[发明专利]一种注意力训练方法和终端

说明书

本发明实施例提出了一种注意力训练方法和终端，应用于包括EEG头盔、视觉刺激器及计算终端的系统，其中，所述计算终端分别连接所述EEG头盔及所述视觉刺激器，该方法包括：通过所述计算终端生成视觉刺激数据，并基于所述视觉刺激数据驱动所述视觉刺激器采用可变模式对使用者进行刺激呈现；通过EEG头盔获取所述使用者的EEG信号，并将所述EEG信号发送给所述计算终端；通过所述计算终端基于所述EEG信号评估所述使用者的注意力水平。本方案中采用可变模式对使用者进行刺激呈现，可以保证使用者在较低的注意力水平下也能顺利完成训练。

技术领域

本发明涉及注意力训练技术领域，特别涉及一种注意力训练方法和终端。

背景技术

脑机接口是人机交互领域的新兴技术，可直接依靠人的脑电波信号实现人对周围环境中目标的控制，与注意力训练中的生物反馈、肢体操控等传统交互方式相比,其控制方式多样，同时较少受外周神经运动控制的干扰与影响，更易引起使用者兴趣，提高其主观参与度。

脑机接口直接从记录到的人脑神经活动信号中获取信息，用来控制外部环境中的虚拟物体(如游戏控制)或真实物体(如轮椅)，分为侵入式和非侵入式两种。侵入式脑机接口依靠颅内植入电极，如Neuralink柔性电极、Utah电极等记录脑电信号，属于有创的记录方法，而非侵入式脑机接口依靠放置在头皮上方的Ag/AgCl电极、镀金电极等传感器记录脑电信号，属于无创记录方法。侵入式脑机接口所记录信号质量较高，但存在手术风险，多用于需要进行开颅手术的病人，而非侵入式脑机接口由于没有手术风险，且成本较低，多用于正常健康人或无需开颅手术的病人，但是所记录信号的信噪比很低。依所用神经信号差异，现有视觉脑机接口主要分为事件相关电位(event-related potential,ERP)脑机接口、稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)脑机接口2类。ERP脑机接口依赖于脑电信号中产生的N1、P2、P300等ERP成分，现有范式对使用的注意力水平要求较高。例如，在使用基于闪光刺激或面孔图像刺激的ERP脑机接口的拼写器时，需要使用者持续保持对所期望输出的目标字符闪烁的注意，并默数其闪烁次数。在实测实验中，健康被试反映需要较高的注意水平，才能完成字符的正确输出，而稍放松注意力，即可能导致拼写错误，同时输出速率较慢，易产生挫败感。SSVEP脑机接口利用高频率闪光刺激所诱发的同频率SSVEP信号，实现对使用者所注视目标的检测。然而，在相关认知神经科学研究中尚未发现注意对SSVEP信号的调制作用，因此与ERP脑机接口相比，SSVEP脑机接口可能较少涉及注意的介入，不如前者更适于注意力训练。本发明所描述即为基于ERP脑机接口的方法。

注意是人脑重要的高级功能，表现为人脑对视觉、听觉、触觉等感觉通路感知信息的选择与过滤能力，以及对所注意的感觉信息的保持能力，直接影响着更高层次的意识加工。行为学研究结果表明，注意可以提高人的检测能力，并加快反应时间；来自神经电生理研究的结果表明，注意可以增加枕叶视皮层与顶叶皮层神经元活动的强度。注意力训练可提高人脑处理问题的专注度，以利于问题的解决，并减少因注意力下降而导致的错误。良好的注意力有助于我们较快学习、掌握新的知识与技能，而对于飞行员、医生、某些高危行业等特殊领域更是不可或缺的能力。自闭症、多动症等神经系统疾病也往往伴随着注意缺失，为儿童的健康成长与发展造成障碍。

注意力训练主要通过加强人与环境之间的视听觉、肢体动作等交互来实现。例如，“一种基于VR和眼动仪的递增式注意力训练方法”(专利公布号：CN202010085927.5)公开了一种利用虚拟现实眼镜构建多种具有吸引力的场景，并基于眼动仪评估注意力的方法，通过眼动信号判断视点是否能够有效保持来评估注意力，判断训练等级标准；“一种基于EEG的实时人脑注意力测试和训练系统”(专利公布号：CN201710164162.2)公开了一种通过脑电EEG信号评估注意力水平，从而用户根据实时的生物反馈，提高注意力，并改善在注意力实验(如花朵开放、树叶生长)中的表现的方法；“一种基于脑机交互的注意力训练方法及系统”(专利公布号：CN201611106017.0)公开了一种基于脑机交互的方法，通过脑电节律的变化获得专注度的评估，并通过智能终端反馈其在虚拟闯关游戏中的训练结果。