ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El sistema nervioso central puede manipularse a través de vías sensoriales. En este caso, resulta de interés un método de resonancia en el que la estimulación sensorial periódica evoca una respuesta fisiológica que alcanza su punto máximo en determinadas frecuencias de estímulo. Esto ocurre, por ejemplo, cuando se mece a un bebé, lo que normalmente proporciona relajación a frecuencias cercanas a 1/2 Hz. El punto máximo de la respuesta fisiológica en función de la frecuencia sugiere que se trata aquí de un mecanismo de resonancia, en el que las señales sensoriales periódicas evocan una excitación de modos oscilatorios en determinados circuitos neuronales. La vía sensorial implicada en el ejemplo del mecedor es el nervio vestibular. Sin embargo, se puede obtener una respuesta relajante similar a frecuencias muy similares acariciando suavemente el pelo de un niño o administrando pulsos de calor débiles a la piel, como se explica en la patente de EE. UU. n.º 5.800.481, del 1 de septiembre de 1998. Estos tres tipos de estimulación implican diferentes modalidades sensoriales, pero la similitud en las respuestas y frecuencias efectivas sugiere que el circuito neuronal resonante es el mismo. Al parecer, la resonancia puede excitarse a través de vías vestibulares o de vías sensoriales cutáneas que transportan información táctil o de temperatura.

Cerca de 2,5 Hz se ha descubierto otra resonancia sensorial que puede ser excitada por pulsos de calor débiles inducidos en la piel, como se analiza en la patente estadounidense n.º 5.800.481, del 1 de septiembre de 1998. Esta resonancia sensorial produce una ralentización de ciertas funciones corticales, como lo indica un aumento pronunciado del tiempo necesario para contar en silencio hacia atrás desde 100 hasta 70 con los ojos cerrados. El efecto depende marcadamente de la frecuencia, como lo demuestra un pico de respuesta de apenas 0,13 Hz de ancho. Se descubrió que la resonancia de 2,5 Hz excitada térmicamente también causa somnolencia y, después de una exposición prolongada, mareos y desorientación.

Otros tipos de estimulación más oscuros, en forma de campos magnéticos débiles o campos eléctricos externos débiles, también pueden provocar la excitación de resonancias sensoriales, como

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Los experimentos han demostrado que la estimulación acústica atmosférica de intensidad profundamente subliminal puede excitar en un sujeto humano las resonancias sensoriales cercanas a 1/2 Hz y 2,5 Hz. La resonancia de 1/2 Hz se caracteriza por ptosis de los párpados, relajación, somnolencia, sonrisa tónica, tensión o excitación sexual, dependiendo de la frecuencia acústica precisa cercana a 1/2 Hz que se utilice. Los efectos observables de la resonancia de 2,5 Hz incluyen una ralentización de ciertas funciones corticales, somnolencia y, después de una exposición prolongada, mareos y desorientación. El hallazgo de que estas resonancias sensoriales pueden ser excitadas por señales acústicas atmosféricas de intensidad profundamente subliminal abre el camino a un aparato y método para la manipulación acústica del sistema nervioso de un sujeto, en el que se inducen pulsos acústicos débiles en la atmósfera en los oídos del sujeto, y la frecuencia del pulso se sintoniza con la frecuencia de resonancia de la resonancia sensorial seleccionada. El método puede ser utilizado por el público en general para controlar el insomnio y la ansiedad, y para facilitar la relajación y la excitación sexual. El uso clínico del método incluye el control y quizás el tratamiento de trastornos de ansiedad, temblores y convulsiones. Una realización adecuada para estas aplicaciones es un pequeño radiador acústico subauditivo portátil alimentado por batería que puede sintonizarse con la frecuencia de resonancia de la resonancia sensorial seleccionada.

Existe una modalidad de realización adecuada para operaciones de aplicación de la ley en las que se manipula el sistema nervioso de un sujeto desde una distancia considerable, como en una situación de enfrentamiento. Los pulsos acústicos subauditivos subliminales en la ubicación del sujeto pueden entonces ser inducidos por ondas acústicas que irradian desde un monopolo acústico de ventilación, o por un chorro de aire pulsado, especialmente cuando se dirige al sujeto o a otra superficie material, donde las fluctuaciones de la velocidad del chorro se convierten total o parcialmente en fluctuaciones de presión estática.

Los efectos fisiológicos descritos se producen únicamente si la intensidad de la estimulación acústica se encuentra dentro de un rango determinado, denominado ventana de intensidad efectiva. Esta ventana se ha medido de forma exploratoria para la resonancia de 2,5 Hz.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La FIG. 1 ilustra una realización preferida en la que se utiliza un chorro de aire modulado para inducir pulsos acústicos subliminales en la atmósfera en los oídos del sujeto, con el propósito de manipular el sistema nervioso del sujeto.

La FIG. 2 muestra una realización en la que se produce un chorro de aire pulsado modulando el flujo de un ventilador mediante una válvula de lámina cilíndrica que es accionada por una bobina móvil.

La FIG. 3 muestra esquemáticamente un monopolo acústico operado por una válvula solenoide.

La FIG. 4 muestra el circuito de un generador simple para producir pulsos de voltaje que accionan un altavoz piezoeléctrico.

La FIG. 5 muestra un dispositivo portátil alimentado por batería que contiene el circuito y el altavoz piezoeléctrico de la FIG. 4.

La FIG. 6 muestra esquemáticamente un generador de pulsos caóticos.

La FIG. 7 muestra un circuito para generar una onda compleja.

La FIG. 8 ilustra una aplicación en una situación de enfrentamiento entre las fuerzas del orden.

La FIG. 9 contiene datos experimentales que muestran la excitación de la resonancia sensorial cerca de 2,5 Hz y la ventana de intensidad efectiva.

La FIG. 10 muestra datos experimentales que muestran que la excitación sensorial se produce a través del canal auditivo.

La FIG. 11 muestra la acumulación de la respuesta fisiológica a la estimulación acústica.

La FIG. 12 muestra esquemáticamente un monopolo acústico operado por una válvula giratoria.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En nuestro laboratorio se ha descubierto que los pulsos acústicos atmosféricos profundamente subliminales con una frecuencia cercana a 1/2 Hz pueden provocar en un sujeto humano una respuesta del sistema nervioso que incluye ptosis de los párpados, relajación, somnolencia, sensación de presión en un punto centrado en la frente, ver patrones móviles de color púrpura oscuro y amarillo verdoso con los ojos cerrados, una sensación suave y cálida en el estómago, una sonrisa tónica, un “nudo” en el estómago, heces blandas repentinas y excitación sexual, dependiendo de la frecuencia acústica precisa utilizada. Estas respuestas muestran que esta resonancia sensorial involucra al sistema nervioso autónomo.

El aumento brusco de los efectos fisiológicos con la frecuencia sugiere un mecanismo de resonancia, en el que la estimulación acústica, aunque subliminal, provoca la excitación de una resonancia en ciertos circuitos neuronales. Dado que las frecuencias y las respuestas son similares a las de la resonancia sensorial de 1/2 Hz analizada en la sección Antecedentes, parece que la resonancia excitada por la estimulación acústica descrita es de hecho la resonancia sensorial de 1/2 Hz. Se ha descubierto que la resonancia sensorial de 2,5 Hz también puede excitarse acústicamente. Esta resonancia sensorial provoca la ralentización de ciertos procesos corticales, somnolencia y, finalmente, mareos y desorientación.

Las reacciones fisiológicas descritas se pueden evitar si se llevan tapones para los oídos ajustados. Esto demuestra que la excitación se produce a través del conducto auditivo externo, de modo que la estimulación se produce a través del nervio auditivo o del nervio vestibular. Las frecuencias cercanas a 1/2 Hz o 2,5 Hz son demasiado bajas para estimular el aparato coclear, pero están dentro del rango de respuesta de las células ciliadas del órgano vestibular terminal. Además, existe una vía acústica de baja frecuencia hacia el órgano vestibular terminal gracias al conducto reuniens, que proporciona una conexión fluida entre la cóclea y el órgano vestibular. El estrecho conducto atenúa gravemente las señales acústicas y actúa como un filtro de paso bajo con una frecuencia de corte muy baja. Las señales acústicas subaudio, es decir, las señales acústicas con frecuencias de hasta 15 Hz, pueden penetrar quizás hasta el órgano vestibular con suficiente fuerza para estimular las células ciliadas vestibulares, extremadamente sensibles.

En el caso de las resonancias de 1/2 Hz y 2,5 Hz, las respuestas fisiológicas descritas se observan únicamente si la intensidad acústica se encuentra en un intervalo determinado, denominado ventana de intensidad efectiva. Los niveles de intensidad acústica en esta ventana están muy por debajo del umbral auditivo humano, de modo que los sujetos expuestos no perciben los pulsos acústicos de ninguna otra forma que no sea a través de los efectos fisiológicos mencionados. Se cree que el límite superior de la ventana de intensidad efectiva se debe a los circuitos neuronales de protección contra las señales molestas que impiden que las señales molestas repetitivas sean procesadas a un nivel superior.

Las señales acústicas utilizadas para la excitación de las resonancias sensoriales tienen la naturaleza de pulsos. Los pulsos pueden ser cuadrados, trapezoidales o triangulares, o versiones redondeadas de estas formas. Sin embargo, dependiendo de la frecuencia del pulso, los armónicos fuertes con frecuencias en el rango audible podrían estimular el aparato coclear. Esto se puede evitar utilizando ondas sinusoidales u otras ondas adecuadamente redondeadas con bajo contenido armónico.

Los pulsos acústicos se producen en el aire atmosférico; incluso cuando se administran con auriculares, los pulsos en el oído del sujeto constituyen pulsos de presión y flujo en el aire atmosférico local.

Las frecuencias de resonancia de las resonancias sensoriales de 1/2 Hz y 2,5 Hz se encuentran respectivamente cerca de 1/2 y 2,5 Hz. Los diferentes efectos fisiológicos mencionados ocurren a frecuencias ligeramente diferentes. Por lo tanto, uno puede sintonizar para somnolencia o excitación sexual, según se desee. También se espera que la frecuencia de resonancia precisa dependa ligeramente del sujeto y del estado de los sistemas nervioso y endocrino, pero se puede medir fácilmente sintonizando la frecuencia del pulso acústico para obtener el máximo efecto fisiológico. Además de las resonancias cerca de 1/2 y 2,5 Hz, quizás se puedan encontrar otras resonancias sensoriales, y se espera que aquellas con frecuencias de resonancia por debajo de 15 Hz sean excitables acústicamente a través del nervio vestibular, ya que las células pilosas vestibulares son sensibles en este rango de frecuencia.

El descubrimiento de que la estimulación acústica subaudio profundamente subliminal puede influir en el sistema nervioso central sugiere un método y un aparato para manipular el sistema nervioso de un sujeto induciendo pulsos acústicos atmosféricos subliminales de frecuencia subaudio en los oídos del sujeto. Al hacerlo, se puede explotar además el mecanismo de resonancia sensorial, pero hay aplicaciones importantes en las que esto no se hace. Por ejemplo, la manipulación acústica subliminal del sistema nervioso se puede utilizar clínicamente para el control de temblores y convulsiones, desafinando la actividad oscilatoria patológica de los circuitos neuronales que se produce en estos trastornos. Esto se puede hacer eligiendo una frecuencia acústica que sea ligeramente diferente de la frecuencia de la oscilación patológica. Las señales neuronales evocadas provocan entonces cambios de fase que pueden disminuir o extinguir la oscilación. La explotación del mecanismo de resonancia sintonizando las señales acústicas a la frecuencia de resonancia de una resonancia sensorial seleccionada permite otras formas de manipulación, como el control del insomnio y la ansiedad, o la facilitación de la excitación sexual.

En ambos casos, los impulsos acústicos subauditivos subliminales requeridos pueden ser inducidos en uno o ambos oídos del sujeto mediante auriculares con una respuesta de baja frecuencia adecuada, ondas acústicas generadas por una fuente acústica y propagadas a través de la atmósfera, o mediante un chorro pulsado de gas (que puede ser aire), dirigido preferentemente a una superficie material abierta a la atmósfera, como una pared o la piel o la ropa del sujeto. En la zona de impacto, especialmente cuando la superficie está orientada sustancialmente perpendicular al chorro, se generan entonces impulsos de presión atmosférica en virtud del efecto de ariete, en el que las fluctuaciones de la velocidad del flujo se convierten total o parcialmente en fluctuaciones de presión estática. Si la superficie material sobre la que incide el chorro incluye los oídos del sujeto, entonces estos impulsos de presión provocan una estimulación directa del sujeto, pero los impulsos también se propagan a través de la atmósfera hasta los oídos del sujeto en virtud de la propagación de ondas acústicas a lo largo de caminos accesibles.

La inducción de pulsos acústicos atmosféricos por un chorro de aire pulsado que avanza en la atmósfera y se dirige a un sujeto se muestra en la FIG. 1, donde un soplador 1, etiquetado como “FAN”, produce un chorro de aire 2 que está dirigido a un sujeto 3. El ventilador está alimentado por un fuente de alimentación 4, rotulado “SUPPLY”. En el ventilador, la tensión de alimentación se modula de forma pulsada mediante un relé 5 controlado por el generador 6, denominado “GENERADOR”, a través de pulsos de voltaje 7 suministrados a bobinados de electroimán 8. Un usuario puede ajustar la frecuencia de los pulsos con el control de sintonización 9. La pulsación del voltaje suministrado al ventilador hace que flujo de momento 10 del chorro de aire que se va a modular de forma pulsada. Al incidir sobre una superficie material como la piel del sujeto 3, el chorro pulsado induce pulsos de presión acústica en los oídos 11 del sujeto. El efecto acústico atmosférico del chorro se complica por el hecho de que la región de la entrada del ventilador sufre una fluctuación de presión estática como resultado de la modulación del flujo de momento del chorro. Por lo tanto, existen dos monopolos acústicos distintos, uno en la entrada del ventilador y el otro en el área de impacto del chorro sobre la superficie material. Los monopolos irradian con una diferencia de fase que está determinada por la velocidad del chorro, la frecuencia de modulación y la distancia entre el ventilador y el área de impacto. La presión sonora resultante en los oídos del sujeto se puede analizar con potenciales retardados como se analiza, por ejemplo, por Morse y Feshbach (1953). Incluso un chorro que no incide sobre una superficie material irradia en virtud del monopolo acústico en la entrada del ventilador.

Cuando la piel del sujeto se expone al flujo de gas del chorro, o al flujo de aire atmosférico arrastrado por el chorro, el flujo fluctuará de forma pulsada, de modo que se produce un flujo de calor periódico por transporte convectivo y evaporación del sudor. La fluctuación periódica resultante de la temperatura de la piel puede excitar una resonancia sensorial, como se analiza en la patente estadounidense n.º 5.800.481, del 1 de septiembre de 1998. Por lo tanto, el aparato de la figura 1 puede provocar la excitación de una resonancia sensorial a través de dos vías sensoriales separadas, a saber, el nervio vestibular y las aferencias de los receptores de temperatura cutáneos. La intensidad de la estimulación térmica depende del área de la piel y del tipo de piel expuesta al flujo fluctuante. La cara es particularmente sensible, especialmente los labios. La excitación de resonancias sensoriales de dos canales necesita una investigación más profunda. En cualquier situación particular, el canal vestibular se puede bloquear utilizando tapones para los oídos.

También se puede obtener un chorro de aire con flujo de momento pulsado como se ilustra en la FIG. 2. Se muestra un admirador 1, con la etiqueta “FAN”, que descarga en el colector 12. El flujo de aire en el colector puede ser parcialmente obstruido por una válvula de lámina 13 en forma de una lámina cilíndrica perforada. La válvula de lámina lleva una bobina móvil 14 que está situada en el campo de una imán permanente 15, a la manera de los altavoces electromagnéticos convencionales. Cuando no fluye corriente a través de la bobina móvil, la válvula de lámina se mantiene en posición de equilibrio mediante resortes 16. En esta posición, la perforación 17 en la lámina está alineada con el paso de flujo permitiendo un flujo esencialmente sin impedimentos a través del colector y hacia afuera por la salida 18, de modo que se forma un chorro 19 en la atmósfera. El envío de un pulso de corriente a través de la bobina móvil 14 hace que la válvula de lámina se muestre en la dirección axial, obstruyendo así parcialmente el flujo de aire a través del colector. Debido a la baja inercia de la válvula de lámina, la disposición permite una modulación de pulso eficiente del flujo de momento del chorro.

Un sistema de modulación algo diferente se puede obtener con una válvula de lámina cilíndrica giratoria que tiene uno o más orificios a lo largo de su periferia, y que está adyacente a una cubierta cilíndrica estacionaria que tiene orificios correspondientes, de modo que la rotación de la válvula causa la modulación del flujo de aire a través de los orificios. La válvula gira mediante un motor paso a paso impulsado por pulsos de voltaje. Estos últimos se obtienen de un generador que está controlado por un sintonizador.

También se puede utilizar la propagación directa de ondas acústicas para inducir los pulsos acústicos atmosféricos necesarios. En este caso, resulta ventajoso emplear como fuente de ondas un monopolo acústico, ya que en estos casos la presión acústica no disminuye tan rápidamente con el aumento de la distancia como en el caso de los dipolos. Además, en las frecuencias muy bajas involucradas, el cortocircuito de la presión acústica a través de un deflector de altavoz convencional es muy grave. Un altavoz sellado montado en una caja hermética elimina este cortocircuito de presión y radia ondas acústicas con un componente monopolar relativamente grande.

También se puede producir un monopolo acústico haciendo que una fuente de gas presurizado se ventile a través de un orificio hacia la atmósfera de manera pulsada. El gas puede ser aire. Alternativamente, se puede hacer que una fuente de aire a baja presión inhale aire atmosférico a través de un orificio de manera pulsada. Estas acciones se logran fácilmente mediante una válvula oscilante o giratoria. Para fines de discusión, es conveniente introducir el concepto de flujo gaseoso a través del orificio, definido como la integral del componente de velocidad de flujo normal sobre una superficie imaginaria que tapa firmemente el orificio, siendo el componente normal perpendicular al elemento de superficie local y se considera positivo si el flujo se dirige hacia la atmósfera ambiente. El flujo gaseoso tiene la dimensión de m3 ^/ s. Para el caso de una fuente de gas presurizado, el flujo gaseoso es positivo y se debe a la ventilación del gas a la atmósfera. Para el caso de una fuente de vacío, el flujo gaseoso es negativo y se debe al aire atmosférico que ingresa al orificio. La intensidad del monopolo acústico se expresa como la amplitud de la fluctuación del flujo gaseoso, que se define como la mitad de la variación de pico a pico. El concepto de flujo gaseoso permite un análisis unificado de la ventilación de monopolos acústicos que utilizan una fuente de gas presurizado o una fuente de vacío, o ambas.

La fuente de aire presurizado podría ser un cilindro con gas presurizado, como un cartucho de CO2 _. Para uso personal, un cartucho de este tipo puede durar mucho tiempo porque solo se necesitan intensidades monopolares acústicas muy pequeñas para la inducción de las débiles señales acústicas requeridas. Para un funcionamiento a largo plazo y de largo alcance, el puerto de escape de una bomba de aire puede servir como fuente de aire presurizado, y el puerto de admisión podría usarse como fuente de vacío.

En la figura 12 se muestra un monopolo acústico de ventilación simple, donde la fuente 63 de gas presurizado, que puede ser aire, está conectada a un conducto 69 que tiene un orificio 65 que está abierto a la atmósfera. Una válvula giratoria 66 rotulada “VALVE” controla el flujo gaseoso a través del orificio. La válvula gira mediante un motor paso a paso 67 rotulado “MOTOR”, accionado por pulsos de voltaje del generador 68 rotulado “GENERATOR”. La velocidad del motor está determinada por la frecuencia de los pulsos de voltaje. Esta frecuencia se puede seleccionar mediante el sintonizador 70, que por tanto controla la frecuencia de los pulsos acústicos emitidos por el orificio 65. En el caso del orificio simple mostrado, puede producirse una separación de la capa límite en la salida, de modo que los pulsos de aire emergen en forma de chorros. Esto provoca componentes dipolares y multipolares superiores en el campo acústico irradiado. Si se desea, dichos componentes de radiación se pueden evitar o reducir colocando una pantalla de malla fina esférica o en forma de cúpula sobre el campo acústico. orificio 65. En lugar de contener gas presurizado, la fuente 63 puede contener un vacío. En ambos casos, la pulsación del flujo gaseoso provoca la radiación de ondas acústicas de tipo monopolar. La fuente 63 puede ser recargada mediante una bomba.

La operación push-pull se puede lograr de la manera que se muestra en la FIG. 3. bomba de aire 20, etiquetado como “PUMP”, con puertos de flujo 64, presuriza el recipiente de presión 21 mientras crea un vacío en el recipiente de vacío 22. Una válvula 23 es operada por el solenoide 24 de manera que admita alternativamente aire de alta y baja presión al conducto 26. Este último se ventila a la atmósfera a través de un pantalla 55 colocada a través de un orificio 27 que está abierto a la atmósfera. La válvula está controlada por un oscilador que consiste en el solenoide 24, que está conectado a la generador de pulsos 6, rotulado “GENERADOR”. La frecuencia de los pulsos de corriente eléctrica a través del solenoide está determinada por el ajuste del control de sintonización 9. Esta frecuencia se debe ajustar a la frecuencia de resonancia de la resonancia sensorial que se desea excitar. El ajuste puede ser realizado manualmente por un usuario. El conducto 26 está estructurado como un difusor para evitar la separación de la capa límite durante la fase de escape; la pantalla a través del orificio 27 inhibe la formación de un chorro, proporcionando así una onda acústica de tipo monopolar más cercana. Durante la fase de admisión, el orificio actúa como un sumidero; se ilustran las líneas de corriente 28 del flujo resultante. Los recipientes 21 y 22 suavizan las fluctuaciones de flujo a través del orificio que se deben a las fluctuaciones de flujo a través de la bomba; se dibujan a una escala relativamente pequeña para lograr una mayor compacidad. En lugar de la válvula oscilante 23, se puede utilizar una válvula giratoria, accionada por un motor paso a paso alimentado por pulsos de voltaje de un generador.

Se pueden utilizar altavoces convencionales además de la fuente de radiación acústica. En la figura 4 se muestra un ejemplo, en el que el transductor piezoeléctrico 37 es accionado por un generador de pulsos simple alimentado por batería construido alrededor de dos Temporizadores RC 30 y 31. El temporizador 30 (Intersil ICM7555, por ejemplo) está conectado para un funcionamiento astable; produce un voltaje de onda cuadrada con una frecuencia determinada por el condensador 33 y el potenciómetro 32, que sirve como sintonizador que puede ser operado por un usuario. El voltaje de onda cuadrada en la salida 34 activa el CONDUJO 35, y aparece en uno de los terminales de salida 36, ​​después de la división de tensión por el potenciómetro 71. La otra salida está conectada a la alimentación negativa. Los terminales de salida 36 están conectados al altavoz piezoeléctrico. Apagado automático de la tensión que alimenta el minutero 30 en el punto 38 se proporciona mediante un segundo temporizador 31, conectado para funcionamiento monoestable. El apagado se produce después de un intervalo de tiempo determinado por la resistencia 39 y condensador 40. El temporizador 31 se alimenta mediante una batería de 9 voltios 41, a través de un interruptor 42. El redondeo opcional de la onda cuadrada se realiza mediante un circuito RC que consta de una resistencia 43 y un condensador 44. Se puede utilizar una carcasa hermética opcional 29 para el altavoz 37, con el fin de mejorar el componente monopolar de la señal acústica radiada. En lugar de un altavoz piezoeléctrico se puede utilizar un altavoz electromagnético con una bobina móvil. Debido a la baja impedancia de la bobina móvil, se debe incluir una resistencia en el circuito de salida para mantener las corrientes de salida a valores bajos, de modo que se pueda alimentar el dispositivo con una batería. Las corrientes pequeñas de la bobina móvil son suficientes para las bajas potencias acústicas requeridas.

Las frecuencias de pulso bajas se pueden monitorear con el CONDUJO 35 de la FIG. 3. El LED parpadea con la onda cuadrada y funciona también como indicador de potencia. La frecuencia de pulso se puede determinar leyendo un reloj y contando los pulsos de luz del LED. Para frecuencias más altas, se puede seguir utilizando un LED de control, si se activa con una señal obtenida por división de frecuencia de la señal del generador.

El apagado automático descrito anteriormente es un ejemplo de control automático del voltaje generado; otras formas de control más sofisticadas implican secuencias de frecuencia automáticas. Se puede utilizar un ordenador que ejecute un programa de temporización simple para generar todo tipo de ondas cuadradas que se puedan poner a disposición en un puerto de ordenador. Una versión económica y compacta de este tipo de dispositivo es la que ofrece el Basic Stamp fabricado por Parallax Inc., Rocklin, California, que tiene una EEPROM integrada que se puede programar para el control automático de los pulsos generados, por ejemplo, para proporcionar los tiempos de encendido y apagado deseados, programas de frecuencia u ondas caóticas. Las ondas cuadradas se pueden redondear mediante circuitos RC y suavizar aún más mediante integración y filtrado.

Un empaquetado compacto del dispositivo tal como se muestra en la FIG. 4 se representa en la FIG. 5 donde todas las partes del circuito y el altavoz, de tipo piezoeléctrico o de bobina móvil, están contenidos en una pequeña carcasa 62. Se muestra el altavoz 37, etiquetado como “SPEAKER”, accionado por el generador 6, etiquetado como “GENERADOR”, con sintonización control 9, CONDUJO 35, batería 41 e interruptor de encendido 42. El LED también sirve como marca para el dial de control de sintonización. Con el circuito de la FIG. 4, el dispositivo consume tan poca corriente que puede usarse durante varios meses como ayuda para dormir, con una sola batería de 9 voltios.

Con el fin de impedir la habituación a la estimulación, se pueden introducir características irregulares en el tren de pulsos, como pequeñas variaciones de frecuencia a corto plazo de naturaleza caótica o estocástica. Dichos pulsos acústicos caóticos o estocásticos pueden provocar la excitación de una resonancia sensorial, siempre que la frecuencia de pulso promedio esté próxima a la frecuencia de resonancia sensorial apropiada. Se puede generar una onda cuadrada caótica simplemente mediante el acoplamiento cruzado de dos temporizadores. La FIG. 6 muestra una conexión de este tipo, en la que los temporizadores 72 y 73, cada uno etiquetado como “TIMER”, tienen sus pines de salida 74 y 75 conectados de forma cruzada a los pines de voltaje de control 76 y 77 de cada uno, a través de resistencias 78 y 79. Los pines de voltaje de control 76 y 75 tienen condensadores 80 y 81 a tierra. Si los temporizadores están conectados para un funcionamiento astable con frecuencias ligeramente diferentes y se eligen valores apropiados para las resistencias de acoplamiento y los condensadores, la salida de cualquiera de los temporizadores es una onda cuadrada caótica con un atractor ovalado. Los parámetros del circuito de ejemplo son: R ₇₈ = 440 KΩ, R ₇₉ = 700 KΩ, C ₈₀ = 4,7 μF, C ₈₁ = 4,7 μF, con (RC) ₇₂ = 0,83 s y (RC) ₇₃ = 1,1 s. Para estos parámetros, la salida 74 del temporizador 72 es una onda cuadrada caótica con un espectro de potencia que tiene picos grandes a 0,46 Hz y 0,59 Hz. La onda caótica resultante es adecuada para la excitación de la resonancia de 1/2 Hz.

Se puede utilizar una onda compleja para la excitación conjunta de dos resonancias sensoriales diferentes. En la figura 7 se muestra un generador simple de una onda compleja, adecuado para la excitación conjunta de la resonancia autónoma de 1/2 Hz y la resonancia cortical de 2,5 Hz. Los temporizadores 82 y 83 están dispuestos para producir ondas cuadradas de frecuencias f1 _y f2 _{respectivamente} , donde f1 _está cerca de 2,5 Hz y f2 _está cerca de 1/2 Hz. Las salidas 84 y 85 de los temporizadores están conectadas a las entradas de una compuerta AND 86. La salida 87 de la compuerta AND presenta una onda cuadrada de frecuencia f1 _, modulada en amplitud por una onda cuadrada de frecuencia f2 _, como se indica mediante el tren de pulsos 88.

Las ondas de muy baja frecuencia necesarias para la estimulación acústica del nervio vestibular también pueden ser proporcionadas por un sistema de sonido en el que se añaden pulsos subauditivos débiles al material de programa de audio audible. Esto puede hacerse de la manera habitual, añadiendo las corrientes de estas señales a la entrada inversora de un amplificador operacional. La amplitud de los pulsos se elige de tal manera que la fuerza de los pulsos acústicos resultantes se encuentre en la ventana de intensidad efectiva. Los experimentos en nuestro laboratorio han demostrado que la presencia de señales audibles, como la música o el habla, no interfiere con la excitación de las resonancias sensoriales.

La invención también puede implementarse como una cinta de sonido o un CD ROM que contiene material de programa de audio audible junto con señales de subaudio subliminales. La grabación puede realizarse mezclando las señales de audio y subaudio de la manera habitual. Al elegir el nivel de la señal de subaudio, se debe compensar la respuesta de frecuencia deficiente de la grabadora y de la electrónica, en las frecuencias de subaudio ultrabajas utilizadas.

La actividad oscilatoria patológica neuronal que interviene en las convulsiones epilépticas y en la enfermedad de Parkinson está influida por el entorno químico del circuito neuronal implicado. Dado que la excitación de una resonancia sensorial puede provocar un cambio en el entorno químico, la actividad oscilatoria patológica puede verse influida por la resonancia. Por lo tanto, la excitación acústica analizada puede ser útil para el control y quizás el tratamiento de los temblores y las convulsiones. El uso frecuente de dicho control puede permitir un tratamiento de los trastornos en virtud de la facilitación y el condicionamiento clásico.

En este método, así como en el de desafinación comentado anteriormente, un paciente epiléptico puede activar la estimulación acústica al detectar un precursor de una convulsión.

Dado que el sistema nervioso autónomo está influenciado por la resonancia sensorial 1/2, la excitación acústica de la resonancia puede utilizarse para el control y quizás el tratamiento de los trastornos de ansiedad.

La invención puede materializarse como un arma no letal que induce desorientación y otras molestias de forma remota en sujetos objetivo. Se puede obtener fácilmente una gran potencia acústica con monopolos acústicos del tipo representado en la FIG. 3 o la FIG. 12. Si es necesario mantener una distancia considerable con respecto al sujeto, como en una situación de enfrentamiento policial ilustrada en la FIG. 8, se pueden utilizar varios monopolos, y entonces puede resultar importante tener diferencias de fase entre las señales acústicas de los monopolos individuales dispuestos de tal manera que se maximice la amplitud de la señal acústica resultante en la ubicación 52 del sujeto. Se muestran cuatro coches patrulla 53, cada uno equipado con un monopolo acústico capaz de generar pulsos atmosféricos de una frecuencia apropiada para la excitación de resonancias sensoriales. Las fases relativas de los pulsos emitidos están dispuestas de tal manera que compensan las diferencias de longitudes de trayectoria acústica 54, de modo que los pulsos llegan a la ubicación del sujeto 52 con sustancialmente la misma fase, lo que da como resultado una interferencia constructiva de las ondas acústicas locales. Esta disposición se puede lograr fácilmente mediante el uso de señales de radio entre las unidades monopolares, con las distancias objetivo marcadas manualmente o medidas automáticamente con un telémetro. Las señales acústicas subauditivas pueden penetrar fácilmente en una casa a través de una ventana abierta, una chimenea o una rendija debajo de una puerta cerrada.

A continuación se comentarán algunos de nuestros experimentos sobre la excitación acústica de las resonancias sensoriales que sirven de base a la presente invención. De todas las respuestas a la excitación de la resonancia de 1/2 Hz, la ptosis de los párpados se destaca por su claridad, facilidad de detección y sensibilidad. Cuando se renuncia al control voluntario de los párpados, la posición de los mismos se determina por las actividades relativas de los sistemas nerviosos simpático y parasimpático. Hay dos formas en las que la ptosis puede utilizarse como indicador de que el sistema autónomo está siendo afectado. En la primera, el sujeto simplemente relaja el control sobre los párpados y no hace ningún esfuerzo por corregir la caída. El segundo método, más sensible, requiere que el sujeto cierre primero los ojos hasta la mitad. Mientras mantiene esta posición de los párpados, los ojos se giran hacia arriba, mientras se renuncia al control voluntario de los párpados. Con los globos oculares hacia arriba, la ptosis reducirá la cantidad de luz admitida en los ojos, y con la ptosis completa la luz se corta por completo. El segundo método es muy sensible porque la presión ejercida sobre los globos oculares por los párpados parcialmente cerrados aumenta la actividad parasimpática. Como resultado, la posición del párpado se vuelve algo lábil, mostrando un ligero aleteo. El estado lábil es sensible a pequeños cambios en las actividades de los sistemas simpático y parasimpático. El método funciona mejor cuando el sujeto está acostado boca arriba y frente a una pared blanca de color claro moderadamente iluminada.

La frecuencia en la que la ptosis alcanza su máximo nivel se denomina frecuencia de ptosis. Esta frecuencia depende en cierta medida del estado de los sistemas nervioso y endocrino, y al principio sufre una tendencia descendente, rápida al principio y más lenta con el tiempo. La frecuencia de ptosis se puede seguir en su tendencia descendente mediante un seguimiento manual de la frecuencia destinado a mantener la ptosis en un máximo. En una frecuencia fija, la ptosis temprana se puede mantener en un estado aproximadamente estable apagando la estimulación acústica tan pronto como la ptosis comienza a disminuir, después de lo cual la ptosis experimenta un aumento seguido de una disminución. La estimulación acústica se vuelve a encender tan pronto como se percibe la disminución, y el ciclo se repite.

En frecuencias fijas cercanas a 1/2 Hz, la ptosis sube y baja lentamente con un período que oscila entre aproximadamente 3 minutos, dependiendo de la frecuencia acústica precisa utilizada. Se ha descubierto que el comportamiento temporal de la frecuencia de la ptosis depende de la intensidad del pulso acústico; la deriva y la amplitud del ciclo son menores cerca del extremo inferior de la ventana de intensidad efectiva. Esto sugiere que la deriva y el ciclo de la frecuencia de la ptosis se deben a la modulación química, en la que el entorno químico de los circuitos neuronales involucrados afecta la frecuencia de resonancia de estos circuitos, mientras que el propio entorno se ve influenciado por la resonancia de manera retardada. Las concentraciones pertinentes se ven afectadas por la producción, la difusión y la recaptación de las sustancias involucradas. Debido al tiempo característico bastante largo del cambio de frecuencia de la ptosis, como lo demuestra, por ejemplo, el período del ciclo que dura 3 minutos o más, se sospecha que la difusión desempeña un papel de control de la velocidad en el proceso.

Se midieron las frecuencias de resonancia de los diferentes componentes de la resonancia sensorial de 1/2 Hz, utilizando ondas sinusoidales acústicas con una presión sonora de 2×10 ^-9 N/m ² en el oído izquierdo del sujeto. La ptosis alcanzó un estado estable a una frecuencia de 0,545 Hz. La excitación sexual se produjo a dos frecuencias, 0,530 Hz y 0,597 Hz, respectivamente por debajo y por encima de la frecuencia de ptosis en estado estable. Para frecuencias de 0,480 Hz y 0,527 Hz, el sujeto se quedó dormido, mientras que la tensión se experimentó en el rango de 0,600 a 0,617 Hz.

La resonancia cerca de 2,5 Hz puede detectarse como un aumento pronunciado del tiempo necesario para contar en silencio hacia atrás desde 100 hasta 70, con los ojos cerrados. El conteo se realiza con la “voz silenciosa”, que implica la activación motora de la laringe en función de los números que se van a pronunciar, pero sin paso de aire ni movimiento de los músculos de la boca. La activación motora provoca una retroalimentación en forma de sensación de estrés visceral en la laringe. Contar con la voz silenciosa es diferente de simplemente pensar en los números, que no produce una sensación de estrés y no es un detector sensible del estado de resonancia. La retroalimentación de estrés de la laringe constituye una entrada visceral al cerebro y, por lo tanto, puede influir en la amplitud de la resonancia. Esta influencia no deseada se mantiene al mínimo utilizando el conteo con moderación en las ejecuciones experimentales. Dado que el conteo es un proceso cortical, la resonancia de 2,5 Hz se denomina resonancia sensorial cortical, a diferencia de la resonancia autónoma que se produce cerca de 1/2 Hz. Además de afectar el conteo silencioso, se espera que la resonancia de 2,5 Hz influya también en otros procesos corticales. También se ha descubierto que tiene un efecto inductor del sueño. Las exposiciones muy prolongadas provocan mareos y desorientación. La frecuencia de 2,5 Hz plantea inquietudes sobre la aparición de ataques epilépticos; por lo tanto, el público en general no debería utilizar la resonancia de 2,5 Hz a menos que esta inquietud se haya disipado mediante experimentos adicionales.

La sensibilidad y la naturaleza numérica del conteo silencioso lo convierten en un detector muy adecuado de la resonancia sensorial de 2,5 Hz. Por lo tanto, se ha utilizado para experimentos de respuesta de frecuencia y ventana de intensidad efectiva. En estos experimentos, se produjeron pulsos acústicos de onda cuadrada redondeada con una frecuencia que se disminuyó lentamente mediante computadora, y se registró el tiempo de conteo de 100 a 70 del sujeto para ciertas frecuencias. El transductor acústico era un pequeño altavoz montado en un gabinete sellado de manera que proporcionara radiación monopolar acústica. A una frecuencia fija, la intensidad monopolar acústica en m ³ /s varía linealmente con la corriente de la bobina móvil, con una constante de proporcionalidad que se puede calcular a partir de las excursiones medidas de la cúpula del altavoz para corrientes dadas. El nivel de presión sonora en la entrada del canal auditivo externo más cercano del sujeto se puede expresar en términos de la intensidad monopolar acústica y la distancia desde el altavoz. Para cada ejecución del experimento, el nivel de presión sonora en la entrada del canal auditivo externo del sujeto se puede calcular a partir de la amplitud medida de la corriente de la bobina móvil y la frecuencia del pulso. Dado que para las frecuencias subauditivas la distancia desde el emisor acústico hasta el oído del sujeto es mucho menor que la longitud de onda del sonido, en este cálculo se utilizó la aproximación de campo cercano. El nivel de presión sonora se expresó en dB en relación con la presión sonora de referencia de 2×10 ^-5 N/m ² . Esta presión de referencia se utiliza tradicionalmente en el contexto de la audición humana y representa aproximadamente el umbral mínimo normal de audición humana a 1,8 KHz.

La FIG. 9 muestra el resultado de experimentos realizados a niveles de presión sonora de -67, -61, -55 y -49 dB. Se representan gráficamente el tiempo de conteo de 100 a 70 del sujeto en función de la frecuencia del pulso en un rango estrecho cerca de 2,5 Hz. La resonancia es evidente a partir de la pico agudo 57 en el gráfico para el nivel de presión sonora de -61 dB. Los gráficos también revelan la ventana de intensidad efectiva para la estimulación, como se puede ver al comparar la magnitud de los picos para los diferentes niveles de presión sonora. Para aumentar la intensidad, la magnitud del pico primero aumenta pero luego disminuye, y no aparece ningún pico significativo en el gráfico para la presión sonora más alta de -49 dB; esto se puede ver mejor en el gráfico. insertar 58, que muestra los gráficos de -67 y -49 dB en una escala ampliada. De ello se deduce que la ventana de intensidad efectiva se extiende aproximadamente de -73 a -49 dB, en términos del nivel de presión sonora en la entrada del canal auditivo externo del sujeto.

La respuesta fisiológica a la estimulación acústica de 2,5 Hz se puede evitar usando tapones para los oídos. La FIG. 10 es un gráfico del tiempo de conteo de 100 a 70 frente a la frecuencia del pulso acústico, con y sin tapones para los oídos. El nivel de presión sonora en la entrada del canal auditivo externo del sujeto fue de -6 dB para ambas ejecuciones. Sin tapones para los oídos, el tiempo de conteo tiene el cima 59, pero no se observa ningún pico significativo en gráfico 60 para la carrera en la que el sujeto usó tapones para los oídos. De estos resultados se pueden sacar dos conclusiones. En primer lugar, en los experimentos la resonancia de 2,5 Hz se excita esencialmente acústicamente en lugar de a través del campo magnético inducido por las corrientes de la bobina móvil en el altavoz. En segundo lugar, se deduce que el sonido excitante se propaga esencialmente a través del conducto auditivo externo, en lugar de a través de la piel y los huesos en la zona de las orejas, o a través de mecanorreceptores cutáneos en la piel en general.

Para responder a la pregunta de si la excitación acústica de la resonancia sensorial de 2,5 Hz se produce quizás a través del nervio coclear, es necesario considerar la curva del umbral auditivo humano, tal como se muestra, por ejemplo, por Thomson (1967). La curva tiene un mínimo cerca de 1,8 KHz, donde el nivel de presión sonora umbral es 0 dB, por definición. A 10 Hz, el umbral es 105 dB. Por lo tanto, la excitación acústica pronunciada de la resonancia sensorial que se muestra en la FIG. 9 para un nivel de presión sonora de -61 dB es 166 dB por debajo del umbral auditivo a 10 Hz. La excitación se produce cerca de 2,5 Hz, y a esa frecuencia, el umbral auditivo es incluso más alto que a 10 Hz. Aunque la curva del libro de Thomson no baja de 10 Hz, la extrapolación lineal sugiere la estimación de 135 dB para el umbral a 2,5 Hz, lo que lleva el nivel de presión sonora que es efectivo para la excitación acústica de la resonancia sensorial a 196 dB por debajo del umbral estimado en la frecuencia cercana a 2,5 Hz utilizada. Este resultado prácticamente descarta la excitación a través del nervio coclear.

La modulación química puede ser la causa de la pequeña diferencia de frecuencia.picos 57 y 59 en las FIGS. 9 y 10, para el nivel de presión sonora de -61 dB; estos picos se producen respectivamente a 2,516 y 2,553 Hz.

La respuesta fisiológica a la excitación de las resonancias sensoriales a una frecuencia de estímulo fija no es inmediata, sino que se va acumulando con el tiempo. En la figura 11 se muestra un ejemplo, en el que el gráfico 61 representa el tiempo medido de 100 a 70 frente al tiempo transcurrido, tras la aplicación de pulsos acústicos de una frecuencia de 2,558 Hz y un nivel de presión sonora de -61 dB. El gráfico muestra que la respuesta se retrasa inicialmente durante unos 5 minutos; después aumenta y, a los 22 minutos aproximadamente, se observa que la pendiente disminuye un poco. Otros experimentos han mostrado un tiempo de conteo que finalmente se estabiliza en una meseta o incluso comienza a declinar. La modulación química y la habituación podrían explicar estas características. La curva de respuesta depende en gran medida de las condiciones iniciales.

Se espera que el método sea eficaz también en ciertos animales, por lo que se prevén aplicaciones para el control de animales. El sistema nervioso de los mamíferos es similar al de los humanos, por lo que se espera que existan resonancias sensoriales, aunque con frecuencias diferentes. Por consiguiente, en la presente invención los sujetos son mamíferos.

El método y el aparato descritos pueden ser utilizados de forma beneficiosa por el público en general y en el trabajo clínico. Sin embargo, desafortunadamente, también existe la posibilidad de un uso malicioso. Por ejemplo, con pequeñas modificaciones, el método de la figura 1 puede emplearse para modular imperceptiblemente el flujo de aire en sistemas de aire acondicionado o calefacción que sirven a una casa, un edificio de oficinas o una embajada, para la manipulación encubierta de los sistemas nerviosos de los ocupantes.

La invención no está limitada por las realizaciones mostradas en los dibujos y descritas en la especificación, que se dan a modo de ejemplo y no de limitación, sino únicamente de acuerdo con el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

REFERENCIAS

PM Morse y H. Feshbach, MÉTODOS DE FÍSICA TEÓRICA, McGraw-Hill, Nueva York, 1953

RF Thomson, FUNDAMENTOS DE LA PSICOLOGÍA FISIOLÓGICA, Harper & Row, Nueva York 1967