基于脑电的神经反馈技术及应用研究

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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第一章 绪论

1.1 神经反馈概述

1.2 脑电的基本特征和记录方法

1.3 本课题的研究意义

1.4 脑电神经反馈的研究现状

1.5 本文的主要工作

第二章 神经反馈训练系统开发

2.1 本文神经反馈系统组成

2.2 软件系统及信号处理

2.3 系统初步验证

第三章 基于正常人的神经反馈训练研究

3.1 脑电信号采集方案

3.2 神经反馈训练试验方案

3.3 实验数据分析

第四章 针对难治性癫痫的神经反馈训练方案

4.1 试验方案设计

4.2 试验开展近况

第五章 总结与展望

致谢

参考文献

附录一

附录二

附录三

个人简历及攻硕期间的研究成果