6分钟科普:智能脑电波神经反馈训练 《多动症》
脑电波反馈训练是目前唯一广泛应用于临床的神经反馈训练技术，其他手段仍处于实验研究阶段。脑电反馈训练的突出优点是:
第二，脑电波及相应脑功能的研究已有近百年的历史，积累了很多真知灼见。而且随着人工智能技术的发展，神经反馈训练的算法有了很大的改进，不再是简单的幅度(能量)比。
美国儿科学会的AAP基于20多年的研究成果，在其2012年发布的指南中，将脑电神经反馈训练作为ADHD的一线治疗方法，并将其证据支持度评为最高水平。2013年，美国美国食品药品监督管理局FDA批准了基于脑电波的诊断工具NEBA，用于辅助多动症的临床诊断。
神经反馈训练技术的发明有点偶然。1968年，加州大学洛杉矶分校UCLA的Sterman教授偶然发现，经过几周的训练，猫可以根据得到的反馈，通过自我调节一个脑电波(SMR)，学会获得食物奖励。这项研究于1970年发表在著名的《科学》杂志上。斯特曼教授的下一个研究课题是测试一种火箭燃料(甲基肼)是否会导致癫痫。结果，他们又一次意外地发现，经过脑电波神经反馈训练的猫，对癫痫的抵抗力很强。
反馈训练技术是一种安全、无创的改善脑功能的方法。它最早的使用可以追溯到大约50年前。神经反馈训练技术是一种大脑强化方法，也是临床上常用的辅助儿童神经发育和康复的手段。在美国已用于多动症、自闭症、抑郁症、焦虑症的干预治疗多年。脑神经反馈训练的优点是不需要药物和手术，是对脑神经的干预训练。
事实上，今年6月15日，美国美国食品药品监督管理局(FDA)正式批准了一种由美国科学家开发的用于治疗多动症的数字“药物”EndeavorRx(一种基于脑电波和其他研究成功开发的治疗游戏app)。我们预计，在不久的将来，类似的针对自闭症谱系的数字“药物”将会问世，让大多数自闭症儿童和家庭受益。
总的来说，脑电波神经反馈的训练技术是基于神经科学和行为科学的三个重要发现:1924年德国科学家汉斯·伯格首次记录脑电波，19世纪末俄罗斯诺贝尔奖获得者巴甫洛夫发现经典条件反射，1938年美国行为主义者斯金纳发现操作条件反射(两种“条件学习”)。熟悉自闭症干预的人都知道，斯金纳先生是应用行为分析ABA的创始人。
自闭症者的脑电波也有异常，主要表现为功能连接异常(局部区域的神经连接较多，跨区域的功能连接较少)和反映镜像神经元系统的mu波活动异常。Mu波与人的社会功能(如对动作意图的领悟、模仿能力、共情等)密切相关。).自2008年以来，来自美国、荷兰、中国等国家的多项临床试验(包括随机双盲对照组)发现，自闭症神经反馈训练可以改善自闭症症状，提高自闭症儿童的社会功能、情感识别和注意力。
脑神经反馈训练可以用来扩散行为背后的脑神经活动，从而帮助改善自闭症一些传统行为训练难以触及的核心短板问题，如社会动机、亲社会主义等。反馈训练背后的机制是强化学习和神经可塑性。童年是许多能力发展的关键和黄金时期，也是人一生中神经可塑性最强的时期。
神经反馈训练的过程是利用条件学习的原理，对脑电波的自我调节(较强或较弱)立即给予视觉和听觉的反馈/强化，形成学习效果，通过神经可塑性改善或加强神经联系，最终改善和增强行为和功能。
第三，高精度脑电设备已经真正可穿戴，可以在学校、家庭等场景使用。最后，通过更精确的深度学习算法和精确设置训练任务，智能神经反馈训练变得比传统神经反馈训练更有效。
最重要的是，神经反馈训练可以直接提高高级认知能力。斯坦福大学的研究人员2011年在《科学》杂志上发表了一项研究，证明了通过神经反馈训练结合听觉视觉，猴子可以学会独立改变前额叶皮层的脑电波，而这种改变直接影响注意力选择的能力，这为神经反馈训练在注意力缺陷多动障碍等注意力相关训练领域的应用提供了有力而直接的科学依据。
目前，还没有针对自闭症的社交和言语问题的靶向药物。对于焦虑、自残等继发性症状，只有部分中枢神经系统药物可用，但副作用比较大。因此，神经反馈训练等非药物疗法一直是医生和科学家努力的方向。现在，可穿戴脑波设备和深度学习人工智能算法的结合有望为自闭症干预带来一些突破。
我们先来了解一下脑电波。人脑中有数千亿个神经细胞。这些神经细胞传递信号，协调工作，几乎都是通过电信号。这些电信号是从头皮外部记录下来的，也就是脑电波。因为电的传播速度非常快，所以脑电波中包含了大脑活动的实时信号。科学家发现，人类和动物都可以调节自己脑电波的一些变化。
在接下来的半个世纪里，大量研究不断证明，人和动物都可以自我调节脑电波的变化，引起大脑结构和功能的变化。例如，核磁共振扫描发现，经过一周的β波神经反馈训练后，大脑中灰质的体积和白质的连通性增加了。2015年发表的一项研究通过神经反馈训练成功建立了不同脑区之间新的功能联系。2016年，有安慰剂对照组的前额叶β波神经反馈训练研究发现，这种训练带来的脑电波变化可以维持3年或更长时间。
第一，脑电波的速度达到毫秒级，是对大脑神经活动的实时直接记录。所以，合适的脑电波指标应该是认知能力变化最灵敏的测量。
神经可塑性的一个著名例子是“伦敦出租车司机的海马体”:随着伦敦出租车司机年龄的增长，他头部负责空间导航的海马体体积也变大，这表明成年人的脑神经仍然具有可塑性。儿童的神经可塑性更为严重:从出生到6岁，大脑的大小平均增加4倍，到6岁时，大脑容量已经达到成年的90%。但白质和灰质的一些重要结构和功能变化会持续到青春期。
什么是神经可塑性？当大脑工作时，许多神经细胞需要协同工作。经过反复练习，神经细胞之间会形成新的连接，或者提高原有连接的效率——这就是神经可塑性:练习塑造了大脑。
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