專(zhuān)利名稱(chēng)：多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練方法和多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種神經(jīng)反饋訓(xùn)練方法，尤其涉及一種通過(guò)采集多人的大腦神經(jīng)活動(dòng)，在線分析大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性并將結(jié)果反饋給使用者，以使其對(duì)自身大腦神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的訓(xùn)練方法，本發(fā)明同時(shí)涉及一種多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
個(gè)體神經(jīng)反饋(即單人神經(jīng)反饋)是通過(guò)在線采集單個(gè)個(gè)體的大腦神經(jīng)活動(dòng)并反饋給其自身，使其能夠自主地對(duì)大腦活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到改變其認(rèn)知及行為的目的。通過(guò)對(duì)個(gè)體的特定大腦功能進(jìn)行干預(yù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腦疾病患者的治療和康復(fù)，或是使健康人的認(rèn)知能力(如學(xué)習(xí)、記憶、運(yùn)動(dòng)等)得到提聞?！だ?，研究者利用腦電圖(EEG)或功能磁共振成像(fMRI)，觀測(cè)希望調(diào)節(jié)的目標(biāo)腦區(qū)的神經(jīng)活動(dòng)指標(biāo)，并將其通過(guò)視聽(tīng)覺(jué)等通道反饋給使用者，從而指導(dǎo)使用者嘗試對(duì)該神經(jīng)活動(dòng)指標(biāo)加以自主調(diào)節(jié)。通過(guò)一定時(shí)間的反復(fù)訓(xùn)練，使用者可以掌握這種自主調(diào)節(jié)能力。由于被調(diào)節(jié)的腦區(qū)的神經(jīng)活動(dòng)與特定認(rèn)知功能存在關(guān)聯(lián)，因此這種長(zhǎng)期的訓(xùn)練可以促進(jìn)相應(yīng)認(rèn)知能力的改善，或是對(duì)某些神經(jīng)與精神疾病起到治療作用。例如通過(guò)神經(jīng)反饋調(diào)節(jié)視覺(jué)皮層的神經(jīng)活動(dòng)模式可以顯著提高視知覺(jué)學(xué)習(xí)敏感度；而慢性痛患者則可以通過(guò)神經(jīng)反饋調(diào)節(jié)前扣帶皮層的神經(jīng)活動(dòng)來(lái)減輕疼痛，等。現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)神經(jīng)反饋訓(xùn)練活動(dòng)的研究局限于個(gè)體神經(jīng)活動(dòng)。而如果可以同時(shí)采集多人的大腦神經(jīng)活動(dòng)，在線計(jì)算其神經(jīng)活動(dòng)的交互性，并將該交互性結(jié)果反饋給所有使用者，使其能夠據(jù)此自主調(diào)節(jié)各自的神經(jīng)活動(dòng)，以改變彼此間的神經(jīng)活動(dòng)的交互性，從而產(chǎn)生相應(yīng)認(rèn)知和行為的改變，可以達(dá)到改變?nèi)穗H間(社會(huì))認(rèn)知和行為的目的。該技術(shù)可以被用于訓(xùn)練多人之間的行為一致性與調(diào)節(jié)人際關(guān)系。例如可以通過(guò)調(diào)節(jié)學(xué)生(運(yùn)動(dòng)員、樂(lè)器學(xué)習(xí)者)與老師(教練、演奏家)的神經(jīng)活動(dòng)同步性，達(dá)到提高后者技能的目的。又如可以通過(guò)調(diào)節(jié)人與人之間的與社會(huì)認(rèn)知相關(guān)的神經(jīng)活動(dòng)同步性，實(shí)現(xiàn)彼此信任、決策共識(shí)等目的。例如可以使社會(huì)認(rèn)知障礙癥(如抑郁癥)患者與心理治療師一同進(jìn)行多人神經(jīng)反饋調(diào)節(jié)，弓丨導(dǎo)患者的神經(jīng)活動(dòng)向著治療師所設(shè)定的正?；顒?dòng)模式演化，從而達(dá)到治療其疾病的目的。而現(xiàn)有技術(shù)中，還未公開(kāi)針對(duì)多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練的相關(guān)信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問(wèn)題在于提供一種多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練方法。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于提供一種多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案一種多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練方法，包括如下步驟(I)在多個(gè)使用者完成訓(xùn)練任務(wù)的同時(shí)，采集所述使用者的大腦神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)，并計(jì)算出全部使用者的大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)；(2)將所述大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)作為反饋信息呈現(xiàn)給全部使用者；
(3)使用者根據(jù)所述反饋信息調(diào)節(jié)自身大腦神經(jīng)活動(dòng)；(4)重復(fù)步驟(I)到步驟(3)，直至所述訓(xùn)練任務(wù)結(jié)束。其中較優(yōu)地，在所述步驟(I)中，通過(guò)腦電圖成像設(shè)備或功能核磁共振成像設(shè)備或近紅外光學(xué)腦成像設(shè)備采集所述使用者的大腦神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)。其中較優(yōu)地，在所述步驟(I)中，所述大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)是多名使用者的神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度的差值、變異值、皮爾森相關(guān)系數(shù)、以及相干系數(shù)中的任意一種；其中，X和y分別代表兩名使用者的神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度，則兩名使用者的神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度的差值等于x-y ；xl，x2，…，xN分別代表N名使用者的神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度，則N名使用者的神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度 的變異值是神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)M階矩，即所沭神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度的變異倌等于
權(quán)利要求
1.一種多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練方法，其特征在于包括如下步驟 (1)在多個(gè)使用者完成訓(xùn)練任務(wù)的同時(shí)，采集所述使用者的大腦神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)，并計(jì)算出全部使用者的大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)； (2)將所述大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)作為反饋信息呈現(xiàn)給全部使用者； (3)使用者根據(jù)所述反饋信息調(diào)節(jié)自身大腦神經(jīng)活動(dòng)； (4)重復(fù)步驟(I)到步驟(3)，直至所述訓(xùn)練任務(wù)結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練方法，其特征在于 在所述步驟(I)中，通過(guò)腦電圖成像設(shè)備或功能核磁共振成像設(shè)備或近紅外光學(xué)腦成像設(shè)備采集所述使用者的大腦神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練方法，其特征在于 在所述步驟(I)中，所述大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)是多名使用者的神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度的差值、變異值、皮爾森相關(guān)系數(shù)、以及相干系數(shù)中的任意一種； 其中，X和y分別代表兩名使用者的神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度，則兩名使用者的神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度的差值等于x-y ； xl, x2,…，xN分別代表N名使用者的神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度，則N名使用者的神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度的 變異值是神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)M階矩，即所沭神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度的變異倌等于
4.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練方法的多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于 包括至少一臺(tái)腦成像設(shè)備、中央處理單元和多個(gè)顯示設(shè)備；所述腦成像設(shè)備用于采集多個(gè)使用者的神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)，并將采集到的所述神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給所述中央處理單元；所述中央處理單元用于結(jié)合訓(xùn)練任務(wù)分析所述神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)，獲得全部使用者的大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)，并將之傳輸至所述顯示設(shè)備；所述顯示設(shè)備用于向所述使用者呈現(xiàn)反饋信息。
5.如權(quán)利要求4所述的多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于 一臺(tái)所述腦成像設(shè)備的多個(gè)電極片用于采集多個(gè)使用者的神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求4所述的多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于 所述中央處理單元包括任務(wù)模塊、采集模塊、交互性計(jì)算模塊和反饋模塊；其中，所述任務(wù)模塊用于基于所述訓(xùn)練任務(wù)生成任務(wù)流程，并控制其他模塊的執(zhí)行情況；所述采集模塊用于實(shí)時(shí)從所述腦成像設(shè)備中獲取使用者的所述神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)，并將所述神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸至所述交互性計(jì)算模塊；所述交互性計(jì)算模塊用于對(duì)全部使用者的所述神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并提取出所述大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)；所述反饋模塊用于把所述大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)反饋至所述顯示設(shè)備。
7.如權(quán)利要求6所述的多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于 所述采集模塊用于實(shí)時(shí)從所述腦成像設(shè)備中提取出當(dāng)前時(shí)刻全部使用者的腦活動(dòng)信號(hào)和時(shí)間戳信息，并將所述腦活動(dòng)信號(hào)和所述時(shí)間戳信息傳輸至所述交互性計(jì)算模塊。
8.如權(quán)利要求6所述的多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于 所述訓(xùn)練任務(wù)包括交替進(jìn)行的休息階段和任務(wù)階段，所述任務(wù)模塊用于通知所述反饋模塊交替進(jìn)入休息階段或者任務(wù)階段；并且所述任務(wù)模塊用于將所述休息階段和所述任務(wù)階段的時(shí)間開(kāi)始點(diǎn)和結(jié)束時(shí)間點(diǎn)通知所述交互性計(jì)算模塊。
9.如權(quán)利要求8所述的多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于 所述交互性計(jì)算模塊用于對(duì)全部使用者的所述神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；并從預(yù)處理得到的結(jié)果中提取出全部使用者的大腦特定功能系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)區(qū)域的平均信號(hào)強(qiáng)度，再根據(jù)來(lái)自所述任務(wù)模塊的任務(wù)開(kāi)始時(shí)間信息和任務(wù)結(jié)束時(shí)間信息，計(jì)算出所述大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)。
10.如權(quán)利要求8所述的多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于 所述反饋模塊用于把所述交互性計(jì)算模塊得到的所述大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)以畫(huà)面的形式反饋至所述顯示設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練方法和多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)。該多人神經(jīng)反饋訓(xùn)練系統(tǒng)，包括至少一臺(tái)腦成像設(shè)備、中央處理單元和多個(gè)顯示設(shè)備；腦成像設(shè)備用于采集多個(gè)使用者的神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)，并將采集到的神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給中央處理單元；中央處理單元用于結(jié)合訓(xùn)練任務(wù)分析神經(jīng)活動(dòng)數(shù)據(jù)，獲得全部使用者的大腦神經(jīng)活動(dòng)交互性指標(biāo)，并將之傳輸至顯示設(shè)備；顯示設(shè)備用于向使用者呈現(xiàn)反饋信息。使用者可以根據(jù)反饋信息調(diào)節(jié)訓(xùn)練策略，以使其彼此間的神經(jīng)活動(dòng)交互性得到訓(xùn)練，向目標(biāo)模式發(fā)展，從而訓(xùn)練多人之間的行為一致性與調(diào)節(jié)人際關(guān)系，以達(dá)到改變使用者人際間認(rèn)知和行為的目的。
文檔編號(hào)A61B5/055GK103054573SQ20121059279
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者朱朝喆, 段煉, 劉偉杰 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)