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[数据分析] 脑电研究:冥想提高年轻人的持续注意 [复制链接]

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发表于 2019-9-23 20:03:56 |只看该作者 |倒序浏览
本帖最后由 罗叶双 于 2019-9-23 20:19 编辑

? ?? ? 来自加利福利亚大学的DavidA. Ziegler等人在Nature Human Behaviour杂志上发表了关于冥想与年轻人持续性注意关系的研究。该研究使用了一款冥想训练软件(MediTrain)来研究冥想对持续性注意以及工作记忆的影响。

文献导读

注意是各方面高级认知(如记忆、决策、目标管理和情绪调节)的一个基本组成部分,因此提高持续性注意是十分有益的。然而,提高年轻人的持续性注意是极其困难的。有研究表明,冥想练习可能会提高健康年轻人的注意能力。研究者利用MediTrain(一款冥想训练软件,参见补充图1)对健康年轻人进行冥想训练,研究其与注意的关系,同时记录他们的EEG来研究引起这一系列变化的神经机制。


该冥想训练方法是让受训者将注意集中在呼吸上(即听吸法)。开始冥想训练时,告知被试如何闭上眼睛将注意集中在呼吸上。在训练过程中,被试被指示要时刻监测自己的思想走神(注意缺失或分心),当意识到自己在走神时,要注意转移回呼吸上。MediTrain运用一种自动调节算法来调整下一个试验的难度(当被试注意集中时增加注意的持续时间,反之,减少时间)。这种方法允许以个性化的方式进行集中注意的冥想挑战,并定期反馈被试对使用呼吸法保持注意的能力,以及随着时间推移的改善。



MediTrain APP的截屏显示了主要的介绍页面、包含程序说明和每日冥想“技巧”库、跟踪训练日历,以及一个图形页面,该页面提供了定量的反馈,反映了每个被试能够在多长时间内不受干扰地专注于自己的呼吸。



方法

实验一:设计对照组来平衡安慰剂效应。

为了平衡APP使用过程中的安慰剂效应,研究者选择一些列预期可以被试提高认知能力(但不能提高注意)的APP,测试这一些列APP以及MediTrain对被试的影响。要求被试(n = 334)报告MediTrain或其他APP将在多大程度上改善他们的预期(认知)表现。实验最后选定3种APP,这些APP与MediTrain对被试的预期结果的影响没有显着差异,这表明它们可以作为一种合适的安慰剂控制条件。这3个APP分别是:外语学习、拉伸运动和逻辑游戏。


实验二:MediTrain的随机、安慰剂对照实验

被试:

被试被随机分为两组,一组是MediTrain组,另一组是安慰剂对照组(参见补充图2的consort表)。研究以双盲的方式进行,所有被试都得到了相同的指导,收集数据的实验室人员不知道小组任务。双盲法从招募时开始,所有被试都被告知他们参加一项旨在测试软件训练对提高各个领域认知能力的有效性的研究。随机分配59名健康年轻人(18-35岁),在家接受为期6周的冥想训练或安慰剂方案。随机分配的结果是冥想组32名,安慰剂对照组27名,由于各种原因(冥想组8名被试和对照组7名被试退出,排除2名被试由于MediTrain的软件使用不规范,2名对照组被试训练曲线为极端异常值,1名对照组和2名MediTrain组由于软件故障未完成训练的被试),最终被试量为MediTrain组20名被试和安慰剂对照组19名被试。



补充图2 被试的分组情况



训练计划

所有被试在家中使用iPad Mini 2完成训练。每个APP都包括独立的教学视频和练习模块。在整个训练期间,为被试提供指导提醒、日历和邮件支持网站的访问权限。将每台ipad设置成在每次训练结束时自动将数据无线传输到研究者的Neuroscape服务器的模式,这允许研究者实时监控被试对训练的遵从性和训练数据完整性。

冥想组:

要求所有被试在家完成冥想训练,训练时,在安静的地方,戴上耳机,闭上眼睛,专注于呼吸。当他们专注于呼吸时,要求他们同时监控自己注意的质量,并特别关注可能出现的任何分心的想法。当这些想法发生时,被试承认分心,并重新把注意转移回他们的呼吸上。根据测试的反馈结果将初始试验时间设为20s,在每个试验结束时,被试通过按键报告注意是否仍然集中在呼吸上、注意是否被分散,或者分散的思维是否转移(即走神)。如果被试在整个实验过程中成功的在不分心的情况下注意自己的呼吸,那么下一个试验时间增加10%,如果不成功,下一个试验时间减少20%,根据这个标准自动调节试验的持续时间。

每个被试新试验的记录起始点为上一次试验结束时,被试向研究者提供两种类型的反馈:

(1)实时反馈:被试是否成功地对目标进行检测或分类;

(2)间接性反馈:被试报告每次试验的开始和结束。最后,研究者记录每周的冥想时间绘制出曲线图。

MediTrain训练曲线和斜率

? ? 为了将被试在MediTrain APP中的表现提升与认知结果改善相关联,研究者计算了训练斜率。MediTrain组中每个被试的训练曲线如图1所示,在全程为6周的最后一次训练中绘制了被试每周的最后一次冥想时间。将改善斜率作为被试在MediTrain上如何提升的指标,即最后一次冥想时间减去第一天训练结束时的冥想时间除以30(总的训练次数)。然后,在主要结果测量,即警惕性任务(图2)中,对这些斜率和RTVar进行相关性分析。



图1MediTrain训练曲线图


灰色曲线为MediTrain训练组被试的训练时间与冥想时间曲线,绿色曲线为平均值


认知结果测量

一个主要认知结果测试(持续注意)两个次要的认知结果测试(分心过滤和工作记忆容量)一个探索性测试(工作记忆保真度)对实验结果进行分析

1)主要认知结果测试:被试的持续注意测试

使用警惕性任务来测试被试的注意变量TOVA(Test of Variables of Attention ),TOVA为持续注意的指标,在实验过程中记录被试EEG。被试需要持续注视屏幕中央的“+”,在“+”的上方或者下方会出现灰色的方块,且刺激经常出现在屏幕的顶部。为让被试进行持续注意,要求被试只对屏幕底部不常出现的方块(目标刺激)做出反应。目标与非目标的比率是1:4(1个目标对应4个非目标),因此需要被试长时间保持注意。每个被试完成2个block,每个block中包含125个trail,其中25个为目标刺激。

2)次要认知结果测试1:分心时的复杂视觉辨别测试

测试冥想是否会导致被试在注意任务中的表现更加一致,即在分心的情况下进行复杂的视觉辨别。在这个任务中,被试必须注意一组不同数量的物品(一个或三个红色矩形),同时或不同时存在两个视觉干扰物(两个蓝色或绿色矩形)。

条件1:注意一个红色矩形且没有干扰项(总共出现1个刺激);

条件2:注意一个红色矩形且有两个干扰项(3个item);

条件3:注意三个红色矩形且没有干扰项(3个item):;

条件4:注意三个红色矩形且有两个干扰项(5个item)。

每一种情况的trial中,有一半伴随提示,即提示被试应该注意屏幕的左边或右侧。每一个trial开始呈现750 ms的注视点,然后是200ms的线索,然后是300ms的空屏。接下来,呈现四种条件中的一种条件的刺激,刺激的呈现时间为200ms,随后是一个900ms的空白,然后呈现一个探测刺激,探测刺激为红色矩形,50%的探测刺激中红色矩形的方向与原刺激相同,50%相反。被试按键判断探测刺激与原刺激中红色矩形的方向是否相同,被试按键后屏幕才会消失。每个被试完成8个block,每个block中有80个trial。要求被试在保证正确率的情况下尽可能快的做出反应。


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