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视友科技

利用脑机接口技术做心脑健康团体测训

今年,教育部要求将抑郁作为学生心理健康测查项目。如何利用脑机接口技术,客观、迅速、准确地测评心理、情绪,就成为越来越广受关注的事情。


脑智通心脑健康团体测训系统是一套团队心脑健康测评和训练干预的系统。产品基于多人脑电采集技术,可以实现对多人的心脑健康参数同步测评,并输出测评报告。


脑智通利用便携式脑电基于一对多脑电同步采集,提供专业设计的心脑健康评测实验范式,支持多人脑电同步心脑健康评测功能,通过多模式图表实时显示并记录多人脑电指标、输出焦虑、睡眠、疲劳、成瘾、抑郁等多项等情绪、心脑健康评估参数、输出心脑健康评估报告、提供多个正念冥想团队训练课程、支持多模态的团队脑电生物反馈训练。...

今年,教育部要求将抑郁作为学生心理健康测查项目。如何利用脑机接口技术,客观、迅速、准确地测评心理、情绪,就成为越来越广受关注的事情。


脑智通心脑健康团体测训系统是一套团队心脑健康测评和训练干预的系统。产品基于多人脑电采集技术,可以实现对多人的心脑健康参数同步测评,并输出测评报告。


脑智通利用便携式脑电基于一对多脑电同步采集,提供专业设计的心脑健康评测实验范式,支持多人脑电同步心脑健康评测功能,通过多模式图表实时显示并记录多人脑电指标、输出焦虑、睡眠、疲劳、成瘾、抑郁等多项等情绪、心脑健康评估参数、输出心脑健康评估报告、提供多个正念冥想团队训练课程、支持多模态的团队脑电生物反馈训练。


这种利用对脑电信号的分析来测量情绪的方法,非常适合学校、企业、部队等人数多的单位,可以在短短几天内完成集中采集。



脑智通多人脑电采集同步系统



脑智通多人脑电采集同步报告


新智注意力

视友脑电科技,开启你的无限可能

“气球一个接着一个爆开,里面所储存的彩色颜料借着爆炸的力瞬间泼洒在下面的画布上,绚烂的色彩组成一幅美丽的‘泼墨画’,而成品的前面,是一个个身有残缺,却眼神坚毅的人们。”


这是2022北京冬季残奥会,张艺谋导演所拍摄的一则名为《绽放》的宣传片画面。相信比画作本身更令人震惊的,是这些“折翼天使”们,通过脑波仪,运用脑波意念引爆气球的全过程,而整则视频的“内囊”,除了残疾同胞的“精神力量”,还有科技本身,所闪耀的,光芒。


[图片]
脑机接口让大脑《绽放》


戴在残疾演员头上的那个小小仪器,是视友科技的EgoX便携式脑电仪,仪器运用多个电极,无需嵌入,毫无保留地将人的脑波准确传送,仅用脑...

“气球一个接着一个爆开,里面所储存的彩色颜料借着爆炸的力瞬间泼洒在下面的画布上,绚烂的色彩组成一幅美丽的‘泼墨画’,而成品的前面,是一个个身有残缺,却眼神坚毅的人们。”


这是2022北京冬季残奥会,张艺谋导演所拍摄的一则名为《绽放》的宣传片画面。相信比画作本身更令人震惊的,是这些“折翼天使”们,通过脑波仪,运用脑波意念引爆气球的全过程,而整则视频的“内囊”,除了残疾同胞的“精神力量”,还有科技本身,所闪耀的,光芒。



脑机接口让大脑《绽放》


戴在残疾演员头上的那个小小仪器,是视友科技的EgoX便携式脑电仪,仪器运用多个电极,无需嵌入,毫无保留地将人的脑波准确传送,仅用脑波的力量就可以致使一个气球的炸裂,这真是太神奇了不是吗?让人不禁联想到当今世界,科技的蜕变。


2017年,在中国科学院周刊上,一篇关于潘教峰研究员访谈提出了一个引入深思的问题——“科技发展的初心是什么?”为了推动世界发展?为了赚钱?为了工业发展?……文中,给出了特别明确的答复:“科技发展,不要忘记‘为了人’这一初心”。


“人”这个字,是科技发展的关键,而科技发展就是为了开发人的无限可能。农耕时代下,人类利用一个又一个工具,满足口食之欲;工业革命中,人类在煤块、化学作用下,发明了汽车、飞机,出现了电!这是极其关键的一步。而今,是信息技术、是人工智能大力发展的时代。你看呀,曾经人类想要飞上天的妄想,早已实现。90年代小朋友所畅想的汽车自己开的时代也已经来临……过往的限制,都一一被人类的科技所打破,我们身上的“镣铐”越来越少,科技,越来越发达。


此次与《绽放》合作的视友科技,也是科技发展的一个缩影。从一款又一款性能不同的脑波仪面世,到一个又一个脑机接口、脑波灯、Ego脑波舱、思速脑波赛车……脑波这个曾经虚无缥缈的东西,被落实到一个个仪器上,甚至通过人工智能,能在互联网上“建档立户”,我们的情绪波动、专注能力等都被数据具体化,留下痕迹。



(视友科技旗下EgoX便携式脑电仪、脑波灯等产品)


如今在短片中,脑波仪居然都能引爆气球。我们都忍不住遐想,人类究竟还有多少可能,可以被科技照进现实?


瘫痪在床的老人,可以通过脑波控制床,实现自主翻身避免严重褥疮病症的发生;通过脑波,人们可以将自己的意识与机械手臂相连,控制其运动,为残缺的人们提供了“二次人生”;脑机接口实现与电脑、手机等人工智能的缔结……这一切都在逐步变为现实,虽然脑波不一定能控制万物,但科技,为我们开启了更多的可能。


大脑360

脑电波助残奥会宣传片《绽放》--心之所往,绽放所爱

如果思想也有色彩,你希望它是什么颜色的?一群可爱的人已经给出了答案。


这些人或没有视物的双眸,或没有可以奔跑的双腿,或没有可以拥抱的臂膀,但这并不妨碍他们去和艺术相拥,去和自由击掌,依靠着自己丰富美好的内心世界和高科技脑电仪器,这些自强不息的伙伴们携手呈现了一次气势磅礴的脑电波行为艺术,用自己的心中的色彩,缔造出一幅瑰丽自由的彩色画卷,为2022年北京残奥会的运动健儿助力加油,也让自己坚韧挺拔的内心再一次极尽地绽放。


[图片]
《绽放》


宽大的灰白工业风厂房外,阳光正好,厂房内的长桌上,整齐地摆放着五颜六色的染料容器,圆形的展台上铺好画布,脑波仪接收信号的主机也已就位,一切准备...

如果思想也有色彩,你希望它是什么颜色的?一群可爱的人已经给出了答案。


这些人或没有视物的双眸,或没有可以奔跑的双腿,或没有可以拥抱的臂膀,但这并不妨碍他们去和艺术相拥,去和自由击掌,依靠着自己丰富美好的内心世界和高科技脑电仪器,这些自强不息的伙伴们携手呈现了一次气势磅礴的脑电波行为艺术,用自己的心中的色彩,缔造出一幅瑰丽自由的彩色画卷,为2022年北京残奥会的运动健儿助力加油,也让自己坚韧挺拔的内心再一次极尽地绽放。



《绽放》


宽大的灰白工业风厂房外,阳光正好,厂房内的长桌上,整齐地摆放着五颜六色的染料容器,圆形的展台上铺好画布,脑波仪接收信号的主机也已就位,一切准备就绪,参与者们带上脑电波捕捉设备,分布在画布的周围。



EgoX脑波仪,视友科技第六代便携式脑电采集设备

 

佩戴仪器


很快,机器捕捉到第一位参与者的脑电波后,精准地爆破了他选择的染料,染料倾泻而下,为画布添上第一抹色彩,紧接着,随着机器捕捉到越来越多的脑电波信息,气球一次次爆裂,不断释放色彩,这次创作也迎来最浓墨重彩的巅峰时刻。



引爆气球的瞬间

 


色彩绽放,绚丽巅峰


无需双手和画笔,仅凭心灵的交互,也能挥毫泼墨,而且能实现多人同时作画,这样的神奇瞬间,让人感叹科技的魅力。原来,画布上方悬挂着很多参差不齐的连接线,这些线的另一端连接着脑电仪器的主机。参与此次创作的残疾人士们依次选择心仪的染料色彩,这些染料被装进由脑电波控制的气球里,悬挂在画布上方,当大家用自己的脑能量爆破气球后,染料就会喷洒在画布上。



悬挂的气球

 


喷洒的染料

 

参与此次创作的残疾朋友们利用脑电波能量,完成了一次与艺术,体育,人文亲密接触,这是一次心灵与科技的完美融合,用心中最爱的色彩,在现实的画布上,释放激情与情怀,让人泪目,却也让人倍加振奋。


对残疾朋友们来说,梦想不应是奢侈的,遥远的,应是能动的,可行的。如何缩短从“我想”到“我能”的距离?在忘却逝去过往的同时,把目光聚焦在自己还未开发的潜能上,人体,尤其大脑,是一部构造复杂且精密运行的智能机器,我们一言一行、情绪想法都在其掌控之下,了解大脑,了解自己的潜能所在,才能激发其无穷的力量。


如今,随着脑电波的开发和应用,人工智能技术不断升级,在方寸之地,在片刻之间,现实就能变成梦想的模样。在极大延伸了残疾人士生活纬度的同时,也在改变着很多人的生活方式,逐渐地把应用脑电波变成一种能力与习惯,随时感知自己的情绪与内心的变化。


无论在生活中,在梦想里,在科技仪器的加持下,脑电波都可化作看不见的双眸,双手,双臂,双腿,引领着渴望升华的心灵,去到一个独立自由的世界。躯体是否完整,已不再是生活的束缚,重要的是内心的想法,敢“想”,就“能”。


叩响自己内心的大门,那将是一个勇者的世界。


叩响脑电波的大门,那将是一个崭新的世界。


新智注意力

MindSwitch多路脑电集群交换机的应用

MindSwitch:脑电数据交换集群设备。MindSwitch强大的数据交换能力可以同时接入多个CUBand或ThinkBand便携脑波仪数据,从而可以实现对多人脑电数据进行同步采集的功能。

MindSwitch设备可以支持对多达1000人的脑电数据进行同步采集的功能。

MindSwitch多人脑电产品在支持多人脑电数据同步采集的同时,还支持无线多点数据同步传输功能,即在系统工作的同时,既可以为每个被试配置一个或多个思语脑波灯等智能脑电外设,也可以为多个被试配置若干组可以进行分组协同或对抗的智能脑电外设,从而可以支持多种模式的团队脑电生物反馈训练功能。

[图片]
MindSwitch多人...

MindSwitch:脑电数据交换集群设备。MindSwitch强大的数据交换能力可以同时接入多个CUBand或ThinkBand便携脑波仪数据,从而可以实现对多人脑电数据进行同步采集的功能。

MindSwitch设备可以支持对多达1000人的脑电数据进行同步采集的功能。

MindSwitch多人脑电产品在支持多人脑电数据同步采集的同时,还支持无线多点数据同步传输功能,即在系统工作的同时,既可以为每个被试配置一个或多个思语脑波灯等智能脑电外设,也可以为多个被试配置若干组可以进行分组协同或对抗的智能脑电外设,从而可以支持多种模式的团队脑电生物反馈训练功能。


MindSwitch多人同步脑电采集


大脑360

长时间上网会导致脑萎缩吗?

过度上网可能导致青少年脑部出现变异,令大脑皮层中负责处理情绪、语言、视觉、听觉等功能的灰质萎缩,而且上瘾时间愈长,灰质萎缩得愈严重,对集中力、记忆力、决策力,定立目标的能力的影响也会更强。青少年每天上网时间最好不超过2小时。


上面这条流言脱胎于此前活跃于各大网站的“过度上网导致脑萎缩”报道。


互联网,真会如此深刻得影响我们的大脑?


确实有研究用影像学的方法研究了18名网络成瘾的大学生的脑部结构,发现在某些脑区(如背外侧前额叶皮层DLPFC、辅助运动区SMA、眶额皮质OFC等),这些网瘾同学的灰质体积小于同龄正常对照者,即报道中提到的“脑萎缩”,而且网络成瘾时间越长,这种萎缩就...

过度上网可能导致青少年脑部出现变异,令大脑皮层中负责处理情绪、语言、视觉、听觉等功能的灰质萎缩,而且上瘾时间愈长,灰质萎缩得愈严重,对集中力、记忆力、决策力,定立目标的能力的影响也会更强。青少年每天上网时间最好不超过2小时。


上面这条流言脱胎于此前活跃于各大网站的“过度上网导致脑萎缩”报道。


互联网,真会如此深刻得影响我们的大脑?


确实有研究用影像学的方法研究了18名网络成瘾的大学生的脑部结构,发现在某些脑区(如背外侧前额叶皮层DLPFC、辅助运动区SMA、眶额皮质OFC等),这些网瘾同学的灰质体积小于同龄正常对照者,即报道中提到的“脑萎缩”,而且网络成瘾时间越长,这种萎缩就越明显。


暂且不提研究样本容量太小以及是否遵循随机抽样的原则等问题,此项研究在经过严谨的统计分析后,研究对象与对照组之间确实存在具有统计学意义的差异,既“脑萎缩”与网络成瘾确实存在某种关联,但这并不等于报道所说的“过度上网导致脑萎缩”。


什么是“网络成瘾”?


论文的研究对象是网络成瘾的青少年,所谓“网络成瘾”,是指无成瘾物质作用下的上网行为冲动失控,表现为过度使用互联网而造成个体明显心理和社会功能损害。


目前较为简洁且权威的是杨氏网瘾调查问卷(Young’s Diagnostic Questionnaire for Internet addiction,YDQ)诊断量表:


1)是否着迷于互联网?


2)为了达到满意,是否感觉需要延长上网时间?


3)是否经常不能控制自己上网、停止使用互联网?


4)停止使用互联网时,是否感觉烦躁不安?


5)每次上网的时间是否比预计的要长?


6)你的人际关系、工作、教育或职业机会是否因互联网而受到影响?


7)是否对家庭成员、医生或其他人隐瞒你对互联网的着迷程度?


8)是否把互联网当成一种逃避问题或释放焦虑不安情绪的方式?


符合其中5条才可诊断为“网络成瘾”。这就是说,除了上网时间要长外,还必须像烟瘾酒瘾(编辑注:此处所谈之“瘾”为病理性成瘾,和平时所说的喜好之“瘾”有所不同)那样,无法控制自己的上网行为并对上网产生一种依赖心理。这与普通的长时间使用网络但对上网行为有自控能力的“过度上网”是不同的。在论文中,“网瘾大学生”们平均每天上网的时间达到了10.2小时,一般人很难达到这个水平。


大脑萎缩与网络成瘾,什么关系?


研究确实发现网络成瘾的青少年的大脑中某些脑区灰质体积减小,但这只是一个断面研究,并没有对这些研究对象进行自身前后对比,而且有网瘾者其心理行为本来就与正常人存在差异,这种差异会不会是因为其神经系统的发育本身存在一定的缺陷所导致的呢?


这就绕到了一个很俗套的逻辑问题上:鸡生蛋还是蛋生鸡?——到底是网络成瘾导致了大脑灰质体积缩小,还是灰质体积缩小导致了网络成瘾的异常行为?抑或是网络成瘾者,由于本身存在某些神经系统发育缺陷,导致其在长时间上网后,比正常人更容易出现脑萎缩?


虽然论文中提到,网络成瘾时间越长,萎缩现象越严重,似乎暗示是网络成瘾导致了脑萎缩但这条线索并不具有足够的说服力。即便有足够长的时间去做一些跟踪研究,可以在“网瘾少年”沉迷于网络前记录下他们的脑部结构,再与现在对比,也不能证明让脑萎缩的就是长时间的沉迷网络。


让脑萎缩的可能并非网络,而是“成瘾”


网络成瘾者,上网时间自然很长了,于是人们很容易把过度上网当成导致脑萎缩的原因,却忽视了“网络成瘾”的另外两个字——“成瘾”。网络成瘾者除了上网时间明显延长外,与正常人还有另外一个显著差异,那就是自控力减弱,而论文中提到的萎缩的脑区皆与自控力密切相关。


而许多研究发现,药物成瘾者的脑中也有相似脑区的结构改变。虽然是否是成瘾行为本身导致了大脑结构的改变,尚无研究定论,但相应的,脑萎缩到底是由于长时间上网所致还是成瘾行为本身所致,也有待进一步研究。


说了这么多,其实最关键的是,PLoSone上的原文是针对网络成瘾的人群的,旨在研究网瘾形成的机制及其对青少年的危害,能否将结论推广到正常人身上尚无足够证据。不过,各位网友还是应该养成良好的网络使用习惯,长时间使用电脑可能导致的计算机视觉征候群还是应该多加注意呢!


大脑360

“认知能力与心理健康脑电测训系统”通过 “未来学校研究与实验计划”重大创新成果测评与论证

随着我国经济社会的迅速发展、教育的不断变革,儿童心理健康与认知能力等综合素质发展愈发受到广泛关注。2017年9月中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于深化教育体制机制改革的意见》中即提出:“在培养学生基础知识和基本技能的过程中,强化学生关键能力培养。培养认知能力,引导学生具备独立思考、逻辑推理、信息加工、学会学习、语言表达和文字写作的素养,养成终身学习的意识和能力”,可以说,关注青少年的心理健康和认知能力的发展,已提升到教育体制改革的国家战略层面。因此,如何客观评价和分析认识全国数以亿计儿童青少年的大脑认知能力发展状况,了解不同年龄阶段、不同地区、不同社会背景环境下大脑认知力的分布特征,从而...

随着我国经济社会的迅速发展、教育的不断变革,儿童心理健康与认知能力等综合素质发展愈发受到广泛关注。2017年9月中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于深化教育体制机制改革的意见》中即提出:“在培养学生基础知识和基本技能的过程中,强化学生关键能力培养。培养认知能力,引导学生具备独立思考、逻辑推理、信息加工、学会学习、语言表达和文字写作的素养,养成终身学习的意识和能力”,可以说,关注青少年的心理健康和认知能力的发展,已提升到教育体制改革的国家战略层面。因此,如何客观评价和分析认识全国数以亿计儿童青少年的大脑认知能力发展状况,了解不同年龄阶段、不同地区、不同社会背景环境下大脑认知力的分布特征,从而提高大脑认知能力的发展水平,并有目标有计划的结合科学的训练手段,实现青少年心理健康、认知发展水平和综合素质的提升,已成为摆在众多教育者面前亟待解决的重大问题。

1、为激发更磅礴的创新力量、汇聚更广泛的创新要素、推出更优质的创新成果,教育部学校规划建设发展中心(以下简称“规划中心”)委托未来学校研究院在2021年继续实施“未来学校研究与实验计划”重大创新成果测评与论证项目,为广大中小学、幼儿园及教育机构获得科学有效的教育创新产品和服务提供有力支持。

2、为了更好的推动“未来学校研究与实验计划”的发展,助力基础教育改革,以科学的手段保障青少年心理健康、提高儿童认知发展水平和综合素质,1月29日,在规划中心的指导下,未来学校研究院分别邀请了从事认知神经科学、脑科学、心理学等领域的5位专家组建了测评与论证专家组,并运用云端技术在线召开了北京视友科技有限责任公司“认知能力与心理健康脑电测训系统”重大创新成果测评与论证会。北京视友科技有限责任公司结合前沿领域的技术发展成果,研究开发出适合中国儿童心理和认知发育特点的科学有效的应用系统,为青少年心理和认知发育的评价、干预和训练提供了一体化的应用平台和综合解决方案。

申报单位董事长、总经理及技术总监等人参加了本次测评与论证会议,从认知能力与心理健康脑电测训系统的政策背景、前期调研、理论依据、成果特色、应用现状等几个角度向专家组进行了说明与汇报。各位专家组成员对学生脑健康发展、心理健康发展均有深入研究,在申报单位汇报完毕后,各位专家结合自身研究领域与申报单位展开了深入交流,为成果的升级迭代指明了方向。

经测评与论证专家组认真细致的测评与论证,最终意见如下:“认知能力与心理健康脑电测训系统”实现了脑科学知识与实践的结合,内容全面,体系完备,对引导学生认知发展,保护学生心理健康有积极意义,但同时应与科研机构深入合作,进一步加强对采集数据的隐私保护确保伦理安全,增设对照研究,加强数据分析,提高常模数据的科学性和可靠性,提升脑电数据对学生训练的指导作用。

“认知能力与心理健康脑电测训系统”作为重大创新成果,在学生脑健康发展、心理健康发展方面的应用形成了突破,基于人工智能大数据分析的训练效果评价,对不同年龄段的学生制定相应的测评与训练方案,可有效提高学生的认知能力、学习能力,改善学生学习能力差、注意力不集中等问题,后续“认知能力与心理健康脑电测训系统”将在专家组意见及建议基础上进行调整优化,持续为学生脑科学和心理健康发展方面提供支持。

中国工程院院士、原教育部副部长韦钰曾说,在21世纪,人的智能成为重要的生产力要素,同时指出了“脑科学+教育”是教育行业的终极发展方向。视友科技将牢记使命,与教育界同仁共同推动基础教育改革,一起创新,向未来!


大脑360

家长最能给孩子的脑发育创造好条件

一直认为大脑360对大人的育儿科普意义不亚于对孩子的训练效果,家长和老师在孩子使用大脑360进行认知能力训练的过程,也是有效引导前者对认知能力重视程度的过程,广义地说,是强化对孩子的大脑重视并理解的过程。


如果说人类与其他高等动物有什么根本不同,那就是,人类婴儿在出生时,身体的所有器官中,脑在大小容量上最接近于成人。在婴幼儿期,脑的发育也是最快的。


具体来说,出生时,新生儿的脑重相当于成人脑重的30%,2岁时达到成人脑重的70%。在2到6岁间,儿童的脑重从成人的70%达到成人的90%。最后,到20岁左右,脑重才完全达到成人水平。


脑的重量为什么会增加?是因为脑细胞增多了吗?不...

一直认为大脑360对大人的育儿科普意义不亚于对孩子的训练效果,家长和老师在孩子使用大脑360进行认知能力训练的过程,也是有效引导前者对认知能力重视程度的过程,广义地说,是强化对孩子的大脑重视并理解的过程。


如果说人类与其他高等动物有什么根本不同,那就是,人类婴儿在出生时,身体的所有器官中,脑在大小容量上最接近于成人。在婴幼儿期,脑的发育也是最快的。


具体来说,出生时,新生儿的脑重相当于成人脑重的30%,2岁时达到成人脑重的70%。在2到6岁间,儿童的脑重从成人的70%达到成人的90%。最后,到20岁左右,脑重才完全达到成人水平。


脑的重量为什么会增加?是因为脑细胞增多了吗?不是。因为脑细胞的数量在孕期20周左右就达到了人生的最高峰,此后,脑细胞数量不会增多,只会减少。


那么,脑重的增加靠什么?是靠大脑神经纤维和神经胶质细胞的增多,靠大脑神经纤维的髓鞘质化和神经元突触数量的增加。


大约一半的脑容量是由神经胶质细胞占有的,它们不负载信息,但它们负责髓鞘质化,也就是在神经纤维表面覆盖一层髓鞘质,其功能是使信息传递更有效。从怀孕第四个月到2岁,神经胶质细胞迅速增多。


大脑是智慧的物质基础,要想让孩子更聪明,就必须给孩子的脑发育创造好条件。也就是说,在婴幼儿期,父母一定要保证使孩子的脑重以正常的速度增长。


保证脑重增长的因素主要有两个方面,一是营养,二是环境。在营养方面,足够的蛋白质、维生素、矿物质和热能是重要的。对此,家长们比较容易做到。


关键是在环境方面,所谓环境,就是给孩子提供具有丰富心理刺激、有助于孩子心理发展的环境。这方面,很多家长不是很懂,也不知道怎样做最好。


0~6岁儿童的心理发展,主要指的是在动作技能、身体协调性、感知、注意、记忆、语言、思维和想象力等认知能力方面的发展。


在大脑左右半球的分工上,左半球主要掌管语言能力和形象思维(说话、读写、画画、以具体实物支持的思维等),而右半球掌管空间能力和抽象思维(判断距离,看地图,辨认几何图形、离开具体实物的思维等)。对左利手的人,上述机能正好相反。


心理学有一个术语,叫做敏感期,所谓敏感期,就是个体的某种心理机能在某个时期突然快速发展,如果错过了这个时期,比如由于环境剥夺等原因妨碍了该机能的正常发展,以后这种机能就很难弥补。


那么,大脑的发育有加速度和敏感期吗?


回答是肯定的。例如,患斜视症的儿童,如果早期没有进行外科手术治疗,其深度知觉将受到永久性损害,因为深度知觉依靠融合而成的双眼视觉图像。


对人类脑电活动的研究发现,从婴儿期到成年期,脑发育间隔地出现若干个速度加快时期。


以掌管人的思维活动的最重要部位──额叶为例(就是cuband脑波仪采集脑电信号用来进行脑电生物反馈训练的脑区),它的加速发展有这样几个时期:3-4个月婴儿主动够东西时;8个月左右婴儿会爬、会寻找隐藏的东西时;12个月左右婴儿会走并能做出更难的寻物行为时;1岁半到2岁,语言逐渐丰富的时候;9岁、12岁、15岁、18~20岁,抽象思维获得发展的时候。


在世界各地,做父母的都希望自己的孩子能变得更聪明些。拿儿童心理学研究最发达的美国为例,由于美国心理学者的研究发现,不会说话的婴儿就会干很多事情。


所以一些人出于商业目的,到处成立所谓"早期学习中心",让婴儿学习字母和数字的闪光卡片,说婴儿就能认几百上千的单词。大一点的幼儿则学习完整的阅读、数学、科学、体操等课程。


针对这种现象,心理学家布鲁埃尔于1999年发表研究报告指出,至今心理学者并未发现学习文化方面的特定知识技能的敏感期。例如,虽然大多数儿童在进入学校时已为学习阅读做好了准备,但是过去没有机会上学学习的成年人,却仍然可以在阅读方面达到相当高的熟练水平。


针对家长们盲目地让孩子学习知识的现象,美国一些发展心理学家指出,逼迫婴儿和学前儿童学习他们尚未做好心理准备的东西,可能导致他们对学习的退缩,扼杀他们的学习兴趣。


表面上似乎是丰富了给孩子的心理刺激,实际上却造成刺激剥夺的后果,因为孩子感兴趣的事情你不让他干,孩子不感兴趣的东西,你强迫他干,这不是刺激剥夺吗?


当学了这些课却没有培养出小天才时,父母会非常失望,他们把幼小的孩子看成是无能的人,看成失败者。这些课程剥夺了婴幼儿以健康心理走向成熟的机会,也妨碍了父母以轻松、愉快的心态参与到孩子早期成长的过程中去。


那么,父母应该怎样做,才有助于孩子的大脑发育呢?


除了营养之外,在促进孩子心理发展方面,一个基本原则是"顺其自然"。所谓顺其自然,就是要尊重孩子的天性,尊重孩子的个人兴趣、偏好,让孩子玩他们喜欢的玩具,做他们喜欢做的游戏,干他们喜欢干的事情,同时给以恰当的引导,适当的控制,使孩子的兴趣和愿望不脱离社会期望的方向。


具体来说,大脑发育需要刺激丰富的环境,这样的环境有哪些特征呢?举例来说,美国幼儿教育强调六个领域:大动作领域、精细动作领域、适应能力、认知领域、语言沟通领域和社会交往领域。


也就是说,多带孩子到户外去,走、跑、跳、攀爬(大动作);


多给孩子机会让他画画、做手工、干点穿针引线、择菜类的家务(精细动作);


让孩子学习自我照料,自己吃饭、喝水、穿脱衣服、系鞋带、铺床叠被、刷牙漱口、洗手洗脚、大便小便、冲洗马桶(适应领域);


教孩子参与活动,理解概念,分类排序,回忆事件,数数,加减,认识拼音字母,背诵少量琅琅上口的诗歌(认知);


教孩子正确使用单词、短语,遣词造句,把自己的想法和愿望说明白(言语沟通);


最后,在社会技能方面,孩子要学会和同伴交往、合作、互相帮助,要学会了解自己,了解别人。


所有这一切,就是为孩子大脑发育创造的好条件,也是为孩子的心理和谐发展创造的好条件。


大脑360

西安翻译学院引入“佰意通”正念冥想系统

随着近几年来,国内练习正念的人数越来越多,正念对于人的心理健康及思维品质的意义,也日趋被广泛接受开来。

正念,国内有学者也翻译成心智觉知,、内观或者觉知等,它起源于东方佛教禅思想,在最早记录佛陀教义的巴利文中被称为原本是指忆念、意识、了别等,它的意思是人们对其内心的一种觉察能力。

随着时代演变和人们对于佛教思想的传承,正念的涵义包含着觉察、注意和记住这样的三个主要成分,其中“觉察”是指个体有意识地让自身以及外部刺激处于意识范围之内;“注意”则是指对进入意识的内外刺激保持必要的关注,它有助于个体对刺激形成全面的了解;“记住”成分指的是需要个体记住要在每时每刻进行觉知和注意。

近来另一个突飞...

随着近几年来,国内练习正念的人数越来越多,正念对于人的心理健康及思维品质的意义,也日趋被广泛接受开来。

正念,国内有学者也翻译成心智觉知,、内观或者觉知等,它起源于东方佛教禅思想,在最早记录佛陀教义的巴利文中被称为原本是指忆念、意识、了别等,它的意思是人们对其内心的一种觉察能力。

随着时代演变和人们对于佛教思想的传承,正念的涵义包含着觉察、注意和记住这样的三个主要成分,其中“觉察”是指个体有意识地让自身以及外部刺激处于意识范围之内;“注意”则是指对进入意识的内外刺激保持必要的关注,它有助于个体对刺激形成全面的了解;“记住”成分指的是需要个体记住要在每时每刻进行觉知和注意。

近来另一个突飞猛进的变化是,脑机接口技术在正念冥想领域得到了日趋广泛的应用。

正念的生理机制研究发现,正念过程中额区α波出现不对称变化的现象,即前皮层左侧活动增加,而这种现象与抑郁症治疗过程中出现的脑波变化相同。此外,正念还可以通过改善调节前额叶对于大脑边缘系统的反应能力,进而实现调节情绪的作用而且长期的正念训练会导致海马、前额叶和扣带回等脑结构皮层厚度的变化。

这次西安翻译学院,引入脑机接口设备,使用佰意通正念冥想训练系统来指导学生们做正面冥想的训练,在练习的过程中可以随时通过CUBand脑环,观察到额区α波以及其他各个频率的脑电波波段,能够在整个过程中,通过脑电波的反馈指导自己进行精准正确的正念练习。


大脑360

迈思睿认知能力训练进入天津市第二十一中学

“迈思睿”全称为迈思睿认知能力训练与脑电分析系统,面向学生提供六大认知能力的测评和训练,使学生在专注力、记忆力、思维力、空间力、情绪力、反应力等方面展开认知能力的不定期评估和脑电生物反馈训练。


天津市第十二中学的学生使用迈思睿进行认知能力训练,与常规的训练方法不同的是:每一个学生需要在训练过程中佩戴使用科技提供的CUBand脑波仪和思语脑波灯,这不但使得脑机接口技术与认知能力训练紧密结合起来,从而大力响应前教育部部长韦钰院士倡导的神经教育学,同时,训练中丰富有趣的训练游戏,以及佩戴CUBand脑波仪使用注意力和放松度来进行反馈的脑电生物反馈训练项目,如“梦幻穿梭”,“脑波闪电...

“迈思睿”全称为迈思睿认知能力训练与脑电分析系统,面向学生提供六大认知能力的测评和训练,使学生在专注力、记忆力、思维力、空间力、情绪力、反应力等方面展开认知能力的不定期评估和脑电生物反馈训练。

 

天津市第十二中学的学生使用迈思睿进行认知能力训练,与常规的训练方法不同的是:每一个学生需要在训练过程中佩戴使用科技提供的CUBand脑波仪和思语脑波灯,这不但使得脑机接口技术与认知能力训练紧密结合起来,从而大力响应前教育部部长韦钰院士倡导的神经教育学,同时,训练中丰富有趣的训练游戏,以及佩戴CUBand脑波仪使用注意力和放松度来进行反馈的脑电生物反馈训练项目,如“梦幻穿梭”,“脑波闪电侠”等,也让学生感到了前所未有的乐趣。


大脑360

西安市莲湖区的社会心理服务从“脑”开始

近日,西安市莲湖区社会心理服务建设了一个让人耳目一新的心理健康活动室,吸引了大家的关注,原来,这是当地首家用脑机接口技术武装的正念冥想室。


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心理服务中心的佰意通集训版脑波正念冥想室


国家早已强调,要“加强社会心理服务体系建设,培育自尊自信、理性平和、积极向上的社会心态”。积极的社会心态是人们的世界观、人生观、价值观在社会心理认知领域的集中体现,常常反映出人们对美好生活的向往,展示出人们自尊自信与理性平和的生活态度。人民群众的获得感、幸福感、安全感满足得越多,对社会的评价就越高,从而也就越有利于形成积极向上的社会心态。


健全社会心理服务体系,及时疏导不良情绪,提高人...

近日,西安市莲湖区社会心理服务建设了一个让人耳目一新的心理健康活动室,吸引了大家的关注,原来,这是当地首家用脑机接口技术武装的正念冥想室。



心理服务中心的佰意通集训版脑波正念冥想室


国家早已强调,要“加强社会心理服务体系建设,培育自尊自信、理性平和、积极向上的社会心态”。积极的社会心态是人们的世界观、人生观、价值观在社会心理认知领域的集中体现,常常反映出人们对美好生活的向往,展示出人们自尊自信与理性平和的生活态度。人民群众的获得感、幸福感、安全感满足得越多,对社会的评价就越高,从而也就越有利于形成积极向上的社会心态。


健全社会心理服务体系,及时疏导不良情绪,提高人们的心理健康水平,是构建和谐社会的重要内容,也是促进社会共享、推进社会共治的重要途径。


而正念,正是培育积极社会心态的一个重要心理技术,是运用正念的理论、方法与技术促进积极社会心态的培养、教育和引导,并将消极社会心态转化为积极社会心态的过程。其可能的机制为:通过正念养育、正念教育、正念社区与正念生产提高个体与情境正念,在复杂系统中经过循环反应,内隐互动和价值累加来培育和转化社会心态。


在西安市莲湖区服务中心的正念又不相同,在这里,你需要头上佩戴一款叫CUBand的脑环,坐在蒲团上练习正念时,是否进入正念就能通过眼前的脑波灯颜色实时呈现。当思语脑波灯呈现蓝色时,说明在此时此刻进入一个较好的觉察、放松的正念状态,而当脑波灯的颜色为红色时,则说明此时心绪纷乱、念头烦杂;……总之,练习者能够借助脑波灯的颜色变化,对自己的当下状态了然于胸,而督导老师也通过一台笔记本电脑,在佰意通集训版界面上,一目了然地看到所有练习者的实时状态,并辅佐以脑电生物反馈技术,指导学生进入理性、平和、安全、满足的心理状态。


新智注意力

Nature Neurosci突破:墨尔本大学田野等绘制迄今为止最精细的人脑皮层下功能图谱

脑测绘学是一门历史悠久的学科。虽然100 多年来, 神经解剖学家们致力于研究并描绘人脑的最高级神经中枢——大脑皮层 ( 注:大脑皮层是脑的最外层解剖结构,厚度约为1.6-4毫米,由上百亿神经细胞组成,属于脑和神经系统演化史上最晚出现的一部分),但是在大脑皮层之下,脑中心的深处,有这样一群神经元胞体(亦称为神经核团)。它们在演化史上的古老程度或可追溯到5亿6千万年前生活在寒武纪的原始脊柱动物。它们负责处理人类的从基本的感觉、运动功能到高级的认知和记忆等多种多样的神经心理活动;

它们的结构和功能异常往往会导致严重的神经精神疾病,比如亨廷顿氏舞蹈症、帕金森氏症、精神分...

脑测绘学是一门历史悠久的学科。虽然100 多年来, 神经解剖学家们致力于研究并描绘人脑的最高级神经中枢——大脑皮层 ( 注:大脑皮层是脑的最外层解剖结构,厚度约为1.6-4毫米,由上百亿神经细胞组成,属于脑和神经系统演化史上最晚出现的一部分),但是在大脑皮层之下,脑中心的深处,有这样一群神经元胞体(亦称为神经核团)。它们在演化史上的古老程度或可追溯到5亿6千万年前生活在寒武纪的原始脊柱动物。它们负责处理人类的从基本的感觉、运动功能到高级的认知和记忆等多种多样的神经心理活动;

它们的结构和功能异常往往会导致严重的神经精神疾病,比如亨廷顿氏舞蹈症、帕金森氏症、精神分裂症以及抑郁症;

它们,仿佛没有得到上世纪神经解剖学家们足够的青睐;它们,被当代科学家们幽默地称作 terra incognita (拉丁语:未知之地)[3]。

究其根源,这一切的未知是因为我们尚缺乏一张细致而准确的皮层下神经核团的功能图谱,而这些皮层下神经核团也因此常常被统称为亚皮层。正如航海家有赖于罗盘和航海地图在无尽的大海中探索未知,现代医学也需要一张详细标记的人脑“地图”以准确定位认知和心理活动以及脑神经病变。

亚皮层脑图谱的缺失对现代神经科学而言犹如航海家丢失了部分航海图,可能让自己陷入未知的险境;亦犹如盲人摸象,难以对人类的神经心理活动和脑疾病给出综合而全面的解释,知其然而不知其所以然。

北京时间2020年9月28日晚23时,《自然-神经科学》在线发表了一篇题为“Topographic organization of the human subcortex unveiled with functional connectivity gradients” 的研究论文,开创性地揭开了人脑皮层下功能构架的神秘面纱。

该研究由澳大利亚墨尔本大学医学院精神医学系田野博士(论文第一作者及通讯作者)及其导师Andrew Zalesky(共同通讯作者)等人合作完成。通过分析1000多名健康成年人的高分辨率功能性磁共振脑影像,该研究成功绘制了一份迄今为止最为精细的人脑皮层下功能图谱。

该图谱所呈现的人脑亚皮层组织功能构架的复杂性和多级性令研究人员惊讶不已。该论文的第一作者田野博士解释道:“这些皮层下神经核团就如一个由4个阶层构成的古老的等级社会,且每个阶层又可细分为多个功能社区。举例来说,这个等级社会的最底层便可划分为27个功能社区。每个社区都有其独特的功能特点,并具有详细的分工,而两两社区相邻之处就好似一个流动商贩集散地。虽然此处有明确的地界,但这些流动商贩在一定程度上可以自由活动。正因为如此,我们发现如果让人们在大脑扫描的过程中进行复杂的认知任务,比如算术,这些功能社区的边界线会发生动态变化。” 

作者认为,这些皮层下神经核团的功能特性并不是一成不变的,而是可以随着个人想法和行为的改变而做出一些适应性的调整。这种适应性往往在人类演化史中扮演着举足轻重的角色。

人脑亚皮层功能解剖图谱。Thalamus: 丘脑;Caudate: 尾状核;Nucleus accumbens: 伏隔核;Putamen: 壳核;   Amygdala: 杏仁核;Hippocampus: 海马体; Globus Pallidus: 苍白球。

该图谱具有前所未有的准确度和高分辨率,可以帮助神经外科医生对神经精神疾病实施更加精准地亚皮层区域靶向治疗。比如,通过手术在大脑深处植入微型电极,并施以适当的电刺激,以缓解帕金森患者的肌肉运动障碍和难治性强迫症患者的强迫性观念和行为(注:这种技术在临床上称作脑深部电刺激)。

值得一提的是,这些皮层下神经核团就像一个中枢神经系统的守门人,负责调节和控制所有大脑皮层和身体其它部分之间快速、海量的信息交换,而该图谱的绘制正是基于这样一个实时互交互动的脑网络系统。

该研究发现,在这个脑网络中,虽然这些皮层下神经核团与大脑皮层在空间上相距甚远,但它们内部的信息交换以及它们与大脑皮层各区域之间紧密的神经连接和功能协同,促成了低级感觉运动功能、高级认知功能以及神经心理活动的高度协调统一。

目前,该图谱已经被应用于临床试验,以评估靶向治疗(包括脑深部电刺激和经颅磁刺激)对难治性强迫症患者的临床疗效。

总而言之,该研究是神经科学领域的一项令人激动的重要突破,让我们进一步了解了这片人脑中最为古老的“未知之地”。同时,也让我们清醒地认识到人脑的复杂性。对人脑的探索,这,只是一个开始。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41593-020-00711-6

参考文献:

1. Stephenson-Jones et al. Evolutionary conservation of the basal ganglia as a common vertebrate mechanism for action selection. Current Biology (2011). https://doi.org/10.1016/j.cub.2011.05.001

2. Kumar et al. A molecular timescale for vertebrate evolution. Nature (1998) https://doi.org/10.1038/31927

3. Forstmann et al. Towards a mechanistic understanding of the human subcortex. Nature Review Neuroscience (2016). https://doi.org/10.1038/nrn.2016.163


新智注意力

清华意念拨号:稳态视觉诱发电位 SSVEP 简介

清华大学生物医学工程系的脑电波打字,也被广泛地昵称为“意念打字”,曾惊艳了无数人。


[图片]

王甲在《挑战不可能》节目中使用清华医学院SSVEP技术脑电波打字


而在清华大学医学技术研究中心或视友科技体验过脑电波打字的学生们则早已知道,这是采用了稳态视觉诱发电位(SSVEP)技术。


稳态视觉诱发电位


诱发电位主要有视觉诱发电位、听觉诱发电位以及触觉诱发电位三种。视觉诱发电位由于简单、方便被广泛应用于脑电信号的研究中。当视觉收到光或者图形闪烁等刺激时,脑电信号的电位会发生变化,这些电位的变化就是视觉诱发电位(Visual Evoked Potential, VEP)。...


清华大学生物医学工程系的脑电波打字,也被广泛地昵称为“意念打字”,曾惊艳了无数人。


王甲在《挑战不可能》节目中使用清华医学院SSVEP技术脑电波打字


而在清华大学医学技术研究中心或视友科技体验过脑电波打字的学生们则早已知道,这是采用了稳态视觉诱发电位(SSVEP)技术。


稳态视觉诱发电位


诱发电位主要有视觉诱发电位、听觉诱发电位以及触觉诱发电位三种。视觉诱发电位由于简单、方便被广泛应用于脑电信号的研究中。当视觉收到光或者图形闪烁等刺激时,脑电信号的电位会发生变化,这些电位的变化就是视觉诱发电位(Visual Evoked Potential, VEP)。


视觉诱发电位可以大致分为三类:


瞬时视觉诱发电位(Transient Visual EvokedPotential, TVEP);

稳态视觉诱发电位(Steady-State Visual EvokedPotential, SSVEP);

伪随机码视觉诱发电位。


SSVEP信号原理与基础


关于SSVEP信号的原理,主流观点认为大脑里分布的各种神经网络都有其固有的谐振频率,在正常状态下,这些神经网络都是互不同步的,也是杂乱无章,没有规律的,此时的脑电信号是自发脑电。当施加一个恒定频率的外界视觉刺激时,与刺激频率或谐波频率相一致的神经网络就会产生谐振,导致大脑的电位活动在刺激频率或谐波频率处出现明显变化,由此产生SSVEP信号。


从生理上看,大脑的部位各有分工,不同皮层区域的感觉、运动、认知模块相互独立,如下图所示,但各个功能模块相互协作,形成一个有机的整体。在大脑处理感知信息的过程中,多种模块并行工作。基于SSVEP信号的BCI系统就是通过检测枕叶视觉区的EEG信号来判断大脑的思维活动。



当人体受到一个固定频率的闪烁或者变换模式的视觉刺激时,大脑皮层的电位活动将被调制,从而产生一个连续的且与刺激频率有关(刺激频率的基频或倍频处)的响应,这个响应具有和视觉刺激类似的周期性节律,即为稳态视觉诱发电位(SSVEP)。SSVEP信号表现在EEG脑电信号中则是在功率谱中能在刺激频率或谐波上出现谱峰。通过分析检测谱峰处对应的频率,即能检测到受试者视觉注视的刺激源,从而能识别受试者的意图。


在使用视觉刺激装置来获取SSVEP信号时,在大脑皮层中与枕叶视觉区有关的脑电通道主要有六个,如下图:



获取SSVEP信号要注意的点


诱发SSVEP信号时对刺激源有一定的要求,在针对SSVEP信号的现实工程应用中要注意以下几点:


(1)能诱发SSVEP幅度随频率变化的响应曲线大致可以分为三个区域:低频区(4~15Hz), 中频区(15~30Hz), 高频区(30~60Hz)。不稳定的频率无 法诱发稳定的SSVEP信号,将严重影响对信号识别的准确率,因此稳定的刺激频率是必须的。


(2)不同人的SSVEP信号幅值不尽相同,对相同频率的响应敏感程度也存在差异,同时,由于谐波成分的存在,要尽量避免一个刺激频率是另一个刺激频率的整数倍,否则将容易引起识别错误的情况。


(3)诱发SSVEP信号的刺激源要具有友好性,满足受试者对于舒适性的要求,刺激频率过高或是刺激强度过大容易导致视觉疲劳而影响视力健康,甚至会诱发癫痫样脑电活动。


参考

[1] 基于稳态视觉诱发电位的脑-机接口系统研究

[2] 基于SSVEP信号的在线BCI关键技术研究

 

文章来源于网络,仅用于学术交流,不用于商业行为,

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大脑360

还在熬夜?新研究发现:睡眠方式或有助于预测“痴呆症”,睡得不好更容易“变傻”

声明:转载自公众号生物探索(biodiscover)


阿兹海默症(AD)是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病,随年龄增长的β淀粉样蛋白(Aβ)的异常集聚被认为是该疾病的一个主要病理原因。通常,该疾病发生于60岁以上的老年人,且目前尚无预防和治疗方法。


不过,加州大学伯克利分校心理学和神经科学的研究人员近日发表在《Current Biology》的一项研究报告发现,“好好睡觉”可能是目前人们应对阿兹海默症的重要方法,睡眠质量不佳跟毒性蛋白质积累增多之间存在着一致联系。那些睡眠质量更差的人大脑内积累Aβ的速度更快,这预示着更高的阿兹海默症风险。


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声明:转载自公众号生物探索(biodiscover)


阿兹海默症(AD)是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病,随年龄增长的β淀粉样蛋白(Aβ)的异常集聚被认为是该疾病的一个主要病理原因。通常,该疾病发生于60岁以上的老年人,且目前尚无预防和治疗方法。


不过,加州大学伯克利分校心理学和神经科学的研究人员近日发表在《Current Biology》的一项研究报告发现,“好好睡觉”可能是目前人们应对阿兹海默症的重要方法,睡眠质量不佳跟毒性蛋白质积累增多之间存在着一致联系。那些睡眠质量更差的人大脑内积累Aβ的速度更快,这预示着更高的阿兹海默症风险。


https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.08.017


该报告的资深作者、加州大学伯克利分校心理学和神经科学教授Matthew P. Walker说:“人们现在的睡眠几乎就像一个水晶球,能够告诉您大脑中AD的病发时间和发展速度。由于大脑在深度睡眠时会自我冲洗,因此,有可能通过在生命的早期阶段获得更多睡眠来使时光倒流。”


过去,研究人员往往认为,人们的睡眠问题是阿尔茨海默病的一个著名症状,但是一些研究提出,睡眠不佳可能不仅仅是跟该疾病相关的神经退行性变的后果,而可能是一个潜在的原因。动物实验和人体实验均表明,仅仅一个晚上的睡眠中断就能增加Aβ的积累,而深度睡眠则有助于人们清理这些有毒蛋白质。


因此,在这项研究中,研究人员招募了32名健康的老年人,通过全脑脑电图(EEG)和多导睡眠图(PSG)对他们的睡眠状况及质量进行了评估,前者对β-淀粉样蛋白的峰值特异性已得到证明,后者则常被用于诊断睡眠呼吸障碍。这些参与者的平均年龄为75.5±4.3岁,其中有23人为女性。



参与者的基本特征
总体而言,参与者接受了平均时间为3.7年(±2.4)的随访,在此期间研究人员多次利用正电子发射断层扫描(PET)定期跟踪参与者大脑中Aβ的增长率,将这些人的Aβ水平与其睡眠状况进行比较,并使用线性混合效应模型推导出每个受试者的Aβ负荷随时间变化的速率变化量。



β淀粉样蛋白斑块沉积的纵向轨迹
人的睡眠主要分为快速眼动(REM)睡眠和非快速眼动(NREM)睡眠两大部分,前者也叫快波睡眠,后者可被称为慢波睡眠。先前的研究表明,睡眠效率(总睡眠量占总卧床时间的百分比)和0.6-1Hz的慢波睡眠活动(SWA)频率比例与Aβ的变化有关。


于是,在进一步实验中,研究人员首先对Aβ变化率测量值与EEG波谱功率之间的二元相关强度进行了验证,发现0.6-1-Hz的SWA频率与β淀粉样蛋白变化呈负相关,而频率大于1Hz的功率则是正相关的。


随后,研究人员检查了睡眠效率与Aβ变化之间的关系,发现最初经历了更多零散睡眠和较少NREM慢波睡眠的参与者在研究过程中最有可能表现出Aβ增加。并且尽管所有参与者在整个研究期间都保持健康,但是通过比较高睡眠效率和低睡眠效率受试者的Aβ的年度变化,可以发现他们的Aβ生长轨迹与基线时的睡眠质量相关。也就是说,早期保持良好并充足的睡眠,将有助于人们今后预防阿兹海默症。



基于基线睡眠测量的β淀粉样蛋白年度纵向积累模式的区域差异


该报告的主要作者、加州大学伯克利分校沃克人类睡眠科学中心的Joseph Winer说:“我们可以评估睡眠质量如何在多个时间点预测β淀粉样蛋白斑块的变化,而不是等待患者多年后出现痴呆症。这样,我们就能够测量这种有毒蛋白质在大脑中随着时间的推移积累得有多快。”


Walker说:“实际上,如果我们能够通过改善睡眠来降低阿尔茨海默氏症的风险,那将是一个重大而充满希望的进步。”
总之,这项研究表明,睡眠评估或许可以提供一种非侵入性替代方法,帮助预测大脑中β-淀粉样蛋白斑块的沉积情况。目前,研究人员正在探索如何让患有阿兹海默症高风险的人群接受睡眠研究,并实施可能提高睡眠质量的方法。


参考资料:
[1] Sleep Disturbance Forecasts β-Amyloid Accumulation across Subsequent Years.
[2] How we sleep today may forecast when Alzheimer's disease begins.


新智注意力

蒲慕明院士:创新性科学研究常需要回顾式创新

9月24日上午,“中国科学院哲学研究所揭牌仪式暨科学与哲学前沿问题研讨会”在中国科学院大学玉泉路校区举行。揭牌仪式上,中科院院士、中科院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)学术主任蒲慕明代表科学家发言。


蒲慕明院士指出,目前有很多学生和导师都没有真正理解科学研究的本质,对假说和实验的意义没有正确的概念。


根据上世纪初Karl Popper对知识论和科学方法总结出的理论,也是目前科学哲学领域普遍接受的理论,假说存在的意义,不是为了给实验“证实”的,而是用来反驳的。


科学实验的目的不是为了证实(verify 或 prove)一个假说,而是寻找反证。


假说是一种猜想...

9月24日上午,“中国科学院哲学研究所揭牌仪式暨科学与哲学前沿问题研讨会”在中国科学院大学玉泉路校区举行。揭牌仪式上,中科院院士、中科院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)学术主任蒲慕明代表科学家发言。


蒲慕明院士指出,目前有很多学生和导师都没有真正理解科学研究的本质,对假说和实验的意义没有正确的概念。


根据上世纪初Karl Popper对知识论和科学方法总结出的理论,也是目前科学哲学领域普遍接受的理论,假说存在的意义,不是为了给实验“证实”的,而是用来反驳的。


科学实验的目的不是为了证实(verify 或 prove)一个假说,而是寻找反证。


假说是一种猜想(conjecture),最好的实验结果是能反驳(refute)它,从conjecture 到refutation,就完成了科研重要的一环。


假说如果不能预测实验得到的结果,就需要进一步修正,提出一个能解释实验结果的新假说,这是对假说的重要反馈环节。


这种从假说到反驳到新假说的出现,是推动科学进展最有效的模式。


符合假说的结果不能说就是证实了假说,只能说结果支持了假说,假说可以继续存在。


事实上,假说是永远无法被证实的,因为是不可能对涵盖所有实验参数空间进行所有可能的实验。


一般来讲,提出的假说,是依据目前神经科学领域一般想法的假说,是目前流行的理论和研究范式(existing paradigm)的产物,如果实验结果说明假说所预测的不正确,就说明目前领域的想法是有问题的,是需要修正的。


一个重要的假说、理论框架和范式(paradigm)能统治一个领域多年,就是因为所预测的现象与许多实验结果符合,但是迟早总会发现有某些实验结果是不符合的,不符合的结果多了,就到了推翻或革新假说的时候。


这时如果又有人提出了一个革新的修正假说,就会在这个领域造成Thomas Kuhn所说的研究范式的革新(paradigm shift)。

教科书中的重要理论、概念和假说,随时间过程都会有大幅度修正,这反映的就是研究范式的革新。


我们都知道教科书中的假说,迟早都是会被修正的,可是我们不知道是哪些假说、在什么时候会被修正;能对这些修正过程有所贡献,是我们创新性基础研究的最高目标。


我们一般关注的创新,做新的实验,观察新现象,研发出新技术,都是基于目前领域已有的范式。称之为前瞻式(prospective)创新


但是还有另一种模式的创新,是现在很少人做的,我称之为“回顾式(retrospective)”创新


这种创新不需要提出新的假说,设计新的实验,而是用新方法或新技术去重新检验那些支撑教科书的假说、前人曾发表过的主要实验结果。


科学的发展就是不断地修正已有的假说和理论。


前瞻式创新可能会获得新的实验结果,不符合现有范式,但需要实验者主动去设计一些有针对性、能获得反证的实验,对不符合假说的结果高度重视(而不是像我说的那位研究生认为实验失败而舍弃他的发现)。


回顾式的研究方式,是直接去重新验证已有假说的实验基础,直接去寻找假说的基础是否有破绽,是一种更直接地对现有假说的正面冲击,更可能造成研究范式的革新。


蒲慕明院士强调回顾式创新,是基于他个人多年的亲身体验。


他的实验室在神经科学领域最重要的贡献,就是在二十余年前,他们团队针对教科书中统治了突触可塑性领域半个世纪的赫伯(Hebb)假说(脉冲相关性学习法则),使用新技术(在体神经元膜片钳记录)、设计了有针对性的实验去检验赫伯假说,而发现了有脉冲时序依赖性的突触可塑性,这个发现与同时期其他实验室的类似结果一起,造成了目前教科书中的新版(有脉冲时序依赖性)的突触学习法则。


重要的突破性(0到1)科研创新不是无中生有的,也不是发现了一个新现象,在一流期刊出了一篇好论文,而是在目前科学领域的基础上,对现有的理论和技术有大幅度革新(产生研究范式革新);在符合现有领域的格局和范式之内的新发现和新技术,可以说是渐进式(1-100)的创新。


突破式创新的源头常是一些特别有新颖性的想法,这种想法的出现常常是逻辑范畴外(beyond logic)的遐想和灵感,或统称为想象力(imagination)或是创新力(creativity)。


想象力和创新力的本质和来源是值得研究的。这是一项需要结合哲学、心理学、神经科学、信息学、社会学,甚至艺术家和诗人的观点,需要多学科一起共同研讨的课题。


也就是科学家心路历程的研究;这不是“科学史”研究,而是“科学家”研究,探索这些科学家“想象力”(创新思维)出现的环境和个人的家庭、教育、经历背景,尤其是创新思维出现的来龙去脉;也许可以从他们的个人回忆、自传和访问记录,理出一些规律。


我们要建设一个有创新活力的社会,需要对创新的本质、对科研环境和教育模式,系统性地进行研究,提出有说服力的论点和方案。


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帮助孩子缓解紧张情绪的小技巧

生活中经常会遭遇让人紧张的时刻,如各种考试、演讲、独自承担责任,解决事情等等。紧张的情绪往往会导致不能正常发挥出实际的水平,使本该成功的事情以失败的结局收尾。长时间的紧张会超越身体的负荷能力,导致人体疲乏无力,抵抗力下降,心理上焦虑感增加,神经系统衰弱。建议家长深入了解调节紧张情绪的方法,适时的给予孩子疏导与安慰,让孩子去除处于不良情绪中的不安感,使孩子能够有高度的自信心和勇气去面对成长过程接踵而来的各种挑战。这里我们整合一些简单的适合在家庭中操作的方法:


帮孩子建立安全感


社会文化精神分析的代表霍尼认为儿童在早期有两种基本需要,即安全的需要和满足的需要,这两种需要的满足完全依赖于...

生活中经常会遭遇让人紧张的时刻,如各种考试、演讲、独自承担责任,解决事情等等。紧张的情绪往往会导致不能正常发挥出实际的水平,使本该成功的事情以失败的结局收尾。长时间的紧张会超越身体的负荷能力,导致人体疲乏无力,抵抗力下降,心理上焦虑感增加,神经系统衰弱。建议家长深入了解调节紧张情绪的方法,适时的给予孩子疏导与安慰,让孩子去除处于不良情绪中的不安感,使孩子能够有高度的自信心和勇气去面对成长过程接踵而来的各种挑战。这里我们整合一些简单的适合在家庭中操作的方法:


帮孩子建立安全感


社会文化精神分析的代表霍尼认为儿童在早期有两种基本需要,即安全的需要和满足的需要,这两种需要的满足完全依赖于父母。当父母不能满足儿童这两种需求时,儿童就会出现焦虑。也就是说父母不能满足儿童安全的需要(父母不能向幼儿提供持续的、稳定的、持之以恒、前后一致、合理的爱),儿童就会缺乏安全感。


父母想让孩子有安全感就要做到增加与孩子的互动,当孩子的心理需要关爱时,父母及时捕捉到需求的信号,及时满足他们的身心需求。(如:拥抱孩子、陪伴但不干预孩子、不说破坏孩子安全感的话)推荐一个正念练习的方法,它不仅提高“读心力”让父母更容易了解到孩子的需求点。更会因为全情的投入增加父母和孩子的亲密度。正念练习的理念很简单,比如,吃饭就专心吃饭,感受自己咀嚼的过程,以及食物给身心带来的感觉变化;和孩子一起玩的时候,就专心观察孩子,把自己的心理年龄调整到和孩子同步,像孩子一样心无旁骛地玩耍。但是实操起来,需要强大的毅力去坚持。(如:某位妈妈,她总是沉浸在自己的焦虑中,担心自己不够好,也担心孩子不够好。面对这种个案,我们会鼓励这位妈妈开始正念练习,每一天安排30分钟没有评判、没有约束的自由游戏时光,放下身段,和孩子一起趴在地板上,玩孩子为主导的游戏。当孩子不需要她参与的时候,她也不要看手机,就坚持在旁边观察,对孩子的游戏活动做出积极的实况描述,忽略那些平常会让自己感到不舒适的“熊”行为。


淡化失败


在孩子失败或面对挫折的时候而非常脆弱的时候,家长这个时候给予孩子适当的鼓励,帮孩子分析失败的内外因。肯定他们的付出和努力,不要用成人的标准来要求孩子,不论什么时候不能挖苦孩子、讽刺孩子,不使用禁止看电视、减少“玩”的时间来惩罚孩子。父母责骂孩子的本意是想让孩子“争口气”,却不知道这样的做法在孩子的心理上造成伤害,他们会因此产生厌学情绪,对父母产生排斥拒绝正向的交流。生活中尽量以积极、幽默的口吻淡化孩子的失败,有研究发现幽默对于缓解紧张有神奇的效果,往往处于紧张状态的人更容易发笑,而发笑又是宣泄紧张情绪的方法,不要让一次小小的失败影响到孩子的情绪。


淡化时间


针对容易紧张的孩子,有时候我们需要淡化时间。如孩子还有1个月就要参加一场很重要的比赛了,在孩子面前说的时候我们说还有30天的时间而不说还有1个月。虽然实际意义是一样的,但感官上数字1比30更具有压迫感,无形中加剧了孩子的心理压力。


吉祥物稳定心情


心理学家认为心理紧张时,摆弄自己熟悉的物品,可以起到缓解作用。熟悉的物品经常跟自己在一起,会有一种亲切、可靠的信赖感,无形中会给人一种支持的力量,还可以分散过于集中的思想,活跃思维,打开思路。所以当孩子即将面对导致紧张的环境时,可以随身携带一个自己的熟悉的“吉祥物”。但是要注意掌握分寸,消除紧张情绪后,就要自然放好,不能长玩不息。


一吐为快


当孩子产生紧张的情绪时,我们要安抚孩子,让他感受到“无论什么时候爸爸妈妈都会一直陪伴他”。努力为孩子营造出轻松且安全的环境,引导孩子说出自己的紧张来源,帮助孩子分析产生这种情绪的原因,找到根源后有针对性地帮助孩子解决。且不要对这个诱因过多的关注,更不能给孩子贴标签,(自卑、胆小)说话的时候注意保护孩子的自尊心。


掌握这些方法,让孩子跟情绪和解。不要让孩子成为情绪的奴隶,避免紧张的情绪影响他们的生活和学习。


情绪调节


①肌肉放松法:通过肌肉的放松,反馈放松信号到大脑,然后大脑控制的紧张情绪也能得到缓解。具体的方法是两只手攥紧,手臂也要用力,甚至可以全身用力,紧绷每块肌肉,坚持一分钟或是更长的时间,等到你疲惫的时候,放松肌肉舒展四肢,什么都不要做,停留几分钟。如果你感觉紧张还在可以重复以上的动作。


②呼吸调整法:呼吸调节是运用特殊的呼吸方式,控制呼吸频率或深度,从而提高吸氧水平增强身体活动能力,改善心理状态。(呼吸调节的具体方法视需要而定)找一个舒适的姿势坐好,两只手放在腹部,注意先缓慢地呼气,感觉肺部有足够的空间进行深呼吸。用鼻子缓慢地进行吸气,直到无法再吸入为止,停留3-5秒。再用嘴巴缓慢地把气体呼出,在呼气时心中暗示所有的烦恼压力随着污浊的废气都被呼出了,身体在慢慢地变轻松。同时在吸气时感觉腹部的逐渐隆起,呼气时感觉腹部的逐渐放松,尽可能保证呼吸的平缓和稳定。以上动作重复3-5次就可以体会到放松的效果。

除了上述家庭中的简易操作方法,新智注意力的大脑360生物脑电反馈训练课程里,也有很多针对情绪调节的训练项目,比如正念空间、放飞彩球、生命树等:专业脑电设备实时采集与孩子情绪有关的脑电生理参数(EEG)给训练系统,同时脑波情绪灯可实时、客观、准确地呈现学员当前的情绪状态,结合出声、光及画面的生物反馈,及心理导师的系统化情绪训练方案,帮助孩子快速进行自我身心调节,高效缓解情绪焦虑,提升自控能力,增加自信,改善注意力。


注:该调整方法需要专业设备支持,可联系新智注意力咨询了解。



△ 大脑360里的生物脑波正念训练



△ 大脑360里的生物脑波反馈正念训练


大脑360

张鸣沙课题组在《Cerebral Cortex》发表文章揭示复杂感知运动转换的神经机制

2020年6月3日北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室张鸣沙教授课题组在Cerebral Cortex在线发表了题为Neuronal Correlates of Many-To-One Sensorimotor Mapping inLateral Intraparietal Cortex的研究论文,发现灵长类动物大脑后顶叶皮层参与编码复杂的感觉刺激到运动输出的映射过程。


动物大脑的一个基本功能就是对感觉刺激做出合适的运动反应。在日常生活中,我们不仅需要对感觉刺激做出一对一的运动反应,而且需要对多种感觉刺激做出相似或者同样的运动反应。我们对后面这种相对复杂的感知运动转换过程中的刺激...

2020年6月3日北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室张鸣沙教授课题组在Cerebral Cortex在线发表了题为Neuronal Correlates of Many-To-One Sensorimotor Mapping inLateral Intraparietal Cortex的研究论文,发现灵长类动物大脑后顶叶皮层参与编码复杂的感觉刺激到运动输出的映射过程。


动物大脑的一个基本功能就是对感觉刺激做出合适的运动反应。在日常生活中,我们不仅需要对感觉刺激做出一对一的运动反应,而且需要对多种感觉刺激做出相似或者同样的运动反应。我们对后面这种相对复杂的感知运动转换过程中的刺激到运动映射的神经机理还很不清楚。前人的研究表明,灵长类动物大脑后顶叶皮层的神经元参与编码感知到运动的转换过程。但是这些研究大多运用了相对简单的感知运动转换任务,而没有探索相对复杂的感知运动任务中刺激到运动映射过程的神经机理。


在这篇研究工作中,研究人员通训练清醒猕猴一个位置刺激到眼动目标点映射的行为任务,同时记录猕猴大脑后顶叶皮层神经元在猕猴完成行为任务中的活性。在这个行为任务中,猕猴需要将多个位置刺激对应到两个眼动目标点上。实验结果显示:后顶叶皮层单神经元的活性编码了多个刺激位置映射到单个眼动目标点的过程。这种对复杂的感知运动转换的编码超越了后顶叶皮层神经元的经典感受野,因为它在位置刺激出现在神经元经典感受野之外时也存在。对照实验表明,这种对复杂感觉刺激到运动反应映射的编码相关的活性与对单纯的运动计划、空间注意、空间分类编码相关的活性不一致。这些结果显示灵长类动物后顶叶皮层是参与编码复杂的感知到运动转化过程的重要脑区。



 图 1. 行为任务与猕猴的行为结果
图 2. 后顶叶皮层单神经元与群体神经元在参与多个刺激位置向单个眼动目标点映射过程中的反应,以及神经元在感受野中的单纯的视觉反应。


北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室张鸣沙组前博士后周阳为文章第一作者,张鸣沙和周阳为共同通讯作者。该研究获得基金委(National Natural Science Foundation of P.R. China (31871078;31471069; 91432109)等资助。


新智注意力

薛贵课题组在《eLife》发表文章揭示测试练习促进记忆更新的神经机制

2020年5月18日北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室薛贵教授课题组在eLife在线发表了题为Retrieval practice facilitates memory updating by enhancing anddifferentiating medial prefrontal cortex representations的研究论文,发现测试练习可以促进记忆更新,其中的一个重要机制就是加强并分化了内侧前额叶皮层(MPFC)的表征。

我们生活在一个高度动态的环境之中,将旧的记忆更新为新的、更适应当下环境的信息对于我们的生存与发展具有十分重要的意义。虽然大量的心理学研究都发现测试练...

2020年5月18日北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室薛贵教授课题组在eLife在线发表了题为Retrieval practice facilitates memory updating by enhancing anddifferentiating medial prefrontal cortex representations的研究论文,发现测试练习可以促进记忆更新,其中的一个重要机制就是加强并分化了内侧前额叶皮层(MPFC)的表征。

我们生活在一个高度动态的环境之中,将旧的记忆更新为新的、更适应当下环境的信息对于我们的生存与发展具有十分重要的意义。虽然大量的心理学研究都发现测试练习(retrieval practice)可以有效促进长时记忆的保持与更新,但是这一方法改善记忆的神经机制目前尚不清楚。目前流行的理论包括(1)测试比重复学习难度更大,可以调用更多的大脑资源;(2)测试可以抑制旧记忆,降低冲突。
通过一个三天的记忆更新实验范式,本研究要求被试通过测试(retrieval practice)或者重复学习(Restudy)两种方法将已经充分学习的联系记忆A-B更新为新的记忆A-C。通过三个行为实验,本研究发现测试相比于重复学习可以更好增强新记忆A-C,减少旧记忆A-B的干扰,但同时并没有直接抑制旧的记忆。
 

图1:实验设计与行为结果


通过结合功能性核磁共振成像与多体素模式分析技术,本研究进一步发现,测试练习导致MPFC产生了更强的A-C记忆表征,但同时还保留相当强度的旧记忆(A-B)的表征。与之相反,测试降低了感知觉皮层(例如腹侧视觉区域,VTC)对于旧记忆的表征,对新记忆的表征也有下降的趋势。另外,在学习过程中,测试练习条件下MPFC的新记忆的表征强度可以预测随时的学习效果,而重复学习条件VTC的新记忆表征强度可以预测随后学习效果。第三,在测试练习过程中,旧记忆也被更强的激活,旧记忆的激活与后续记忆改变直接相关。这一结果说明了测试练习可以同时激活新旧记忆,并在MPFC区域形成分化的新旧记忆表征,从而减小记忆干扰,促进记忆更新。另外,测试练习也降低了对于感知觉皮层表征的依赖,从而达到更持久记忆的效果。这一发现揭示了测试练习促进记忆的新机制,为有效学习的神经激活模式再现假说(Xue,2018)提供了进一步的证据支持,并且表明激活模式再现不仅可以促进记忆的巩固,还有助于整合和区分不同记忆。


图2:最终记忆测试中新记忆(target)与旧记忆(competitor)的神经表征再现 
论文链接:
Ye,Z., Shi, L., Li, A., Chen, C., & Xue, G. (2020). Retrieval practicefacilitates memory updating by enhancing and differentiating medial prefrontalcortex representations. Elife, 9, e57023.

https://elifesciences.org/articles/57023
 
相关文献:

XueG (2018) The Neural Representations Underlying Human Episodic Memory. TrendsCogn Sci 22:544-561.


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