一种基于脑电信号反馈的学习注意力提升训练方法实现

注意力对于学习者来说非常重要,注意力与脑电信号密切相关,注意力可通过训练得以提升。文章提出一种基于移动智能终端应用APP脑电信号反馈的训练系统,训练包含舒尔特方格和算数运算两种方式,训练中可实时查看训练者脑电反馈的注意力状态信息,强化训练效果。实践结果表明,注意力和脑电信号之间存在正向相关性,训练者经过长时间训练其注意力能够得到显著提升,训练还能够提高训练者快速调整其注意力状态的能力。

精准类项目运动表现与大脑EEG特征潜在关系研究

脑激活状态与认知表现之间存在因果关系。通过监测运动操作过程中EEG特征,理清脑激活状态与运动表现之间的潜在关系,对指导和协助制定运动训练方案具有现实意义。通过系统归纳分析脑激活状态与运动表现的相关关系和因果关系研究发现:脑激活状态与运动表现存在因果关系,两者关系受认知加工状况调节影响;自动加工状态下,大脑神经效率高,运动表现好,主要表现为运动任务相关脑区精炼激活以及非必要神经激活减少;而控制加工状态下,大脑会增大脑资源的再投入,再投入脑资源配置合理,运动表现好。目前,控制加工状态下影响运动表现的关键脑波特征尚不明晰,探讨认知加工状态在脑激活与运动表现关系的中介效应研究应是未来关注的研究方向之一。此外,针对性地调节关键脑波活性能有效促进运动表现,但目前的因果关系研究存在研究数量有限、研究样本量小、干预指标不统一等问题,无法形成相对统一且具有权威性的干预方案,而现存的干预方案有效性也有待进一步验证。神经反馈干预研究是未来关注的另一主题。

情绪调节促进负性社会反馈的遗忘:来自行为和脑电的证据

同伴排斥、人际拒绝等负性社会反馈会带来社会疼痛。难以忘记的负性社会反馈会给人造成持久的精神痛苦,进而损害心理健康。本研究利用社会评价范式,结合脑电数据考察了情绪调节对负性社会反馈情绪反应和记忆的潜在益处及其认知神经机制。被试在同伴评价的场景下,通过观看他人对自己的负性社会反馈来诱发社会疼痛,进而考察情绪调节(认知重评和分心)如何缓解社会疼痛,以及是否会促进对负性反馈记忆的遗忘。研究同时考察了抑郁症状如何影响情绪调节的效率。结果表明:认知重评和分心均可以有效地帮助被试降低社会疼痛体验,并在短期和长期都能够促进负性社会反馈的遗忘。在考察抑郁症状如何影响情绪调节过程的脑电活动时我们发现,当使用分心策略时,中央顶区的晚正电位(late positive potential, LPP)波幅与抑郁分数呈负相关。进一步对认知重评和分心两种情绪调节策略的全脑电位活动进行多变量模式分析发现,高低抑郁症状的被试在情绪调节时表现出了不同的神经解码效率,尤其是高抑郁症状被试在采取分心策略时的全脑活动模式与采取观看策略时有显著区别。综合行为和脑电结果,本研究证明了认知重评和分心两种策略对社会情绪和记忆的有益影响,并提示在较高的抑郁水平时,分心可能是更有效的调节策略。

基于虚拟仪器技术的脑电生物反馈治疗仪的研制

脑电生物反馈治疗在治疗神经疾病中具有一定的应用价值。文中利用虚拟仪器技术设计了一种功能齐全、性能优良的脑电生物反馈系统,提出了系统硬件和软件的实现方案,并研制了该系统的样机,在精神障碍临床治疗过程中取得了一定的临床治疗效果。

脑电反馈放松训练系统研究及有效性验证

近年来,快节奏的生活导致人们的情绪障碍的发病率逐年增加。为缓解人们紧张、焦虑的情绪,本文搭建了以脑电在线实时反馈为形式的放松训练系统,通过提取脑α波指数相对总功率作为反馈值并以视觉动画的形式反馈给用户。最后对20名健康被试者进行脑电反馈放松训练以验证该系统的有效性。结果表明:实验组放松训练后被试者焦虑自评量表SAS得分明显降低,具有显著差异性(t=2.411,P<0.05)。通过对训练前后静息脑电α波指数相对总功率分析得到,在实验组中,训练后测的α波指数相对总功率较前测有明显提高,具有显著性差异(t=-4.256,P<0.05);但对照组无此现象。以上结果说明该训练系统能够达到使被试者放松、情绪反应趋于平和的效果。

基于虚拟仪器技术的脑电生物反馈治疗仪研制

脑电生物反馈治疗在治疗神经疾病中具有一定的应用价值,本文利用虚拟仪器技术设计了一种功能齐全、性能优良的脑电生物反馈系统,提出了系统硬件和软件的实现方案,并研制了该系统的样机,在精神障碍临床治疗过程中取得一定的临床治疗效果。

近10年我国脑电生物反馈治疗儿童注意缺陷多动症的效应探讨

注意缺陷多动障碍(Attention-deficit/hyperactivity disorder,ADHD)是儿童学龄早期以多动、冲动、注意力不集中为主要特征的常见疾病.脑电生物反馈,也称为神经反馈,作为药物治疗ADHD儿童的补充或并行疗法,已得到广泛运用.然而并不是所有的脑电生物反馈治疗ADHD儿童试验都适合用来评价其治疗作用.为了探讨近10年我国随机对照组试验中脑电生物反馈治疗ADHD患儿的效应情况,本文从中国知网CNKI等数据库(2011—2020年)检索到认为可以评价脑电生物反馈治疗ADHD患儿作用的文献24篇,分析阐述并总结其疗效特点和未来治疗发展的新技术,为脑电生物反馈科学治疗ADHD儿童提供一定的参考.

新型脑电反馈的研究和临床应用

本文介绍和研究了一种新型的脑电反馈方法，该方法将脑电生物反馈和电磁场生物效应有机结合。临床研究表明这种脑电反馈能有效地调节大脑神经元的电活动，改善大脑代谢和循环，调节敏感的血化学成份，起降脂、解聚、镇痛、抑制神经元异常放电等作用。临床实验证明这种脑电反馈对一些脑部疾病有明显的治疗作用。

探索脑电α波生物反馈技术

研制了脑电α波生物反馈仪， 并对１２０多位受试者进行了５００多次反馈训练试验。其中２０多位进行了１０次左右试验， 从对象自觉放松入静过程中检测ＥＥＧ－α波变化幅度。随着训练次数增加， 发现α波幅相对提高， 前后相差近４倍。其中５位提高程度尤其显著， 近７倍， 另外１０位对照组人员由于缺乏反馈信息，试验中α波幅提高进展不大，由ｔ值检验确定概率ｐ 值小于０．００１，判定用反馈仪训练脑电α波有序化相对效果显著。

基于单通道脑电信号的自动睡眠分期

针对传统自动睡眠分期准确率不足的问题,提出一种基于单通道脑电(EEG)信号的新型睡眠分期方法。以8例受试者睡眠脑电监测数据及专家人工分期结果作为样本,首先使用两层滤波器实现对原始脑电信号的去噪,然后利用小波变换算法提取各睡眠阶段节律波的相对能量均值作为第一部分特征参数,并添加多尺度熵算法分析各睡眠阶段的复杂度特征,选取9~13尺度的多尺度熵值作为第二部分的特征参数。将所有的特征参数输入到反馈传播神经网络分类器中实现睡眠阶段的自动识别分类。通过实验结果的统计分析,该方法的平均分期准确率达到85.81%,相比传统的小波变换、样本熵和模糊熵方法,有更高的系统稳定性和准确率。

应用锁定放大原理去除脑电干扰

介绍了一种新型的去除工频干扰的方法.算法的主要思想源于硬件电路中的锁定放大器,它能精确地检验出信号中工频干扰的幅度、频率和相位并重构出干扰信号,将原始信号减去重构出的干扰信号即能得到正确的低噪信号.算法继承了锁定放大器出色的抗干扰能力.用一段采样频率为200 Hz的单导联脑电(EEG)数据测试算法,在其中添加了幅度、频率和相位在一定范围随机变化的噪声信号,最终得到的还原波形与原波形基本一样.还原波形与污染波形相比,信噪比提高了约30 dB,取得了令人满意的效果.

脑电反馈系统中精度扩展的IIR数字滤波器实现

在脑电反馈系统中,对脑电进行滤波以获取系统处理所需频段信号是实现系统功能的一个重要部分,考虑到脑电信号的特点和无限冲击响应(IIR)滤波器具有的各种优点,在系统中该功能采用IIR滤波器实现,同时由于系统硬件的字长精度有限,直接在其上实现滤波器会导致出现较大误差以及工作不稳定的现象,需要对滤波器进行精度扩展。本文介绍了在脑电反馈系统上实现的精度扩展IIR滤波器的设计原理,并对实现的细节系统地进行了描述。

一类时延脑电模型的分岔研究及其控制

基于Robinson等人对一类简约脑皮层电模型的研究,对该模型的分叉特性进行了研究.考虑到兴奋型神经元和抑制型神经元之间信息传递的延时,讨论了延时对简约模型稳定性的影响,并给出了模型发生Hopf分岔的条件.结果表明,当时延在一定的阈值内,模型可以保持其稳定状态.进一步地,针对该模型设计了导数反馈控制器,消除了Hopf分岔现象.数值仿真验证了理论的有效性.

多媒体结合视频脑电反馈教学法在新版癫痫症状分类教学中的应用研究

目的:探讨多媒体结合视频脑电反馈教学法在2017版癫痫症状学分类教学中的应用价值,并建立多媒体结合癫痫视频脑电反馈教学方法。方法:在南京医科大学某教学班2015/2016级进行《神经病学》“癫痫”章节教学,分为多媒体结合视频反馈教学组、传统教学组:其中2015级采用传统教学法,2016级采用多媒体结合视频反馈教学法,两组学生均在授课1个月后按照教学效果调查表进行评价,并以两组学生期末考试理论分数(百分制)为基准,采用“癫痫部分”分数比与实际分值校对,进行客观评价。结果:多媒体结合视频反馈教学授课后学生满意度高于传统教学组(Wilcoxon检验,P<0. 05),期末考试成绩研究教学组(2016年度)学生“癫痫部分”相对分值为95. 78分,高于传统教学组(2015年度)的64.42分(P=0.0057).结论:多媒体结合视频脑电反馈教学法应用于癫痫症状教学中,有利于激发医学生学习兴趣,提高学习成绩。

多动症儿童家庭辅助训练服务设计研究

重组多动症儿童治疗各方资源,构建脑电反馈家庭辅助训练服务系统,实现多动症儿童康复训练服务设计创新。运用观察法和访谈法深入分析服务流程现状与不足,借助用户画像、利益相关者分析、服务蓝图等设计方法,分析目标用户在服务触点中存在的痛点和设计机会,对脑电反馈家庭辅助训练系统展开服务流程与产品设计,为多动症儿童康复训练提供创新途径。

基于中医理论的多模态认知检测与康复训练系统设计与实现

阿尔茨海默病(AD)是老年人群最常见的慢性疾病之一,以认知训练为主要手段的作业疗法被中西医视为AD预防与保健康复最常见手段。但是,目前市场上针对AD的认知障碍康复训练系统多基于西医方法,真正基于中医理论或中西医结合、具有中医特色的康复训练设备几不可见,且存在功能不全、用户体验不足且价格昂贵的缺陷。本团队自主研发了具有自主产权的多模态认知障碍康复训练系统,具体实现用户登录模块、康复训练模块、康复评估和反馈模块以及本地用户信息反馈模块。新系统特色为选择多模态融合技术创新作为突破口,强调中西医结合,在康复方案中融入脑电-眼动生理参数监测功能;基于物联网技术,形成老人认知障碍康复训练数据的自我管理;多功能的可选择性,集成多种功能可以根据用户需求进行增减;价格合理,与国外现有同类产品相比具有明显的价格优势。

多通道数据融合的飞行员操作意图分析与触觉反馈技术

为了解决传统意图推断方法不能很好地利用多生理源数据融合优势的问题,提出一种通过融合脑电信号、眼动信号和触觉反馈的人机交互意图推断方法,识别被试发出的预期命令。通过对脑电、眼动特征的提取,根据特定于预期最终用户的输入数据对CNN进行不同的预训练,对每个试验者的数据进行特征级数据融合得出推断结果,最后通过触觉反馈输出。研究结果表明:相同任务下,该系统的分类性能比基于传统几何方法提高了9.1%;多通道数据融合的意图推断中加入触觉反馈信号可以将意图识别准确率提高至71.99%。

大脑α波能量实时反馈调节的经穴磁刺激方法

针对现有电、磁刺激系统依靠患者主观感觉和医生经验对刺激参数进行调节的不足,提出了一种大脑α波能量反馈调节的经穴磁刺激方法。首先,利用磁刺激发生仪产生一定强度、频率、波形的刺激信号,通过喇叭状磁线圈刺激受试者内关穴;然后,利用16导联脑电仪采集大脑6导联脑电信号,并对其进行数字带通滤波和AR参数模型功率谱分析,计算大脑α波能量。最后,根据大脑α波能量值,获得经穴磁刺激反馈调节的数字指令,经单片机转化为控制指令,控制信号发生模块和功率放大模块进行磁刺激参数调节。实验结果表明,该方法可以优化经穴磁刺激输入方式,获得最佳的经穴磁刺激参数,从而改善大脑α波能量,促进脑瘫病人的神经系统恢复和自主康复训练。

基于脑肌电反馈的虚拟康复训练系统设计

针对虚拟康复系统在个体适应性、安全可行性和主动参与性等方面的研究需求,提出一种基于脑肌电反馈的虚拟康复系统。采集执行不同手势动作对应的脑电信号及表面肌电信号,提取不同肌肉模块的肌电特征送入支持向量机模型进行运动意图识别;提取脑电和肌电疲劳特征,并提出一种萤火虫-模糊神经网络算法,通过脑肌电疲劳特征实时优化调节虚拟场景的控制参数。最后,搭建包含虚拟场景及反馈控制策略的虚拟康复系统,并针对上肢肘关节屈伸、肩关节前屈后伸动作进行康复训练实验,基于肌电特征模式识别结果实现对虚拟场景及目标的控制,基于脑肌电疲劳特征优化调整场景控制参数,通过虚拟系统康复实验验证系统的有效性。

神经生物反馈训练治疗局限性癫痫患儿的效果

目的:观察神经生物反馈训练治疗局限性癫痫患儿的效果。方法:回顾性分析2019年1月至2020年12月该院收治的78例局限性癫痫患儿的临床资料,按治疗方案不同分为研究组和对照组各39例。两组均给予常规治疗,在此基础上,研究组采用神经生物反馈训练治疗,对照组采用空白神经生物反馈训练治疗。比较两组疗效、治疗前后脑电图参数[总功率、感觉运动节律(SMR)绝对功率、相对SMR功率]水平、脑电图异常度等级和不良反应发生率。结果:研究组治疗总有效率为87.18%,高于对照组的48.72%,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,研究组SMR绝对功率和相对SMR功率均高于对照组,脑电图异常度等级低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:神经生物反馈训练治疗局限性癫痫患儿可提高治疗总有效率、SMR绝对功率和相对SMR功率,降低脑电图异常度等级,效果优于空白神经生物反馈训练治疗。