[發(fā)明專利]多媒體腦波反饋兒童學(xué)習(xí)訓(xùn)練方法及訓(xùn)練儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810027994.0
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號: CN101271639A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 楊杰
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00;A61B5/0476
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 周克佑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用多媒體技術(shù)將生物反饋原理應(yīng)用到兒童學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)訓(xùn)練法。本發(fā)明還涉及為應(yīng)用該學(xué)習(xí)訓(xùn)練法所研發(fā)的訓(xùn)練儀。

背景技術(shù)

近代科學(xué)已發(fā)現(xiàn)，人類大腦會發(fā)出腦電波，根據(jù)腦電波的頻率不同從應(yīng)用的角度習(xí)慣上將其分為4個頻段：0.5-3Hz之間的稱為δ波，又叫“深睡波”；4-7Hz之間的稱為θ波，又叫“淺睡波”；8-13Hz之間的稱為α波，又叫“松弛波”；14-30Hz之間或者更高的稱為β波，又叫“興奮波”；各種波可同時存在。正常人清醒工作狀態(tài)時的腦電波在14Hz以上，甚至可達(dá)30Hz或更高。實驗表明，通過強化13-16Hz的感覺運動節(jié)律(SMR波，β波范圍內(nèi)的腦波)和抑制4-7Hz的慢波能夠改善注意力不集中、沖動性、輕度多動的狀況；提高作業(yè)的完成技巧和組織技巧；使行為和學(xué)業(yè)改善、成績提高、自尊感增強、工作能力提高、更加意識到自己的潛力。因此，可以利用腦電生物反饋這種方法、途徑來提高學(xué)習(xí)效率。它是應(yīng)用操作性條件反射的原理，以神經(jīng)反饋為手段，通過訓(xùn)練選擇性地強化某一頻段的腦電波、充分調(diào)動使用者的內(nèi)在潛力，將舊的動力規(guī)式打破，形成新的、有益的動力規(guī)式，使學(xué)者積極參與學(xué)習(xí)以達(dá)到預(yù)期目的。尤其是年齡在7歲以上的兒童使用該方法學(xué)習(xí)的效率更佳，與傳統(tǒng)的藥物療法相比，腦電生物反饋療法更能充分調(diào)動使用者的內(nèi)在潛力，使使用者積極參與。

現(xiàn)有的兒童學(xué)習(xí)機主要是單方向靠視聽刺激來激勵兒童學(xué)習(xí)，到目前為止，國內(nèi)還未見任何產(chǎn)品是將生物反饋原理應(yīng)用到兒童的學(xué)習(xí)中的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題，就是提供一種根據(jù)腦電波β波的功率譜密度值的變化，控制多媒體兒童學(xué)習(xí)游戲動畫內(nèi)容的變化趨勢，選擇性地訓(xùn)練強化某一頻段的腦電波，以影響兒童認(rèn)知活動的改變，充分調(diào)動兒童的內(nèi)在潛力，將學(xué)習(xí)、娛樂與訓(xùn)練融為一體，從而提高兒童學(xué)習(xí)興趣的多媒體腦波反饋兒童學(xué)習(xí)訓(xùn)練方法。

多媒體腦波反饋兒童學(xué)習(xí)訓(xùn)練方法的步驟為：

1、多媒體兒童學(xué)習(xí)訓(xùn)練游戲開始；

2、采集兒童腦電波，每間隔1-10毫秒計算腦電波13-30Hz的β波段功率譜密度值；

3、當(dāng)后一結(jié)果與前一結(jié)果的β波段功率譜密度值之差大于或等于某設(shè)定的閾值時，多媒體學(xué)習(xí)娛樂游戲就會往勝利或優(yōu)勢的方向進行，反之則往相反方向進行。

所述的多媒體學(xué)習(xí)游戲為利用多媒體技術(shù)特殊編制的學(xué)習(xí)游戲動畫向兒童提供視聽刺激，動畫的內(nèi)容與課本知識相聯(lián)系，并將學(xué)習(xí)、娛樂與訓(xùn)練融為一體。

所述的采集兒童腦電波為：將3個腦電波采集電極分別貼在兒童頭頂正中的中央?yún)^(qū)采集點、耳垂參考點和眉心接地點采集腦電波，并取中央?yún)^(qū)采集點與耳垂參考點之間的電位差來計算腦電波β波段的功率譜密度值。

所述的計算β波段功率譜密度值為：將采集到的腦電波電位差經(jīng)運算放大、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再經(jīng)光電隔離后通過FFT運算進行濾波，之后進行DTMF的提取運算，實時提取各個波段的實時波幅值和頻率值，分離出β波段的相應(yīng)值，來計算出β波段功率譜密度，每10毫秒計算一次功率譜密度值。

所述的閾值為5(可根據(jù)自身情況調(diào)節(jié))。

本訓(xùn)練學(xué)習(xí)方法將生物反饋原理應(yīng)用到兒童的學(xué)習(xí)中以影響認(rèn)知活動的改變，利用多媒體技術(shù)編制特殊的學(xué)習(xí)游戲動畫向兒童提供視聽刺激，不斷變化的動畫內(nèi)容傳入兒童大腦連續(xù)呈示，繼而有相應(yīng)的腦波的不斷變化；根據(jù)腦波的功率譜密度值的數(shù)值情況，又驅(qū)動動畫內(nèi)容的不斷變化，不斷提供新的刺激，反饋腦波隨之也相應(yīng)地不斷變化，通過控制動畫內(nèi)容的變化趨勢，選擇性地訓(xùn)練強化某一頻段的腦電波，可影響兒童認(rèn)知活動的改變。訓(xùn)練過程中還可不斷顯示腦波的變化和受試者注意力集中的程度以及操作積分。通過這一腦波反饋的訓(xùn)練過程，達(dá)到訓(xùn)練兒童注意力集中與學(xué)習(xí)的目的。本學(xué)習(xí)訓(xùn)練方法將小學(xué)生的課本知識內(nèi)容結(jié)合到學(xué)習(xí)游戲的反饋內(nèi)容中來，學(xué)習(xí)游戲動畫內(nèi)容與小學(xué)生課本的知識相聯(lián)系，既能讓兒童在訓(xùn)練的過程中改善注意力不集中的狀況，反饋內(nèi)容的趣味性也能讓兒童更能夠融入到訓(xùn)練中來，積極配合訓(xùn)練過程，讓訓(xùn)練效果更佳，而且更能讓兒童在訓(xùn)練的過程中學(xué)習(xí)或復(fù)習(xí)課本知識，讓其對學(xué)習(xí)的興趣更濃。

本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題，就是提供一種為應(yīng)用上述學(xué)習(xí)訓(xùn)練法所研發(fā)的訓(xùn)練儀。

本發(fā)明的多媒體腦波反饋兒童學(xué)習(xí)訓(xùn)練儀，設(shè)有：