生理基础

大脑神经元活动需要血液的新陈代谢为其提供所需的氧，而氧的消耗又刺激大脑局部血管的舒张,促使毛细血管血流量增加 ,导致局部脑血流增加, 氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白浓度发生相应的改变，这些血红蛋白浓度的变化反映了大脑活动时的血氧水平的变化。

技术原理

在近红外光谱的波长范围(650nm到950nm)对生物体内的通透性相对较高，因此，被称为“生物体之窗”。在该波段范围内，生物体内的水、脂肪、血红蛋白等近红外吸收系数都比较小，光子可以从人体头部表面出发穿越头骨到达大脑皮层。根据光子传输理论，光子在高散射的组织中传输时沿着锯齿形曲线前行，光学统计近似“香蕉型”路径。由于出射光中携带着与吸收的散射相关的组织生化信息，通过对光学参数的检测，依据修正Beer-Lambert定律可以得出光的衰减量，可以推知脑功能的改变。

游戏

两名小朋友做憋气实验，他们大脑前额的血氧水平会改变，当超过预先设定的阈值时，它们所对应的小鸟就会飞起来。通过此游戏，可以评估大脑前额的血氧水平，也可以进行相关的大脑训练。

北京师范大学脑调控与认知增强研究中心主要致力于脑调控技术，提高儿童 的认知能力。研究中心，历经多年的研究，根据幼儿脑发育特点，研发出一套认知能力增强系统，主要通提高注意力的控制、持续和放松等脑状态，影射到物理或虚拟系统，直观表现 儿童注意力的变化，帮助其形成一种自我反馈调节机制，自主地调整脑活动，无损伤地改变皮层神经回路，有效提升儿童的认知能力。

系统简介

人的注意力是一个不断变化的指标。对于孩子来说，能够快速主动的集中注 意力，对于之后的高效率学习具有重要的意义。 本系统通过连接在脑电波放大器（简称“放大器”）上的脑电波采集带（简 称“头带”）采集脑电波，采集得到的数据经脑电处理算法提取当前的注意力指 标，并以游戏的形式将指标反馈给训练者。在游戏中通过情节设置引导训练者提 升或放松注意力，达到改善儿童注意力的目的。训练形式有多种多样，有竞争训 练、协作训练、独立训练等，可以满足多种应用场景。 但是需要注意的是，人的注意力并不能始终处于集中状态，长期处于集中状 态，会让大脑快速的产生疲劳感，不能自主从集中状态恢复至放松状态，这对于 孩子来说也是不正常的表现。所以，本系统所要达到的目的是： 使孩子能够自主控制注意力的集中与放松，并能够达到一个较高的注意力水平。

系统将提供如下信息：
1、注意力变化：孩子在完成学习或训练任务时所体现出的注意力变化。 幼儿园班主任可以根据某一天孩子训练时的注意力变化改变对孩子的干预 方法，提升孩子的注意力控制能力。还可以根据长时间训练之后，孩子的注意力 变化曲线，改变对孩子的教育方法，做到因材施教。 脑调控与认知增强系统
2、注意力水平：孩子已达到的注意力水平。 每一个孩子的注意力水平并不一致，这不仅取决于孩子是否高度集中了注意 力，还取决于孩子的大脑发展。在经过一个学期的训练之后，若孩子的注意力水 平仍明显低于同龄孩子，则需要对孩子的大脑发展进行更详细和更专业的检测。 （注：需要长期训练，短时期训练结果并不准确。由于个体差异，相同注意度下 孩子所体现出的注意力水平会有小范围的不同。）
3、群体训练：孩子在群体注意力训练时的变化。 孩子在群体活动中会更容易的集中注意力和接受新事物，幼儿园班主任可以 使用本系统为孩子开展群体训练，根据群体训练过程中，所有孩子的注意力变化 指标，调整课程内容，提升孩子的训练效果。

系统简介

1. 脑电波采集带

2. 脑电波放大器

3. 一次性医用电极片

4. 无线充电器

5. 终端展示设备：
智能电视（Android 系统）

三、系统特点：

（1）主动电极技术，大幅提升信号质量，精确获取幼儿注意力信息；
（2）基于最新儿童教育的研究，针对儿童脑发育状况设计；
（3）可进行个体或群体训练，竞争学习，提高兴趣；
（4）基于云平台的数据整合与分析；
（5）采用食品级硅胶，更安全；
（6）使用一次性电极，更卫生；
（7）无线信号远离头部，更放心；

四、幼儿园训练场景展示：

五、训练课程示例：

1. 《智慧植物》

将小朋友的注意力值通过图形化和动漫化的方式表现在屏幕上，让数据结果 更加直观形象，通过趣味化的游戏方式培养小朋友的注意力。
选择训练时长后，倒计时 3 秒钟，开始训练。每朵小花下方显示对应放大器 的序号和实时注意力值。达到 90 以上开花，数值越大，花开得越大；并且在一 段时间内，注意力值最先达到 95 的，小鸟会带着对应放大器序号的牌子飞出来。
训练结束后显示所有人的注意力变化曲线图。单次训练结束后可以选择“再 来一次”或者“退出”。

2. 《思考的猴子》

训练者通过注意力的集中或分散，来控制猴子打坐的意志力，注意力越集中， 猴子的意志力也就越坚定。
猴子通过懒散、东倒西歪、东张西望、开小差、冥想等状态来表现猴子的各 个阶段的意志力，也等同于表达出训练者当时的注意力集中程度。
训练结束后显示所有人的注意力变化曲线图。

3. 《夜空中的小星星》

适合多人训练（≤10），每个人会以不同颜色的星星表示。通过检测注意力， 配合语音提示，让星星组合成不同图案（依次为圆形、方形、三角形、小狗、马、 大象）。
开始倒数 3 秒后进入训练环节，首先出现圆形的画面。5 秒钟后语音提示“星 星组成了圆形，它们还能组成什么形状呢”引导训练者想象。5 秒钟后提示“动 动小脑筋，正方形是什么样的呢 ”并以此类推提示后面的图形变换。
画面下方每颗星星下面显示实时注意力值。星星顺时针旋转（公转）的速度 取决于训练者注意力值的总和，每颗星星自己旋转（自转）的速度取决于对应训 练者的注意力值，值越高速度越快。左上角进度条速度取决于训练者的注意力平 均值，平均值越高，速度越快，也就能更快组合成下一个图案，每个图案的持续 时间为 15-30 秒。
训练结束后显示所有人的注意力变化曲线图。

六、训练报告：（网页版-建设中）

认知能力是指人脑感知、储存和处理信息的能力，包括知觉、记忆、注意、思维和想象等能力，即人们对事物的构成、性能与他物的关系，以及事物发展动力、发展方向以及其基本规律的把握能力。
认知能力是人完成任务最重要的心理条件，因此认知能力的测评非常有意义，可以用于儿童身心发展过程的监测，脑功能损伤病人恢复过程的监测，以及用人单位对于招聘工作人员的相关测评等等。
基于Android系统的基本认知能力测评系统，包括数字广度、图像空间记忆、注意力测试、词汇短时记忆、图像短时记忆、复杂注意力和偶然记忆测试六个项目。数字广度测试主要是测试被试对数字的工作记忆能力，包括顺序数字广度测试和逆序数字广度测试；注意力测试是通过测试被试处理信息的速度，估测注意力；图像空间记忆测试：被试快速记忆物体的位置，20秒后，被试需根据图片上方事物名称，找出对应物体原位置；复杂注意力测试：被试以最快的速度找出屏幕中央红色框中的图像，测试被试者积极浏览周围图像，并快速且有效地找到相关图像信息的能力。偶然记忆测试：在没有提前告知被试的前提下，测试被试回忆出刚才所看到的图像。词汇短时记忆测试：测试被试对于相关词对学习能力。图像短时记忆测试：测试被试对于图形材料的工作记忆能力。