互联网时代电子技术发展迅速,如何让内容丰富且趣味性强的游戏成为促进大脑健康的有用工具已经是脑科学领域的共识。近年来,很多学者发现,通过专项的认知游戏训练可以显著地提高记忆力、准确度、反应速度和执行能力等脑功能。国内外已经出现了许多热门的认知训练软件,但却没有一套可以结合脑电信息评估反馈训练效果的游戏化认知增强系统。针对上述问题,本文研究实现了一套游戏化认知增强系统,包括脑电采集设备以及在电脑客户端开发的集检测、训练和评估功能的软件应用,通过针对性的游戏训练项目改善用户的认知能力。本系统配套使用说明文档,帮助不同群体在家即可增强认知能力。本文主要完成的工作如下。1、游戏化认知增强系统的软件应用研发。该软件基于Qt平台设计开发,可打包在任意电脑使用,包含了检测、训练和评估等游戏化认知增强功能,实现了脑电信号采集与接收、脑电数据实时显示、大文件的读写及实时数据的保存、多维度游戏训练和认知评估等基本功能。使用者通过软件主界面实时获取其脑电数据,通过认知检测结果评估不同认知功能的水平高低,进行针对性游戏训练,训练过后对用户行为数据和脑电数据进行训练效果评估,评估的结果将以可视化的形式反馈给用户,供其再次进行针对性的训练。2、验证性实验研究。该部分目的为验证系统软件游戏训练模块的有效性,验证游戏为包括两种模式的警觉游戏,用于测试反应精度和反应速度。实验中,两种模式中的困难等级被用来作为前测和后测的测试任务,游戏训练的顺序为从简单、中等到困难逐级递进。训练过程的行为数据和脑电数据被同步采集,用于评估训练效果。最后,对实验数据进行分析,通过前测和后测的配对样本T检验统计对比来验证本系统的有效性。行为数据结果中,反应精度任务前后测差异性非常显著,而反应速度任务接近差异性显著。脑电数据结果中,功率谱绝对功率谱特征指标没有显著差异,而相对功率谱特征指标差异性非常显著,验证了本系统的游戏训练有效性。同时,显著频段下脑网络指标没有差异性显著。