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基于脑电的神经反馈技术及应用研究

蒲贤洁  
【摘要】:生物反馈技术是行为医学的一种重要治疗手段,作为联结普通医学和社会、心理医学的桥梁,在普通医学和精神卫生领域里有广泛的应用。其中的神经反馈,已经主要被应用于癫痫、注意缺陷多动障碍等神经功能紊乱性疾病的治疗,以及提升正常人的认知功能、精神状态等方面。神经反馈是将神经生理信号转换为容易被人们理解的形式,如声音、动画等,受试者通过训练,可以选择性地增强或抑制某一种特征的神经生理信号,进而达到调节脑功能的目的。 目前用于神经反馈的神经生理信号有脑电,功能磁共振成像等,其中脑电信号的采集具有无创、简便易用以及费用低廉等优点,近年来已广泛应用于脑-机接口技术,在康复治疗、环境控制等方面取得了重要进展。而神经反馈与脑-机接口技 术在信号采集、信号特征提取与模式分类方面完全类似,因此,可以利用脑-机接口的相关研究成果,密切配合临床需求,研究发展基于脑电的神经反馈技术。本文基于神经生理学和脑-机接口技术,在人体脑电信号采集和分析的基础上开发神经反馈训练系统。针对脑电信号中的自主节律成分,如感觉运动节律(Sensorimotor Rhythm, SMR)和alpha节律,通过实时脑电信号处理提取其特征参数,以此产生反馈信息,对受试者进行自我调节训练,从生理-心理角度进行辅助治疗,为临床提供具有实用性、稳定性的治疗平台。主要内容包括: 1.在实验室现有脑-机接口系统框架上,采用多线程设计,完成脑电信号实时处理和特定频段脑电特征提取、反馈控制、反馈信息选取及反馈界面的设计,搭建起神经反馈系统训练平台。 2.根据脑电基本特征和记录方法,针对放大器硬件基础,设计脑电信号采集方案,包括电极位置分布及阻抗、滤波、采样率等参数设定。 3.设计并实施正常受试者的神经反馈训练方案,设置实验组和控制组,对两个实验组进行不同模式的反馈训练,并引入量表测试。通过对脑电数据和心理测量数据的分析,探讨脑电节律的改变及其相互影响、心理因素的变化以及实验设计等问题。 4.设计针对难治性癫痫的神经反馈训练方案,准备临床研究相关材料。


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