正文
Test Your Awareness -- How many changes did u notice? (视频来源:优酷)
二、神经反馈提高注意力
说了一大堆骇人听闻的有关注意力局限性的问题,下面回到童鞋们最关心的问题:
有没有办法能够提高注意集中的能力并且打破注意局限性这道魔障?
目前比较广泛运用的方法之一是通过各种形式的认知训练(cognitive
training)来提高综合认知水平。例如认知训练被运用在治疗早期阿尔茨海默症(Alzheimer’s
disease)以延缓病程的发展。然而现有的科学证据貌似无法充分证实认知训练在治疗老年痴呆中的有效性。例如,Alex
Bahar-Fuchs等学者于2013年在Alzheimer’s
Research & Therapy期刊上发表综述文章对11篇已发表文章的结果进行了定量分析,却未能发现认知训练能够对早期阿尔茨海默症患者带来帮助(当然我们并非此领域的专家,欢迎
@周不润
等各位大神补充和指正)。总体来说目前学术界对认知训练的有效性还存在着争议。并且,对于一些认知训练的神经原理的研究还不完善,以致于人们对于为什么认知训练能或不能够提高认知水平还不清楚。
最近,来自美国普林斯顿大学研究者们(包括Megan
deBettencourt, Jonathan Cohen, Ray Lee, Kenneth Norman, 和Nicholas
Turk-Browne)证实了一种高大上的方法——
神经反馈(Neurofeedback)——能够有效的提升人们集中注意力的能力
(deBettencourt
et al., 2015)。
所谓神经反馈,一般是指在认知训练中实时采集并计算神经信号指标(如脑电波EEG,功能核磁共振成像fMRI),再以视觉或听觉的形势反馈给受训者,以期让受训者能够根据反馈的信息学习自我调节脑功能。
画外音:本座命题约稿的初衷是因为觉得Nicholas Turk-Browne关于神经反馈对注意力调节作用的报告特别赞。业内人士都知道,注意力这个课题被研究了好多年,从我本科毕业论文写综述的时候就觉得这个领域该做的都有人做了,过于饱和的问题就是貌似再难有新的突破点。所以听到Nick的讲座顿时觉得一个大写的没想到 (⊙ˍ⊙) ,难得在注意力领域看到如此有新意的研究也是很欣喜的 (◕‿◕)
如下图所示的在普林斯顿大学这项研究中,学者们让接受训练的被试(请注意,他们用的是在读本科生,而非老年人)区分一个场景是室内还是室外或者一张人脸是男还是女。听上去是个挺简单的任务,然而这个任务的挑战在于半透明的场景和人脸是重叠放置的,而受训者被告知需要选择性注意人脸而忽略场景,或者注意场景忽略脸,并且只对被注意的类别做出判断(室内vs.室外,或男vs.女)。为了实现神经反馈,学者们运用实时功能磁共振成像的方法(real-time
fMRI),用机器学习中logistic regression的方法实现线上分析(on-line
analysis),并自动判断在当前时刻受训者的注意力是否集中在与任务相关的图像类别上(人脸vs.场景)。
当神经反馈系统检测到受训者注意力涣散或者切换到与任务无关的类别上的时候,系统便会自动通过降低与任务相关的图片混合比例(比方说由50%的人脸降到30%的人脸)来增加任务的难度(对,是让训练任务变得更难!下图b)。于是乎受训者就可以从任务的难易程度来知晓他们的注意力集中程度了。当受训者注意力集中的时候,训练系统会自动
降低训练难度以奖励这种优良的表现
。反之当受训者注意力不集中时,系统将
增加任务难度来予以惩罚
。整套系统从训练任务开始,通过实时分析采集的神经信号(fMRI)来调制任务的难度,从而形成一套闭环的(closed-loop)反馈系统。
图片来源: Figure 1. deBettencourt et al. (2015)