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所谓的高科技“脑波反馈训练”,真能提升孩子的注意力吗?

神经现实 2019-09-05

“脑波反馈训练”大行其道,是否有真正严谨的临床证据表明这种训练有效?

曹 安 洁

· 本文首发果壳 ·


远远(化名)今年八岁,在北京市海淀区某重点小学上二年级。在升学竞争如此激烈的北京,远远的父母自然是不愿意让孩子输在起跑线上。所以远远刚上小学不久,就得上各种各样的课外班,课余时间也被塞得满满当当。

 

前不久,远远的日程表上又多了一项任务,去一家注意力训练中心,参与所谓的“脑波反馈训练”:头上绷上软头带,软头带上连着几根导线,然后坐在电脑屏幕前玩小游戏。


根据该中心官网的介绍,脑波反馈训练“是通过脑电反馈仪捕捉大脑皮层各区的脑波活动节律,基于视听觉方式反馈给儿童”,它是“现代意义上注意力训练的核心科技”。这家中心自成立至今,已经在全国各地多达三十个校区,服务上万名学员。



如果你在百度上搜索“注意力训练”、“提升注意力”、“儿童注意力”这样的关键词,瞬间就会得到上百条相关信息。淘宝上甚至有商家以五位数的价格兜售“家用脑波反馈仪器”。这些商家都在自己的网站上大肆宣传采用“脑波反馈训练”、“神经反馈技术”。如果在网站上稍加浏览,就会被各种各样的唬人名词冲花了眼——“阿尔法波”、“脑区激活”、“脑机接口”等字样,对于绝大多数没有专业背景的家长来说,这些晦涩的名词几乎就是“科学有效”的同义词


某“大脑脑电反馈仪”器械厂商在天猫商城上销售的仪器,售价高达五位数。

图片来自天猫商城


可是,如果稍微仔细留心观察一下,就会发现在天花乱坠的晦涩名词、酷炫大脑图片之外,这些培训机构的网站没有给出任何一篇参考文献——对于脑波反馈技术本身的描述更是模糊不清。所谓的测量脑电波,究竟在测量哪个部位?所谓的“精密设备分析优势波段”,又究竟用的是什么算法?除了网站上的“学员情况统计”以外,是否有真正严谨的临床证据表明这种训练有效?


对于这些问题,这些网站一概没有回答。


只是安慰剂效应?


“脑波反馈训练”又称脑电波神经反馈(EEG neurofeedback),是通过使用电生理指标来反映大脑活动,并对大脑活动进行可视化、反馈给被试者的一种临床干预手段。这项技术听起来科学,但其实它自上世纪中后期诞生以来,在学术界和临床医学中就一直争议不断。


2017年,麦吉尔大学的心理学家罗伯特·T·蒂博(Robert T. Thibault)和埃米尔·拉兹(Amir Raz),合作撰写了一篇有关神经反馈的综述。文章概括分析了近几十年来层出不穷的脑电波神经反馈的论文,最后得出结论:这种干预方式的所谓疗效,在很大程度上都能用安慰剂效应来解释


安慰剂效应的神奇力量

在过去的几年里,医生们发现了一个令人困惑的趋势:越来越少的止痛药能通过安慰剂双盲对照测试,它们都在这个测试药物效果的黄金标准面前败北。


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儿童注意缺陷多动障碍(ADHD) 是脑电波神经反馈干预治疗的一大“热门”。有不少研究证据表明,注意缺陷多动障碍者的静息脑电波与健康对照组有明显的区别。而脑电波神经反馈的支持者就认为,通过监控脑电波、训练患者控制与ADHD相关的不同脑电波的微伏数值,就可以达到干预效果。那么,这种效果真的来自于有意识地调节自己的脑电波吗?


为了探究这种现象背后的原因,俄亥俄州立大学精神病学与行为健康中心的尤金·阿诺德( Eugene Arnold)教授开展了一项临床试验,并专门调查了一款“NASA技术支持”的商用脑电波治疗仪。他采取了双盲随机分组的方法,将小患者们随机分配到安慰剂组和治疗组里,研究人员和参加实验的家庭都不知道自己的所属组别。被分配到安慰剂组的小患者们和治疗组一样,以每周两次或者每周三次的频率,进行一次脑电波神经反馈训练。唯一的区别就在于,安慰剂组里的小患者们受到的反馈根本不是脑电波实时反馈,而是和他们自己的表现完全无关的随机波形。



经过四十次的治疗后,研究人员发现,两个组的孩子们的表现竟然都获得了显著的提升——治疗的主要效果是依靠父母和老师对孩子的评估。而且更有趣的是,安慰剂组的孩子竟然被毫不知情的家长和老师们评估为进步更大。也就说,对于一些孩子来说,安慰剂效应起到的作用竟然比“NASA核心科技治疗”起到的作用更大。


当然,如果这只是在成百上千个双盲对照试验中唯一得出这样结论的研究组,这一定是值得怀疑的。但是,英国的一支科研团队在2016年完成一项元分析,整合了十三项双盲对照临床研究、囊括了520名注意缺陷多动障碍小患者。该团队也得出相似的结论:目前为止,临床医学界并没有足够的证据表明,脑电波反馈训练技术能够起到治疗注意缺陷多动障碍的作用 。 


更值得一提的是,权威医学杂志《柳叶刀》也刊发了一篇来自德国图宾根大学的临床研究。在这项研究中,实验人员共招募了118名被诊断为注意缺陷多动障碍的成人患者,将他们随机分配到脑电波反馈治疗组、集体心理治疗以及“假”脑电波反馈治疗组。研究人员发现,治疗结束之后,三个组的患者都报告称自己的症状得到了缓解。也就是说,没有证据表明脑电波反馈治疗组的疗效要优于传统的集体心理治疗和安慰剂组


为什么你不该买安慰剂


也许有人觉得,哪怕脑电波神经反馈效应是安慰剂效应,那也能起到治疗的作用——所谓黑猫白猫,能抓到耗子不就是好猫吗?如果家长愿意砸钱在孩子身上,只要效果有了,那目的不就达到了吗


首先,我们暂且不提这种疗法的耗时耗力会压减孩子本身就不多的课余时间,带来不必要的压力——要知道,前文提到的治疗干预都是在真正被确诊为注意缺陷多动障碍的患者身上进行的,而像远远这样只是因为“上课老走神”、“不专心听讲”,就被送去进行“注意力训练”的孩子,才是在目前的培训机构里占大多数的存在。


其次,单就论培训机构夸大疗效,不充分提供现在学界的争论与证据的冲突供家长参考,就已经构成了一种欺骗这样的欺骗行为是建立在我们假设这些培训机构具有基本的科学素养的基础上的。


还有一种可能性是,这些“专业”的培训机构人员根本就没有查证文献的能力,对于自己正在进行的“训练”没有任何科学、专业的了解。这样一来,虽然并没有在“是否是安慰剂”上欺瞒家长,但这样不符合从业道德的行为,也就与招摇撞骗没有什么区别了。


某“脑波反馈训练”培训机构在其官网宣传中提供的、含糊其辞的“脑反馈技术”作用示意图。

图片来自该机构官网


 与其花钱培训,不如陪伴成长


那么,我们现在应该对神经反馈这项技术盖棺定论了吗?这项“看上去很美“的技术真的就是一个彻头彻尾的骗局,一场商家策划的圈钱大戏吗?那些试过很多种治疗方式却总是以失望告终的注意缺陷多动障碍患者,难道需要再放下一根希望的稻草吗?


2011年,京都大学的一支研究团队首次发现,提供神经反馈能提升人类在任务中的行为表现。必须强调的是,在这个实验中他们提供的神经反馈并不来自于脑电波信号,而是由功能性磁共振(fMRI)扫描提供的大脑血流信号。与EEG测量的脑电波信号不同的是,功能性核磁共振扫描提供的信号空间分辨率较高,也就是说,实验人员们能够更好的解读、定位不同的信号是由大脑的哪一块区域产生的


近些年来,科学家们将目光更多的转移到了利用fMRI进行神经反馈的研究上去。就在今年年初,一项同时利用fMRI和EEG提供反馈信号的研究发现,一定的神经反馈训练可以有效提升士兵们的抗压能力,甚至还有起到预防PTSD的作用的潜在可能性


不过,在实验室里得出的结论,离真正被商业化还有很长一段路。拿fMRI神经反馈技术来说,其高昂的造价与使用费用、对于被训练者的挑剔程度,都是目前很难解决的问题。也许在不久的未来,随着脑成像技术的不断发展,这项技术真的能够走进我们的生活,帮助患者改善认知功能——但绝不是现在。


每个孩子的童年都只有一次,对于那些像远远一样接受脑波反馈训练的孩子来说,他们本可以把这个时间花在自己更喜欢、更感兴趣的事情上。与其用自己的血汗钱给孩子换一些安慰剂效应,还不如多花时间陪陪孩子,共同创造出最美好的童年回忆。



 后记


写这篇文章,是因为我很好的朋友几周前突然问我了解不了解注意力训练之类的东西,她的弟弟最近一直在一个机构进行“脑波反馈训练技术”。 我听了以后心里“咯噔”一声,脑科学是近几十年才起步的东西,现在市面上临床应用的东西真的太乱了,不知道这又是个什么鬼。


我先登上那个机构的网站看,用“惨不忍睹”四个字来形容真是毫不为过。然后我开始扒拉文献,越看越觉得不对劲,不仅发现了很多非常诡异、看起来很可疑的期刊,而且特别有意思的是,好多论文的最后利益冲突(Conflict of Interests)部分,都会说第一作者和某某公司有什么联系,第二作者有什么正在申请的专利之类的。非常有趣,非常有趣。


当时我就想问问我的人生导师了不了解这个东西。我人生导师是做认知神经科学的。她是非常非常厉害的科学家,2015年当选了美国国家科学院院士,前两周又入选了美国国家科学与人文学院院士。我隐约记得她好像做过EEG相关的东西,于是就发邮件问她,她回说:“我不太清楚,不过如果你想了解更多的话,我可以帮你联系研究这个的人。”


当时看她那封邮件的时候,脑海里就浮出一段话:“知之为知之,不知为不知,是知也。”


我说好啊好啊太感谢了。后来她给我了一个邮箱地址,说我可以联系这个人。这个人在美国国立卫生研究院(NIH)做博后,网站上介绍研究方向就是做功能性核磁共振的神经反馈的。我写邮件给她,没想到她隔了一天真的回了很长的一封邮件,给我解释现在领域内的状况。京都大学的那篇文章就是她推荐给我的,说这是少有的几个真正有意思的证据。


我收到回信的时候真是开心极了,告诉EON我终于可以开始动笔写了。


我朋友问我这件事情之后的好几天,我吃饭的时候都对着电脑浏览各种各样的网站——大众点评、贴吧、各种BBS上,着急的家长们问知不知道这个东西,到底有没有什么效果之类的。我非常希望能做点什么,也觉得自己应该做点什么——最近看时事,看世界上发生各种各样糟糕的事情,越来越觉得“百无一用是书生”,端坐在象牙塔里,做什么都有种非常深刻的无力感,写科普也许是我为数不多的途径。


当然,科普也是我学习的过程。科普文章毕竟没有真正学术期刊那样同行评审的过程,所以如果有什么不严谨的地方,错误的地方,也欢迎大家能指出来。我相信抱着严谨求证的态度一定是好的(鞠躬)。


参考文献


1.APA Presidential Task Force on Evidence-Based Practice. (2006). Evidence-based practice in psychology. The American Psychologist, 61(4), 271.

2.Arnold LE, Lofthouse N, Hersch S, et al. EEG neurofeedback for ADHD: double-blind sham-controlled randomized pilot feasibility trial. J Atten Disord. 2012;17(5):410–419. doi:10.1177/1087054712446173

3.Cohen, J. D., Lee, R. F., Norman, K. A., & Turk-Browne, N. B. (2015). Closed-loop training of attention with real-time brain imaging. Nature neuroscience, 18(3), 470.

4.Cortese, S., Ferrin, M., Brandeis, D., Holtmann, M., Aggensteiner, P., Daley, D., ... & Sonuga-Barke, E. J. (2016). Neurofeedback for attention-deficit/hyperactivity disorder: meta-analysis of clinical and neuropsychological outcomes from randomized controlled trials. Journal of the American Academy of Child & Adolescent Psychiatry, 55(6), 444-455.

5.Evans, M. (2000). Justified deception? The single blind placebo in drug research. Journal of Medical Ethics, 26(3), 188-193.

6.Thibault, R. T., & Raz, A. (2017). The psychology of neurofeedback: Clinical intervention even if applied placebo. American Psychologist, 72(7), 679.

7.Barry, R. J., Clarke, A. R., & Johnstone, S. J. (2003). A review of electrophysiology in attention-deficit/hyperactivity disorder: I. Qualitative and quantitative electroencephalography. Clinical neurophysiology, 114(2), 171-

8.Van Doren, J., Arns, M., Heinrich, H., Vollebregt, M. A., Strehl, U., & Loo, S. K. (2019). Sustained effects of neurofeedback in ADHD: a systematic review and meta-analysis. European child & adolescent psychiatry, 28(3), 293-305.

9.Keynan, J. N., Cohen, A., Jackont, G., Green, N., Goldway, N., Davidov, A., ... & Ginat, K. (2019). Electrical fingerprint of the amygdala guides neurofeedback training for stress resilience. Nature Human Behaviour, 3(1), 63.

10.Meisel, V., Servera, M., Garcia-Banda, G., Cardo, E., & Moreno, I. (2014). Reprint of “Neurofeedback and standard pharmacological intervention in ADHD: a randomized controlled trial with six-month follow-up”. Biological psychology, 95, 116-125.

11.Schönenberg, M., Wiedemann, E., Schneidt, A., Scheeff, J., Logemann, A., Keune, P. M., & Hautzinger, M. (2017). Neurofeedback, sham neurofeedback, and cognitive-behavioural group therapy in adults with attention-deficit hyperactivity disorder: a triple-blind, randomised, controlled trial. The Lancet Psychiatry, 4(9), 673-684.

12.Shibata, K., Watanabe, T., Sasaki, Y., & Kawato, M. (2011). Perceptual learning incepted by decoded fMRI neurofeedback without stimulus presentation. science, 334(6061), 1413-1415.

原文首发果壳,点击这里查看

编辑:EON,odette

排版:小葵花

曹安洁

卡耐基梅隆大学认知科学和哲学双专业在读,目前认知科学感兴趣的领域有:语言习得、因果认知。哲学感兴趣的领域是心灵哲学和科学哲学。你神老粉,线下活动志愿者。热衷各国美食,专精匹兹堡地区中低消费水平餐厅。立志成为一名好科学家,成为不了就当个善良的科研工作者。


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