[发明专利]一种基于呼吸和力触觉协同控制的注意力训练方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于呼吸和力触觉协同控制的注意力训练方法及系统，将冥想时关注本体呼吸的特点与力触觉通道关注肌肉力控制的特性相结合，通过呼吸信号和力触觉信号的同步性误差实现训练过程中注意力状态的可视化检测，该训练方法包括四种子任务，四个子任务的训练难度依次递增，可以单独训练，也可以渐进式的训练，还包括用于实现注意力训练方法的注意力训练系统；通过这种连续的呼吸与力触觉协同控制任务来完成注意力训练，并通过呼吸信号和肌肉力输出信号的同步性误差来反映训练中注意力集中的状态，当计算所得的同步性误差超出给定阈值时，系统将发出表征低注意力水平的告警。同时，渐进式阶段性子任务的设计有利于维持用户对训练的积极性与注意力投入，从而提高目标人群的注意力调节能力。

技术领域

本发明涉及一种注意力训练方法及系统，特别涉及一种基于呼吸和力触觉协同控制的注意力训练方法及系统。

背景技术

训练和提高注意力在很多领域有迫切的需求。例如，对于注意缺陷障碍(ADD-Attention Deficit Disorder)人群，其主要症状是不能决定集中注意力的时间和场合，不自觉地走神，严重影响正常生活、学习和工作，甚至有约65％的ADD患儿症状会持续到成年，且物质依赖、反社会人格障碍和违法犯罪的风险比一般人群更高。此外，对于高压力紧张环境下工作的特种职业人员，如飞行员，赛车手，机场塔台空中交通管制员等，需要长期高度集中注意力以快速处理大量信息和正确决策，瞬间的注意力涣散可能导致灾难性的后果。对从事脑力劳动的职业人群而言，注意力集中能力会影响学习效果、科研工作的质量，以及对日常生活的幸福感体验。

现行的注意力训练系统多以视听觉游戏形式为主，例如Luminosity游戏，以及实用新型专利CN205127306U和CN203838907U中面向儿童的注意力训练游戏等。通过调研发现，视听觉游戏形式的注意力训练系统虽然可以较有效地提高人的注意力控制能力，但泛化能力不甚理想，即通过视听觉游戏训练获得的注意力提高无法迁移到其他各类认知活动中去。现行的另外一种提高人注意力的训练形式是冥想(Meditation)，在各类冥想方法中，主流的一种是Focused Attention Meditation，其主要原理是让练习者将全部注意力集中在对自己本体的体验上，例如，要求练习者关注自己的呼吸，以每个呼吸周期为单位进行默数计数，从1默数到10后，再从1开始重新计数；如果练习者在该过程中自我意识到走神，需要将注意力重新集中到呼吸上，再从1开始重新计数。通过数月到数年的持续训练，练习者的注意力控制能力可以得到提高。冥想注意力训练的优点是具有较好的泛化能力和普适性。但是，通过对现行的冥想训练形式的调研发现，现有基于呼吸关注的冥想训练方法存在两个方面的局限。一方面，冥想是一种涉及人的内在注意力的训练形式，练习者在冥想训练过程中的内在注意力状态难以通过客观指标进行外部观测和实时评价，因此即使练习者在冥想练习过程中走神，教练也难以及时发现并给予适当提醒，从而造成冥想练习者在每天的训练中很多时间处于走神状态，处于集中注意状态的时间窗口远小于每天训练时长。另一方面，单独的呼吸关注任务较为单调，练习者在训练中容易出现频繁地走神或入睡等现象，对于冥想练习者如何能够高强度高密度调动其注意力资源，避免其出现走神，是现有呼吸关注难以解决的问题。由于上述两方面局限，练习者一般需要长达几个月甚至几年才能掌握注意力控制的能力，进入高效冥想训练的状态。由于训练周期太长，加之训练初期效果不好，大量冥想初学者缺乏足够的耐心去学习和掌握练习的基本要求和技巧，中途放弃训练，导致冥想从提出至今一千多年来难以实际推广。

基于大脑的感知、运动皮层与躯体的映射关系可知，力触觉通道是人类与外界交流的基本且独特的感觉通道，人既能通过力触觉通道接收刺激信息，也能通过力触觉通道主动地输出反应控制动作。另外，与力触觉通道的私密性和直接接触生理特性相比，视觉通道和听觉通道在注意力训练过程中更易受到外界环境中无关信息的干扰，造成不自主的走神现象。在现行的注意力训练方法中，人天然具有的力触觉能力，包括本体力触觉信号感受能力和运动/力控制能力，并没有得到有效的利用。

发明内容