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WO2019008773A1 - 認知機能判定方法 - Google Patents

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WO2019008773A1
WO2019008773A1 PCT/JP2017/025052 JP2017025052W WO2019008773A1 WO 2019008773 A1 WO2019008773 A1 WO 2019008773A1 JP 2017025052 W JP2017025052 W JP 2017025052W WO 2019008773 A1 WO2019008773 A1 WO 2019008773A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
subject
task
cognitive function
stimulus
determination method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/025052
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
聡 四方田
中村　伸
安藤　英治
隆 朝田
裕子 中田
和彦 内田
吉典 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Medical Corp Sochikai
Shimadzu Corp
MCBI Inc
Original Assignee
Medical Corp Sochikai
Shimadzu Corp
MCBI Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Medical Corp Sochikai, Shimadzu Corp, MCBI Inc filed Critical Medical Corp Sochikai
Priority to PCT/JP2017/025052 priority Critical patent/WO2019008773A1/ja
Priority to JP2019528330A priority patent/JP6868105B2/ja
Priority to KR1020207001015A priority patent/KR102316255B1/ko
Priority to CN202310783476.6A priority patent/CN116784801A/zh
Priority to US16/628,712 priority patent/US12263004B2/en
Priority to CN201780094652.8A priority patent/CN111050667B/zh
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    • A61B2562/0238—Optical sensor arrangements for performing transmission measurements on body tissue
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    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0075—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy

Definitions

  • the present invention relates to a cognitive function determination method, and more particularly to a cognitive function determination method for determining the degree of cognitive function by measuring changes in brain activity.
  • a cognitive function determination method which determines the degree of cognitive function by measuring changes in brain activity.
  • Such a cognitive function determination method is disclosed, for example, in WO 2012/165602.
  • WO 2012/165602 discloses a cognitive dysfunction discrimination system that measures cerebral blood flow data during execution of a cognitive task using near infrared spectroscopy. Then, the cognitive function disorder determination system performs feature quantity extraction on the measured cerebral blood flow data, and the extracted feature quantity and a model used for judgment of cognitive function disorder which has been constructed in advance, Determine the cognitive function.
  • the cognitive function disorder determination system disclosed in the above-mentioned WO 2012/165602 uses a plurality of types of cognitive tasks when measuring cerebral blood flow data of a subject, but the same is the same when giving tasks. It is considered that the task of different difficulty level is not given multiple times in the task of. However, in the measurement of cerebral blood flow data at the time of execution of a cognitive task, bias in familiarity with the task, experience, education level, etc. is applied to each subject. Therefore, it is too easy for some subjects to perform common cognitive tasks with a certain degree of difficulty, so brain activity is not detected for some subjects, and it is too difficult for some subjects to give up task execution. There is a problem.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to determine the degree of cognitive function even when there is individual difference in the adaptation to the cognitive task of the subject. To provide a cognitive function determination method that can
  • the cognitive function determination method applies a load consisting of sensory stimulation to a subject's sense organs multiple times multiple times or a load consisting of tasks of different difficulty levels to a subject
  • a load consisting of sensory stimulation
  • a load when a load is applied, a change in brain activity of the subject is measured to obtain measurement data, and based on the amount of change between the measurement data, Determining the degree of cognitive function.
  • a load consisting of sensory stimulation is applied to the sense organs of the subject a plurality of times, or a load consisting of tasks of different difficulty levels is applied to the subject a plurality of times.
  • the method includes the steps of: measuring a change in brain activity of a subject; obtaining measurement data; and determining a degree of cognitive function of the subject.
  • tasks of different difficulty levels are tasks related to calculation, memory, imagination, spatial recognition, sensory stimulation, and tasks of different difficulty levels.
  • steps of applying plural types of sensory stimuli or tasks to the subject multiple times and the steps of applying multiple types of sensory stimuli or tasks multiple times, respectively changes in brain activity of the subjects when sensory stimuli or tasks are applied respectively
  • changes in brain activity of the subjects when sensory stimuli or tasks are applied respectively Based on the result of combining the step of measuring each and acquiring each measurement data, and the variation between the plurality of types of measurement data acquired when giving multiple types of sensory stimuli or tasks of different difficulty levels respectively
  • determining the degree of cognitive function of the subject is determining the degree of cognitive function of the subject.
  • the cognitive function determination method preferably, in the case where the sensory stimulation is given a plurality of times, the subject is given a plurality of sensory stimuli of at least two levels of intensity.
  • the degree of cognitive intelligence can be determined based on the relative change in the subject's brain activity to stimuli of different strengths.
  • the intensity of the sensory stimulus given to the subject is increased each time the stimulus is given.
  • the intensity of stimulation increases as the number of times the subject is stimulated increases, so the degree of cognitive function can be determined based on the relative change in brain activity of the subject with respect to the intensity of stimulation.
  • the sensory stimulation to be given to the subject is a stimulus having persistence.
  • the effects of the stimulation accumulate (remain), so that the relative strength of the stimulation can be gradually increased.
  • the degree of cognitive function can be determined based on the relative change in the brain activity of the subject relative to the accumulated stimulation as the number of times of stimulation increases.
  • a stimulus having durability means a stimulus that remains after the application of the stimulus and gradually weakens with time.
  • the stimulus having durability is a stimulus that is rendered persistent by giving a sensory stimulus in a state where the influence of the previous stimulus remains when the subject is given a sensory stimulus.
  • the relative intensity of sensory stimulation can be easily increased gradually.
  • the sustained stimulus is a cold sensation stimulus.
  • the subject to be stimulated using, for example, cold sensory stimulation, which has more receptors for stimulation when compared to warm sensory stimulation. As a result, more active changes in brain activity can be measured.
  • the senor is the hand of the subject, and the sensory stimulus is a touch stimulus.
  • the sensory stimulus is a touch stimulus.
  • the cognitive function determination method preferably, in the case where tasks of different difficulty levels are given a plurality of times, the task difficulty level is higher than the first task level compared to the first task level.
  • the degree of difficulty of the second task to be given later is set to be high. This allows the subject to get used to the task with a low degree of difficulty. As a result, it is possible to suppress that the subject gives up on execution of the task halfway.
  • by giving tasks of different difficulty levels multiple times it is possible to execute tasks with difficulty levels suitable for the subject, so it is possible to suppress undetected brain activity.
  • the step of giving the task of different difficulty levels a plurality of times repeatedly presents to the subject the task relating to the calculation of the different difficulty levels.
  • This makes it possible to prevent the subject from storing the solution to the computational problem by repeating the same problem.
  • the subject can get used to the task by performing the task relating to the calculation of different difficulty levels multiple times, it is possible to suppress the subject from stopping the task halfway.
  • by performing the task relating to the calculation of different difficulty levels multiple times it is possible to execute the task of the difficulty level suitable for the subject.
  • it is possible to obtain the degree of cognitive function related to calculation as an index for determining the degree of cognitive function of the subject it is possible to improve the determination accuracy of the degree of cognitive function.
  • the step of giving the task of different difficulty multiple times repeatedly presents the subject with a task combining memory and imagination of different difficulty.
  • the subject can get used to the task, so it is possible to prevent the subject from stopping the task halfway.
  • the task relating to memory and imagination of different difficulty levels multiple times it is possible to make the task of the difficulty level suitable for the subject.
  • the degree of cognitive function related to memory and imagination can be obtained as an index for determining the degree of cognitive function of the subject, the determination accuracy of the degree of cognitive function can be improved.
  • the step of giving the task of different difficulty levels multiple times repeatedly presents the subject with the task regarding spatial recognition of different difficulty levels.
  • the subject can get used to the task by performing the task related to space recognition of different difficulty levels multiple times, so it is possible to suppress the subject from leaving the task halfway.
  • by performing the task regarding space recognition of different difficulty levels multiple times it is possible to execute the task of the difficulty level suitable for the subject.
  • the degree of cognitive function relating to spatial cognition as an index for determining the degree of cognitive function of the subject, it is possible to improve the determination accuracy of the degree of cognitive function.
  • the measurement site in the step of acquiring measurement data, is set to a range including any of F3, F4, P3 and P4 of the international 10-20 method. ing.
  • the measurement site at the time of measurement of brain activity can be made substantially constant.
  • F3, F4, P3, and P4 in F3, F4, P3, and P4, a change of brain activity significant to load was confirmed. Therefore, the determination of the degree of cognitive function can be performed with significant accuracy.
  • the step of acquiring measurement data is a change in cerebral blood flow of a subject as a change in brain activity by near-infrared spectroscopy (NIRS). taking measurement.
  • NIRS near-infrared spectroscopy
  • the NIRS device is a device that is attached to the subject's head and measures changes in brain activity by measuring changes in the amount of oxygenated hemoglobin in the subject's cerebral blood vessels.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a method of giving a task related to memory and imagination to a subject according to a third embodiment of the present invention. It is a schematic diagram for demonstrating the task regarding memory and imagination given to a subject by a 3rd embodiment of the present invention. It is a graph which shows the time change of the difficulty level of the timing chart of a task and a rest, and a task by 3rd Embodiment of this invention.
  • FIGS. 1 to 3 an overall configuration of a brain activity measurement system 100 for implementing a cognitive function determination method according to a first embodiment of the present invention will be described.
  • a brain activity measurement system 100 for practicing the cognitive function determination method according to the first embodiment includes a brain activity measurement device 1, a data processing device 2, and a display device 3, as shown in FIG.
  • the brain activity measurement apparatus 1 is an apparatus (optical measurement apparatus) that optically measures the brain activity of the subject P using near infrared spectroscopy (NIRS) and generates time-series measurement result data.
  • the brain activity measurement device 1 is a NIRS device.
  • the brain activity measuring apparatus 1 emits measurement light of a wavelength region of near-infrared light from a light transmitting probe (not shown) disposed on the surface of the head of the subject P. Then, the measurement light reflected in the head is made incident on a light receiving probe (not shown) disposed on the surface of the head and detected, thereby acquiring the intensity (amount of light received) of the measurement light.
  • a plurality of light transmission probes and a plurality of light reception probes are provided, and are attached to a holder 4 for fixing each probe at a predetermined position on the head surface.
  • the brain activity measuring apparatus 1 measures oxygenated hemoglobin, deoxygenated hemoglobin, and total oxygen based on the intensity (received amount of light) of measurement light of a plurality of wavelengths (for example, three wavelengths of 780 nm, 805 nm and 830 nm) and the absorption characteristics of hemoglobin. Measure the amount of change in hemoglobin. Thereby, the brain activity measuring device 1 measures the blood flow change in the brain accompanying the brain activity as the hemoglobin amount change.
  • the data processing device 2 performs statistical processing of measurement data sent from the brain activity measurement device 1. That is, the data processing device 2 is configured to calculate statistical data for determining the degree of the cognitive function of the subject P.
  • the data processing device 2 is configured by a PC (personal computer) provided with a CPU, a memory, a hard disk drive and the like.
  • the display device 3 is configured to display a task to be performed by the subject P.
  • the display device 3 is a monitor such as a liquid crystal display.
  • FIG. 2 shows a measurement site when the blood flow volume of the brain of the subject P is measured by the brain activity measurement device 1 in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing measurement sites in the international 10-20 method.
  • the measurement site when acquiring measurement data of the brain activity of the subject P is set to a range including any of F3, F4, P3, and P4 of the international 10-20 method shown in FIG. It is done.
  • 54 channels as shown in FIG. 2 are set as measurement regions as a range including any of F3, F4, P3 and P4 of the international 10-20 method.
  • ROI1 to ROI5 are set as regions of interest (ROI).
  • FIG. 4 is a flowchart showing a flow of determining the degree of the cognitive function of the subject P.
  • the method of determining the degree of the cognitive function of the subject P applies a load consisting of sensory stimulation to the sensei of the subject P multiple times, or a load consisting of tasks of different difficulty levels to the subject P. It has step S1 which gives multiple times.
  • the method of determining the degree of cognitive function of the subject P has a step S2 of measuring a change in brain activity of the subject P when a load is applied in the step of applying a load multiple times, and acquiring measurement data.
  • the method of determining the degree of cognitive function of the subject P has a step S3 of determining the degree of cognitive function of the subject P based on the amount of change between the measurement data. By these steps, the degree of cognitive function of the subject P is determined.
  • Step of applying load consisting of sensory stimulation multiple times to the subject's sense organs Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the step which gives the load which consists of sensory stimulation to the sensor of the test subject P in multiple times is demonstrated.
  • the step S1 of applying the load to the subject P multiple times is a step of applying the load consisting of the sensory stimulation multiple times to the sense organs of the subject P.
  • FIG. 5 is a schematic diagram when applying sensory stimulation to the sense organs of the subject P.
  • the cold sensation stimulation is given to the subject P by applying the cooling agent 5 to the left palm 6 a of the subject P. That is, in the first embodiment, the sense organ is the hand 6 of the subject P, and the sensory stimulus is a contact stimulus.
  • the sensory stimulus given to the subject P is a stimulus having a sustained property.
  • the stimulus having a persistent property is a stimulus having a sustained property by providing a sensory stimulus in a state where the influence of the previous stimulus remains when the subject P is given a sensory stimulus.
  • the persistent stimulus is a cold sensation stimulus.
  • the cold-preserving agent 5 is cooled to, for example, 4 ° C. That is, the subject P is given a plurality of cold sensation stimuli having a constant intensity corresponding to 4 ° C. as sensory stimuli.
  • FIG. 6 is a timing chart 7 of the task period 7a and the rest period 7b when the subject P is given a cold sensation stimulus, and a graph 8 showing the temporal change of the intensity of the cold sensation stimulus.
  • the task period 7a for applying the cold storage agent 5 to the left palm 6a of the subject P and the rest period 7b in the closed / rested state are regarded as one set. Repeat 5 sets in total.
  • the task period 7a is, for example, 15 seconds.
  • the rest period 7b is, for example, 15 seconds.
  • the left hand palm 6a of the subject P is cooled by the coolant 5, and the cooling effect is sustained (accumulated), so that the relative strength of the stimulus 5a by the coolant 5 is increased each time the task is repeated. That is, as shown in the graph 8 of FIG. 8, in the task period 7a, the intensity of the cold sensation stimulation increases with the passage of time.
  • the stimulation 5a by the cold-preserving agent 5 is an example of the "cold sensation stimulation" of a claim.
  • the degree of the cognitive function of the subject P is determined based on the change in the cerebral blood flow of the subject P when the subject 5 is given the stimulus 5a by the cooling agent 5. According to the first embodiment to be described later, it has been confirmed that the ROI effective when determining the degree of the cognitive function of the subject P and the tendency of the change of the blood flow rate in the ROI are given by applying cold sensation stimulation plural times. In the first embodiment described later, the ROI 3 (see FIG. 2) was confirmed as an effective ROI when determining the degree of the cognitive function of the subject P. In the first embodiment, the degree of the cognitive function of the subject P is determined by comparing the tendency of the change in cerebral blood flow volume of the subject P in the ROI 3 with the experimental result obtained in the first example.
  • the subject P is a healthy person with cognitive function up to the age of 60 to 84 (hereinafter referred to as NDC), a person with mild cognitive impairment (hereinafter referred to as MCI) and a patient with Alzheimer's disease (hereinafter referred to as AD)
  • NDC a healthy person with cognitive function up to the age of 60 to 84
  • MCI person with mild cognitive impairment
  • AD a patient with Alzheimer's disease
  • the brain activity of each group was measured. Then, by comparing the measurement results of the brain activity of each group, the tendency of brain activity different depending on the degree of the cognitive function of the subject P was acquired.
  • the number of subjects P who have performed this task is 22 for NDC, 27 for MCI, and 22 for AD. There is no significant difference between the groups in average age.
  • the brain activity measuring device 1 acquires a change in cerebral blood flow of the subject P, and changes the acquired cerebral blood flow
  • the degree of cognitive function of the subject P was determined based on As a method of determining the degree of cognitive function, in each channel shown in FIG. 2, the difference between the average cerebral blood flow for 5 seconds before the start of the task and the average cerebral blood flow for 15 seconds of the task period 7a for each task repetition It calculated
  • FIG. 7 is a diagram showing an analysis result 10 of t test for each subject group.
  • FIG. 7A shows an analysis result 10a of the NDC t test.
  • FIG. 7 (B) is the analysis result 10b of t test of MCI.
  • FIG. 7C shows an analysis result 10c of the t test of AD.
  • the vertical axis of each figure shown in FIG. 7 is the average value of the change in cerebral blood flow, and the plot 11 shows the average value of the change in cerebral blood flow of the subject P.
  • straight lines 12a and 12b indicate plus and minus standard deviations, respectively.
  • the “*” mark in FIG. 7 indicates that the significance level is 5% or less.
  • the “**” mark in FIG. 7 indicates that the significance level is 1% or less.
  • the feature amounts obtained in the first task are the feature amounts obtained in the third, fourth, and fifth tasks.
  • the comparison is large, the result is obtained that it is possible to distinguish NDC from MCI and AD.
  • the cognitive function determination method of the subject P applies a load consisting of sensory stimulation to the sensei of the subject P multiple times, or a load consisting of tasks of different difficulty levels to the subject P Are provided a plurality of times.
  • the cognitive function determination method of the subject P includes a step S2 of measuring a change in brain activity of the subject P when applying a load in step S1 of applying a load a plurality of times, and acquiring measurement data.
  • the cognitive function determination method of the subject P includes a step S3 of determining the degree of the cognitive function of the subject P based on the amount of change between the measurement data.
  • the sensory stimulation which does not need to understand the task measures the change in brain activity without depending on the individual difference in the adaptation to the cognitive task. can do. Further, in the case where a load consisting of tasks of different degrees of difficulty is given to the subject P multiple times, it is possible to measure a change in brain activity due to the task of the degree of difficulty according to the subject P. As a result, even when there is an individual difference in the adaptation to the cognitive task of the subject P, the degree of cognitive function can be determined.
  • the sensory stimulation to be given to the subject P is a stimulus having a persistence.
  • the influence of the stimulation accumulates (remains), so the relative strength of the stimulation can be gradually increased.
  • the stimulus having durability is sustained by providing the sensory stimulus in a state where the influence of the previous stimulus remains. It is a stimulus that Thereby, the relative intensity of sensory stimulation can be easily increased gradually. In addition, even if there is individual difference in sensitivity to sensory stimulation, it is possible to measure the response to changes in intensity of sensory stimulation.
  • the persistent stimulus is a cold sensation stimulus.
  • the sense device is the hand 6 of the subject P, and the sensory stimulus is a contact stimulus.
  • the sensory stimulus is a contact stimulus.
  • the measurement site is set to a range including any of F3, F4, P3, and P4 according to the international 10-20 method in step S2 of acquiring measurement data. ing.
  • the measurement site at the time of measurement of brain activity can be made substantially constant.
  • a change of the brain activity significant to the load was confirmed in any of F3, F4, P3 and P4. Therefore, the determination of the degree of cognitive function can be performed with significant accuracy.
  • a change in cerebral blood flow volume of the subject P is measured as a change in brain activity by near infrared spectroscopy.
  • the brain activity measuring apparatus 1 is non-invasive, and does not require large-scale equipment when compared to MRI etc., so that it is possible to simply measure the change in brain activity of the subject P.
  • a cognitive function determination method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 8.
  • the subject P in step S1 which applies load multiple times to the subject P Give multiple tasks on different difficulty calculations.
  • the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description will be omitted.
  • Steps of giving multiple tasks for calculation of different difficulty levels are tasks related to calculation.
  • the step S1 of giving a task of different difficulty levels multiple times repeatedly presents the subject P with a task related to calculation of different difficulty levels.
  • the task difficulty level is a second given after the first task in comparison with the first task difficulty level.
  • the task difficulty level is set to be high.
  • FIG. 8 is a timing chart 20 of the task period 20a and the rest period 20b when giving the test subject P a task regarding calculation of different difficulty levels, and a graph 21 showing time change of the difficulty level of the task regarding calculation.
  • a task period 20a for causing the subject P to calculate and a rest period 20b for generating meaningless words before and after the task period 20a (pre-rest period And post-rest period) as one set, and a total of five sets of questions are set to be performed by the subject P.
  • a baseline is established in measuring changes in cerebral blood flow by pronouncing insignificant words.
  • the task period 20a is, for example, 20 seconds.
  • the pre-rest period and the post-rest period are, for example, 20 seconds each.
  • a meaningless word to be pronounced in the pre-rest period and the post-rest period for example, "Ah, u, u, o".
  • the difficulty level of the calculation problem is set to be different depending on the set, and the difficulty level of the problem to be performed later is set high.
  • a revised problem of Serial Seven (100-7) used in the Mini Mental State Examination (MMSE) for diagnosis of dementia can be used. That is, as tasks related to calculation of different difficulty levels, the problem of continuously pulling 100 to 2 (100-2), the problem of continuously pulling 100 to 3 (100-3), the problem of continuously pulling 100 to 7 (100- 7) questions 101 to 7 in succession (101-7) and 102 to 7 in succession (102-7).
  • even subtraction and odd subtraction have a low degree of difficulty for even subtraction.
  • the degree of the cognitive function of the subject P is determined based on the change in the cerebral blood flow of the subject P when the subject P is given a task relating to the calculation of different degrees of difficulty. According to the second embodiment to be described later, by giving the subject P a task related to calculation of different difficulty levels multiple times, the tendency of the ROI effective in determining the degree of the cognitive function of the subject P and the blood flow volume in the ROI was confirmed. In the second embodiment described later, the ROI 2 (see FIG. 2) was confirmed as an effective ROI in determining the degree of the cognitive function of the subject P. In the second embodiment, the degree of the cognitive function of the subject P is determined by comparing the tendency of the change in cerebral blood flow volume of the subject P in the ROI 2 with the experimental result obtained in the second example.
  • the remaining structure of the second embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment.
  • the subject P was divided into three groups of NDC up to age 60 to 84, MCI and AD, and brain activity of each group was measured. Then, by comparing the measurement results of the brain activity of each group, the tendency of brain activity different depending on the degree of the cognitive function of the subject P was acquired.
  • the number of subjects P who have performed this task is 22 for NDC, 27 for MCI, and 22 for AD.
  • the task related to the calculation used in the second embodiment is given to the subject P, and the change in cerebral blood flow of the subject P at that time is measured.
  • the method of determining the degree of cognitive function is the difference between the average cerebral blood flow for 5 seconds before the start of the task and the average cerebral blood flow for the 20 seconds of the task period 20a.
  • the feature quantities were compared for each calculation problem for each subject group (NDC, MCI, AD). As a comparison method, a significant difference test was performed by a paired t-test with relative combination pairs between task repetitions.
  • FIG. 9 is a diagram showing an analysis result 22 of t test for each subject group.
  • FIG. 9A shows the analysis result 22a of the NDC t test.
  • FIG. 9 (B) is the analysis result 22b of t test of MCI.
  • FIG. 9C shows an analysis result 22c of an AD t-test.
  • the vertical axis of each figure shown in FIG. 9 is the average value of the change in cerebral blood flow, and the plot 23 shows the average value of the change in cerebral blood flow of the subject P.
  • straight lines 24a and 24b indicate plus and minus standard deviations, respectively.
  • the step S1 of giving a task of different difficulty levels multiple times repeatedly presents the subject P with a task related to calculation of different difficulty levels.
  • the test subject P can be made to get used to the task by performing the task relating to the calculation of different difficulty levels multiple times, it is possible to suppress the test subject P stopping the task halfway.
  • the task relating to the calculation of different difficulty levels multiple times it is possible to execute the task of the difficulty level suitable for the subject P.
  • it is possible to obtain the degree of cognitive function related to calculation as an index for determining the degree of cognitive function of the subject P it is possible to improve the determination accuracy of the degree of cognitive function.
  • the task difficulty level is later than the first task in comparison with the first task level.
  • the degree of difficulty of the second task to be given is set to be high. As a result, it is possible to make the subject P accustomed with a task with a low degree of difficulty. As a result, it can be suppressed that the subject P gives up execution of the task halfway. Also, by giving tasks of different difficulty levels multiple times, it is possible to execute tasks of the difficulty level suitable for the subject P, so it is possible to suppress undetected brain activity.
  • a cognitive function determination method according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 10 to 12.
  • the subject P is given a task related to the calculation of cold sensation stimulation or different difficulty multiple times in step S1 in which load is given to the subject P multiple times
  • the third embodiment In the step S1 of applying a plurality of loads, the subject P is given a plurality of tasks relating to memory and imagination of different difficulty levels.
  • the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the step S1 of giving a task of different difficulty levels multiple times repeatedly presents the subject P with a task combining memory and imagination of different difficulty levels.
  • the task difficulty level is a second given after the first task in comparison with the first task difficulty level.
  • the task difficulty level is set to be high.
  • FIG. 10 is a schematic diagram when giving the subject P tasks related to memory and imagination.
  • FIG. 11 is a schematic view showing an example of tasks concerning storage and imagination.
  • the experimenter E writes characters having a shape similar to the hand 6 of the subject P, and the subject P repeatedly presents a method of applying the characters according to the degree of difficulty. Specifically, the experimenter E writes fingers with similar three to two letters or three letters in succession on the left palm 6a of the subject P in the closed eye state.
  • FIG. 12 is a timing chart 30 of the task period 30a and the rest period 30b when giving the subject P tasks regarding storage and imagination of different difficulty levels, and a graph 31 showing time change of the difficulty of tasks regarding storage and imagination. is there.
  • the task period 30a is a period during which characters similar to the subject P are written.
  • the rest period 30 b is provided before and after the task period 30 a and is a period for relaxing the subject P in a closed eye state.
  • the rest period 30b before a task be a front rest period.
  • the rest period 30b after a task be a backrest period.
  • the task period 30a is, for example, 15 seconds
  • the front rest period and the rear rest period are, for example, 20 seconds each.
  • similar characters are, for example, “s”, “ma”, and “n” shown in FIG.
  • the task difficulty level is set so that the task difficulty level to be performed later is higher than the task to be performed previously. That is, in order to make the task difficulty different, the first task of writing two letters is performed twice, and then the second task of writing three letters is performed twice. The task time is the same, but the difficulty is increased by increasing the number of characters written on the palm 6a from 2 letters to 3 letters.
  • the degree of cognitive function of the subject P is determined based on the change in the cerebral blood flow of the subject P when the subject P is given a task related to memory and imagination of different degrees of difficulty. According to the third embodiment to be described later, by giving a task relating to memory and imagination of different difficulty multiple times, the tendency of change of the blood flow in the channel and the channel effective in determining the degree of the cognitive function of the subject P confirmed. In the third embodiment to be described later, changes in blood flow in four channels of channel 10, channel 37, channel 45 and channel 53 shown in FIG. 2 are effective indicators for determining the degree of cognitive function of the subject P. It was confirmed that In the third embodiment, the degree of the cognitive function of the subject P is determined by comparing the tendency of the change in cerebral blood flow volume of the subject P in these four channels with the experimental result obtained in the third example.
  • the remaining structure of the third embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment.
  • the subject P was divided into three groups of NDC up to age 60 to 84, MCI and AD, and brain activity of each group was measured . Then, by comparing the measurement results of the brain activity of each group, the tendency of brain activity different depending on the degree of the cognitive function of the subject P was acquired.
  • the number of subjects P who have performed this task is 21 for NDC, 18 for MCI, and 10 for AD.
  • the subject P is given a task of writing a letter having a similar shape on the hand 6 of the subject P used in the third embodiment a plurality of times, and the change in cerebral blood flow of the subject P at that time is given. It was measured.
  • the method of determining the degree of cognitive function determines the difference between the average cerebral blood flow for 5 seconds before the start of the task and the average cerebral blood flow for the task period 30a for each task repetition, and The average was taken as the feature amount. Then, LASSO analysis was performed on each feature group in each disease group. Then, as a result of LASSO analysis, the channels contributing between the two groups were selected with respect to the variation of each channel (see FIG. 2). Then, in the sorted channels, a significant difference test between the two groups was performed by the Mann-Whitney U test.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a Box chart of the analysis result 32 when performing tasks related to storage and imagination.
  • FIG. 13A shows an analysis result 32 a of the channel 10.
  • FIG. 13B shows an analysis result 32 b of the channel 37.
  • FIG. 13C shows an analysis result 32c of the channel 45.
  • FIG. 13D shows an analysis result 32d of the channel 53.
  • the vertical axis of each drawing in FIG. 13 indicates the cerebral blood flow change amount.
  • Black circles 33 in FIG. 13 are plots showing feature quantities of the respective subjects P.
  • the 13 are the maximum value and the minimum value of the feature amount of the subject P, respectively.
  • the thick line 36 in the box 35 is the median of the feature amounts of the subject P, and the thin line 37 in the box 35 is the average value of the feature amounts of the subject P.
  • the upper and lower lines 38a and 38b of the box 35 are plus and minus 1.5 SD (standard deviation) of the feature amount of the subject P, respectively.
  • the range of plus and minus 1.5 SD includes about 87% of the feature amount of the subject P.
  • the step S1 of giving the task of different difficulty multiple times repeatedly presents the subject P with a task combining memory and imagination of different difficulty.
  • the subject P can be made to get used to the task by performing the task combining memory and imagination of different difficulty levels multiple times, so it is possible to prevent the subject P from leaving the task halfway.
  • by performing the task regarding storage and imagination of different difficulty levels multiple times it is possible to cause the subject P to execute the task with the appropriate difficulty level.
  • the degree of cognitive function related to memory and imagination can be obtained as an index for determining the degree of cognitive function of the subject P, the determination accuracy of the degree of cognitive function can be improved.
  • step S1 in which load is given to subject P multiple times the task relating to the calculation of cold sensation or different difficulty level to the subject P or tasks relating to memory and imagination of different levels multiple times
  • step S1 in which load is given to the subject P a plurality of times the task P is given a plurality of tasks relating to spatial recognition of different degrees of difficulty.
  • the same components as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 14 is a schematic view showing an example of a landscape photograph 40 displayed on the display device 3 when giving the subject P a task related to space recognition.
  • FIG. 15 is a schematic diagram which shows the example of the map 41 which the test subject P confirms, when the test subject P answers the task regarding space recognition.
  • step S1 of giving the task of different difficulty levels multiple times repeatedly presents the subject P with the task related to space recognition of different levels of difficulty.
  • the task difficulty level is a second given after the first task in comparison with the first task difficulty level.
  • the task difficulty level is set to be high.
  • a person stands at an intersection, and a landscape photograph 40 with different buildings at each corner of the intersection is displayed on the display device 3.
  • a map 41 shown as a schematic view and a building drawn in the landscape photograph 40 shown in FIG. 14 is given, and it is necessary to see the scenery of the landscape photo 40 shown in FIG. Have a number answer if you should stand in position. Also, execute the task after explaining the method in advance.
  • the landscape photograph 40 and the map 41 are examples of the “task related to space recognition” in the claims.
  • FIG. 16 is a timing chart 42 of the task period 42 a and the rest period 42 b when giving the test subject P a task related to space recognition of different difficulty levels, and a graph 43 showing time change of the task difficulty related to space recognition.
  • a front rest period and a rear rest period are provided before and after the task period 42a.
  • the task period 42a is, for example, 30 seconds.
  • the pre-rest period and the post-rest period are, for example, 20 seconds each.
  • the subject P is made to pronounce nonsense words (for example, "Ah, u, u, o"). By producing meaningless words, we construct a baseline for measuring changes in cerebral blood flow.
  • the first and second tasks are set to be low in difficulty, and the third and fourth tasks are set to be high in difficulty. .
  • the task is performed a plurality of times by changing the arrangement of buildings and increasing the number of roads and buildings to increase the degree of task difficulty.
  • the degree of the cognitive function of the subject P is determined based on the change in the cerebral blood flow of the subject P when the subject P is given a task regarding spatial cognition with different degrees of difficulty. According to the fourth embodiment to be described later, it is possible to confirm the tendency of the channel effective in determining the degree of the cognitive function of the subject P and the change of the blood flow rate in the channel by giving the task regarding spatial cognition of different difficulty multiple times. It was done.
  • the change in blood flow in the three channels of channel 2, channel 32, and channel 52 shown in FIG. 2 is an effective index when determining the degree of cognitive function of the subject P. confirmed.
  • the degree of the cognitive function of the subject P is determined by comparing the tendency of changes in cerebral blood flow volume of the subject P in these three channels with the experimental results obtained in the fourth example.
  • the remaining structure of the fourth embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment.
  • the subject P was divided into three groups of NDC up to age 60 to 84, MCI and AD, and brain activity of each group was measured. . Then, by comparing the measurement results of the brain activity of each group, the tendency of brain activity different depending on the degree of the cognitive function of the subject P was acquired.
  • the number of subjects P who have performed this task is 21 for NDC, 18 for MCI, and 10 for AD.
  • the subject P was given a task regarding spatial cognition of different difficulty levels multiple times, and the change in cerebral blood flow volume of the subject P at that time was measured.
  • the method of determining the degree of cognitive function determines the difference between the average cerebral blood flow for 5 seconds before the start of the task and the average cerebral blood flow of the task period 42a for each task repetition, and The average was taken as the feature amount. Then, LASSO analysis is performed on the feature quantities for NDC and MCI, for NDC and AD, and for MCI and AD, and a channel that contributes between the two groups for the variation of each channel (see FIG. 2) is selected. In the selected channels, a significant difference test between the two groups was performed by the Mann-Whitney U test.
  • FIG. 17 is a schematic view showing an example of the Box chart of the analysis result 44 when the task concerning space recognition is performed.
  • FIG. 17A shows an analysis result 44 a of channel 2.
  • FIG. 17B shows the analysis result 44 b of the channel 32.
  • FIG. 17C shows an analysis result 44c of the channel 52.
  • the vertical axis of each drawing in FIG. 17 indicates the cerebral blood flow change amount.
  • Black circles 45 in FIG. 17 are plots showing feature quantities of each subject P.
  • Triangles 46a and 46b in FIG. 17 are the maximum value and the minimum value of the feature amount of the subject P, respectively.
  • the thick line 48 in the box 47 is the median of the feature quantities of the subject P
  • the thin line 49 in the box 47 is the average value of the feature quantities of the subject P.
  • the upper and lower lines 50a and 50b of the box 47 are plus and minus 1.5 SD (standard deviation) of the feature amount of the subject P, respectively.
  • the step S1 of giving a task of different difficulty levels multiple times repeatedly presents the subject P with a task related to space recognition of different difficulty levels.
  • the subject P can be made to get used to the task by performing the task related to space recognition of different difficulty levels multiple times, so that the subject P can be prevented from stopping the task halfway.
  • by performing the task related to space recognition of different degrees of difficulty multiple times it is possible to execute the task of the degree of difficulty suitable for the subject P.
  • it is possible to obtain the degree of cognitive function relating to spatial cognition as an index for determining the degree of cognitive function of the subject P it is possible to improve the determination accuracy of the degree of cognitive function.
  • step S1 Different from the first to fourth embodiments in which any one type of sensory stimulus or task of different difficulty levels is given to the subject P multiple times in step S1 (see FIG. 1) of applying load to the subject P multiple times
  • step S10 in step S10 (see FIG. 18) of applying load to the subject P multiple times, a plurality of types of sensory stimuli or tasks of different degrees of difficulty among the tasks of different types of sensory stimuli or different degrees of difficulty Give times.
  • the same components as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • tasks with different degrees of difficulty are tasks relating to calculation, memory, imagination, and spatial cognition.
  • the method of determining the degree of cognitive function of the subject P includes the step S10 of providing the subject P with a plurality of types of sensory stimuli or tasks of a plurality of sensory stimuli and tasks of different difficulty levels.
  • the method of determining the degree of cognitive function of subject P includes changing the brain activity of subject P when sensory stimuli or tasks are respectively given in step S10 in which a plurality of types of sensory stimuli or tasks are respectively given a plurality of times. Step S11 of measuring and acquiring each measurement data is included.
  • the method of determining the degree of cognitive function of the subject P is based on the result of combining the amounts of change between the plurality of types of measurement data acquired when each of a plurality of types of sensory stimuli or tasks of different difficulty levels is given.
  • Step S12 of determining the degree of cognitive function of the subject P The degree of the cognitive function of the subject P is determined by these steps.
  • step S10 two or more types of sensory stimuli or tasks to be given to the subject P may be combined, three types may be combined, or all four types may be combined.
  • the remaining structure of the fifth embodiment is similar to that of the aforementioned first to fourth embodiments.
  • tasks with different degrees of difficulty are tasks related to calculation, storage, imagination, and / or spatial recognition.
  • the method of determining the degree of cognitive function of the subject P includes the step S10 of providing the subject P with a plurality of types of sensory stimuli or tasks of a plurality of sensory stimuli and tasks of different difficulty levels.
  • the method of determining the degree of cognitive function of subject P includes changing the brain activity of subject P when sensory stimuli or tasks are respectively given in step S10 in which a plurality of types of sensory stimuli or tasks are respectively given a plurality of times. Step S11 of measuring and acquiring each measurement data is included.
  • the method of determining the degree of cognitive function of the subject P is based on the result of combining the amounts of change between the plurality of types of measurement data acquired when each of a plurality of types of sensory stimuli or tasks of different difficulty levels is given.
  • Step S12 of determining the degree of cognitive function of the subject P discrimination of cognitive function can be performed in a combined manner based on the result of combining data measured based on a plurality of viewpoints. As a result, it is possible to improve the accuracy of determining the degree of the cognitive function of the subject P.
  • the sensory stimulation is cold sensory stimulation, but the present invention is not limited thereto.
  • warm sensation stimulation or pain sensation stimulation may be used.
  • the number of receptors for warm sensory stimulation is smaller than that of cold sensory stimulation, changes in brain activity may be difficult to obtain when compared to cold sensory stimulation.
  • the degree of cognitive function of the subject P may be determined based on the change in cerebral blood flow in any of the channels included in the ROI 3.
  • the degree of cognitive function of the subject P may be determined including the change in cerebral blood flow in the channel around the ROI 3. Data of any measurement position may be used as long as a significantly different result is obtained.
  • the present invention is not limited to this.
  • the subject in the case of providing sensory stimuli multiple times, the subject may be provided with multiple sensory stimuli of at least two levels of intensity.
  • the degree of cognitive intelligence can be determined based on the relative change in the brain activity of the subject P with respect to the stimuli having different strengths. That is, it is not necessary to accumulate sensory stimulation.
  • the intensity of the sensory stimulus given to the subject may be increased each time the stimulus is given.
  • the degree of cognitive function can be determined based on the relative change of the brain activity of the subject P with respect to the intensity of the stimulation. it can. That is, even if the sensory stimulation is not accumulated, it is considered that the same effect as the first embodiment in which the stimulation intensity given to the subject P is increased by accumulating the sensory stimulation can be obtained.
  • the problem relating to 100-2 and the like is used as a task relating to calculation, but the present invention is not limited to this.
  • the problem of subtracting other numbers, such as 100-4, may be used, or addition may be used.
  • Arithmetic operations may be any calculation task.
  • the degree of cognitive function of the subject P may be determined based on the change in cerebral blood flow in any of the channels included in the ROI2.
  • the degree of cognitive function of the subject P may be determined including changes in cerebral blood flow in channels around the ROI 2. Data of any measurement position may be used as long as a significantly different result is obtained.
  • the example determined using 4 channels confirmed as effective was shown, but this invention is not limited to this . It may be determined by a combination of any two or more of the four channels. However, since the accuracy of the determination is improved as the number of channels to be determined is larger, it is preferable to make a determination using four channels. Also, data of any measurement position may be used as long as a significant difference is obtained.
  • this invention when determining the grade of the test subject's cognitive function, although the example determined using 3 channels confirmed as effective was shown, this invention is not limited to this . It may be determined by a combination of any two of the three channels. However, since the accuracy of the determination is improved as the number of channels to be determined is larger, it is preferable to make a determination using three channels. Also, data of any measurement position may be used as long as a significant difference is obtained.
  • data processing is performed in parallel with measurement of brain activity.
  • the present invention is not limited to this. After measurement of brain activity of the subject P is finished, data processing may be performed collectively.

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Abstract

この認知機能判定方法は、感覚刺激（５ａ）、または、異なる難易度のタスクからなる負荷を複数回与えるステップ（Ｓ１）と、負荷を与えた際に被験者（Ｐ）の脳活動の変化を測定し、測定データを取得するステップ（Ｓ２）と、被験者（Ｐ）の認知機能の程度を判別するステップ（Ｓ３）とを有する。

Description

認知機能判定方法
　この発明は、認知機能判定方法に関し、特に、脳活動の変化を測定することによって認知機能の程度の判定を行う認知機能判定方法に関する。
　従来、脳活動の変化を測定することによって認知機能の程度の判定を行う認知機能判定方法が知られている。このような認知機能判定方法は、たとえば、国際公開第２０１２／１６５６０２号に開示されている。
　上記国際公開第２０１２／１６５６０２号には、近赤外分光法を用いて、認知課題実行中の脳血流データを計測する認知機能障害判別システムが開示されている。そして、認知機能障害判別システムは、計測した脳血流データに対して、特徴量抽出を行い、抽出された特徴量とあらかじめ構築しておいた認知機能障害の判定に用いるモデルとにより、被験者の認知機能の判別を行う。
国際公開第２０１２／１６５６０２号
　上記国際公開第２０１２／１６５６０２号に開示されている認知機能障害判別システムは、被験者の脳血流データを計測する際に、複数種類の認知課題を用いているが、課題を与える際に、同一の課題において異なる難易度の課題を複数回与えてはいないと考えられる。しかし、認知課題実行時の脳血流データの計測においては、被験者ごとに課題への慣れや、経験、教育レベルなどのバイアスがかかる。したがって、被験者に対して、共通した一定難易度の認知課題を実行することは、ある被験者にとっては簡単すぎるため脳活動が検出されず、ある被験者にとっては難しすぎるため課題の実行をあきらめてしまうという問題点がある。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、被験者の認知課題に対する適応に個人差がある場合でも、認知機能の程度を判定することが可能な認知機能判定方法を提供することである。
　上記目的を達成するために、この発明の一の局面における認知機能判定方法は、被験者の感覚器に感覚刺激からなる負荷を複数回与えるか、または、被験者に異なる難易度のタスクからなる負荷を複数回与えるステップと、負荷を複数回与えるステップにおいて、負荷を与えた際に被験者の脳活動の変化を測定し、測定データを取得するステップと、測定データ間の変化量に基づいて、被験者の認知機能の程度を判別するステップとを有する。
　この発明の一の局面における認知機能判定方法では、上記のように、被験者の感覚器に感覚刺激からなる負荷を複数回与えるか、または、被験者に異なる難易度のタスクからなる負荷を複数回与えるステップと、被験者の脳活動の変化を測定し、測定データを取得するステップと、被験者の認知機能の程度を判別するステップとを有する。これにより、被験者の感覚器に感覚刺激からなる負荷を複数回与える場合には、課題を理解する必要がない感覚刺激によって認知課題に対する適応の個人差に依存することなく脳活動の変化を測定することができる。また、被験者に異なる難易度のタスクからなる負荷を複数回与える場合には、被験者に応じた難易度のタスクによる脳活動の変化を測定することができる。その結果、被験者の認知課題に対する適応に個人差がある場合でも、認知機能の程度を判定することができる。
　上記一の局面による認知機能判定方法において、好ましくは、異なる難易度のタスクは、計算、記憶、想像、空間認知の少なくともいずれかに関するタスクであり、感覚刺激、および、異なる難易度のタスクのうち、複数種類の感覚刺激またはタスクをそれぞれ複数回被験者に与えるステップと、複数種類の感覚刺激またはタスクをそれぞれ複数回与えるステップにおいて、感覚刺激またはタスクをそれぞれ与えた際に被験者の脳活動の変化をそれぞれ測定し、それぞれの測定データを取得するステップと、複数種類の感覚刺激または異なる難易度のタスクをそれぞれ与えた際にそれぞれ取得した複数種類の測定データ間の変化量を組み合わせた結果に基づいて、被験者の認知機能の程度を判別するステップとをさらに含む。これにより、複数の観点に基づいて測定したデータを組み合わせた結果に基づいて認知機能の判別を複合的に行うことができる。その結果、被験者の認知機能の程度を判定する精度を向上させることができる。
　上記一の局面による認知機能判定方法において、好ましくは、感覚刺激を複数回与える場合において、被験者に少なくとも２段階の強度の複数の感覚刺激を与える。これにより、強度の異なる刺激に対する被験者の脳活動の相対変化に基づき、認知知能の程度を判別することができる。
　この場合、好ましくは、被験者に与える前記感覚刺激の強度を、刺激を与えるたびに強くする。これにより、被験者に対して刺激を与える回数が増加するにしたがって、刺激の強度が増加するので、刺激の強度に対する被験者の脳活動の相対変化に基づき、認知機能の程度を判別することができる。
　上記一の局面による認知機能判定方法において、好ましくは、感覚刺激を複数回与える場合において、被験者に与える感覚刺激は、持続性を有する刺激である。これにより、被験者に対して刺激を与える回数が増加するにしたがって、刺激の影響が蓄積する（残る）ので、刺激の相対強度を徐々に増加させることができる。その結果、刺激を与える回数が増加するにしたがって蓄積される刺激に対する被験者の脳活動の相対変化に基づき、認知機能の程度を判別することができる。なお、本明細書において、持続性を有する刺激とは、刺激付与後にも刺激を受けた感覚が残り、時間経過に伴って徐々に弱まっていく刺激のことである。
　この場合、好ましくは、持続性を有する刺激は、被験者に感覚刺激を与える際に、前回の刺激による影響が残存している状態で感覚刺激を与えることにより持続性を持たせた刺激である。これにより、容易に感覚刺激の相対強度を徐々に増加させることができる。また、感覚刺激に対する感受性に個人差がある場合でも、感覚刺激の強度変化に対する反応を測定することができる。
　上記被験者に持続性のある刺激を与える認知機能判定方法において、好ましくは、持続性を有する刺激は、冷感覚刺激である。これにより、たとえば、温感覚刺激と比較した場合、より刺激に対する受容器が多い冷感覚刺激を用いて被験者に刺激を与えることができる。その結果、より活発な脳活動の変化を測定することができる。
　上記一の局面による認知機能判定方法において、好ましくは、感覚器は、被験者の手であり、感覚刺激は接触刺激である。これにより、刺激に対する感度が高い手に直接触れて刺激を与えることができる。その結果、より正確な脳活動の変化を測定することができる。
　上記一の局面による認知機能判定方法において、好ましくは、異なる難易度のタスクを複数回与える場合において、タスクの難易度は、第１のタスクの難易度と比較して、第１のタスクよりも後に与えられる第２のタスクの難易度が高くなるように設定されている。これにより、難易度の低いタスクで被験者を慣れさせることができる。その結果、被験者が途中でタスクの実行をあきらめてしまうことを抑制することができる。また、異なる難易度のタスクを複数回与えることにより、被験者に適した難易度のタスクを実行させることができるので、脳活動が検出されないことを抑制することができる。
　上記一の局面による認知機能判定方法において、好ましくは、異なる難易度のタスクを複数回与えるステップは、被験者に異なる難易度の計算に関するタスクを繰り返し呈示する。これにより、同じ問題を繰り返すことによって被験者が計算問題の解答を記憶することを抑制することができる。また、異なる難易度の計算に関するタスクを複数回行うことによって、被験者をタスクに慣れさせることができるので、被験者がタスクを途中でやめることを抑制することができる。また、異なる難易度の計算に関するタスクを複数回行うことにより、被験者に適した難易度のタスクを実行させることができる。その結果、被験者の認知機能の程度を判定する指標として、計算に関する認知機能の程度を得ることができるので、認知機能の程度の判定精度を向上させることができる。
　上記一の局面による認知機能判定方法において、好ましくは、異なる難易度のタスクを複数回与えるステップは、被験者に異なる難易度の記憶および想像を組み合わせたタスクを繰り返し呈示する。これにより、異なる難易度の記憶および想像を組み合わせたタスクを複数回行うことによって、被験者をタスクに慣れさせることができるので、被験者がタスクを途中でやめることを抑制することができる。また、異なる難易度の記憶および想像に関するタスクを複数回行うことにより、被験者に適した難易度のタスクを実行させることができる。その結果、被験者の認知機能の程度を判定する指標として、記憶および想像に関する認知機能の程度を得ることができるので、認知機能の程度の判定精度を向上させることができる。
　上記一の局面による認知機能判定方法において、好ましくは、異なる難易度のタスクを複数回与えるステップは、被験者に異なる難易度の空間認知に関するタスクを繰り返し提示する。これにより、異なる難易度の空間認知に関するタスクを複数回行うことによって、被験者をタスクに慣れさせることができるので、被験者がタスクを途中でやめることを抑制することができる。また、異なる難易度の空間認知に関するタスクを複数回行うことにより、被験者に適した難易度のタスクを実行させることができる。その結果、被験者の認知機能の程度を判定する指標として、空間認知に関する認知機能の程度を得ることができるので、認知機能の程度の判定精度を向上させることができる。
　上記一の局面による認知機能判定方法において、好ましくは、測定データを取得するステップにおいて、計測部位は、国際１０－２０法の、Ｆ３、Ｆ４、Ｐ３、Ｐ４のいずれかを含んだ範囲に設定されている。これにより、脳活動の測定時における計測部位を略一定にすることできる。その結果、測定部位が異なることにより測定データに誤差が生じることを抑制することができる。また、本願発明者らによる後述の試験の結果、Ｆ３、Ｆ４、Ｐ３、Ｐ４のいずれかにおいて、負荷に対して有意な脳活動の変化が確認された。そのため、認知機能の程度の判定を、有意な精度で行うことができる。
　上記一の局面による認知機能判定方法において、好ましくは、測定データを取得するステップは、近赤外分光法（near-infrared spectroscopy: ＮＩＲＳ）によって、被験者の脳血流量の変化を脳活動の変化として測定する。これにより、ＮＩＲＳ装置を用いて被験者の脳活動の変化を測定することができる。その結果、ＮＩＲＳ装置は、非侵襲であり、磁気共鳴画像（Magnetic Resonances Imaging: ＭＲＩ）などと比較した場合、大掛かりな設備を必要としないので、被験者の脳活動の変化を簡便に測定することができる。なお、ＮＩＲＳ装置とは、被験者の頭部に装着し、被験者の脳血管中の酸素化ヘモグロビン量の変化を測定することにより、脳活動の変化を測定する装置である。
　本発明によれば、上記のように、被験者の認知課題に対する適応に個人差がある場合でも、認知機能の程度を判定することが可能な認知機能判定方法を提供することができる。
本発明の第１実施形態による認知機能判定方法を実施するための脳活動測定システムの全体構成を示した模式図である。 本発明の第１実施形態による脳活動を測定する際の測定部位を示した模式図である。 国際１０－２０法の測定部位を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態による被験者の認知機能の程度を判定するフローを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態による被験者に冷感覚刺激を与える方法を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態によるタスクとレストのタイミングチャートおよび冷感覚刺激の強度の時間変化を示すグラフである。 本発明の第１実施例による認知機能健常者（Ａ）、軽度認知機能障害者（Ｂ）、および、アルツハイマー型認知症患者（Ｃ）の脳活動の変化の統計結果の模式図である。 本発明の第２実施形態によるタスクとレストのタイミングチャートおよびタスクの難易度の時間変化を示すグラフである。 本発明の第２実施例による認知機能健常者（Ａ）、軽度認知機能障害者（Ｂ）、および、アルツハイマー型認知症患者（Ｃ）の脳活動の変化の統計結果の模式図である。 本発明の第３実施形態による被験者に記憶および想像に関するタスクを与える方法を説明するための模式図である。 本発明の第３実施形態による被験者に与える記憶および想像に関するタスクを説明するための模式図である。 本発明の第３実施形態によるタスクとレストのタイミングチャートおよびタスクの難易度の時間変化を示すグラフである。 本発明の第３実施例による脳活動の変化に有意差の見られたチャンネル１０（Ａ）、チャンネル３７（Ｂ）、チャンネル４５（Ｃ）およびチャンネル５３（Ｄ）の統計結果の模式図である。 本発明の第４実施形態による被験者に空間認知に関するタスクを与える方法を説明するための模式図である。 本発明の第４実施形態による被験者に与える空間認知に関するタスクを説明するための模式図である。 本発明の第４実施形態によるタスクとレストのタイミングチャートおよびタスクの難易度の時間変化を示すグラフである。 本発明の第４実施例による脳活動の変化に有意差の見られたチャンネル２（Ａ）、チャンネル３２（Ｂ）およびチャンネル５２（Ｃ）の統計結果の模式図である。 本発明の第５実施形態による被験者の認知機能の程度を判定するフローを示すフローチャートである。
　以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
　［第１実施形態］
　まず、図１～図３を参照して、本発明の第１実施形態による認知機能判定方法を実施するための脳活動計測システム１００の全体構成について説明する。
　（脳活動計測システムの構成）
　第１実施形態による認知機能判定方法を実践するための脳活動計測システム１００は、図１に示すように、脳活動計測装置１と、データ処理装置２と、表示装置３とを備えている。
　脳活動計測装置１は、近赤外分光法（ＮＩＲＳ）を用いて被験者Ｐの脳活動を光学的に計測し、時系列の計測結果データを生成する装置（光計測装置）である。具体的には、脳活動計測装置１は、ＮＩＲＳ装置である。脳活動計測装置１は、近赤外光の波長領域の計測光を被験者Ｐの頭部表面上に配置した送光プローブ（図示せず）から照射する。そして、頭部内で反射した計測光を頭部表面上に配置した受光プローブ（図示せず）に入射させて検出することにより、計測光の強度（受光量）を取得する。送光プローブおよび受光プローブは、それぞれ複数設けられ、頭部表面上の所定位置に各プローブを固定するためのホルダ４に取り付けられる。脳活動計測装置１は、複数波長（たとえば、７８０ｎｍ、８０５ｎｍおよび８３０ｎｍの３波長）の計測光の強度（受光量）とヘモグロビンの吸光特性とに基づいて、酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビンおよび総ヘモグロビンの変化量を計測する。これにより、脳活動計測装置１は、脳活動に伴う脳中血流変化を、ヘモグロビン量変化として計測する。
　次に、データ処理装置２および表示装置３の装置構成について説明する。
　データ処理装置２は、脳活動計測装置１から送られた計測データの統計処理を行う。すなわち、データ処理装置２は、被験者Ｐの認知機能の程度を判定するための統計データを算出するように構成されている。データ処理装置２は、ＣＰＵ、メモリおよびハードディスクドライブなどを備えたＰＣ（パーソナルコンピュータ）により構成されている。
　表示装置３は、被験者Ｐに実行させるためのタスクを表示するように構成されている。表示装置３は、液晶ディスプレイなどのモニタである。
　図２は、第１実施形態において、脳活動計測装置１によって被験者Ｐの脳の血流量を測定する際の計測部位を示している。また、図３は、国際１０－２０法における計測部位を示した図である。第１実施形態では、被験者Ｐの脳活動の測定データを取得する際の計測部位は、図３に示す国際１０－２０法の、Ｆ３、Ｆ４、Ｐ３、Ｐ４のいずれかを含んだ範囲に設定されている。具体的には、国際１０－２０法の、Ｆ３、Ｆ４、Ｐ３、Ｐ４のいずれかを含んだ範囲として、図２に示すような５４チャンネルを計測部位に設定する。その際、関心領域（ＲＯＩ）として、ＲＯＩ１～ＲＯＩ５を設定する。
　（被験者の認知機能の程度を判定する方法）
　次に、図１および図４～図６を参照して、第１実施形態による被験者Ｐの認知機能判定方法について説明する。
　まず、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する方法の概要について説明する。図４は、被験者Ｐの認知機能の程度を判定するフローを示すフローチャートである。第１実施形態では、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する方法は、被験者Ｐの感覚器に感覚刺激からなる負荷を複数回与えるか、または、被験者Ｐに異なる難易度のタスクからなる負荷を複数回与えるステップＳ１を有する。また、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する方法は、負荷を複数回与えるステップにおいて、負荷を与えた際に被験者Ｐの脳活動の変化を測定し、測定データを取得するステップＳ２を有する。また、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する方法は、測定データ間の変化量に基づいて、被験者Ｐの認知機能の程度を判別するステップＳ３を有する。これらのステップによって、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する。
　（被験者の感覚器に感覚刺激からなる負荷を複数回与えるステップ）
　次に、図５および図６を参照して、被験者Ｐの感覚器に感覚刺激からなる負荷を複数回与えるステップについて説明する。
　第１実施形態では、被験者Ｐに負荷を複数回与えるステップＳ１は、被験者Ｐの感覚器に感覚刺激からなる負荷を複数回与えるステップである。
　図５は、被験者Ｐの感覚器に感覚刺激を与える際の模式図である。図５に示す例では、被験者Ｐの左の手のひら６ａに保冷剤５を当てることよって、被験者Ｐに冷感覚刺激を与える。すなわち、第１実施形態において、感覚器は、被験者Ｐの手６であり、感覚刺激は接触刺激である。
　また、第１実施形態では、被験者Ｐに与える感覚刺激は、持続性を有する刺激である。持続性を有する刺激は、被験者Ｐに感覚刺激を与える際に、前回の刺激による影響が残存している状態で感覚刺激を与えることにより持続性を持たせた刺激である。また、第１実施形態では、持続性を有する刺激は、冷感覚刺激である。冷感覚刺激を与えるものとしては、たとえば、保冷剤５である。保冷剤５は、たとえば、４℃に冷却されている。すなわち、被験者Ｐには、感覚刺激として、４℃に相当する一定の強度を有する冷感刺激を複数回与える。
　図６は、被験者Ｐに冷感覚刺激を与える際のタスク期間７ａとレスト期間７ｂとのタイミングチャート７および、冷感覚刺激の強度の時間変化を示すグラフ８である。
　第１実施形態では、図６のタイミングチャート７に示すように、被験者Ｐの左の手のひら６ａに保冷剤５を当てるタスク期間７ａと、閉眼、安静保持状態でのレスト期間７ｂとを１セットとし、合計５セット繰り返す。タスク期間７ａは、たとえば、１５秒間である。また、レスト期間７ｂは、たとえば、１５秒間である。被験者Ｐの左の手のひら６ａは、保冷剤５によって冷やされ、その冷却効果が持続（蓄積）することにより、タスクを繰り返すごとに保冷剤５による刺激５ａの相対強度が増加していく。すなわち、図８のグラフ８に示すように、タスク期間７ａにおいては、時間の経過とともに冷感覚刺激の強度が増加する。また、レスト期間７ｂにおいては、冷感覚刺激の強度は低下するが、冷感覚刺激がなくなることはない。そして、次のタスク期間７ａによって、再び冷感覚刺激の強度が増加し、徐々に冷感覚刺激の強度が増加していく。なお、保冷剤５による刺激５ａは、特許請求の範囲の「冷感覚刺激」の一例である。
　（被験者の認知機能判定方法）
　第１実施形態では、被験者Ｐに保冷剤５による刺激５ａを与えた際の、被験者Ｐの脳血流量の変化に基づいて被験者Ｐの認知機能の程度を判定する。後述する第１実施例により、冷感覚刺激を複数回与えることによって、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際に有効なＲＯＩおよびそのＲＯＩにおける血流量の変化の傾向が確認された。後述する第１実施例では、ＲＯＩ３（図２参照）が被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際に有効なＲＯＩとして確認された。第１実施形態では、ＲＯＩ３における被験者Ｐの脳血流量の変化の傾向を、第１実施例で得た実験結果と照らし合わせることにより、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する。
［第１実施例］
　次に、図７を参照して、第１実施例による被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際の指標を得た実験について説明する。
　第１実施例では、被験者Ｐを、６０～８４歳までの認知機能健常者（以下、ＮＤＣという）、軽度認知機能障害者（以下、ＭＣＩという）およびアルツハイマー型認知症患者（以下、ＡＤという）の３つのグループに分け、それぞれのグループの脳活動を測定した。そして、それぞれのグループの脳活動の測定結果を比較することにより、被験者Ｐの認知機能の程度によって異なる脳活動の傾向を取得した。この課題を行った被験者Ｐの人数は、ＮＤＣが２２名、ＭＣＩが２７名、ＡＤが２２名である。なお、平均年齢は、各グループ間での有意差はない。
　第１実施例では、被験者Ｐの左の手のひら６ａに冷感覚刺激を与えるタスクを行う際、脳活動計測装置１によって、被験者Ｐの脳血流量の変化を取得し、取得した脳血流量の変化に基づいて、被験者Ｐの認知機能の程度を判定した。認知機能の程度を判定する方法としては、図２に示す各チャンネルにおいて、タスク開始前５秒間平均の脳血流量と、タスク期間７ａの１５秒平均の脳血流量との差分をタスク繰り返しごとに求め、特徴量とした。そして、特徴量を被験者群（ＮＤＣ、ＭＣＩ、ＡＤ）ごとに繰り返し回数ごとに比較した。比較する方法としては、タスク繰り返し回数間の相対的組み合わせペアにて、対応のあるｔ検定によって有意差検定を行った。
　図７は、被験者群ごとのｔ検定の解析結果１０を示す図である。図７（Ａ）は、ＮＤＣのｔ検定の解析結果１０ａである。また、図７（Ｂ）は、ＭＣＩのｔ検定の解析結果１０ｂである。また、図７（Ｃ）は、ＡＤのｔ検定の解析結果１０ｃである。図７に示す各図の縦軸は、脳血流量の変化の平均値であり、プロット１１は、被験者Ｐの脳血流量の変化の平均値を示している。また、直線１２ａおよび１２ｂはそれぞれ、プラスおよびマイナスの標準偏差を示している。また、図７中の「＊」印は、有意水準が５％以下であることを示している。また、図７中の「＊＊」印は、有意水準が１％以下であることを示している。
　各チャンネルの解析の結果、第１実施例では、ＲＯＩ３（図２参照）の計測データにおいて有意差のある結果が得られた。具体的には、ＮＤＣにおいて、１回目のタスクと３回目のタスクとの比較および１回目のタスクと５回目のタスクとの比較によって、有意差ｐ＜０．０１（有意水準が１％以下であること）が認められた。また、ＮＤＣにおいて、１回目のタスクと４回目のタスクとの比較によって、有意差ｐ＜０．０５（有意水準が５％以下であること）が認められた。一方、ＭＣＩおよびＡＤにおいては、各タスク間の有意差は認められなかった。これにより、被験者Ｐに冷感覚刺激を複数回与えるタスクを行った際に、ＲＯＩ３において、１回目のタスクで得られた特徴量が、３、４、５回目のタスクで得られた特徴量と比較して大きい場合、ＮＤＣを、ＭＣＩおよびＡＤから区別することが可能であるとの結果が得られた。
　（第１実施形態の効果）
　第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第１実施形態では、上記のように、被験者Ｐの認知機能判定方法は、被験者Ｐの感覚器に感覚刺激からなる負荷を複数回与えるか、または、被験者Ｐに異なる難易度のタスクからなる負荷を複数回与えるステップＳ１を有する。また、被験者Ｐの認知機能判定方法は、負荷を複数回与えるステップＳ１において、負荷を与えた際に被験者Ｐの脳活動の変化を測定し、測定データを取得するステップＳ２を有する。また、被験者Ｐの認知機能判定方法は、測定データ間の変化量に基づいて、被験者Ｐの認知機能の程度を判別するステップＳ３を有する。これにより、被験者Ｐの感覚器に感覚刺激からなる負荷を複数回与える場合には、課題を理解する必要がない感覚刺激によって認知課題に対する適応の個人差に依存することなく脳活動の変化を測定することができる。また、被験者Ｐに異なる難易度のタスクからなる負荷を複数回与える場合には、被験者Ｐに応じた難易度のタスクによる脳活動の変化を測定することができる。その結果、被験者Ｐの認知課題に対する適応に個人差がある場合でも、認知機能の程度を判定することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、感覚刺激を複数回与える場合において、被験者Ｐに与える感覚刺激は、持続性を有する刺激である。これにより、被験者Ｐに対して刺激を与える回数が増加するにしたがって、刺激の影響が蓄積する（残る）ので、刺激の相対強度を徐々に増加させることができる。その結果、刺激を与える回数が増加するにしたがって蓄積される刺激に対する被験者Ｐの脳活動の相対変化に基づき、認知機能の程度を判別することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、持続性を有する刺激は、被験者Ｐに感覚刺激を与える際に、前回の刺激による影響が残存している状態で感覚刺激を与えることにより持続性を持たせた刺激である。これにより、容易に感覚刺激の相対強度を徐々に増加させることができる。また、感覚刺激に対する感受性に個人差がある場合でも、感覚刺激の強度変化に対する反応を測定することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、持続性を有する刺激は、冷感覚刺激である。これにより、たとえば、温感覚刺激と比較した場合、より刺激に対する受容器が多い冷感覚刺激を用いて被験者Ｐに刺激を与えることができる。その結果、より活発な脳活動の変化を測定することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、感覚器は、被験者Ｐの手６であり、感覚刺激は接触刺激である。これにより、刺激に対する感度が高い手に直接触れて刺激を与えることができる。その結果、より正確な脳活動の変化を測定することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、測定データを取得するステップＳ２において、計測部位は、国際１０－２０法の、Ｆ３、Ｆ４、Ｐ３、Ｐ４のいずれかを含んだ範囲に設定されている。これにより、脳活動の測定時における計測部位を略一定にすることできる。その結果、測定部位が異なることにより測定データに誤差が生じることを抑制することができる。また、上記冷感覚刺激を与えて被験者Ｐの脳活動の変化を測定した結果、Ｆ３、Ｆ４、Ｐ３、Ｐ４のいずれかにおいて、負荷に対して有意な脳活動の変化が確認された。そのため、認知機能の程度の判定を、有意な精度で行うことができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、測定データを取得するステップは、近赤外分光法によって、被験者Ｐの脳血流量の変化を脳活動の変化として測定する。これにより、脳活動計測装置１を用いて被験者Ｐの脳活動の変化を測定することができる。その結果、脳活動計測装置１は、非侵襲であり、ＭＲＩなどと比較した場合、大掛かりな設備を必要としないので、被験者Ｐの脳活動の変化を簡便に測定することができる。
　［第２実施形態］
　次に、図４および図８を参照して、本発明の第２実施形態による認知機能判定方法について説明する。被験者Ｐに負荷を複数回与えるステップＳ１において、被験者Ｐに冷感覚刺激を複数回与える第１実施形態とは異なり、第２実施形態では、被験者Ｐに負荷を複数回与えるステップＳ１において、被験者Ｐに異なる難易度の計算に関するタスクを複数回与える。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
　（異なる難易度の計算に関するタスクを複数回与えるステップ）
　第２実施形態において、異なる難易度のタスクは、計算に関するタスクである。第２実施形態では、異なる難易度のタスクを複数回与えるステップＳ１は、被験者Ｐに異なる難易度の計算に関するタスクを繰り返し呈示する。また、第２実施形態では、異なる難易度のタスクを複数回与える場合において、タスクの難易度は、第１のタスクの難易度と比較して、第１のタスクよりも後に与えられる第２のタスクの難易度が高くなるように設定されている。
　図８は、被験者Ｐに異なる難易度の計算に関するタスクを与える際のタスク期間２０ａとレスト期間２０ｂとのタイミングチャート２０および、計算に関するタスクの難易度の時間変化を示すグラフ２１である。第２実施形態では、図８のタイミングチャート２０に示すように、被験者Ｐに計算を行わせるタスク期間２０ａと、タスク期間２０ａの前後に無意味な言葉の発音を行うレスト期間２０ｂ（前レスト期間および後レスト期間）とを１セットとし、合計５セットの問題を被験者Ｐに実施させるように設定されている。前レスト期間および後レスト期間では、無意味な言葉を発音することにより、脳血流量の変化を測定する際のベースラインを構築する。タスク期間２０ａは、たとえば、２０秒間である。また、前レスト期間および後レスト期間は、たとえば、それぞれ２０秒間である。また、前レスト期間および後レスト期間において発音する無意味な言葉としては、たとえば、「あ、い、う、え、お」である。
　また、グラフ２１に示すように、計算問題の難易度は、セットごとに異なる難易度とし、後に行う問題の難易度を高く設定する。計算問題としては、たとえば、認知症の診断用の、ミニメンタルステート検査（ＭＭＳＥ）で用いられているシリアルセブン（１００－７）を改訂した問題を用いることができる。すなわち、異なる難易度の計算に関するタスクとして、１００から２を連続で引く問題（１００－２）、１００から３を連続で引く問題（１００－３）、１００から７を連続で引く問題（１００－７）、１０１から７を連続で引く問題（１０１－７）、１０２から７を連続で引く問題（１０２－７）を出題する。ここで、偶数の引き算と奇数の引き算とでは、偶数の引き算の難易度が低い。
　（被験者の認知機能判定方法）
　第２実施形態では、被験者Ｐに異なる難易度の計算に関するタスクを与えた際の、被験者Ｐの脳血流量の変化に基づいて被験者Ｐの認知機能の程度を判定する。後述する第２実施例により、被験者Ｐに異なる難易度の計算に関するタスクを複数回与えることによって、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際に有効なＲＯＩおよびそのＲＯＩにおける血流量の変化の傾向が確認された。後述する第２実施例では、ＲＯＩ２（図２参照）が被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際に有効なＲＯＩとして確認された。第２実施形態では、ＲＯＩ２における被験者Ｐの脳血流量の変化の傾向を、第２実施例で得た実験結果と照らし合わせることにより、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する。
　なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
　［第２実施例］
　次に、図９を参照して、第２実施例による被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際の指標を得た実験について説明する。
　第２実施例においても、上記第１実施例と同様に、被験者Ｐを、６０～８４歳までのＮＤＣ、ＭＣＩおよびＡＤの３つのグループに分け、それぞれのグループの脳活動を測定した。そして、それぞれのグループの脳活動の測定結果を比較することにより、被験者Ｐの認知機能の程度によって異なる脳活動の傾向を取得した。この課題を行った被験者Ｐの人数は、ＮＤＣが２２名、ＭＣＩが２７名、ＡＤが２２名である。
　第２実施例では、上記第２実施形態で用いた計算に関するタスクを被験者Ｐに与え、その際の被験者Ｐの脳血流量の変化を測定した。第２実施例において、認知機能の程度を判定する方法は、第１実施例と同様に、タスク開始前５秒間平均の脳血流量と、タスク期間２０ａの２０秒平均の脳血流量との差分をタスク繰り返しごとに求め、特徴量とした。そして、特徴量を被験者群（ＮＤＣ、ＭＣＩ、ＡＤ）ごとに計算問題ごとに比較した。比較する方法としては、タスク繰り返し回数間の相対的組み合わせペアにて、対応のあるｔ検定によって有意差検定を行った。
　図９は、被験者群ごとのｔ検定の解析結果２２を示す図である。図９（Ａ）は、ＮＤＣのｔ検定の解析結果２２ａである。また、図９（Ｂ）は、ＭＣＩのｔ検定の解析結果２２ｂである。また、図９（Ｃ）は、ＡＤのｔ検定の解析結果２２ｃである。図９に示す各図の縦軸は、脳血流量の変化の平均値であり、プロット２３は、被験者Ｐの脳血流量の変化の平均値を示している。また、直線２４ａおよび２４ｂはそれぞれ、プラスおよびマイナスの標準偏差を示している。
　各チャンネルの解析の結果、第２実施例では、ＲＯＩ２（図２参照）の計測データにおいて有意差のある結果が得られた。具体的には、ＮＤＣにおいて、１回目の問題と２回目の問題との比較によって有意差ｐ＜０．０１（有意水準が１％以下であること）が認められた。また、ＭＣＩにおいても、１回目の問題と２回目の問題との比較および１回目の問題と４回目の問題との比較によって、有意差ｐ＜０．０１（有意水準が１％以下であること）が認められた。また、ＮＤＣにおいて、１回目の問題と４回目の問題との比較、および、１回目の問題と５回目の問題との比較によって、有意差ｐ＜０．０５（有意水準が５％以下であること）が認められた。また、ＭＣＩにおいても、２回目の問題と３回目の問題との比較によって、有意差ｐ＜０．０５（有意水準が５％以下であること）が認められた。一方、ＡＤにおいては、有意差は認められなかった。これにより、計算に関するタスクを用いた際に、ＲＯＩ２において、１回目の問題および２回目の問題の特徴量が大きい場合、ＮＤＣおよびＭＣＩをＡＤから区別することが可能であるとの結果が得られた。
　（第２実施形態の効果）
　第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第２実施形態では、上記のように、異なる難易度のタスクを複数回与えるステップＳ１は、被験者Ｐに異なる難易度の計算に関するタスクを繰り返し呈示する。これにより、同じ問題を繰り返すことによって、被験者Ｐが計算問題の解答を記憶することを抑制することができる。また、異なる難易度の計算に関するタスクを複数回行うことによって、被験者Ｐをタスクに慣れさせることができるので、被験者Ｐがタスクを途中でやめることを抑制することができる。また、異なる難易度の計算に関するタスクを複数回行うことにより、被験者Ｐに適した難易度のタスクを実行させることができる。その結果、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する指標として、計算に関する認知機能の程度を得ることができるので、認知機能の程度の判定精度を向上させることができる。
　また、第２実施形態では、上記のように、異なる難易度のタスクを複数回与える場合において、タスクの難易度は、第１のタスクの難易度と比較して、第１のタスクよりも後に与えられる第２のタスクの難易度が高くなるように設定されている。これにより、難易度の低いタスクで被験者Ｐを慣れさせることができる。その結果、被験者Ｐが途中でタスクの実行をあきらめてしまうことを抑制することができる。また、異なる難易度のタスクを複数回与えることにより、被験者Ｐに適した難易度のタスクを実行させることができるので、脳活動が検出されないことを抑制することができる。
　なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　［第３実施形態］
　次に、図４および図１０～図１２を参照して、第３実施形態による認知機能判定方法について説明する。被験者Ｐに負荷を複数回与えるステップＳ１において、被験者Ｐに冷感覚刺激または異なる難易度の計算に関するタスクを複数回与える第１または第２実施形態とは異なり、第３実施形態では、被験者Ｐに負荷を複数回与えるステップＳ１において、被験者Ｐに異なる難易度の記憶および想像に関するタスクを複数回与える。なお、上記第１および第２実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
　（異なる難易度の記憶および想像に関するタスクを複数回与えるステップ）
　第３実施形態では、異なる難易度のタスクを複数回与えるステップＳ１は、被験者Ｐに異なる難易度の記憶および想像を組み合わせたタスクを繰り返し呈示する。また、第３実施形態では、異なる難易度のタスクを複数回与える場合において、タスクの難易度は、第１のタスクの難易度と比較して、第１のタスクよりも後に与えられる第２のタスクの難易度が高くなるように設定されている。
　図１０は、被験者Ｐに記憶および想像に関するタスクを与える際の模式図である。また、図１１は、記憶および想像に関するタスクの例を示す模式図である。第３実施形態では、図１０に示すように、実験者Ｅが被験者Ｐの手６に形が類似している文字を書き、被験者Ｐがその文字を当てるという方法を難易度別に繰り返し呈示する。具体的には、実験者Ｅが、閉眼状態の被験者Ｐの左の手のひら６ａに、類似する３文字から２つ、または、３つの文字を連続的に指で書く。
　図１２は、被験者Ｐに異なる難易度の記憶および想像に関するタスクを与える際のタスク期間３０ａとレスト期間３０ｂとのタイミングチャート３０および、記憶および想像に関するタスクの難易度の時間変化を示すグラフ３１である。タスク期間３０ａは、被験者Ｐに類似する文字を書く期間である。また、レスト期間３０ｂは、タスク期間３０ａの前後に設けられ、被験者Ｐを閉眼状態でリラックスさせる期間である。なお、タスク前のレスト期間３０ｂを前レスト期間とする。また、タスク後のレスト期間３０ｂを後レスト期間とする。前レスト期間および後レスト期間において、脳血流量の変化を測定する際のベースラインを構築する。タスク期間３０ａは、たとえば、１５秒間であり、前レスト期間および後レスト期間は、たとえば、それぞれ２０秒間である。また、類似する文字は、たとえば、図１１に示す「ス」、「マ」、「ヌ」である。
　また、タスクの難易度は、図１２のグラフ３１に示すように、前に行うタスクよりも後に行うタスクの難易度の方が高くなるように設定される。すなわち、タスクの難易度を異ならせるために、２文字を書く第１のタスクを２回行った後、３文字を書く第２のタスクを２回行う。タスクの時間は同じだが、手のひら６ａに書く文字数を２文字から３文字に増やすことで難易度を高くする。
　（被験者の認知機能判定方法）
　第３実施形態では、被験者Ｐに異なる難易度の記憶および想像に関するタスクを与えた際の、被験者Ｐの脳血流量の変化に基づいて被験者Ｐの認知機能の程度を判定する。後述する第３実施例により、異なる難易度の記憶および想像に関するタスクを複数回与えることによって、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際に有効なチャンネルおよびそのチャンネルにおける血流量の変化の傾向が確認された。後述する第３実施例では、図２に示すチャンネル１０、チャンネル３７、チャンネル４５、およびチャンネル５３の４チャンネルにおける血流量の変化が、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際に有効な指標となることが確認された。第３実施形態では、これら４チャンネルにおける被験者Ｐの脳血流量の変化の傾向を、第３実施例で得た実験結果と照らし合わせることにより、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する。
　第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
　［第３実施例］
　次に、図１３を参照して、第３実施例による被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際の指標を得た実験について説明する。
　第３実施例においても、上記第１および第２実施例と同様に、被験者Ｐを、６０～８４歳までのＮＤＣ、ＭＣＩおよびＡＤの３つのグループに分け、それぞれのグループの脳活動を測定した。そして、それぞれのグループの脳活動の測定結果を比較することにより、被験者Ｐの認知機能の程度によって異なる脳活動の傾向を取得した。この課題を行った被験者Ｐの人数は、ＮＤＣが２１名、ＭＣＩが１８名、ＡＤが１０名である。
　第３実施例では、上記第３実施形態で用いた、形の似ている文字を被験者Ｐの手６に書くタスクを複数回被験者Ｐに与え、その際の被験者Ｐの脳血流量の変化を測定した。第３実施例において、認知機能の程度を判定する方法は、タスク開始前５秒間平均の脳血流量と、タスク期間３０ａの平均の脳血流量との差分をタスク繰り返しごとに求め、全繰り返しの平均を特徴量とした。そして、特徴量を各疾患群において、ＬＡＳＳＯ解析を行った。そして、ＬＡＳＳＯ解析の結果、各チャンネル（図２参照）の変化量について２群間に寄与するチャンネルを選別した。そして、選別されたチャンネルにおいて、Ｍａｎｎ－Ｗｈｉｔｎｅｙ Ｕ検定によって、２群間の有意差検定を行った。
　有意差検定により、各チャンネルについての疾患群のＢｏｘチャートを作成し、疾患間の脳血流量の変化について確認した。図１３は、記憶および想像に関するタスクを行った際の解析結果３２のＢｏｘチャートの例を示す図である。図１３（Ａ）は、チャンネル１０の解析結果３２ａである。また、図１３（Ｂ）は、チャンネル３７の解析結果３２ｂである。また、図１３（Ｃ）は、チャンネル４５の解析結果３２ｃである。また、図１３（Ｄ）は、チャンネル５３の解析結果３２ｄである。図１３中の各図の縦軸は、脳血流変化量を示している。図１３中の黒丸３３は、各被験者Ｐの特徴量を示すプロットである。図１３中の三角３４ａおよび３４ｂは、それぞれ、被験者Ｐの特徴量の最大値および最小値である。ボックス３５内の太線３６は、被験者Ｐの特徴量の中央値であり、ボックス３５内の細線３７は、被験者Ｐの特徴量の平均値である。ボックス３５の上下の線３８ａおよび３８ｂは、それぞれ、被験者Ｐの特徴量のプラスおよびマイナスの１．５ＳＤ（標準偏差）である。プラスおよびマイナスの１．５ＳＤの範囲には、被験者Ｐの特徴量の約８７％が含まれる。
　図２に示した全５４チャンネルの解析の結果、第３実施例では、ＮＤＣとＭＣＩとの２群間の判別に寄与するチャンネルが、ＬＡＳＳＯ解析によって９つ得られ、そのうちＭａｎｎ－Ｗｈｉｔｎｅｙ Ｕ検定によって４つのチャンネル（チャンネル１０、チャンネル３７、チャンネル４５、およびチャンネル５３）において有意差が見られた。また、ＭＣＩとＡＤとの２群間の判別に寄与するチャンネルがＬＡＳＳＯ解析によって６つ得られ、そのうちＭａｎｎ－Ｗｈｉｔｎｅｙ Ｕ検定によって１つのチャンネル（チャンネル３７）において有意差が見られた。図１３に示すように、ＮＤＣからＭＣＩになると脳血流量が上昇し、ＭＣＩからＡＤになると脳血流量が低下する傾向が見られた。
　（第３実施形態の効果）
　第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第３実施形態では、上記のように、異なる難易度のタスクを複数回与えるステップＳ１は、被験者Ｐに異なる難易度の記憶および想像を組み合わせたタスクを繰り返し呈示する。これにより、異なる難易度の記憶および想像を組み合わせたタスクを複数回行うことによって、被験者Ｐをタスクに慣れさせることができるので、被験者Ｐがタスクを途中でやめることを抑制することができる。また、異なる難易度の記憶および想像に関するタスクを複数回行うことにより、被験者Ｐに適した難易度のタスクを実行させることができる。その結果、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する指標として、記憶および想像に関する認知機能の程度を得ることができるので、認知機能の程度の判定精度を向上させることができる。
　なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　［第４実施形態］
　次に、図４および図１４～図１６を参照して、第４実施形態による認知機能判定方法について説明する。被験者Ｐに負荷を複数回与えるステップＳ１において、被験者Ｐに冷感覚刺激または異なる難易度の計算に関するタスクまたは異なる難易度の記憶および想像に関するタスクを複数回与える第１～第３実施形態とは異なり、第４実施形態では、被験者Ｐに負荷を複数回与えるステップＳ１において、被験者Ｐに異なる難易度の空間認知に関するタスクを複数回与える。なお、上記第１～第３実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
　（異なる難易度の空間認知に関するタスクを複数回与えるステップ）
　図１４は、被験者Ｐに空間認知に関するタスクを与える際の表示装置３に表示する風景写真４０の例を示す模式図である。また、図１５は、被験者Ｐが空間認知に関するタスクに回答する際に、被験者Ｐが確認する地図４１の例を示す模式図である。
　第４実施形態において、空間認知に関するタスクでは、異なる難易度のタスクを複数回与えるステップＳ１は、被験者Ｐに異なる難易度の空間認知に関するタスクを繰り返し提示する。また、第４実施形態では、異なる難易度のタスクを複数回与える場合において、タスクの難易度は、第１のタスクの難易度と比較して、第１のタスクよりも後に与えられる第２のタスクの難易度が高くなるように設定されている。
　第４実施形態では、図１４に示すように、交差点に人が立っており、交差点のそれぞれの角に異なる建造物がある風景写真４０を表示装置３に表示する。被験者Ｐには、図１４に示す風景写真４０に描かれた建物などが模式図として示された地図４１（図１５参照）を渡し、図１４に示す風景写真４０の風景が見えるためにはどの位置に立っていればよいかを番号で回答させる。また、事前にやり方を説明した後、タスクを実行する。なお、風景写真４０および地図４１は、それぞれ、特許請求の範囲の「空間認知に関するタスク」の一例である。
　図１６は、被験者Ｐに異なる難易度の空間認知に関するタスクを与える際のタスク期間４２ａとレスト期間４２ｂとのタイミングチャート４２および、空間認知に関するタスクの難易度の時間変化を示すグラフ４３である。タスク期間４２ａの前後には、それぞれ前レスト期間および後レスト期間を設ける。タスク期間４２ａは、たとえば、３０秒間である。また、前レスト期間および後レスト期間は、たとえば、それぞれ２０秒間である。前レスト期間および後レスト期間には、無意味な言葉（たとえば、「あ、い、う、え、お」）を被験者Ｐに発音させる。無意味な言葉を発音することにより、脳血流量の変化を測定する際のベースラインを構築する。
　また、第４実施形態では、図１６のグラフ４３に示すように、１回目と２回目のタスクは難易度が低く、３回目と４回目のタスクは難易度が高くなるように設定されている。具体的には、建物の配置を変更すること、および、道路や建物の数を増やすことなどによってタスクの難易度を高くし、複数回タスクを実行させる。
　（被験者の認知機能判定方法）
　第４実施形態では、被験者Ｐに異なる難易度の空間認知に関するタスクを与えた際の、被験者Ｐの脳血流量の変化に基づいて被験者Ｐの認知機能の程度を判定する。後述する第４実施例により、異なる難易度の空間認知に関するタスクを複数回与えることによって、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際に有効なチャンネルおよびそのチャンネルにおける血流量の変化の傾向が確認された。後述する第４実施例では、図２に示すチャンネル２、チャンネル３２、およびチャンネル５２の３チャンネルにおける血流量の変化が、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際に有効な指標となることが確認された。第４実施形態では、これら３チャンネルにおける被験者Ｐの脳血流量の変化の傾向を、第４実施例で得た実験結果と照らし合わせることにより、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する。
　第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
　［第４実施例］
　次に、図１７を参照して、第４実施例による被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際の指標を得た実験について説明する。
　第４実施例においても、上記第１～第３実施例と同様に、被験者Ｐを、６０～８４歳までのＮＤＣ、ＭＣＩおよびＡＤの３つのグループに分け、それぞれのグループの脳活動を測定した。そして、それぞれのグループの脳活動の測定結果を比較することにより、被験者Ｐの認知機能の程度によって異なる脳活動の傾向を取得した。この課題を行った被験者Ｐの人数は、ＮＤＣが２１名、ＭＣＩが１８名、ＡＤが１０名である。
　第４実施例では、異なる難易度の空間認知に関するタスクを複数回被験者Ｐに与え、その際の被験者Ｐの脳血流量の変化を測定した。第４実施例において、認知機能の程度を判定する方法は、タスク開始前５秒間平均の脳血流量と、タスク期間４２ａの平均の脳血流量との差分をタスク繰り返しごとに求め、全繰り返しの平均を特徴量とした。そして、特徴量をＮＤＣとＭＣＩとにおいて、ＮＤＣとＡＤとにおいて、および、ＭＣＩとＡＤとにおいて、ＬＡＳＳＯ解析を行い、各チャンネル（図２参照）の変化量について２群間に寄与するチャンネルを選別し、選別されたチャンネルにおいて、Ｍａｎｎ－Ｗｈｉｔｎｅｙ Ｕ検定によって、２群間の有意差検定を行った。
　有意差検定により、各チャンネルについての疾患群のＢｏｘチャートを作成し、疾患間の脳血流量の変化について確認した。図１７は、空間認知に関するタスクを行った際の解析結果４４のＢｏｘチャートの例を示す模式図である。図１７（Ａ）は、チャンネル２の解析結果４４ａである。また、図１７（Ｂ）は、チャンネル３２の解析結果４４ｂである。また、図１７（Ｃ）は、チャンネル５２の解析結果４４ｃである。図１７中の各図の縦軸は、脳血流変化量を示している。図１７中の黒丸４５は、各被験者Ｐの特徴量を示すプロットである。図１７中の三角４６ａおよび４６ｂは、それぞれ、被験者Ｐの特徴量の最大値および最小値である。ボックス４７内の太線４８は、被験者Ｐの特徴量の中央値であり、ボックス４７内の細線４９は、被験者Ｐの特徴量の平均値である。ボックス４７の上下の線５０ａおよび５０ｂは、それぞれ、被験者Ｐの特徴量のプラスおよびマイナスの１．５ＳＤ（標準偏差）である。
　図２に示した全５４チャンネルの解析の結果、第４実施例では、ＮＤＣとＡＤとの２群間の判別に寄与するチャンネルが、ＬＡＳＳＯ解析によって９つ得られ、そのうちＭａｎｎ－Ｗｈｉｔｎｅｙ Ｕ検定によって３つのチャンネル（チャンネル２、チャンネル３２、およびチャンネル５２）において有意差が見られた。図１７に示すように、ＮＤＣからＭＣＩ、ＡＤの順に脳血流量が上昇する傾向が見られた。
　（第４実施形態の効果）
　第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第４実施形態では、上記のように、異なる難易度のタスクを複数回与えるステップＳ１は、被験者Ｐに異なる難易度の空間認知に関するタスクを繰り返し提示する。これにより、異なる難易度の空間認知に関するタスクを複数回行うことによって、被験者Ｐをタスクに慣れさせることができるので、被験者Ｐがタスクを途中でやめることを抑制することができる。また、異なる難易度の空間認知に関するタスクを複数回行うことにより、被験者Ｐに適した難易度のタスクを実行させることができる。その結果、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する指標として、空間認知に関する認知機能の程度を得ることができるので、認知機能の程度の判定精度を向上させることができる。
　なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　［第５実施形態］
　次に、図１および図１８を参照して、第５実施形態による認知機能判定方法について説明する。
　被験者Ｐに負荷を複数回与えるステップＳ１（図１参照）において、被験者Ｐに感覚刺激または異なる難易度のタスクのうち、いずれか１種類を複数回与える第１～第４実施形態とは異なり、第５実施形態では、被験者Ｐに負荷を複数回与えるステップＳ１０（図１８参照）において、被験者Ｐに感覚刺激または異なる難易度のタスクのうち、複数種類の感覚刺激または異なる難易度のタスクを複数回与える。なお、上記第１～第４実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
　第５実施形態では、異なる難易度のタスクは、計算、記憶、想像、空間認知の少なくともいずれかに関するタスクである。また、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する方法は、感覚刺激、および、異なる難易度のタスクのうち、複数種類の感覚刺激またはタスクをそれぞれ複数回被験者Ｐに与えるステップＳ１０を含む。また、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する方法は、複数種類の感覚刺激またはタスクをそれぞれ複数回与えるステップＳ１０において、感覚刺激またはタスクをそれぞれ与えた際に被験者Ｐの脳活動の変化をそれぞれ測定し、それぞれの測定データを取得するステップＳ１１を含む。また、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する方法は、複数種類の感覚刺激または異なる難易度のタスクをそれぞれ与えた際にそれぞれ取得した複数種類の測定データ間の変化量を組み合わせた結果に基づいて、被験者Ｐの認知機能の程度を判別するステップＳ１２を含む。これらのステップによって被験者Ｐの認知機能の程度の判定を行う。
　第５実施形態では、ステップＳ１０において、被験者Ｐに与える複数種類の感覚刺激またはタスクは、２種類を組み合わせてもよいし、３種類を組み合わせてもよいし、４種類全てを組み合わせてもよい。
　なお、第５実施形態のその他の構成は、上記第１～第４実施形態と同様である。
　（第５実施形態の効果）
　第５実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第５実施形態では、上記のように、異なる難易度のタスクは、計算、記憶、想像、空間認知の少なくともいずれかに関するタスクである。また、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する方法は、感覚刺激、および、異なる難易度のタスクのうち、複数種類の感覚刺激またはタスクをそれぞれ複数回被験者Ｐに与えるステップＳ１０を含む。また、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する方法は、複数種類の感覚刺激またはタスクをそれぞれ複数回与えるステップＳ１０において、感覚刺激またはタスクをそれぞれ与えた際に被験者Ｐの脳活動の変化をそれぞれ測定し、それぞれの測定データを取得するステップＳ１１を含む。また、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する方法は、複数種類の感覚刺激または異なる難易度のタスクをそれぞれ与えた際にそれぞれ取得した複数種類の測定データ間の変化量を組み合わせた結果に基づいて、被験者Ｐの認知機能の程度を判別するステップＳ１２を含む。これにより、複数の観点に基づいて測定したデータを組み合わせた結果に基づいて認知機能の判別を複合的に行うことができる。その結果、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する精度を向上させることができる。
　なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第１～第４実施形態と同様である。
　［変形例］
　なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
　たとえば、上記第１実施形態では、感覚刺激は冷感覚刺激を用いたが、本発明はこれに限られない。たとえば、温感覚刺激や痛覚刺激を用いてもよい。しかし、温感覚刺激に対する受容体は、冷感覚刺激の受容体よりも数が少ないので、冷感覚刺激と比較した場合、脳活動の変化が得られにくい場合がある。また、痛覚刺激は、痛覚に対する個人差が大きいため、冷感覚刺激を用いることが好ましい。
　また、上記第１実施形態では、ＲＯＩ３における脳血流量の変化に基づいて、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する例を示したが、本発明はこれに限られない。ＲＯＩ３に含まれるいずれかのチャンネルにおける脳血流量の変化に基づいて被験者Ｐの認知機能の程度を判定してもよい。また、ＲＯＩ３の周囲のチャンネルにおける脳血流量の変化を含めて被験者Ｐの認知機能の程度を判定してもよい。有意差のある結果が得られれば、どの測定位置のデータを用いてもよい。
　また、上記第１実施形態では、感覚刺激を複数回与える場合において、持続性を有する感覚刺激として、４℃に相当する一定の強度を有する冷感刺激を被検者Ｐに複数回与える例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、感覚刺激を複数回与える場合において、被験者に少なくとも２段階の強度の複数の感覚刺激を与えてもよい。これにより、強度の異なる刺激に対する被験者Ｐの脳活動の相対変化に基づき、認知知能の程度を判別することができる。すなわち、感覚刺激を蓄積させなくてもよい。
　また、上記第１実施形態では、感覚刺激を複数回与える場合において、持続性を有する感覚刺激として、４℃に相当する一定の強度を有する冷感刺激を被検者Ｐに複数回与える例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、被験者に与える前記感覚刺激の強度を、刺激を与えるたびに強くしてもよい。これにより、被験者Ｐに対して刺激を与える回数が増加するにしたがって、刺激の強度が増加するので、刺激の強度に対する被験者Ｐの脳活動の相対変化に基づき、認知機能の程度を判別することができる。すなわち、感覚刺激を蓄積させなくても、感覚刺激を蓄積させることにより被験者Ｐに与える刺激強度を増加させた上記第１実施形態と同様の効果が得られると考えられる。
　また、上記第２実施形態では、計算に関するタスクとして、１００－２などの問題を用いたが、本発明はこれに限られない。たとえば、１００－４など、他の数字を引く問題を用いてもよいし、足し算を用いてもよい。四則演算どんな計算課題でもよい。
　また、上記第２実施形態では、ＲＯＩ２における脳血流量の変化に基づいて、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する例を示したが、本発明はこれに限られない。ＲＯＩ２に含まれるいずれかのチャンネルにおける脳血流量の変化に基づいて被験者Ｐの認知機能の程度を判定してもよい。また、ＲＯＩ２の周囲のチャンネルにおける脳血流量の変化を含めて被験者Ｐの認知機能の程度を判定してもよい。有意差のある結果が得られれば、どの測定位置のデータを用いてもよい。
　また、上記第３実施形態では、記憶および想像に関するタスクとして、被験者Ｐの左の手のひら６ａに、「ス、マ、ヌ」を指で書く例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、「コ、ユ、エ」や、「ア、ヤ、マ」などを用いてもよい。文字の形が類似していればどの文字を使用してもよい。
　また、上記第３実施形態では、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際に、有効であると確認された４チャンネルを用いて判定する例を示したが、本発明はこれに限られない。４チャンネルのうち、いずれか２つ以上のチャンネルの組み合わせで判定してもよい。しかし、判定するチャンネル数が多いほど、判定の精度は向上するので、４チャンネルを用いて判定する方が好ましい。また、有意差のある結果が得られれば、どの測定位置のデータを用いてもよい。
　また、上記第４実施形態では、被験者Ｐの認知機能の程度を判定する際に、有効であると確認された３チャンネルを用いて判定する例を示したが、本発明はこれに限られない。３チャンネルのうち、いずれか２つのチャンネルの組み合わせで判定してもよい。しかし、判定するチャンネル数が多いほど、判定の精度は向上するので、３チャンネルを用いて判定する方が好ましい。また、有意差のある結果が得られれば、どの測定位置のデータを用いてもよい。
　また、上記第１～第５実施形態では、脳活動の計測と並行してデータ処理を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。被験者Ｐの脳活動の計測を終えた後に、まとめてデータ処理を行ってもよい。
　５ａ　保冷剤５による刺激（冷感覚刺激）
　６、６ａ　手（被験者の手、感覚器）
　４０　風景写真（空間認知に関するタスク）
　４１　地図（空間認知に関するタスク）

Claims (14)

  1. 　被験者の感覚器に感覚刺激からなる負荷を複数回与えるか、または、被験者に異なる難易度のタスクからなる負荷を複数回与えるステップと、
    　前記負荷を複数回与えるステップにおいて、前記負荷を与えた際に被験者の脳活動の変化を測定し、測定データを取得するステップと、
    　前記測定データ間の変化量に基づいて、被験者の認知機能の程度を判別するステップとを有する、認知機能判定方法。
  2. 　前記異なる難易度のタスクは、計算、記憶、想像、空間認知の少なくともいずれかに関するタスクであり、
    　前記感覚刺激、および、前記異なる難易度のタスクのうち、複数種類の感覚刺激またはタスクをそれぞれ複数回被験者に与えるステップと、
    　複数種類の前記感覚刺激または前記タスクをそれぞれ複数回与えるステップにおいて、前記感覚刺激または前記タスクをそれぞれ与えた際に被験者の脳活動の変化をそれぞれ測定し、それぞれの測定データを取得するステップと、
    　複数種類の前記感覚刺激または前記異なる難易度のタスクをそれぞれ与えた際にそれぞれ取得した複数種類の前記測定データ間の変化量を組み合わせた結果に基づいて、被験者の認知機能の程度を判別するステップとをさらに含む、請求項１に記載の認知機能判定方法。
  3. 　前記感覚刺激を複数回与える場合において、被験者に少なくとも２段階の強度の複数の前記感覚刺激を与える、請求項１または２に記載の認知機能判定方法。
  4. 　被験者に与える前記感覚刺激の強度を、刺激を与えるたびに強くする、請求項３に記載の認知機能判定方法。
  5. 　前記感覚刺激を複数回与える場合において、被験者に与える前記感覚刺激は、持続性を有する刺激である、請求項１～４のいずれか１項に記載の認知機能判定方法。
  6. 　前記持続性を有する刺激は、被験者に前記感覚刺激を与える際に、前回の刺激による影響が残存している状態で前記感覚刺激を与えることにより持続性を持たせた刺激である、請求項５に記載の認知機能判定方法。
  7. 　前記持続性を有する刺激は、冷感覚刺激である、請求項５または６に記載の認知機能判定方法。
  8. 　前記感覚器は、被験者の手であり、前記感覚刺激は接触刺激である、請求項１～７のいずれか１項に記載の認知機能判定方法。
  9. 　前記異なる難易度のタスクを複数回与える場合において、前記タスクの難易度は、第１のタスクの難易度と比較して、第１のタスクよりも後に与えられる第２のタスクの難易度が高くなるように設定されている、請求項１または２に記載の認知機能判定方法。
  10. 　前記異なる難易度のタスクを複数回与えるステップは、被験者に異なる難易度の計算に関するタスクを繰り返し呈示する、請求項１または２に記載の認知機能判定方法。
  11. 　前記異なる難易度のタスクを複数回与えるステップは、被験者に異なる難易度の記憶および想像を組み合わせたタスクを繰り返し呈示する、請求項１または２に記載の認知機能判定方法。
  12. 　前記異なる難易度のタスクを複数回与えるステップは、被験者に異なる難易度の空間認知に関するタスクを繰り返し提示する、請求項１または２に記載の認知機能判定方法。
  13. 　前記測定データを取得するステップにおいて、計測部位は、国際１０－２０法の、Ｆ３、Ｆ４、Ｐ３、Ｐ４のいずれかを含んだ範囲に設定されている、請求項１～１２のいずれか１項に記載の認知機能判定方法。
  14. 　前記測定データを取得するステップは、近赤外分光法によって、被験者の脳血流量の変化を前記脳活動の変化として測定する、請求項１～１３のいずれか１項に記載の認知機能判定方法。
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