CN101745182A - 头脑活动改善机器及皮肤老化防止机器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种将利用气流产生装置产生的气流喷出到头部的头脑活动改善机器，其包括：箱体；空气吸入口，形成于所述箱体的一侧；气流产生装置，包括用于生成氢离子的陶瓷板单元以及与所述陶瓷板单元相间隔地设置而用于产生电子及超氧离子的电子产生单元；喷出口，将由该气流产生装置产生的超氧离子及氢原子喷出到头部。本发明还公开一种能够使用氢产生装置来防止皮肤老化的皮肤老化防止机器，其包括：箱体；空气吸入口，形成于所述箱体的一侧；氢产生装置，用于产生氢原子；喷出口，将由所述氢产生装置产生的氢原子喷出到皮肤；所述氢产生装置包括用于产生氢离子的陶瓷板单元以及与所述陶瓷板单元相间隔地设置而用于产生电子的电子产生单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种头脑活动改善机器，更详细地说，涉及一种将利用气流产生装置产生的气流喷射到头部的头脑活动改善机器。
本发明还涉及一种皮肤老化防止机器，更详细地说，涉及一种能够利用氢产生装置来防止皮肤老化的皮肤老化防止装置。
背景技术
室内空气的质量对室内居住者的精神上和心理上也会产生影响。例如，从室内多重的污染源产生的污染物质会引发哮喘、过敏性疾病，这会导致注意集中力的减退，结果会防碍到执行能力。实际上，有报告(Fisk，2000；Meldellet al.，2002a)表明室内空气的质量会影响到在空内空间工作的工作人员的工作效率。而且，Seppa nen et al，(2006)定量地分析并报告了根据室内空间换气的室内空气质量改善与工作执行能力的关系。
正如室内环境不仅要保障室内居住者的身体健康还要保障精神和心理健康，室内空气的功能和作用逐渐增高，随着这种需求也逐渐出现了其目的在于制造舒适的室内环境的技术开发的必要性。
其中尤其是学习空间和业务空间更需要改善头脑活动使其达到最大的效率。为了制造这样的空间，试图利用气流产生装置来改善人类的头脑活动，而作为评价这种头脑活动的客观性的指标，利用如下的脑波及心电图特性。
一般，脑波是指从头皮电极所得到的头皮脑波(scalp EEG)。脑波(electroencephalogram；EEG)是一种简单地对大脑机能进行客观的、无创伤的、连续的评价的检查方法。
简单地说，从脑波可以获知的是脑机能，特别是脑的活动性是否变弱了或者相反地增强了这一点。即可以获知显示脑的活动水平的客观性指标。从而，脑波(EEG)检查因为能够从空间上和时间上掌握时时刻刻变化的脑活动的变动，其价值得到了认可。
反映到脑波的脑的电活动决定于神经细胞(neurons)、胶细胞(glial cells)、血脑屏障(blood-brain barrier)，并主要由神经细胞产生。占据脑重量的一半的胶细胞通过神经键来调节离子、分子的流动，起到维持、支撑、修补神经细胞间结构的作用，所述神经键为与神经细胞连接的部位。血脑屏障起到从脑血管中的各种物质中只挑选必要的物质使之通过的作用。根据胶细胞及血脑屏障产生的脑波的变化是一点一点逐渐产生的，相对于此，根据神经细胞的活动产生的脑波的变化是大幅地、迅速地、且多样地产生的。
一般，根据振动频率的范围，脑波被人为地区分并称为δ波(delta wave)(0.2-3.99Hz)、θ波(theta wave)(4-7.99Hz)、α波(alpha wave)(8-12.99Hz)、β波(beta wave)(13-29.99Hz)、γ波(gamma wave)(30-50Hz)。
δ波主要在正常人的深睡眠时或新生儿中显著地出现。如果，醒着的人出现比平均范围非常多的δ波，则可怀疑大脑皮质部上的恶性肿瘤或与麻醉、昏睡状态有关的疾病。如果健康的正常人的δ波比较显著，则大多是因为在脑波检测时眨了眼或剧烈地活动了身体。根据这种眼睛的活动或身体的活动产生的噪声的频率范围几乎与δ波的频率范围一致，因此就好像δ波增加了一样。因此，通常在进行长时间脑波检测实验时，因为必然发生眼睛的活动或身体的活动，所以一般不将δ波的功率增减作为分析要素来考虑。
θ波是在情绪达到安定或睡眠的过程中主要出现的波，相比成人更多地分布在儿童中。有报告表明θ波与多种多样的状态相关，包括记忆力、特异功能、创意力、集中力、不安排解等状态。
α波主要出现在如弛缓了紧张的安乐的状态下，越是安定而放松的状态，振幅越大。通常以规则的波动的形状连续出现，具有在头顶部和头后部的记录为最大，而在前额部出现得最小的特性。在出现特别安定的α波时，如果闭上眼睛镇静下来则能够抑制掉α波。这种现象称为“α波阻止”。α波与脑的发达密切相关，在幼儿期会被检测出为4-6Hz，但其后随着年龄的增长，频率也增大，到二十岁左右时会达到成人的数值。
β波主要在前额部出现得较多，在醒过来、说话时等所有进行意识活动的时候出现。特别是在不安定状态或紧张时、进行复杂的计算处理时会优先出现。
有报告表明γ波为比β波还快速振动的形状，与情绪处于焦燥的状态或推理、判断等高度的认知信息处理有较深的关系。
δ波、θ波、α波、β波、γ波是为了方便起见而人为分类的脑波的频率范围。也有些学者进一步细分为Low-α波、Middle-α波、High-α波等而进行分析。通常，当研究人员对特定状态的脑波特性进行分析时，会先观察整体上反映0-50Hz的各频率成分的功率分布的功率频谱分布，寻找有意义地变化的频率成分，而赋予其意义。
心电图为反映了起到血液循环泵作用的心脏的电活动的信号，表现为相当于P-Q-R-S-T波的、连续的各种峰值的形状。其中，一般，在两方向的最高峰值相当于R峰值，这种R峰值随着每一次心跳而反复地出现。
一般，由PQRST构成的各心电图波形的形状检查在诊断由心脏的器质性病变引发的各种心脏疾病时有用，相对于此，连续的R峰值间的时间间隔信息则在评价自律神经的机能时有用。将这种R峰值间的间隔、即心跳间隔的变化称为心率变异度，也称为R-R-interval variability。一般，心跳间隔也能够在特定的误差(误波)范围条件下，从脉搏、心音等间接地抽取，而特意标准地命名为意味着心电图的R-R-interval variability，其理由在于为了得到准确的心跳间隔信息，优选使用比起其他信号条理清楚得多的R峰值较好。
在心电图中R峰值的出现看似非常规则，但实际用定量的数值调查其间隔，则随着每次心跳都会稍许地变化。即，将进行了五分钟测量的心电图信号中RR间隔的变化用图表形式表示出来，则会呈现出在一定范围内有时稍高有时稍低、随机振动的形状。国际心脏学会出于临床实用中定量性变量的正确而高度的再现性的考虑，推荐测量五分钟。这种RR间隔的细微的变化样式很大程度上依赖于应激反应最为敏感的自律神经系统(交感及副交感神经系统：sympathetic and parasympathetic nervous system)的活动情况。因此，RR间隔变化样式除了基本的自律神经异常检查外，还有效地应用于应激反应检查中。
一般，交感神经系统主要在攻击、防御性的应激反应状态下其活性度变高，而副交感神经系统则在安乐而放松的状态下其活性度变高。例如，在初期的应激反应状态下，首先交感神经的活性变高，这种交感神经的高活性诱发心跳数的增加、血压及血糖的增加、流向自觉肌肉的血流量的增加、汗液分泌、流向内部脏器的血流的减少等。相反地，在安乐而身体放松的状态下，副交感神经的活性度增大，诱发心跳数及血压的降低、唾液分泌的增多、肠道运动的加强、睡眠等。
当交感及副交感神经受到刺激时，交感神经的反应时间相比副交感神经会出现五秒左右的滞后。因此，交感神经的活性化会诱发RR间隔较慢的变化样式，并诱发副交感神经(迷走神经：vagus nerve)相对较快的变化样式。这一点使得能够从RR间隔变化样式通过振动较慢的成分的功率(LF：LowFrequency)及振动较快的成分的功率(HF：High Frequency)等定量性变量分别独立地测量交感及副交感神经的活性度。
交感及副交感神经中某一方过度地活性化时，另外一方则试图阻止其而起到相互调节的作用。为了掌握这种相互调节的机能是否正在正常执行，需要调查相对于副交感神经的交感神经活性度的比例(自律神经平衡指数)。当活性度偏向于副交感或交感的某一方的状态持续太久，则活性度保持较高的该神经会有能量耗尽而最终丧失其机能的危险性。
另外，人类的皮肤在不断地变化，其最典型的例子为由于老化而引起的皮肤机能的降低及视觉美感的降低。皮肤的老化主要分为由于遗传因素引起的内在的老化和由于太阳光等外部环境因素引起的外在的老化。这样的外在的老化包括形成在皮肤的皱纹，皱纹的代表性因素可列举活性氧、紫外线及胶原蛋白生物合成的降低等。
对于皮肤内在的老化进行人为的调节是不可能的，但对于外在的老化，则可通过排除活性氧、增加纤维芽细胞及促进胶原蛋白的生物合成等，比起内在因素能够比较容易地进行调节。
人类的皮肤在量和质的方面会随着时间发生非常大的变化。除了这种自然的老化以外，还会从各种外部环境受到刺激。即，由于分子生物学上的变化和外部的物理、化学方面的因素引起一系列的变化。尤其，由于太阳光中的紫外线(ultraviolet ray)引起的损伤称为光老化(photo aging)，有关这方面的研究很活跃。一般，紫外线根据其波长可分为紫外线A(320-400nm)、紫外线B(280-320nm)、及紫外线C(190-280nm)等三种。到达地表的太阳光中，紫外线C由于被大气层的上层部中的臭氧层吸收、散射并过滤，所以对自然的光化学反应并无特别的影响。紫外线A首先从太阳放射出来，然而也从人照灯等放射出来，透过皮肤的表皮和真皮层深处。因此，目前紫外线A被认为是对皮肤的影响最大的因素而受到关注。但是，紫外线B的照射比紫外线A还要危险。即，人们认为紫外线B的波长比紫外线A短，所以不能侵入到皮肤深处，但比起紫外线A具有非常强的能量，因此使皮肤表面产生明显的红斑，同时被认为是促进皮肤的光老化的波长。紫外线对于皮肤的损伤包括如下情形，即，由紫外线形成的活性氧类向细胞信号体系发送信号，其结果合成基质金属蛋白(MMP，matrix metalloproteinase)酶，MMP酶分解作为皮肤的细胞外物质(extracellular matrix：ECM)成分的胶原蛋白和凝胶(gelatin)等，从而破坏胶原蛋白和凝胶，导致皮肤的皱纹。
胶原蛋白为在皮肤的纤维芽细胞中生成的主要基础蛋白质，存在于细胞外基质中，是占据生物体蛋白质总重量的30％左右的重要的蛋白质，具有坚固的三重螺旋结构。主要的机能包括皮肤的机械性坚固性、结合组织的抵抗力及组织的结合力、细胞粘接的支撑、细胞分裂及分化的诱导等。胶原蛋白也由于暴露于被认为是皮肤老化的外因的紫外线中而遭到破坏，紫外线引起的变化与暴露于紫外线的时间成正比。紫外线在皮肤真皮层中积蓄弹性纤维性物质，同时使胶原纤维变性，导致皮肤产生皱纹且弹性降低。
另一方面，MMP是从中性粒细胞(Polymorphonuclear neutrophil)、巨噬细胞(Macrophage)、齿龈成纤维细胞(Fibroblast)、骨细胞(Bone cell)等细胞分泌出的、钙及锌依赖性内肽酶(Endopeptidase)，在中性PH下作用，作为基质使用各种细胞外基质。这样的蛋白质分解酶被认为与胚胎的形成、组织的形成、癌的转移、牙周疾病、关节风湿病、炎症、糖尿病、角膜溃疡、骨质疏松症、胃溃疡、外伤、皮肤老化及皱纹、火伤及伤口治疗等病理学过程及各种疾病有关。
而且，随着关于皱纹的预防及治疗的研究的发展，人们越来越认识到皮肤中胶源蛋白质机能的重要性，这些研究表明，通过皮肤内胶源蛋白的合成使得胶源蛋白的代谢变得活跃，具有使真皮组织的成分增加、改善皱纹、增强弹性、强化皮肤的效果。
皮肤的老化过程可以简单地说明如下。即，向紫外线中的暴露使得真皮内蛋白质(胶源蛋白)的生成减少，而增加了作为蛋白质分解酶(collagenase)的MMP。皮肤的皱纹与真皮内的胶源蛋白的减少直接相关，由于伴随着皮肤老化而来的胶源蛋白的减少和蛋白质分解酶的增加而产生。因此，需要一种方案来减少在生物体中阻碍胶源蛋白合成的MMP的浓度。
发明内容
本发明的一个方面公开了一种头脑活动改善机器，此机器为了改善学习效率和工作效率向头部喷出舒适的气流，从而改善头脑的活动。
另外，还公开了一种能够防止皮肤(主要是脸)老化的皮肤老化防止机器。
为了实现上述目的，根据本发明的头脑活动改善机器，其特征在于包括使脑波及心电图发生变化的气流产生装置。
所述气流产生装置包括：陶瓷板单元，用于生成氢离子；电子产生单元，与所述陶瓷板单元相间隔地设置而用于产生电子及负离子。
所述陶瓷板单元包括放电电极及感应电极，在所述放电电极与感应电极之间施加正的高电压，则产生氢离子。
所述电子产生单元包括针状电极，在所述针状电极上施加负的高电压，则向空气中放出电子；所述电子与空气中的氧分子结合而生成超氧离子(O2 -)，与所述氢离子结合而生成氢原子(H)。
另外，根据本发明的思想的头脑活动改善机器，其特征在于包括：箱体；空气吸入口，形成于所述箱体的一侧；气流产生装置，包括用于生成氢离子的陶瓷板单元以及与所述陶瓷板单元相间隔地设置而用于产生电子及超氧离子的电子产生单元；喷出口，将由所述气流产生装置产生的超氧离子及氢原子喷出到头部。
所述头脑活动改善机器还包括送风装置。
所述头脑活动改善机器还包括识别头部的识别传感器。
所述头脑活动改善机器还包括用于控制动作的控制单元。
所述头脑活动改善机器在所述空气吸入口还包括灰尘过滤器。
所述识别传感器用于识别头部的前面。
所述识别传感器用于识别头部的右侧面。
所述头脑活动改善机器还包括旋转电机，根据所述识别传感器所识别的部位旋转喷出口的方向。
另外，根据本发明的思想的皮肤老化防止机器，其特征在于包括：箱体；空气吸入口，形成于所述箱体的一侧；氢产生装置，用于产生氢原子；喷出口，将由所述氢产生装置产生的氢原子喷出到皮肤；所述氢产生装置包括用于产生氢离子的陶瓷板单元以及与所述陶瓷板单元相间隔地设置而用于产生电子的电子产生单元。
所述陶瓷板单元包括放电电极及感应电极，在所述放电电极与感应电极之间施加正的高电压，则产生氢离子。
所述电子产生单元为针状电极，在所述针状电极上施加负的高电压，则向空气中放出电子，所述电子与所述氢离子结合而生成氢原子(H)。
所述氢原子使皮肤内MMP(matrix metalloproteinase)的浓度降低。
所述皮肤老化防止机器还包括送风装置，用于将由所述陶瓷板单元生成的氢离子送到由所述针状电极放出的电子一方。
所述皮肤老化防止机器还包括用于控制所述氢产生装置及送风装置的控制单元。
所述皮肤老化防止机器还包括用于带到脸上的发带。
根据上面说明的本发明的一个实施例的头脑活动改善机器将气流产生装置生成的气流喷出到头部，从而改善头脑活动、改善学习效率及工作效率。
另外，根据上面说明的本发明的一个实施例的皮肤老化防止机器，由氢产生装置生成的氢原子被喷出到皮肤上，根据该喷出的氢原子降低皮肤内MMP(matrix metalloproteinase)的浓度，从而防止皮肤老化。
附图说明
图1为表示包含有气流产生装置的头脑活动改善机器的概念图；
图2A为气流产生装置的概略图；
图2B为详细表示气流产生装置的气流产生原理的图；
图3A为根据本发明的气流产生装置的一个实施例；
图3B为根据本发明的气流产生装置的另一个实施例；
图3C为根据本发明的气流产生装置的又另一个实施例；
图3D为根据本发明的气流产生装置的又另一个实施例；
图3E为根据本发明的气流产生装置的又另一个实施例；
图3F为根据本发明的气流产生装置的又另一个实施例；
图4为根据本发明的头脑活动改善机器的使用状态图；
图5为表示根据本发明的又另一个实施例的氢产生装置的透视图；
图6为根据本发明的又另一个实施例的皮肤老化防止机器的概念图；
图7A为根据本发明的又另一个实施例的皮肤老化防止机器的透视图；
图7B为根据本发明的又另一个实施例的皮肤老化防止机器的透视图；
图8A为表示使用和不使用根据本发明的又另一个实施例的皮肤老化防止机器时的MMP(matrix metalloproteinase)的相对浓度的实验数据；
图8B为表示使用和不使用根据本发明的又另一个实施例的皮肤老化防止机器时的mRNA的相对浓度的实验数据；
其中，20、30、40、50、60、70为箱体；21、31、41、51、61、71为空气吸入口；26、36、46、56、66、67为喷出口；100为气流产生装置；110为本体；111为陶瓷板单元；112为针状电极；114为放电电极；115为感应电极；200为送风装置；210为送风扇；220为电机；300为识别传感器；400为控制单元；410为显示单元；420为操作单元；430为电源供给单元；500为旋转电机；800为头部；10a、20a为箱体；11a、21a为空气吸入口；15a、25a为喷出口；100a为氢产生装置；110a为本体；111a为陶瓷板单元；112a为针状电极；114a为放电电极；115a为感应电极；200a为送风装置；300a为控制单元；310a为显示单元；320a为操作单元；330a为电源供给单元；800a为头。
具体实施方式
以下，基于附图详细说明根据本发明的一个实施方式。
图1为表示包含有气流产生装置的头脑活动改善机器的概念图。图2A为气流产生装置的概略图，图2B为详细表示气流产生装置的气流产生原理的图，图3A为根据本发明的气流产生装置的一个实施例，图3B为根据本发明的气流产生装置的另一个实施例，图3C为根据本发明的气流产生装置的又另一个实施例，图3D为根据本发明的气流产生装置的又另一个实施例，图3E为根据本发明的气流产生装置的又另一个实施例，图3F为根据本发明的气流产生装置的又另一个实施例，图4为根据本发明的头脑活动改善机器的使用状态图。
参照图1至图3A，根据本发明的一个实施方式的头脑活动改善机器包括箱体20；空气吸入口21，形成在箱体20的下部而构成空气的吸入通道；灰尘过滤器23，设置于空气吸入口的内侧而用于过滤灰尘；气流产生装置100，用于改善头脑的活动；送风装置200，设置于气流产生装置100的一侧；控制单元400，用于控制头脑活动改善机器的动作；喷出口26，用于将气流产生装置100产生的气流喷出到头部；识别传感器300，设置于喷出口26的内侧而用于识别头部；旋转电机500，与识别传感器300电连接，根据识别传感器300的识别部位来旋转上部箱体28。
箱体20由上部箱体28及下部箱体29构成。在上部箱体28上形成有用于喷出气流的喷出口26，在其内侧装有识别传感器300。下部箱体29的下部形成有空气吸入口21，在其内侧设置有灰尘过滤器23、送风装置200及气流产生装置100，在下部箱体29的外侧面设置有控制单元400。而且，上部箱体28相对于下部箱体29可自由旋转地与之结合，在其结合处设置有旋转电机500，能够根据识别传感器300的识别部位(头部的前面或右侧面)旋转上部箱体28，由此改变喷出口26的方向。
控制单元400包括显示单元410，用于显示头脑活动改善机器的动作状态；操作单元420，用于调节气流产生装置100及送风装置200的动作及送风速度；电源供给单元430，用于向头脑活动改善机器供给电源。
如图1、图2A及图2B所示，气流产生装置100包括陶瓷板单元111，设置在本体110的上面；针状电极112，设置于与陶瓷板单元111相距预定距离处。
本体110的上面设有用于设置陶瓷板单元111而凹陷的空间，在此空间中嵌入设置陶瓷板单元111。陶瓷板单元111是用于产生氢离子的单元，在陶瓷板单元111的内部上方设置有放电电极114、内部中央设置有感应电极115。又，除了放电电极114及感应电极115以外的部分则由陶瓷形成保护层。
在放电电极114与感应电极115之间施加正的高电压。这样，在放电电极114与感应电极115之间施加正的高电压，则在陶瓷板单元111上由于等离子放电而使得空气中的水分(H2O)被电解而产生氢离子(H+)。
另一方面，在针状电极112与接地电极117之间施加负的高电压。这样，在针状电极112上施加负的高电压，则由于等离子放电，针状电极112的周围聚集正离子，而从针状电极112向空气中放出大量的电子。由于放出到空气中的大量的电子非常不稳定，被氧分子(O2)捕获而形成超氧离子(O2 -)。因此，在针状电极112上施加负的高电压，则产生电子(e)和超氧离子(O2 -)。
又，如果从针状电极112放出电子，则这些电子与由陶瓷板单元111产生而通过针状电极112的周围的氢离子相结合而生成氢原子(或活性氢)。此时，设置在气流产生装置100的一侧的送风装置200将由陶瓷板单元111产生的氢离子强行送到针状电极112一方，使其很好地与由针状电极112产生的电子相结合。此送风装置200包括送风扇220及使之旋转的电机210。
针状电极112设置于与陶瓷板单元111相距预定距离处。陶瓷板单元111产生的氢离子转换成氢原子的数目随着针状电极112与陶瓷板单元111之间的相隔距离而变化，因此优选根据陶瓷板单元111的大小、针状电极112的高度等来调节两者之间的相隔距离。
这样，由陶瓷板单元111产生的氢离子与由针状电极112放出的电子相结合而生成氢原子，由此，最终从气流产生装置100排出的物质为氢原子(H)及超氧离子(O2 -)。
而且，设置喷出口26使得上述氢原子及超氧离子能够排出到头部800。虽然在图3A中示出此喷出口26为形成有多个孔的圆形面，但也可以是任何易于向头部排出气流的形状。又，也可以根据需要将喷出口26替换为其他形状而使用。
下面，通过根据本发明的优选的第一实施例来说明头脑活动改善机器的动作过程及头脑活动改善方法。
使用者通过操作设置于控制单元400的操作单元420来使头脑活动改善机器动作，则从空气吸入口21吸入的空气被送到气流产生装置100。通过在陶瓷板单元111的放电电极114与感应电极115之间施加正的高电压，使用空气产生氢离子，而通过在针状电极112上施加负的高电压来产生电子及超氧离子。而且，通过送风装置200的送风，氢离子将流经针状电极112或针状电极112的周围。接近针状电极112的氢离子与针状电极112周围的电子相结合而成为氢原子，并与由针状电极112生成的超氧离子一起从喷出口26排出到外部。
被排出的氢原子和超氧离子被喷到人体的头部800。此时，识别传感器300识别出头部800的前面或右侧面，并将旋转电机500进行旋转，使得喷出口26的方向朝向头部800的前面或右侧面。使识别传感器300识别头部800的前面或右侧面，是因为当气流朝向头部800的前面或右侧面时头脑活动改善效果最高。关于这一点，将在后面详细叙述。
并且，由气流产生装置100产生的气流优选在离头部50cm-150cm处以0.3m/s-0.5m/s的速度喷出。同样地，也是因为此时头脑活动改善效果显著。关于这一点，也将在后叙述。
下面，对使用头脑活动改善机器的实验以及实验结果进行说明。
实验对8名高中生(男4名、女4名)、8名中学生(男4名、女4名)、6名小学生(男3名、女3名)测量学习中暴露于气流时的脑波，并对其测定结果进行分析及比较。将向气流中的暴露视为刺激，对未暴露在气流中的状态下学习时的脑波特性与暴露在气流中时的脑波特性进行了比较分析。用于分析的脑波特性为相对功率、SEF-90、集中力指标、安定指标。
相对功率表示相对于全范围在该范围出现振动成分的相对比率。因此，为了相对功率的分析而使用了相对θ、相对α、相对β、相对γ功率等分析变量。由于分子和分母的单位相约分，所以相对功率没有单位，表示0-1之间的值。SEF-90是指在功率频谱中频率的左侧(Low-edge)到特定频率的面积占全体频率范围的面积的90％时的该特定频率值，是对脑波清醒进行定量化具有意义的分析变量。还使用测量出的脑波计算了集中力指标和安定指标，其中集中力指标是通过相对于θ功率的SMR(较迟的β功率)与M Beta(中间β功率)的比例来算出的，而安定指标是通过相对于High-Beta(高β功率)的α功率的比例来算出的。
以学生们为对象测量了脑波、心电图、学习活动，并掌握了各指标的特性，而且为了对其综合地进行分析而分析了各指标间的相关关系。
对于参加实验的22人，根据每个人17回的脑波测量结果，对共计254个测量数据进行各指标间的相关关系分析，其结果表示于下面的表1.1中。对于相对θ的相对β、相对γ、集中指标、SEF-90的相关系数分别显示为-0.88、-0.78、-0.81、-0.84等强阴性的相关关系，而与安定指标的相关系数显示为阳性的相关关系0.58。可以得到如下事实的确认，即，θ波为与睡意相关的脑波，其与β波、γ波、集中指标、SEF-90指标等这些可与强头脑活动及学习联系起来说明的指标显示出阴性的相关关系。
α波与安定指标显示出阳性的相关关系(r＝0.59)，而β波与γ波(r＝0.66)、集中指标(r＝0.81)、SEF90(r＝0.75)显示出阳性的相关关系，与安定指标(r＝-0.70)显示出阴性的相关关系。又，安定指标与SEF90显示出强阴性的相关关系(r＝-0.81)，而这表示脑波越清醒，安定度越减小。
<表1.1>脑波指标间的相关关系分析
| 相对θ | 相对α | 相对β | 相对γ | 集中指标 | 安定指标 | SEF90 | |
| 相对θ | 1.00 | ||||||
| 相对α | -0.04 | 1.00 | |||||
| 相对β | -0.88 | -0.18 | 1.00 | ||||
| 相对γ | -0.78 | -0.46 | 0.66 | 1.00 | |||
| 集中指标 | -0.81 | 0.00 | 0.81 | 0.59 | 1.00 |
| 相对θ | 相对α | 相对β | 相对γ | 集中指标 | 安定指标 | SEF90 | |
| 安定指标 | 0.58 | 0.59 | -0.70 | -0.70 | -0.41 | 1.00 | |
| SEF90 | -0.84 | -0.34 | 0.75 | 0.91 | 0.58 | -0.81 | 1.00 |
接着，对于不暴露在气流中的情形和暴露于气流中的情形(0.5m/s)，根据向气流中的暴露方向，对每个人进行了共5回的心电图测量，根据全体共110个的数据资料而得到的各指标间的相关关系分析结果表示于下面的表1.2中。平均RR间隔与副交感神经细胞HF呈现出阳性的相关关系(r＝0.51)，而平均心跳间隔(SDNN)与交感神经指标LF、副交感神经指标HF、及RSA呈现出阳性的相关关系。并且，副交感神经指标的HF与RSA呈现阳性的相关关系(r＝0.72)这一事实得到了确认。
<表1.2>心电图指标间的相关关系分析
| M-RRI | SDNN | LF | HF | LF/NF | RSA | |
| M-RRI | 1.00 | |||||
| SDNN | 0.38 | 1.00 | ||||
| LF | -0.05 | 0.76 | 1.00 | |||
| HF | 0.51 | 0.59 | 0.04 | 1.00 | ||
| LF/NF | -0.24 | 0.29 | 0.76 | -0.45 | 1.00 | |
| RSA | 0.25 | 0.77 | 0.54 | 0.72 | 0.06 | 1.00 |
接着，从下面的表1.3的学习能力评价结果中各指标间的相关关系评价结果，可以看出只有集中力和工作负荷度呈现出强阳性的相关关系，其相关系数为0.59。可以判断这是因为当集中力增加时，脑波清醒程度变高，脑处于活跃活动的状态。
<表1.3>学习能力评价结果中各指标间的相关关系评价
| 回答正确率 | 回答错误率 | 认知强度 | 认知速度 | 集中力 | 工作负荷度 | 左脑活性度 | 右脑活性度 | |
| 回答正确率 | 1.00 | |||||||
| 回答错误率 | -0.54 | 1.00 |
| 回答正确率 | 回答错误率 | 认知强度 | 认知速度 | 集中力 | 工作负荷度 | 左脑活性度 | 右脑活性度 | |
| 认知强度 | -0.04 | 0.14 | 1.00 | |||||
| 认知速度 | -0.01 | 0.06 | 0.10 | 1.00 | ||||
| 集中力 | -0.10 | 0.00 | 0.03 | -0.03 | 1.00 | |||
| 工作负荷度 | -0.25 | 0.22 | 0.02 | 0.00 | 0.59 | 1.00 | ||
| 左脑活性度 | -0.05 | 0.00 | -0.24 | 0.06 | 0.09 | 0.27 | 1.00 | |
| 右脑活性度 | 0.05 | 0.00 | 0.24 | -0.06 | -0.09 | -0.27 | -1.00 | 1.00 |
接着，用四个方向变量(前、后、左、右)和风速变量(0.1、0.3、0.5、1.0m/s)调查了对学习活动起到正面影响的气流方向和气流强度，其结果，当从学习者的前方和右方暴露于气流中时，与睡意相关的“θ波”减小，相对于此，与学习能力相关的“β波/γ波”及“集中指标”则增加。而且，当从前方暴露于气流中，则气流强度为0.3m/s时的集中指标大为增加，当从右方暴露于气流中时，则气流强度为0.3m/s及0.5m/s时的集中指标大为增加。这一点如下面的表1.4所示。
<表1.4>气流的方向及强度与脑波指标的关系
+、-：与未暴露于气流中时相比，暴露于气流中时有20％以上的增减
如上所述，通过将头脑活动改善机器应用于学习空间，由气流产生装置产生的舒适的气流对学生们的头脑活动产生了提高集中力的正面影响，从心电图测量结果可以看出在身体上及生理上也产生了正面的影响。
图3B-图3F为将头脑活动改善机器箱体的形状多样化而使之与各种室内环境相协调的实施例。
图3B为盒子状的箱体、图3C为蜂窝状的箱体、图3D为“
”状的箱体、图3E为圆锥状的箱体、图3F为喇叭状的箱体。图3B-图3F虽然未图示，但都具有气流产生装置100、送风装置200、控制单元400、灰尘过滤器23。
下面，参照附图对根据本发明的又另一个实施例进行详细说明。
图5为表示根据本发明的又另一个实施例的氢产生装置的透视图，图6为根据本发明的又另一个实施例的皮肤老化防止机器的概念图，图7A为根据本发明的又另一个实施例的皮肤老化防止机器的透视图，图7B为根据本发明的又另一个实施例的皮肤老化防止机器的透视图，图8A为表示使用和不使用根据本发明的又另一个实施例的皮肤老化防止机器时的MMP(matrixmetalloproteinase)的相对浓度的实验数据，图8B为表示使用和不使用根据本发明的又另一个实施例的皮肤老化防止机器时的mRNA的相对浓度的实验数据。
参照图5-图7，根据本发明的一个实施例的皮肤老化防止机器包括箱体10a；空气吸入口11a，形成在箱体10a的下部而构成空气的吸入通道；氢产生装置100a，用于产生氢；送风装置200a，设置于氢产生装置100a的一侧；控制单元300a，用于控制氢产生装置100a及送风装置200a；喷出口15a，用于将氢产生装置100a产生的氢原子喷出到皮肤。
控制单元300a包括：显示单元310a，用于告知皮肤老化防止机器的动作状态；操作单元320a，用于调节氢产生装置100a及送风装置200a的动作及送风速度；电源供给单元330a，用于向氢产生装置100a及送风装置200a供给电源。
如图5及图6所示，氢产生装置100a包括陶瓷板单元111a，设置在本体110a的上面；针状电极112a，设置于与陶瓷板单元111a相距预定距离处。
本体110a的上面设有用于设置陶瓷板单元111a的凹陷空间，在此空间中插设陶瓷板单元111a。陶瓷板单元111a是用于产生氢离子的单元，在陶瓷板单元111a内的上方设置有放电电极114a、内部中央设置有感应电极115a。又，除了放电电极114a及感应电极115a以外的部分则由陶瓷形成保护层。
在放电电极114a与感应电极115a之间施加正的高电压。这样，在放电电极114a与感应电极115a之间施加正的高电压，则在陶瓷板单元111a上由于等离子放电而使得空气中的水分(H2O)被电解而产生氢离子(H+)。
另一方面，在针状电极112a与接地电极117a之间施加负的高电压。这样，在针状电极112a上施加负的高电压，则由于等离子放电，针状电极112a的周围聚集正离子，而从针状电极112a向空气中放出大量的电子。由于放出到空气中的大量的电子非常不稳定，被氧分子(O2)捕获而形成超氧离子(O2 -)。因此，在针状电极112a上施加负的高电压，则产生电子(e)和超氧离子(O2 -)。
而且，如果从针状电极112a放出电子，则这些电子与由陶瓷板单元111a产生而流经针状电极112a周围的氢离子相结合而生成氢原子(或活性氢)。此时，设置在氢产生装置100a的一侧的送风装置200a将由陶瓷板单元111a产生的氢离子强行送到针状电极112a一方，使其很好地与由针状电极112a产生的电子相结合。
针状电极112a设置于与陶瓷板单元111a相距预定距离处。陶瓷板单元111a产生的氢离子转换成氢原子的数目随着针状电极112a与陶瓷板单元111a之间的相隔距离而变化，因此优选根据陶瓷板单元111a的大小、针状电极112a的高度等调节两者之间的相隔距离。
这样，由陶瓷板单元111a产生的氢离子与由针状电极112a放出的电子相结合而生成氢原子，因此，最终从氢产生装置100a排出的物质为氢原子(H)及超氧离子(O2 -)。
而且，设置喷出口15a使得上述氢原子及超氧离子能够排出到皮肤上。虽然在图7A中示出此喷出口15a为形成有多个孔的圆形面，但也可以是任何易于向皮肤排出氢原子的形状。而且，也可以根据需要将喷出口15a替换为其他形状而使用。
下面，通过根据本发明的又另一个实施例来说明皮肤老化防止机器的动作过程。
使用者通过操作设置在控制单元300a的操作单元320a来使皮肤老化防止机器动作，则通过空气吸入口11a吸入的空气被送到氢产生装置100a。通过在陶瓷板单元111a的放电电极114a与感应电极115a之间施加正的高电压，使用空气产生氢离子，而通过在针状电极112a上施加负的高电压，产生电子及超氧离子。而且，通过送风装置200a的送风，使氢离子流经针状电极112a或针状电极112a的周围。氢离子接近针状电极112a，则氢离子与在针状电极112a周围的电子相结合而成为氢原子，并与由针状电极112a生成的超氧离子一起从喷出口15a排出到外部。
被排出到外部的氢原子与人体的皮肤相接触。该氢原子使mRNA的浓度降低，所述mRNA是产生皮肤内蛋白质分解酶MMP的遗传因子，随着该mRNA的浓度降低，皮肤内MMP的浓度也降低。从而，阻碍皮肤内蛋白质、即胶源蛋白产生的MMP浓度降低，防止胶源蛋白缺乏的现象，抑制皮肤老化现象之一的皱纹的产生。图8A及图8B为表示皮肤暴露于紫外线时、向皮肤排出或不排出氢原子时的MMP及mRNA的相对浓度的实验数据。横轴C(对照群)表示不使用皮肤老化防止机器时的情形，H(实验群)表示使用皮肤老化防止机器时的情形。实验结果表明，当向皮肤排出氢原子时，MMP及mRNA的浓度降低的效果显著。
图7B为根据本发明的又另一个实施例的皮肤老化防止机器的透视图，而只对与本发明的一个实施例不同的部分进行说明，省略对相同部分的说明。
根据图7B的实施例的皮肤老化防止机器包括箱体20a；空气吸入口21a，形成在箱体20a的后面；氢产生装置100a，用于产生氢；控制单元300a，形成于箱体的一侧；喷出口25a，用于将氢产生装置100a产生的氢原子喷出到皮肤上；发带28a，附着于箱体20a上。
根据本实施例的皮肤老化防止机器具有发带28a而能够带到人的头800a上。发带28a具有能够带到头800a上的长度，为了易于向头800a装御而优选使用弹性材质构成。而且，喷出口25a朝向脸，使得氢原子能够集中放出到脸上。
以上，通过特定的合适的实施例对本发明进行了图示及说明。但是，本发明并不限于上述的实施例，具有本发明所属的技术领域的一般知识的人在不超出所附的权利要求书记载的本发明的技术思想主旨的限度内，可以进行各种修改并实施。
Claims (19)
1.一种头脑活动改善机器，其特征在于包括使脑波及心电图发生变化的气流产生装置。
2.根据权利要求1所述的头脑活动改善机器，其特征在于所述气流产生装置包括：
陶瓷板单元，用于生成氢离子；
电子产生单元，与所述陶瓷板单元相间隔地设置而用于产生电子及负离子。
3.根据权利要求2所述的头脑活动改善机器，其特征在于：
所述陶瓷板单元包括放电电极及感应电极，在所述放电电极与感应电极之间施加正的高电压，则产生氢离子。
4.根据权利要求2所述的头脑活动改善机器，其特征在于，
所述电子产生单元包括针状电极，在所述针状电极上施加负的高电压，则向空气中放出电子；
所述电子与空气中的氧分子结合而生成超氧离子(O2 -)，与所述氢离子(H+)结合而生成氢原子(H)。
5.一种头脑活动改善机器，其特征在于包括：
箱体；
空气吸入口，形成于所述箱体的一侧；
气流产生装置，包括用于生成氢离子的陶瓷板单元以及与所述陶瓷板单元相间隔地设置而用于产生电子及超氧离子的电子产生单元；
喷出口，将由所述气流产生装置产生的超氧离子及氢原子喷出到头部。
6.根据权利要求5所述的头脑活动改善机器，其特征在于，
所述头脑活动改善机器还包括送风装置。
7.根据权利要求5所述的头脑活动改善机器，其特征在于，
所述头脑活动改善机器还包括识别头部的识别传感器。
8.根据权利要求7所述的头脑活动改善机器，其特征在于，
所述头脑活动改善机器还包括用于控制动作的控制单元。
9.根据权利要求8所述的头脑活动改善机器，其特征在于，
所述头脑活动改善机器在所述空气吸入口还包括灰尘过滤器。
10.根据权利要求8所述的头脑活动改善机器，其特征在于，
所述识别传感器用于识别头部的前面。
11.根据权利要求8所述的头脑活动改善机器，其特征在于，
所述识别传感器用于识别头部的右侧面。
12.根据权利要求10或11所述的头脑活动改善机器，其特征在于，
所述头脑活动改善机器还包括旋转电机，根据所述识别传感器所识别的部位旋转喷出口的方向。
13.一种皮肤老化防止机器，其特征在于包括：
箱体；
空气吸入口，形成于所述箱体的一侧；
氢产生装置，用于产生氢原子；
喷出口，将由所述氢产生装置产生的氢原子喷出到皮肤；其中，
所述氢产生装置包括用于产生氢离子的陶瓷板单元以及与所述陶瓷板单元相间隔地设置而用于产生电子的电子产生单元。
14.根据权利要求13所述的皮肤老化防止机器，其特征在于，
所述陶瓷板单元包括放电电极及感应电极，在所述放电电极与感应电极之间施加正的高电压，则产生氢离子。
15.根据权利要求13所述的皮肤老化防止机器，其特征在于，
所述电子产生单元为针状电极，在所述针状电极上施加负的高电压，则向空气中放出电子，所述电子与所述氢离子结合而生成氢原子(H)。
16.根据权利要求15所述的皮肤老化防止机器，其特征在于，
所述氢原子使皮肤内基质金属蛋白酶的浓度降低。
17.根据权利要求15所述的皮肤老化防止机器，其特征在于，
所述皮肤老化防止机器还包括送风装置，用于将由所述陶瓷板单元生成的氢离子送到由所述针状电极放出的电子一方。
18.根据权利要求17所述的皮肤老化防止机器，其特征在于，
所述皮肤老化防止机器还包括用于控制所述氢产生装置及送风装置的控制单元。
19.根据权利要求13所述的皮肤老化防止机器，其特征在于，
所述皮肤老化防止机器还包括用于带到头上的发带。
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