[发明专利]一种基于便捷式EEG设备的声波干预记忆力增强系统

说明书

本发明公开了一种基于便捷式EEG设备的声波干预记忆力增强系统。包括了特制的EEG信号声波干预仪、特制的EEG信号分析系统、睡眠分析算法和声波音频四个部分。本平台的工作原理为：1、特制的EEG信号声波干预仪采集睡眠时使用者的脑电波实时传入特制的EEG信号分析系统；2、分析系统将EEG信号进行解码和预处理，再通过机器学习算法判断使用者的睡眠阶段；3、当使用者进入中度深度睡眠阶段时，系统调取特定频率的声波发送给干预仪进行播放干预，增强大脑记忆功能；4、当使用者进入非中度深度睡眠阶段，停止发送声波。本发明以睡眠EEG信号的数据特征进行设计，应用睡眠慢波频率声波能增强脑部纺锤体共振从而增强记忆形成和巩固的原理，实现了在睡眠时增强大脑记忆力的功能。

技术领域

本发明属于EEG信号识别技术与干预技术领域，具体涉及一种基于便捷式EEG设备的声波干预记忆力增强系统。

背景技术

研究发现睡眠在人类记忆过程中发挥着非常重要的作用，通过睡眠，人的记忆内容得到巩固与加强，提升记忆效果，参见Tamaki，Wang，Barnes-Diana，Guo，Berard，Walsh，Watanabe，and Sasaki，Complementary contributions of non-REM and REM sleep tovisual learning，Nature Neuroscience，(2020)[Tamaki et al.2020]。中度与深度睡眠阶段时记忆形成、巩固以及非必要记忆的清除阶段，此阶段的主要功能是增强突触的可塑性，这对于记忆增强具有重要意义，而起到关键作用的是一种神经活动产生的记忆巩固慢波，且这种记忆巩固慢波能够通过外界给出节律相同的声波干预所诱发和增强，参见Ngo，Claussen，Born，and Molle，Induction of slow oscillations by rhythmic acousticstimulation，Journal of Sleep Research，22，22-31(2013)[Ngo et al.2013]。

现今睡眠EEG信号识别技术以非常成熟，可跟进EEG信号的特征睡眠者所处的睡眠阶段并进行监测。存在的问题是，目前市面上还没有便于日常使用的、通过EEG信号技术实现声波干预增强使用者记忆力的便捷产品。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于便捷式EEG设备的声波干预记忆力增强系统，以解决目前市面上没有便捷式的、通过EEG信号与声波干预技术增强记忆力产品的情况。本系统基于睡眠EEG信号特征和声波干预技术进行设计，可实现对使用者中度、深度睡眠阶段的监测，并在此阶段给予特定频率的声波干预用以增强使用者的记忆能力。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于便捷式EEG设备的声波干预记忆力增强系统。本系统包括一套睡眠时EEG信号的采集、传输、分析和声波干预的步骤，此步骤应用了特制的EEG信号声波干预仪、特制的EEG信号分析系统、睡眠分析算法和声波音频四个部分。本系统基于便捷式EEG设备，对睡眠时EEG信号的采集、传输、分析和声波干预的步骤为：

第一步：通过佩戴特制的EEG信号声波干预仪，采集使用者睡眠时的EEG信号；

第二步：对EEG信号进行放大并编码，实时传输到特制的EEG信号分析系统；

第三步：特制的EEG信号分析系统进行解码和预处理提取特征，并应用机器学习算法进行信号分析，通过EEG信号判别使用者所处的睡眠阶段；

第四步：当检测到使用者进入中度和深度睡眠阶段时，调取特定频率的声波音频给干预仪进行播放，从而增强大脑的记忆功能；

第五步：当检测到使用者进入非中度和非深度的睡眠阶段时，停止发送声波音频干预。

优选的：所述第一步和第二步中信号采集和传输步骤具体流程为：