[发明专利]经颅直流电刺激提升注意力广度的方法及装置

说明书

本发明公开了一种经颅直流电刺激提升注意力广度的方法及装置，其中，方法包括以下步骤：在屏幕指定区域随机呈现若干长度的字符串；在被试者判断字符串的长度时，记录被试者每一题的反应时间和答案正误并采集被试脑电信号，以验测反应时间和评估得分，并通过脑电信号评估大脑在做注意力广度实验时激活情况；采用电刺激仪，使用tDCS阳极电极刺激一侧背外侧前额叶皮层，同时，tDCS阴极电极放置于另一侧。该方法可以有效提升注意力广度，并可以对提升效果进行评估，简单易实现。

技术领域

本发明涉及认知提升技术领域，特别涉及一种经颅直流电刺激提升注意力广度的方法及装置。

背景技术

经颅直流电刺激(tDCS)是一种非侵入式的神经活动调节手段，通过在头皮上施加弱电流，阳极电极刺激区域的皮质兴奋性提高，阴极刺激区域的皮质兴奋性降低。因为tDCS对皮质兴奋或抑制的强度和持续时间，可以通过调整电流强度和刺激施加时间有效地进行控制，其安全性已被证实。

2005年Fregni等人展开了tDCS对认知能力的影响研究。他们在左侧dlPFC区放置阳极tDCS电极以激活该处皮质，成功验证了tDCS与经流磁刺激有着类似的效果，使被试在工作记忆实验中的表现提升。后来的研究验证了以上效果，并发现tDCS对健康人工作记忆的影响可以持续30分钟以上。此外，类似的认知能力提升效果在病患实验上同样得到验证。

在2012年，Gladwin等人采用Sternberg范式研究tDCS对工作记忆的影响，他们通过调整Sternberg范式中的干扰参数，发现只有在加入干扰参数情况下，被试的表现才有显著提升。因此，他们推论出在左侧dlPFC施加阳极tDCS对于选择性注意力有提升的效果。随后其他研究团队采用rIPS做为刺激位置的tDCS实验，再次验证了tDCS提升选择性注意力的有效性。其他更多的实验证实了tDCS能在不同层面上提高注意力。同样于左侧dlPFC放置阳极电极的tDCS研究中，Kang等人指出该手段可以改善中风后病患注意力缺乏的问题，显示出tDCS技术在临床康复训练上具有应用价值。Nelson等人使用同样的tDCS刺激位置，发现对于持续性注意力，即警觉性(Vigilance)，也有提升的效果。该实验中，19名军人被试者分为2组，与实验组相比，假刺激组被试的持续性注意力更差。其结果表现在，能够检测到的目标更少，反应时间更长，以及脑半球血流速率变慢。

注意力由数个维度能力组成，如上述所提及的选择性注意力或持续性注意力。tDCS提升注意力的效果多次被证实，为此，本发明实施例探讨tDCS在其他注意力维度上的提升效果。注意力广度(Visual Attention Span)，被定义为在同一时间内主体意识能清楚地把握并进行处理的视觉元素数量。李永瑞等人对23名乒乓球运动员、14名固定靶射击运动员、17名活动靶射击运动员及80名普通体育大学生进行多种注意力维度的分析，研究结果指出三组运动员在注意力广度上都显著高于普通体育大学生。Sylviane Valdois的团队，在众多研究中，提出了注意力广度的缺乏与阅读障碍症(Dyslexia)密切相关。由此可以看出，注意力广度的提升，在体育训练与临床治疗等方面具有一定的应用价值。

自2000年以来，tDCS的研究快速成长，其中许多研究因为并未良好的控制参数与设计实验，使得研究的可靠性受到质疑，降低了实验间的可比性。为增加本实验的可靠性与可比性，被试者执行注意力任务时，将记录正确率与反应时间。每位被试者接受不同tDCS刺激的时间需间隔48小时以上，避免皮质兴奋累积效果。两次刺激组与对照组的实验顺序采取随机安排，以排除练习效应。实验使用被试内设计，以降低个体差异造成的影响。然而，以往的研究仅根据tDCS刺激对认知任务表现的提升判定实验结果，并未讨论其中的神经机理，本发明实施例通过脑电信号分析，探讨tDCS刺激对大脑神经机制变化的影响。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。