基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统的制作方法

本发明涉及注意力训练，特别涉及基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统。

背景技术：

1、注意力(attention)，是指个体对心理活动(感知、记忆、思维、想象等)的集中和指向的能力(eldar,ricon,&bar-haim,2008)。指向性和集中性是注意的两个基本特征。根据注意有无预定目的和意志努力的程度，注意可以分为：无意注意、有意注意和有意后注意。

2、无意注意(involuntary attention)，又称不随意注意，是一种事先没有预定目的，并且不需要意志努力的注意。它是人们不由自主地对那些强烈的，新颖的和感兴趣的事物所表现出来的心理活动的指向和集中。

3、无意注意的引起和维持，既没有明确的认识任务，也不依靠意志的努力，而主要是取决于刺激物本身的性质和强度。从这个意义上说，无意注意是消极被动的注意，是注意的初级形式。但从另一角度讲，正因为无意注意不需要意志努力，因此它具有的优点是不易使个体产生疲劳。

4、有意注意(voluntary attention)，又称随意注意，是一种有预定目的，在必要时需要作出意志努力的注意。例如，当我们阅读一篇论文的时候，由于认识到学习这篇论文的重要性，便自觉地将注意集中于文章的内容，当学习遇到困惑或环境中出现干扰因素时，我们通过意志努力，使注意力维持在学习的内容上，这种注意就是有意注意。有意注意是一种积极主动地服从当前目的任务的注意。它受人的意识支配、调节和控制，充分体现了人的能动作用。有意注意是在人类实践活动中发展起来的，是人类特有的注意，是注意的一种高级发展形式。但由于有意注意需要一定的意志努力，因此主体容易产生疲劳。

5、有意后注意(post voluntary attention)，又称随意后注意，是在有意注意基础上产生的一种与目的任务联系在一起但又不需要意志努力的注意。有意后注意是注意的一种特殊形式。既服从于人们活动的目的与任务，又能节省意志的努力，是一种最高级最理想的注意类型。有意后注意具有高度的稳定性，对于学习和工作都具有非常积极的意义，是人们从事创造性劳动的必要条件，一切有成就的科学家都具有这种注意有意后注意。

6、个体青少年阶段学习开始成为主要的活动，但其生理和心理发展均处于变化的阶段，易受外界刺激影响，从而出现注意力不集中，多动、冲动、学习效率低下等问题。

7、目前青少年注意力训练以脑电生物反馈为主，美国儿科学会将脑电生物反馈训练作为注意力缺陷多动障碍的一线治疗方法。受训者头皮或耳垂贴上电极，电极作为“感应器”采集大脑各区域发出的脑电波，然后通过电脑或其他工具将受训者的脑电以能够被解读的方式呈现出来。传统脑电生物反馈训练过程(通常为游戏训练)中，受训者的成绩将会通过电脑给予视听觉的反馈。游戏训练是通过大脑脑电波活动控制的，如果电极接收到受训者的脑电波模式符合训练模式，游戏将会顺利地进行，并获得相应的分数作为“奖励”。相反，受训者被检测到的脑电波若不符合训练模式，游戏将不会执行，也无法获得分数。

8、然而2014年斯坦福大学联合75位认知学专家对游戏类训练产品进行申明。哈佛大学、斯坦福大学、麻省理工大学、波士顿大学等多个学校的实验室对游戏类专注力训练联合检验发现：这类训练只是通过游戏吸引受训者的兴趣，训练中提高的只是任务的熟练度，也只能提高受训者在游戏中的注专注度，这类注意力很难迁移到其他任务上，因为游戏本身利用的是训练者的无意注意，训练者没有意志的参与，因此也无法迁移到其他任务中。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供了基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统，其目的是解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

3、基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统，包括随意注意任务系统和脑电信号反馈系统，所述随意注意任务系统由任务匹配模块、任务驱动模块和任务评估模块组成；

4、所述脑电信号反馈系统由脑电信号采集模块和信号处理模块组成；

5、所述脑电信号采集模块包含采集端和传输部分。

6、进一步的，所述任务匹配模块包含注意力自评测试、家长评估、脑波分析、年龄匹配可选项项目。

7、进一步的，所述任务驱动模块是训练者任务1和任务2的训练时实时的情况驱动任务的进行。

8、进一步的，所述任务评估模块对任务1和任务2分别进行评估，同时对总体任务进行评估。

9、进一步的，所述采集端包括以下两种类型：

10、(一)采集端前部是电极帽，电极帽接口与采集端相连能够以(hz)的采样率同时测量8个通道的脑电信号数据；

11、(二)模块采集端与头环或圆形绷带构成便携式采集模块，能够以500hz采用率同时检测2通道或3通道的数据。采集模块硬件，主要包括系统供电电池、高共模抑制比的模拟前端、adc数/模转换器、微处理单元和无线射频模块；传输部分作为采集模块与脑电信号处理模块传递的桥梁，可以无线蓝牙传输、有线接入端口连接传输。

12、进一步的，所述信号处理模块依靠专有程序进行信号分析，程序主要包含4个部分，分别为信号接收、特征信号提取和显示、信号测试和反馈参数、指令动画驱动；信号接收功能，读取采集器发送的8通道、3通道和2通道，以500hz采样数据并通过数据显示控件，将接收到的脑电数据波形显示在程序前面板上；同时，根据提取的特征信号进行基线测试，计算是否符合反馈或抑制的条件，形成反馈参数，反馈参数设置可以使用系统默认参数或自定义设置训练参数，系统默认有smr方案、tbr方案和scp方案；驱动画面进行、暂停或回退；最后将脑电信号数据保存在指定的文本文档中。

13、本发明的有益效果为：

14、1.通过任务1和任务2的交替，增加训练的趣味性和挑战性；

15、2.这种训练方法是一种可以迁移的注意力训练方法，训练者在训练中习得的认知和行为习惯可以应该于日常学习和生活中；

16、3.长期的训练有利于形成随意后注意这种更高品质的注意力。

技术特征：

1.基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统，其特征在于，包括随意注意任务系统和脑电信号反馈系统，所述随意注意任务系统由任务匹配模块、任务驱动模块和任务评估模块组成；

2.根据权利要求1所述的基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统，其特征在于：随意注意任务系统和脑电信号反馈系统在训练过程中相互联系和支撑。

3.根据权利要求1所述的基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统，其特征在于：所述任务匹配模块包含注意力自评测试、家长评估、脑波分析、年龄匹配可选项项目。

4.根据权利要求1所述的基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统，其特征在于：所述任务驱动模块是训练者任务1和任务2的训练时实时的情况驱动任务的进行。

5.根据权利要求3所述的基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统，其特征在于：所述任务评估模块对任务1和任务2分别进行评估，同时对总体任务进行评估。

6.根据权利要求1所述的基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统，其特征在于：所述采集端包括以下两种类型：

7.根据权利要求1所述的基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统，其特征在于：所述信号处理模块依靠专有程序进行信号分析，程序主要包含4个部分，分别为信号接收、特征信号提取和显示、信号测试和反馈参数、指令动画驱动；信号接收功能，读取采集器发送的8通道、3通道和2通道，以500hz采样数据并通过数据显示控件，将接收到的脑电数据波形显示在程序前面板上；同时，根据提取的特征信号进行基线测试，计算是否符合反馈或抑制的条件，形成反馈参数，反馈参数设置可以使用系统默认参数或自定义设置训练参数，系统默认有smr方案、tbr方案和scp方案；驱动画面进行、暂停或回退；最后将脑电信号数据保存在指定的文本文档中。

技术总结
本发明公开了基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统，包括随意注意任务系统和脑电信号反馈系统，所述随意注意任务系统由任务匹配模块、任务驱动模块和任务评估模块组成，所述脑电信号反馈系统由脑电信号采集模块和信号处理模块组成，所述脑电信号采集模块包含采集端和传输部分。本发明的基于随意注意任务和脑电信号反馈的注意力训练系统，优势在于：通过任务1和任务2的交替，增加训练的趣味性和挑战性；这种训练方法是一种可以迁移的注意力训练方法，训练者在训练中习得的的认知和行为习惯可以应该于日常学习和生活中；长期的训练有利于形成随意后注意这种更高品质的注意力。

技术研发人员：胡映珊,侯学霖,陈程程
受保护的技术使用者：深圳欣普霖科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13