzustandes mittels Erfassung phy- siologischer Daten in der letzten Minuten vor Anhören eines Audiofiles und/oder nach Kriterien einer dritten Person.
Dazu wird mit Hilfe des Befmdlichkeitsfragebogens der im Allgemeinen und momentan vorhandenen überwiegende psycho-physiologische Grundzustand
Wohlbefinden (deaktiviert, gut reguliert) Freude (aktiviert, gut reguliert)
Traurigkeit (deaktiviert, schlecht reguliert) Ärger (aktiviert, schlecht reguliert)
und die im Allgemeinen und momentanen vorhandene überwiegende Stimmungslage nach „gut" - entsprechend gut reguliert und „schlecht" - entsprechend schlecht reguliert bestimmt.
Es wird nach folgenden Kriterien ausgewählt: - vorhandener psychophysiologischer Grundzustand soll stabilisiert werden
- vorhandener psychophysiologischer Grundzustand soll destabilisiert werden
- vorhandener psychophysiologischer Grundzustand soll verändert werden
- vorhandener psychophysiologischer Grundzustand soll aktiviert werden
- vorhandener psycho-physiologischer Grundzustand soll deaktiviert werden
Als Aktivierungsarten gelten die Arten 1, 4, 5, 6 und 10 entsprechend Tabelle 4. Als Deaktivierangsarten gelten die Arten 2, 3, 7, 8 und 11 entsprechend Tabelle 4. Zur allgemeinen Stabilisierung dient die Art 9 entsprechend Tabelle 4. Als Aktivierungsart zählt außerdem die Art 12 entsprechend Tabelle 4. Als Deaktivierungsart zählt außerdem die Art 13 entsprechend Tabelle 4.
Zur Destabilisierung eines vorhandenen psycho-physiologischen Grundzustandes der zu regulierenden Person wird die Regulationsart 14 (zufälliger Verlauf) entsprechend Tabelle 4 gewählt. Die Auswahl aus diesen Arten der zur Anwendung kommenden Regulationsart wird entweder von der zu regulierenden Person (Angabe im Befindlichkeitsfragebogen) oder einer Dritten Person vorgenommen.
Dauer der Regulation
Die Dauer der Regulation wird entsprechend der chronobiologisch determinierten Dauern nach Tabelle 5 wie folgt festgelegt:
Für optimale Deaktivierungsvorgänge bei Personen, die keine Fähigkeit zur Entspannung aufweisen: mindesten 15 - 16 Minuten Dauer
Für Personen, die normal entspannen können: mindesten 7 - 8 Minuten Dauer
Für Personen, die gut bis sehr gut entspannen können: mindestens 3 - 4 Minuten Dauer.
Für Personen, die sich in einem hyperaktiven Zustand befinden soll die Dauer der Regulation gegenüber den optimalen Zeitdauern verdoppelt werden.
Für Personen, die sich in einem hypoaktiven oder deaktiviertem Zustand befinden, sind Akti- vierungsvorgänge auszulösen.
Für schwer aktivierbare bzw. erregbare Personen: beträgt die Dauer der Regulation: mindestens 15 - 16 Minuten Dauer.
Für normal aktivierbare bzw. erregbare Personen beträgt die Dauer der Regulation: mindestens 7 - 8 Minuten Dauer.
Für schnell aktivierbar bzw. erregbare Personen beträgt die Dauer der Regulation: mindestens 3 - 4 Minuten Dauer.
Feststellung von Anpassungseffekt, Mitzieheffekt und Synchronisation
Unter Anpassungseffekt eines regulatorischen Systems an ein anderes, von außen wirkendes regulatorische System, wird ein Vorgang verstanden, bei dem sich der Regulationszustand des ersten regulatorischen Systems dem Regulationszustand des von außen wirkenden Systems anpasst. Dabei wird vorausgesetzt, dass die Regulationszustände beider Systeme am Beginn des Anpassungsvorganges unterschiedlich sind und der Zustand der Anpassung - gleicher oder ähnlicher Regulationszustand - nach einer definierten Zeit eintritt.
Bei der Anpassung des zu regelnden regulatorischen Systems an ein von außen wirkendes regulatorisches System wird zwischen Anpassung der Regulationsqualitäten bzw. Regulationsart und Aktivierung bzw. Deaktivierung unterschieden.
Ein zu regelndes regulatorisches System hat sich dann an ein von außen wirkendes regulatori- sches System angepasst, wenn entweder
- die Regulationsqualitäten beider Systeme nach einer Zeitdauer von mindestens 1,5 Minuten ähnlich sind
(In diesem Fall ist Ähnlichkeit dann vorhanden, wenn sich die gemittelten Trendverläufe der Regulationsqualität entweder schneiden (Fig. 11) oder um nicht mehr als 25% an ei- nem Punkt innerhalb der ersten 1,5 Minuten bei Anhören eines Audiofiles voneinander unterscheiden) oder
- die Regulationsarten Aktivierung / Deaktivierung nach einer Zeitdauer von mindesten 5 Minuten ähnlich sind.
(In diesem Fall ist Ähnlichkeit dann vorhanden, wenn sich die gemittelten Trendverläufe der Regulationsart Aktivierung / Deaktivierung entweder schneiden (Fig. 12) oder um nicht mehr als 25% an einem Punkt innerhalb der ersten 5 Minuten bei Anhören eines Audiofiles voneinander unterscheiden)
Unter Mitzieheffekt eines regulatorischen Systems an ein anderes von außen wirkendes regu- latorische System wird ein Vorgang verstanden, bei dem sich der Regulationszustand des ersten regulatorischen Systems nicht wesentlich von dem des von außen wirkenden unterscheidet und durch die Wirkung des von außen wirkenden regulatorischen Systems sich der Regulationszustand des ersten Systems in die gleiche Richtung wie die des von außen wirkenden bewegt. Dabei kann ein zeitlicher Verzug bezüglich der Veränderung des erstens regulatori- sehen Systems gegenüber dem von außen wirkenden auftreten (Fig. 9).
Festlegung: Die Richtung eines regulatorischen Prozesses wird aus der 1. Ableitung nach der Zeit der Trendfunktion der Änderung der Regulationsgüte bzw. Regulationsqualität (siehe Fig.8) oder des Regulationsverlaufs Aktivierung / Deaktivierung (Fig. 7) bestimmt. Dabei soll die Richtung des zu regulierenden Systems sich von der Richtung des von außen wirkenden Systems um nicht mehr als 25% unterscheiden. Richtungsunterschiede bis zu 25% werden als ähnliche Richtung bezeichnet. Die gleiche oder ähnliche Richtung soll mindestens 30s an- dauern. Eine zeitliche Verschiebung zwischen der Richtungsänderung des zu regulierenden Systems und des von außen wirkenden Systems von bis zu maximal 10 s ist zulässig.
Unter Synchronisation eines regulatorischen Systems durch ein anderes von außen wirkendes regulatorisches System wird ein Vorgang verstanden, bei dem sich der Regulationszustand des ersten regulatorischen Systems zeitgleich über längere Zeit synchron in dieselbe oder ähnliche Richtung wie der Regulationszustand des von außen wirkenden Systems ändert.
Festlegung: Die Zeitdauer einer gleichen oder ähnlichen Richtung soll mindesten 60 s betragen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.

Claims

Ansprüche
1. System zum Bestimmen und zum Regulieren eines psychophysiologische Zustandes eines biologischen Systems, mit: - wenigstens einer Sensoreinheit (2.1, ..., 2.n), die konfiguriert ist, Messwerte für mindestens einen einen psycho-physiologischen Zustand des biologischen Systems charakterisierenden, physiologischen Parameter zu erfassen,
- einer an die wenigstens eine Sensoreinheit (2.1, ..., 2.n) datentechnisch gekoppelten Datenauswerteeinheit (1; 8), die konfiguriert ist, aus dem erfassten mindestens einen physiologischen Parameter automatisch einen psycho-physiologischen Ausgangszustand des biologischen Systems abzuleiten, und
- einer Selektionseinheit (3), die mit der Datenauswerteeinheit (1; 8) datentechnisch verbunden und konfiguriert ist, aus einem Audiodatenspeicher (10) dem psycho- physiologischen Ausgangszustand entsprechend einen Audiofile zur Wiedergabe ü- ber eine Wiedergabeeinheit (9) auszuwählen, wobei die Datenauswerteeinheit (1; 8) weiterhin konfiguriert ist, einen Regulationszustand des biologischen Systems während oder nach der Wiedergabe des ausgewählten Audiofiles über die Wiedergabeeinheit (9) aus von den Sensoreinheiten (2.1, ..., 2.n) zusätzlich erfassten Messwerten für den mindestens einen physiologischen oder minde- stens einen anderen physiologischen Parameter zu ermitteln.
2. System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Sensoreinheit (2.1, ..., 2.n) konfiguriert ist, Messwerte für mindestens einen physiologischen Parameter ausgewählt aus der folgenden Gruppe von physiologischen Parametern zu erfassen: muskulär-moto- rischer Reaktionsparameter, vegetativ-kognitiver Reaktionsparameter und vegetativemotionaler Reaktionsparameter.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wenigstens eine Sensoreinheit (2.1, ..., 2.n) konfiguriert ist, die Messwerte für den mindestens einen physiologischen Parameter nicht invasiv zu erfassen.
4. System nach Anspruch 1, wobei in dem Audiodatenspeicher (10) zu den auswählbaren Audiofiles jeweils ein zugeordneter Datensatz gespeichert ist, welcher elektronisch auswertbare Informationen über wenigstens einen physikalischen Parameter der von dem jeweiligen Audiofile enthaltenen Audiodaten ausgewählt aus der folgenden Gruppe physikalischer Parameter umfasst: zeitliche Änderung der Amplitude, zeitliche Änderung des aufsummierten Frequenzspektrums und zeitliche Änderung der Tonfolgedich- te.
5. System nach Anspruch 4, wobei die Datenauswerteeinheit (1; 8) konfiguriert ist, mittels einer Analyse des Audiofiles den jeweils zugeordneten Datensatz für den analysierten Audiodatenfile zu erzeugen und an den Audiodatenspeicher (10) zu übergeben.
6. System nach Anspruch 1, wobei in dem Audiodatenspeicher (10) zu den auswählbaren Audiofiles jeweils eine elektronisch auswertbare Information über einen zugeordneten psycho-physiologischen Grundzustand gespeichert ist.
7. System nach Anspruch 6, wobei die elektronisch auswertbare Information dem jeweiligen Audiodatenfile einen psycho-physiologischen Grundzustand ausgewählt aus der folgenden Gruppe von psycho-physiologischen Grundzuständen zuordnet: einen Grundzustand Wohlfühlen, einen Grundzustand Freude, einen Grundzustand Traurigkeit, einen Grundzustand Ärger und einen Mischzustand aus wenigstens zwei der Grundzu- stände.
8. System nach Anspruch 4 und nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Datenauswerteeinheit (1; 8) konfiguriert ist, in dem jeweils zugeordneten Datensatz für die auswählbaren Audiodatenfiles die elektronisch auswertbare Infoπnation über den wenigstens einen phy- sikalischen Parameter der von dem jeweiligen Audiofile enthaltenen Audiodaten auszuwerten, um für den jeweiligen Audiodatenfile die elektronisch auswertbare Information über den zugeordneten psycho-physiologischen Grundzustand zu erzeugen.
9. System nach Anspruch 8, wobei die Datenauswerteeinheit (1; 8) konfiguriert ist, für das Zuordnen des psycho-physiologischen Grundzustandes zu dem jeweiligen Audiodatenfile ein oder mehrere Auswerteverfahren zu nutzen, die gleich den zur Bestimmung des psycho-physiologischen Ausgangszustandes und des Regulationszustandes des biologischen Systems genutzten Auswerteverfahren sind.
10. System nach Anspruch 6, wobei die Selektionseinheit (3) konfiguriert ist, aus dem Audiodatenspeicher (10) einen Audiofile zur Wiedergabe über die Wiedergabeeinheit (9) auszuwählen, dessen zugeordneter psycho-physiologischen Grundzustand dem psycho- physiologischen Ausgangszustand entspricht.
11. System nach Anspruch 6, wobei die Selektionseinheit (3) konfiguriert ist, aus dem Audiodatenspeicher (10) einen Audiofile zur Wiedergabe über die Wiedergabeeinheit (9) auszuwählen, dessen zugeordneter psycho-physiologischen Grundzustand von dem psy- cho-physiologischen Ausgangszustand abweicht.
12. System nach Anspruch 1, wobei eine Betriebsart auswählbar ist, in welcher mehrere Regulationszustände des biologischen Systems zeitgleich oder in serieller Weise bestimmt werden.
13. System nach Anspruch 12, wobei die Datenauswerteeinheit (1; 8) konfiguriert ist, einen zeitlichen Verlauf für den mindestens einen physiologischen und / oder den mindestens einen anderen physiologischen Parameter und / oder den Regulationszustand des biologischen Systems, einschließlich von Grundzuständen und Mischzuständen, zu bestim- men.
14. System nach Anspruch 13, wobei die Datenauswerteeinheit (1; 8) konfiguriert ist, beim Bestimmen des zeitlichen Verlaufes des Regulationszustandes des biologischen Systems einen Regulationseffekt ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Regulations- effekten zu ermitteln: Mitzieheffekt, Anpassungseffekt und Synchronisationseffekt.
15. System nach Anspruch 1, wobei eine Vorwahleinheit (4) vorgesehen und konfiguriert ist, das Auswählen des Audiofiles zur Wiedergabe beeinflussende Vorwahldaten, bei denen es sich wahlweise um manuelle eingegebene Daten handelt, zu erfassen und an die Selektionseinheit (3) weiterzugeben.
16. System nach Anspruch 1, wobei eine Kontrolleinheit (5) vorgesehen und konfiguriert ist, die Wiedergabe des ausgewählten Audiofiles über die Wiedergabeeinheit (9) zu modifizieren, indem die Wiedergabe abgebrochen wird und wahlweise ein anderer Audiodatenfile wiedergegeben wird, wenn ein vorwählbarer Regulationseffekt nicht erreicht wird.
17. System nach Anspruch 1, wobei eine Informationseinheit (7) vorgesehen und konfiguriert ist, elektronisch auswertbare Überblicksinformationen über das Bestimmen und das Regulieren des psycho-physiologische Zustandes des biologischen Systems zur Verfügung zu stellen.
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