Invasive hjerne-computergrænseflader for opmærksomhed

Eksperimentel: Denne arm modtager visuel feedback kontrolleret af sin egen BCI

Adfærdsmæssigt: Opmærksomhedsintervention ved hjælp af en tilpasset BCI -dekoder

I den offline fase af interventionen vil deltagerne udføre en opmærksomhedsopgave, mens intrakraniel hjerneaktivitet registreres. Data fra denne session vil blive brugt til at træne en personlig dekoder, der er i stand til at klassificere opmærksomt engagement.

I træningsfasen vil deltagerne modtage realtids visuel feedback-kontingent på deres hjerneaktivitet, når der opdages opmærksomhedsengagement. Denne feedback med lukket sløjfe sigter mod at styrke succesfuld opmærksomhed og forbedre ydeevnen over gentagne sessioner.

Sham-komparator: Denne arm modtager visuel feedback fra en anden tilfældigt valgt deltager

Adfærdsmæssigt: Opmærksomhedsintervention uden at bruge en tilpasset BCI -dekoder

I offline -fasen vil deltagerne udføre en opmærksomhedsopgave, mens intrakraniel hjerneaktivitet registreres. En personlig dekoder oprettes for hver deltager, men vil ikke blive brugt under træningsfaserne.

I træningsfasen vil deltagerne modtage visuel feedback, mens de udfører opmærksomme opgaver; Feedbacken vil dog ikke være betinget af deres hjerneaktivitet. I stedet vil feedback være ikke-kontingent og ikke relateret til det faktiske opmærksomme engagement. Denne gruppe forventes ikke at opleve forbedringer i opmærksomme resultater gennem træningssessionerne.

Vedvarende opmærksomhed som vurderet af Conners kontinuerlige præstationstest, 3. udgave

CPT-3 er en opgaveorienteret edb-vurdering, der bruges til at evaluere opmærksomhedsrelaterede problemer hos enkeltpersoner i alderen 8 år og ældre. Testen giver objektiv information om den enkeltes præstation i opmærksomhedsopgaver.

T-score: ~ 30 (min) / 100+ (max); Højere score = værre ydelse; Tillidsindeks: 0 (min) / 1,00 (max); Højere score = værre ydeevne (tættere på 1 = mere sandsynligt atypisk)

Arbejdshukommelse som vurderet af WISC-IV/WISC-V eller WAIS-III/WAIS-IV

WISC er en standardiseret test, der bruges til at vurdere den intellektuelle evne hos børn i alderen 6 til 16 år. Det evaluerer flere kognitive domæner, herunder verbal forståelse, visuel-rumlig ræsonnement, arbejdshukommelse, behandlingshastighed og flydende ræsonnement (tilføjet i WISC-V).

WAIS er det voksne modstykke til WISC og bruges til at vurdere intelligensen fra enkeltpersoner i alderen 16 til 90 år. Ligesom WISC evaluerer den kognitive evner på tværs af domæner som verbal forståelse, perceptuel ræsonnement, arbejdshukommelse og behandlingshastighed.

Fuldskala IQ & indeksresultater: 40 (min) / 160+ (max); højere score = bedre kognitiv evne; Subtest skaleret score: 1 (min) / 19 (maks); Højere score = bedre ydelse på den subtest

Executive Function som vurderet ved verbal flytning og trailfremstilling af det delis-Kaplan Executive Function System

D-KEFS-verbal flydende evaluerer den enkeltes verbale produktivitet, kognitive fleksibilitet og udøvende kontrol over sprog. Det inkluderer brevfluens, kategoriflugt og kategorifeltning. D-KEFS Trail Making vurderer visuel opmærksomhed, psykomotorisk hastighed, sekventering, kognitiv fleksibilitet og sætskift. Sporet, der fremstiller subtest, er nyttigt til at detektere udøvende dysfunktion og bruges ofte til evaluering af individer med hjerneskader, neuroudviklingsforstyrrelser og neurodegenerative tilstande.

Verbal flytning, skaleret score: 1 (min) / 19 (maks); Højere score = bedre ydelse; Verbal flytning, fejlrater 0 - ∞ (råtælling); Højere score = værre ydelse; Trailfremstilling, skaleret score: 1 (min) / 19 (max); Højere score = bedre ydelse; Trailfremstilling, fejlrater 0 - ∞ (råtælling); Højere score = værre ydeevne

Executive Function som vurderet af Behavior Rating Inventory of Executive Function, 2. udgave

Kort-2 er en standardiseret spørgeskema-baseret vurdering designet til at evaluere udøvende funktionsadfærd i hverdagens omgivelser. Det er typisk afsluttet af forældre, lærere eller den enkelte (selvrapport) og bruges til børn og unge i alderen 5 til 18 år.

Den vurderer flere domæner af udøvende fungerende-såsom inhibering, arbejdshukommelse, følelsesmæssig kontrol, opgavesinitiering og kognitiv fleksibilitet-og giver sammensatte scoringer som adfærdsreguleringsindekset, følelsesreguleringsindeks og kognitiv reguleringsindeks.

T-score (skalaer og indekser): 30 (min) / 100+ (max); Højere score = værre udøvende funktion; Global Executive Composite (GEC): 30 (min) / 100+ (Max); Højere score = værre udøvende funktion

Subjektiv opmærksomhed selvrapport Visual Analog Scale (SASR-VAS)

SASR-VAS er et kort, selvadministreret værktøj til at vurdere, hvordan deltageren oplever opmærksomme problemer, og om de har bemærket ændringer over tid.

Skalaen består af en visuel analoge ratings med en enkelt genstand, scoret på en 0 til 10 visuel analog skala (VAS).

Resultater: 0 (min) / 10 (max); Højere score = bedre opfattet opmærksom funktion og større opfattet forbedring

Markører for plasticitet som vurderet ved funktionel MR

Deltagerne gennemgår to fMRI -sessioner for at vurdere ændringer i hjerneaktivitetsmønstre forbundet med neuroplasticitet. Hver session gennemføres før og efter hele interventionen. FMRI -sessionen vil blive opdelt i to dele: en indledende hvilefase og en interventionsfase (hvor deltagerne udfører de samme opgaver som under intervention/online -sessioner). Ved at måle blod-ilt-niveau-afhængige (fed) signaler under hvile og/eller opgavens ydeevne, kan FMRI identificere procent (%) signalændringer i specifikke regioner af interesse (ROI) over tid.

Ændring af aktivitet som vurderet ved IEEG -optagelser: opmærksom

Efterforskerne kan måle ændringer i deltagernes hjerneaktivitet for at forstå, hvordan hjernen reagerer på træning. Målaktiviteten består af stigningen i amplitude (µV) eller effekt (µV²/dB) i frekvensen med høj gamma [50-150] Hz i regioner af interesse (ROI) omkring de dorsolaterale præfrontale (DLPFC) og ventrolaterale præfrontale (VLPFC) cortices under opmærksomhedsundersøgelser.

Ændring af aktivitet som vurderet ved IEEG -optagelser: hvile

Efterforskerne kan måle ændringer i deltagernes hjerneaktivitet for at forstå, hvordan hjernen reagerer på træning. Målaktiviteten består af faldet eller manglen i amplitude (µV) eller effekt (µV²/dB) i høj-gamma-frekvensen [50-150] Hz i regioner af interesse (ROI) omkring dorsolaterale prefrontale (DLPFC) og ventrolaterale prefrontale (VLPFC) cortices under REST-forsøget.

BCI -ydeevne: nøjagtighed

Undersøgere kan beregne forskellige beredskabsmetrics, baseret på hvor godt hver deltagers dekoder (enten fra BCI- eller Sham -gruppen) fortolker deres opmærksomme intentioner eller mentale tilstand. Alle målinger ekstraheres fra forvirringsmatrixer. Mellem den mest relevante nøjagtighed: 0 (min) / 1 (max); Lavere score = model gør alle forudsigelser forkert, højere score = model gør alle forudsigelser korrekt

BCI -ydeevne: Følsomhed

Undersøgere kan beregne forskellige beredskabsmetrics, baseret på hvor godt hver deltagers dekoder (enten fra BCI- eller Sham -gruppen) fortolker deres opmærksomme intentioner eller mentale tilstand. Alle målinger ekstraheres fra forvirringsmatrixer. Mellem den mest relevante følsomhed: 0 (min) / 1 (max); Lavere score = model savner alle faktiske positiver (kun falske negativer), højere score = model registrerer alle faktiske positive (ingen falske negativer)

BCI -præstation: Specificitet

Undersøgere kan beregne forskellige beredskabsmetrics, baseret på hvor godt hver deltagers dekoder (enten fra BCI- eller Sham -gruppen) fortolker deres opmærksomme intentioner eller mentale tilstand. Alle målinger ekstraheres fra forvirringsmatrixer. Mellem den mest relevante specificitet: 0 (min) / 1 (max); Lavere score = model savner alle faktiske negativer (kun falske positiver), højere score = model identificerer korrekt alle negativer (ingen falske positiver)

BCI Performance: Præcision

Undersøgere kan beregne forskellige beredskabsmetrics, baseret på hvor godt hver deltagers dekoder (enten fra BCI- eller Sham -gruppen) fortolker deres opmærksomme intentioner eller mentale tilstand. Alle målinger ekstraheres fra forvirringsmatrixer. Mellem den mest relevante præcision: 0 (min) / 1 (max); Lavere score = Alle forudsagte positiver er forkerte (kun falske positive), højere score = alle forudsagte positiver er korrekte (ingen falske positiver)

BCI Performance: F1 score

Undersøgere kan beregne forskellige beredskabsmetrics, baseret på hvor godt hver deltagers dekoder (enten fra BCI- eller Sham -gruppen) fortolker deres opmærksomme intentioner eller mentale tilstand. Alle målinger ekstraheres fra forvirringsmatrixer. Mellem den mest relevante F1 -score: 0 (min) / 1 (max); Lavere score = ingen balance mellem præcision og følsomhed (enten er 0), højere score = perfekt balance mellem præcision og følsomhed (både = 1)

BCI Performance: Matthews Correlation Coefficient (MCC)

Undersøgere kan beregne forskellige beredskabsmetrics, baseret på hvor godt hver deltagers dekoder (enten fra BCI- eller Sham -gruppen) fortolker deres opmærksomme intentioner eller mentale tilstand. Alle målinger ekstraheres fra forvirringsmatrixer. Mellem den mest relevante, Matthews -korrelationskoefficient (MCC): -1 (min) / 0 (tilfældig niveau) / +1 (max); Lavere score = perfekt omvendt forudsigelse af modellen, højere score = perfekt forudsigelse af modellen

Eksperimentydelse: Korrekte forsøg pr. Session

Korrekte forsøg pr. Session vurderes i henhold til antallet af korrekte svar pr. Kørsel og session.

Der vil være flere forsøg inden for et løb og flere løb inden for en session. Sessionsdata vil blive brugt til at evaluere: ændringer inden for emnet over tid (f.eks. Forbedringer til session til session) ved hjælp af afhængige sammenligninger; og forskelle mellem grupper, især sammenligning af deltagere i BCI-interventionsgruppen og skamkontrolgruppen ved hjælp af uafhængige sammenligninger.

Antal forsøg pr. Kørsel: 0 (min) / 20 (max); Højere score = større engagement eller opmærksom kontrol inden for et kørt antal kørsler pr. Session: ~ 4 (min) / 8+ (Max); Højere score = større engagement eller opmærksom kontrol inden for et sessionantal sessioner pr. Deltager: ~ 3 (min) / 7+ (Max); Højere score = større engagement eller opmærksom kontrol mellem sessioner