[发明专利]用于使用IoT设备进行神经反馈训练的系统和方法

说明书

技术领域

本公开总地涉及脑-机接口，尤其涉及基于视频游戏和/或物联网(IoT)的神经反馈训练系统和方法。

背景技术

人类大脑中的神经元或神经细胞通过引起电磁场变化的电化学脉冲(也被称为脑波)进行通信。脑波可以通过脑电图(EEG)在头骨外进行测量。通常，脑波谱可以具有若干个不同的频带，诸如δ、θ、α、β和γ带。对大脑和脑信号的研究表明，不同的脑波频带与不同的脑功能以及各种精神状态、情绪状态或认知状态相关。

例如，当人们高度专注于解决某些问题时，β带的幅度会增大，反之，当人们不太专心且比较放松时，α带的幅度会增大。此外，当人们睡觉或感到困倦时，他们的θ带的幅度会增大。

正因如此，已经研发出不同的神经反馈训练方法来测量受训者的脑波活动，并且基于测量结果实时地向受训者提供反馈，使得受训者能够更加了解心理生理过程，并且学习如何对特定的脑波频率模式进行有意识的控制。

然而，即使能够观察他们的实时脑波活动，大多数人可能会发现学习如何控制他们的脑波的频率组成非常具有挑战性。特别是，很难掌握并且无法经由明确的语言指令轻松地传达用于控制诸如“专心”、“警觉”、“放松”等的各种精神/情绪状态的技能。也就是说，并没有简单方法来告诉受训者如何产生期望的脑波活动，这是因为所学习的行为是非语言的，必须通过信息反馈而依据经验来学习。此外，提供给受训者的反馈通常是简单的形式且缺乏变化(例如，仅示出与用户的专注程度成比例的数字或者仅发出警报声)，受训者会认为这很无聊且并不吸引人。

因此，许多神经反馈训练方法需要有经验的训练师来监控所测量的脑波活动，并且通过反复的训练课程来指导受训者。然而，每个训练师的技能可能会有所不同，从而针对个体受训者可能会获得不一致的结果。然而，即使使用训练师，受训者在神经反馈训练的开始阶段仍然会感到困惑，并且想知道他们应该做什么才能控制他们的脑波活动。因此，受训者在初期训练课程期间可能容易感到受挫并失去动力。由于至少这些原因，典型的神经反馈训练方法昂贵、耗时，并且可能被受训者认为是无聊、重复且难以掌握的。

所公开的神经反馈训练系统和方法意在缓解或克服现有技术中的上文提到的一个或多个问题和/或其它问题。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种处理器实施的用于神经反馈训练的方法。该方法可以包括由该处理器经由通信网络接收由接合至用户的至少一个传感器所测量的脑波信号。该方法还可以包括由该处理器确定该脑波信号的频率分布。该方法还可以包括由该处理器确定指示该脑波信号在第一频带内的量的第一数值。该方法还可以包括由该处理器基于该第一数值生成第一控制信号，以致动无线连接至该处理器的目标设备。该方法可以进一步包括由该处理器经由该通信网络将该第一控制信号传送至该目标设备。

本公开的另一个方面涉及一种神经反馈训练系统。该系统可以包括与处理器耦合的至少一个传感器、以及与该处理器耦合的目标设备。该目标设备包括至少一个致动器。该至少一个传感器配置为在该至少一个传感器接合至用户时测量脑波信号，并且将该脑波信号传送至该处理器。该处理器配置为：从该至少一个传感器接收脑波信号；确定该脑波信号的频率分布；确定指示该脑波信号在预定频带内的量的数值；基于该数值生成控制信号，以致动该目标设备；以及将该控制信号传送至该目标设备。

本公开的又一方面涉及一种存储指令的非瞬态计算机可读介质，该指令在被执行时使得一个或多个处理器实施用于神经反馈训练的方法。该方法可以包括经由通信网络接收由接合至用户的至少一个传感器所测量的脑波信号。该方法还可以包括确定该脑波信号的频率分布。该方法还可以包括确定指示该脑波信号在预定频带内的量的数值。该方法还可以包括基于该数值生成控制信号，以致动无线连接至该处理器的目标设备。该方法可以进一步包括经由该通信网络将该控制信号传送至该目标设备。

附图说明

图1是图示根据示例性实施例的用于测量至少一个脑波信号的头环的示意图；

图2是图示根据示例性实施例的用于神经反馈训练的基于视频游戏的系统100的示意图；

图3是根据示例性实施例的图2所示的系统的框图；

图4是图示根据示例性实施例的用于神经反馈训练的基于IoT设备的系统的示意图；

图5是根据示例性实施例的图4所示的系统的框图；

图6是根据示例性实施例的用于基于脑波信号确定反馈的方法的流程图；