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在现代社会中,随着生活节奏的加快、工作压力的增加,白天工作的思绪在晚上“剪不断,理还乱”,这成为从觉醒到睡眠这一过渡期间的失控认知活动(uncontrollable cognitive activity or unwanted thoughts)。它使得多达30-40%的成人处于失眠状态,严重者面临继发精神性疾病的高度危险。
因此,抑制失控的认知活动,成为解除失眠的关键。服用镇静剂和催眠剂的目的就在于此。但是,药物的效应是双向的,此外,经常服用不利于健康。
在近年的研究中,有许多迹象显示,通过基于认知科学的控制,可能使失控的认知活动中断。因此,以认知科学为基础,抑制失控认知活动、解除失眠的构想,受到科学界的高度关注。
当前,这类研究皆立足于同一理论,其基本思想是:通过内━内相互作用,即:被试者自主运行的认知活动与失控的认知活动的相互作用,转移失控认知活动占据的脑注意资源,中断失控的认知活动。
然而,实验得到的结果却始终对峙:①对于同样的认知操作,不同的人、不同夜晚,结果往往不能重复;②自主运行的认知操作,在抑制失控认知活动的同时,也往往引发觉醒。
上述对峙的实验结果表明,内━内相互作用所引起的效应是双向的,即;自主运行的认知操作,在抑制失控认知活动的同时,又可能地成为新的失控认知活动,并且,效应的取向很难控制。
这种现状,使内━内相互作用理论,丧失了预想的科学意义和应用价值;更使“抑制失控认知活动、解除失眠的认知科学构想”的实现,陷入渺茫的境地。
为了解决困境,本文提出了一种以内━外相互作用为基础的新的控制失控认知活动的方法——“闭环脑态监控”方法,并利用该方法对被试者的睡眠潜伏期阶段进行研究。主要研究内容和成果如下:
1)提出了脑-机协同控制失眠的新构思、新假说。与传统的控制假说相比,本研究把抑制失控认知活动的方式,由内━内相互作用变成了内━外相互作用;把抑制失控认知活动的认知操作,由主动变成被动,由持续变成间歇;把对注意资源或认知空间的处理,由转移它用变成了留置待用;把脑唤醒的防止,由自我实时把握变成了脑-机自适应的控制。
2)通过机-脑接口获取过渡过程脑认知-反应信息,界定了过渡过程中的脑状态,确定了反映失控认知活动的脑态,发现了失眠患者睡眠过渡过程脑态变化特点。
3)根据发现的睡眠特点,通过可控的隐性变量对脑态进行控制。隐性变量为:①转移注意变量──目标集的目标数目,它的作用是,有效转移涨落认知活动占用的脑注意资源,暂停涨落的认知活动;②生物钟作用时效变量──非目标集的非目标数目,它的作用是,为生物钟独立连续作用提供足够长的时间,引发脑状态由上向下跃迁;③时距变量──相邻两次声刺激之间的时间间隔,它的作用是,对测量的实时性与脑状态的自然性进行平衡;④刺激音量。由此,确立了隐性变量与睡眠过渡过程中脑态的控制关系,建立监控函数关系式。
4)在上述工作的基础上,本研究建立了一种监测控制睡眠潜伏期整个过程的方法—“闭环脑态监控”方法。这种监控思想即是利用闭环控制理论,整个监控系统由两部分组成:一是认知反应控制系统,它是大脑内部的控制系统;另一部分是监微机监测控制系统,这是大脑外部的干预控制系统。
5)利用“闭环脑态监控”新方法,对失眠患者进行实验,结果显示:失眠患者的入睡潜伏期显著缩短,这说明该方法能有效地抑制、中断睡眠前失控认知活动;每个失眠者连续4次实验的入睡潜伏期都显著缩短,说明该方法具有很好的重复性;所有入选的失眠患者的入睡潜伏期都显著缩短,说明该方法具有良好的通用性。
6)本研究开始了认知科学、现代信息科学、高新技术相结合,干预、控制失控认知活动的研究方向。