根据《中国青少年注意力调查报告》发布会上,与会专家明确指出,注意力长期不集中,不是暂时性问题,对青少年的发展有着举足轻重的作用。注意力不集中导致的最直接的影响就是学习效率低下,严重影响考试成绩。因此,如何使青少年注意力集中成为了研究者关注的焦点。

生物反馈训练是以硬件为基础,采集脑电信号,在软件系统平台上进行训练。目前,该类型的训练系统有很多,但是大部分没有考虑到训练者个体差异性,从而无法进行针对性的进行训练,即便是有个别考虑,也没有明确从哪些方面研究更为合理,这也是未来注意力训练的发展方向。西南科技大学在此方面进行了尝试,并取得了良好的效果。

如上图所示,脑电波图中 EEG 频率一般在 0.5~30 Hz 之间,人的大脑活动主要产生四  种脑电波,分别是 Alpha、 Beta、 Theta、 Gamma 波,在不同的意识活动状态下, 大脑会出现不同的脑电波变化现象。

西南科技大学的研究,基于正常学生,采用便携式的脑电采集设备,在正常环境下开展注意力干预的不同方法的对比研究,从而探索不同被试在进行相同训练的情况下是否在相同的结果,进而选择更合适的被试群体。在探索出合适的被试群体后,探索从注意力四个品质方面对注意力进行个性化训练,进而改善被试的专注能力,以更有效地提高学习效率。

在该研究设计的训练系统中,包括了两种训练方式:鲜花训练和音乐训练。其中,鲜花训练主要是通过捕获用户的注意力来控制鲜花的张开或闭合,注意力的值超过预设阈值越多,鲜花就会张开得越厉害,反之若注意力的值小于预设的阈值,鲜花不会有任何反应,在此项中,用户可以设定希望测试的时间和测试时使用的阈值。音乐控制主要是通过用户的注意力值来控制音乐声音的打开或关闭,当用户的注意力的值超过预设的阈值时,音乐的声音将会打开,否则,闭合,在这项中,用户可以选择将要播放的音乐(从系统预定的音乐中进行选择),还可以设置需要训练的时间长度及测试时希望使用的阈值。

为了验证该系统的效果,研究团队选取了10-12岁的学生,进行了对比实验。

首先,由父母填写 Conners 父母用量表(简化版),学生本人填写中国儿童注意力水平测评量表,综合选择注意力较低的学生进行实验。接下来对被试者的脑电初始值进行测定,并运用注意力测验量表,测量被试注意的分配、广度、稳定性和转移等方面品质,区分出注意力品质各个低下的学生。最后,进行三个阶段的训练,每个阶段针对不同注意力品质缺陷进行强化训练。训练结束后再次进行测评,并在三个月后进行追踪随访。

实验结束后一个月的追踪研究发现,实验组被试的注意力品质得到了进一步巩固和提升。父母填写的 Conners 父母用量表(简化版)显示,“稍有”情况占比从 22%上升至 82%,“相当多”从 62%下降至 10%,“很多”从 15%下降至 4%,“无”从 1%上升至 4%。学生填写的中国儿童注意力水平测评量表显示,35-45 分的学生占比从 10%上升至 35%,25-34 分的学生占比从 24%上升至 62%,15-24 分的学生占比从 66%下降至 3%。

实验研究表明,经过三个阶段的个性化注意力品质训练,学生的注意力品质得到了显著提高,且训练效果在不同阶段呈现递进趋势。随着训练的深入,被试者的注意力品质逐渐改善,说明训练方案具有一定的科学性和有效性。但在训练过程中,部分学生因自身原因(如不能按要求完成任务)或外部因素(如训练时间安排不合理导致缺席)影响了训练效果。

为了进一步优化个性化注意力品质训练方案,提高训练效果,下面几点是设计此类系统需要注意的:

训练内容的细化与分级 :根据不同年龄段学生的认知发展水平和注意力特点,对训练内容进行了更细致的分级。例如,对于低年级学生,增加了更多的游戏化、趣味性训练项目,如注意力集中小游戏、图形匹配训练等;对于高年级学生,引入了一些更具挑战性的任务,结合逻辑推理、快速的信息加工训练等。这种分级训练方式能够更好地适应不同学生的认知能力和兴趣需求,提高他们的参与度和训练效果。

训练时间的灵活调整 :考虑到学生的个体差异和学习负担,对训练时间进行了灵活调整。除了常规的训练外,还根据学生的实际情况安排了一些补充训练,如在学生完成作业后或周末进行额外的训练。同时,每次训练的时间也根据学生的注意力耐受程度进行了适当调整,避免因训练时间过长导致学生疲劳和注意力下降。

家庭辅助的重要性 :强调家庭支持在注意力训练中的重要性。通过向家长介绍注意力训练的意义、方法和注意事项,提高家长对子女注意力问题的关注度和重视程度;鼓励家长在家中与孩子一起进行注意力训练活动,营造良好的家庭学习氛围,及时表扬和鼓励孩子的注意力集中行为等。通过家庭支持,构建一个全方位的注意力训练支持系统,为学生提供更多的训练资源和帮助。

综上所述,基于脑电的注意力个性化训练具有重要的应用价值。随着技术的不断进步和研究的深入,相信这一领域将为提高人类注意力水平、促进个体发展做出更大的贡献。

参考资料张晓妍.基于脑电的注意力个性化训练研究[D].西南科技大学