专利名称：多人神经反馈训练方法和多人神经反馈训练系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种神经反馈训练方法，尤其涉及一种通过采集多人的大脑神经活动，在线分析大脑神经活动交互性并将结果反馈给使用者，以使其对自身大脑神经活动进行调节的训练方法，本发明同时涉及一种多人神经反馈训练系统。
背景技术：
个体神经反馈(即单人神经反馈)是通过在线采集单个个体的大脑神经活动并反馈给其自身，使其能够自主地对大脑活动进行调节，达到改变其认知及行为的目的。通过对个体的特定大脑功能进行干预，从而实现对脑疾病患者的治疗和康复，或是使健康人的认知能力(如学习、记忆、运动等)得到提闻。·例如，研究者利用脑电图(EEG)或功能磁共振成像(fMRI)，观测希望调节的目标脑区的神经活动指标，并将其通过视听觉等通道反馈给使用者，从而指导使用者尝试对该神经活动指标加以自主调节。通过一定时间的反复训练，使用者可以掌握这种自主调节能力。由于被调节的脑区的神经活动与特定认知功能存在关联，因此这种长期的训练可以促进相应认知能力的改善，或是对某些神经与精神疾病起到治疗作用。例如通过神经反馈调节视觉皮层的神经活动模式可以显著提高视知觉学习敏感度；而慢性痛患者则可以通过神经反馈调节前扣带皮层的神经活动来减轻疼痛，等。现有技术中，对神经反馈训练活动的研究局限于个体神经活动。而如果可以同时采集多人的大脑神经活动，在线计算其神经活动的交互性，并将该交互性结果反馈给所有使用者，使其能够据此自主调节各自的神经活动，以改变彼此间的神经活动的交互性，从而产生相应认知和行为的改变，可以达到改变人际间(社会)认知和行为的目的。该技术可以被用于训练多人之间的行为一致性与调节人际关系。例如可以通过调节学生(运动员、乐器学习者)与老师(教练、演奏家)的神经活动同步性，达到提高后者技能的目的。又如可以通过调节人与人之间的与社会认知相关的神经活动同步性，实现彼此信任、决策共识等目的。例如可以使社会认知障碍症(如抑郁症)患者与心理治疗师一同进行多人神经反馈调节，弓丨导患者的神经活动向着治疗师所设定的正常活动模式演化，从而达到治疗其疾病的目的。而现有技术中，还未公开针对多人神经反馈训练的相关信息。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种多人神经反馈训练方法。本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种多人神经反馈训练系统。为了实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案一种多人神经反馈训练方法，包括如下步骤(I)在多个使用者完成训练任务的同时，采集所述使用者的大脑神经活动数据，并计算出全部使用者的大脑神经活动交互性指标；(2)将所述大脑神经活动交互性指标作为反馈信息呈现给全部使用者；
(3)使用者根据所述反馈信息调节自身大脑神经活动；(4)重复步骤(I)到步骤(3)，直至所述训练任务结束。其中较优地，在所述步骤(I)中，通过脑电图成像设备或功能核磁共振成像设备或近红外光学脑成像设备采集所述使用者的大脑神经活动数据。其中较优地，在所述步骤(I)中，所述大脑神经活动交互性指标是多名使用者的神经活动强度的差值、变异值、皮尔森相关系数、以及相干系数中的任意一种；其中，X和y分别代表两名使用者的神经活动强度，则两名使用者的神经活动强度的差值等于x-y ；xl，x2，…，xN分别代表N名使用者的神经活动强度，则N名使用者的神经活动强度 的变异值是神经活动强度的统计M阶矩，即所沭神经活动强度的变异倌等于
权利要求
1.一种多人神经反馈训练方法，其特征在于包括如下步骤 (1)在多个使用者完成训练任务的同时，采集所述使用者的大脑神经活动数据，并计算出全部使用者的大脑神经活动交互性指标； (2)将所述大脑神经活动交互性指标作为反馈信息呈现给全部使用者； (3)使用者根据所述反馈信息调节自身大脑神经活动； (4)重复步骤(I)到步骤(3)，直至所述训练任务结束。
2.如权利要求1所述的多人神经反馈训练方法，其特征在于 在所述步骤(I)中，通过脑电图成像设备或功能核磁共振成像设备或近红外光学脑成像设备采集所述使用者的大脑神经活动数据。
3.如权利要求1所述的多人神经反馈训练方法，其特征在于 在所述步骤(I)中，所述大脑神经活动交互性指标是多名使用者的神经活动强度的差值、变异值、皮尔森相关系数、以及相干系数中的任意一种； 其中，X和y分别代表两名使用者的神经活动强度，则两名使用者的神经活动强度的差值等于x-y ； xl, x2,…，xN分别代表N名使用者的神经活动强度，则N名使用者的神经活动强度的 变异值是神经活动强度的统计M阶矩，即所沭神经活动强度的变异倌等于
4.一种用于实现权利要求1所述的多人神经反馈训练方法的多人神经反馈训练系统，其特征在于 包括至少一台脑成像设备、中央处理单元和多个显示设备；所述脑成像设备用于采集多个使用者的神经活动数据，并将采集到的所述神经活动数据传输给所述中央处理单元；所述中央处理单元用于结合训练任务分析所述神经活动数据，获得全部使用者的大脑神经活动交互性指标，并将之传输至所述显示设备；所述显示设备用于向所述使用者呈现反馈信息。
5.如权利要求4所述的多人神经反馈训练系统，其特征在于 一台所述脑成像设备的多个电极片用于采集多个使用者的神经活动数据。
6.如权利要求4所述的多人神经反馈训练系统，其特征在于 所述中央处理单元包括任务模块、采集模块、交互性计算模块和反馈模块；其中，所述任务模块用于基于所述训练任务生成任务流程，并控制其他模块的执行情况；所述采集模块用于实时从所述脑成像设备中获取使用者的所述神经活动数据，并将所述神经活动数据传输至所述交互性计算模块；所述交互性计算模块用于对全部使用者的所述神经活动数据进行预处理，并提取出所述大脑神经活动交互性指标；所述反馈模块用于把所述大脑神经活动交互性指标反馈至所述显示设备。
7.如权利要求6所述的多人神经反馈训练系统，其特征在于 所述采集模块用于实时从所述脑成像设备中提取出当前时刻全部使用者的脑活动信号和时间戳信息，并将所述脑活动信号和所述时间戳信息传输至所述交互性计算模块。
8.如权利要求6所述的多人神经反馈训练系统，其特征在于 所述训练任务包括交替进行的休息阶段和任务阶段，所述任务模块用于通知所述反馈模块交替进入休息阶段或者任务阶段；并且所述任务模块用于将所述休息阶段和所述任务阶段的时间开始点和结束时间点通知所述交互性计算模块。
9.如权利要求8所述的多人神经反馈训练系统，其特征在于 所述交互性计算模块用于对全部使用者的所述神经活动数据进行预处理；并从预处理得到的结果中提取出全部使用者的大脑特定功能系统的对应区域的平均信号强度，再根据来自所述任务模块的任务开始时间信息和任务结束时间信息，计算出所述大脑神经活动交互性指标。
10.如权利要求8所述的多人神经反馈训练系统，其特征在于 所述反馈模块用于把所述交互性计算模块得到的所述大脑神经活动交互性指标以画面的形式反馈至所述显示设备。
全文摘要
本发明公开了一种多人神经反馈训练方法和多人神经反馈训练系统。该多人神经反馈训练系统，包括至少一台脑成像设备、中央处理单元和多个显示设备；脑成像设备用于采集多个使用者的神经活动数据，并将采集到的神经活动数据传输给中央处理单元；中央处理单元用于结合训练任务分析神经活动数据，获得全部使用者的大脑神经活动交互性指标，并将之传输至显示设备；显示设备用于向使用者呈现反馈信息。使用者可以根据反馈信息调节训练策略，以使其彼此间的神经活动交互性得到训练，向目标模式发展，从而训练多人之间的行为一致性与调节人际关系，以达到改变使用者人际间认知和行为的目的。
文档编号A61B5/055GK103054573SQ20121059279
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者朱朝喆, 段炼, 刘伟杰 申请人:北京师范大学