Invazivní rozhraní mozkového počítače pro pozornost

Experimentální: Tato rameno obdrží vizuální zpětnou vazbu ovládanou vlastním BCI

Behaviorální: Intervence pozornosti pomocí přizpůsobeného dekodéru BCI

Během offline fáze intervence budou účastníci vykonávat pozornost, zatímco je zaznamenána intrakraniální mozková aktivita. Data z této relace budou použita k trénování personalizovaného dekodéru schopného klasifikovat zapojení pozornosti.

Během fáze tréninku budou účastníci dostávat vizuální zpětnou vazbu v reálném čase, pokud jde o jejich mozkovou aktivitu, když je detekováno zapojení pozornosti. Cílem této zpětné vazby v uzavřené smyčce je posílit úspěšnou pozornost a zvýšit výkon během opakovaných relací.

Falešný srovnávač: Tato rameno obdrží vizuální zpětnou vazbu od jiného náhodně vybraného účastníka

Behaviorální: Intervence pozornosti bez použití přizpůsobeného dekodéru BCI

Během offline fáze budou účastníci provádět úkol pozornosti, zatímco je zaznamenána intrakraniální mozková aktivita. Pro každého účastníka bude vytvořen personalizovaný dekodér, ale nebude použit během relací tréninku.

Během fáze tréninku budou účastníci dostávat vizuální zpětnou vazbu při provádění úkolů pozornosti; Zpětná vazba však nebude závislá na jejich mozkové aktivitě. Místo toho bude zpětná vazba nekontingentní a nesouvisející se skutečným zapojením pozornosti. Neočekává se, že by tato skupina během školení zažila zlepšení výkonu pozornosti.

Trvalá pozornost, jak bylo hodnoceno Conners Conners Continuous Performance Test, 3. vydání

CPT-3 je počítačové hodnocení zaměřené na úkol používané k vyhodnocení problémů souvisejících s pozorností u jednotlivců ve věku 8 let a starších. Test poskytuje objektivní informace o výkonu jednotlivce v úkolech pozornosti.

T-skóre: ~ 30 (min) / 100+ (max); vyšší skóre = horší výkon; Index důvěry: 0 (min) / 1,00 (max); vyšší skóre = horší výkon (blíže 1 = pravděpodobnější atypické)

Pracovní paměť, jak bylo hodnoceno pomocí WISC-IV/WISC-V nebo WAIS-III/WAIS-IV

WISC je standardizovaný test používaný k posouzení intelektuální schopnosti dětí ve věku 6 až 16 let. Vyhodnocuje více kognitivních domén, včetně verbálního porozumění, vizuálního prostorového uvažování, pracovní paměti, rychlosti zpracování a uvažování tekutin (přidáno ve WISC-V).

WAIS je protějšku pro dospělé k WISC a používá se k posouzení inteligence jednotlivců ve věku 16 až 90 let. Stejně jako WISC hodnotí kognitivní schopnosti napříč doménami, jako je slovní porozumění, percepční uvažování, pracovní paměť a rychlost zpracování.

Skóre IQ a indexu v plném měřítku: 40 (min) / 160+ (max); vyšší skóre = lepší kognitivní schopnost; Skóre subtest škálovaných: 1 (min) / 19 (max); Vyšší skóre = lepší výkon na tomto subtestu

Výkonná funkce, jak je hodnoceno slovní plynulostí a výrobou stezek, systému Delis-Kaplan Executive Function System

Slovní plynulost D-KEFS hodnotí slovní produktivitu, kognitivní flexibilitu a výkonnou kontrolu nad jazykem. Zahrnuje plynulost písmen, plynulost kategorie a přepínání kategorií. Trail D-KEFS vytváří vizuální pozornost, psychomotorickou rychlost, sekvenování, kognitivní flexibilitu a řazení. Trail vytvářející subtest je užitečný pro detekci výkonné dysfunkce a často se používá při hodnocení jedinců s poraněním mozku, poruchami neurodevelopmentálních a neurodegenerativních podmínek.

Slovní plynulost, škálované skóre: 1 (min) / 19 (max); vyšší skóre = lepší výkon; Slovní plynulost, míra chyb 0 - ∞ (počet RAW); vyšší skóre = horší výkon; Vytváření stezky, škálované skóre: 1 (min) / 19 (max); vyšší skóre = lepší výkon; Výroba stezky, míra chyb 0 - ∞ (počet RAW); Vyšší skóre = horší výkon

Výkonná funkce, jak je hodnoceno podle hodnocení chování, inventarizace výkonné funkce, 2. vydání

Brief-2 je standardizované hodnocení založené na dotazníku určeném k hodnocení chování výkonné funkce v každodenním prostředí. Obvykle je dokončen rodiči, učiteli nebo jednotlivcem (sebepoznání) a používá se pro děti a dospívající ve věku 5 až 18 let.

Hodnotí více domén výkonné funkci--jako je inhibice, pracovní paměť, emoční kontrola, zahájení úkolu a kognitivní flexibilita-a poskytuje složené skóre, jako je index regulace chování, index regulace emocí a index kognitivní regulace.

T-skóre (stupnice a indexy): 30 (min) / 100+ (max); Vyšší skóre = horší výkonné fungování; Global Executive Composite (GEC): 30 (min) / 100+ (max); Vyšší skóre = horší výkonný výkon

Subjektivní pozornost vizuální analogové stupnice samostatně (SASR-VAS)

SASR-VAS je krátký, samostatně podávaný nástroj k posouzení toho, jak účastník zažívá problémy s pozorností a zda si v průběhu času zaznamenali nějaké změny.

Měřítko se skládá z vizuálních analogových hodnocení s jedním položkem, skóroval na 0 až 10 vizuální analogové stupnici (VAS).

Skóre: 0 (min) / 10 (max); Vyšší skóre = lépe vnímané fungování pozornosti a větší vnímané zlepšení

Markery plasticity, jak je hodnoceno funkční MRI

Účastníci podstoupí dvě relace fMRI, aby vyhodnotili změny ve vzorcích mozkové aktivity spojené s neuroplasticitou. Každá relace bude provedena před a po celém zásahu. Relace fMRI bude rozdělena do dvou částí: počáteční klidová fáze a intervenční fáze (kde účastníci budou provádět stejné úkoly jako během intervenčních/online relací). Měřením signálů závislých na úrovni krve-oxygenů (tučných) během výkonu odpočinku a/nebo úkolu může fMRI v průběhu času identifikovat procento (%) změn signálu v konkrétních oblastech zájmu (ROI).

Změna aktivity, jak bylo hodnoceno záznamy IEEG: Pozornost

Vyšetřovatelé mohou měřit změny v mozkové aktivitě účastníků, aby pochopili, jak mozek reaguje na trénink. Cílová aktivita sestává ze zvýšení amplitudy (µV) nebo výkonu (µV²/dB) ve vysoko-gama frekvenci [50-150] Hz v zájmových oblastech (ROI) kolem dorsolaterálních prefrontálních (DLPFC) a ventrolaterálních prefrontálních (VLPFC) korticí.

Změna aktivity, jak bylo hodnoceno záznamy IEEG: odpočinek

Vyšetřovatelé mohou měřit změny v mozkové aktivitě účastníků, aby pochopili, jak mozek reaguje na trénink. Cílová aktivita sestává ze snížení nebo nedostatku amplitudy (µV) nebo výkonu (µV²/dB) ve vysoké gama frekvenci [50-150] Hz v zájmových oblastech (ROI) kolem dorsolaterálních prefrontálních (DLPFC) a ventilolaterálních prefrontálních (VLPFC) korticí.

Výkon BCI: Přesnost

Vyšetřovatelé mohou vypočítat různé metriky pohotovostního stavu na základě toho, jak dobře interpretuje dekodér každého účastníka (buď ze skupiny BCI nebo simulovanou skupinu) jejich záměru nebo duševního stavu. Všechny metriky jsou extrahovány z zmatených matic. Mezi nejdůležitější, přesnost: 0 (min) / 1 (max); nižší skóre = model dělá všechny předpovědi nesprávně, vyšší skóre = model dělá všechny předpovědi správně

Výkon BCI: Citlivost

Vyšetřovatelé mohou vypočítat různé metriky pohotovostního stavu na základě toho, jak dobře interpretuje dekodér každého účastníka (buď ze skupiny BCI nebo simulovanou skupinu) jejich záměru nebo duševního stavu. Všechny metriky jsou extrahovány z zmatených matic. Mezi nejdůležitější, citlivost: 0 (min) / 1 (max); nižší skóre = model chybí všechny skutečné pozitivy (pouze falešné negativy), vyšší skóre = model detekuje všechny skutečné pozitivy (žádné falešné negativy)

Výkon BCI: Specifičnost

Vyšetřovatelé mohou vypočítat různé metriky pohotovostního stavu na základě toho, jak dobře interpretuje dekodér každého účastníka (buď ze skupiny BCI nebo simulovanou skupinu) jejich záměru nebo duševního stavu. Všechny metriky jsou extrahovány z zmatených matic. Mezi nejdůležitější, specifičnost: 0 (min) / 1 (max); nižší skóre = model chybí všechny skutečné negativy (pouze falešná pozitiva), vyšší skóre = model správně identifikuje všechny negativy (žádné falešné pozitivy)

Výkon BCI: Precision

Vyšetřovatelé mohou vypočítat různé metriky pohotovostního stavu na základě toho, jak dobře interpretuje dekodér každého účastníka (buď ze skupiny BCI nebo simulovanou skupinu) jejich záměru nebo duševního stavu. Všechny metriky jsou extrahovány z zmatených matic. Mezi nejdůležitějšími, přesnost: 0 (min) / 1 (max); nižší skóre = všechna předpokládaná pozitiva jsou nesprávná (pouze falešná pozitiva), vyšší skóre = všechna předpokládaná pozitiva jsou správná (žádná falešná pozitiva)

Výkon BCI: F1 skóre

Vyšetřovatelé mohou vypočítat různé metriky pohotovostního stavu na základě toho, jak dobře interpretuje dekodér každého účastníka (buď ze skupiny BCI nebo simulovanou skupinu) jejich záměru nebo duševního stavu. Všechny metriky jsou extrahovány z zmatených matic. Mezi nejdůležitějším skóre F1: 0 (min) / 1 (max); nižší skóre = žádná rovnováha mezi přesností a citlivostí (buď je 0), vyšší skóre = dokonalý rovnováha přesnosti a citlivosti (oba = 1)

Výkon BCI: korelační koeficient Matthews (MCC)

Vyšetřovatelé mohou vypočítat různé metriky pohotovostního stavu na základě toho, jak dobře interpretuje dekodér každého účastníka (buď ze skupiny BCI nebo simulovanou skupinu) jejich záměru nebo duševního stavu. Všechny metriky jsou extrahovány z zmatených matic. Mezi nejvýznamnějším korelačním koeficientem Matthews (MCC): -1 (min) / 0 (úroveň náhody) / +1 (max); nižší skóre = dokonalá inverzní předpověď modelu, vyšší skóre = dokonalá předpověď modelu

Výkon experimentu: Správné pokusy na relaci

Správné pokusy na relaci budou hodnoceny podle počtu správných odpovědí na běh a relaci.

V rámci běhu bude více pokusů a několik běhů v rámci relace. Data relace budou použita k vyhodnocení: změny v rámci subjektu v průběhu času (např. Zlepšení relace-relace) pomocí závislých srovnání; a rozdíly mezi skupinami, zejména porovnávání účastníků v intervenční skupině BCI a skupině Sham Control Group, pomocí nezávislého srovnání.

Počet pokusů na běh: 0 (min) / 20 (max); vyšší skóre = větší zapojení nebo kontrola pozornosti v rámci běhu běhů na relaci: ~ 4 (min) / 8+ (max); vyšší skóre = větší zapojení nebo kontrola pozornosti v rámci počtu relací na účastníka: ~ 3 (min) / 7+ (max); Vyšší skóre = větší zapojení nebo kontrola pozornosti mezi relacemi