注意力集中程度直接影响学习和工作效率,注意力状态可以通过专项训练进行改善,神经反馈训练是一种提高注意力的有效工具。本文以改善注意力状态为目的,以神经反馈训练为手段,研究了基于视觉刺激、想象运动和“正念”游戏神经反馈训练改善注意力状态效果,并完成了“正念”游戏神经反馈注意力训练系统设计。为了比较视觉刺激、想象运动和“正念”游戏三种神经反馈训练对于注意力改善的效果,分析了脑电信号近似熵、样本熵、排序熵特征量在训练前后的变化情况,结果显示,经过三种不同神经反馈训练后,通道AF3、AF4、F7、F8、F3、F4、FC5、FC6的alpha和theta节律的熵值均有所提高,beta节律的熵值均有所降低,且具有统计学意义。基于粒子群优化支持向量机,对比分析三种不同神经反馈训练前后两种状态的分类效果,结果显示,基于近似熵特征量,“正念”游戏神经反馈训练的分类正确率最高为88.13%;基于样本熵特征量,“正念”游戏神经反馈训练的分类正确率最高为82.5%;基于排序熵特征量,“正念”游戏神经反馈训练的分类正确率最高为83.86%。训练前后两种状态分类结果表明“正念”游戏神经反馈训练改善注意力效果最佳。基于多重分形理论,分析了神经反馈训练前后脑电信号分形奇异谱特征,结果显示,神经反馈训练前脑电信号奇异谱宽度为1.1319,经视觉刺激、想象运动和“正念”游戏三种不同神经反馈训练后脑电信号的奇异谱宽度均有变化,分别为:1.2441、1.1526和1.2575,结果显示,神经反馈训练后脑电信号的奇异谱宽度均大于训练前脑电信号的奇异谱宽度,表明神经反馈训练对改善注意力状态有效。进一步,结合舒尔特方格测试量表对受试者进行注意力测试,结果显示,经三种不同神经反馈训练后,受试者量表测试耗时明显缩短,表明注意力程度均有所提高。基于keil5和STM32F105芯片完成了“正念”游戏神经反馈训练系统的硬件平台设计;基于VS2010、SQL Server和MATLAB完成了“正念”游戏神经反馈训练系统的软件评估设计。该系统可有效实现对注意力状态的干预与评估。