用於評估受試體的刺激敏感度的可配置系統及其使用方法與流程

2024-03-05 04:25:15

本公開一般地涉及感知的現實增強和感知改善。更具體地，但非排他地，本公開涉及用於評估受試體的刺激敏感度的可配置系統及其使用方法。

背景技術：

支點原理(Fulcrum Principle)是在不同的人類系統中發生的現象。支點原理允許通過將隨機的或確定的信號注入系統中來改善對低於閾值的信號的可檢測性。因此，支點原理似乎是應用在感官系統中以改善受試體的感官、反射和/或運動機制的有趣且引人注目的現象。對支點原理的討論可以在「On The Physical Fundamentals Of Human Perception And Muscle Dynamics:From The Fulcrum Principle To Phonons」(J.E.Lugo等，第11屆振動問題國際會議，Z.Dimitrovová等(編輯)，裡斯本，葡萄牙，2013年9月9-12日)中找到，其公開通過在此對其整體引用而併入本文。

事實上，已經示出了當將施加到個體用於刺激一種感官、反射和/或運動機制的弱的感官刺激(興奮信號)以適當量的隨機的或確定的信號幅度(促進信號)添加到第二感官、反射和/或運動機制時，然後可以檢測到該弱的感官刺激，並且由此響應於所施加的弱的感官刺激而激活特定的感官、反射和/或運動機制的反應。

例如，題為「Method and System for Improving a Subject’s Sensory,Reflex and/or Motor Mechanisms via Auditory,Tactile or Visual Stimulations」的美國專利公開第2011/0005532A1號(其公開通過在此對其整體引用而併入本文)描述了用於通過刺激受試體的第二感官、反射和/或運動機制而改善受試體的第一感官、反射和/或運動機制的敏感度的方法和系統。為此目的，由於跨模隨機共振交互，所以將噪聲施加到第二感官、反射和/或運動機制以改善第一感官、反射和/或運動機制的敏感度。

仍然存在改善對施加在受試體的第二感官、反射和/或運動機制的刺激的定義、控制以及靈活性的需求。

技術實現要素：

根據本公開，提供了一種用於評估受試體的刺激敏感度的系統。在該系統中，第一動作通道被配置為向受試體提供第一類型的刺激。反應通道被配置為從受試體接收響應。信號通路連接到第一動作通道和反應通道。控制器適於建立第一轉換迴路和第一通道迴路中的至少一個，所述第一轉換迴路包括第一動作通道並在信號通路中形成路徑終止，所述第一通道迴路包括形成通過信號通路的路徑的第一動作通道並在第一基準單元處終止。

根據本公開，還提供了一種用於評估受試體的刺激敏感度的方法。該方法使用用於評估受試體的刺激敏感度的系統。在該系統中，第一動作通道被配置為向受試體提供第一類型的刺激。反應通道被配置為從受試體接收響應。信號通路連接到第一動作通道和反應通道。控制器適於建立第一轉換迴路和第一通道迴路中的至少一個，所述第一轉換迴路包括第一動作通道並在信號通路中形成路徑終止，所述第一通道迴路包括形成通過信號通路的路徑的第一動作通道並在第一基準單元處終止。第一動作通道用作用於刺激受試體的第一感官、反射和/或運動機制的興奮信號源。第二動作通道用作用於刺激受試體的第二感官、反射和/或運動機制的促進信號源。反應通道用來測量第一感官、反射和/或運動機制的生理響應。

根據本公開，還提供了一種用於改善受試體的第一感官、反射和/或運動機制的敏感度的系統。在該系統中，促進信號源刺激受試體的第二感官、反射和/或運動機制。測量第一感官、反射和/或運動機制的生理響應。控制器基於所測量的生理響應調整促進信號的水平。由於支點原理交互，調整促進信號的水平改善了受試體的第一感官、反射和/或運動機制的敏感度。

根據對藉助於僅與附圖有關的示例給出的其說明性實施例的以下非限制性描述的閱讀，前述及其他特徵將變得更加明顯。

附圖說明

本公開的實施例將藉助於僅與附圖有關的示例來描述，其中：

圖1示出了反饋系統和前饋系統的簡化的框圖；

圖2是圖示根據實施例的用於刺激受試體的系統的框圖；

圖3是在圖2的系統中以純透射(pure trans-immitance)配置的單點刺激(直接迴路)的示例；

圖4是在圖2的系統中以純透射配置的分布式刺激(直接迴路)的示例；

圖5是示出本公開的迴路分類的樹狀圖；

圖6是示出針對用於單點刺激的通道迴路的開關位置的圖2的系統的配置；

圖7是示出針對用於單點刺激的轉換器迴路的開關位置的圖2的系統的配置；

圖8是示出針對用於分布式刺激的通道迴路的開關位置的圖2的系統的配置；

圖9是示出針對用於分布式刺激的轉換器迴路的開關位置的圖2的系統的配置；

圖10A、10B和10C示出了圖2的系統的各種迴路配置示例；

圖11是圖示用於刺激受試體的圖2的系統的示例應用的框圖；

圖12是圖11的應用中的轉換器迴路的圖示；

圖13是圖11的應用中的通道迴路的圖示；

圖14是圖11的應用中的接口迴路的圖示；

圖15是圖11的應用中的自適應迴路的圖示；

圖16是根據實施例的用於改善受試體的第一感官、反射和/或運動機制的敏感度的方法的流程圖；

圖17是根據另一實施例的用於基於所測量的生理響應調整促進信號的水平的詳細序列的流程圖；

圖18是根據實施例的神經調諧器的實現的立體圖；以及

圖19-24提供了使用圖18的神經調諧器獲得的實驗結果。

在不同附圖中相同的參考標號表示相同的特徵。

具體實施方式

在此公開的系統允許探索測試下的受試體的感知的感覺限制，同時調節改善、學習和/或使得獲得增強的能力和對受試體感覺感知的控制。該系統使用各種類型的刺激迴路，包括組合的、單通道放大、反饋、前饋、自適應反饋或生物反饋刺激迴路。另外，本公開提供了用於藉助刺激迴路可配置接口經由感官刺激來改善受試體的感官、反射和/或運動機制的方法和系統。刺激迴路可以經由隨機的或確定的信號自動打開或關閉，以穩定並保持受試體處於最佳性能狀態。

因此，可配置接口允許自動選擇各種實驗配置。接口支持由要進行的實驗所需的刺激迴路定義的幾種配置類型。

現在參考附圖，圖1示出了反饋系統和前饋系統的簡化的框圖。刺激迴路可以被定義為要施加的刺激的函數以及定義為受試體的感知或訓練中的特定效應的函數。具有或不具有前饋補償的迴路(特定點之間的反饋穩定動作)也可以在不同的塊層定義，包括激勵器層、通道層，涉及幾個通道，或者涉及受試體本身。迴路可以實現為涉及模擬信號、數位訊號或其混合，當需要時應用變換器。

迴路可以被定義為實時迴路(RTL)，迴路增益呈現延遲的延時迴路(DL)，補償同時施加幾個刺激的信號處理所需的時間的延遲補償迴路(DCL)，以預先建立的、隨機的或連續的方式延遲迴路動作的節奏迴路(CL)，等等。延遲在放大器或附加的特定塊(未示出)的內部。延遲的主要功能是補償通道上的傳播時間之間的差異。在此定義的所有迴路都可以具有延遲。

閉環配置允許根據採樣變量和反饋變量來穩定電路的參數之間的關係。採樣和反饋變量例如可以是電流或電壓值。穩定率(例如電壓增益)用作兩個特定點的基準，其中信號首先被評定然後在電路中被拓撲地重新導入，從而關閉迴路。如果需要將閉環反饋穩定添加到特定刺激通道中，作為負反饋的典型示例，使用傳感器在該兩點的第一點處做出對來自通道動作的輸出信號的評估。可以使用電子網絡傳感器、麥克風、溫度計、或者任何其他類似的傳感器。傳感器將部分所評定的輸出信號饋送到反饋通道的反饋放大器中。通常地，但非排他地，反饋放大器將具有小於一(unity)的增益。在直接通道中的動作放大器的輸入處，在第二點處將反饋放大器的輸出從基準信號中減去。

很多標準傳感器是標量傳感器。還考慮使用矢量傳感器，其輸出不僅取決於量級值，還取決於傳感器在空間中的對準。

在前饋的情況下，系統在環境擾動面前具有預定行為。

圖2是圖示根據本實施例的用於刺激受試體的系統的框圖。系統100包括控制設備104、105、放大器102、激勵器106、傳感器108、電源(在稍後的附圖中示出)、操作員接口(在稍後的附圖中示出)、以及主控制單元110中的有源信號管理設備的布置，被布置為完成與評估受試體的刺激敏感度相關的任務。圖2提供了具有兩個(2)動作通道和一個(1)反應通道的系統100的非限制性示例，每個動作和反應通道包括一個激勵器106和一個傳感器108。動作通道和反應通道的實際數目可以變化並且對這些數字沒有先驗限制。如下文更詳細描述的，這些通道中的每一個可配置為提供直接(正向)通道和反饋(反向)通道。主控制單元110操作打開和關閉以配置可配置信號通路115的開關(下文中描述)。可配置信號通路115從主控制單元110本身延伸以將主控制單元連接到動作通道和反應通道。控制設備104和105可以以繼電器的形式實施。在主控制單元110外部的那些繼電器105通常被實現為實際的物理設備(真實的繼電器)。集成到主控制單元110的那些繼電器104可以被實現為實際的物理設備或通過軟體實現(虛擬的繼電器)。

動作通道管理對受試體的系統動作。在圖2的示例中，兩個(2)動作通道向測試下的受試體提供聽覺刺激120和觸覺刺激(振動)122。這些動作通道可以是開環通道。替選地，動作通道可以是在通道層或在轉換層實現的反饋通道。當信號從主控制單元110流向受試體時，在負反饋的情況下，由放大器102(指向右邊的三角形)表示的直接通道上的增益是負的，並且具有大於1的量級。因此，由放大器102(指向左邊的三角形)表示的反饋通道中的增益具有小於一的正值。

反應通道管理對系統100的受試體動作(即反應)。反應通道允許信號從受試體流到主控制單元110。在圖2的示例中，反應通道測量體溫124，其以信號形式提供給主控制單元110。在反應通道的情況下，對於負反饋，直接通道是從反應通道到主控制單元110，並且具有大於1的負增益，而反饋通道處於相反的方向上，具有小於一的正增益。

對於動作通道，傳感器108評估施加到受試體的輸出信號的演變。動作通道的激勵器106向受試體提供這些信號。相應的傳感器108監控激勵器106的性能。而對於反應通道，傳感器108提供表示受試體的響應的信號，例如體溫，並且激勵器106表示這些傳感器108的反饋補償，以控制它們在溫度、力、皮膚電阻率等方面的轉換受試體反應的效率。動作通道和反應通道配置無需用電子電路來實現。在質量傳遞裝備(例如流體加熱器或液體冷卻器)、機械激勵器和電磁設備的情況下，(例如，用於測量血壓的)氣動接口可能需要調節器動作或閥。這些是反應通道中的激勵器的示例。

可以觀察到，由根據來自控制設備104和105的命令打開和關閉的開關SW1、SW2、SW3和SW4形成的可配置信號通路115允許重新配置圖2的系統100，使得動作通道可以變為反應通道，可能呈現正或負反饋或前饋。該動態配置可根據預先建立的程序或者替選地根據受試體響應而配置。重新配置可以實時或延時完成。採用適於正在進行的測試條件的最有效的配置，系統100可以允許實際工作者在正在進行的測試中尋找受試體的響應。

圖3是在圖2的系統中以純透射配置的單點刺激(直接迴路)的示例。如圖3所示的迴路提供單點刺激(SPS)。圖3所示的一個示例是聲音刺激。另一種類型的SPS是點光源。圖4是在圖2的系統中以純透射配置的分布式刺激(直接迴路)的示例。可以使用一個或多個激勵器提供分布式刺激。例如，如圖4的情況，可以使用單個寬表面激勵器提供振動刺激。替選地，可以使用多個單點激勵器。如圖4所示的迴路提供分布式刺激(DS)。圖4示出了振動表面附接到受試體的身體的示例。在圖3和圖4中，所示的迴路是直接迴路(DL)，其使用例如作用在手指上的振動銷或作用在整個手掌的振動表面，對受試體的單個感覺在純透射(PTI)中起作用的單模交互。

圖5是示出本公開的迴路分類的樹圖。如上文所介紹的，迴路可以包括單點刺激(SPS)或分布式刺激(DS)。任一者可以用作直接迴路(DL)或混合迴路(ML)，其中，例如通過同時提供音頻和視頻刺激，單個或分布式的刺激作用於感官的組合。以下在本文提供ML示例。以純換能導抗(PTI)提供分布式刺激，而以跨導抗(CI)提供混合的刺激。在圖3和4中提供了PTI示例，而以下在本文中提供CI示例。每個給定的迴路可以具有正或負增益，具有從零(0)到無窮大(∞)的範圍內的增益幅度。

圖6是圖2的系統的配置，示出了單點刺激的通道迴路的開關位置。圖7是圖2的系統的配置，示出了單點刺激的換能迴路的開關位置。圖8是圖2的系統的配置，示出了分布式刺激的通道迴路的開關位置。圖9是圖2的系統的配置，示出了分布式刺激的換能迴路的開關位置。依據來自控制裝置104和105的命令的開關SW1、SW2、SW3和SW4的打開或閉合創建了可配置信號路徑115內的各種類型的迴路。這些直接迴路以純換能導抗(PTI)的方式配置(圖3、4、6-9)。直接迴路的非限制性示例提供形成聽覺刺激並且涉及聽覺感知的音頻信號。

圖8和9示出了用於提供分布式刺激的三(3)個不同的激勵器/傳感器對。在一個變型中，三(3)個獨立的SPS迴路可以用來提供相同類型的刺激。

圖10A、10B和10C示出了圖2的系統100的各種迴路配置的示例。在這些圖中，以跨導抗(CI)來配置混合迴路(ML)。它們可以例如提供引起聽覺刺激120並且涉及觸覺感知122的音頻信號、或引起觸覺刺激(來自音頻信號的固有振動)並且涉及視覺感知的音頻信號。

開關SW1A、SW2A、SW3A和SW4A是用於第一動作通道的可配置信號路徑115的一部分。開關SW1B、SW2B、SW3B和SW4B是用於第一動作通道的可配置信號路徑115的一部分。在圖10A，刺激通道處於開環迴路可以由這些通道的反饋路徑中的開關SW4A和SW4B的打開加以證明。提供反饋通道200以返回有關受試體的響應的信息。與此相反，圖10B和10C示出了開關SW4B及SW1B的閉合來創建刺激通道內的閉環迴路通道，除反饋通道200之外，還創建刺激通道內的反饋路徑。圖10B和10C示出了，刺激通道內的反饋路徑可以由換能器迴路或通道迴路組成。圖10C還示出了由溫度傳感器提供的、代表受試體周圍環境的溫度的變量T0的添加。這個添加使得系統100成為前饋系統，其中，主控制單元110獲取修改系統的行為的能力，作為T0的函數。例如，系統100可以具有「學習」哪個配置隨著T0變化是最有效的能力。因此，該系統100具有評估其性能，並相應地管理配置的能力。

圖10A、10B和10C的系統100可以被配置以開環迴路或閉環迴路模式操作，提供換能器迴路、通道迴路或它們的組合，具有或不具有用於前饋操作的參數。因此，可以定義大量不同的配置。

在一個變型中，系統100可以使用任何接口揚聲器、監視器等來施加刺激。在另一個變型中，系統100使用天然的刺激源來提供周圍的聲音或圖像。

迴路可以以寬範圍的正或負反饋增益進行配置，從非常低反饋的正或負反饋增益、接近或達到開環迴路、到非常高的正(傳入)或負(傳出)反饋增益的範圍變化。反饋增益可以根據預定義的(順序、隨機等)或自適應操作模式而有所變化。

雖然圖2、圖10A，10B和10C示出了使用反饋補償(如在圖1中介紹的，上部)的實施例，系統100的另一實施例可以提供有前饋補償(如在圖1中介紹的，底部)。圖10C實際上同時示出了反饋和前饋補償。

現在將參照圖11至圖15描述系統100的一般操作。圖11是示出圖2的系統用於刺激受試體的示例應用的框圖。圖12是圖11的應用中的換能器迴路的圖示。圖13是圖11的應用中的通道迴路的圖示。圖14是圖11的應用中的接口迴路的圖示。圖15是圖11的應用中的自適應迴路的圖示。首先考慮圖11至15，非限制性示例示出了向受試體提供聽覺、觸覺和視覺刺激的同時表面溫度計從受試體向系統100提供反饋。

為了簡單和清楚的目的，關於涉及聽覺、觸覺和視覺刺激致動器和表面溫度計對不同通道進行配置的特定非限制性示例，來對系統100的操作進行描述。與這些通道相關聯的階段配備有配置為反饋迴路的傳感器(麥克風、加速度計、加熱器和光傳感器、電反饋網絡)。也可以預期將系統100的操作擴展為使用各種數目的通道/刺激模塊和刺激裝置的若干個同時的刺激。

實驗被預先定義並實現為主控制單元110中的軟體工具。迴路配置由可配置信號路徑115進行定義，該可配置信號路徑115由主控制單元110管理。

主控制單元110被連接到電源132。它評估若干個涉及到的變量、處理統計數據、和管理系統100的配置模式。主控制單元110還管理操作者接口130和可配置信號路徑115，該可配置信號路徑115提供操作者接口130和系統100的其它部件之間的連接。

由連接到主控制單元110的操作者接口130管理的可配置信號路徑115，對模擬和數位訊號進行鏈路，該模擬和數位訊號配置該迴路、定義系統100的操作模式、控制通道參數、並建立涉及系統100和測試下的受試體的功能性操作。

輸入輸出塊作為輸入輸出塊和通道致動器或通道傳感器之間的接口。

輸入輸出換能器作為通道致動器或傳感器，並且包括，例如耳機、振動器、溫度計、監視器等。輸入輸出換能器可在閉環迴路操作中使用。

操作者接口130為人機接口，包括例如監視器、鍵盤、定點裝置等，所有這些都未示出但是公知的。其監視器也可以被用作視覺刺激激勵器。

經配置迴路以要對受試體執行的實驗的函數進行定義，並且以變量的演變的函數或以自適應的方式、例如取決於受試體響應的自願或非自願響應，來從一個配置切換到另一個配置。

在用於聽覺刺激的單點直接迴路和用於觸覺刺激的分布式直接迴路的二者情況下，圖12所示的換能迴路140被用於穩定來自激勵器響應的響應。更詳細地，換能迴路140本身穩定激勵器動作。它可以例如改進其頻率響應、線性化其相移以避免諧波失真、或使其增益沿著頻譜平坦化、當環境溫度變化時降低其參數漂移等。這些改進被引入至到達相應的輸入繼電器(較近的控制裝置105)的信號作為參考，即，該信號為在換能迴路的參考輸入處呈現的信號。如果該信號包含任何失真，換能器重現該失真。該換能器本身不引入進一步的顯著失真。

圖13所示的通道迴路142用於在直接迴路的情況下穩定可變的響應。添加通道迴路142改進了整體通道性能。現在，甚至是相比於僅使用換能迴路時，在上文提到的換能迴路的參考輸入處呈現的信號呈現進一步減小的失真，這是由於添加了負反饋動作。換能迴路140具有快速的反應時間，而通道迴路142提供更高層次的控制。較長的迴路呈現較長的傳播時間。

圖14所示的接口迴路144穩定在混合迴路的情況下可變響應的組合。

圖15所示的自適應迴路146具有至少部分取決於來自受試體的響應或反應的參數，再次諸如相移等。

在系統100的操作中，操作者激勵主控制單元110，例如通過位於操作者接口130的按鈕或鍵。使用操作者界面130，操作者可以選擇期望的迴路類型以激勵受試體的刺激，諸如，例如，視覺刺激、聲刺激、振動刺激等。例如，聽覺刺激可以經由單點直接迴路被激勵(如圖3所示)且觸覺刺激可以經由分布式直接迴路被激勵(如圖4所示)。然後，操作者可以經由適當的迴路將對應於所選擇類型的刺激的刺激裝置連接到主控單元110。圖12-15的示例包括三(3)個換能器迴路140、三(3)個通道迴路142、和一(1)個接口迴路144以形成自適應迴路146。主控單元110自動配置系統模式，評估所涉及的變量、計算統計數據、並通過可配置信號路徑115建立系統100的組件之間的連結。

圖2的系統100相對於刺激的數量是靈活的。它也容易操作，並且可以很容易地運輸。

更具體地，如在圖11所示的系統100的示例同時產生不同刺激。受試體可以將主控單元110穿戴在固定在腰間的皮帶上。以聲刺激裝置150的形式的第一刺激裝置、以溫度測量裝置152的形式的傳感器裝置和以振動器154的形式的第二刺激裝置通過可配置信號路徑115連接到主控單元110。

圖12-15示出了若干個迴路的實現，以使用圖2的系統100實現受試體在兩個同時的感官刺激的影響之下。在圖12-15中，受試體在同時由聲刺激裝置150和振動刺激裝置154施加的兩個感官刺激的影響之下，並且溫度由溫度計152感測。圖12-15的設置已經被用於實驗室中以證明受試體的觸覺敏感性可以經由聲刺激得到改進。

當然，應該理解的是，許多其它這種刺激的組合是可能的，具有兩(2)個或甚至更多同時施加的刺激。

支點原理(Fulcrum Principle)的概念可以用於改進受試體的感官、反射和/或運動機制，更具體地，改進受試體的一般敏感性和姿勢平衡。本公開示出了通過使用促進信號刺激另一個不同的感官機制，來改進受試體的感官、反射和/或運動機制的敏感性。刺激迴路接口用於控制促進信號的水平。

對於在非線性系統中產生支點原理，該非線性系統需要以下三個參數：(i)閾值、(ii)促進信號，其可以是隨機確定的或確定性的、和(iii)亞閾值信息(即興奮信號)，其中，亞閾值信息涉及施加到感官機制的興奮信號並且具有太低的幅度(低於閾值)不足以允許感官機制對興奮信號作出反應。添加的促進信號的最佳量可以產生興奮信號檢測的最佳改進。事實上，當添加過小的促進信號時，亞閾值興奮信號信息仍然低於閾值，並且不能被檢測到。當將過強的促進信號添加到興奮信號時，相對於興奮信號的信息內容，促進信號變得太強，因此，該過強的促進信號將隨機化響應於該興奮信號的受試體的感官、反射和/或運動機制的反應。

本公開的一個非限制性的方面涉及刺激受試體的特定類型的感官機制以改進同一受試體的另一種類型的感官、反射和/或運動機制。一些實驗表明，對受試體的耳朵施加聽覺噪聲作為促進信號，可以調節他/她的食指的觸感、調節他/她的腿部肌肉的肌電(EMG)活動、和/或調節姿勢維持期間的穩定性圖掃描區域。在其它實驗中，促進信號是確定性的，且對受試體的耳朵的和諧(harmonic)聲音調節他/她的小腿的觸感。在另一些實驗中，對受試體的眼睛的和諧視覺信號調節他/她的小腿的觸感。因此，這些實驗表明，人類皮質內的相互作用是基於支點原理的相互作用，形成多感官集成系統。在多感官集成系統中的促進信號的影響下，受試體的一般化的狀態可以被增強，包括姿勢平衡。

當受試體在若干個刺激的影響下時，支點原理的應用包括使用促進信號用於改進受試體對興奮信號的敏感性。興奮信號被施加以刺激受試體的第一感官、反射和/或運動機制。促進信號被施加以刺激受試體36的第二感官、反射和/或運動機制。在第一感官、反射和/或運動機制處測量受試體36的生理響應。基於所測量的生理響應調整促進信號的水平。例如，為了改進受試體對興奮信號的觸覺敏感性，如在圖11中所示，受試體被提供有形成促進信號的聲信號。聲促進信號的調整允許尋找改進觸覺敏感性的最佳水平。以下更詳細地描述使用目標的生理響應用於找到這個最佳水平的過程。具有本公開的益處技術讀者將理解，如本文中所施加以改進觸覺敏感性或調整促進信號的「最佳水平」意在表示所希望的或令人滿意的水平，並且不意指絕對性能水平。

圖16是根據一個實施例的用於改進受試體的第一感官、反射和/或運動機制的敏感性的方法的流程圖。序列200可以包括用於使用興奮信號的源用於刺激受試體的第一感官、反射和/或運動機制的操作202，以及用於將興奮信號的水平調整至第一感官、反射和/或運動機制處的最小檢測的閾值的操作204。然後在操作206，使用促進信號的源用於刺激受試體的第二感官、反射和/或運動機制。操作208包括使用傳感器測量第一感官、反射和/或運動機制的生理響應。然後在操作210中，基於測量的生理響應調整促進信號的水平。促進信號的應用加上生理響應的測量提供一種自適應迴路，由此調整促進信號的水平，由於支點原理相互作用而提高了第一感官、反射和/或運動機制的敏感性。這是一個混合迴路的一個示例。

在序列200中，促進信號例如可以是隨機確定的、或者是確定性的信號，並且生理響應例如可以包括在第一感官、反射和/或運動機制處測量的溫度。

在序列200中的變型中，用於將興奮信號的水平調整至第一感官、反射和/或運動機制處的最小檢測的閾值的操作204可以包括降低興奮信號的水平，直到它不再可由受試體檢測到。一旦處於亞閾值水平，機器接口自動增加或受試體手動增加該促進信號。當促進信號幅度增加時，興奮信號感覺相應地增加到感覺為最大值的一個點。這一點被稱為最大感覺點。如果促進信號增大更多，興奮信號感覺開始減少，直到它再次減弱。這一點是噪聲閾值水平，這將是新的參考。促進信號在切換到下一個噪聲水平之前需要被施加至少一分鐘。最大感覺點會比此點低5分貝。該接口可以通過包括電子衰減器自動衰減該5分貝。

刺激第一或第二感官、反射和/或運動機制中的任一者可以通過以下實現：通過施加聽覺信號到受試者的至少一隻耳朵、通過施加視覺信號到受試者的至少一隻眼睛、通過施加觸覺信號到受試者的身體中的至少一個部分、通過施加電磁信號到受試者的身體中的至少一個區域、通過施加熱信號到受試者的身體中的至少一個區域、通過施加振動信號到受試者的身體中的至少一個區域、通過提供受試體來檢測氣味、或通過提供受試體來品嘗味覺樣品。

第一或第二感官、反射和/或運動機制中的任一者的刺激可以通過直接施加興奮信號或促進信號到受試者的身體的特定區域實現。

第一感官、反射和/或運動機制的刺激可以通過刺激受試者的身體的兩個不同區域而區別地施加興奮信號實現，以便刺激試者的身體的兩個不同區域之間的範圍。第一感官、反射和/或運動機制的刺激可以進一步通過刺激受試者的身體的若干區域而分布該興奮信號實現，以便刺激受試者的身體的由該若干區域覆蓋的範圍。第一感官、反射和/或運動機制的刺激可以替代地在受試者的身體上分布多個不同的興奮信號而實現。

第二感官、反射和/或運動機制的刺激可以通過刺激受試者的身體的兩個不同區域而區別地施加促進信號實現，以便刺激試者的身體的兩個不同區域之間的範圍。第二感官、反射和/或運動機制的刺激可以進一步通過刺激受試者的身體的若干區域而分布該促進信號實現，以便刺激受試者的身體的由該若干區域覆蓋的範圍。第二感官、反射和/或運動機制的刺激可以替代地在受試者的身體上分布多個不同的促進信號而實現。

圖17是根據另一實施例的用於基於所測量的生理響應調整促進信號的水平的詳細序列的流程圖。在一個實施例中，圖16的操作210可以包括操作211-217。操作211包括首先不施加促進信號。操作212包括在不存在促進信號時，獲取第一生理響應測量。然後操作213包括增加促進信號的水平，之後，操作214包括獲取下一個生理響應測量。在操作215檢測該下一個生理響應測量中的拐點。在針對促進信號的當前水平檢測拐點之後，如果在操作216，未達到促進信號的預定最大水平，操作213、214和215重複。在操作216達到促進信號的預定最大水平之後，操作217包括選擇提供最大生理響應的促進信號的水平，該生理響應隨著獲取該生理響應的持續時間而增加，以便基於所測量的生理響應完成促進信號的水平的調整。

在一個變型中，獲取每個生理測量的操作214可以實時地執行。具有本公開的益處的技術讀者將能夠根據該方法的實現的特定情況，在本範圍內或在更廣的範圍內調整獲取時間。在相同或其它的變型中，選擇提供最大生理響應的促進信號的水平、其中該生理響應隨著獲取該生理響應的持續時間而增加的操作217可以包括計算每個生理響應測量在其獲取的持續時間的積分、計算每個生理響應的梯度，其中，該梯度通過它自己的幅度進行歸一化、對每個生理響應計算積分與梯度的乘積，然後選擇最高的正的乘積。

當然，系統100及其在先前的圖2-4、6-15的描述中所介紹的部件、這種系統100和部件的變型可以用於應用該方法和改進受試體的第一感官、反射和/或運動機制的敏感性。因此，系統100可以包括用於刺激受試體的第二感官、反射和/或運動機制促進信號的源等、用於測量第一感官、反射和/或運動機制的生理響應的傳感器、和用於基於所測量的生理響應調整促進信號的水平的控制器，例如主控制單元110或主控制單元110內構建的控制器。作為一個示例，傳感器可被配置為測量第一感官、反射和/或運動機制處的溫度。

由於支點原理相互作用，系統100可以調整促進信號的水平並改進受試體的第一感官、反射和/或運動機制的敏感性。在系統100中，促進信號的源可以包括視覺刺激裝置、振動刺激裝置、電磁刺激裝置、熱刺激裝置、觸覺刺激裝置、聲刺激裝置、置於受試體的距離短內的氣味(例如香味)、或受試體可以品嘗的味覺樣品。促進信號的源可以被配置為直接刺激受試體的身體的特定區域。或者，系統100可以包括兩個源，用於通過刺激受試體的兩個不同區域而施加區別的促進信號，以便刺激試者的身體的兩個不同區域之間的範圍。在另一個替代方案中，系統100可以包括多個源，用於通過刺激受試者的身體的若干區域而施加分布式的促進信號，以便刺激受試者的身體的由該若干區域覆蓋的範圍，或者包括多個不同類型的源，用於對受試者的身體施加多個不同的促進信號。

系統100的控制器可以能夠執行或控制圖16和17的序列的全部操作的執行，包括但不限於在一(1)到二(2)分鐘之間的範圍的持續時間內執行每個生理測量測量獲取，還包括但不限於通過計算每個生理響應測量在其獲取的持續時間的積分、計算每個生理響應的梯度，其中，該梯度通過它自己的幅度進行歸一化、對每個生理響應計算積分與梯度的乘積、以及選擇最高的正的乘積，來選擇提供最大生理響應的促進信號的水平，該生理響應隨著獲取該生理響應的持續時間而增加。

系統100可以包括用於刺激受試體的第一感官、反射和/或運動機制的興奮信號的源等，在該情況下，控制器被配置為，在調整促進信號的水平之前，在第一感官、反射和/或運動機制處將興奮信號的水平調整至亞閾值水平。控制器還可以被配置為通過降低興奮信號的水平直到它不再可由受試體檢測到，來將第一感官、反射和/或運動機制處的興奮信號的水平調整至亞閾值水平。一旦處於亞閾值水平，機器接口自動增加或受試體手動增加該促進信號。當促進信號幅度增加時，興奮信號感覺相應地增加到感覺為最大值的一個點，這一點被稱為最大感覺點。如果促進信號增大更多，興奮信號感覺開始減小，直到它再次減弱。這一點是噪聲閾值水平，這將是新的參考。促進信號在切換到下一個噪聲水平之前需要被施加至少一分鐘。最大感覺點會比此點低5分貝。該接口可以通過包括電子衰減器自動衰減該5分貝。興奮信號的源可以包括視覺刺激裝置、振動刺激裝置、電磁刺激裝置、熱刺激裝置、觸覺刺激裝置、聲刺激裝置、置於受試體的距離短內的氣味(例如香味)、或受試體可以品嘗的味覺樣品。連接到興奮信號的源的刺激器可以施加興奮信號至第一感官、反射和/或運動機制，且連接到促進信號的源的另一個刺激器可以施加促進信號至第二感官、反射和/或運動機制

系統100還可以包括用於將系統100連接到計算機用於向其傳送與刺激過程有關的信息的接口。

上述系統100和方法的實際實現已經被實施並在下文中描述。圖18是根據實施例的神經調節器(neurotuner)的實現的透視圖。系統200包括主控制單元210，其通常結合圖2的系統100的大部分元件。主控制單元210包括促進信號的源和興奮信號的源，具有獨立的信號控制212和214。該系統200還包括連接到音頻耳機218的促進信號接口216、和連接到觸覺信號激勵器222的興奮信號接口220。觸覺信號激勵器222也可以用作溫度傳感器或溫度可單獨地使用經由生理響應接口226連接到主控制單元210的溫度傳感器224來測量。最後，該系統200包括用於自動地控制主控制單元210的操作者接口228。

該系統200使用計算機接口，其包括換能器迴路140以及通道迴路142，用於測量受試體的末梢溫度的演變，在本特定的例子中，表示興奮信號。該計算機接口基於在其四肢上測量的受試體的身體的末梢溫度根據灌注皮膚的血液量而變化的事實。進而，這取決于于客戶的交感神經的狀態。當人們變得緊張時，他們的手指往往會變得更冷。這種現象在放鬆訓練的領域是公知的，其中受試體學會主動升高手指溫度。此處的亞閾值水平表示緊張狀態。

對六(6)個受試體進行類似的訓練。受試體未被要求學會主動增加他們的手指溫度。相反，手指溫度升高是通過使用有效聽覺隨機確定的信號促進的。受試體開始實驗，並在兩(2)分鐘期間是無促進信號條件，然後，每個兩(2)分鐘時段期間地施加三個隨機確定的、範圍為從低、中、到高幅度的信號水平施加到音頻耳機218。最後，對於另一個兩(2)分鐘時段，再次施加無促進條件。使用粘扣帶將觸覺信號激勵器222綁在食指的手掌側，以獲得他們的手指溫度的讀數。圖19-24提供了使用圖18的神經調節器獲得的實驗結果。這些圖是從表示為S1-S6的六(6)個受試體獲得的。在圖19-24的每個圖中，上部分示出食指手掌側溫度隨時間的曲線圖，該曲線圖被分為以下五(5)個連續的條件：(a)無促進信號、(b)低隨機確定的水平、(c)中隨機確定的水平、(d)高隨機確定的水平、以及(e)無促進信號。附圖的下部分示出了與隨機確定的促進信號的聽覺條件(a-e)相關的最佳指標的直方圖，下文對其進行描述。

以下意見可從實驗結果得出：

1)在受試體S1、S2、S3、S4、S5中，在第一無促進信號條件下，平均來說，溫度降低。

2)一般來說，隨機確定水平中的一個更有效地增加所有參與者中的溫度。

3)在受試體S1、S3、S4、S6中，在最後無促進信號條件下，平均來說，溫度降低。

4)僅在受試體S2和S5中，在無促進信號條件下，平均來說，溫度升高。

5)總體來說，聽覺隨機確定信號有效地提高了溫度。

如下測量最大感覺點：開始實驗，並在兩(2)分鐘期間是無促進信號條件。接口對溫度變化進行測量。以低幅度的水平，手動啟動聽覺隨機確定信號的應用。觀察溫度是否升高，在這種情況下，保持該水平直至溫度開始下降。再次升高促進信號的水平到中幅度水平。當隨機確定信號幅度水平為高時，即實驗的預定最大值，重複該過程。在大多數受試體中，在這種高幅度隨機確定信號存在時，溫度會下降。操作者接口228然後計算圖19-24的上部的曲線下的曲面的積分。操作者接口228還計算由它自己的幅度歸一化的平均梯度。當然，取決於曲線的正或負斜率，相一致地提供正或負的單位值。曲線下的面積與正或負的單位的乘積指定了最佳促進信號水平，也在本文中稱為最佳指標。因此，最佳促進水平是具有最高正最佳指標的那一個。操作者接口228可以自動地確定哪些促進水平提供最佳指標，但是該確定當然可以基於實驗結果手動完成。

在一個變型中，可以實現自適應迴路；操作者接口228還可以自動地施加所需的聽覺促進信號以找到最佳指標。操作者接口228可以實時地計算溫度梯度。如果該梯度為正或零，聽覺促進幅度不被改變。否則，聽覺促進信號遞增，直到梯度再次為零或正。已經觀察到，操作者接口228增加聽覺促進水平之前的兩(2)分鐘的等待時間是令人滿意的。如果梯度在兩個噪聲水平增量後仍保持為負，則操作者接口228可被配置為停止過程，並如以上段落來自動確定最佳指標。

通過提供為示例的非限制性實施例的方式，在以上說明書中已經對本公開進行了描述。這些說明性的實施例可以任意修改。權利要求的範圍不應該由在示例中闡述的實施例進行限制，而應給予與說明書一致的作為整體的最廣泛的解釋。