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【腦波儀】腦波神經反饋訓練

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<p class="ql-block">大腦是人最重要的器官，也是最復雜的器官。曾經有一種非常流行的說法，認為人的大腦潛能只開發出了10%，連愛因斯坦的大腦都還有很大部分潛能未開發。</p><p class="ql-block">這是一種以訛傳訛的錯誤說法，卻也反映了人們對于開發大腦、提升大腦功能的普遍愿望。</p><p class="ql-block"><span style="font-size: 20px; color: rgb(25, 25, 25);">然而擁有1000億個神經細胞以及同樣巨大數量的膠質細胞的人類大腦，確實非常復雜，以致于被稱為是“科學的最后一個前沿陣地”。</span></p><p class="ql-block"><span style="color: rgb(25, 25, 25);">長期以來，為人們所熟悉的改變大腦的方法只有三種：神經外科手術、侵入式或者非侵入式的電磁刺激、以及服用神經刺激藥物。無論哪一種，都有點讓人望而生畏。然而事實上，改變和塑造大腦最重要也是最常見的途徑，是一種每個人與生俱來的能力——學習！</span></p><p class="ql-block"><b style="color: rgb(237, 35, 8);">大腦各項結構和功能的發育過程，是以基因藍圖為基礎，經由后天的各種經驗刺激和學習，在遺傳因素和環境因素共同作用下，形成負責視覺、聽覺、語言、記憶、推理、情緒情感等各種功能的神經回路。</b></p> <p class="ql-block"><b style="color: rgb(237, 35, 8); font-size: 20px;">學習和經驗可以改變大腦的結構和工作方式，這一現象被稱為神經可塑性。</b></p><p class="ql-block">一項對倫敦出租車司機大腦的功能核磁共振&nbsp;(fMRI)&nbsp;研究，是用來說明神經可塑性的一個有名的例子&nbsp;[Maguire, 2000_PNAS]。</p><p class="ql-block">這項研究發現，出租車司機大腦中掌管位置空間記憶的海馬體的體積與駕齡成正比，即出租車司機駕齡越長，海馬體體積越大。也就是說，駕駛出租車在倫敦彎曲復雜的街道穿行這一經驗，讓出租車司機的大腦發生了結構上的變化，海馬體的體積逐漸增加。那么，神經可塑性的機制是什么呢？</p><p class="ql-block">大腦處理信息的時候，需要許許多多的神經元協同工作、協同放電，導致神經元之間的生化連接得到加強，長出新的突觸連接或者提高了原有突觸連接的工作效率&nbsp;(突觸是兩個神經細胞之間的連接部位)。這個現象被稱為赫布法則&nbsp;(Hebb’srule: fire together,wire together)，是學習與記憶的最核心機制之一。而在分子層面，能長期保持的神經可塑性主要是通過長時程增強 LTP 和長時程抑制 LTD 來實現的&nbsp;[Kennedy, 2013; Crabtee &amp; Gogos, 2014]。不過，這一項對于倫敦出租車司機的著名研究，是在學習和經驗改變了大腦結構之后的一個事后的確認。</p><p class="ql-block"><span style="color: rgb(237, 35, 8);"> 日常生活中，學習的過程&nbsp;(如教與學，練習與考試)&nbsp;仍然是純粹行為層面的。大腦在整個學習過程中，依舊是一個黑盒子。學習和經驗輸入大腦后，我們能看到的輸出就是語言和行為，而這其間發生的大腦的各種加工和變化，絕大部分是隱藏在我們的顱骨之內不為人知的。</span></p><p class="ql-block">換句話說，學習這件事，長久以來一直不是一個高效率的真正閉環系統(Sitaram&nbsp;et al, 2017)。隨著腦成像技術的發展、神經科學基礎研究和臨床研究的深入，人們開始嘗試將大腦在學習和思考時的相關神經信號記錄下來，并實時反饋給大腦，建立起學習的閉環系統，以促進學 習效率或糾正學習過程中的錯誤。</p><p class="ql-block"><b style="color: rgb(237, 35, 8); font-size: 20px;"> 這一方向嘗試的成果，就是神經反饋訓練技術。</b></p> <p class="ql-block"><b style="color: rgb(237, 35, 8);"> 神經反饋訓練技術，是基于腦科學和行為科學學習理論發展起來的一種安全、非侵入式的改善大腦功能和結構的方法。</b></p><p class="ql-block"> 恰當運用神經反饋訓練，可以有效地提升大腦功能或者治療腦疾病引起的腦功能損傷。具有臨床意義的腦電波神經反饋訓練技術，是加州大學洛杉磯分校的 Sterman 教授在1968提出的。經過半個世紀的發展，神經反饋訓練領域進行了大量的基礎研究和臨床試驗，在提升認知能力和任務績效、治療注意缺陷與多動綜合癥&nbsp;(ADHD，俗稱多動癥)、自閉癥、認知老化等方面都取得了大量成果，積累了許多證據。</p><p class="ql-block"><span style="color: rgb(22, 126, 251);"> 隨著人工智能時代的到來，神經反饋訓練的算法變得更加精準強大，硬件技術的發展也使得可穿戴裝腦電波設備的信號精度和便利性都得到極大提高，而成本則大幅下降。</span></p><p class="ql-block"><b style="color: rgb(237, 35, 8);"><i> 使用最為廣泛并得到臨床應用的神經反饋訓練，是基于腦電波的神經反饋訓練。</i></b></p><p class="ql-block">腦電波主要是來源于腦神經細胞的突觸后電位。腦電波所測量的是頭皮上電壓&nbsp;(不是電流)的變化, 是對神經突觸活動無創式的在體記錄&nbsp;(Nunez, 2006)。</p><p class="ql-block"><span style="color: rgb(22, 126, 251);">對記錄到的腦電波進行頻譜分析，就分解成為我們熟悉的腦電波頻率波段</span></p><p class="ql-block"><span style="color: rgb(22, 126, 251);">delta波&nbsp;(0-4 Hz赫茲)</span></p><p class="ql-block"><span style="color: rgb(22, 126, 251);">theta波(4-7 Hz)</span></p><p class="ql-block"><span style="color: rgb(22, 126, 251);">alpha波&nbsp;(8-12 Hz)</span></p><p class="ql-block"><span style="color: rgb(22, 126, 251);">beta波(12-30 Hz)，</span></p><p class="ql-block"><span style="color: rgb(22, 126, 251); -webkit-text-size-adjust: 100%;">gamma波&nbsp;(&gt; 30 Hz</span></p><p class="ql-block"><span style="color: rgb(22, 126, 251); -webkit-text-size-adjust: 100%;">顱外記錄的可用腦電波信號，主要是delta到beta波之間。</span></p><p class="ql-block">Gamma波受到顱骨過濾模糊、交流電頻率和肌電噪音信號的影響，一般不用于數據分析和算法開發。</p><p class="ql-block"><span style="font-size: 15px; color: rgb(128, 128, 128);">注：我們尊重創。部分文章和圖片來于網絡，版權歸原作者，原作者可隨時聯系我們予以署名更正或做刪除處理。</span></p> <p class="ql-block"><b style="font-size: 20px;">　　經過腦波訓練可以有效提升注意力，休息力，集中力，讓大腦平衡，做事更多動力。</b></p>
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