腦電神經(jīng)反饋用于提高工作記憶的研究進(jìn)展

摘 要 工作記憶在許多復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)中起著重要的作用，如何提高個(gè)體的工作記憶能力一直是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。腦電神經(jīng)反饋利用操作性條件反射原理，將大腦活動(dòng)實(shí)時(shí)反饋給個(gè)體，使得個(gè)體學(xué)會(huì)自主調(diào)節(jié)大腦活動(dòng)，從而改善其認(rèn)知和行為表現(xiàn)，已被廣泛用于提高臨床群體和健康群體的工作記憶。然而，由于現(xiàn)有研究在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、訓(xùn)練方案、被試人群、樣本量等方面并不相同，結(jié)論也并不完全一致，仍然缺少系統(tǒng)的總結(jié)和展望。文章重點(diǎn)評(píng)述不同的腦電神經(jīng)反饋方案對(duì)工作記憶的作用結(jié)果，并指出現(xiàn)存的問(wèn)題和可能的解決思路，以期為未來(lái)研究提供參考。

關(guān)鍵詞 神經(jīng)反饋 腦電 工作記憶

1 引言

神經(jīng)反饋是一種能使個(gè)體實(shí)現(xiàn)自主調(diào)控大腦活動(dòng)的生物反饋技術(shù)。它通過(guò)儀器實(shí)時(shí)記錄并提取感興趣的大腦活動(dòng)信號(hào)，通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)或視聽(tīng)聯(lián)合等反饋形式將信號(hào)實(shí)時(shí)反饋給個(gè)體。反饋訓(xùn)練利用操作性條件反射原理，當(dāng)達(dá)到反饋目標(biāo)時(shí)（即在抑制訓(xùn)練中反饋特征低于預(yù)先設(shè)定的獎(jiǎng)賞閾值，或在增強(qiáng)訓(xùn)練中反饋特征高于預(yù)先設(shè)定的獎(jiǎng)賞閾值），被試就會(huì)得到獎(jiǎng)勵(lì)（如在視覺(jué)反饋中代表所反饋的大腦活動(dòng)特征的球體變大，或在聽(tīng)覺(jué)反饋中代表所反饋的大腦活動(dòng)特征的聲音變化）。神經(jīng)反饋本質(zhì)是增強(qiáng)了感覺(jué)系統(tǒng)，使大腦能夠“感知”到神經(jīng)電活動(dòng)，從而使其能夠以一種內(nèi)穩(wěn)態(tài)的方式進(jìn)行自我調(diào)控，進(jìn)而改善與之相應(yīng)的腦功能和行為表現(xiàn)（Carrick et al.， 2018; Sitaram et al.， 2017; van Doren etal.， 2019）。根據(jù)不同的信號(hào)模態(tài)，主要有基于腦電、功能磁共振成像、近紅外光譜腦功能成像以及多模態(tài)信號(hào)的神經(jīng)反饋（Kohl et al.， 2020; Ros et al.， 2021;Sitaram et al.， 2017）。其中，腦電神經(jīng)反饋具有時(shí)間分辨率較高、設(shè)備體積更小、費(fèi)用更低廉等特點(diǎn)。因此，諸多研究運(yùn)用腦電神經(jīng)反饋探索并增強(qiáng)個(gè)體腦功能和行為表現(xiàn)。

在腦電神經(jīng)反饋中，一個(gè)或多個(gè)電極被放置在頭皮表面，實(shí)時(shí)計(jì)算并反饋與某種特定認(rèn)知或行為有關(guān)的一個(gè)或多個(gè)腦電節(jié)律特征。腦電神經(jīng)反饋的理論假設(shè)是，特定的腦電節(jié)律活動(dòng)與相應(yīng)的認(rèn)知活動(dòng)有緊密聯(lián)系。如果個(gè)體能夠通過(guò)神經(jīng)反饋訓(xùn)練成功學(xué)會(huì)自主調(diào)節(jié)所反饋的腦電節(jié)律活動(dòng)，即獲得成功的神經(jīng)反饋學(xué)習(xí)，則能夠觀(guān)察到相應(yīng)的認(rèn)知或行為表現(xiàn)的變化。腦電神經(jīng)反饋已在許多領(lǐng)域中得到應(yīng)用，如臨床上運(yùn)用腦電神經(jīng)反饋治療或緩解注意缺陷多動(dòng)障礙（van Doren et al.， 2019）、抑郁癥（Wang et al.，2019）、癲癇（Morales-Quezada et al.， 2019）等腦疾病的癥狀。除臨床應(yīng)用外，腦電神經(jīng)反饋也被用來(lái)提高個(gè)體的認(rèn)知能力（Gordon et al.， 2020）、創(chuàng)造力（Agnoliet al.， 2018）和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)等（Xiang et al.， 2018）。

工作記憶是一種對(duì)信息進(jìn)行暫時(shí)加工和貯存的容量有限的記憶系統(tǒng)，它由中央執(zhí)行、語(yǔ)音環(huán)路、視覺(jué)空間模板和情景緩沖器四個(gè)部分組成。工作記憶在智力、問(wèn)題解決、語(yǔ)言等復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)中起著重要的作用（Baddeley， 2012）。更好的工作記憶能力意味著個(gè)體可以更高效地完成各種認(rèn)知活動(dòng)，因此如何通過(guò)腦電神經(jīng)反饋提升工作記憶得到了諸多學(xué)者的關(guān)注。與“自下而上”（這里指通過(guò)行為任務(wù)訓(xùn)練改善大腦結(jié)構(gòu)和功能）的工作記憶訓(xùn)練（Kattner， 2021）相反，腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練可以看作為“自上而下”的作用過(guò)程，即通過(guò)訓(xùn)練改善個(gè)體的腦電活動(dòng)模式，進(jìn)而提高個(gè)體的認(rèn)知能力。已有研究表明，腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練的效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的工作記憶任務(wù)訓(xùn)練（Xiong et al.， 2014），因此腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練逐漸成為改善工作記憶能力的主流技術(shù)之一。

腦電神經(jīng)反饋已被廣泛用于提升臨床群體和健康群體的工作記憶。然而，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、訓(xùn)練方案、被試群體、樣本量等方面的不同，現(xiàn)有研究結(jié)論也并不完全一致，目前仍然缺少系統(tǒng)的總結(jié)和展望。因此，本文重點(diǎn)評(píng)述不同的神經(jīng)反饋訓(xùn)練方案對(duì)工作記憶的作用結(jié)果，并指出現(xiàn)存的問(wèn)題和可能的解決思路，以期為未來(lái)研究提供參考。

2 腦電神經(jīng)反饋對(duì)工作記憶的作用

腦電神經(jīng)反饋方案包括訓(xùn)練特征及方向、訓(xùn)練時(shí)程、反饋位置以及反饋類(lèi)型等要素（見(jiàn)表1）。其中，訓(xùn)練特征及方向指腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練用于增強(qiáng)還是抑制所感興趣的腦電特征；訓(xùn)練時(shí)程包括訓(xùn)練次數(shù)以及每次訓(xùn)練的時(shí)長(zhǎng)；反饋位置指反饋訓(xùn)練的電極位置；反饋類(lèi)型包括視覺(jué)反饋、聽(tīng)覺(jué)反饋、視聽(tīng)聯(lián)合反饋等形式。在上述各要素中，最重要的是與工作記憶密切相關(guān)的訓(xùn)練特征及方向，并且文獻(xiàn)中通常以該要素指代訓(xùn)練方案名稱(chēng)并探討其作用。因此，下面結(jié)合表1 分別論述其作用結(jié)果。

Theta（4～8 Hz）活動(dòng)與注意力和工作記憶能力密切相關(guān)。研究表明，與工作記憶負(fù)荷有關(guān)的背外側(cè)前額葉theta 活動(dòng)的降低能夠預(yù)測(cè)工作記憶的個(gè)體差異（Brzezicka et al.， 2019），而靜息態(tài)下的額中線(xiàn)theta（frontal-midline theta，fm-theta）活動(dòng)與認(rèn)知能力呈顯著正相關(guān)（Finnigan amp; Robertson， 2011）。與青年人相比，老年人在靜息態(tài)及任務(wù)相關(guān)狀態(tài)下的fm-theta 活動(dòng)減弱（Winterling et al.， 2019）。因此，Wang 和Hsieh（2013）比較了fm-theta 活動(dòng)增強(qiáng)的腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練對(duì)不同年齡段被試工作記憶的影響。通過(guò)12 次訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)，與虛假反饋對(duì)照組相比，老年人和青年人的靜息態(tài)theta 活動(dòng)都有顯著提高。老年人的工作記憶表現(xiàn)顯著提升，但是青年人的工作記憶沒(méi)有顯著變化，可能的原因在于青年人的工作記憶任務(wù)前測(cè)成績(jī)出現(xiàn)天花板效應(yīng)（修改版斯滕伯格任務(wù)的正確率大于95%）。Rozengurt 等（2017）證實(shí)了增強(qiáng)fm-theta 的反饋訓(xùn)練對(duì)青年人的記憶具有增強(qiáng)作用。該研究通過(guò)單次訓(xùn)練（30 分鐘）發(fā)現(xiàn)，與beta 對(duì)照組（接受beta/theta 比值增強(qiáng)的反饋訓(xùn)練）和被動(dòng)觀(guān)看電影組相比，theta 組（接受theta/beta 比值增強(qiáng)的反饋訓(xùn)練）的fm-theta 活動(dòng)顯著增加，記憶表現(xiàn)顯著提高，并且24 小時(shí)后及7 天后的記憶測(cè)試表明該反饋方案對(duì)記憶鞏固具有促進(jìn)作用。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，記憶的提高只與theta 活動(dòng)的增強(qiáng)相關(guān)，說(shuō)明theta 增強(qiáng)的訓(xùn)練方案對(duì)記憶具有促進(jìn)作用。此外，近期一項(xiàng)以青年人為實(shí)驗(yàn)對(duì)象的研究顯示，與虛假反饋相比，連續(xù)8 天增強(qiáng)fm-theta 的反饋訓(xùn)練成功提高額葉theta 活動(dòng)，并且顯著改善n-back 任務(wù)表現(xiàn)，表明該反饋方案能夠促進(jìn)工作記憶刷新功能（Brandmeyer amp; Delorme， 2020）。然而，Vernon等（2003）進(jìn)行的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)theta 增強(qiáng)的反饋訓(xùn)練，并沒(méi)有成功增強(qiáng)theta 活動(dòng)，即神經(jīng)反饋學(xué)習(xí)失敗，其行為方面亦無(wú)顯著變化。由上可知，通過(guò)fm-theta增強(qiáng)的腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練，若能成功提高fm-theta活動(dòng)，則能增強(qiáng)健康老年人和青年人的工作記憶，該結(jié)果也表明了fm-theta 活動(dòng)與工作記憶能力具有密切關(guān)系。

2.2 增強(qiáng)alpha 活動(dòng)的訓(xùn)練方案

Alpha（8～12 Hz）節(jié)律起源于枕葉皮層，其活動(dòng)與工作記憶有關(guān)。工作記憶任務(wù)負(fù)荷的增加引起alpha 活動(dòng)的增加（Pavlov amp; Kotchoubey， 2022）。在執(zhí)行工作記憶任務(wù)中，alpha 活動(dòng)通過(guò)抑制與任務(wù)無(wú)關(guān)或相沖突的干擾信息，從而提高個(gè)體工作記憶表現(xiàn)（Klimesch et al.， 2007）。因此，多個(gè)研究采用alpha（或者其子頻段upper alpha）活動(dòng)增強(qiáng)的腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練，旨在提升工作記憶。臨床方面，成功的alpha 神經(jīng)反饋訓(xùn)練能夠提高慢性中風(fēng)患者的執(zhí)行功能、工作記憶、短時(shí)記憶以及長(zhǎng)時(shí)記憶等能力（Kober， Schweiger， et al.， 2017）。另外，通過(guò)神經(jīng)反饋增加頂枕葉區(qū)域的alpha 活動(dòng)，可顯著改善抑郁患者的工作記憶能力（Escolano et al.， 2014）。雖然腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練的作用機(jī)制尚不清楚，但是alpha 神經(jīng)反饋訓(xùn)練引起的個(gè)體認(rèn)知能力的改善并不是短暫現(xiàn)象，輕度認(rèn)知障礙患者的工作記憶改善效果在一個(gè)月后的隨訪(fǎng)測(cè)試中仍然存在（Lavy et al.，2019），表明腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練在臨床方面可能有著巨大的應(yīng)用潛力。

此外，該方案能夠顯著提升健康個(gè)體的alpha活動(dòng)，并引起工作記憶的顯著提高（Escolano et al.，2011， 2012; Hanslmayr et al.， 2005; Hsueh et al.， 2016;Nan et al.， 2012; Pei et al.， 2018; Wei et al.， 2017; Zoefelet al.， 2011）。更重要的是，工作記憶的提升與alpha活動(dòng)的增加有緊密關(guān)系，只有通過(guò)神經(jīng)反饋成功增強(qiáng)alpha 活動(dòng)的學(xué)習(xí)者（即獲得成功的神經(jīng)反饋學(xué)習(xí)的被試組）能夠提升工作記憶（Escolano et al.，2011; Hanslmayr et al.， 2005; Hsueh et al.， 2016; Zoefelet al.， 2011），并且神經(jīng)反饋引起的alpha 增加與工作記憶任務(wù)表現(xiàn)的提升有顯著的正相關(guān)（Domingoset al.， 2021; Nan et al.， 2012）。近期的一項(xiàng)元分析也顯示，alpha 神經(jīng)反饋訓(xùn)練對(duì)健康個(gè)體的工作記憶和情景記憶能力有積極的作用（Yeh et al.， 2021）。

2.3 增強(qiáng)alpha 和增強(qiáng)theta 結(jié)合的訓(xùn)練方案

Reis 等（2016）考察了alpha 和theta 活動(dòng)增強(qiáng)的訓(xùn)練對(duì)老年人工作記憶的影響。在4 天alpha 訓(xùn)練和4 天theta 訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，與腦電神經(jīng)反饋輔以認(rèn)知訓(xùn)練組、認(rèn)知訓(xùn)練組以及虛假神經(jīng)反饋訓(xùn)練組相比，腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練組的額葉theta 活動(dòng)和工作記憶表現(xiàn)顯著提升，并且theta、alpha 活動(dòng)與工作記憶表現(xiàn)的提升三者間均存在顯著的正相關(guān)。

2.4 增強(qiáng)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)節(jié)律的訓(xùn)練方案

感覺(jué)運(yùn)動(dòng)節(jié)律（12～15Hz）（sensorimotorrhythm，SMR）產(chǎn)生于丘腦—皮層網(wǎng)絡(luò)，能夠減少體感信息對(duì)認(rèn)知過(guò)程的干擾，從而提高信息在皮層整合的效率（Kober et al.， 2015）。Vernon 等（2003）以青年人為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)與theta 反饋訓(xùn)練組和無(wú)干預(yù)對(duì)照組相比，8 次SMR 增強(qiáng)的反饋訓(xùn)練顯著增加了在訓(xùn)練期間的SMR 活動(dòng)（表現(xiàn)為SMR/theta 以及SMR/beta 比值的增加，即獲得成功的神經(jīng)反饋學(xué)習(xí)），并且訓(xùn)練后語(yǔ)義工作記憶和注意力表現(xiàn)都有顯著提高。Kober 等（2017）以中年人為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)SMR 增強(qiáng)的反饋訓(xùn)練不僅可以增強(qiáng)訓(xùn)練期間的SMR 活動(dòng)，而且可以顯著提高靜息態(tài)下的SMR活動(dòng)，工作記憶、短時(shí)記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶的表現(xiàn)均有顯著提升。但是Campos da Paz 等（2018）發(fā)現(xiàn)，SMR 活動(dòng)增強(qiáng)的反饋訓(xùn)練組和虛假反饋訓(xùn)練組都提高了健康老年人的工作記憶，即該反饋方案并未表現(xiàn)出比安慰劑效應(yīng)更多的優(yōu)勢(shì)。但是，由于該研究樣本量較?。拷M被試不超過(guò)7 人），未來(lái)需要增加樣本量進(jìn)一步探討該反饋方案對(duì)老年人工作記憶的影響。

2.5 其他訓(xùn)練方案

Beta（12 ～ 20 Hz）與記憶能力、語(yǔ)言能力以及注意力有關(guān)，訓(xùn)練不同的beta 子頻段可以產(chǎn)生不同的效果（Hanslmayr et al.， 2012）。另外，gamma（gt;30Hz） 同樣與記憶能力相關(guān)（Jensen et al.，2007）。Staufenbiel 等（2014）對(duì)健康老年人進(jìn)行g(shù)amma 和beta 增強(qiáng)的反饋訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)，雖然gamma組和beta 組所訓(xùn)練的腦電活動(dòng)在訓(xùn)練期間均表現(xiàn)出顯著的上升，但是工作記憶能力并沒(méi)有得到改善。同樣的，Campos da Paz 等（2018） 進(jìn)行的gamma訓(xùn)練雖然引起了訓(xùn)練期間gamma 活動(dòng)的增強(qiáng)，但是這種增強(qiáng)并沒(méi)有遷移到靜息態(tài)腦電，并且與虛假反饋對(duì)照組相比，真實(shí)神經(jīng)反饋訓(xùn)練組并沒(méi)有顯著提高工作記憶表現(xiàn)。Lecomte 和Juhel（2011）考察了alpha/theta 比值增強(qiáng)的反饋訓(xùn)練對(duì)老年人工作記憶的影響，發(fā)現(xiàn)雖然alpha 活動(dòng)和alpha/theta 比值顯著增加，但是工作記憶并無(wú)顯著提升。以上說(shuō)明gamma、beta 或alpha/theta 比值增強(qiáng)的訓(xùn)練未能顯著改善健康老年人的工作記憶。但是，前額葉gamma波的神經(jīng)反饋訓(xùn)練能夠明顯改善精神分裂癥患者工作記憶刷新功能、認(rèn)知加工速度、推理和問(wèn)題解決能力（Singh et al.， 2020）。

此外，根據(jù)個(gè)體不同腦電活動(dòng)進(jìn)行的個(gè)性化反饋方案應(yīng)該受到格外關(guān)注。Dobrakowski 和?ebecka（2020）通過(guò)個(gè)性化方案訓(xùn)練注意缺陷多動(dòng)障礙患兒的beta 波段，顯著提升了患兒的工作記憶能力，并且效果在一年后的測(cè)試中仍然存在，表明神經(jīng)反饋訓(xùn)練效果具有持久性。

3 總結(jié)和展望

上述研究表明，增強(qiáng)theta、alpha 以及SMR 活動(dòng)的訓(xùn)練方案在多數(shù)研究中顯示出對(duì)工作記憶的提升作用。但是，以往研究?jī)H僅關(guān)注腦電的變化和行為指標(biāo)的改善，缺乏對(duì)腦電神經(jīng)反饋機(jī)制的深入探討。并且，少數(shù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練不能提高工作記憶能力，包括未能成功調(diào)節(jié)所訓(xùn)練的腦電活動(dòng)（即非學(xué)習(xí)者）、實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組在工作記憶變化的行為指標(biāo)上沒(méi)有顯著差異等。其可能的原因在于，除了反饋特征和反饋方向，腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練效果還受到訓(xùn)練時(shí)程、反饋類(lèi)型、對(duì)照組設(shè)置方式以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等因素的影響。因此，未來(lái)研究需要重點(diǎn)關(guān)注腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練對(duì)工作記憶作用的神經(jīng)機(jī)制，研究非學(xué)習(xí)者的原因并識(shí)別其預(yù)測(cè)因素，優(yōu)化腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練方案并規(guī)范結(jié)果報(bào)告的內(nèi)容，從而深入理解腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練對(duì)工作記憶的作用，促進(jìn)腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練的實(shí)際應(yīng)用。

3.1 腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練對(duì)工作記憶作用的神經(jīng)機(jī)制

盡管一些特定的腦電神經(jīng)反饋方案對(duì)工作記憶具有增強(qiáng)作用，但是以往研究通常采用行為指標(biāo)檢驗(yàn)工作記憶的變化，鮮有研究深入探討其背后的神經(jīng)機(jī)制。即使少數(shù)文獻(xiàn)報(bào)告了所反饋的腦電特征在神經(jīng)反饋時(shí)期或靜息時(shí)期的變化情況，卻沒(méi)有解釋為何這些非工作記憶任務(wù)時(shí)期的腦電活動(dòng)變化會(huì)引起工作記憶的改善，因此無(wú)法建立起腦電神經(jīng)反饋與工作記憶變化之間的直接聯(lián)系。未來(lái)研究需要從反饋任務(wù)態(tài)、靜息態(tài)以及工作記憶任務(wù)態(tài)三個(gè)不同時(shí)期，深入探討腦電神經(jīng)反饋對(duì)不同時(shí)期的大腦活動(dòng)起到怎樣的作用。此外，還需探究哪些大腦活動(dòng)的變化與工作記憶變化有關(guān)，從而了解腦電神經(jīng)反饋引起的大腦活動(dòng)變化對(duì)工作記憶作用的特異性。最后，建議采用多模態(tài)腦成像方法（腦電、功能磁共振成像、近紅外光譜腦功能成像、正電子發(fā)射斷層成像等）探索神經(jīng)反饋的作用機(jī)制（Ros et al.，2013， 2021），全面了解神經(jīng)反饋訓(xùn)練對(duì)大腦的影響。

3.2 腦電神經(jīng)反饋中的非學(xué)習(xí)者及其預(yù)測(cè)

神經(jīng)反饋學(xué)習(xí)是腦電神經(jīng)反饋的核心機(jī)制，成功的神經(jīng)反饋學(xué)習(xí)通常伴隨著目標(biāo)行為的提升，而失敗的神經(jīng)反饋學(xué)習(xí)不能獲得目標(biāo)行為的改善（Nanet al.， 2018）。以往研究中所報(bào)告的非學(xué)習(xí)者比例大約在16% 到57% 之間（Anna Weber et al.， 2020）。迄今為止，僅有少數(shù)研究探討了腦電神經(jīng)反饋學(xué)習(xí)效果的影響因素，包括控制信念（Witte et al.，2013）、動(dòng)機(jī)（Kadosh amp; Staunton， 2019）、個(gè)體采用的策略（Nan et al.， 2012）等心理因素；灰質(zhì)體積以及訓(xùn)練涉及的大腦區(qū)域結(jié)構(gòu)（Enriquez-Geppert etal.， 2013; Ninaus et al.， 2015）、訓(xùn)練前靜息態(tài)腦電活動(dòng)的大?。∟an et al.， 2018; Reichert et al.， 2015; Wanet al.， 2014）等神經(jīng)生理因素。

腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練需要耗費(fèi)大量費(fèi)用和時(shí)間，訓(xùn)練開(kāi)始前預(yù)測(cè)或分離出非學(xué)習(xí)者是十分有必要的。但是，考慮到腦電活動(dòng)的復(fù)雜性、被試群體的差異性以及腦電神經(jīng)反饋實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的多變性，目前的研究進(jìn)展尚不能完全解決該問(wèn)題。遷移學(xué)習(xí)、域適應(yīng)、多任務(wù)學(xué)習(xí)等機(jī)器學(xué)習(xí)算法，或許為識(shí)別腦電神經(jīng)反饋學(xué)習(xí)效果的預(yù)測(cè)因素、理解腦電神經(jīng)反饋的神經(jīng)機(jī)制提出新的進(jìn)路（Haugg et al.， 2021; Pan amp; Yang，2010; Wang amp; Pineau， 2016; Wong et al.， 2020）。

3.3 腦電神經(jīng)反饋方案及其規(guī)范化

首先，未來(lái)研究需要優(yōu)化神經(jīng)反饋方案，并建立方案的指導(dǎo)準(zhǔn)則。由表1 可知，各文獻(xiàn)間的訓(xùn)練時(shí)程差異較大，訓(xùn)練總次數(shù)從1 次到24 次不等。訓(xùn)練密度亦不相同，有些文獻(xiàn)連續(xù)每天進(jìn)行較密集的訓(xùn)練，而有些文獻(xiàn)的訓(xùn)練比較稀疏。前人研究表明，短期內(nèi)密集的腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練能夠成功調(diào)節(jié)反饋特征并獲得目標(biāo)行為的改善（Nan et al.， 2017; Reis etal.， 2016）。最近的研究同樣發(fā)現(xiàn)，盡管總的訓(xùn)練時(shí)間和次數(shù)相同，但是每周三次比每周兩次顯示出更多的工作記憶表現(xiàn)增長(zhǎng)（Domingos et al.， 2021）。因此，研究應(yīng)該優(yōu)化訓(xùn)練時(shí)程，進(jìn)行較密集的腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練，從而提升訓(xùn)練效果。除了訓(xùn)練時(shí)程，各研究采用的反饋類(lèi)型亦有差異。視覺(jué)反饋是腦電神經(jīng)反饋?zhàn)畛Ｓ玫姆答伳Ｊ?，比如形狀的大小變化、顏色的深淺變化、柱狀的高低變化等，反饋模式表現(xiàn)出單一、枯燥、無(wú)趣的特征。視- 聽(tīng)聯(lián)合反饋和聽(tīng)覺(jué)反饋通常運(yùn)用視頻和音頻進(jìn)行，被試靶目標(biāo)腦波達(dá)到反饋目標(biāo)時(shí)，視頻和音頻播放流暢，否則視頻和音頻播放不斷暫停容易引起被試的厭煩情緒，導(dǎo)致被試參與實(shí)驗(yàn)的意愿低下。在未來(lái)研究中，研究者應(yīng)設(shè)計(jì)新型的腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練模式，比如結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)反饋，增強(qiáng)趣味性，以提高被試參與訓(xùn)練的積極性，并且開(kāi)發(fā)符合單個(gè)被試腦波特征的個(gè)性化反饋訓(xùn)練方案，以推進(jìn)腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練的實(shí)際應(yīng)用。

其次，為確定神經(jīng)反饋的特異性作用，研究者應(yīng)采用隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。以往研究通常采用無(wú)對(duì)照、空白對(duì)照或單盲對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究結(jié)果容易受到安慰劑效應(yīng)、研究者和主試的態(tài)度等主觀(guān)因素的影響，而雙盲安慰劑對(duì)照實(shí)驗(yàn)可以有效克服這些缺點(diǎn)。其中，安慰劑對(duì)照組可以采用虛假神經(jīng)反饋，其包括兩種模式：一種為被試接受的反饋信息并非來(lái)自被試本人的腦電活動(dòng)，另一種為被試隨機(jī)接受他/ 她本身非目標(biāo)波段或非目標(biāo)腦區(qū)的腦電活動(dòng)。虛假反饋接近真實(shí)神經(jīng)反饋訓(xùn)練過(guò)程，從而能夠避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果受到安慰劑效應(yīng)的污染。

最后，未來(lái)研究應(yīng)遵守實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和研究報(bào)告的一些規(guī)范。關(guān)于腦電神經(jīng)反饋訓(xùn)練有效性的爭(zhēng)論，其中一個(gè)重要原因是領(lǐng)域內(nèi)缺乏規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和研究報(bào)告準(zhǔn)則，導(dǎo)致難以對(duì)不同文獻(xiàn)進(jìn)行精細(xì)的比較和總結(jié)，阻礙了研究者深入理解神經(jīng)反饋對(duì)大腦和行為的作用。為推動(dòng)神經(jīng)反饋領(lǐng)域的發(fā)展，Tomas Ros 與全球80 所高校和科研機(jī)構(gòu)的神經(jīng)反饋研究者共同發(fā)表了《臨床與認(rèn)知- 行為神經(jīng)反饋研究報(bào)告和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的共識(shí)》（Ros et al.， 2020）。該文章概述了神經(jīng)反饋研究在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和研究報(bào)告中的最佳做法，倡議神經(jīng)反饋研究應(yīng)具備穩(wěn)健的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和清晰的研究報(bào)告，包括預(yù)實(shí)驗(yàn)、合適的樣本量、設(shè)置控制組、雙盲實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、詳細(xì)描述反饋程序、報(bào)告被試采用的策略、腦電分析過(guò)程、腦電結(jié)果報(bào)告以及行為結(jié)果報(bào)告等方面。這些規(guī)范的制定和實(shí)施將有利于未來(lái)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋和比較，促進(jìn)對(duì)神經(jīng)反饋?zhàn)饔脵C(jī)制的深入理解。

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本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（ 81901830，82172058，81771926）和教育部人文社會(huì)科學(xué)青年基金項(xiàng)目 （19YJC190018）的資助。