Směrem k zobecněnému BCI založenému na BCI s uzavřenou smyčkou pro trénink pozornosti

Po odsouhlasení a složení otázek před screeningem bude každý účastník zařazen do skupinové studie neurofeedbacku s uzavřenou smyčkou (1-falešná neurofeedback, 2- neadaptivní neurofeedback, 3-adaptivní neurofeedback) ve slepém procesu (lidské subjekty si toho nejsou vědomy skupiny). Každý účastník bude požádán, aby dokončil třífázový experiment (fáze 1: předběžné vyhodnocení s otevřenou smyčkou, fáze 2: neurofeedback s uzavřenou smyčkou, fáze 3: následné vyhodnocení s otevřenou smyčkou) v jedné relaci. Délka každého sezení bude přibližně dvě hodiny. Při provádění experimentu bude účastník usazen v pohodlném křesle před monitorem. Na temeno hlavy se mu nasadí 8-kanálová EEG čepice nebo 32-kanálová EEG čepice (od společnosti gtec) s následným umístěním elektrod do určených oblastí systému 10-20. Celkově screening a příprava nastavení zabere asi 40 minut. V následujícím jsou podrobně vysvětleny všechny fáze pro všechny skupiny:

Fáze 1: předběžné hodnocení v otevřené smyčce [konzistentní mezi všemi účastníky ve třech skupinách: 1- simulovaná neurofeedback, 2- neadaptivní neurofeedback 3- adaptivní neurofeedback] Výzkumníci nejprve nastavili systém BCI v reálném čase pro sběr EEG signálů a behaviorálních odpovědí v synchronním způsobem. Vyšetřovatelé použijí své dříve zavedené paradigma pro nácvik vizuální pozornosti, ve kterém se smíšené obrazy „obličeje“ a „scény“ zobrazují v sekvenci pokusů a pomocí tlačítek se shromažďují behaviorální reakce na primární kategorie. Každý složený obrázek se zobrazí na jednu sekundu. V průběhu zkoušek, pokud jsou počáteční instrukce pro obrázky obličeje, účastník stiskne klávesu na klíčovém slově pravou rukou, pokud je pozorován mužský obličej, a stiskne jinou klávesu na klíčovém slově levou rukou, pokud je zobrazen ženský obličej. Pokud se počáteční instrukce týká obrázků scén, účastník stiskne klávesu klíčového slova pravou rukou pro vnitřní scénu a levou rukou stiskne jinou klávesu pro venkovní scénu. V této fázi bude uvažován jeden běh (každý běh má 8 bloků, každý blok má 50 pokusů, každý pokus jedna sekunda). S nezbytnou dobou odpočinku pro účastníka a přípravou výzkumníků na 2. fázi je doba trvání této fáze přibližně 15 minut.

Fáze 2: neurofeedback s uzavřenou smyčkou [pouze pro subjekty ve skupině: 1 – falešná neurofeedback] Ve fázi hodnocení 1 vyšetřovatelé sestaví model pozornosti na účastníka, aby určili jeho/její stav pozornosti na primární kategorii ve smíšeném snímku (50 % obrázek obličeje a 50% obrázek scény). Během předstírané úlohy neurofeedbacku je účastník požádán, aby řídil rozostření a průhlednost obrazu tváře nebo scény ve smíšeném obrázku (jako odměnu/trest za zpětnou vazbu) pomocí svých nervových aktivit. Během falešné neurofeedback fáze se zaznamenávají pouze neurální data. Protože se jedná o falešnou metodu, náš algoritmus náhodně určí rozostření a průhlednost snímků bez ohledu na shromážděná data EEG. V této fázi bude uvažováno 5 jízd (každá jízda je 8 bloků, každý blok s 50 pokusy, každý pokus trvá jednu sekundu). S nezbytnou dobou odpočinku pro účastníka a přípravou výzkumníků na 3. fázi je doba trvání této fáze přibližně 50 minut.

Fáze 2: neurofeedback s uzavřenou smyčkou [pouze pro subjekty ve skupině: 2- ​​neadaptivní neurofeedback] Ve fázi hodnocení 1 vyšetřovatelé sestaví fixní model pozornosti pro každého účastníka, aby určili jeho/její stav pozornosti na primární kategorii ve smíšeném snímku (50 % obrazu tváře a 50 % obrazu scény). Tento model bude přiváděn do online zpracovatelského potrubí. Během neadaptivní úlohy neurofeedbacku je účastník požádán, aby řídil rozostření a průhlednost obrazu tváře nebo scény ve smíšeném obrazu (jako odměnu/trest za zpětnou vazbu) pomocí svých nervových aktivit. Během neadaptivní fáze neurofeedbacku se zaznamenávají pouze neurální data. V této fázi bude uvažováno 5 jízd (každá jízda je 8 bloků, každý blok s 50 pokusy, každý pokus trvá jednu sekundu). S nezbytnou dobou odpočinku pro účastníka a přípravou výzkumníků na 3. fázi je doba trvání této fáze přibližně 50 minut.

Fáze 2: neurofeedback s uzavřenou smyčkou [pouze pro subjekty ve skupině: 3- adaptivní neurofeedback] Ve fázi hodnocení 1 vyšetřovatelé sestaví fixní model pozornosti na subjekt, aby určili jeho/její stav pozornosti na primární kategorii ve smíšeném snímku (50 % obrazu tváře a 50 % obrazu scény). Tento model bude použit k inicializaci online procesu zpracování. Během adaptivní neurofeedbackové úlohy je subjekt požádán, aby řídil rozostření a průhlednost obrazu tváře nebo scény ve smíšeném obrazu (jako odměnu/trest za zpětnou vazbu) pomocí svých nervových aktivit. Na základě použitého algoritmu je atenční model upraven a znovu přizpůsoben novým nadcházejícím neurálním datům. Během adaptivní neurofeedback fáze se zaznamenávají pouze neurální data. V této fázi bude uvažováno 5 jízd (každá jízda je 8 bloků, každý blok s 50 pokusy, každý pokus trvá jednu sekundu). S nezbytnou dobou odpočinku pro účastníka a přípravou výzkumníků na 3. fázi je doba trvání této fáze přibližně 50 minut.

Fáze 3: následné hodnocení s otevřenou smyčkou [konzistentní mezi všemi subjekty ve třech skupinách: 1- falešná neurofeedback, 2- neadaptivní neurofeedback 3- adaptivní neurofeedback] Tato fáze bude zcela podobná fázi 1. V této fázi bude zvažován jeden běh (každý běh má 8 bloků, každý blok má 50 pokusů, každý pokus je jedna sekunda). S nezbytnou dobou odpočinku pro účastníka je doba trvání této fáze přibližně 15 minut.