Mod en generaliserbar lukket løkke Neurofeedback-baseret BCI til opmærksomhedstræning

Efter samtykke og beståelse af præ-screeningsspørgsmål vil hver deltager blive tildelt et lukket-loop neurofeedback-gruppestudie (1-sham neurofeedback, 2- nonadaptiv neurofeedback, 3- adaptiv neurofeedback) i en blind proces (menneskelige forsøgspersoner er ikke opmærksomme på disse grupper). Hver deltager vil blive bedt om at gennemføre et trefaset eksperiment (fase 1: åben-loop præ-evaluering, fase 2: lukket-loop neurofeedback, fase 3: åben-loop post-evaluering) i én enkelt session. Varigheden af ​​hver session vil være omkring to timer. For at udføre eksperimentet vil deltageren sidde i en behagelig stol foran en skærm. En 8-kanals EEG-hætte eller 32-kanals EEG-hætte (fra gtec-firmaet) vil blive placeret på hans/hendes hovedbund efterfulgt af elektrodeplacering i de udpegede områder af 10-20-systemet. Overordnet tager screeningen og forberedelsen af ​​opsætningen omkring 40 minutter. I det følgende er alle faserne for alle grupperne forklaret i detaljer:

Fase 1: åben-loop præ-evaluering [konsistent blandt alle deltagere i tre grupper: 1- sham neurofeedback, 2- nonadaptiv neurofeedback 3- adaptiv neurofeedback] Forskerne opsatte først et real-time BCI-system til at indsamle EEG-signaler og adfærdsmæssige reaktioner i en synkron måde. Efterforskerne vil bruge deres tidligere etablerede paradigme til visuel opmærksomhedstræning, hvor blandede billeder af "ansigt" og "scene" vises i en sekvens af forsøg, og den adfærdsmæssige reaktion på primede kategorier indsamles ved hjælp af trykknapper. Hvert sammensat billede vises i et sekund. På tværs af forsøg, hvis den indledende instruktion er til ansigtsbilleder, vil deltageren trykke på en tast på et nøgleord med højre hånd, hvis det mandlige ansigt observeres, og trykke på en anden tast på et nøgleord med venstre hånd, hvis der vises et kvindeansigt. Hvis den indledende instruktion er til scenebilleder, vil deltageren trykke på en tast på et nøgleord med højre hånd for indendørs scene og trykke på en anden tast med venstre hånd for udendørs scene. En kørsel (hver kørsel er 8 blokke, hver blok med 50 forsøg, hver prøve et sekund) vil blive overvejet for denne fase. Med nødvendig hviletid for deltageren og forberedelse af forskere til fase 2, anslår vi 15 minutter for varigheden af ​​denne fase.

Fase 2: lukket kredsløb neurofeedback [kun for forsøgspersoner i gruppe: 1- sham neurofeedback] I evalueringsfase 1 bygger efterforskerne en opmærksomhedsmodel pr. deltager for at bestemme hans/hendes opmærksomhedstilstand til en primet kategori i det blandede billede (50 % ansigtsbillede og 50 % scenebillede). Under falsk neurofeedback-opgave bliver deltageren bedt om at kontrollere slørheden og gennemsigtigheden af ​​et ansigts- eller scenebillede i det blandede billede (som feedback-belønning/straf) ved at bruge hans/hendes neurale aktiviteter. Kun neurale data registreres under falsk neurofeedback-fase. Da det er en falsk metode, vil vores algoritme tilfældigt bestemme sløringen og gennemsigtigheden af ​​billeder uanset indsamlede EEG-data. 5 løb (hver kørsel er 8 blokke, hver blok med 50 forsøg, hver prøve er et sekund) vil blive overvejet for denne fase. Med nødvendig hviletid for deltageren og forberedelse af forskere til fase 3, anslår vi 50 minutter for varigheden af ​​denne fase.

Fase 2: lukket kredsløb neurofeedback [kun for forsøgspersoner i gruppe: 2- ikke-adaptiv neurofeedback] I evalueringsfase 1 bygger efterforskerne en opmærksomhedsfast model pr. deltager for at bestemme hans/hendes opmærksomhedstilstand til en primet kategori i det blandede billede (50 % ansigtsbillede og 50 % scenebillede). Denne model vil blive ført til onlinebehandlingspipeline. Under en ikke-adaptiv neurofeedback-opgave bliver deltageren bedt om at kontrollere slørheden og gennemsigtigheden af ​​et ansigts- eller scenebillede i det blandede billede (som feedback-belønning/straf) ved at bruge hans/hendes neurale aktiviteter. Kun neurale data registreres i den ikke-adaptive neurofeedback-fase. 5 løb (hver kørsel er 8 blokke, hver blok med 50 forsøg, hver prøve er et sekund) vil blive overvejet for denne fase. Med nødvendig hviletid for deltageren og forberedelse af forskere til fase 3, anslår vi 50 minutter for varigheden af ​​denne fase.

Fase 2: lukket kredsløb neurofeedback [kun for forsøgspersoner i gruppe: 3- adaptiv neurofeedback] I evalueringsfase 1 bygger efterforskerne en opmærksomhedsfast model pr. forsøgsperson for at bestemme hans/hendes opmærksomhedstilstand til en primet kategori i det blandede billede (50 % ansigtsbillede og 50 % scenebillede). Denne model vil blive brugt til at initialisere onlinebehandlingspipelinen. Under adaptiv neurofeedback-opgave bliver forsøgspersonen bedt om at kontrollere slørheden og gennemsigtigheden af ​​et ansigts- eller scenebillede i det blandede billede (som feedback-belønning/straf) ved at bruge hans/hendes neurale aktiviteter. Baseret på anvendt algoritme justeres attentialmodellen og tilpasses til nye kommende neurale data. Kun neurale data registreres under adaptiv neurofeedback-fase. 5 løb (hver kørsel er 8 blokke, hver blok med 50 forsøg, hver prøve er et sekund) vil blive overvejet for denne fase. Med nødvendig hviletid for deltageren og forberedelse af forskere til fase 3, anslår vi 50 minutter for varigheden af ​​denne fase.

Fase 3: open-loop post-evaluering [konsistent blandt alle forsøgspersoner i tre grupper: 1- sham neurofeedback, 2- nonadaptiv neurofeedback 3- adaptiv neurofeedback] Denne fase vil være fuldstændig magen til fase 1. En kørsel (hver kørsel er 8 blokke, hver blok med 50 forsøg, hver prøve er et sekund) vil blive overvejet for denne fase. Med nødvendig hviletid for deltageren, anslår vi 15 minutter for varigheden af ​​denne fase.