L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
УСТРОЙСТВО АУДИОВИЗУАЛЬНОЙ СТИМУЛЯЦИИ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА
| Название | УСТРОЙСТВО АУДИОВИЗУАЛЬНОЙ СТИМУЛЯЦИИ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Антипова Татьяна Александровна, Ардатов Сергей Владимирович, Ардатова Анастасия Сергеевна, Власов Ян Владимирович, Вязовкин Олег Алексеевич, Гаврилов Владимир Юрьевич, Лупцов Антон Алексеевич |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2780128 |
| Дата регистрации | 19.09.2022 |
| Правообладатель | Антипова Татьяна Александровна, Ардатов Сергей Владимирович, Ардатова Анастасия Сергеевна, Власов Ян Владимирович, Вязовкин Олег Алексеевич, Гаврилов Владимир Юрьевич, Лупцов Антон Алексеевич |
| Область применения (класс МПК) | A61N 5/06 (2006.01) A61N 7/00 (2006.01) |
Описание изобретения
Устройство относится к медицинской технике. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности создания устройства фото- ритмической и звуковой стимуляции коры головного мозга с целью воздействия на биоритмы человека с учетом окружающей обстановки. Устройство содержит источник питания, источник светового излучения в области 480±5 нм, модулятор света, выполненный с возможностью регулировки режимов подачи светового потока, генератор акустического сигнала и аттенюатор, выполненный с возможностью регулировки режимов подачи акустического сигнала. При этом модулятор света, генератор акустического сигнала и аттенюатор выполнены с возможностью установки длительности пауз между осцилляциями, частоты пульсаций и частоты акустического сигнала, соответствующих частоте, эквивалентной ритмам электрофизиологической активности коры головного мозга от 2 Гц до 180 Гц, при этом устройство содержит датчики освещенности и звука с возможностью подбора уровней яркости светового потока и акустического сигнала с учетом аналогичных параметров окружающей среды. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.
Устройство относится к области медицины, а именно к способам создания комфортной физиологической нормы, путем неинвазивной визуально-акустической стимуляции мозга [A61P 43/00, A61H 99/00].
Из уровня техники известен СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ НАЧАЛЬНЫХ КАТАРАКТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ [RU 2030908 C1, опубл.: 20.03.1995], включающий физиотерапевтическое воздействие на глаз, отличающийся тем, что осуществляют воздействие световым излучением длиной волны 360-450 нм с частотой 0,05-1,0 Гц при освещенности 5 лк, продолжительностью 15-20 мин, 1-2 раза в день, 10-20 сеансов на курс лечения. Устройство для лечения начальных катаракт, включающее генератор тока, отличающееся тем, что в него введены соединенный с генератором триггер, а также две цепи, содержащие соединенные между собой транзисторные ключи и выходные оптические элементы со светофильтрами, при этом входы каждого транзисторного ключа подключены к выходам триггера.
Недостатком аналога является невозможность воздействия на биоритмы человека, неудобства при эксплуатации из-за массивности и значительных размеров устройства с системой специальных ремней крепления аппарата на лице и уплотнителя и расположение электронного блока аппарата в той его части, которая фиксируется на лице.
Также известно УСТРОЙСТВО ТЕТЕРИНОЙ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА [RU 2098059 C1, опубл.: 10.12.1997], содержащее очки с двумя светоизолированными окулярами, каждый из которых имеет светорассеивающий отражатель, внутри которого жестко закреплен источник светового излучения, при этом устройство имеет задающий генератор, регулятор частоты мигания светового излучения и блок питания, отличающееся тем, что оно содержит регулятор яркости светового излучения, последовательно соединенные блок управления, формирователь модулирующих импульсов и модулятор, входы которого подключены соответственно к выходам регулятора частоты мигания светового излучения, а выходы к соответствующим входам регулятора яркости светового излучения, два коммутатора, каждый из которых своим входом подключен к регулятору яркости светового излучения, а выходом к источнику светового излучения, представляющему собой набор светодиодных излучателей разной длины волны светового излучения, блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам регулятора частоты мигания светового излучения, регулятора яркости светового излучения и коммутаторов.
Недостатком данного устройства является невозможность воздействия на биоритмы человека, а также массивность и значительные габаритные размеры устройства, громоздкая и дискомфортная система фиксации аппарата на лице в виде уплотнителя и специальных ремней крепления.
Известен аппарат цветоимпульсного воздействия ViDENS [https://biodenas.ru/products/videns, опубл.: 11.04.2021], предназначенный для коррекции психосоматических нарушений, состоящий из корпуса, уплотнителя, излучателей, батарейного отсека, жидкокристаллического индикатора, кнопок управления, крепления для фиксации аппарата на лице.
Недостатком данного устройства является невозможность воздействия на биоритмы человека, массивность и значительные габаритные размеры устройства, громоздкая и дискомфортная система фиксации аппарата на лице в виде уплотнителя и специальных ремней крепления, расположение электронного блока аппарата в той его части, которая фиксируется на лице.
Известен электронно-оптический аппарат "АСИР" [https://www.spetsmedpribor.net/asir, опубл.: 01.03.2021] для проведения процедур снятия эмоционального напряжения, состоящий из электронного блока управления, миниатюрных лампочек накаливания в виде двух источников света (излучатели), вмонтированных в два окуляра оптической системы, светофильтров, закрепляемых в оптической системе.
Недостатком известного устройства является невозможность воздействия на биоритмы человека, громоздкая оптическая система с элементами крепления аппарата на лице человека, трудоемкость в эксплуатации из-за наличия в конструкции прибора сменных светофильтров и источника питания от сети переменного тока.
Известен аппарат «Очки АПК-01У МЕЛЛОН» [https://www.zrenia.ru/article/mellon-apk-01u-m2-apparat-cvetoimpulsnoy-terapii-otzyvy-i-ceny, опубл.: 18.05.2021], предназначенный для коррекции психоэмоционального состояния человека методом ЦИТ (цветоимпульсной терапии), состоящий из корпуса, электронного блока, источников питания, кнопочных устройств управления, элементов фиксации аппарата на лице человека, излучателей различных длин световых волн.
Недостатком известного устройства является невозможность воздействия на биоритмы человека, громоздкая электронно-оптическая система с элементами крепления аппарата на лице человека, трудоемкость в эксплуатации и неудобство использования аппарата.
Известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И КОРРЕКЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА [RU 66964 U1, опубл.: 10.10.2007], содержащее корпус со светоизолированным окуляром, который имеет светорассеивающий отражатель, внутри которого жестко закреплен источник светового излучения, а напротив источника светового излучения установлен экран из светонепроницаемого материала с отверстиями, при этом устройство имеет задающий блок, блок управления и блок питания, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде светоизолированной маски, а источник светового излучения выполнен в виде двух светоизлучающих RGB-панелей, при этом задающий блок выполнен в виде микропроцессора с записанными в нем цветограммами, состоящими из функционально законченных фрагментов, причем микропроцессор содержит генератор импульсов выбора фрагментов, генератор импульсов выбора цветограмм, энергонезависимую память фрагментов, энергонезависимую память последовательности фрагментов, формирователь цветограмм и цифро аналоговый преобразователь, а блок управления снабжен двух-, четырехразрядным индикатором, отражающим номер цветограммы. Экран из светонепроницаемого материала выполнен с 3-12 отверстиями диаметром 0,5-1,45 мм или 3,55-4,0 мм.
Недостатком данного устройства является невозможность воздействия на биоритмы человека, индикаторные светодиоды имеют большой разброс по длине волны на цвет, неудобства и при эксплуатации из-за массивности и значительных размеров устройства с системой специальных ремней крепления аппарата на лице, расположение электронного блока аппарата в той его части, которая фиксируется на лице.
Наиболее близким по технической сущности является УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЦИРКАДИАННЫМИ ЧАСАМИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА [RU (11) 182 615 (13) U1, опубл.: 23.08.2018], состоящее из источника питания, светодиодных излучателей, регуляторов режимов подачи светового потока, отличающееся тем, что излучатель светового потока состоит из светодиодов синего света и светофильтров, пропускающих спектр голубого света в области 480±5 нм и смонтированных внутри дугообразного носителя, содержащего электрическую цепь блока управления светофильтрами и источник энергии. Электрическая цепь блока управления светофильтрами содержит управляемое реле-прерыватель светового потока с временем от 150 мс до 400 мс.
Основной технической проблемой прототипа является невозможность селективного и управляемого воздействия на электрофизиологические ритмы головного мозга человека, так как, и прототип и приведенные аналоги рекомендованы для нормализации только циркадианных биологических ритмов, улучшения общего самочувствия и настроения, повышения работоспособности человека, путем воздействия произвольными ритмическими цветовыми стимулами на палочки и колбочки сетчатки глаза человека, не имеющие отношения к электрофизиологическим ритмам коры головного мозга человека и не эквивалентные им. Нейрофизиологическими исследованиями последних лет доказано, что палочки и колбочки сетчатки не имеют отношения к регуляции циркадианных часов человека, а, следовательно, не участвуют в нормализации биологических ритмов человека. Классические фоторецепторы - колбочки и палочки участвуют в только в функции зрения. Регуляция же ритмогенеза коры головного мозга взаимосвязана не с физиологической деятельностью органов зрения, а с реакцией усвоения ритма, используемой в неврологических и психиатрических исследованиях электрофизиологической активности коры головного мозга, по фото- ритмической стимуляции.
В научной литературе содержится достаточно доказательств, что цветность, яркость, ритм и форма световых импульсов через зрительный анализатор позволяет добиться нормализации биоритмов и ликвидировать или существенно уменьшить различные болезненные состояния, сопряженные с нарушением биоритмов.
Так в статье СОВРЕМЕННАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ АЛЬФА-АКТИВНОСТИ ЭЭГ [Базанова О.М., Афтанас Л.И. // Журн. невропатол. и психиатр. им. С.С. Корсакова. – 2006. – Т. 106. – № 2. – С. 31–36] раскрываются индивидуальные частотные компоненты электроэнцефалограммы, которые обладают альфа-активностью или альфа-ритмом. Результатами исследований, отраженных в статье, продемонстрировано, что индивидуальная ширина альфа-диапазона варьирует на меж- и внутрииндивидуальном уровн, а характеристики реактивности на зрительную стимуляцию — глубина и длительность снижения мощности альфа-осцилляций и ширина диапазона, в котором отмечается реакция активации, могут служить индивидуальными маркерами альфа-активности мозга. Для количественной оценки альфа-активности мозга необходимо выяснить как минимум величину трех основных ЭЭГ-признаков:
1) амплитуды и частоты доминирующих осцилляций в теменно-затылочной области в состоянии покоя с закрытыми глазами;
2) авторитмичности — по характеристикам микроструктуры альфа-веретена: внутрисегментной вариабельности амплитуды, длительности, средней амплитуде и крутизне нарастания веретена;
3) зрительной активации по показателям глубины и стабильности снижения амплитуды, а также по ширине частотного диапазона, в котором происходит активация.
Очевидно, что измерение какой-либо отдельной характеристики, например частоты или амплитуды, не может претендовать на полноту оценки альфа-активности, а анализ вместе взятых индивидуальных параметров альфа-активности ЭЭГ и их взаимосвязей может привести к выяснению особенностей работы психофизиологических механизмов поведения и адаптации.
Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности создания устройства фото- ритмической и звуковой стимуляции коры головного мозга с целью воздействия на биоритмы человека с учетом окружающей обстановки.
Указанный технический результат изобретения достигается за счет того, что устройство аудиовизуальной стимуляции коры головного мозга, содержащее источник питания, источник светового излучения в области 480±5 нм, модулятор света, выполненный с возможностью регулировки режимов подачи светового потока, при этом устройство содержит генератор акустического сигнала и аттенюатор, выполненный с возможностью регулировки режимов подачи акустического сигнала, при этом модулятор света, генератор акустического сигнала и аттенюатор выполнены с возможностью установки длительности пауз между осцилляциями, частоты пульсаций и частоты акустического сигнала соответствующих частоте, эквивалентной ритмам электрофизиологической активности коры головного мозга от 2 Гц до 180 Гц, при этом устройство содержит датчики освещенности и звука с возможностью подбора уровней яркости светового потока и акустического сигнала с учетом аналогичных параметров окружающей среды.
В частности, длительности пауз между осцилляциями, частоты пульсаций и частоты акустического сигнала устанавливают соответствующей альфа-ритму головного мозга 8 Гц.
В частности, управление режимами подачи светового потока и акустического сигнала осуществляют с микроконтроллера, к которому подключены источник светового излучения через модулятор света и источник акустического сигнала через последовательно подключенные генератор акустического сигнала и аттенюатор.
В частности, к микроконтроллеру подключен модуль памяти с возможностью хранения предустановленных режимов работы устройства.
В частности, к микроконтроллеру подключен модуль ввода/вывода информации с возможностью управления устройством.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 схематично показано устройство аудиовизуальной стимуляции коры головного мозга.
На фиг.2-9 показаны электроэнцефалограммы головного мозга пациентов, при этом на четных фигурах показаны ЭЭГ до фото-ритмической и звуковой стимуляции, а на нечетных – во время применения фото-ритмической и звуковой стимуляции.
На фигурах обозначено: 1 – микроконтроллер, 2 – модулятор света, 3 – источник светового излучения, 4 – звукогенератор, 5 – усилитель, 6 – аттенюатор, 7 – источник звука, 8 – модуль памяти, 9 – модуль ввода/вывода, 10 – датчик освещенности, 11 – датчик звука.
Осуществление изобретения.
Электрические колебания ритмов головного мозга выделяются в общей электрической активности мозга с помощью методов электроэнцефалографии и магнитоэнцефалографии. Кроме ритмов в такой активности, также выделяются потенциалы, связанные с событиями.
Выделяют следующие ритмы:
А) Гамма-ритм (γ-ритм) — частота колебания выше 30 Гц, иногда достигает 100 Гц, амплитуда обычно не превышает 15 мкВ. Регистрируется в прецентральной, фронтальной, височной и теменной зонах коры головного мозга. Обычно очень хорошо наблюдается при решении задач, которые требуют максимального сосредоточения внимания.
Б) Бета-ритм (β-ритм) — частота колебания варьируется от 14 до 40 Гц. Амплитуда колебания обычно до 20 мкВ. В норме он весьма слабо выражен и в большинстве случаев имеет амплитуду 3-7 мкВ. Регистрируется в области передних и центральных извилин. Распространяется на задние центральные и лобные извилины. Бета-волны в норме связаны с высшими когнитивными процессами и фокусированием внимания, в обычном бодрствующем состоянии, когда мы с открытыми глазами наблюдаем за происходящими событиями, или сосредоточены на решении каких-либо текущих проблем. Бета-ритм связан с соматическими, сенсорными и двигательными корковыми механизмами и даёт реакцию угасания на двигательную активацию или тактильную симуляцию. При выполнении или даже умственном представлении движения бета-ритм исчезает в зоне соответствующей активности. Повышение бета-ритма — острая реакция на стрессовое воздействие.
В) Альфа-ритм (α-ритм) — частота колебания варьируется от 8 до 13 Гц. Амплитуда 5-100 мкВ, наибольшая амплитуда проявляется при закрытых глазах и в затемнённом помещении. Регистрируется преимущественно в затылочной и теменной областях (зрительных отделах мозга). Регистрируется у 85-95 % здоровых взрослых людей. Альфа-ритм связан с расслабленным состоянием бодрствования, покоя. Альфа-волны возникают тогда, когда мы закрываем глаза и начинаем расслабляться. Депрессия альфа-ритма (недостаток альфа-волн) возникает тогда, когда человек открывает глаза или думает над задачей, которая требует определённых зрительных представлений. При повышении функциональной активности мозга амплитуда альфа-ритма уменьшается вплоть до полного исчезновения. Также может быть признаком беспокойства, гнева, страха, тревоги, вызывающие депрессию; нарушений, связанных в той или иной мере с изменениями в деятельности активирующих систем мозга и, как следствие, с повышенным уровнем активации вегетативной и центральной нервной системы.
Г) Каппа-ритм (κ-ритм) — частота колебания данного ритма лежит в пределах от 8 до 13 Гц. Амплитуда располагается в промежутке 5-40 мкВ. Регистрация данного ритма происходит в височной области головного мозга. Схож по частоте с альфа-ритмом. Наблюдается при подавлении альфа-ритма в других областях в процессе умственной деятельности.
Д) Мю-ритм (μ-ритм) — частота колебания ритма от 8 до 13 Гц. Амплитуда обычно не превышает 50 мкВ. Регистрируется в роландической области, то есть соответственно распределению бета-ритма (локализован в области Роландовой борозды). Имеет параметры, сходные с альфа-ритмом, но отличается формой волн, имеющих округлённые вершины и поэтому похожи на арки. Наблюдается у 10-15 % индивидуумов. Связан с тактильным и проприоцептивными раздражениями и воображением движения. Активируется во время умственной нагрузки и психического напряжения.
Е) Тау-ритм, лямбда-ритм, сигма-ритм. Частота колебания тау-ритма (τ-ритма) лежит в пределах от 8 до 13 Гц, частоты колебания лямбда-ритма (λ-ритма) и сонных веретён совпадают и находятся в пределах от 12 до 14 Гц. Регистрация тау- и лямбда- ритмов происходит в области височной коры головного мозга. Сонные веретёна регистрируются по всей коре головного мозга, однако наиболее выражены в центральных отведениях. Тау-ритм отвечает блокадой на звуковые стимулы. Сигма-ритм наблюдается в ЭЭГ, но полностью блокируется в развитой фазе быстрого сна.
Ж) Тета-ритм (θ-ритм) — частота колебания данного ритма составляет от 4 до 8 Гц. Амплитуда находится в пределах от 20 до 100 мкВ. Регистрируется во фронтальных зонах и гиппокампе. Тета-волны появляются тогда, когда спокойное, расслабленное бодрствование переходит в сонливость. Колебания в головном мозге становятся более медленными и ритмичными. Это состояние называется ещё «сумеречным», поскольку в нём человек находится между сном и бодрствованием. В норме тета-волны связаны с изменением состояния сознания. Часто такое состояние сопровождается видением неожиданных, сноподобных образов, сопровождаемых яркими воспоминаниями. Большинство людей засыпают, как только в головном мозге появляется заметное количество тета-волн. Тета-ритм связан с поисковым поведением, усиливается при эмоциональном напряжении, часто наблюдается при психотических нарушениях, состояниях спутанности сознания, сотрясениях мозга. Высокий уровень тета-ритма может показывать состояние сонливости и утомления, что может быть проявлением астенического синдрома, хронического стресса.
З) Дельта-ритм (δ-ритм) — частота колебания варьируется от 1 до 4 Гц. амплитуда расположена в пределах 20-200 мкВ (высокоамплитудные волны). Дельта-ритм (медленные волны) связан с восстановительными процессами, особенно во время сна, и низким уровнем активации. При многих неврологических и других нарушениях дельта-волны заметно усилены. Избыток усиленных дельта-волн практически гарантирует наличие нарушений внимания и других когнитивных функций. Возникает при естественном и наркотическом сне, а наблюдается так же, как при регистрации от участков коры, граничных с областью, поражённой опухолью.
Соотношение активности различных ритмов в мозге позволяет оценить спектральный анализ ЭЭГ [https://cmi.to/%d0%bc%d0%b5%d1%82%d0%be%d0%b4%d1%8b/%d1%81%d0%bf%d0%b5%d0%ba%d1%82%d1%80%d0%b0%d0%bb%d1%8c%d0%bd%d1%8b%d0%b9-%d0%b0%d0%bd%d0%b0%d0%bb%d0%b8%d0%b7/]. Когда человек возбуждён или насторожен, альфа-волны замещаются низковольтными нерегулярными быстрыми колебаниями. Увеличение бета-активности при снижении альфа-активности может свидетельствовать о росте психоэмоционального напряжения, появлении тревожных состояниях (при закрытых глазах). Снижение альфа-ритма, повышение тета-ритма свидетельствует о проявлении депрессии (при закрытых глазах). Усиление бета-составляющей и одновременное ослабление тета-составляющей эффективно при различных эпилептических синдромах, при синдроме нарушения внимания и гиперактивности, постинсультных нарушениях (спастичность, парезы, плегии), посттравматических синдромах и др.
Тета- и дельта-колебания могут встречаться у бодрствующего человека в небольших количествах и при амплитуде, не превышающей амплитуду альфа-ритма. Патологическими считаются содержание θ и δ, которые превышают по амплитуде 40 мкВ и занимают более 15 % времени регистрации.
Устройство аудиовизуальной стимуляции коры головного мозга конструктивно выполнено в виде микроконтроллера 1, к одному из каналов которого подключен через модулятор света 2 источник светового излучения 3, выполненный в виде светодиодной панели с возможностью излучения светового потока длиной волны 480±5 нм. Модулятор света 2 выполнен с возможностью управления параметрами световых потоков (амплитудой, частотой, фазой, поляризацией).
К другому каналу микроконтроллера 1 подключены последовательно звукогенератор 4, усилитель 5, аттенюатор 6 источник звука 7.
Звукогенератор 4 выполнен, например, на основе микросхемы генераторов звуковой частоты.
Аттенюатор 6 выполнен с возможностью изменения интенсивности электромагнитных колебаний акустического сигнала.
К микроконтроллеру 1 подключены модуль памяти 8 с возможностью хранения предустановленных режимов работы устройства и модуль ввода/вывода 9 информации с возможностью управления устройством, ввода и/или изменения режимов работы устройства и т.д.
К микроконтроллеру 1 также подключены датчик освещенности 10 и датчик звука 11.
По своей сущности устройство аудиовизуальной стимуляции коры головного мозга представляет собой регулируемый излучатель искусственного светового потока и акустического сигнала, который используется следующим образом.
В помещении с пациентом размещают устройство аудиовизуальной стимуляции коры головного мозга. Включают устройство и с помощью блока ввода/вывода 9 в микроконтроллере 1 задают режим работы источника светового излучения 3 по показателям яркости и частоте пауз пульсаций светового излучения с помощью модулятора света 2 и режим работы звукогенератора 4, генерирующего акустический сигнал на источник звука 7 по показателям громкости с помощью усилителя 5 и частоты пауз акустического сигнала с помощью аттенюатора 6. Режимы работы устройства могут также выбирать из предустановленных и хранящихся в модуле памяти 8.
Яркость светового потока от источника светового излучения 3 и уровня акустического сигнала от источника звука 7 устанавливают исходя из уровней освещенности и шума в помещении, измеряемых с помощью датчиков освещенности 10 и звука 11 и с учетом индивидуальных реакций организма, исключая отрицательную реакцию, а частоту и длительность пауз в световом излучении и акустическом сигнале соотносят по времени с частотой и формой задаваемого ритма, эквивалентного электрофизиологической активности коры головного мозга, полученной с помощью электроэнцефалограммы в расслабленном, спокойном состоянии человека, с хорошей подвижностью нервных процессов, при которых смена процессов возбуждения и торможения быстро сменяют друг друга. Частоту и длительность пауз в световом излучении и акустическом сигнале выбирают от 2 до 180 Гц, соответствующие параметрам работы электрофизиологических ритмов головного мозга в альфа-, бета-, гамма-, тета-, дельта диапазонах. Причем диапазоны устанавливают как в моночастотном режиме, так и в сочетании диапазонов друг с другом. В данном случае используют альфа-, тета- диапазоны – в некоторых долях представленности в общем потоке полезных сигналов, преимущественно с использованием частот близких к резонансам Шумана (7.83 Гц) и поддиапазону альфа-ритма, соответствующего восьми пульсациям в секунду, то есть частотой 8 Гц.
Фото-ритмическая и звуковая стимуляция, посредством данного устройства вызывает чувство покоя и удовлетворенности, снимает тревожность, устраняет страх, нормализует циркадные (в том числе и в первую очередь ритмы «сна-бодрствования») и циркадианные ритмы. Выраженное воздействие такой стимуляции эквивалентно воздействию ноотропов с ярко выраженным анксиолитическим и тимолептическим эффектами, как например фенибут. Заявляемое устройство может применяться либо по расписанию – в случаях применения в клинической практике или в образовательных учреждениях, либо в удобное для человека время – в случае бытового использования.
Устройство аудиовизуальной стимуляции коры головного мозга могут использовать в области неврологии для профилактики неврологических и иных патофизиологических и психопатологических последствий невесомости в условиях невесомости при осуществлении космических полетов, лечения двигательных и аффективных неврологических расстройств, нейродегенеративных заболеваний, для повышения неспецифической резистентности у пациентов во время эпидемий и пандемий, для моделирования ясного уровня сознания и нормального нервно-психического статуса, формирования позитивного настроения (антифобическое действие, а также снижение обсессивности и ипохондрии) с целью создания спокойного и уверенного мотива к выздоровлению, для реабилитационных целей при нарушениях структуры личности, в том числе и у представителей силовых ведомств, после выполнения задач.
Адекватная световая активация центра циркадианных часов человека (нейроны супрахиазматического ядра гипоталамуса) посредством фоторецепторных ганглиозных клеток сетчатки позволяет непосредственно воздействовать на центральные механизмы регуляции биоритмов, обусловливающих секрецию гормонов в течение суток, управление вегетативных функций, а также познавательную деятельность человека в течение дня. Активация биоритмов человека с помощью заявляемого устройства направлена на восполнение дефицита положительных эмоций при ипохондрических и депрессивных состояниях, а также для общей стимуляции жизненного тонуса и мотива к выздоровлению.
Специфическая стимуляция центральных и периферических биоритмов человека обеспечивает нормальное функционирование цикла «сон-бодрствование» либо его восстановление при нарушениях сна, либо при изменении функционального состояния организма человека в периоде бодрствования.
Использование предлагаемого устройства является эффективным средством для восстановления нарушений периферических биоритмов, к которым относится мышечная координация, время реакции человека на стимулы окружающей среды, динамика уровней артериального давления и температуры тела, функции желудочно-кишечного тракта на протяжении суток, глубина сна и фазы сна, секреция гормонов в разное время суток, а также динамика когнитивных процессов (внимание, восприятие, память).
Предлагаемое устройство позволит проводить профилактику и лечение утомления и депрессивных состояний, которые является следствием нарушения функции биоритмов человека. Заявляемое устройство для воздействия на биоритмы человека является необходимым при лечении возрастных нарушений репродуктивной функции мужского и женского организмов. Поэтому предлагаемое устройство для адекватной активации центральных механизмов регуляции биоритмов может найти широкое применение как в медицинской и образовательной практике, так и у населения для применения в бытовых целях.
Технический результат – обеспечение возможности создания устройства фото- ритмической и звуковой стимуляции коры головного мозга с целью воздействия на биоритмы человека с учетом окружающей обстановки достигается за счет дополнительного подключения к микроконтроллеру 1 звукогенератора 4, усилителя 5 и аттенюатора 6, обеспечивающих генерацию акустического сигнала параллельно световому излучению с частотой акустического сигнала соответствующей длительности пауз между осцилляциями и частоте пульсаций светового потока, эквивалентных ритмам электрофизиологической активности коры головного мозга от 2 Гц до 180 Гц, преимущественно 8 Гц, соответствующей альфа-ритму электрических колебаний головного мозга, при этом с целью учета окружающей обстановки устройство дополнительно содержит датчики освещенности 10 и звука 11 с возможностью подбора уровней яркости светового потока и акустического сигнала с учетом аналогичных параметров окружающей среды с целью их исключения.
Формула изобретения
1. Устройство аудиовизуальной стимуляции коры головного мозга, содержащее источник питания, источник светового излучения в области 480±5 нм, модулятор света, выполненный с возможностью регулировки режимов подачи светового потока, при этом устройство содержит генератор акустического сигнала и аттенюатор, выполненный с возможностью регулировки режимов подачи акустического сигнала, при этом модулятор света, генератор акустического сигнала и аттенюатор выполнены с возможностью установки длительности пауз между осцилляциями, частоты пульсаций и частоты акустического сигнала, соответствующих частоте, эквивалентной ритмам электрофизиологической активности коры головного мозга от 2 Гц до 180 Гц, при этом устройство содержит датчики освещенности и звука с возможностью подбора уровней яркости светового потока и акустического сигнала с учетом аналогичных параметров окружающей среды.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что длительности пауз между осцилляциями, частоты пульсаций и частоты акустического сигнала устанавливают соответствующими альфа-ритму головного мозга 8 Гц.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управление режимами подачи светового потока и акустического сигнала осуществляют с микроконтроллера, к которому подключены источник светового излучения через модулятор света и источник акустического сигнала через последовательно подключенные генератор акустического сигнала и аттенюатор.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что к микроконтроллеру подключен модуль памяти с возможностью хранения предустановленных режимов работы устройства.
5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что к микроконтроллеру подключен модуль ввода/вывода информации с возможностью управления устройством.
Медаль Альфреда Нобеля