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智能冥想神经反馈系统

智能冥想神经反馈系统

作者：徐昊厦门大学

学位级别：硕士

现代社会生活节奏和生活压力的日益增大,人们的各类心理问题和精神疾病的数量呈上升趋势。乐易心法能够解决现代社会中人们的焦虑失落和幸福感下降等心理问题,是适合现代人的科学禅修方法。打坐冥想是乐易心法的修行内容和方法之一。冥... 详细信息

现代社会生活节奏和生活压力的日益增大,人们的各类心理问题和精神疾病的数量呈上升趋势。乐易心法能够解决现代社会中人们的焦虑失落和幸福感下降等心理问题,是适合现代人的科学禅修方法。打坐冥想是乐易心法的修行内容和方法之一。冥想时大脑产生的脑电图具有与普通状态不同的特征,可以将这种特征应用于神经反馈系统,使修行者能够在神经反馈系统的辅助下方便地进行冥想训练。本研究通过对禅修者在冥想过程中采集得到的脑电图信号进行数据挖掘研究,提出了脑电图个性化校准方案,通过机器学习算法生成的分类器能够以超过90%的准确率识别高水平禅修者的冥想脑电图样例。本文针对乐易心法四阶段冥想过程设计了脑电图实验。实验过程中,20名被试进行静虑-专注-正念-坐忘四阶段冥想,将静虑阶段的脑电图作为基准数据,用于个性化校准。在数据挖掘过程中,将脑电图数据变换为15维特征向量并对其进行个性化校准以及回归与分类。实验结果表明,个性化校准方案能够有效提高分类算法的准确性,使其达到90%以上准确率。本研究还对15维脑电图特征数据进行降维,但降维结果难以满足神经反馈疗法的需要。在前期脑电图实验和数据挖掘研究的基础上,本研究设计并实现了基于监督学习框架的智能冥想神经反馈系统。本研究指出了已有冥想神经反馈研究和产品的不足,并针对乐易心法修行的需求,对系统的功能、算法、界面、交互进行了设计和构建。最后,本研究讨论了关于禅悟和禅悟的人工智能验证问题,介绍了高等人工智能原理的全信息理论和智能生成机制理论,以及由元胞自动机研究产生的关于复杂的理论,并分析了这两个理论对冥想系统和禅悟的人工智能验证问题的意义。

关键词：冥想人工智能神经反馈

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基于运动想象脑电的BCI在线神经反馈研究

基于运动想象脑电的BCI在线神经反馈研究

作者：刘琳琳昆明理工大学

学位级别：硕士

基于运动想象(Motor imagery,MI)脑电(Electroencephalograph,EEG)的脑机接口(Brain-computer interaction,BCI)可以用于代替原有的或重建丧失的中枢神经系统输出。神经反馈的初衷和技术与BCI类似,脑电是神经反馈中最便捷的神经生理信号... 详细信息

基于运动想象(Motor imagery,MI)脑电(Electroencephalograph,EEG)的脑机接口(Brain-computer interaction,BCI)可以用于代替原有的或重建丧失的中枢神经系统输出。神经反馈的初衷和技术与BCI类似,脑电是神经反馈中最便捷的神经生理信号,对于脑电信号处理方法的研究可以加速神经反馈技术的发展。本文主要以运动想象脑电信号为研究对象,对少通道脑电的预处理、特征提取和分类进行了研究,并初步搭建、测试了在线神经反馈系统。论文主要从以下几个方面展开研究,并取得了相应的研究成果:(1)初步设计了一款脑电音乐播放器,用户可以根据想象不同的肢体运动产生的脑电来控制音乐的播放,播放器也可以通过采集、分析用户不同情绪下产生的脑电来自动播放相应类型的音乐,以实时调节用户的心情,本设计增强了音乐播放器的智能化程度和根据脑电实现对用户情绪的自适应反馈、调节功能。(2)针对少通道在线脑电直接运用独立成分分析时存在的输入通道不足以及伪迹的自动识别问题,提出采用延时数据提取窗口的方法来对少通道脑电进行扩维,并将扩维后的多通道脑电信号直接作为Fastica的输入,然后计算独立成分分解后各独立成分的峭度值来自动识别、剔除眼电分量。(3)研究少通道左右手运动想象脑电的相位同步与AR(AutoRegressive,AR)模型相结合的特征对分类准确率的影响。利用Hilbert变换计算脑电信号的锁相值(Phase Locking Value,PLV),并结合6阶AR模型参数组成多维特征向量,采用参数寻优的SVM分类器对特征进行分类,以提高分类器的分类准确率。通过将单一的AR模型功率谱估计和相位同步特征方法用于特征提取来作为对比实验,表明了AR模型功率谱估计和相位同步结合作为左右手运动想象脑电特征的优越性。(4)初步搭建、测试了在线运动想象神经反馈系统。将左右手运动想象结合咬牙用于控制俄罗斯方块游戏,游戏中俄罗斯方块的转动和界面上脑地形图的状态作为反馈来让被试集中注意力、并实时调整自己的运动想象策略。实验结果表明可视化在线训练系统通过神经反馈可以增强运动想象能力和神经功能的可塑性,可望为神经反馈用于神经功能紊乱性疾病的临床治疗奠定一定的基础。

关键词：运动想象脑电脑机接口在线少通道神经反馈

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脑电神经反馈综述

心理学进展 2020年第4期10卷 465-476页

作者：陈梓俊西南大学心理学部重庆

脑电神经反馈是一种基于脑电图的无创大脑刺激形式,通过脑机接口把从个体大脑中提取的电生理活动特征以实时反馈刺激的形式呈现给个体,使个体在反馈刺激的强化作用下学习自我调节大脑活动。脑电神经反馈能够应用于异常精神障碍的辅助治... 详细信息

脑电神经反馈是一种基于脑电图的无创大脑刺激形式,通过脑机接口把从个体大脑中提取的电生理活动特征以实时反馈刺激的形式呈现给个体,使个体在反馈刺激的强化作用下学习自我调节大脑活动。脑电神经反馈能够应用于异常精神障碍的辅助治疗,健康个体认知功能表现的提升以及作为实验条件探究电生理特征与认知功能的交互作用。本研究从反馈系统的组成部分、实验设计的要素、训练效果评估以及机制作用等四个方面对脑电神经反馈进行综述,使读者对脑电神经反馈有一个清晰的认知。

关键词：脑电技术神经反馈脑机接口认知功能

近5年我国神经反馈治疗注意缺陷多动症儿童的研究状况

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绵阳师范学院学报 2020年第11期39卷 75-81,94页

作者：陈桂芳谢维爵绵阳师范学院生命科学与技术学院四川绵阳621006 绵阳市第三人民医院临床医学心理科四川绵阳621000

为了了解2014-2019年我国神经反馈治疗注意缺陷多动症(ADHD)儿童的基本研究情况,采用文献分析法,从中国知网CNKI、万方数据、维普数据中检索到含有神经反馈(Neurofeedback,NF)治疗ADHD儿童的相关论文共47篇.将此47篇文献纳入以下分析:... 详细信息

为了了解2014-2019年我国神经反馈治疗注意缺陷多动症(ADHD)儿童的基本研究情况,采用文献分析法,从中国知网CNKI、万方数据、维普数据中检索到含有神经反馈(Neurofeedback,NF)治疗ADHD儿童的相关论文共47篇.将此47篇文献纳入以下分析:治疗研究类型、干预方式、随机对照条件、治疗的脑电方案以及疗效评估,并从以上几方面探讨相关治疗研究的规律、特点与发展趋势.

关键词：注意缺陷多动症神经反馈脑电反馈

基于神经反馈调节的杠杆定位手法对腰椎生物力学效应的相关性研究

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基于神经反馈调节的杠杆定位手法对腰椎生物力学效应的相关性研究

作者：左金红浙江中医药大学

学位级别：硕士

目的研究在神经反馈调节下杠杆定位手法对腰椎生物力学的效应关系。方法筛选30名大学生作为志愿者,通过建立生物力学采集系统,对杠杆定位手法与大鱼际揉法的压力(F)、位移(S)、肌电(E)进行测试并获得相关波谱数据,并对获得的波谱数据... 详细信息

目的研究在神经反馈调节下杠杆定位手法对腰椎生物力学的效应关系。方法筛选30名大学生作为志愿者,通过建立生物力学采集系统,对杠杆定位手法与大鱼际揉法的压力(F)、位移(S)、肌电(E)进行测试并获得相关波谱数据,并对获得的波谱数据进行曲度宽度调整、筛选和滤波处理,得到清晰的波谱数据。并把波谱数据导入到excel中,进一步对数据序列进行时间排列,并制成时间序列图表,运用自相关函数和互相关函数对杠杆定位手法和大鱼际揉法的压力、位移各3000个数据和肌电各3000个实验数据进行运算,得出压力-压力、位移-位移、肌电-肌电的2000个自相关系数和压力-位移、压力-肌电,位移-肌电的2000个互相关系数。把相关系数绘制成相关系数的时间序列图表,观察应力、应变与肌电曲线平稳的志愿者数据运用SPSS 17.0进行统计分析。结果 1.获得两种不同手法实验数据的时间序列图。2.获得两种手法应力、应变与肌电的相关系数及相关系数图表。杠杆定位手法应力-肌电得相关系数R的均值与标准差(-0.50±0.12),应变-肌电的相关系数R的均值与标准差(-0.68±0.13),大鱼际揉法应力-肌电R的均值与标准差(-0.50±0.08)、应变-肌电的相关系数R的均值与标准差(-0.60±0.11)。杠杆定位手法与大鱼际揉法的应力-肌电的相关系数均值运用t检验得出P=0.142>0.05,无统计学意义;杠杆定位手法与大鱼际揉法的应应变-肌电的相关系数均值运用t检验得出P=0.862>0.05,无统计学意义。结论 1.实验所得的相关系数图发现两种手法的应力、应变与肌电的自相关和互相关系数是一个随时间变化而变化的量,而不是一个单一的相关系数;2.实验表明手法规范操作时动作相对稳定时,其相关系数相关系数图上的数据趋于平稳直线,其时序图的应力、应变和神经反馈肌电变化趋势也趋于一致;3.通过相关性分析,可以确定手法标准化的理论依据,同时发现两种手法的作用对神经反馈控制的调节无明显差异性。

关键词：神经反馈腰椎杠杆定位手法生物力学效应研究

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实时fMRI神经反馈的临床应用研究进展

中国中西医结合影像学杂志 2020年第5期18卷 523-527页

作者：李中林邹智周菁武肖玲陈白如王彩云马会民闫峰山窦社伟李永丽河南省人民医院影像科河南郑州450000 河南省人民医院健康管理中心河南郑州450000

实时功能MRI成像神经反馈(rtf MRI-NF)技术能够改变受试者神经的可塑性和学习能力,对神经和精神疾病的治疗具有重要临床价值,是目前研究的焦点。该技术对抑郁症、焦虑症、疼痛和耳鸣等的治疗研究已经取得了阶段性成果。但由于rtf MRI-N... 详细信息

实时功能MRI成像神经反馈(rtf MRI-NF)技术能够改变受试者神经的可塑性和学习能力,对神经和精神疾病的治疗具有重要临床价值,是目前研究的焦点。该技术对抑郁症、焦虑症、疼痛和耳鸣等的治疗研究已经取得了阶段性成果。但由于rtf MRI-NF训练流程较复杂,存在许多问题需进一步研究与探索。根据其训练流程和研究现状,从调节目标选择、对照组设置、实验范式设计、反馈信息呈现、调节策略及临床训练效果评估六方面进行综述,以促进其在临床的研究与应用。

关键词：磁共振成像神经反馈自我调节临床应用

基于fNIRS的神经反馈对运动想象脑机制的影响

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基于fNIRS的神经反馈对运动想象脑机制的影响

实时功能磁共振成像神经反馈调节目标分析方法的研究进展

第十九届全国心理学学术会议

作者：白学军张琪涵章鹏周菘谭珂张明哲王雯杨宇天津师范大学心理与行为研究院北京大学心理学院

近年来,运动想象作为一种疗法,结合神经反馈技术用于偏瘫、中风、截肢等病人的康复治疗中,以维持他们大脑功能的平衡。为了探究基于fNIRS的神经反馈技术对运动想象大脑激活模式的作用机理,我们进行了两个实验。实验一比较有反馈信号和... 详细信息

近年来,运动想象作为一种疗法,结合神经反馈技术用于偏瘫、中风、截肢等病人的康复治疗中,以维持他们大脑功能的平衡。为了探究基于fNIRS的神经反馈技术对运动想象大脑激活模式的作用机理,我们进行了两个实验。实验一比较有反馈信号和无反馈信号条件下运动想象的皮层激活情况。反馈组和无反馈组各招募15名具有一定想象能力的被试,分别要求他们完成不同强度的运动执行和运动想象任务。其中反馈组在执行任务期间能够接收到主运动皮层的实时反馈信号,无反馈组不提供任何皮层的活动信息。结果显示,神经反馈能够调节运动想象任务下主运动皮层和体感皮层的激活水平,但对运动执行任务下的皮层激活水平无显著影响。为了排除视觉信号等无关心理成分的干扰,实验二采用了前测-干预-后测的实验设计。同样招募两组(训练组和控制组)具有一定想象能力的被试,每组各15人。在正式实验中,先对被试进行运动想象的基线测量和功能定位,并在被试接受神经反馈训练的前后,各完成一次无反馈信号的想象任务。相比于控制组,训练组需要完成一个持续十五分钟左右的神经反馈训练。结果发现神经反馈训练能够有效提高体感皮层和缘上回的激活强度。这说明基于fNIRS的神经反馈技术能够有效调节相关皮层的激活水平,证明了该方法的可靠性。

关键词：运动执行运动想象功能性近红外光谱成像技术神经反馈运动皮层

来源： cnki会议评论

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磁共振成像 2020年第8期11卷 684-687页

作者：邹智李中林周菁武肖玲陈白如王彩云闫峰山马会民窦社伟李永丽河南省人民医院影像科郑州450000 河南省人民医院健康管理中心郑州450000

实时功能磁共振成像神经反馈(real-time fMRI neurofeedback,rtfMRI-NF)技术能够改变受试者的神经可塑性和学习能力,对于神经和精神疾病的治疗具有重要的临床价值,是目前研究的焦点。其原理是通过rtfMRI-NF训练受试者调节特定大脑的活... 详细信息

实时功能磁共振成像神经反馈(real-time fMRI neurofeedback,rtfMRI-NF)技术能够改变受试者的神经可塑性和学习能力,对于神经和精神疾病的治疗具有重要的临床价值,是目前研究的焦点。其原理是通过rtfMRI-NF训练受试者调节特定大脑的活动进而改变大脑功能和临床行为,因此,训练前需要根据具体的临床应用选择合适的调节目标。近年来随着该技术的快速发展,rtfMRI-NF调节目标的分析方法增多,因此选择也越来越多样化。笔者根据rtfMRI-NF目前的研究现状,把调节目标的分析方法分为以下3种:基于感兴趣区域活动、基于脑连接、基于多体素模式分析,分别对其进行介绍,并讨论目前存在的问题和未来发展方向。

关键词：功能磁共振成像神经反馈调节目标感兴趣区脑连接

神经反馈技术应用于自闭症谱系障碍干预的Meta分析

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心理学进展 2024年第4期14卷 601-612页

作者：夏泽宇刘明王金峰史丹丹毕素香苏州大学教育学院江苏苏州菏泽市第三人民医院临床心理科山东菏泽菏泽市第三人民医院康复医学科山东菏泽

自闭症谱系障碍是一种在儿童和青少年间常见的神经发育障碍,对于自闭症的诱发因素的研究已有几十年的历史,并且也出现了多种治疗和干预手段。这些方法大多是采用传统的行为干预或使用药物治疗等,存在着各自的优劣。随着脑成像技术的发展... 详细信息

自闭症谱系障碍是一种在儿童和青少年间常见的神经发育障碍,对于自闭症的诱发因素的研究已有几十年的历史,并且也出现了多种治疗和干预手段。这些方法大多是采用传统的行为干预或使用药物治疗等,存在着各自的优劣。随着脑成像技术的发展,研究者们可以进一步对人们的脑神经活动进行深入了解,并且以此为基础,发展出一种全新的干预技术——神经反馈训练。神经反馈技术可以直接收集个体的脑神经活动状态并以视觉和听觉的形式产生反馈,使个体可以直接对自己的脑活动产生调节。由于其非侵入型、无创性的优点,神经反馈技术越来越多被运用于心理疾病的治疗以及精神健康问题的改善中。尽管这种技术的出现和发展已有二十多年的历史,但是将其应用于ASD的干预和治疗中的实践仍是较少的,本文首先对ASD的传统和常用的干预手段简要说明,然后采用系统性文献综述和元分析方法(PRISMA),对Web of Science、PubMed、谷歌学术、中国知网、百度学术等数据库以“神经反馈”和“自闭症”等为关键词进行汇总和总结。对先前研究者们将这一技术应用于ASD的干预和治疗中的文章进行综述,总结这种技术在ASD的干预中的程序设计、训练方法等,本综述的主要结果显示,神经反馈技术在自闭症谱系障碍的干预和治疗中有显著效果,并且出现这种改善效果所需的时间周期较短,因此,这种无创性的技术可以在自闭症谱系障碍的治疗中得到更多的应用。此外,本研究对自闭症谱系障碍的脑功能连接也进行了一定程度的说明,因此提出未来研究可以通过对自闭症患者的脑功能连接以及神经网络为切入点,寻找进一步改善和优化这种技术的可能性。

关键词：神经反馈自闭症 ASD Meta分析自闭症干预