CN104888332B - 一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置 - Google Patents

Abstract

一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置，包括有不同类型的刺激信号产生模块，还包括有用于驱动刺激信号切换的信号切换触发电路，和用于执行刺激信号切换的输出信号切换电路。其意义是既能有效地诱发大脑对刺激信号的注意，又能不断使大脑的注意指向在不同信息通道之间进行切换，通过对患者进行反复的注意诱发和注意切换的刺激，可以通过脑神经的可塑性来干预和影响神经通道的传递效能，强化患者对外部信息的注意和进行注意切换的能力，可用于治疗自闭症。

Description

一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置

技术领域

本发明涉及一种对脑神经进行刺激和干预的训练装置，可用于治疗自闭症。

背景技术

从心理学上，“注意”（attention）是心理活动对一定对象的指向和集中，从神经生物学上，“注意”是大脑神经元在某一时刻对某一对象的信息进行思维处理。“注意”可以指向外界的某种信息，比如指向视觉的某种图像，指向听觉的某一声音或某些语言内容，指向触觉的某种接触感觉或机械感觉；“注意”也可以指向大脑内部思维活动的某种信息，比如指向思维过程的某一事情或事物。正常人既可以根据意识需要而将注意指向维持在某种信息上，也可以根据意识需要而将注意指向在不同信息之间进行切换。在不同人，这种注意指向的控制能力具有细微差异，如果这种差异是在正常范围内，则只是造成大脑在性格、爱好、认知和智力存在一定程度的差别。比如，注意指向的维持能力较强的人，其比较能够专注和致力于处理某一事情；而注意指向的切换能力较强的人，则比较善于观前顾后，综合考虑各种事情。但如果大脑的某些神经通路出现异常，造成这种注意指向的控制功能出现问题，便会导致某些精神疾病，比如注意缺陷症或自闭症。对于自闭症，目前没有特异性药物，一般通过影响中枢兴奋药物或抗精神病药物来干预神经活动，具有一定效果，但由于无法做到有的放矢，这种干预是面对整个大脑的，所以也带来副作用。也有从心理学角度出发的治疗手段，比如ABA疗法，TEACCH训练，RDI疗法,地板时光疗法等，由于自闭症患者最突出的症状是感知异常、交谈障碍和情感缺乏，所以这些治疗手段便通过声音、图像、抚摸、动作组合等多种复合的教育和训练来增加患者的感知，并增强与患者的语言交流和情感交流，或者通过一组特定频率结构的声音对患者进行听觉刺激（即听觉统合），来促进患者对各种声音的感知和注意。但由于对自闭症的本质和成因缺乏神经生物学上的理论指导，缺乏循证医学的依据，所以没有抓住其中的关键技术要点，治疗效果有限。

发明内容

本发明目的是公开一种用于对大脑“注意”指向的切换进行反复训练（或称练习）的装置，能够提高大脑进行“注意”切换的能力，可用于对自闭症患者进行治疗。

本发明的训练装置，包括刺激信号产生模块，其特征在于其刺激信号产生模块包括：听觉信号产生模块，用于产生涉及听觉的刺激信号；视觉信号产生模块，用于产生涉及视觉的刺激信号；触觉信号产生模块，用于产生涉及触觉的刺激信号；上述信号产生模块中的至少两种；（即其中的任何两种，或三种）；或嗅觉等其他感觉信号产生模块；

还包括有：用于触发刺激信号切换的信号切换触发电路，和用于执行刺激信号切换的输出信号切换电路；信号切换触发电路用于产生刺激信号切换的触发信号并输出到输出信号切换电路；输出信号切换电路连接各个刺激信号产生模块，用于控制各刺激信号产生模块的工作，使得在同一时刻训练装置只输出其中一种刺激信号，并且在得到信号切换触发电路的触发信号时其输出在不同刺激信号中进行切换。

视觉信号产生模块包括视觉信号产生电路和发光装置（包括发光管和显示屏），用于产生各种视觉刺激信号。可以是包括闪光信号产生电路和发光管，用于产生不同色彩的闪光信号；或者是包括视频信号产生电路和显示屏，用于产生各种内容的视频图像。作为优化，每次切换，视觉刺激信号的输出幅度也即亮度具有从小到大的特点，直至到达一个可设定的最大值，即不要太亮。这些优化的作用是有利于视觉信号更可靠吸引受大脑的注意。

听觉信号产生模块包括有听觉信号产生电路和发声装置，用于产生各种听觉（也即音频）刺激信号，（比如不同频率的单音或复音信号，或不同内容的语音信号）。作为优化，每次切换，刺激信号的输出幅度也即音量具有从小到大的特点，直至到达一个可设定的最大值，以保证能够吸引大脑注意又不至过响。如果采用单音或复音信号，信号是以脉冲方式输出，即间隔发声。这些优化的作用也是更有利于听觉信号吸引受刺激者大脑的注意。

触觉信号产生模块包括动作信号产生电路和电动装置，动作信号可以是振动信号或摆动信号或捶打信号或按压信号等，电动装置将动作信号转化为机械动作。动作信号配合电动装置能够产生不同机械动作的触觉信号，比如摆动、振动、捶打、按压等。作为优化，每次输出，动作信号输出幅度也即动作的力度具有从小到大的特点，直至到达一个可设定的最大值。信号输出最好是脉冲式的。其作用也是更有利于触觉信号吸引受刺激者大脑的注意。

信号切换触发电路可以是一个定时电路，每隔一个定时周期便产生输出一个信号切换的触发信号。定时周期便是持续输出某一类型刺激信号的周期，该周期要使受刺激者大脑能够“注意”到该刺激信号，根据受刺激者的情况不同而设定，在1至5秒之间比较合适。采用定时电路的方案，无需他人协助，能够按设定时间不断切换不同的刺激信号，持续对患者进行“注意”诱发和“注意”切换，效率高，缺点是难以保证每一次刺激都有效。

信号切换触发电路也可以是一个手动开关，通过手动控制来产生信号切换的触发信号。手动开关一般由专门的医生进行操作，当进行一次刺激信号的输出切换后，医生观察患者反应，如果发现其已经“注意”到新变化的新信号，便可按下手动开关产生触发信号，产生再一次的刺激信号的切换。一般的心理医生完全能够通过患者眼睛的视线或眼动反应，以及头部的细微反应等肢体动作来识别判断患者是否进行“注意”的切换。在采用手动开关时，本发明还可以带有脑电检测装置（也即脑电图仪），来检测患者的脑电信号即EEG，当脑电检测装置检测到患者的脑电信号出现特定的事件诱发电位（event-related potentials即ERPs）的特征信号波形时进行显示或输出提示信号，医生按下手动开关进行再一次输出切换，或者也可维持一小段时间（一至几秒）待其“注意”稳定后再进行再次切换。所述的脑电特征信号，尤其合适的是选取N400事件诱发电位，其特征是大脑接受一个跟在先刺激信号不同的新的信号刺激后，脑电波形经过一个潜伏期后，出现前后连续的两个负电位，说明已进行注意切换。可以直接从脑电检测装置的显示屏观察到这一特征信号，也可以在脑电检测装置上进行设置，当检测到这一特征信号时，通过指示灯或提示音输出一个提示信号。

所以，作为改进，信号切换触发电路还可以是一个脑电特征信号的检测和识别模块，包括一个脑电检测装置和一个脑电特征信号识别电路，（也可以直接在数字化的脑电检测装置上进行设置来实现特征信号识别电路的功能，即两者为一体化），当检测到患者的脑电信号出现特征信号时便输出一个电信号作为信号切换的触发信号，或者也可维持一段时间（一至几秒）的延时待患者注意稳定后再输出信号切换触发信号。根据前述，脑电特征信号同样采用事件诱发电位的N400电位的特征信号。该改进无需医生的识别和控制，可减轻医生工作量及避免误操作，使用更方便，更重要的是能够使每次刺激信号都能诱发大脑“注意”之后才进行刺激信号的切换，所以既准确可靠又提高效率。

当采用脑电检测装置时，脑电检测装置设置在患者头部的脑电检测电极部分，与进行数据处理的主机之间，可采用无线方式进行数据传输，减少对儿童患者的心理影响。

作为一种综合的优选的方式，听觉信号产生模块同时包括有：单音信号产生电路及与其配合工作（即受其输出驱动）的喇叭，和语音信号产生电路及与其配合工作的喇叭；视觉信号产生模块同时包括有：闪光信号产生电路及与其配合工作的发光管，和视频信号产生电路及与其配合工作的显示屏；触觉信号产生模块同时包括有：振动信号产生电路及与其配合工作的电动装置，和按压信号产生电路及与其配合工作的电动装置。以使输出的刺激信号种类更多更丰富。而信号切换触发电路采用脑电特征信号的检测和识别模块。

本发明采用外部刺激信号来诱发大脑的注意，具有不同类型的刺激信号，其创新点在于同一时刻只输出一种类型的刺激信号，而不同时刻其输出在不同类型的刺激信号中进行切换，所以既能更有效地诱发大脑对刺激信号的“注意”，又能不断使大脑的“注意”指向在不同信息通道之间进行切换，强化大脑进行“注意”切换的能力。通过对患者进行这样反复的“注意”诱发和“注意”切换的刺激，可以通过脑神经的可塑性来干预和影响神经通道的传递效能，强化患者对外部信息的“注意”和进行“注意”切换的能力，可缓解自闭症患者过度专注于内心活动而漠视外部信息的症状，起到治疗和改善症状的效果。

本发明可以供普通人练习，以提高注意切换的能力。但主要可用于治疗自闭症。根据研究，自闭症是患者大脑思维系统的“注意”控制通路中，“注意”指向异常地过度集中和维持在对内部中间信息进行处理的某些神经通道上，无法进行正常的“注意”切换，并相对抑制了其他神经通道的活动，特别是抑制了视觉、听觉、触觉等外界输入。所以，患者容易过度专注于内心某些思维活动，（即心理学所称的患者生活在自己的内心世界），而不容易“注意”各种外界信息包括他人的谈话，更难以“注意”到他人的眼神、表情、语调、情绪等比较细微的信息变化，长期以往便导致出现各种症状，如感知迟钝，交谈障碍，缺乏情感等。本发明以不同类型且不断变换的刺激信号来引发患者的注意，进行反复的“注意”诱发和“注意”切换，通过脑神经的可塑性来干预和影响神经通道的传递效能，强化患者对外部信息的“注意”和进行“注意”切换的能力，可缓解自闭症患者过度专注于内心思维活动而漠视外部信息的症状，起到治疗和改善症状的效果。

需要认识的是，自闭症患者脑神经信息处理的异常，大多属于先天性的神经投射链路的结构异常，很难根治，本发明基于脑神经的可塑性来改善这种信息处理的异常，其治疗作用在自闭症较轻时尤其是在儿童自闭症早期更为有效，对于症状已经严重的患者，便只是起到一定的缓解和康复的作用，但这对于患者来说也是具有重大意义的。

尤其需要指出的是，跟其他一些声称能够治疗多种神经疾病的治疗装置不同，本发明有其明确的治疗机制，也即通过不断变换输出各种类型的刺激信号来诱发患者的“注意”，并强化患者进行“注意”切换的能力来治疗自闭症。而儿童的另一种注意异常的相关疾病“注意缺陷症”，包括“多动症”，则是大脑的“注意”指向无法长时间集中和维持在同一信息通道，而异常地在不同信息通道之间进行过度频繁的切换，导致注意力无法集中，容易走神和多动。其发病机制虽然也是“注意”的控制机制出现异常，可其本质跟自闭症刚好相反。所以，本发明的治疗机制决定其不可用于对注意缺陷症的治疗，否则可能会加重其症状，需要对儿童自闭症进行严格的鉴别和确认后，才能使用本发明进行治疗。

本发明跟现有治疗自闭症的技术的差别是，现有技术是根据自闭症患者感知异常、交谈障碍和情感缺乏等症状，基于心理学来通过环境设置、游戏、交谈、动作组合等多种复合的教育和训练来增加患者的感知，增强与患者的语言交流和情感交流，或者通过一组特定频率结构的声音对患者进行听觉刺激，来促进患者对各种声音的感知，都是着重于强化其感知功能。即使无意中产生有刺激信息的变化，也是在较长时间内只具有很少次数的变化，无法对患者的“注意”切换能力产生有力影响。而本发明是针对自闭症的本质，即思维系统“注意”指向难以进行正常的“切换”，本发明着重于强化“注意”切换，在每次刺激时信息内容单纯容易诱发患者“注意”，而又频繁切换不同刺激信息，在较短时间内便能够产生极高次数的“注意”诱发和“注意”切换。比如在实际操作中，对于儿童自闭症，进行一次刺激切换也即“注意”切换平均耗时5秒钟以内，一分钟切换次数为10次以上，一次训练30分钟所进行的切换次数为300多次，所以能够对患者的“注意”控制通路的神经进行有力影响，通过脑神经的可塑性来积极改善其对外界信息的“注意”和“注意”切换的能力，并自然地减轻患者的症状。（对于自闭症的本质及其症状的起因，可参考后面所附的资料）。

附图说明

图1是本发明的结构组成和工作原理方框图。图2是其中的信号切换触发电路采用定时电路时的工作原理方框图。图3是信号切换触发电路采用手动开关时的工作原理方框图。图4是信号切换触发电路采用脑电特征信号的检测和识别模块时的工作原理方框图。图5是本发明一种具体实施方式的方框图。

图6是视觉信息神经投射结构示意图。图7是听觉信息神经投射结构示意图。图8是大脑对多种信息的控制机制的神经投射示意图。图9是思维系统“注意”控制环路的信号投射示意图。图10是思维系统“注意”控制环路的神经元投射的示意图。

具体实施方式 下面根据附图，对本发明的实施例进行说明。

根据研究，自闭症是患者大脑思维系统的“注意”控制通路中，其“注意”指向异常地过度集中和维持在对中间信息进行处理的某些神经通道，无法进行正常的“注意”指向切换，并相对抑制了其他神经通道特别是抑制了视觉、听觉、触觉等外界信息输入，造成患者对各种外界信息能够感知，但却不易引起大脑的“注意”。所以，患者过度专注于某种内心思维活动，（即心理学所称的患者生活在自己的内心世界），而不容易注意各种外界信息，包括不容易注意他人的谈话内容，更难以注意到他人的眼神、表情、情绪等比较细微的信息变化，长期以往便导致出现各种症状，如感知迟钝、社交障碍，情感缺乏等。（详见后面所附的研究资料：“⒈人脑思维系统的注意控制机制”和“⒉自闭症的本质”，这些内容可能跟本发明的具体技术方案没有直接联系，但有利于理解本发明的设计原理）。

由于目前还无法通过外科手术来纠正自闭症的神经异常，对自闭症主要还是通过药物进行治疗，包括中枢兴奋药物和抗精神病药物，虽然对某些患者有一定效果，但由于无法做到有的放矢，药物是面向整个大脑发生作用的，所以带来副作用。

实际上，由于脑神经具有可塑性，其连接结构和信息传递能够通过突触可塑性和突触重构而进行改变，所以，申请人根据自闭症的本质，设计特定的神经刺激方法，对其相关神经链路进行反复刺激，通过脑神经的可塑性来干预和影响这些神经链路的传递效能，治疗和改善自闭症。

根据自闭症注意控制机制的问题：⑴、外界信息不容易引起注意控制通路的“注意”；⑵、难以进行正常的“注意”指向的切换；其中后者是其本质。本发明设计的训练装置，其结构组成及工作原理如图1，包括刺激信号产生模块，其特征在于其刺激信号产生模块包括：听觉信号产生模块，用于产生涉及听觉的刺激信号；或者视觉信号产生模块，用于产生涉及视觉的刺激信号；或者触觉信号产生模块，用于产生涉及触觉的刺激信号；上述信号产生模块中的至少两种；（即其中任何两种，或三种）；或其他感觉信号产生模块；

还包括：一个触发刺激信号切换的信号切换触发电路，和一个用于执行刺激信号切换的输出信号切换电路；信号切换触发电路用于产生刺激信号切换的触发信号并输出到输出信号切换电路；输出信号切换电路连接各刺激信号产生模块，用于控制各刺激信号产生模块的工作，使得在同一时刻训练装置只输出其中一种刺激信号，并且在得到信号切换触发电路的触发信号时其输出在不同刺激信号中进行切换。

视觉信号产生模块包括视觉信号产生电路和发光装置（包括发光管和显示屏），用于产生各种视觉刺激信号。比如包括闪光信号产生电路和发光管，能够产生不同色彩的闪光信号；或者包括视频信号产生电路和显示屏，（或者称视频显示器，也属于一种能够发出图像信息的发光装置），能够产生各种内容的视频图像。作为优化，每次切换后的输出，视觉刺激信号的输出幅度也即亮度具有从小到大的特点，直至到达一个可设定的最大值，即不要太亮。如果视觉信号采用闪光，则闪光周期可为0.2—2秒，占空比0.5左右。如果视觉信号采用视频图像，也即采用现有的视频播放技术，先挑选所需要的视频画面，将视频画面的数据逐幅或分段储存在硬盘或者闪存储存器上，播放时，视频信号产生电路（也即视频播放电路）在控制电路的控制下，将所储存的视频画面依次逐个或逐段进行播放，并在显示屏上能够显示。视频画面的具体内容可根据不同患者的年龄进行设置，也即设置其感兴趣的、容易诱发其注意的视频内容。视频画面选取的原则是：在一次输出也即一个输出周期内，其涉及的信息内容最好保持不变，而且信息可以比较单纯，甚至可采用静态画面。比如，对于年龄较小的儿童，其场景画面可以是一只动物，一棵树，一朵鲜花，一幅风景，一个人脸，等等，其目的在于内容单纯更容易诱发患者的注意，而不建议采用复杂又混乱的画面内容，以免造成其不易注意。但是，在前后两次输出的视频画面最好是不同内容的，比如，前一个画面是动物，下一个画面便不应该是动物，而可以选择鲜花或植物等等。这些优化的作用是有利于视觉信号可靠吸引受刺激者大脑的注意，和进行注意切换。

听觉信号产生模块包括有听觉信号产生电路和发声装置（比如喇叭或蜂鸣器），用于产生各种音频刺激信号，比如不同频率的单音或复音信号，或不同内容的语音信号。作为优化每次切换输出，刺激信号的输出幅度也即音量具有从小到大的特点，直至到达一个可设定的最大值，以保证能够吸引大脑注意又不至过响。如果采用单音或复音信号，信号是以脉冲方式输出，即间隔发声，脉冲周期大约可为0.2—2秒，占空比0.5左右，如果采用语音信号，则语音的输出具有波动起伏的特性，语音的内容可参考上面的视频画面的选取，其原则一样是容易引起患者的注意。（对听觉信号的选择，也可参考现有一些用于治疗自闭症的听觉统合技术的相关资料）。这些优化的作用也是有利于吸引患者的注意和进行注意切换。

触觉信号产生模块包括触觉信号产生电路和电动装置，触觉信号可以是振动信号或摆动信号或捶打信号或按压信号等，电动装置通过电磁机构将动作信号转化为机械动作，（比如电动座椅或电动按摩装置等）。动作输出信号配合电动装置用于产生不同触觉的机械动作，比如摆动、振动、捶打、按压等。每次切换后输出，其输出幅度也即动作的力度具有从小到大的特点，直至到达一个可设定的最大值。其信号输出最好是脉冲式的，脉冲周期大约可为0.5—2秒，占空比0.5左右。其作用也是有利于触觉信号吸引受患者的注意。

为了增强其“注意”的切换效果，本发明输出的刺激信号需要具备不同的感觉类型，所以，刺激信号产生模块至少需要包括上述听觉信号产生模块、视觉信号产生模块、触觉信号产生模块中的两种。当然，理论上刺激信号也可以包括嗅觉、味觉其他的感觉信号，但实际上由于嗅觉、味觉信号的产生和停止都不方便，实施起来比较困难，所以一般还是选用听觉、视觉和触觉来作为刺激信号，其中尤其听觉和视觉最合适。

输出信号切换电路接收信号切换触发电路的触发信号，并通过对输出端的输出信号的切换，来控制各个刺激信号产生模块是否产生输出，每接收一次触发信号，便产生一次切换动作。如果刺激信号产生模块大于两种，这种对输出信号的切换，可以是按顺序进行切换，也可以是随机切换。而对刺激信号产生模块的切换控制，可以采用继电器、或者电子开关、或者其他电子控制方式来实现，这属于电子领域的普通技术。

信号切换触发电路可以是一个定时电路，如图2，每隔一个定时周期便产生输出一个信号切换的触发信号。定时周期便是持续输出某一刺激信号的周期，该周期要使受刺激者大脑能够“注意”到该刺激信号，根据受刺激者的情况不同而设定，在1至5秒之间比较合适。采用定时电路的方案，无需他人协助，能够按设定时间不断切换不同的刺激信号，持续对患者进行注意诱发和注意切换，效率高，缺点是难以保证每一次刺激都有效。

信号切换触发电路也可以是一个手动开关，如图3的按钮开关Ks，通过手动控制来产生信号切换的触发信号。如果患者年纪较大（大约10岁以上）且症状较轻，具有较好的理解能力和操作能力，能够理解操作要求和配合治疗，则可以由患者自己来对手动开关进行控制，每当自己注意到刺激信号的切换变化，便可按下手动开关，产生再一次的刺激信号的切换。而对于年龄较小或症状较重的自闭症患者，则需要由专门的医生进行操作，当刺激信号进行切换输出后，医生观察患者反应，如果发现其已经注意到新变化的新信号，便可按下手动开关产生触发信号，产生再一次的刺激信号的切换。一般的心理医生完全能够通过患者眼睛的视线或眼动反应，以及头部的细微反应等肢体动作来识别判断患者是否进行注意的切换。在采用手动开关时，本发明还可以带有一个脑电检测装置（也即脑电图仪），用于检测患者的脑电信号即EEG，通过识别脑电特征信号波形，来判断患者出现注意的切换。（脑部检测电极与主机之间最好采用射频进行数据传送）。而这一脑电特征信号，可以选取脑电信号中的事件相关诱发电位，（event-related potentials 即ERPs），尤其合适的是其中的N400电位，其波形特征是大脑接受一个跟在先的信号刺激不同类别的新类别的信号刺激后，持续的脑电波形经过一个潜伏期后，出现前后连续的两个负电位。N400属于原发后反应，正常人潜伏期一般在270到400毫秒左右，所以正常人在两种不同信号进行注意切换需要大约0.4秒的时间，自闭症患者会延后，且需要更强和更长的信号刺激才能诱发。当脑电检测装置检测到脑电出现这一特征信号，说明大脑已经“注意”到前后刺激信号的不同，并已经将注意指向从前一信号切换到后一种信号。医生可以直接从脑电检测装置的显示屏观察到这一特征信号，也可以在脑电检测装置上进行设置，（目前数字化的脑电检测装置具有对脑电信号进行数字化数据处理的技术，能够分析和识别各种诱发电位的波形信号），当检测到这一特征信号时输出一个提示信号，比如指示灯或提示音，这时医生便可按下手动开关进行再次切换，或者也可维持一小段时间（一至几秒）待其注意稳定后再进行再次切换。

所以作为改进，信号切换触发电路还可以是一个脑电特征信号的检测和识别模块，如图4，包括一个脑电检测装置和一个脑电特征信号识别电路，（也可以直接在数字化的脑电检测装置上进行设置来实现特征信号识别电路的功能，即两者一体化），当检测到患者的脑电信号出现特征信号时便输出一个电信号作为信号切换的触发信号，或者也可维持一段时间（一至几秒）的延时待患者注意稳定后再输出信号切换触发信号。根据前述，脑电特征信号采用事件相关诱发电位，尤其是N400电位。该方案直接采用脑电检测装置检测患者的脑电信号，并通过特征信号识别装置来自动识别N400电位的特征信号，在装置进行刺激信号切换后，检测到脑电信号经过一个潜伏期后出现连续两个负电位波形，识别为出现N400电位，便输出一个触发信号到输出信号切换电路，控制装置再一次进行刺激信号的切换。该改进无需医生的识别和控制，可减轻医生的工作量及避免误操作，使用更方便，而且能够使每次刺激信号都能诱发大脑注意之后才进行刺激信号的切换，所以既准确可靠又提高效率。

在上述采用脑电检测装置的方案中，脑电检测装置的设置在患者头部的脑电检测电极，可做成帽状的装置，其与进行数据处理的主机之间，可采用无线的方式比如采用射频技术进行数据传输，以减少对患者的心理影响。

图5是一种综合的优选的方案，听觉信号产生模块同时包括有：单音信号产生电路及与其配合工作（也即受其输出驱动）的喇叭（即发声装置），和语音信号产生电路及与其配合工作的喇叭；视觉信号产生模块同时包括有：闪光信号产生电路及与其配合工作的发光管，和视频信号产生电路及与其配合工作的显示屏；触觉信号产生模块同时包括有：振动信号产生电路及与其配合工作的电动装置（比如电动椅），和按压信号产生电路及与其配合工作的电动装置（比如电动按摩装置）。以使输出的刺激信号种类更多更丰富。而信号切换触发电路可以采用图4的脑电特征信号的检测和识别模块。工作时，在信号切换触发电路的控制下，输出信号切换电路的输出控制端以S1—S3—S5—S2—S4—S6的次序循环依次交错输出选通控制信号，（或者也可以以随机方式输出控制信号），控制各个刺激信号产生模块依次输出：喇叭发出脉冲式的单音或复音（比如滴~滴~滴的声音），发光管发出脉冲式的彩色闪光，电动装置（电动座椅）发出脉冲式的机械振动，喇叭发出起伏的说话声，显示屏显示视频图像，电动装置（电动按摩装置）产生按压动作，以此类推，循环进行。每一种刺激输出模块在进行下一次输出时，都尽量输出跟上一次输出不同的刺激信号，包括不同音色的单音，不同内容的语音，不同色彩的闪光，不同内容的视频图像，不同振荡频率的振荡动作，不同按压部位的按压动作，等等。本发明的听觉、视觉和触觉刺激信号，也可由心理医生根据患者的年龄和智力来针对性的挑选内容，其目的都在于更容易引起患者大脑的注意。

本发明在用于治疗自闭症时，让患者处于安静和灯光柔和的房间中，房间除了本发明相关输出装置外，其他物体要尽可能的少，以避免其他物体或干扰信息引发其持续的注意。让患者坐在具有电动振动和电动按摩动作的电动椅上，视频显示屏置于患者面前或安装在墙壁上，喇叭和各色发光管设置于不同位置。本发明最好在医生的监视下使用，对于婴幼儿童患者家长可陪伴身边。本发明依赖于脑神经的可塑性来产生作用，类似于记忆和长期记忆的形成机制，所以需要多次且具有一定的治疗周期来产生效果。每次使用时间视患者的情况而定，一般在十几分钟到几十分钟，开始可每天一至二次，每天所采用的刺激信号的内容不时给予改变。本发明对儿童自闭症早期其治疗效果较好，一般患者在四到六周后开始显示效果，对外界的各种情景和声音更容易注意，对交谈有改善，可改为隔天一次，直至持续改善。有些儿童患者在治疗早期，治疗过程中可能产生烦躁情绪，但这并非本发明所引发的，而是患者对治疗行为本身的排斥心理，而且属于一过性的，治疗结束后容易恢复。

本发明采用外部刺激信号来诱发大脑的“注意”，其创新点在于具有多种不同类型的刺激信号，但同一时刻只有输出一种类型的刺激信号，而不同时刻在触发信号的控制下其输出在不同类型的刺激信号中进行切换，所以既能更有效地诱发大脑对刺激信号的“注意”，又能不断使大脑的“注意”指向在不同信息通道之间进行切换，强化大脑对“注意”进行切换的能力。通过对患者进行这样反复的“注意”诱发和“注意”切换的刺激，可以通过脑神经的可塑性来干预和影响神经通道的传递效能，强化患者对外部信息的“注意”和进行“注意”切换的能力，可自然地缓解自闭症患者过度专注于内心活动而漠视外界信息的症状，起到治疗和改善症状的效果。

附带资料。以下是“人脑思维系统的注意控制机制”及“自闭症的本质”的研究资料，这些资料属于申请人将发表的“关于记忆、思维和意识的本质以及大脑的控制机制”研究中的部分内容，有利于理解本发明的设计原理。而更详细的内容，包括记忆、思维、意识和注意的本质及其工作过程，可参考申请人之前提交的专利申请“神经网络的模拟装置及方法”，申请号：2014106066977，和“对昏迷大脑进行神经刺激的方法及装置”，申请号：2015100923406，等中国专利申请的说明书所附的资料。

⒈人脑思维系统的注意控制机制。大脑的信号处理和控制机制是大脑最重要的内容。我们能够通过解剖学了解大脑的组成和结构，了解大脑各神经链路的投射关系，甚至了解单个神经元及突触的结构及工作原理，但仍然无法明白大脑的记忆、思维和意识的本质及工作，其主要原因，便是对整个大脑的工作机制、尤其是其信号处理和控制的机制，缺乏一个系统性的认识，而一旦弄清楚这种信号的传递和控制机制，很多关于大脑的问题，甚至一些精神病的本质和起因，便可迎刃而解。

⒈⒈信息的输入传递通道。要分析大脑如何对各种信息进行“注意”指向的控制及切换，需要先了解各种信息输入通道的传递通路。大脑的信息处理包括对外部感觉信息和对机体内部信息的感知处理，跟思维和注意有关的主要是外部信息处理。而对外部信息的感知处理又包括二方面：一是外界的各种感觉信息，包括视觉、听觉、嗅觉等等，来自于各种感觉器官的输入，不同感觉具有不同的输入传递通道；二是大脑在思维过程产生的中间信息，来自于皮质的中间神经元在思维活动中产生的下行投射，不同区域的皮质有各自的下行投射通路。对于各种感觉的输入传递通道，之前的研究比较多，这里只以其中比较复杂的视觉和听觉输入通道为例，分析其与思维和注意的关联关系。

⒈⒈⒈视觉信息的输入传递通道。参考图6的视觉信息神经投射结构示意图。根据解剖学研究，视网膜的多种感觉神经元的输出即视神经，在视交叉之后分为两大通路。

第一条视觉传递通路的神经元很多，形成较大的视束，传递的是包含具体内容的视觉信息，通过外侧膝状体的中转再投射到初级视皮质，视觉信息由时间编码和频率编码转换为空间位置编码，完成对各种视觉信息（形状、大小、位置、颜色、亮度等）的初步识别，再投射到联合视皮质，完成对视觉对象的识别。之后，对于直接的视觉信息（具体的物体、图像、画面等），直接投射到联合皮质进行记忆、思维和反应活动，而对于涉及文字的视觉信息，则投射到皮质的阅读中枢，完成对文字的识别，再投射到联合皮质进行语言化的信息记忆和思维活动。联合视皮质还可以直接投射到运动皮质。运动皮质与小脑（似乎还有纹状体）等构成运动系统，运动系统不属于思维系统，既可以受思维系统的输出控制，也可以无需思维系统控制而直接根据视觉信息来反射和控制肌肉运动，也能够进行联合的学习记忆和反应处理，也即是所谓的“程序性记忆”，完成我们日常生活中无意识进行的大多数动作。

视交叉之后的第二条视觉传递通路的神经元较少，但实际却是更重要的，这一传递通路实际上至少包含三方面：⑴、投射向下丘脑。该投射传递的只是视觉信息中的亮与暗的信息，由下丘脑的视上核、结节核、乳头核等形成反射回路，再上行向丘脑和皮质的广泛区域、下行向脑干和脊髓等进行调制性的投射，（组胺能神经元），用以形成日夜节律并进行睡眠和觉醒的控制。⑵、投射向顶盖前区，再投射向脑干网状结构。这一投射没有包含具体的视觉信息，只是传递视觉信息的有无和强度，（通过动作电位的发放频率来实现信息强度的传递），所以申请人把这一神经投射称为“报告”式投射。这一“报告”信号投射到脑干网状结构的视觉上行通道，并与同样投射到网状结构的其他不同类感觉（听觉、嗅觉、触觉等）的“报告”信号进行“竞争”，如果能够激活网状结构向丘脑投射的视觉上行通道，便是“引起”中脑网状结构的“注意”。顶盖前区同时有神经元下行投射向眼睛，用以反馈调节晶状体，通过瞳孔反射来调节进入眼睛的光强度。⑶、投射向上丘。上丘跟初级视皮质具有神经元的相互联系调制，同时上丘还有神经元下行投射向眼睛的动眼神经，进行眼动控制。所以，申请人分析上丘的作用是当视觉信息受到“注意”时，控制将视觉的具体“注意点”放在视觉信息的哪一部分，也即视野中的哪个位置或哪个对象，而上丘对眼动的控制，正是将眼睛晶状体的焦点投射在视网膜的哪个位置上。

显然，第⑵和⑶两方面便跟思维的“注意”有关，其中投射向顶盖前区的第⑵方面是引起网状结构对视觉信息的“注意”，而投射向上丘的第⑶方面是将视觉的“注意点”投向视野的哪个位置或哪个对象。值得一提的是，上丘向动眼神经的投射不需要经过皮质运动区和小脑，而直接控制着眼睛的眼动动作。在做梦时，思维系统出现神经活动，但运动皮质和小脑等运动神经系统的输出受到抑制，不会产生机体动作，只有动眼神经既可受运动系统的控制，又可直接受网状结构和上丘的控制，所以能够跟随思维系统的活动（梦境）出现眼动动作，这也即是做梦时出现眼动动作的原因。

⒈⒈⒉ 听觉信息的输入传递通道如图7所示。第一条听觉传递通路（外侧丘系传导通路）从耳蜗通过内侧膝状体中继，向初级听皮质投射，用于传递包含具体内容的听觉信息；第二条听觉传递通路（丘系外通路）从上橄榄核分支，投射向脑干网状结构，该传递通路并不包含具体的听觉内容，只是传递听觉的有无和强度，也属于“报告”式投射。这一“报告”信号在网状结构跟其他输入的“报告”信号进行“竞争”，以引起网状结构对听觉信息的“注意”。两条听觉传递通路在下丘进行相互联系，下丘同时与初级听皮质有神经元进行相互联络，所以，申请人推测下丘的作用是当听觉信息受到“注意”时，控制将听觉的主要“注意点”放在听觉信息的哪一部分，比如哪个位置和哪个频率段的声音。

触觉、嗅觉等其他感觉输入通道跟视觉通道和听觉通道类似，这里不再描述。

⒈⒈⒊ 而对于大脑在进行思维时，联合皮质的中间神经元活动所产生的中间信息的投射处理，目前没有这方面的相关研究。申请人研究分析，这种中间信息除了向其他中间神经元投射以继续思维活动，还存在两方面投射：一方面向皮质的联合感觉区进行回馈投射，使思维活动中产生的中间信息被重新感知，（在一些情况下还被进行记忆和整合），形成了大脑对思维活动的自我感知也即形成“意识”；另一方面进行下行投射，下行投射是多对少的聚合性投射，即皮质上多个中间神经元的活动共同激励一个下行神经元，而且应该是具有分组特异性的，即皮质不同分组具有各自的投射通路，（这种分组不局限于解剖学上定义的皮质分区，而是神经元长期活动可塑性形成的，所以称为分组更合适）。聚合性投射的结果，是这种投射信号没有包含神经元活动的具体信息，而只是传递对应分组的神经元是否在活动以及活动的活跃程度，（通过动作电位发放频率的快慢来传递）。这些下行的各个投射通路，在经过中继后进入到脑干网状结构，成为“报告”式投射，跟其他报告信号进行“竞争”，以引起网状结构对该分组的神经元活动的“注意”。这种皮质向网状结构的下行投射通路的意义是，当该分组的皮质在进行思维活动时，这种“注意”能够维持网状结构和丘脑继续对该位置的皮质进行同步脉冲发放，以继续维持该分组的思维活动的进行。

⒈⒉“注意”的控制、维持和切换。大脑思维活动中的“注意”指向的控制和切换，是在脑干网状结构（尤其是中脑网状结构）上产生和切换，再上行控制丘脑和皮质等其他区域的神经元活动。思维系统“注意”指向的切换在两个层面上进行：脑干网状结构负责的是将“注意”指向切换到哪一个信息通道，即“注意”哪一类信息；丘脑负责的是将“注意”指向该信息通道中的哪个具体位置，即“注意”该类信息的哪一部分；而皮质尤其是端脑联合皮质则是在“注意”的控制下进行具体的信息处理。

⒈⒉⒈脑干网状结构对“注意”指向的控制。图8是大脑对多种信息的控制机制的神经投射简图。多个信息通道、包括视觉、听觉、嗅觉等外界输入信息通道和皮质思维通道的神经元活动，都有经过聚合性（多对少）整合后的神经输出向脑干网状结构（内侧区）进行投射，这些投射通路只传递信息刺激的有无和强度（通过动作电位发放频率来传递强度），而不包含具体的信息内容，属于“报告”式投射。脑干网状结构具有多个并列的向丘脑进行投射的上行激励通路，对应接收这些来自各个信息通道的“报告”式投射，并且这些并列的上行激励通路彼此之间交互投射进行互相抑制，出现类似“竞争”的现象：当某一时刻有某组神经元受到兴奋激活并上行向丘脑进行脉冲发放时，其输出同时对其他通路的神经元产生抑制，使得其他通路的神经元在同一脉冲周期内无法再激活输出，形成了网状结构层面上的单一性的“注意”指向。

至于在一个脉冲周期内，哪组神经元能够得到激活并上行发放同步脉冲，则取决于几个信号的共同整合：⑴、来自各信息输入通路的“报告”式投射的信号，这一信号是主要的，其信号强弱起决定性作用；⑵、来自丘脑网状核下行投射的往返脉冲发放，（用于维持振荡环路的往返发放继续进行，也因此形成了每一个脉冲周期）；⑶、来自脑干和下丘脑等其他神经活动的调制作用，（用于调制整个振荡环路的振荡节律）；⑷、来自网状结构其他神经元的抑制性调制，（用于进行“竞争”）；这些信号共同进行兴奋整合，造成在“脑干网状结构—丘脑”振荡环路的一个脉冲周期内，总有某组神经元的兴奋整合首先触发动作电位而激活，也即其“报告”竞争成功得到应答而引起“注意”，于是其激活输出一方面向丘脑板内核上行发放同步脉冲，另一方面立即对其他通路的神经元产生抑制，使它们无法再激活输出。之后，在丘脑网状核下行发放的下一个脉冲的脉冲周期，上述整合和竞争过程又再次进行。周而复始，使得在每一个脉冲周期内，网状结构有且只有一个信息通路的“报告”竞争成功而引起“注意”，并上行向丘脑板内核进行激励脉冲发放，将信息处理所需要的同步脉冲投射向这一信息通路，实现了对思维活动的“注意”指向“哪一类”信息的控制。

⒈⒉⒉丘脑对“注意”指向的控制。丘脑的主要功能是中继，包括信息中继和同步脉冲中继。负责信息中继的是“特异性中继核团”，主要包括外侧核群、腹侧核群和膝状体核群，用于对多种感觉（视觉、听觉等）的信息输入进行中继和初级处理；还有腹前核和腹外侧核，用于传递运动系统的中间信息。而负责同步脉冲中继的是所谓的“非特异性核团”。实际上同步脉冲的发放是具有特定投射关系的，只不过是同步脉冲发放的特异性而非信息内容的特异性。同步脉冲的中继核团接收网状结构上行投射的同步脉冲发放，（胆碱能神经投射），其输出一方面发侧枝投射到网状核，再下行投射回到脑干网状结构形成一个闭环振荡环路；另一方面这些中继核团的输出也向大脑皮质和基底核、边缘系统和小脑等多个区域进行同步脉冲的发放，协同控制这些区域的神经元进行思维和运动等信息处理。

根据现有的解剖资料进行分析，在丘脑，跟同步脉冲控制相关的中继核团主要包括丘脑前核群、部分内侧核群和板内核群。其中前核群和内侧核群接受脑干脚桥被盖网状核和外侧背核的同步脉冲的发放，其输出向部分大脑皮质和边缘系统（尤其是海马和杏仁核）皮质进行投射，主要用于控制思维系统和情绪系统的中间信息的记忆和整合；而板内核，接受中脑网状结构的同步脉冲发放，其输出投射到端脑基底核、纹状体、和端脑皮质的广泛区域，用于协同控制思维系统的信息处理也即思维活动，还有能够受思维系统控制的那部分运动皮质的运动处理。其中主要以丘脑板内核参与了思维系统的“注意”控制通路：当中脑网状结构的某一信息上行投射通路的神经元激活而向板内核对应位置的神经元发放同步脉冲时，板内核的这部分神经元被上行的同步脉冲发放所激活，其轴突输出以发散投射的方式上行向皮质对应神经元发放同步脉冲，使被投射发放的该部分神经元能够得到同步脉冲的协同激励，形成兴奋整合而进行链式激活，即进行思维活动。而丘脑网状核接收板内核的侧枝投射和皮质思维通道中间神经元的回馈投射，再下行向中脑网状结构进行回馈投射。

所以，中脑网状结构、丘脑板内核和丘脑网状核构成了思维系统的“注意”控制环路，接收各个信息通道的“报告”式投射的信号，再对思维系统的哪一信息通道的哪部分神经元进行同步激励脉冲发放，以进行思维“注意”指向的控制。其各通道的信号投射如图9所示，而具体的神经元投射如图10所示。其中中脑网状结构的上行发放决定着丘脑板内核的哪组神经元能够激活输出，而丘脑板内核这组神经元的激活输出又决定着皮质的哪部分神经元能够进行信息处理。中脑网状结构负责的是将“注意”指向切换到哪一个信息通道，即“注意”哪一类信息；而丘脑负责的是将“注意”指向该信息通道中的哪部分神经元，即“注意”该类信息的哪一部分；而大脑联合皮质是负责具体的信息处理（思维和记忆），并通过感觉皮质自我感知这一处理过程，也即产生自我“意识”。比如，中脑网状结构控制将“注意”指向视觉信息，丘脑控制在视觉画面中“注意”哪一个物体，而联合皮质则是负责识别这个物体，并同时通过感觉皮质感知联合皮质的活动，“意识”到这个物体的存在。

⒈⒉⒊“注意”的维持。当一个思维过程在进行时，该思维通道的皮质神经元活动处于兴奋状态，这些神经元的激活动作，除了继续向前发放以进行链式激活之外，还同时通过聚合式的投射，产生两路下行的投射信号：第一路下行信号回馈发放到丘脑板内核，通过兴奋整合使板内核将下一个同步脉冲继续向该通道进行发放，以维持该通道的神经元能够继续进行激活，第一路下行信号还同时发侧枝投射到丘脑网状核，促使振荡环路能够继续进行；第二路下行信号是向中脑网状结构进行“报告”式的投射，通过竞争维持中脑网状结构对该通道的继续“注意”。这两路下行投射信号共同维持思维控制环路对该通道的“注意”指向，并且，中脑网状结构该通道的神经元的激活，也同时对其他信息通道的神经元进行抑制，抑制其他通道神经元的激活，这也即是思维活动的“注意”维持的工作机制。

⒈⒉⒋ “注意”的切换。导致“注意”指向出现切换的，大概有以下这几种情况。

⑴、思维活动的内容发生变化。在思维过程中，原有思路的信息内容联想或转换到其他方面的信息，也即原有思维通路的神经元活动由于整合而反射到其他分组的神经元，引起该部分的神经元兴奋激活，而这部分神经元的激活，按照同样的机制产生两路下行投射信号，一方面回馈投射到丘脑板内核，使得板内核将下一个同步脉冲向该部分神经元进行发放，维持该部分神经元能够继续活动；另一方面下行向中脑网状结构进行“报告”投射，如果该部分神经元跟原有思路不属于同一思维通道，则吸引了中脑网状结构对新通道的“注意”。至此，使思维的“注意”指向，在不同思路之间进行主动切换。

⑵、外部输入信息的竞争。在思维过程中，如果有外部信息的输入，（看到什么，听到什么，感觉到什么，等等），其输入通道会通过非特异性传递向中脑网状结构进行“报告”，至于能否引起“注意”，则要看其信号强度。如果输入信息足够强，（比如看到意外事情，听到突发声音，受到刺疼，等等），这会反映在其“报告”信号的动作电位发放频率上，所以能够使该信息通道神经元的兴奋整合更快并触发激活，向丘脑上行发放同步脉冲，并反过来对之前的“注意”通道进行抑制，也即“竞争”成功并获得中脑网状结构对该信息输入的“注意”。至此，将思维的“注意”指向，切换到对该外部输入信息的处理上。

⑶、其他调制通路的影响。在思维过程中，其他调制通路的调制信号的影响，比如运动神经系统的状态，情绪系统的情绪影响，内脏和内分泌系统的突发变化，酒精、药物、毒品及其他化学物质的作用，等等，都可能对各个信息通道的神经元活动造成影响，从而影响了中脑网状结构对各种信息通道的“注意”控制，造成“注意”指向的切换。

⑷、“注意”控制通路的工作异常，导致出现异常的“注意”切换。在不同人，注意控制相关的神经通路的神经元及神经元之间的突触的数量和生理效能会略有差异，造成不同人在注意控制方面会有不同的表现，因此也形成不同的认知偏好和不同的性格。比如，注意指向的维持能力较强的人，其比较能够专注和致力于处理某一事情；而注意指向的切换能力较强的人，则比较善于观前顾后，综合考虑各种事情。

但如果这种差异超过一定程度，便会导致思维活动的异常。比如，中脑网状结构各个信息上行投射通路之间互相抑制的抑制作用不足，这种情况下，在某一信息通路成功引起“注意”而在进行信息处理的过程中，如果这时无法维持对其他信息通路进行有效的抑制，便可能导致其他信息通路出现意外激活而引起“注意”，这时中脑网状结构无法将“注意”持续维持在某一信息通路上，而是在不同信息通道中进行非正常的频繁切换。这表现为注意集中困难和注意持续时间短暂，大脑无法专注于某件事情，即“注意缺陷”（ADD）。而如果这种抑制作用过强，则会造成一旦进入某一思维活动，便对其他信息通道进行过强的抑制，导致“注意”指向无法进行正常的切换，这便表现为自闭症。见后面“自闭症的本质”。

⒈⒉⒌ 综述之，思维控制环路对思维系统的“注意”指向进行控制、维持和切换。其中中脑网状结构负责的是将信息处理的“注意”指向“哪一类”信息：通过“中脑网状结构←→丘脑”之间往返发放的同步脉冲、跟各种外部信息和中间信息的输入信号强度进行比较整合，来使网状结构的上行激励脉冲向丘脑板内核发放的分区和分组位置发生变化，以选择转向“哪一类”信息通道，（比如，指向视觉、听觉、触觉等，或指向皮质正在进行思维的中间信息通道）。而丘脑负责将信息处理的“注意”指向同一类信息通道中的“哪一部分”：当丘脑某一分区的某组神经元受到网状结构上行发放的脉冲激励时，其神经元激活并向皮质上所投射的那部分神经元发放同步激励脉冲，通过兴奋整合使皮质上该部分神经元进行链式激活即思维活动，从而控制思维活动的“注意”指向这部分神经元所对应的信息上，（比如，在视觉信息中“注意”哪一个人，在众多声音中“注意”哪一个声音，在思维活动中“注意”哪一方面的内容）。而皮质负责具体的信息处理：联合皮质上对应着各个信息元的中间神经元，在丘脑同步脉冲的发放激励下，进行着有序的依次逐个或逐组的步进激活，形成链式激活，实现大脑对信息的识别、思维、反应和记忆功能，（比如，那个人是谁，那个声音说什么，那个问题是什么，等等）；并同时投射到感觉皮质，通过感觉皮质感知联合皮质的活动，形成对思维活动的自我感知也即形成“意识”，（比如，意识到那个人的存在，意识到那个声音，意识到“我”在进行什么思维，等等）。

⒈⒉⒍“注意”的切换速度与脑电“N400”。对于正常的思维活动，由于是在联合皮质的相关神经元之间进行链式激活，依赖的是丘脑向皮质发放的同步脉冲的激励，所以思维能够以较快的速度进行，在具有增强性调制的情况下（处于兴奋或紧张思维），思维的链式激活的步进速度可以达到每秒十几个步进以上，也即每个步进耗时不到一百毫秒。但是，对于“注意”指向的切换，不管是在来自外界的无关联性的不同感觉信息之间、或者是在来自思维过程的无关联性的不同思维内容之间、或者是在内外不同信息之间进行切换，某一信息要得到新的“注意”，需要该信息通道的神经元先激活发放，再经过聚合投射到中脑网状结构进行“报告”，再在中脑网状结构进行兴奋整合并跟之前的“注意”通道竞争，竞争成功后中脑网状结构该通道的上行神经再向丘脑板内核进行投射发放，板内核再向皮质上跟该信息相关的神经元进行同步脉冲发放，这时才能产生跟该信息相关的感知或思维，引起了“注意”。所以，“注意”切换的速度是比较慢的，其耗时大约在几百毫秒左右。

大脑在没有关联的不同信息之间进行“注意”切换时，引起思维系统“注意”控制通路的神经活动的变化和迟延，正是脑电研究中事件诱发电位“N400”的产生原因：在默读一段句子且句末是语义没有关联性的词语，或者在呈现两幅完全不相关的图片时，大脑在无法联想到的也即没有关联性的两种不同信息之间，进行“注意”的切换，引发了思维控制环路的同步脉冲发放的迟延和变化，产生了脑电诱发电位的“N400”现象。由于思维系统的“注意”指向发生在信息的输入、识别和中间处理环节，而与运动输出无关，所以Wernicke失语也即感觉性失语患者的“N400”不会产生，而Broca失语也即运动性失语患者的“N400”能够产生。

⒉自闭症的本质。自闭症也是大脑思维系统的“注意”控制机制工作异常所导致，但跟注意缺陷症相反，自闭症不是“注意”无法维持，自闭症是大脑思维系统的“注意”指向无法在各信息通道之间进行正常的“注意”切换，而异常地过度集中和维持在对内部中间信息进行处理的某些神经通道上，从而也相对地抑制了对其他神经通道特别是抑制了对视觉、听觉、触觉等外界信息输入通道的“注意”，造成患者对外界信息能够感知，但却不易引起“注意”，于是这些外界信息便无法得到思维系统的正常处理。由于患者能够感知外界信息，所以能够进行行走等日常活动和避险等本能的动作（也即那些无需思维系统控制的动作），也不会出现幻觉，但各种外界输入信息（视觉、听觉、触觉等）不易引起脑干网状结构“注意”控制通路的“注意”，也就不易得到思维系统的处理，（也即缺乏同步脉冲的发放激励）。所以，患者对各种外界输入信息包括外界的事件、别人的谈话内容等信息不容易“注意”，反应较弱甚至迟钝，而异常的专心“注意”于自己的某些思维活动。而且，由于语言交流的过程往往需要在不同信息内容之间进行随意和频繁的切换，而患者的思维系统却难以进行正常的“注意”切换，所以患者跟他人进行语言交流时会出现困难和障碍，久之便会由于困难而回避这种交流。而由于对外界信息的“注意”较弱，患者也不容易“注意”到他人的表情、目光、语气、情绪等这些微弱的细节性的信息，更不会“注意”到自己的情绪表现以及这些表现引起他人的什么反应，所以患者无法形成对自己和他人的情绪和表情的正常感知和反应，长期以往，便导致患者缺乏正常的情绪表现和情感交流。也就是说，自闭症的语言交流障碍和情感缺乏这些症状，其实是由于其思维系统的“注意”指向无法进行正常切换所导致的结果。根据“注意”切换异常的不同程度，自闭症也可有程度不同的多种表现，严重时患者可将“注意”指向长期维持在某些中间信息的神经活动上而完全忽视各种外部信息，造成语言交流退化甚至最终丧失，甚至由于失去对其他事情的“注意”而失去对自己行为的抑制，产生冲动性或攻击性行为。

从大脑“注意”指向的控制机制来看，（见“⒈⒈信息的输入传递通道”和“⒈⒉注意的控制、维持和切换”部分的内容）。这种 “注意”切换的异常，可能是：⑴、外界输入通道向中脑网状结构的投射信号本身过弱，无法引发“注意”；⑵、皮质的思维通道向中脑网状结构的下行投射信号过强，从而更多更强地引发中脑网状结构“注意”控制通路的“注意”指向；⑶、中脑网状结构的各上行通道之间互相抑制的作用过强，某通道一旦得到“注意”便异常强烈地抑制其他通道的竞争信号。从自闭症的表现来看患者对外界信息不容易注意，似乎是第⑴，但申请人分析认为更主要的还是后面两种，尤其是第⑶种，第⑵也可能是第⑶所导致的。理由包括：⑴、如果是外界输入通道的投射信息本身过弱，便应该只是某个特定信息通道（视觉、听觉、触觉等通道之一）过弱，而不应该是对所有的外界输入信息都不容易“注意”；⑵、患者并非无法“注意”外界信息，只是难以进行正常的切换，患者有时也会长时间地专注于某些外部信息，比如长时间玩耍一件物品或长时间专注于做某一事情，说明自闭症更主要的还是“注意”切换的异常。⑶、虽然先天性听觉障碍，包括先天性耳聋，也会造成患者的智力发育不良，但其症状表现跟自闭症是完全不同的。而且部分自闭症患者可以是听力正常，甚至是智力正常的。⑷、有研究发现，有些自闭症患者对某些声音很敏感，常常会觉得很吵，但对交谈却存在障碍，说明患者并非对听觉感知不足，而是能够感知但没有去“注意”，所以无法正常处理这些声音信息，而只是把它当做噪音，（视觉可以通过“不看”来回避，但听觉无法通过“不听”来回避）。所以说明自闭症更主要的还是中脑网状结构的各上行通道之间互相抑制的作用过强，使中脑网状结构的“注意”指向过度维持在某些思维通道，而难以进行正常的“注意”切换。而且，由于“注意”无法正常切换，久而也会导致其联合皮质思维通道向中脑网状结构的某些下行投射信号过强。而由于大脑的思维通道也是存在多个不同分组和不同通道的，各个思维通道通过各自的下行投射通路向中脑网状结构进行投射，自闭症只是导致其中某些通道的投射过强，所以自闭症患者所专注的思维内容也是片面的，并可能因此造成某些方面的思维能力过弱，而在其“注意”指向过强的通道，由于长期在这些通道进行信息处理，可能会造成该方面的思维能力超强，以致成为畸形的偏重某一方面的“天才”。

造成这种“注意”指向的控制异常的病因可能大部分是遗传性的，即大脑在婴幼儿生长时便形成神经通道的结构性的发育异常。后天因素也可能是由于某些神经递质或调质异常，或者来自脑干调制性神经核团的调制作用异常，导致下行投射信号过强或互相抑制的作用过强；甚至，由于皮质的下行投射通道属于氨基酸能神经，其信号传递是具有可塑性的，所以也不排除这种“注意”异常是习得性的。

由于大脑的各个神经通道普通存在交互调制的现象，所以，导致自闭症产生的原因，也可能对其他神经活动产生影响，导致患者出现其他方面的脑功能异常，使自闭症显得更加复杂。在治疗自闭症时，需要认识到其感知异常、交谈障碍和情感缺乏等特征症状实际上只是其思维系统的“注意”指向切换异常长期导致的结果，治疗需要针对其本质才能更有效。

Claims (10)

1.一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置，包括刺激信号产生模块，所述刺激信号产生模块包括有以下信号产生模块中的至少两种：听觉信号产生模块，用于产生涉及听觉的刺激信号；视觉信号产生模块，用于产生涉及视觉的刺激信号；触觉信号产生模块，用于产生涉及触觉的刺激信号；

其特征在于：还包括有用于触发刺激信号切换的信号切换触发电路，和用于执行刺激信号切换的输出信号切换电路；信号切换触发电路用于产生刺激信号切换的触发信号并输出到输出信号切换电路；输出信号切换电路连接各个刺激信号产生模块，用于控制各刺激信号产生模块的工作，使得在同一时刻训练装置只输出其中一种刺激信号，并且在得到信号切换触发电路的触发信号时其输出在不同类型的刺激信号中进行切换。

2.根据权利要求1所述的一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置，其特征在于：听觉信号产生模块包括有听觉信号产生电路和发声装置，用于产生听觉刺激信号；视觉信号产生模块包括视觉信号产生电路和发光装置，用于产生视觉刺激信号；触觉信号产生模块包括动作信号产生电路和电动装置，用于产生机械动作的触觉信号。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置，其特征在于：每次切换后的输出，刺激信号的输出幅度具有从小到大的特点，直至到达一个可设定的最大值。

4.根据权利要求1所述的一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置，其特征在于：信号切换触发电路是一个定时电路，每隔一个定时周期便产生一个触发信号。

5.根据权利要求1所述的一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置，其特征在于：信号切换触发电路是一个手动开关，通过手动控制来产生触发信号。

6.根据权利要求5所述的一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置，其特征在于：训练装置还带有用于检测脑电信号的脑电检测装置，脑电检测装置检测到特定的事件诱发电位的脑电特征信号时，进行显示或输出提示信号。

7.根据权利要求1所述的一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置，其特征在于：信号切换触发电路是一个脑电特征信号的检测和识别模块，包括一个脑电检测装置和一个脑电特征信号识别电路；当检测到脑电信号出现特征信号时输出一个电信号作为触发信号，或者维持一段时间的延时后再输出触发信号。

8.根据权利要求6或7所述的一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置，其特征在于：所述的脑电特征信号采用脑电事件诱发电位中的N400电位的特征信号。

9.根据权利要求6或7所述的一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置，其特征在于：脑电检测装置设置在头部的脑电检测电极部分，与进行数据处理的主机之间，采用无线方式进行数据传输。

10.根据权利要求1所述的一种用于治疗自闭症的“注意”切换训练装置，其特征在于：听觉信号产生模块同时包括有：单音信号产生电路及与其配合工作的喇叭，和语音信号产生电路及与其配合工作的喇叭；视觉信号产生模块同时包括有：闪光信号产生电路及与其配合工作的发光管，和视频信号产生电路及与其配合工作的显示屏；触觉信号产生模块同时包括有：振动信号产生电路及与其配合工作的电动装置，和按压信号产生电路及与其配合工作的电动装置。