KR102780624B1 - Cognitive enhancement method of combining olfactory stimulation and transcranial direct current stimulation, and computing apparatus for performing the method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 경두개 직류 자극과 후각 자극을 결합한 인지 증강 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 개인별 또는, 상황별로 분석된 경두개 직류 자극의 경두개 직류 자극 프로토콜과 후각 자극의 후각 자극 프로토콜을 이용하여 인지 증강 프로토콜을 제공함으로써 개인 맞춤화 된 인지 증강 효과를 극대화한다.The present invention relates to a cognitive enhancement method combining transcranial direct current stimulation and olfactory stimulation, and more specifically, to a cognitive enhancement protocol using a transcranial direct current stimulation protocol and an olfactory stimulation protocol analyzed for each individual or situation, thereby maximizing a personalized cognitive enhancement effect.
Description
본 발명은 경두개 직류 자극 및 후각 자극을 결합한 인지 증강 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 경두개 직류 자극 및 후각 자극을 결합하여 사용자의 저하된 인지 기능을 보강하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cognitive enhancement method combining transcranial direct current stimulation and olfactory stimulation, and more particularly, to a method and device for enhancing a user's impaired cognitive function by combining transcranial direct current stimulation and olfactory stimulation.
본 발명의 배경이 되는 기술은 다음의 문헌에 개시되어 있다.
- 공개 특허 공보: 10-2016-0046887 (2016.04.29), "전기 자극을 사용자에게 제공하기 위한 방법 및 시스템"
인지 증강(Cognitive Enhancement)은 정보 기술(Information Technology)과 신경 기술을 활용하여 주의, 기억, 학습, 독해력, 구상력, 사용자의 인지 역량을 확장하는 기술이다. 이러한, 인지 증강의 필요성은 전 연령대에 걸쳐 나타나며, 특히 고령화 사회가 도래함에 따라 인지 증강의 중요성이 더욱 커지고 있다.The technology that forms the background of the present invention is disclosed in the following documents.
- Publication of Patent Publication No. 10-2016-0046887 (2016.04.29), “Method and System for Providing Electrical Stimulation to a User”
Cognitive enhancement is a technology that uses information technology and neural technology to expand the user's cognitive abilities such as attention, memory, learning, reading comprehension, and imagination. The need for cognitive enhancement is seen across all age groups, and the importance of cognitive enhancement is growing as the aging society approaches.
최근에는 경두개 직류 자극(tDCS: Transcranial Direct Current Stimulation)을 통해 사용자의 인지 증강을 위한 방법을 제안한다. 경두개 직류 자극(tDCS)은 전극을 통해 1-2mA의 낮은 직류 전류를 두피에 흘려 비침습적으로 뇌 활성도를 변화시키는 기술이다. 이는 기존의 침습적 및 약물적 치료의 부작용을 극복한 안전한 방법이며 사용이 간편하고 장비가 가벼우며 불편감이 적다는 장점이 있다.Recently, a method for enhancing users' cognition through transcranial direct current stimulation (tDCS) has been proposed. Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technology that changes brain activity noninvasively by applying a low direct current of 1-2mA to the scalp through electrodes. It is a safe method that overcomes the side effects of existing invasive and drug treatments, and has the advantages of being easy to use, light equipment, and less uncomfortable.
그러나, 개인별, 상황별 특성에 따른 자극 효과의 변동성은 경두개 직류 자극의 광범위한 활용을 저해하는 주요한 요소 중 하나이다. 이에, 경두개 직류 자극 효과의 변동성을 줄이고, 활용도를 높이기 위해서는 이를 극복할 수 있는 추가적인 방법을 함께 적용하는 것이 요구된다.However, the variability of the stimulation effect according to individual and situational characteristics is one of the major factors hindering the widespread use of transcranial direct current stimulation. Therefore, in order to reduce the variability of the transcranial direct current stimulation effect and increase its usability, it is required to apply additional methods to overcome this.
본 발명은 경두개 직류 자극과 후각 자극을 결합함으로써 보다 일관된 인지 증강의 효과를 제공하는 인지 증강 방법을 제공한다.The present invention provides a cognitive enhancement method that provides a more consistent cognitive enhancement effect by combining transcranial direct current stimulation and olfactory stimulation.
본 발명은 개인별 또는, 상황별로 저하된 인지 기능을 보강하는데 필요로 하는 자극의 강도에 따라 경두개 직류 자극에 더해 후각 자극을 제공함으로써, 개인별로 인지 증강의 효과를 극대화하는 인지 증강 방법을 제공한다.The present invention provides a cognitive enhancement method that maximizes the effect of cognitive enhancement for each individual by providing olfactory stimulation in addition to transcranial direct current stimulation according to the intensity of stimulation required to enhance cognitive function that has declined for each individual or situation.
본 발명은 개인의 후각 자극에 대한 뇌 반응도와 취약 인지 기능 평가 결과로부터 각 개인에 특화된 인지 증강 프로토콜을 제공함으로써, 개인의 인지 증강 프로토콜에 따라 개인 맞춤형 인지 증강의 효과를 극대화하는 인지 증강 방법을 제공한다.The present invention provides a cognitive enhancement method that maximizes the effect of personalized cognitive enhancement according to the cognitive enhancement protocol of an individual by providing a cognitive enhancement protocol specialized for each individual from the brain response to an olfactory stimulus of the individual and the results of an evaluation of vulnerable cognitive functions.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 증강 방법은 냄새 분자에 의한 후각 자극에 반응하는 사용자의 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계; 사용자의 후각 뇌 반응 정보에 포함된 향기 물질의 종류 및 농도를 이용하여 신경 활성에 따른 후각 자극 프로토콜을 생성하는 단계; 사용자의 인지 기능 평가에 따라 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계; 사용자의 취약 인지 정보에 포함된 취약 영역 및 인지 저하 정도를 이용하여 주의력 혹은 기억력에 대한 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 단계; 및 후각 자극 프로토콜 및 경두개 직류 자극 프로토콜을 이용하여 인지 증강 프로토콜을 생성하는 단계; 를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a cognitive enhancement method may include: a step of generating olfactory brain response information of a user in response to olfactory stimulation by odor molecules; a step of generating an olfactory stimulation protocol according to neural activity by using the type and concentration of an odorant substance included in the olfactory brain response information of the user; a step of generating vulnerable cognitive information of the user according to an evaluation of the user's cognitive function; a step of generating a transcranial direct current stimulation protocol for attention or memory by using a vulnerable area and a degree of cognitive decline included in the vulnerable cognitive information of the user; and a step of generating a cognitive enhancement protocol by using the olfactory stimulation protocol and the transcranial direct current stimulation protocol.
본 발명의 실시예에 따른 사용자의 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계는, 사용자의 후각에 의해 반응하는 대뇌 변연계를 뇌의 관심 영역으로 설정하는 단계; 및 냄새 분자에 의해 뇌의 관심 영역에서의 혈류량 및 기능적 연결성 중 적어도 하나에 관한 신경 활성의 변화 정도를 측정하여 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계; 를 포함할 수 있다.The step of generating olfactory brain response information of a user according to an embodiment of the present invention may include the step of setting the limbic system of the brain that reacts to the user's sense of smell as a region of interest of the brain; and the step of generating olfactory brain response information by measuring the degree of change in neural activity regarding at least one of blood flow and functional connectivity in the region of interest of the brain due to odor molecules.
본 발명의 실시예에 따른 사용자의 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계는, 냄새 분자의 형태, 크기 및 특성에 의해 상이하게 발현되는 향기 물질들의 종류에 따른 후각 자극을 통해 신경 활성의 변화 정도를 측정할 수 있다.The step of generating user's olfactory brain response information according to an embodiment of the present invention can measure the degree of change in neural activity through olfactory stimulation according to the type of fragrant substances expressed differently by the shape, size, and characteristics of odor molecules.
본 발명의 실시예에 따른 사용자의 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계는, 향을 제시하지 않았을 때의 신경 활성 정도와 비교하여 가장 많은 신경 활성 변화를 보인 향기 물질에 대해 일정 범위의 농도에 따른 신경 활성의 변화 정도를 측정할 수 있다.The step of generating olfactory brain response information of a user according to an embodiment of the present invention can measure the degree of change in neural activity according to a certain range of concentrations for a fragrant substance that shows the greatest change in neural activity compared to the degree of neural activity when no scent is presented.
본 발명의 실시예에 따른 후각 자극 프로토콜을 생성하는 단계는, 사용자의 후각 뇌 반응 정보에 포함된 신경 활성의 변화 정도를 고려하여 향기 물질의 종류 및 농도를 포함한 후각 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.The step of generating an olfactory stimulation protocol according to an embodiment of the present invention can generate an olfactory stimulation protocol including the type and concentration of a fragrant substance by considering the degree of change in neural activity included in the user's olfactory brain response information.
본 발명의 실시예에 따른 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계는, 인지 기능 평가에 따라 주의력 및 기억력에 관한 취약 영역과 인지 저하 정도를 측정하여 취약 인지 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. The step of generating user's vulnerability cognitive information according to an embodiment of the present invention may include a step of generating vulnerability cognitive information by measuring vulnerable areas of attention and memory and the degree of cognitive decline according to a cognitive function evaluation.
본 발명의 실시예에 따른 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계는, 뇌의 표적 영역이 주의력인 경우, 정답 개수, 반응 시간 및 오류 개수를 측정하여, 측정된 결과로부터 취약 인지 정보를 생성할 수 있다.The step of generating user's vulnerability cognitive information according to an embodiment of the present invention can generate vulnerability cognitive information from the measured results by measuring the number of correct answers, reaction time, and number of errors when the target area of the brain is attention.
본 발명의 실시예에 따른 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계는, 뇌의 표적 영역이 기억력인 경우, 정답 개수, 반응 시간 및 오류 개수를 측정하여, 측정된 결과로부터 취약 인지 정보를 생성할 수 있다.The step of generating user's vulnerability cognitive information according to an embodiment of the present invention can generate vulnerability cognitive information from the measured results by measuring the number of correct answers, reaction time, and number of errors when the target area of the brain is memory.
본 발명의 실시예에 따른 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 단계는, 표적 영역에 따라 자극되는 자극 영역을 고려하고 인지 저하 정도에 따라 자극 영역에 가해진 자극 강도, 자극 횟수, 인지 트레이닝, 수면 유무 중 적어도 하나를 포함하는 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.The step of generating a transcranial direct current stimulation protocol according to an embodiment of the present invention may include generating a transcranial direct current stimulation protocol that considers a stimulation area to be stimulated according to a target area and includes at least one of stimulation intensity applied to the stimulation area, number of stimulations, cognitive training, and presence or absence of sleep according to the degree of cognitive decline.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인지 증강 방법은 냄새 분자에 의한 후각 자극에 반응하는 사용자의 후각 뇌 반응 정보 및 인지 기능 평가에 따른 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계; 사용자의 후각 뇌 반응 정보에 포함된 향기 물질의 종류 및 농도를 이용하여 신경 활성에 따른 사용자의 후각 자극 프로토콜을 생성하는 단계; 사용자의 취약 인지 정보에 포함된 취약 영역 및 인지 저하 정도를 이용하여 주의력 및 기억력에 대한 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 단계; 및 후각 자극 프로토콜 및 경두개 직류 자극 프로토콜을 이용하여 인지 증강 프로토콜을 생성하는 단계; 를 포함할 수 있다.A cognitive enhancement method according to another embodiment of the present invention may include: a step of generating a user's olfactory brain response information in response to an olfactory stimulus by an odor molecule and a user's vulnerable cognitive information according to an evaluation of cognitive function; a step of generating a user's olfactory stimulation protocol according to neural activity using a type and concentration of an odorant substance included in the user's olfactory brain response information; a step of generating a transcranial direct current stimulation protocol for attention and memory using a vulnerable area and a degree of cognitive decline included in the user's vulnerable cognitive information; and a step of generating a cognitive enhancement protocol using the olfactory stimulation protocol and the transcranial direct current stimulation protocol.
본 발명의 실시예에 따른 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계는, 냄새 분자에 의해 뇌의 관심 영역에서의 혈류량 및 기능적 연결성 중 적어도 하나에 관한 신경 활성의 변화 정도를 측정하여 후각 뇌 반응 정보를 생성할 수 있다.The step of generating user's vulnerability cognitive information according to an embodiment of the present invention can generate olfactory brain response information by measuring the degree of change in neural activity regarding at least one of blood flow and functional connectivity in a region of interest of the brain due to odor molecules.
본 발명의 실시예에 따른 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계는, 향을 제시하지 않았을 때의 신경 활성 정도와 비교하여 가장 많은 신경 활성 변화를 보인 향기 물질에 대해 일정 범위의 농도에 따른 신경 활성의 변화 정도를 측정할 수 있다. The step of generating user's vulnerability cognitive information according to an embodiment of the present invention can measure the degree of change in neural activity according to a certain range of concentrations for a fragrant substance that shows the greatest change in neural activity compared to the degree of neural activity when no scent is presented.
본 발명의 실시예에 따른 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계는, 뇌의 표적 영역이 주의력인 경우, 정답 개수, 반응 시간 및 오류 개수를 측정하여, 측정된 결과로부터 취약 인지 정보를 생성할 수 있다.The step of generating user's vulnerability cognitive information according to an embodiment of the present invention can generate vulnerability cognitive information from the measured results by measuring the number of correct answers, reaction time, and number of errors when the target area of the brain is attention.
본 발명의 실시예에 따른 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계는, 뇌의 표적 영역이 기억력인 경우, 정답 개수, 반응 시간 및 오류 개수를 측정하여, 측정된 결과로부터 취약 인지 정보를 생성할 수 있다.The step of generating user's vulnerability cognitive information according to an embodiment of the present invention can generate vulnerability cognitive information from the measured results by measuring the number of correct answers, reaction time, and number of errors when the target area of the brain is memory.
본 발명의 실시예에 따른 사용자의 후각 자극 프로토콜을 생성하는 단계는, 사용자의 후각 뇌 반응 정보에 포함된 향기 물질의 종류 및 농도를 이용하여 신경 활성에 따른 후각 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.The step of generating a user's olfactory stimulation protocol according to an embodiment of the present invention can generate an olfactory stimulation protocol according to neural activity by using the type and concentration of a fragrant substance included in the user's olfactory brain response information.
본 발명의 실시예에 따른 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 단계는, 표적 영역에 따라 자극되는 자극 영역을 고려하고 인지 저하 정도에 따라 자극 영역에 가해진 자극 강도, 자극 횟수, 인지 트레이닝, 수면 유무 중 적어도 하나를 포함하는 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.The step of generating a transcranial direct current stimulation protocol according to an embodiment of the present invention may include generating a transcranial direct current stimulation protocol that considers a stimulation area to be stimulated according to a target area and includes at least one of stimulation intensity applied to the stimulation area, number of stimulations, cognitive training, and presence or absence of sleep according to the degree of cognitive decline.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 증강 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 냄새 분자에 의한 후각 자극에 반응하는 사용자의 후각 뇌 반응 정보를 생성하고, 사용자의 후각 뇌 반응 정보에 포함된 향기 물질의 종류 및 농도를 이용하여 신경 활성에 따른 후각 자극 프로토콜을 생성하고, 사용자의 인지 기능 평가에 따라 사용자의 취약 인지 정보를 생성하고, 사용자의 취약 인지 정보에 포함된 취약 영역 및 인지 저하 정도를 이용하여 주의력 혹은 기억력에 대한 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하고, 후각 자극 프로토콜 및 경두개 직류 자극 프로토콜을 이용하여 인지 증강 프로토콜을 생성할 수 있다.In a computing device performing a cognitive enhancement method according to one embodiment of the present invention, the computing device includes a processor, and the processor generates olfactory brain response information of a user in response to olfactory stimulation by odor molecules, generates an olfactory stimulation protocol according to neural activity using the type and concentration of an odorant substance included in the olfactory brain response information of the user, generates vulnerable cognitive information of the user according to an evaluation of the user's cognitive function, generates a transcranial direct current stimulation protocol for attention or memory using a vulnerable area and a degree of cognitive decline included in the vulnerable cognitive information of the user, and generates a cognitive enhancement protocol using the olfactory stimulation protocol and the transcranial direct current stimulation protocol.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인지 증강 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 냄새 분자에 의한 후각 자극에 반응하는 사용자의 후각 뇌 반응 정보 및 인지 기능 평가에 따른 사용자의 취약 인지 정보를 생성하고, 사용자의 후각 뇌 반응 정보에 포함된 향기 물질의 종류 및 농도를 이용하여 신경 활성에 따른 사용자의 후각 자극 프로토콜을 생성하고, 사용자의 취약 인지 정보에 포함된 취약 영역 및 인지 저하 정도를 이용하여 주의력 및 기억력에 따른 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하고, 후각 자극 프로토콜 및 경두개 직류 자극 프로토콜을 이용하여 인지 증강 프로토콜을 생성할 수 있다.In a computing device performing a cognitive enhancement method according to another embodiment of the present invention, the computing device includes a processor, and the processor generates olfactory brain response information of the user in response to olfactory stimulation by odor molecules and vulnerable cognitive information of the user according to an evaluation of cognitive function, generates an olfactory stimulation protocol of the user according to neural activity using the type and concentration of an odorant included in the olfactory brain response information of the user, generates a transcranial direct current stimulation protocol according to attention and memory using a vulnerable area and a degree of cognitive decline included in the vulnerable cognitive information of the user, and generates a cognitive enhancement protocol using the olfactory stimulation protocol and the transcranial direct current stimulation protocol.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 증강 방법은 경두개 직류 자극과 후각 자극을 결합함으로써 보다 일관된 인지 증강의 효과를 제공할 수 있다.A cognitive enhancement method according to one embodiment of the present invention can provide a more consistent cognitive enhancement effect by combining transcranial direct current stimulation and olfactory stimulation.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 증강 방법은 개인별 또는, 상화별로 저하된 인지 기능을 보강하는데 필요로 하는 자극의 강도에 따라 경두개 직류 자극에 더해 후각 자극을 제공함으로써, 개인별로 인지 증강의 효과를 극대화할 수 있다.A cognitive enhancement method according to one embodiment of the present invention can maximize the effect of cognitive enhancement for each individual by providing olfactory stimulation in addition to transcranial direct current stimulation according to the intensity of stimulation required to enhance cognitive function that has declined for each individual or group.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 증강 방법은 후각 뇌 반응도에 따른 후각 자극 프로토콜 및 취약 인지 기능 평가에 따른 경두개 직류 자극 프로토콜을 이용함으로써, 각 개인에게 특화된 인지 증강 프로토콜을 생성할 수 있다.A cognitive enhancement method according to one embodiment of the present invention can generate a cognitive enhancement protocol customized for each individual by using an olfactory stimulation protocol according to olfactory brain reactivity and a transcranial direct current stimulation protocol according to an evaluation of vulnerable cognitive functions.
본 발명의 일실시예에 따른 인지 증강 방법은 개인에 따른 후각 자극에 대한 뇌 반응도와 취약 인지 기능 평가 결과로부터 각 개인에 특화된 인지 증강 프로토콜을 제공함으로써, 개인 맞춤형 인지 증강의 효과를 극대화할 수 있다.A cognitive enhancement method according to one embodiment of the present invention can maximize the effect of personalized cognitive enhancement by providing a cognitive enhancement protocol tailored to each individual based on the brain response to olfactory stimulation and the results of an evaluation of vulnerable cognitive functions.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자의 인지 증강을 극대화하기 위한 전체적인 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 후각 자극에 대한 후각 뇌 반응 정보를 통해 후각 자극 프로토콜을 생성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 취약 인지 정보를 통해 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 증강 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an overall operation for maximizing user cognitive enhancement according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a process of generating an olfactory stimulation protocol using olfactory brain response information to an olfactory stimulus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a process of generating a transcranial direct current stimulation protocol using vulnerable cognitive information according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a drawing illustrating a cognitive enhancement method according to one embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자의 인지 증강을 극대화하기 위한 전체적인 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an overall operation for maximizing user cognitive enhancement according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 컴퓨팅 장치(101)는 사용자(107)에게 개인 맞춤화 형태로 구현된 인지 증강을 위한 인지 증강 프로토콜을 생성할 수 있다. 다시 말해, 컴퓨팅 장치(101)는 후각 자극에 대한 후각 뇌 반응 정보(103)에 기초하여 후각 자극 프로토콜(102)을 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치(101)는 인지 기능 평가를 통한 취약 인지 정보(105)에 기초하여 경두개 직류 자극 프로토콜(104)을 생성할 수 있다. 이후, 컴퓨팅 장치(101)는 후각 자극 프로토콜(102) 및 경두개 직류 자극 프로토콜(104)에 기초하여 인지 증강 프로토콜(106)을 생성할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 장치(101)의 동작은 컴퓨팅 장치(101)에 포함된 프로세서에 의해 구현될 수 있다.Referring to FIG. 1, the computing device (101) can generate a cognitive augmentation protocol for cognitive augmentation implemented in a personalized form for the user (107). In other words, the computing device (101) can generate an olfactory stimulation protocol (102) based on olfactory brain response information (103) to olfactory stimulation. The computing device (101) can generate a transcranial direct current stimulation protocol (104) based on vulnerable cognitive information (105) through cognitive function evaluation. Thereafter, the computing device (101) can generate a cognitive augmentation protocol (106) based on the olfactory stimulation protocol (102) and the transcranial direct current stimulation protocol (104). Here, the operation of the computing device (101) can be implemented by a processor included in the computing device (101).
보다 구체적으로, 컴퓨팅 장치(101)는 냄새 분자에 의한 후각 자극에 반응하는 사용자의 후각 뇌 반응 정보(103)를 생성할 수 있다. 일반적으로, 후각 기능은 약 15 % 정도 선천적으로 결정되는 부분이 있으나, 선천적으로 결정된 부분 이 외의 부분은 후천적인 학습을 통해 결정될 수 있다. 후각 기능은 뇌에서 정보를 습득하여 기억하는 원리와 마찬가지로 후각 자극에 반응하는 뇌 반응의 정도를 확인할 수 있다. 일례로, 후각 기능은 편도체(Amygdala), 내후각피질(Entorhinal Cortex), 안와전두피질(Orbitofrontal Cortex)를 포함한 대뇌 변연계(limbic system)를 직접적으로 자극할 수 있다.More specifically, the computing device (101) can generate olfactory brain response information (103) of the user in response to olfactory stimulation by odor molecules. In general, about 15% of the olfactory function is determined innately, but the remaining portion can be determined through acquired learning. The olfactory function can confirm the degree of brain response in response to olfactory stimulation, similar to the principle of acquiring and remembering information in the brain. For example, the olfactory function can directly stimulate the limbic system including the amygdala, the entorhinal cortex, and the orbitofrontal cortex.
이에, 컴퓨팅 장치(101)는 냄새 분자를 통해 후각으로 전달되는 향기 물질을 통해 감정과 기억을 관장하는 뇌 영역 즉, 대뇌 변연계를 자극하고, 자극에 의한 신경 활성의 변화 정도를 측정함으로써, 사용자의 후각 뇌 반응 정보(103)를 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치(101)는 사용자(107)의 후각 뇌 반응 정보(103)를 이용하여 신경 활성에 따른 후각 자극 프로토콜(102)을 생성할 수 있다. 여기서, 후각 자극 프로토콜(102)은 후각 자극으로 제시될 향기의 종류, 향기의 농도를 포함할 수 있다.Accordingly, the computing device (101) can stimulate the limbic system, a brain region that controls emotions and memories, through odor substances transmitted to the sense of smell via odor molecules, and measure the degree of change in neural activity due to the stimulation, thereby generating the user's olfactory brain response information (103). The computing device (101) can generate an olfactory stimulation protocol (102) according to neural activity using the olfactory brain response information (103) of the user (107). Here, the olfactory stimulation protocol (102) can include the type of scent to be presented as an olfactory stimulus and the concentration of the scent.
컴퓨팅 장치(101)는 인지 기능 평가에 따른 사용자(107)의 취약 인지 정보(105)를 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치(101)는 사용자(107)의 저하된 표적 영역이 주의력인지 또는, 기억력인지와 각 영역의 저하된 정도를 고려하여 사용자(107)의 취약 인지 정보(105)를 생성할 수 있다. 취약 인지 정보(105)는 인지 검사를 통한 정답 개수, 오류 개수, 반응 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(101)는 사용자의 취약 인지 정보(105)를 이용하여 주의력 및 기억력에 대한 경두개 직류 자극 프로토콜(104)을 생성할 수 있다. 경두개 직류 자극 프로토콜(104)는 경두개 직류 자극을 수행하는 자극 영역, 자극 강도, 자극 횟수, 인지 트레이닝, 수면 유무 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 자극 영역은 전두엽, 측두엽을 포함하고, 자극 강도는 1-2mA, 자극 횟수는 주 3 - 5회를 포함할 수 있다.The computing device (101) can generate vulnerable cognitive information (105) of the user (107) based on the cognitive function evaluation. The computing device (101) can generate vulnerable cognitive information (105) of the user (107) by considering whether the user's (107) decreased target area is attention or memory and the degree of decrease in each area. The vulnerable cognitive information (105) can include at least one of the number of correct answers, the number of errors, and the reaction time through a cognitive test. The computing device (101) can generate a transcranial direct current stimulation protocol (104) for attention and memory using the user's vulnerable cognitive information (105). The transcranial direct current stimulation protocol (104) can include at least one of a stimulation area performing transcranial direct current stimulation, a stimulation intensity, a number of stimulations, cognitive training, and the presence or absence of sleep. For example, the stimulation area may include the frontal lobe and temporal lobe, the stimulation intensity may include 1-2 mA, and the stimulation frequency may include 3-5 times a week.
이후, 컴퓨팅 장치(101)는 후각 자극 프로토콜(102) 및 경두개 직류 자극 프로토콜(104)을 이용하여 인지 증강 프로토콜(106)을 생성할 수 있다. 여기서, 인지 증강 프로토콜(106)은 사용자(107)의 후각 뇌 반응에 따른 후각 자극 프로토콜(102) 및 사용자(107)의 취약 인지 정보에 따른 경두개 직류 자극 프로토콜(104)의 결합을 통해 생성되기 때문에 사용자(107)마다 상이하게 결정될 수 있다. Thereafter, the computing device (101) can generate a cognitive enhancement protocol (106) using the olfactory stimulation protocol (102) and the transcranial direct current stimulation protocol (104). Here, the cognitive enhancement protocol (106) can be determined differently for each user (107) because it is generated through a combination of the olfactory stimulation protocol (102) based on the olfactory brain response of the user (107) and the transcranial direct current stimulation protocol (104) based on the vulnerable cognitive information of the user (107).
결국, 컴퓨팅 장치(101)는 후각 자극에 대한 뇌 반응도와 인지 기능 평가 결과로부터 각 개인에 특화된 인지 증강 프로토콜을 제공함으로써, 개인의 인지 증강 프로토콜에 따라 개인별 또는, 상황별로 개인에게 맞춤화 된 인지 증강의 효과를 극대화할 수 있다.Ultimately, the computing device (101) can maximize the effect of cognitive enhancement customized for each individual or situation according to the cognitive enhancement protocol of the individual by providing a cognitive enhancement protocol specialized for each individual based on the brain response to olfactory stimulation and the cognitive function evaluation results.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 후각 자극을 통해 후각 자극 프로토콜을 생성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a process of generating an olfactory stimulation protocol through olfactory stimulation according to one embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 컴퓨팅 장치(101)는 냄새 분자에 의한 후각 자극에 반응하는 사용자(107)의 후각 뇌 반응 정보(103)를 생성할 수 있다. 보다 자세하게, 컴퓨팅 장치(101)는 사용자(107)의 후각에 의해 반응하는 대뇌 변연계(206)를 뇌의 관심 영역(ROI: Region of Interest)으로 설정할 수 있다. 여기서, 표적 영역은 인지 기능인 기억력과 주의력을 지칭하고, 관심 영역(region of interest)은 신경 활성을 측정할 뇌의 영역인 대뇌 변연계를 지칭할 수 있다. 대뇌 변연계(206)는 뇌 자기 공명 영상을 통해 검사가 가능한 편도체(amygdala), 해마(hippocampus) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the computing device (101) can generate olfactory brain response information (103) of a user (107) that reacts to an olfactory stimulus by an odor molecule. More specifically, the computing device (101) can set the limbic system (206) that reacts to the olfactory stimulus of the user (107) as a region of interest (ROI) of the brain. Here, the target region refers to memory and attention, which are cognitive functions, and the region of interest may refer to the limbic system, which is a region of the brain where neural activity is to be measured. The limbic system (206) may include the amygdala, hippocampus, etc., which can be examined through brain magnetic resonance imaging.
일례로, 사용자가 후각을 통해 향기 물질을 맡게 되면, 사용자(107)의 비강(204)에 존재하는 후각 세포에서 발현되는 후각 수용체에 의해 인지되어 후각 신경계(106)가 활성화될 수 있다. 이 부위는 해부학적으로 편도체, 해마를 포함한 대뇌 변연계와 직접적으로 연결되어 있다는 점이 알려져 있으며, 따라서 후각 자극을 받은 사용자의 후각 신경계의 활성이 대뇌 변연계로 이어져 감정과 기억을 관장하는 대뇌 변연계에서 신경 활성 변화가 나타날 수 있다. For example, when a user smells a fragrant substance through the sense of smell, the olfactory nerve system (106) may be activated by recognizing the olfactory receptor expressed in the olfactory cells present in the nasal cavity (204) of the user (107). It is known that this area is anatomically directly connected to the limbic system of the brain, including the amygdala and hippocampus, and therefore, the activity of the olfactory nerve system of the user who has received the olfactory stimulus may be transmitted to the limbic system of the brain, resulting in changes in neural activity in the limbic system of the brain that controls emotions and memories.
컴퓨팅 장치(101)는 냄새 분자에 의해 뇌의 관심 영역에서의 혈류량 및 기능적 연결성 중 적어도 하나에 관한 신경 활성의 변화 정도를 측정하여 후각 뇌 반응 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 신경 활성의 변화 정도는 관심 영역에 대한 전체 혈류량 혹은 기능적 연결성의 평균으로 평가될 수 있다.The computing device (101) can generate olfactory brain response information by measuring the degree of change in neural activity regarding at least one of blood flow and functional connectivity in a region of interest of the brain due to odor molecules. Here, the degree of change in neural activity can be evaluated as an average of the total blood flow or functional connectivity for the region of interest.
결국, 본 발명은 향기 물질(103)을 사용자(107)에게 제시한 상태에서 뇌 자기 공명 영상 검사를 실시하여, 향기 물질(103)을 제시하지 않았을 때와 비교했을 때 사용자(107)의 신경 활성이 얼마나 많이 변화하는지 정도로 평가할 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 사용자(107)의 후각 기능을 자극하기 위한 향기 물질(103)을 제시할 수 있다. 향기 물질(103)은 사용자(107)의 비강(204)에 존재하는 후각 세포에서 발현되는 후각 수용체에 의해 인지되어 후각 신경계(106)를 거쳐 대뇌 변연계(206)에 전달될 수 있다. Ultimately, the present invention can evaluate how much the neural activity of the user (107) changes when the fragrant substance (103) is presented to the user (107) by performing a brain magnetic resonance imaging test compared to when the fragrant substance (103) is not presented. In other words, the present invention can present the fragrant substance (103) to stimulate the olfactory function of the user (107). The fragrant substance (103) can be recognized by olfactory receptors expressed in olfactory cells present in the nasal cavity (204) of the user (107) and transmitted to the limbic system (206) of the brain via the olfactory nervous system (106).
여기서, 컴퓨팅 장치(101)는 사용자(107)에 따라 향기 물질(103)의 종류와 농도를 변화시켜가면서 각 사용자(107)에 대한 후각 뇌 반응 정보(103)를 생성할 수 있다.Here, the computing device (101) can generate olfactory brain response information (103) for each user (107) by changing the type and concentration of the fragrant substance (103) according to the user (107).
① 향기 물질(103)의 종류① Type of fragrant substance (103)
컴퓨팅 장치(101)는 냄새 분자의 형태, 크기 및 특성에 의해 상이하게 발현되는 향기 물질들의 종류에 따른 후각 자극을 통해 신경 활성의 변화 정도를 측정할 수 있다. 사용자의 비강에는 약 400 종류의 후각 수용체가 존재하며, 향기 물질에 따라 반응하는 후각 수용체의 조합이 다양할 수 있다. 이는 신경 활성의 변화에 영향을 끼치는데, 일례로 후각 수용체가 더 많이 반응할수록 대뇌 변연계의 신경 활성 변화가 클 수 있다. 또한, 개개인의 후각 수용체가 다르기 때문에 사용자 별로 향기 물질에 따른 신경 활성 변화 정도가 다를 수 있다. 일례로, 사용자 A는 꽃향기를 맡았을 때 신경 활성 변화가 가장 클 수 있으며, 사용자 B는 박하 냄새를 맡았을 때 신경 활성 변화가 가장 클 수 있다. 이에, 본 발명은 대뇌 변연계의 신경 활성의 변화가 클수록 tDCS에 의한 자극과 함께 더 강한 인지 증강 효과를 가질 수 있기 때문에 사용자 별로 신경 활성 변화 정도가 가장 강하게 나타나는 향기 물질의 종류를 선택할 수 있다.The computing device (101) can measure the degree of change in neural activity through olfactory stimulation according to the type of odor substances that are expressed differently by the shape, size, and characteristics of odor molecules. There are about 400 types of olfactory receptors in the user's nasal cavity, and the combination of olfactory receptors that react depending on the odor substance can be diverse. This affects the change in neural activity. For example, the more olfactory receptors react, the greater the change in neural activity in the limbic system. In addition, since each individual's olfactory receptor is different, the degree of change in neural activity depending on the odor substance can be different for each user. For example, User A can have the greatest change in neural activity when smelling a flower scent, and User B can have the greatest change in neural activity when smelling peppermint. Accordingly, the present invention can select the type of odor substance that shows the strongest degree of change in neural activity for each user because the greater the change in neural activity in the limbic system, the stronger the cognitive enhancement effect can be obtained together with stimulation by tDCS.
후각 자극은 복수의 향으로 구성되어, 본 발명은 사용자(107)의 코 앞 5cm 이내로 향기 물질(103)을 배치하여, 사용자(107)가 향기 물질(103)의 냄새를 맡도록 유도할 수 있다. 사용자(107)에 제공되는 향기 물질(103)의 각 냄새는 뇌 자기 공명 영상의 촬영 직전 제시될 수 있다. 뇌 자기 공명 영상의 촬영이 끝나면 본 발명은 일정 시간 동안 촬영이 진행된 공간을 환기 후 다음에 해당하는 향기 물질(103)을 제시함으로써, 다양한 향기 물질(103)의 종류에 반응하는 후각 뇌 반응 정보(103)를 생성할 수 있다.The olfactory stimulus is composed of multiple scents, and the present invention can induce the user (107) to smell the scent of the scent material (103) by placing the scent material (103) within 5 cm in front of the nose of the user (107). Each scent of the scent material (103) provided to the user (107) can be presented immediately before taking a brain magnetic resonance image. After taking a brain magnetic resonance image, the present invention can generate olfactory brain response information (103) that reacts to various types of scent material (103) by ventilating the space where the shooting was performed for a certain period of time and then presenting the next corresponding scent material (103).
② 향기 물질(103)의 농도② Concentration of fragrant substance (103)
컴퓨팅 장치(101)는 사용자(107)에서 가장 많은 신경 활성 변화를 보인 향기 물질(103)에 대해 일정 범위의 농도에 따른 신경 활성의 변화 정도를 측정할 수 있다. 본 발명은 향기 물질(103)을 평가한 결과를 바탕으로 복수의 향기 물질들 중 신경 활성이 가장 강하게 나타난 향기 물질을 선택할 수 있다. 이후, 본 발명은 선택된 향기 물질의 농도를 다양하게 조절하면서 신경 활성의 변화 정도를 평가할 수 있다. 여기서, 향기 물질의 농도는 1-5 l/min 로 바꿔가며 제시할 수 있다. The computing device (101) can measure the degree of change in neural activity according to a certain range of concentrations for the fragrant substance (103) that showed the greatest change in neural activity in the user (107). The present invention can select the fragrant substance that showed the strongest neural activity among a plurality of fragrant substances based on the results of evaluating the fragrant substance (103). Thereafter, the present invention can evaluate the degree of change in neural activity while variously adjusting the concentration of the selected fragrant substance. Here, the concentration of the fragrant substance can be presented by changing it to 1-5 l/min.
일반적으로 향기 물질의 농도가 높아질수록 후각 신경계가 강하게 반응하여 신경 활성의 변화가 클 수 있다. 그러나, 후각 수용체의 반응에 한계값이 존재하기 때문에 일정 정도 이상 농도가 올라가면 신경 활성의 변화가 미비할 수 있다. 또한, 이러한, 후각 수용체의 반응에 대한 한계값은 사용자(107)에 따라 각기 다를 수 있다. 따라서, 본 발명은 향기 물질의 농도를 바꿔가면서 사용자(107)에서 신경 활성 변화가 가장 강하게 나타나는 향기 물질의 농도를 선택할 수 있다.In general, as the concentration of a fragrant substance increases, the olfactory nervous system reacts more strongly, and changes in neural activity can be greater. However, since there is a threshold for the response of olfactory receptors, changes in neural activity can be minimal when the concentration increases beyond a certain level. In addition, the threshold for the response of olfactory receptors can vary depending on the user (107). Therefore, the present invention can select the concentration of a fragrant substance that causes the strongest change in neural activity in the user (107) by changing the concentration of the fragrant substance.
여기서, 본 발명은 향기 물질의 종류를 평가하는 방법과 동일한 방법으로 동작할 수 있으며, 뇌 자기 공명 영상의 촬영이 끝나면 일정 시간 동안 촬영이 진행된 공간을 환기한 후, 농도가 조절된 다음 향기 물질을 제공할 수 있다.Here, the present invention can operate in the same manner as the method for evaluating the type of fragrant material, and after the brain magnetic resonance imaging is finished, the space where the imaging was performed is ventilated for a certain period of time, and then the fragrant material can be provided after the concentration is adjusted.
이후, 컴퓨팅 장치(101)는 후각 자극으로 제시할 향기 물질의 종류(201)와 농도(202)를 포함하는 후각 자극 프로토콜(102)을 생성할 수 있다. 후각 자극 프로토콜(102)은 사용자(107)에 따라 각기 다른 향기 물질(103)의 종류와 농도를 포함할 수 있다. 일례로, 본 발명은 한 개인에서 신경 활성이 가장 높은 향기물질의 종류가 선택되고, 그 다음 선택된 향기물질 1개에 대해 가장 활성이 높은 농도가 선택될 수 있다. 본 발명은 개인에 맞는 향기 물질의 종류와 농도로 후각 자극 프로토콜이 구현될 수 있다.Thereafter, the computing device (101) can generate an olfactory stimulation protocol (102) including the type (201) and concentration (202) of the odorant to be presented as an olfactory stimulus. The olfactory stimulation protocol (102) can include different types and concentrations of odorant substances (103) depending on the user (107). For example, in the present invention, the type of odorant having the highest neural activity in an individual can be selected, and then the concentration having the highest activity for one of the selected odorants can be selected. In the present invention, an olfactory stimulation protocol can be implemented with the type and concentration of odorant substances that are suitable for an individual.
여기서, 컴퓨팅 장치(101)는 사용자에게 제시한 복수의 향기 물질들 중 사용자(107)가 아무 향을 맡지 않은 기저 상태일 때의 신경 활성과 비교하여 사용자(107)에서 가장 큰 신경 활성의 변화를 나타낸 향기 물질을 선택하여 후각 자극 프로토콜(102)을 생성할 수 있다. 이때, 본 발명은 여러 명의 신경 활성을 비교하는 것이 아니라 한 개인에서 신경 활성의 변화를 비교하는 것이므로 개인마다 신경 활성의 정도가 서로 상이할 수 있다. 일례로, 사용자 A는 아무 향을 맡지 않았을 때에도 다른 사용자에 비해 신경 활성이 낮아 향을 제시하더라도 기저시점에 비해 증가했지만 다른 사용자에 비해 신경 활성의 정도는 크지 않을 수 있다. 또한, 사용자 B는 향에 따라 신경 활성이 크게 증가할 수도 혹은 향에 잘 반응하지 않아 신경 활성의 증가폭이 작을 수 있다. 결국, 본 발명은 신경 활성의 변화에 대한 절대적 기준이 아닌 각 개인의 특성에 따라 변화하는 신경 활성을 기반으로 향기 물질을 선택 및 자극 프로토콜(102)을 생성할 수 있다Here, the computing device (101) can select a scent material that shows the greatest change in neural activity in the user (107) by comparing the neural activity when the user (107) is in a baseline state in which he or she has not smelled any scent among the multiple scent materials presented to the user, and generate an olfactory stimulation protocol (102). At this time, since the present invention compares the change in neural activity in one individual rather than comparing the neural activity of multiple individuals, the degree of neural activity may differ from individual to individual. For example, even when user A has not smelled any scent, his or her neural activity is lower than that of other users, and even when a scent is presented, his or her neural activity may increase compared to the baseline, but may not be as great as that of other users. In addition, user B may have a large increase in neural activity depending on the scent, or may not respond well to the scent, and thus the increase in neural activity may be small. Ultimately, the present invention can select a scent material and generate a stimulation protocol (102) based on neural activity that changes according to the characteristics of each individual, rather than an absolute standard for the change in neural activity.
또한, 컴퓨팅 장치(101)는 가장 큰 신경 활성의 변화를 보인 향기 물질의 여러 농도 중 사용자(107)에서 가장 큰 신경 활성의 변화를 나타낸 향기 물질의 농도로 후각 자극 프로토콜(102)을 생성할 수 있다.Additionally, the computing device (101) can generate an olfactory stimulation protocol (102) with the concentration of the odorant that produced the greatest change in neural activity in the user (107) among the concentrations of the odorant that produced the greatest change in neural activity.
따라서, 본 발명은 개인에서 각 향기 물질이 하나씩 제시되었을 때 대뇌 변연계 영역의 평균 신경 활성 정도를 얻고, 이렇게 얻은 각 평균 값을 아무 향을 맡지 않은 상태에서의 대뇌 변연계의 평균 신경 활성과 비교함으로써, 기저시점에 비해 가장 신경 활성이 크게 증가한 향기 물질의 종류와 농도를 선택할 수 있다.Accordingly, the present invention obtains the average neural activity level of the limbic region of the brain when each fragrant substance is presented one by one to an individual, and compares each average value obtained in this way with the average neural activity of the limbic region of the brain in a state where no fragrant substance is smelled, thereby selecting the type and concentration of the fragrant substance that causes the greatest increase in neural activity compared to the baseline.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경두개 직류 자극을 통해 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a process of generating a transcranial direct current stimulation protocol through transcranial direct current stimulation according to one embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 컴퓨팅 장치(101)는 인지 기능 평가를 통해 취약 인지 정보(105)를 생성하여, 취약 인지 정보(105)로부터 경두개 직류 자극 프로토콜(104)을 결정할 수 있다. 컴퓨팅 장치(101)는 사용자의 주의력과 기억력에 대한 인지 기능을 평가할 수 있다. 컴퓨팅 장치(101)는 각 영역의 인지 기능을 평가한 결과로써 표적 영역과 인지 저하 정도를 포함하는 취약 인지 정보(105)를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 3, the computing device (101) can generate vulnerable cognitive information (105) through cognitive function evaluation, and determine a transcranial direct current stimulation protocol (104) from the vulnerable cognitive information (105). The computing device (101) can evaluate the user's cognitive function of attention and memory. The computing device (101) can generate vulnerable cognitive information (105) including the target area and the degree of cognitive decline as a result of evaluating the cognitive function of each area.
자세하게, 컴퓨팅 장치(101)는 인지 기능 평가 결과에 따라 표적 영역을 설정할 수 있다. 여기서, 표적 영역은 인지 기능인 기억력과 주의력을 의미할 수 있다.In detail, the computing device (101) can set a target area based on the cognitive function evaluation results. Here, the target area may mean memory and attention, which are cognitive functions.
여기서, 기억력은 사용자의 뇌 속에 주어진 정보를 받아들여 저장했다가 필요한 시기에 꺼내어 사용하는 능력을 의미한다. 또한, 주의력은 관심을 집중할 수 있는 정도, 복수의 자극 중 한가지 자극에만 관심을 기울일 수 있는 능력, 혹은 한가지 자극에만 관심을 지속적으로 기울이는 능력을 의미한다.Here, memory refers to the ability to receive and store information given to the user's brain and then retrieve and use it when needed. In addition, attention refers to the degree to which one can focus attention, the ability to pay attention to only one stimulus among multiple stimuli, or the ability to continuously pay attention to only one stimulus.
컴퓨팅 장치(101)는 표적 영역에 대응하여 서로 다른 방식을 통해 인지 기능을 평가할 수 있다. 이는 아래의 표 1과 같이 나타낼 수 있다.The computing device (101) can evaluate cognitive functions in different ways in response to the target area. This can be represented as shown in Table 1 below.
- 시각적 지속 주의 처리(RVP: Rapid Visual Information Processing)
- 시각적 샘플 검색 일치(MTS: Match to Sample Visual Search)- Digit span test (DST)
- Rapid Visual Information Processing (RVP)
- Match to Sample Visual Search (MTS)
- 샘플 매칭 지연(DMS: Delayed Matching to Sample)- Verbal Paired Associates (VPA) - Paired Associated Learning (PAL)
- Delayed Matching to Sample (DMS)
컴퓨팅 장치(101)는 표적 영역이 주의력인 경우, 인지 기능 검사의 일종인 DST, RVP 및 MTS 적어도 하나 이상을 이용하여, 사용자의 주의력에 대한 인지 기능을 평가하여 취약 인지 정보(105)를 생성할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(101)는 표적 영역이 기억력인 경우, 인지 기능 검사의 일종인 VPA, PAL 및 DMS 중 적어도 하나 이상을 이용하여, 사용자의 기억력에 대한 인지 기능을 평가하여 취약 인지 정보(105)를 생성할 수 있다.If the target area is attention, the computing device (101) can evaluate the user's cognitive function for attention using at least one of DST, RVP, and MTS, which are types of cognitive function tests, to generate vulnerable cognitive information (105). In addition, if the target area is memory, the computing device (101) can evaluate the user's cognitive function for memory using at least one of VPA, PAL, and DMS, which are types of cognitive function tests, to generate vulnerable cognitive information (105).
컴퓨팅 장치(101)는 사용자의 주의력 및 기억력에 관한 인지 기능의 평가 결과로부터 취약 인지 정보(105)를 생성할 수 있다. 다시 말해, 컴퓨팅 장치(101)는 인지 기능의 평가 결과에서 정답 개수, 반응 시간 및 오류 개수를 측정하여, 측정된 결과로부터 표적 영역과 인지 저하 정도를 포함하는 사용자의 취약 인지 정보(105)를 생성할 수 있다.The computing device (101) can generate vulnerable cognitive information (105) from the evaluation results of the user's cognitive functions regarding attention and memory. In other words, the computing device (101) can measure the number of correct answers, reaction time, and number of errors from the evaluation results of the cognitive functions, and generate the user's vulnerable cognitive information (105) including the target area and the degree of cognitive decline from the measured results.
이후, 컴퓨팅 장치(101)는 사용자의 취약 인지 정보(105)를 이용하여 주의력 및 기억력에 따른 경두개 직류 자극 프로토콜(104)을 생성할 수 있다. 자세하게, 컴퓨팅 장치(101)는 사용자의 취약 인지 정보로부터 정답 개수가 낮고, 오류 개수가 많고, 반응 시간이 길수록 사용자의 주의력 혹은 기억력이 낮은 것으로 판단할 수 있다.Thereafter, the computing device (101) can generate a transcranial direct current stimulation protocol (104) according to attention and memory using the user's vulnerable cognitive information (105). In detail, the computing device (101) can determine that the user's attention or memory is low when the number of correct answers is low, the number of errors is high, and the reaction time is long based on the user's vulnerable cognitive information.
컴퓨팅 장치(101)는 사용자의 취약 인지 정보(105)로부터 설정 가능한 일정 기준에 따라 각 표적 영역의 인지 저하 정도를 상, 중, 하로 분류할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 장치(101)는 각 표적 영역에서 분류된 인지 저하 정도가 '하'로 분류된 경우, 인지 기능의 증진이 요구되지 않는 상태로 사용자의 경두개 직류 자극 프로토콜(104)을 생성하지 않을 수 있다.The computing device (101) can classify the degree of cognitive decline in each target area into high, medium, and low based on settable criteria from the user's vulnerable cognitive information (105). Here, if the degree of cognitive decline classified in each target area is classified as 'low', the computing device (101) may not generate the user's transcranial direct current stimulation protocol (104) as it is a state in which enhancement of cognitive function is not required.
이에 따라, 컴퓨팅 장치(101)는 각 표적 영역에서 분류된 인지 저하 정도가 '중' 또는, '상'으로 분류된 경우, 인지 기능의 증진이 요구되는 상태로 사용자의 경두개 직류 자극 프로토콜(104)을 생성할 수 있다. 경두개 직류 자극 프로토콜(104)는 경두개 직류 자극을 수행하는 ① 자극 영역(301), ② 자극 강도(302), ③ 자극 횟수(303), ④ 인지 트레이닝(304) 및 ⑤ 수면 유무(305)를 포함할 수 있다. 이는 표 2와 같이 나타낼 수 있다.Accordingly, the computing device (101) can generate a transcranial direct current stimulation protocol (104) for the user in a state where cognitive function enhancement is required when the degree of cognitive decline classified in each target area is classified as 'medium' or 'high'. The transcranial direct current stimulation protocol (104) can include ① a stimulation area (301) for performing transcranial direct current stimulation, ② stimulation intensity (302), ③ the number of stimulations (303), ④ cognitive training (304), and ⑤ the presence or absence of sleep (305). This can be expressed as in Table 2.
① 자극 영역컴퓨팅 장치(101)는 주의력을 증강시키고자 하는 경우, 경두개 직류 자극이 가해지는 자극 영역(301)을 전두엽(Prefrontal)으로 프로토콜의 매개 변수로 설정할 수 있다. 컴퓨팅 장치(101)는 기억력을 증강시키고자 하는 경우, 경두개 직류 자극이 가해지는 자극 영역(301)을 전두엽과 측두엽(Temporal)으로 프로토콜의 매개 변수로 설정할 수 있다.① Stimulation Area Computing device (101) can set the stimulation area (301) to which transcranial direct current stimulation is applied as the prefrontal lobe as a parameter of the protocol in case it is intended to enhance attention. Computing device (101) can set the stimulation area (301) to which transcranial direct current stimulation is applied as the prefrontal lobe and temporal lobe as a parameter of the protocol in case it is intended to enhance memory.
또한, 컴퓨팅 장치(101)는 주의력과 기억력을 둘 다 증강시키고자 하는 경우, 경두개 직류 자극이 가해지는 자극 영역(301)을 전두엽과 측두엽으로 프로토콜의 매개 변수로 설정할 수 있다.In addition, the computing device (101) can set the stimulation area (301) to which transcranial direct current stimulation is applied as a parameter of the protocol to the frontal lobe and temporal lobe if it is desired to enhance both attention and memory.
② 자극 강도 및 자극 횟수② Stimulation intensity and number of stimulations
컴퓨팅 장치(101)는 취약 인지 정보의 결과로써, 자극 영역에서의 기능 저하 정도가 클수록 프로토콜의 자극 강도(302) 및 자극 횟수(303) 중 적어도 하나를 증가시키면서 프로토콜의 매개 변수로 설정할 수 있다. 일례로, 컴퓨팅 장치(101)는 월 단위, 주 단위, 일 단위 및 시간 단위의 일정 기간을 기준으로 최소 1회에서 최대 5회까지 자극 횟수를 설정할 수 있다. 일례로, 컴퓨팅 장치(101)는 각 표적 영역에서 분류된 인지 저하 정도가 '상'일 경우 인지 저하 정도가 '중' 일 경우에 비해 자극 강도를 1mA, 자극횟수를 주 단위로 1회 증가시킬 수 있다. 또 다른 예로, 컴퓨팅 장치(101)는 각 표적 영역에서 분류된 인지 저하 정도가 '중'일 경우 인지 저하 정도가 '상'일 경우에 비해 자극 강도를 1mA, 자극횟수를 주 단위로 1회 감소시킬 수 있다.The computing device (101) can set as a parameter of the protocol the greater the degree of functional decline in the stimulation area as a result of the vulnerable cognitive information, the greater the degree of functional decline in the stimulation area, while increasing at least one of the stimulation intensity (302) and the number of stimulations (303). For example, the computing device (101) can set the number of stimulations from a minimum of 1 to a maximum of 5 times based on a certain period of time such as a monthly unit, a weekly unit, a daily unit, and an hourly unit. For example, when the degree of cognitive decline classified in each target area is 'high', the computing device (101) can increase the stimulation intensity by 1 mA and the number of stimulations by 1 time per week compared to when the degree of cognitive decline is 'medium'. As another example, when the degree of cognitive decline classified in each target area is 'medium', the computing device (101) can decrease the stimulation intensity by 1 mA and the number of stimulations by 1 time per week compared to when the degree of cognitive decline is 'high'.
③ 인지 트레이닝③ Cognitive training
컴퓨팅 장치(101)는 표적 영역이 주의력일 경우, 경두개 직류 자극과 동시에 주의력에 대한 인지 트레이닝을 포함하여 프로토콜의 매개 변수로 설정할 수 있다. 일례로, 주의력에 대한 인지트레이닝은 tDCS 자극을 받는 동시에 인지 기능 검사의 일종인 DST(Digit span test), RVP(Rapid Visual Information Processing) 및 MTS(Match to Sample Visual Search) 중 적어도 하나 이상을 수행하도록 매개 변수를 설정할 수 있다. 컴퓨팅 장치(101)는 표적 영역이 기억력일 경우, 경두개 직류 자극과 동시에 기억력에 대한 인지 트레이닝을 포함하여 프로토콜의 매개 변수로 설정할 수 있다. 일례로, 기억력에 대한 인지트레이닝은 tDCS 자극을 받는 동시에 인지 기능 검사의 일종인 VPA(Verbal Paired Associates), PAL(Paired Associated Learning) 및 DMS(Delayed Matching to Sample) 중 적어도 하나 이상을 수행하도록 매개 변수를 설정할 수 있다.The computing device (101) can set the parameters of the protocol to include cognitive training for attention simultaneously with transcranial direct current stimulation when the target area is attention. For example, the cognitive training for attention can set the parameters to perform at least one or more of DST (Digit span test), RVP (Rapid Visual Information Processing), and MTS (Match to Sample Visual Search), which are types of cognitive function tests, simultaneously with tDCS stimulation. The computing device (101) can set the parameters of the protocol to include cognitive training for memory simultaneously with transcranial direct current stimulation when the target area is memory. For example, the cognitive training for memory can set the parameters to perform at least one or more of VPA (Verbal Paired Associates), PAL (Paired Associated Learning), and DMS (Delayed Matching to Sample), which are types of cognitive function tests, simultaneously with tDCS stimulation.
또한, 컴퓨팅 장치(101)는 표적 영역이 주의력과 기억력 둘 다에 해당할 경우 경두개 직류 자극과 동시에 주의력과 기억력 모두에 대한 인지 트레이닝을 포함하여 프로토콜의 매개 변수로 설정할 수 있다.Additionally, the computing device (101) can be configured to parameterize the protocol to include cognitive training for both attention and memory simultaneously with transcranial direct current stimulation if the target areas correspond to both attention and memory.
④ 수면 유무④ Sleep or not
컴퓨팅 장치(101)는 표적 영역에 기억력이 포함된 경우, 경두개 직류 자극 이후에 추가로 수면을 취하는 단계를 포함할 수 있다.The computing device (101) may include an additional step of inducing sleep following transcranial direct current stimulation if the target area includes memory.
결국, 컴퓨팅 장치(101)는 취약 인지 정보로부터 취약 영역 및 인지 저하 정도를 고려하여 자극 영역(301), 자극 강도(302), 자극 횟수(303), 인지 트레이닝(304) 및 수면 유무(305)를 포함하는 경두개 직류 자극 프로토콜(104)을 결정할 수 있다.Finally, the computing device (101) can determine a transcranial direct current stimulation protocol (104) including a stimulation area (301), stimulation intensity (302), number of stimulations (303), cognitive training (304), and presence or absence of sleep (305) by considering the vulnerable area and degree of cognitive decline from the vulnerable cognitive information.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인지 증강 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 4 is a drawing illustrating a cognitive enhancement method according to one embodiment of the present invention.
단계(401)에서 컴퓨팅 장치는 냄새 분자에 의한 후각 자극에 반응하는 사용자의 후각 뇌 반응 정보를 생성할 수 있다. 자세하게, 컴퓨팅 장치는 사용자의 후각에 의해 반응하는 대뇌 변연계를 뇌의 관심 영역으로 설정할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 냄새 분자에 의해 뇌의 관심 영역에서의 혈류량 및 기능적 연결성 중 적어도 하나에 관한 신경 활성의 변화 정도를 측정할 수 있다. 신경 활성의 변화 정도는 각 사용자에서 향기 물질의 종류 및 농도에 따라 상이하게 나타날 수 있다. 이후, 컴퓨팅 장치는 측정된 신경 활성의 변화 정도로부터 사용자의 후각 뇌 반응 정보를 생성할 수 있다.In step (401), the computing device can generate olfactory brain response information of the user in response to olfactory stimulation by odor molecules. In detail, the computing device can set the limbic system reacting to the user's sense of smell as a region of interest of the brain. The computing device can measure the degree of change in neural activity with respect to at least one of blood flow and functional connectivity in the region of interest of the brain by the odor molecules. The degree of change in neural activity may vary for each user depending on the type and concentration of the odorant. Thereafter, the computing device can generate olfactory brain response information of the user from the degree of change in the measured neural activity.
단계(402)에서 컴퓨팅 장치는 사용자의 후각 뇌 반응 정보를 이용하여 신경 활성에 따른 후각 자극 프로토콜을 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 사용자의 후각 뇌 반응 정보에 포함된 신경 활성의 변화 정도를 고려하여 향기 물질의 종류 및 농도를 포함하는 후각 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.In step (402), the computing device can generate an olfactory stimulation protocol according to neural activity using the user's olfactory brain response information. The computing device can generate an olfactory stimulation protocol including the type and concentration of a fragrant substance by considering the degree of change in neural activity included in the user's olfactory brain response information.
컴퓨팅 장치는 향기 물질에 대해 일정 범위(l/min)로 변경된 농도에 의한 후각 뇌 반응 정보에 기초하여 향기 물질의 종류와 농도 간의 함수 관계를 표시하기 위한 후각 자극 프로토콜을 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 사용자 별로 향기 물질의 종류가 선정되면, 향기 물질의 종류와 관계없이 동일한 기준에 따라 변경된 농도에 의해 후각 뇌 반응 정보가 평가될 수 있다. 이에 따라 컴퓨팅 장치는 향을 제시하지 않았을 때의 신경 활성 정도와 비교하여 사용자에서 가장 높은 신경 활성을 보인 향기 물질의 농도가 정해질 수 있다. 후각 자극 프로토콜은 향기 물질의 종류에 따라 추가 또는, 변경되는 농도의 수치 정보일 수 있다.The computing device can generate an olfactory stimulation protocol for displaying a functional relationship between the type and concentration of the odorant substance based on the olfactory brain response information by the concentration changed in a certain range (l/min) for the odorant substance. When the type of odorant substance is selected for each user, the computing device can evaluate the olfactory brain response information by the changed concentration according to the same criteria regardless of the type of odorant substance. Accordingly, the computing device can determine the concentration of the odorant substance that showed the highest neural activity in the user by comparing it with the degree of neural activity when the odor was not presented. The olfactory stimulation protocol can be numerical information of the concentration that is added or changed depending on the type of odorant substance.
일례로, 본 발명은 사용자 별로 1 개의 향기 물질이 선택되면, 서로 다른 농도를 갖는 1 개의 향을 사용자에게 제시됨으로써, 제시된 1 개의 향에 대한 여러 농도 각각에 대응하는 대뇌 변연계의 신경 활성 정도를 측정할 수 있다. 이후, 본 발명은 한 개인에서 아무 향도 맡지 않은 상태와 비교하였을 때 가장 크게 활성이 증가한 향의 농도를 선택하는 방식을 이용할 수 있다. 이에, 본 발명은 선택된 향 종류와 농도로 후각 자극 프로토콜이 정해질 수 있다.For example, the present invention can measure the degree of neural activity of the limbic system corresponding to each of the concentrations of the presented one scent by presenting one scent with different concentrations to the user when one scent material is selected for each user. Thereafter, the present invention can utilize a method of selecting the concentration of the scent that causes the greatest increase in activity when compared to a state in which an individual does not smell any scent. Accordingly, the present invention can determine the olfactory stimulation protocol with the selected scent type and concentration.
단계(403)에서 컴퓨팅 장치는 인지 기능 평가에 따라 사용자의 취약 인지 정보를 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 경두개 직류 자극을 시행하는 표적 영역으로써, 주의력(Attention)과 기억력(Memory)을 평가하여 취약 영역 및 인지 저하 정도에 관한 취약 인지 정보를 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 인지 기능 평가를 수행함으로써, 인지 증강이 필요한 표적 영역 및 해당 영역의 인지 저하 정도를 포함하는 사용자의 취약 인지 정보를 생성할 수 있다.In step (403), the computing device can generate the user's vulnerable cognitive information based on the cognitive function evaluation. The computing device can generate the vulnerable cognitive information regarding the vulnerable area and the degree of cognitive decline by evaluating attention and memory as the target area where transcranial direct current stimulation is performed. The computing device can generate the user's vulnerable cognitive information including the target area requiring cognitive enhancement and the degree of cognitive decline in the corresponding area by performing the cognitive function evaluation.
단계(404)에서 컴퓨팅 장치는 사용자의 취약 인지 정보를 이용하여 주의력 및 기억력에 따른 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 표적 영역에 따라 자극되는 자극 영역을 고려하고 인지 저하 정도에 따라 자극 영역에 가해진 자극 강도, 자극 횟수, 인지 트레이닝, 수면 유무 중 적어도 하나를 포함하는 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성할 수 있다.In step (404), the computing device can generate a transcranial direct current stimulation protocol according to attention and memory by using the user's vulnerable cognitive information. The computing device can consider the stimulation area to be stimulated according to the target area and generate a transcranial direct current stimulation protocol including at least one of the stimulation intensity applied to the stimulation area, the number of stimulations, cognitive training, and the presence or absence of sleep according to the degree of cognitive decline.
단계(405)에서 컴퓨팅 장치는 후각 자극 프로토콜 및 경두개 직류 자극 프로토콜을 이용하여 인지 증강 프로토콜을 생성할 수 있다. 인지 증강 프로토콜은 후각으로 제시된 향기 물질에 따른 사용자의 후각 자극 프로토콜 및 경두개 직류 자극을 수행하는 자극 위치, 자극 강도 등에 따른 사용자의 경두개 직류 자극 프로토콜을 고려하여 사용자마다 상이한 결과로 도출될 수 있다.In step (405), the computing device can generate a cognitive enhancement protocol using the olfactory stimulation protocol and the transcranial direct current stimulation protocol. The cognitive enhancement protocol can produce different results for each user by considering the user's olfactory stimulation protocol according to the odorant presented olfactorily and the user's transcranial direct current stimulation protocol according to the stimulation location, stimulation intensity, etc. performing the transcranial direct current stimulation.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.Meanwhile, the method according to the present invention can be written as a program that can be executed on a computer and can be implemented in various recording media such as a magnetic storage medium, an optical reading medium, and a digital storage medium.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.The implementations of the various technologies described herein may be implemented as digital electronic circuitry, or as computer hardware, firmware, software, or combinations thereof. The implementations may be implemented as a computer program product, i.e., a computer program tangibly embodied in an information carrier, e.g., a machine-readable storage medium (computer-readable medium) or a radio signal, for processing by the operation of a data processing device, e.g., a programmable processor, a computer, or multiple computers, or for controlling the operation thereof. A computer program, such as the computer program(s) described above, may be written in any form of programming language, including compiled or interpreted languages, and may be deployed in any form, including as a stand-alone program or as a module, component, subroutine, or other unit suitable for use in a computing environment. The computer program may be deployed to be processed on one computer or multiple computers at one site, or distributed across multiple sites and interconnected by a communications network.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.Processors suitable for processing a computer program include, for example, both general-purpose and special-purpose microprocessors, and any one or more processors of any type of digital computer. Typically, the processor will receive instructions and data from a read-only memory or a random access memory or both. Elements of the computer may include at least one processor for executing instructions and one or more memory devices for storing instructions and data. Typically, the computer may include, or be coupled to receive data from, transmit data to, or both, one or more mass storage devices for storing data, such as magnetic, magneto-optical disks, or optical disks. Information carriers suitable for embodying computer program instructions and data include, by way of example, semiconductor memory devices, magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs (Compact Disk Read Only Memory) and DVDs (Digital Video Disk), magneto-optical media such as floptical disks, ROMs (Read Only Memory), RAMs (Random Access Memory), flash memory, EPROMs (Erasable Programmable ROM), EEPROMs (Electrically Erasable Programmable ROM), etc. The processor and memory may be supplemented by, or included in, special purpose logic circuitry.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.Additionally, the computer-readable medium can be any available medium that can be accessed by a computer, and can include both computer storage media and transmission media.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.While this specification contains details of a number of specific implementations, these should not be construed as limitations on the scope of any invention or what may be claimed, but rather as descriptions of features that may be unique to particular embodiments of particular inventions. Certain features described herein in the context of separate embodiments may also be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features described in the context of a single embodiment may also be implemented in multiple embodiments, either individually or in any suitable subcombination. Furthermore, although features may operate in a particular combination and may initially be described as being claimed as such, one or more features from a claimed combination may in some cases be excluded from that combination, and the claimed combination may be modified into a subcombination or variation of a subcombination.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Likewise, although operations are depicted in the drawings in a particular order, this should not be understood to imply that the operations must be performed in the particular order illustrated or in any sequential order to achieve a desirable result, or that all of the illustrated operations must be performed. In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous. Furthermore, the separation of the various device components of the embodiments described above should not be understood to require such separation in all embodiments, and it should be understood that the described program components and devices may generally be integrated together in a single software product or packaged into multiple software products.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.Meanwhile, the embodiments of the present invention disclosed in this specification and drawings are merely specific examples presented to help understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains that other modified examples based on the technical idea of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
101: 컴퓨팅 장치
102: 후각 자극 프로토콜
103: 후각 뇌 반응 정보
104: 경두개 직류 자극 프로토콜
105: 취약 인지 정보
106: 인지 증강 프로토콜
107: 사용자101: Computing Devices
102: Olfactory Stimulation Protocol
103: Olfactory brain response information
104: Transcranial Direct Current Stimulation Protocol
105: Vulnerability Cognition Information
106: Cognitive Augmentation Protocol
107: User
Claims (17)
상기 신경 활성의 변화 정도를 이용하여 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계;
사용자의 후각 뇌 반응 정보에 포함된 향기 물질의 종류 및 농도를 이용하여 신경 활성에 따른 후각 자극 프로토콜을 생성하는 단계;
사용자의 인지 기능 평가에 따라 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계;
사용자의 취약 인지 정보에 포함된 취약 영역 및 인지 저하 정도를 이용하여 주의력 및 기억력 중 적어도 하나의 인지 기능을 증강시키기 위해 경두개 직류 자극이 가해지는 자극 영역, 자극 강도, 자극 횟수 및 인지트레이닝을 포함하는 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 단계; 및
후각 자극 프로토콜 및 경두개 직류 자극 프로토콜을 이용하여 인지 증강 프로토콜을 생성하는 단계;
를 포함하고,
상기 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계는,
상기 냄새 분자가 사용자의 후각에 전달되지 않은 기대 상태일 때의 신경 활성의 제1 변화 정도를 기준으로 상기 냄새 분자가 사용자의 후각에 전달된 시점에서의 신경 활성의 제2 변화 정도에 따른 상기 향기 물질에 의한 신경 활성의 증가폭을 고려하여 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계
를 포함하는 인지 증강 방법.A step of measuring the degree of change in neural activity in the limbic system of the brain, which controls the user's emotions and memories, as the user's olfactory nervous system is activated in response to olfactory stimulation by odor molecules;
A step of generating olfactory brain response information by using the degree of change in the above neural activity;
A step of generating an olfactory stimulation protocol according to neural activity by using the type and concentration of odorant substances included in the user's olfactory brain response information;
A step of generating user's vulnerable cognitive information based on an evaluation of the user's cognitive function;
A step of generating a transcranial direct current stimulation protocol including a stimulation area, stimulation intensity, stimulation frequency, and cognitive training to which transcranial direct current stimulation is applied to enhance at least one cognitive function among attention and memory by using the vulnerable area and degree of cognitive decline included in the user's vulnerable cognitive information; and
A step of creating a cognitive enhancement protocol using an olfactory stimulation protocol and a transcranial direct current stimulation protocol;
Including,
The step of generating the above olfactory brain response information is:
A step for generating olfactory brain response information by considering the degree of increase in neural activity by the fragrant substance according to the degree of second change in neural activity at the time when the odor molecule is delivered to the user's sense of smell based on the degree of first change in neural activity when the odor molecule is in an expected state and not delivered to the user's sense of smell.
A cognitive enhancement method comprising:
상기 사용자의 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계는,
상기 사용자의 후각에 의해 반응하는 대뇌 변연계를 뇌의 관심 영역(ROI: Region of Interest)으로 설정하는 단계; 및
상기 냄새 분자에 의해 뇌의 관심 영역에서의 혈류량 및 기능적 연결성 중 적어도 하나에 관한 신경 활성의 변화 정도를 측정하여 상기 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계;
를 포함하는 인지 증강 방법.In the first paragraph,
The step of generating the user's olfactory brain response information is:
A step of setting the limbic system of the brain that responds to the user's sense of smell as a region of interest (ROI) of the brain; and
A step of generating the olfactory brain response information by measuring the degree of change in neural activity regarding at least one of blood flow and functional connectivity in a region of interest of the brain due to the odor molecule;
A cognitive enhancement method comprising:
상기 사용자의 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계는,
상기 냄새 분자의 형태, 크기 및 특성에 의해 상이하게 발현되는 향기 물질들의 종류에 따른 후각 자극을 통해 신경 활성의 변화 정도를 측정하는 인지 증강 방법.In the first paragraph,
The step of generating the user's olfactory brain response information is:
A cognitive enhancement method for measuring the degree of change in neural activity through olfactory stimulation according to the types of fragrant substances expressed differently by the shape, size, and characteristics of the above-mentioned odor molecules.
상기 사용자의 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 단계는,
향을 제시하지 않았을 때의 신경 활성 정도와 비교하여 가장 많은 신경 활성 변화를 보인 향기 물질에 대해 일정 범위의 농도에 따른 신경 활성의 변화 정도를 측정하는 인지 증강 방법.In the first paragraph,
The step of generating the user's olfactory brain response information is:
A cognitive enhancement method that measures the degree of change in neural activity according to a certain range of concentrations for an odorant that shows the greatest change in neural activity compared to the degree of neural activity when no odor is presented.
상기 후각 자극 프로토콜을 생성하는 단계는,
상기 사용자의 후각 뇌 반응 정보에 포함된 신경 활성의 변화 정도를 고려하여 향기 물질의 종류 및 농도를 포함하는 후각 자극 프로토콜을 생성하는 인지 증강 방법.In the first paragraph,
The steps for generating the above olfactory stimulation protocol are:
A cognitive enhancement method for generating an olfactory stimulation protocol including the type and concentration of fragrant substances by considering the degree of change in neural activity included in the olfactory brain response information of the user.
상기 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계는,
상기 뇌의 표적 영역이 주의력인 경우, 정답 개수, 반응 시간 및 오류 개수를 측정하여, 측정된 결과로부터 취약 인지 정보를 생성하는 인지 증강 방법.In the first paragraph,
The step of generating the above user's vulnerability awareness information is:
A cognitive enhancement method that measures the number of correct answers, reaction time, and number of errors when the target area of the brain is attention, and generates vulnerable cognitive information from the measured results.
상기 사용자의 취약 인지 정보를 생성하는 단계는,
상기 뇌의 표적 영역이 기억력인 경우, 정답 개수, 반응 시간 및 오류 개수를 측정하여, 측정된 결과로부터 취약 인지 정보를 생성하는 인지 증강 방법.In the first paragraph,
The step of generating the above user's vulnerability awareness information is:
A cognitive enhancement method that measures the number of correct answers, reaction time, and number of errors when the target area of the brain is memory, and generates vulnerable cognitive information from the measured results.
상기 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 단계는,
상기 뇌의 표적 영역에 따라 자극되는 자극 영역을 고려하고 인지 저하 정도에 따라 자극 영역에 가해진 자극 강도, 자극 횟수, 인지 트레이닝, 수면 유무 중 적어도 하나를 포함하는 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하는 인지 증강 방법.In the first paragraph,
The steps for generating the above transcranial direct current stimulation protocol are:
A cognitive enhancement method that generates a transcranial direct current stimulation protocol that considers a stimulation area to be stimulated according to the target area of the brain and includes at least one of stimulation intensity applied to the stimulation area, number of stimulations, cognitive training, and presence or absence of sleep depending on the degree of cognitive decline.
상기 컴퓨팅 장치는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
냄새 분자에 의한 후각 자극에 반응하는 사용자의 후각 신경계가 활성화됨에 따라 상기 사용자의 감정과 기억을 관장하는 대뇌 변연계에서 나타나는 신경 활성의 변화 정도를 측정하고,
상기 신경 활성의 변화 정도를 이용하여 후각 뇌 반응 정보를 생성하고,
사용자의 후각 뇌 반응 정보에 포함된 향기 물질의 종류 및 농도를 이용하여 신경 활성에 따른 후각 자극 프로토콜을 생성하고,
사용자의 인지 기능 평가에 따라 사용자의 취약 인지 정보를 생성하고,
사용자의 취약 인지 정보에 포함된 취약 영역 및 인지 저하 정도를 이용하여 주의력 또는/및 기억력에 대한 경두개 직류 자극 프로토콜을 생성하고,
후각 자극 프로토콜 및 경두개 직류 자극 프로토콜을 이용하여 인지 증강 프로토콜을 생성하며,
상기 후각 뇌 반응 정보를 생성함에 있어,
상기 냄새 분자가 사용자의 후각에 전달되지 않은 기대 상태일 때의 신경 활성의 제1 변화 정도를 기준으로 상기 냄새 분자가 사용자의 후각에 전달된 시점에서의 신경 활성의 제2 변화 정도에 따른 상기 향기 물질에 의한 신경 활성의 증가폭을 고려하여 후각 뇌 반응 정보를 생성하는 컴퓨팅 장치.In a computing device performing a cognitive augmentation method,
The computing device comprises a processor,
The above processor,
The degree of change in neural activity in the limbic system of the brain, which controls the user's emotions and memories, is measured as the user's olfactory nervous system is activated in response to olfactory stimulation by odor molecules.
Generate olfactory brain response information using the degree of change in the above neural activity,
Generate an olfactory stimulation protocol based on neural activity using the type and concentration of odorant substances included in the user's olfactory brain response information.
Generate user's cognitive vulnerability information based on the user's cognitive function evaluation,
Generate transcranial direct current stimulation protocols for attention and/or memory using the vulnerable areas and degree of cognitive decline contained in the user's vulnerable cognitive information,
We create a cognitive enhancement protocol using an olfactory stimulation protocol and a transcranial direct current stimulation protocol.
In generating the above olfactory brain response information,
A computing device that generates olfactory brain response information by considering the degree of increase in neural activity caused by the fragrant substance according to the degree of second change in neural activity at the time when the odor molecule is delivered to the user's sense of smell based on the degree of first change in neural activity when the odor molecule is in an expected state and not delivered to the user's sense of smell.
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Legal Events
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20250228 |
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| PG1601 | Publication of registration |