面向工作记忆训练的脑电反馈系统研究

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神经反馈技术最早出现于19世纪60年代末,随着近年生理信号采集技术和信号处理技术的飞速发展,神经反馈技术在国外已经广泛的应用在癫痫、注意缺陷多动障碍等疾病的治疗中,并且应用于缓解人的失眠,焦虑,抑郁等方面。神经反馈具体指利用电子仪器设备检测出不同神经状况下所伴随产生的神经生理信号,并有选择的把这些信号转换为容易被人们理解的形式反馈给使用者,使用者通过寻找规律和策略积极训练和自我调节,定向调控神经生理信号,进而达到调节精神与情感状态,以及大脑认知功能的目的。  工作记忆是指在执行认知任务过程中,用于信息的暂时储存与加工的资源有限的系统,它是记忆的核心阶段。大脑认知功能训练中,工作记忆训练一直是研究的热点之一。提高记忆能力,增强工作记忆训练,可帮助老年人延缓认知、记忆功能老化,帮助学习困难的特殊儿童摆脱学习困境,提高学习成绩等。  本文将简单易用的脑电反馈融合在工作记忆训练中,在脑电信号采集和分析的基础上开发使用脑电信号的神经反馈训练系统,为工作记忆训练提供一种简单可行的新方式。论文首先介绍了脑电神经反馈技术及其研究现状,对于目前主要的脑电神经反馈在疾病上的应用作了详细介绍;接着详细描述了工作记忆及其训练的发展和成果。  其次,本文针对现有的神经反馈系统,结合记忆训练的相关方法,设计了面向工作记忆训练功能的脑电反馈系统。系统包括脑电数据的在线采集、脑电特征的实时提取与分析、在线反馈呈现几个主要处理模块。  接下来介绍了工作记忆相关的脑电反馈信号的确定方法,本文采用经典的n-back实验设计,采集被试在记忆状态和非记忆状态的脑电信号,找出能够表征大脑记忆能力的脑电节律波特征(Theta/Alpha)作为反馈信号。  最后,本文将被试分为不同的训练实验组,来验证脑电反馈系统应用于工作记忆功能训练上的实际效果。具体包括行为训练组、反馈训练组、伪反馈对照组和对照组。训练前后测试的正确率及反应时数据表明,脑电反馈能大大提升工作记忆训练的效率。论文还对脑电反馈系统在工作记忆训练上的应用作了讨论,展望了反馈系统未来的研究方向。
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