[發明專利]群體神經反饋訓練方法及群體神經反饋訓練系統

有效

• 申請號: 201310058658.3
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103169470A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 朱朝喆;劉偉杰;段煉
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476;A61B5/055;A61B5/00
• 代理公司: 北京汲智翼成知識產權代理事務所(普通合伙) 11381
• 代理人: 陳曦;董燁飛

1.一種群體神經反饋訓練方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）在多個受訓者完成訓練任務的同時，采集所述受訓者的大腦神經活動數據；

（2）分析所述步驟（1）中采集到的所述大腦神經活動數據，計算獲得當地受訓者的大腦神經活動指標；

（3）分析全部受訓者的大腦神經活動指標，并計算獲得大腦神經活動交互性指標；

（4）將所述大腦神經活動交互性指標作為反饋信息呈現給全部受訓者；

（5）受訓者根據所述反饋信息調節自身大腦神經活動；

（6）重復所述步驟（1）至步驟（5），直至所述訓練任務結束。

2.如權利要求1所述的多人神經反饋訓練方法，其特征在于：

在所述步驟（3）中，所述大腦神經活動交互性指標是多名受訓者的神經活動強度的差值、變異值、皮爾森相關系數以及相干系數中的任意一種；

其中，x和y分別代表兩名受訓者的神經活動強度，則兩名受訓者的神經活動強度的差值等于x－y；

x1，x2，…，xN分別代表N名受訓者的神經活動強度，則N名受訓者的神經活動強度的變異值是神經活動強度的統計M階矩，即所述神經活動強度的變異值等于其中，x_i表示N名受訓者中第i人的神經活動強度，是N名受訓者的神經活動強度的平均值；

x和y分別代表兩名受訓者的神經活動強度，則所述神經活動強度的皮爾森相關系數等于多人情況下，兩兩分別計算雙人的皮爾森相關系數，再取平均值；

x和y分別代表兩名受訓者的神經活動強度，則所述神經活動強度的相干系數等于其中C(x,y)為x與y的互功率譜，P(x,x)與P(y,y)分別為x的自功率譜和y的自功率譜；多人情形下，兩兩分別計算雙人的相干系數，再取平均值。

3.一種用于實現權利要求1所述的群體神經反饋訓練方法的群體神經反饋訓練系統，其特征在于：

包括至少兩臺腦成像設備、至少三個中央處理單元和多個顯示設備；其中，所述中央處理單元包括一個服務端處理單元和至少兩個客戶端處理單元，所述腦成像設備的輸出端與對應客戶端處理單元的輸入端連接，所述客戶端處理單元的輸出端與對應顯示設備的輸入端連接，多個所述客戶端處理單元分別與所述服務端處理單元連接；

所述腦成像設備用于采集多個受訓者的神經活動數據，并將采集到的所述神經活動數據傳輸給所述客戶端處理單元；所述客戶端處理單元用于結合訓練任務分析所述神經活動數據，獲得當地受訓者的大腦神經活動指標，并將之傳輸至所述服務端處理單元；

所述服務端處理單元，用于分析全部受訓者的大腦神經活動指標，計算獲得大腦神經活動交互性指標，并將之傳輸至所述顯示設備；所述顯示設備用于向所述受訓者呈現包括所述大腦神經活動交互性指標的反饋信息。

4.如權利要求3所述的多人神經反饋訓練系統，其特征在于：

所述客戶端處理單元包括采集模塊、解碼模塊和反饋模塊；所述服務端處理單元包括任務模塊和融合模塊；

其中，所述任務模塊用于基于所述訓練任務生成任務流程，并控制其他模塊的執行情況；所述采集模塊用于實時從所述腦成像設備中獲取受訓者的所述神經活動數據，并將所述神經活動數據傳輸至所述解碼模塊；所述解碼模塊用于分析所述神經活動數據，計算獲得當地受訓者的大腦神經活動指標，并將之傳輸至所述融合模塊；所述融合模塊用于對全部受訓者的所述大腦神經活動指標進行融合分析，獲得全部受訓者的所述大腦神經活動交互性指標，并將所述大腦神經活動交互性指標發送至所述反饋模塊；所述反饋模塊用于把所述大腦神經活動交互性指標反饋至所述顯示設備。

5.如權利要求4所述的多人神經反饋訓練系統，其特征在于：

所述采集模塊用于實時從所述腦成像設備中提取出當前時刻受訓者的腦活動信號、任務相關標記和時間戳信息，并將所述腦活動信號、所述任務相關標記和所述時間戳信息傳輸至所述解碼模塊。

6.如權利要求5所述的多人神經反饋訓練系統，其特征在于：

所述訓練任務包括交替進行的休息階段和任務階段，所述任務模塊用于通知所述反饋模塊交替進入休息階段或者任務階段；并且所述任務模塊用于將所述休息階段和所述任務階段的時間開始點和結束時間點通知所述解碼模塊。