[发明专利]基于fNIRS的实时神经反馈调控认知能力的方法

说明书

本发明涉及一种基于fNIRS的实时神经反馈调控认知能力的方法，包括依次进行的12次实时神经反馈调节训练，每次实时神经反馈调节训练包括三次实验组块,每次实验组块包括12次实验，其中：每个实验持续1分钟，前30s休息，被试保持静息状态，后30s调节，调节包括：(1)、使用近红外脑成像系统测量被试大脑的血氧水平信号；(2)、将采集到大脑血氧水平信号数据实时发送到外部电脑，并将靶脑区血氧水平信号以石头升降/食物图片模糊化的形式实时呈现给被试；(3)、被试采用心理策略，根据石头升降或者食物图片模糊程度的变化来实时调节，调节目标是将石头调节到高位并保持住或者将食物图片变模糊并使食物图片保持模糊状态。

技术领域

本发明涉及一种基于fNIRS的实时神经反馈调控认知能力的方法。

背景技术

目前，世界各国都面临肥胖这一全球性难题，它是继心血管病和癌症之后对人类健康最具威胁的第三大因素。2016年英国著名医学杂志《柳叶刀》发表全球成年人体重调查报告：全球成人肥胖人口已经超过正常体重者，其中中国以9000万肥胖人口(男性4320万，女性4649万)超过美国的8700万，成为全球肥胖人口最多的国家。因此我国面对的肥胖形势十分严峻。

肥胖不仅造成各种代谢类疾病(II型糖尿病等)，而且会引起多种并发症，如冠心病、高血压、肝胆病变、肺功能不良、关节病变等。此外，肥胖严重影响人们的生活质量，使社会接受性降低，收入减少，心理负担加重，并增加公共健康系统的负担；因肥胖造成的花费约占医疗总费用的2％-10％。针对肥胖的临床治疗显示：药物减肥疗效不理想，并伴有副作用；而外科减肥手术(胃束带减肥手术(AGB)、袖套式胃减肥手术(LSG)和Roux-en-Y胃旁路术(RYGB))对肥胖的治疗具有长期而有效的作用,但是手术费用高昂，且术后存在复胖风险。

研究表明造成肥胖的原因很多，但主要因素是由于肥胖患者无法抑制自己对高热量食物的渴求，导致高热量食物的过多摄入，进而引起肥胖。现有的研究表明，肥胖患者的大脑奖赏回路对食物图片刺激有更高的响应，而负责认知决策和执行控制的脑区响应不足，从而导致肥胖患者无法控制自己的饮食行为。因此，本发明从大脑中枢入手，设计了一套基于fNIRS(functional near-infrared spectroscopy，即近红外脑成像系统)的实时神经反馈调控认知能力的方法，以提高肥胖患者对食物的认知决策和执行控制功能，进而改善饮食行为。

发明内容

发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明公开了基于fNIRS的实时神经反馈调控认知能力的方法，用以提高肥胖患者对食物刺激的认知决策和执行控制功能，进而改善饮食行为。

技术方案：基于fNIRS的实时神经反馈调控认知能力的方法，包括依次进行的12次实时神经反馈调节训练，每次实时神经反馈调节训练包括三次实验组块(block),每次实验组块包括12次实验 (trial)，其中：

相邻的两次实时神经反馈调节训练间隔1～2天；

相邻的两次实验组块被试休息5分钟；

每次进行反馈训练前，先将光极按照预先设定好的阵列排布方式放置于被试头皮上，并调整光极使之与被试头皮接触良好以保证信号质量，一直到三个实验组块均完成后，再将光极取下；

每个实验持续1分钟，前30s休息，被试保持静息状态，后30s 调节，要求被试提升石头的高度或者使食物图片模糊化，调节包括以下步骤：

(1)、使用近红外脑成像系统测量被试大脑的血氧水平信号(即氧合血红蛋白浓度HbO2的变化)；

(2)、将采集到大脑血氧水平信号数据实时发送到外部电脑，并将靶脑区血氧水平信号以石头升降/食物图片模糊化的形式实时呈现给被试，其中：

基于石头升降的反馈形式，当调节阶段靶脑区活动信号水平升高时，石头高度升高，否则石头高度下降；