Hacia un BCI de circuito cerrado generalizable basado en Neurofeedback para el entrenamiento de la atención

Después de dar su consentimiento y aprobar las preguntas de preselección, se asignará a cada participante a un estudio grupal de neurorretroalimentación de circuito cerrado (1 neurorretroalimentación simulada, 2- neurorretroalimentación no adaptativa, 3- neurorretroalimentación adaptativa) en un proceso ciego (los sujetos humanos no son conscientes de estos grupos). Se le pedirá a cada participante que complete un experimento de tres fases (fase 1: preevaluación de circuito abierto, fase 2: neurorretroalimentación de circuito cerrado, fase 3: postevaluación de circuito abierto) en una sola sesión. La duración de cada sesión será de unas dos horas. Para ejecutar el experimento, el participante se sentará en una silla cómoda frente a un monitor. Se colocará un gorro EEG de 8 canales o un gorro EEG de 32 canales (de la compañía gtec) en su cuero cabelludo seguido de la colocación de electrodos en las áreas designadas del sistema 10-20. En general, la proyección y la preparación de la configuración tardan unos 40 minutos. A continuación se explican en detalle todas las fases para todos los grupos:

Fase 1: preevaluación de circuito abierto [coherente entre todos los participantes en tres grupos: 1- neurorretroalimentación simulada, 2- neurorretroalimentación no adaptativa 3- neurorretroalimentación adaptativa] Los investigadores primero configuraron un sistema BCI en tiempo real para recopilar señales de EEG y respuestas conductuales en una manera sincrónica. Los investigadores utilizarán su paradigma previamente establecido para el entrenamiento de la atención visual en el que se muestran imágenes combinadas de "rostro" y "escena" en una secuencia de ensayos y la respuesta conductual a las categorías preparadas se recopila mediante botones pulsadores. Cada imagen compuesta se muestra durante un segundo. En los ensayos, si la instrucción inicial es para imágenes de rostros, el participante presionará una tecla en una palabra clave con la mano derecha si se observa el rostro masculino y presionará una tecla diferente en una palabra clave con la mano izquierda si se muestra un rostro femenino. Si la instrucción inicial es para imágenes de escenas, el participante presionará una tecla en una palabra clave con la mano derecha para escena interior y presionará una tecla diferente con la mano izquierda para escena exterior. Se considerará una carrera (cada carrera es de 8 bloques, cada bloque con 50 ensayos, cada ensayo un segundo) para esta fase. Con tiempo de descanso necesario para el participante y preparación de los investigadores para la fase 2, aproximamos 15 minutos para la duración de esta fase.

Fase 2: neurorretroalimentación de circuito cerrado [solo para sujetos en el grupo: 1- neurorretroalimentación simulada] En la fase de evaluación 1, los investigadores construyen un modelo de atención por participante para determinar su estado de atención a una categoría preparada en la imagen combinada (50% imagen de rostro y 50% imagen de escena). Durante la tarea de neurorretroalimentación simulada, se le pide al participante que controle la borrosidad y la transparencia de una cara o imagen de escena en la imagen combinada (como recompensa/castigo de retroalimentación) mediante el uso de sus actividades neuronales. Solo se registran datos neuronales durante la fase de neurorretroalimentación simulada. Dado que es un método falso, nuestro algoritmo determinará aleatoriamente la borrosidad y la transparencia de las imágenes, independientemente de los datos de EEG recopilados. Se considerarán 5 carreras (cada carrera es de 8 bloques, cada bloque con 50 intentos, cada intento es de un segundo) para esta fase. Con tiempo de descanso necesario para el participante y preparación de los investigadores para la fase 3, aproximamos a 50 minutos la duración de esta fase.

Fase 2: neurorretroalimentación de circuito cerrado [solo para sujetos en el grupo: 2- neurorretroalimentación no adaptativa] En la fase de evaluación 1, los investigadores construyen un modelo fijo de atención por participante para determinar su estado de atención a una categoría preparada en la imagen combinada (50 % imagen de rostro y 50% imagen de escena). Este modelo se alimentará a la canalización de procesamiento en línea. Durante la tarea de neurorretroalimentación no adaptativa, se le pide al participante que controle la borrosidad y la transparencia de una cara o imagen de escena en la imagen combinada (como recompensa/castigo de retroalimentación) mediante el uso de sus actividades neuronales. Solo se registran datos neuronales durante la fase de neurorretroalimentación no adaptativa. Se considerarán 5 carreras (cada carrera es de 8 bloques, cada bloque con 50 intentos, cada intento es de un segundo) para esta fase. Con tiempo de descanso necesario para el participante y preparación de los investigadores para la fase 3, aproximamos a 50 minutos la duración de esta fase.

Fase 2: neurofeedback de circuito cerrado [solo para sujetos en grupo: 3- neurofeedback adaptativo] En la fase 1 de evaluación, los investigadores construyen un modelo fijo atencional por sujeto para determinar su estado atencional a una categoría primada en la imagen combinada (50 % imagen de rostro y 50% imagen de escena). Este modelo se utilizará para inicializar la tubería de procesamiento en línea. Durante la tarea de neurorretroalimentación adaptativa, se le pide al sujeto que controle la borrosidad y la transparencia de una cara o imagen de escena en la imagen combinada (como recompensa/castigo de retroalimentación) mediante el uso de sus actividades neuronales. Con base en el algoritmo empleado, el modelo de atención se ajusta y reajusta a los nuevos datos neuronales que se avecinan. Solo se registran datos neuronales durante la fase de neurorretroalimentación adaptativa. Se considerarán 5 carreras (cada carrera es de 8 bloques, cada bloque con 50 intentos, cada intento es de un segundo) para esta fase. Con tiempo de descanso necesario para el participante y preparación de los investigadores para la fase 3, aproximamos a 50 minutos la duración de esta fase.

Fase 3: evaluación posterior de ciclo abierto [coherente entre todos los sujetos en tres grupos: 1- neurorretroalimentación simulada, 2- neurorretroalimentación no adaptativa 3- neurorretroalimentación adaptativa] Esta fase será completamente similar a la fase 1. Se considerará una carrera (cada carrera es de 8 bloques, cada bloque con 50 intentos, cada intento es de un segundo) para esta fase. Con tiempo de descanso necesario para el participante, aproximamos 15 minutos para la duración de esta fase.