晕车与晕船是现代出行中一项普遍存在的挑战，影响着相当大比例的人群。目前，药物仍是主流有效的干预方式，但因其可能带来嗜睡、口干等副作用，难以长期或频繁使用。尽管已有部分非药物、无副作用的方案被提出，但其有效性往往缺乏大规模真实场景的验证，相关产品也尚未得到广泛应用与普及。琶洲实验室、华南理工大学、华南脑控（广东）智能科技有限公司李远清教授团队研发了一款可穿戴脑机接口正念冥想产品，可以持续将用户注意力从晕车晕船的不适感转移至冥想练习，从而可显著减轻晕动症状。研究团队招募了106名晕车人员参与真实乘车实验，招募了43名人员参与乘船实验。实验结果显示，超过89%用户认为脑机接口正念冥想产品能有效缓解长途晕车症状，83%用户认为能有效缓解短途晕车症状，81%用户认为能有效缓解晕船症状，且症状越严重，改善效果越明显。
这是首个经大规模真实场景验证的可穿戴、非药物、无副作用的防晕车晕船产品，能显著改善人们的出行体验，同时也为脑机接口技术开辟了新的刚需应用领域。团队相关研究结果表明，除了防晕车防晕船，该产品还有其它重要应用，如改善睡眠、减压、改善情绪、缓解耳鸣、缓解成瘾（如毒瘾）、缓解抑郁焦虑等。
相关成果已发表在国际权威期刊《Advanced Science》和《IEEE Transactions on Artificial Intelligence》，并获批中国发明专利（ZL2024101435396）和美国发明专利（US 12383697B1）。
01 背景
晕车和晕船作为典型的晕动症，其症状严重程度不一，轻则出汗头晕，重则恶心呕吐，严重影响乘客的出行体验。全球近46%的人口在过去五年内曾经历过晕车，约12%的成年人频繁发作，儿童的病发率更高。与此同时，约64%的初乘游轮者会受到晕船困扰，在恶劣海况下，这一比例可高达100%。因此，开发有效的干预方案具有重要意义。
药物干预（如茶苯海明、东莨菪碱等）虽有效率可达62-78%，但常伴随头痛、口干、嗜睡等副作用。现有的非药物干预方法主要包括：1）线索提示法（通过附加感官信号增强运动预判）；2）注意力转移法（引导注意力转向特定任务）；3）生物反馈法（基于心率等生理信号进行自我调节）。其中，注意力转移法因操作简便备受关注，但在真实乘车和乘船环境中持续维持专注仍面临挑战，且其有效性尚未得到大规模的充分验证。
02 方法
研究团队研发了一款可穿戴脑机接口正念冥想产品，用于在真实场景中缓解晕车和晕船症状。该产品由三部分组成：可穿戴脑电采集头环、客户端软件以及图形界面。具体而言，单通道头环（重约50克，可续航8小时）采集用户的前额脑电信号（Fp2），并无线传输至计算终端（如电脑、手机、平板等）。客户端软件部署了预训练的跨被试卷积神经网络模型，它将脑电信号实时量化为冥想分数（0-100，分数越高表示用户越放松且专注），进而调控冥想场景（如海浪、篝火、沙漠等）的动态变化。例如，在“篝火”冥想场景中，分数越高火焰越旺盛、背景音效越清晰。用户根据视听觉反馈，可以直观感知自身的冥想状态，更容易将注意力从晕车和晕船的不适感中持续转移到冥想练习上，从而有效缓解晕动症状。该产品同时兼容Windows、Android及iOS操作系统，支持移动终端部署，用户仅需约20分钟练习即可熟练使用，具备良好的实用性和推广潜力。
图 1 可穿戴脑机接口正念冥想产品示意图
图 2 乘车乘船实验场景图
为评估该方法的有效性，研究团队分别在真实乘车和乘船环境下开展了验证实验。
在真实乘车环境中，招募了106名易晕车被试分别开展短途和长途乘车实验。实验1（短途乘车）：包含两个40分钟乘车的实验阶段。在每个阶段中，被试需连续完成两个20分钟的乘车任务：无干预的自然乘车（自然乘车）和使用脑机接口正念冥想产品乘车（脑机接口正念冥想乘车）。两个阶段的乘车任务顺序不同，在被试间随机平衡。实验过程中，通过被试主动汇报的晕车严重程度评分（MISC分数）评估症状缓解效果。实验2（长途乘车）：包含两个120分钟的乘车任务（自然乘车和脑机接口正念冥想乘车），进一步验证该产品在长时间行程中的有效性。
在真实乘船实验中，招募了43名易晕船被试，包含三个90分钟的乘船任务：无干预的自然乘船（自然乘船）、使用脑机接口正念冥想产品乘船（脑机接口正念冥想乘船）和使用伪反馈正念冥想系统乘船（伪反馈正念冥想乘船）。
03 结果
（1）脑机接口正念冥想产品能有效缓解晕车和晕船症状
在真实乘车实验中，83.96%（89/106）被试认为脑机接口正念冥想产品能有效缓解短途晕车症状。对MISC分数的分析显示，脑机接口正念冥想乘车的MISC分数显著低于自然乘车（t(105) = -7.230, P < 0.001）。另外，89.11%（90/101）被试认为本产品能有效缓解长途晕车症状。与短途乘车类似，脑机接口正念冥想产品能显著降低长途乘车的MISC分数（t(100) = -12.251, P < 0.001），且从乘车第10分钟起，其缓解晕车的效果持续显著。
图 3 短途与长途乘车实验中MISC分数的结果
在真实乘船实验中，81.39%（35/43）被试认为使用脑机接口正念冥想产品能有效缓解晕船症状。然而，在伪反馈正念冥想乘船时，69.77%（30/43）被试表示晕船症状未得到缓解。对MISC分数的分析显示，从实验第20分钟开始，脑机接口正念冥想乘船的MISC分数显著低于自然乘船（P < 0.05），且全程抑制了分数随时间上升的趋势。最终脑机接口正念冥想乘船的平均MISC分数，显著低于自然乘船（t(42) = −4.128, P < 0.001）和伪反馈正念冥想乘船（t(42) = −3.785, P < 0.001）。
图 4 乘船实验中MISC分数的结果
（2）脑机接口正念冥想产品对晕车和晕船症状严重者效果更佳
研究发现，脑机接口正念冥想的干预效果与个体在无干预状态下的晕车和晕船严重程度密切相关。
在排除了无明显症状（MISC小于2分）的被试后，结果显示，无论是短途还是长途乘车实验，自然乘车症状严重组（MISC为4-10分）的症状缓解比例和症状减轻幅度都高于自然乘车症状较轻组（MISC为2-4分）。
图 5 基于自然乘车晕车严重程度分组的症状缓解结果
同理，在乘船实验中，也有类似的规律。
图 6 基于自然乘船晕车严重程度分组的症状缓解结果
（3）脑机接口正念冥想产品能调节晕车和晕船相关脑电标记物
在乘车实验中，结果显示，无论是短途还是长途实验，beta相对能量均与MISC分数的变化呈显著负相关。该结果表明，beta相对能量越低，晕车症状越严重；反之亦然。这一关系在自然乘车和脑机接口正念冥想乘车状态下均一致存在，证明其可作为晕车严重程度的脑电标记物。
图 7 脑电beta相对能量与MISC分数的变化在短途（A, B）与长途（C, D）实验中均呈显著负相关
进一步分析发现，脑机接口正念冥想乘车的beta相对能量均显著高于自然乘车（短途乘车实验：t(101) = 4.502, P < 0.001；长途乘车实验：t(96) = 3.068, P = 0.003），且脑机接口正念冥想乘车与自然乘车之间的beta相对能量差值，与两者间的MISC分数差值呈显著负相关（短途乘车实验：r = -0.324, P < 0.001；长途乘车实验：r = -0.209, P = 0.040）。
图 8 脑机接口正念冥想产品显著提升beta相对能量
在乘船实验中，结果显示，脑机接口正念冥想产品显著降低了与不适感和大脑负荷相关的总脑电功率。同时，相较于自然乘船，在脑机接口正念冥想乘船时，代表困倦或内在专注的theta相对能量显著降低（t(42) = −2.504, P < 0.05），而与外部警觉和认知控制相关的beta相对能量显著增强（t(42) = 2.772, P < 0.05）。
结果说明，脑机接口正念冥想产品能有效的调节晕车和晕船相关脑电标记物。
图 9 乘船实验中脑电特征的变化规律
（4）脑机接口正念冥想产品促进注意力持续转移
通过分析与注意力相关的脑电特征（theta/alpha和theta/beta）发现，在乘车实验中，脑机接口正念冥想乘车的theta/alpha均显著低于自然乘车（短途乘车实验：t(101) = −9.822, P < 0.001；长途乘车实验：t(96) = −5.064, P < 0.001）。同理，在乘船实验中，脑机接口正念冥想乘船的theta/beta均显著低于自然乘船（t(42) = 10.671, P < 0.001）和伪反馈正念冥想乘船（t(42) = 7.146, P < 0.001）。
结果说明，无论是乘车还是乘船环境，在使用脑机接口正念冥想产品时，被试均能持续主动参与正念冥想练习，实现注意力转移。
图 10 乘车实验的脑电theta/alpha结果
图 11 乘船实验的脑电theta/beta结果
04 讨论
本产品是首个经大规模真实乘车、乘船场景验证的，可穿戴、非药物且无副作用的防晕车防晕船解决方案。其核心机制是，通过脑机接口正念冥想，将用户的注意力从外源性干扰（视觉、前庭和本体的多感官信息冲突）持续转移至内源性认知控制（正念冥想），从而有效缓解晕动症状。脑机接口系统实时分析用户的脑电信号，评估其冥想/专注状态，并提供视听觉反馈，帮助用户在乘车和乘船的动态环境中持续转移注意力，这正是其效果的关键（伪反馈实验证实了这一点），且症状越严重者，改善效果越好。同时，脑电特征的变化也从生理层面支持了这一效果。
综上所述，该产品不仅能显著改善人们的出行体验，为脑机接口技术开辟了新的刚需应用领域，更展现出广泛的应用潜力。团队研究表明，该产品还可延伸至改善睡眠、减压、调节情绪、缓解耳鸣、成瘾（如毒瘾）、抑郁焦虑等多种神经或心理状态。
05 社会经济效益
防晕车防晕船的相关工作已被广东新闻联播、南方都市报等多家媒体报导，引起广泛关注。另外，研究团队正与相关车企合作，将可穿戴脑机接口正念冥想产品引入汽车智能座舱，为解决晕车难题提供脑机接口方案。
图 12 媒体报导