基于实时神经反馈技术的海马体自我调节分析方法技术

本发明专利技术提供一种基于实时神经反馈技术的海马体自我调节分析方法。该方法包括：步骤1、情绪诱发：将从IAPS图片库中选取的正性图片呈现给被试者，激活被试者的海马体呈现相应的情绪状态，所述情绪诱发过程持续12s；步骤2、反馈调节：将被试者的海马体的反馈信息呈现给被试者，以供被试者采用积极自传体记忆回忆策略或认知重评策略，调节所述反馈信息，所述反馈调节过程持续40s，其中呈现给被试者的反馈信息每2s更新一次；步骤3、恢复基线水平：在屏幕上呈现十字，并从100以5的间隔倒数，使被试者持续观看所述十字至倒数结束，以供被试者恢复海马体基线水平；步骤4、重复执行5次所述步骤1至步骤3。本发明专利技术对临床治疗认知障碍症具有参考意义。

Hippocampal Self-regulation Analysis Method Based on Real-time Neural Feedback Technology

The present invention provides a hippocampal self-regulation analysis method based on real-time neural feedback technology. The method includes: Step 1: Emotional induction: the positive pictures selected from the IAPS picture library are presented to the subjects, and the hippocampus of the subjects is activated to present the corresponding emotional state. The emotional induction process lasts for 12 seconds; Step 2: Feedback regulation: the feedback information of the hippocampus of the subjects is presented to the subjects, so that the subjects can adopt the active autobiographical memory recall strategy or cognition. Re-evaluation strategy regulates the feedback information, which lasts for 40 seconds, and the feedback information presented to the subjects is updated every 2 seconds. Step 3, restore the baseline level: present the cross on the screen and count down from 100 to 5 intervals so that the subjects can watch the cross continuously until the end of the reciprocal, so that the subjects can restore the baseline level of the hippocampus. Steps 1 to 3 described below. The invention has reference significance for clinical treatment of cognitive impairment.

【技术实现步骤摘要】
基于实时神经反馈技术的海马体自我调节分析方法
本专利技术涉及脑网络检测
，尤其涉及一种基于实时神经反馈技术的海马体自我调节分析方法。
技术介绍
随着信息技术的发展当今社会的生活节奏越来越快，为人们带来了巨大的生活压力，很多人容易出现焦虑、暴躁、抑郁等情绪。这些负面的情绪会严重影响我们的生活，严重的可能会造成精神疾病，比如抑郁症、社交焦虑障碍等。其中在2011年世界卫生组织统计的结果显示，抑郁症的发病率相比而言比较高，全球发病率约为11%，是全球中影响最大的精神疾病。因此如何更好的调节情绪是人们值得思考的一个问题，并且增强人们的情绪调节能力至关重要。目前的一些神经反馈技术如非侵入式的有脑电（EEG）、脑磁（MEG）和fMRI等，相比于上述这些神经反馈技术，基于rt-fMRI(real-timefunctionalmagneticresoncanceimaging)的神经反馈技术具有更高的空间分辨率和定位精度，覆盖全脑扫描，还可用于追踪多个脑区的活动变化了解脑区之间的功能连接以及整个大脑网络的情况。基于rt-fMRI的神经反馈技术在大脑的自主神经调节上体现出独特优势，已成为一种新型的认知行为疗法，对于认知功能改善具有重要的研究和应用价值，相比传统药物治疗具有安全、有效、低廉，无副作用的优势。然而，目前国内面向认知功能改善的实时功能磁共振成像神经反馈技术系统的研究才刚刚起步，基础薄弱。探讨情绪和记忆相互作用脑机制的研究主要集中在位于内侧颞叶的2个记忆系统：杏仁核和海马。杏仁核是情绪记忆最重要的脑结构，被认为是整个情绪记忆神经网络的核心。海马对情境记忆（episodicmemory）是必不可少的，海马体位于大脑皮层下方，是组成大脑边缘系统的一个重要部分，因其形状酷似海马而得名。最初杏仁核和海马被认为是归属于两个独立的记忆系统，然而在情绪状态下，两个系统进行着交互作用。情绪唤醒诱发了应激激素的释放，应激激素激活了杏仁核的肾上腺素受体，这些受体的活动操控了激素对海马巩固效应的影响。Nature报告了一个著名的神经递质调控研究，发现对正常人注射β－肾上腺受体阻断剂，会削弱情境记忆中情绪信息的编码和保持，这种结果就和直接损伤杏仁核是一样的。可见，杏仁核能够调节海马依存性记忆的保存，而当情绪刺激发生时海马又能对事件的情绪色彩形成心境表征进而影响杏仁核的反应。尽管海马和杏仁核是两个独立的记忆系统，但是当情绪遭遇记忆时，他们便协同工作。在2014年《细胞》杂志发表的研究中，科学家发现人类纹状体在成年后也会继续分化产生新的神经元。而抑郁和焦虑都会影响海马体神经元的数量和再生能力。严重抑郁症的病人大脑海马体神经元会有20%的凋亡。因为海马体是大脑负责记忆的关键区域，所以抑郁症病人认知能力会变差，这里的认知能力包括记忆力、注意力、判断力等等。并且很大一部分人抑郁症状缓解后认知能力仍然得不到恢复。香港大学研究团队2017年发现，海马体中的低频活动，能够驱动大脑皮层中不同脑区之间的功能性联合，提升大脑功能，有志于增强学习和记忆能力。研究结果表明对海马体进行神经调节，有着临床治疗认知障碍症的潜在价值；并预示了静息态脑功能核磁共振成像和神经调节技术，极具潜力应用于早期诊断一些大脑疾病,包括认知障碍症、痴呆症、癫痫、精神分裂症、短暂性整体遗忘症和创伤后压力症等，以及提供突破性的治疗方案。而2017年香港大学吴学奎教授团队通过低频活动刺激海马体，发现了海马体的新功能，能够驱动大脑皮层脑区之间功能性联合，从而加强大脑学习记忆能力。研究结果亦意味着对海马体进行神经调节，有着临床治疗认知障碍症的潜在价值；并预示了静息态脑功能核磁共振成像和神经调节技术，极具潜力应用于早期诊断一些大脑疾病,包括认知障碍症、痴呆症、癫痫、精神分裂症、短暂性整体遗忘症和创伤后压力症等，以及提供突破性的治疗方案，为调节情绪提供了一种新的途径。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于实时神经反馈技术的海马体自我调节分析方法，设计图片诱发情绪实验范式，分析海马体自我调节机理，对临床治疗认知障碍症具有参考意义。本专利技术提供的基于实时神经反馈技术的海马体自我调节分析方法，包括以下步骤：步骤1、情绪诱发：将从IAPS图片库中选取的正性图片呈现给被试者，激活被试者的海马体呈现相应的情绪状态，所述情绪诱发过程持续12s；步骤2、反馈调节：将被试者的海马体的反馈信息呈现给被试者，以供被试者采用积极自传体记忆回忆策略或认知重评策略，调节所述反馈信息，所述反馈调节过程持续40s，其中呈现给被试者的反馈信息每2s更新一次；步骤3、恢复基线水平：在屏幕上呈现十字，并从100以5的间隔倒数，使被试者持续观看所述十字至倒数结束，以供被试者恢复海马体基线水平；步骤4、重复执行5次所述步骤1至步骤3。进一步地，所述反馈信息的计算方法为：步骤2.1、在被试者观察正性图片时，采集被试者的全脑fMRI数据，基于所述全脑fMRI数据，确定海马体激活峰值；步骤2.2、以所述峰值为中心，以7mm为半径，确定一球形脑区，将当前时刻的所述球形脑区所有体素的信号均值通过反馈公式进行计算，得到被试者的海马体的反馈信息。进一步地，通过3T磁共振扫描仪采集被试者的全脑fMRI数据，采集时的头部线圈为标准8通道。进一步地，在所述步骤1之前和所述步骤3之后还包括：被试者填写行为学量表，所述行为学量表包括：情绪调节问卷、正负性情绪量表、汉密尔顿抑郁量表和抑郁自评量表。进一步地，在被试者填写行为学量表的同时，采集被试者6min20s的静息态fMRI数据。进一步地，比对步骤1之前填写的行为学量表和步骤3之后填写的行为学量表，根据两个行为学量表的评分变化评估神经反馈训练效果，所述神经反馈训练包括步骤1至步骤3。进一步地，比对步骤1之前采集的静息态fMRI数据和步骤3之后采集的静息态fMRI数据，分析两次采集的静息态fMRI数据的局部一致性变化。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的基于实时神经反馈技术的海马体自我调节分析方法，一方面，海马体是情绪脑网络中的关键脑区，在大脑执行社会认知以及情绪加工相关任务时有着非常重要的作用，利用实时功能磁共振系统对海马体脑区功能磁共振数据采集并实时分析，另一方面，将实时分析后的海马体激活信息反馈给受试者，受试者通过接收海马体脑区激活信息，利用认知重评与积极自传体积回忆等策略，对海马体进行神经反馈调节，以达到改变情绪调节能力的目的。实验结果表明，本专利技术通过利用实时功能磁共振神经反馈技术能够达到对海马体自我调节。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于实时神经反馈技术的海马体自我调节分析方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的海马体感兴趣区定位示意图；图3为本专利技术实施例提供的神经反馈示意图；图4为本专利技术又一实施例提供的基于实时神经反馈技术的海马体自我调节分析方法的流程示意图；图5为本专利技术实施例提供的实验范式示意图；图6为本专利技术实施例提供的实验数据采集参数示意图；图7为本专利技术实施例提供的神经反馈任务态调节结果图；图8为本专利技术实施例提供的训练前后静息态ReHo值差异图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于实时神经反馈技术的海马体自我调节分析方法，其特征在于，包括：步骤1、情绪诱发：将从IAPS图片库中选取的正性图片呈现给被试者，激活被试者的海马体呈现相应的情绪状态，所述情绪诱发过程持续12s；步骤2、反馈调节：将被试者的海马体的反馈信息呈现给被试者，以供被试者采用积极自传体记忆回忆策略或认知重评策略，调节所述反馈信息，所述反馈调节过程持续40s，其中呈现给被试者的反馈信息每2s更新一次；步骤3、恢复基线水平：在屏幕上呈现十字，并从100以5的间隔倒数，使被试者持续观看所述十字至倒数结束，以供被试者恢复海马体基线水平；步骤4、重复执行5次所述步骤1至步骤3。

【技术特征摘要】
1.基于实时神经反馈技术的海马体自我调节分析方法，其特征在于，包括：步骤1、情绪诱发：将从IAPS图片库中选取的正性图片呈现给被试者，激活被试者的海马体呈现相应的情绪状态，所述情绪诱发过程持续12s；步骤2、反馈调节：将被试者的海马体的反馈信息呈现给被试者，以供被试者采用积极自传体记忆回忆策略或认知重评策略，调节所述反馈信息，所述反馈调节过程持续40s，其中呈现给被试者的反馈信息每2s更新一次；步骤3、恢复基线水平：在屏幕上呈现十字，并从100以5的间隔倒数，使被试者持续观看所述十字至倒数结束，以供被试者恢复海马体基线水平；步骤4、重复执行5次所述步骤1至步骤3。2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述反馈信息的计算方法为：步骤2.1、在被试者观察正性图片时，采集被试者的全脑fMRI数据，基于所述全脑fMRI数据，确定海马体激活峰值；步骤2.2、以所述峰值为中心，以7mm为半径，确定一球形脑区，将当前时刻的所述球形脑区所有体素的信号均值通过反...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫镔，朱雅硕，童莉，张驰，高辉，王林元，崔以博，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南,41