Egy általánosítható, zárt hurkú, neurofeedback-alapú BCI felé a figyelemfelkeltéshez

Az előzetes szűrőkérdések jóváhagyása és átadása után minden résztvevő egy zárt hurkú neurofeedback csoportos vizsgálatba kerül (1-sham neurofeedback, 2-nem adaptív neurofeedback, 3-adaptív neurofeedback) vak folyamatban (az emberi alanyok nincsenek tisztában ezekkel csoportok). Minden résztvevőnek egy háromfázisú kísérletet kell elvégeznie (1. fázis: nyílt hurkú előértékelés, 2. fázis: zárt hurkú neurofeedback, 3. fázis: nyílt hurkú utóértékelés) egyetlen munkamenetben. Az egyes foglalkozások időtartama körülbelül két óra lesz. A kísérlet lebonyolításához a résztvevő egy kényelmes székben ül a monitor előtt. A fejbőrére egy 8 csatornás EEG sapka vagy 32 csatornás EEG sapka (a gtec cégtől) kerül felhelyezésre, majd elektródafelhelyezéssel a 10-20 rendszer kijelölt részein. Összességében a szűrés és a beállítás előkészítése körülbelül 40 percet vesz igénybe. Az alábbiakban részletesen ismertetjük az összes csoport összes fázisát:

1. fázis: nyílt hurkú előértékelés [konzisztens az összes résztvevő között három csoportban: 1 - hamis neurofeedback, 2 - nem adaptív neurofeedback 3 - adaptív neurofeedback] A kutatók először egy valós idejű BCI rendszert állítanak be az EEG jelek és viselkedési válaszok összegyűjtésére szinkron módon. A kutatók a korábban kialakított paradigmájukat használják a vizuális figyelem képzésére, amelyben az "arc" és a "jelenet" kevert képeit kísérletek sorozatában mutatják be, és nyomógombok segítségével gyűjtik össze az alapozott kategóriákra adott viselkedési választ. Minden egyes kép egy másodpercig látható. A kísérletek során, ha a kezdeti utasítás arcképekre vonatkozik, a résztvevő jobb kezével megnyom egy kulcsszót, ha férfi arcot észlel, és egy másik billentyűt a bal kezével, ha női arc látható. Ha a kezdeti utasítás jelenetképekre vonatkozik, a résztvevő a jobb kezével egy kulcsszót nyom meg a beltéri jelenethez, a bal kezével pedig egy másik gombot a kültéri jelenethez. Ebben a fázisban egy futás (minden futás 8 blokkból áll, minden blokk 50 próbát tartalmaz, minden próba egy másodperc) kerül figyelembevételre. A résztvevők szükséges pihenőidejével és a kutatók felkészítésével a 2. fázisra ennek a szakasznak a időtartamára körülbelül 15 percet számolunk.

2. fázis: zárt hurkú neurofeedback [csak a csoportba tartozó alanyok esetében: 1 – színlelt neurofeedback] Az 1. értékelési fázisban a vizsgálók figyelmi modellt építenek fel résztvevőnként, hogy meghatározzák figyelmi állapotát a kevert kép egy primer kategóriában (50% arckép és 50%-a jelenetkép). A hamis neurofeedback feladat során a résztvevőt arra kérik, hogy neurális tevékenységei segítségével szabályozza az arc vagy jelenet képének elmosódottságát és átlátszóságát a kevert képen (visszacsatolási jutalomként/büntetésként). A hamis neurofeedback fázisban csak idegi adatokat rögzítenek. Mivel ez egy színlelt módszer, az algoritmusunk véletlenszerűen határozza meg a képek homályosságát és átlátszóságát, függetlenül az összegyűjtött EEG-adatoktól. Ebben a fázisban 5 futás (minden futás 8 blokkból áll, minden blokk 50 próbát tartalmaz, minden próba egy másodperces) kerül számításba. A résztvevők szükséges pihenőidejével és a kutatók felkészítésével a 3. fázisra ennek a szakasznak az időtartamára körülbelül 50 percet számolunk.

2. fázis: zárt hurkú neurofeedback [csak a csoportba tartozó alanyok esetében: 2- nem adaptív neurofeedback] Az 1. értékelési fázisban a vizsgálók egy fix figyelemmodellt készítenek résztvevőnként, hogy meghatározzák figyelmi állapotát a kevert kép egy primer kategóriában (50 % arckép és 50% jelenetkép). Ez a modell az online feldolgozási folyamatba kerül. A nem adaptív neurofeedback feladat során a résztvevőt arra kérik, hogy neurális tevékenységei segítségével szabályozza az arc vagy jelenet képének elmosódottságát és átlátszóságát a kevert képen (visszacsatolási jutalomként/büntetésként). A nem adaptív neurofeedback fázisban csak a neurális adatokat rögzítik. Ebben a fázisban 5 futás (minden futás 8 blokkból áll, minden blokk 50 próbát tartalmaz, minden próba egy másodperces) kerül számításba. A résztvevők szükséges pihenőidejével és a kutatók felkészítésével a 3. fázisra ennek a szakasznak az időtartamára körülbelül 50 percet számolunk.

2. fázis: zárt hurkú neurofeedback [csak a csoportba tartozó alanyoknál: 3- adaptív neurofeedback] Az 1. értékelési fázisban a vizsgálók alanyonként felállítanak egy fix figyelemmodellt, hogy meghatározzák figyelmi állapotát a kevert kép egy primer kategóriában (50 % arckép és 50% jelenetkép). Ezt a modellt fogják használni az online feldolgozási folyamat inicializálására. Az adaptív neurofeedback feladat során az alany neurális tevékenységei segítségével szabályozza az arc vagy jelenet képének elmosódottságát és átlátszóságát a kevert képen (visszacsatolási jutalomként/büntetésként). Az alkalmazott algoritmus alapján a figyelmi modellt hozzáigazítják és újra illesztik az új közelgő neurális adatokhoz. Az adaptív neurofeedback fázisban csak a neurális adatok kerülnek rögzítésre. Ebben a fázisban 5 futás (minden futás 8 blokkból áll, minden blokk 50 próbát tartalmaz, minden próba egy másodperces) kerül számításba. A résztvevők szükséges pihenőidejével és a kutatók felkészítésével a 3. fázisra ennek a szakasznak az időtartamára körülbelül 50 percet számolunk.

3. fázis: nyílt hurkú utóértékelés [konzisztens az összes alany között három csoportban: 1 - hamis neurofeedback, 2 - nem adaptív neurofeedback 3 - adaptív neurofeedback] Ez a fázis teljesen hasonló lesz az 1. fázishoz. Ebben a fázisban egy futás (minden futás 8 blokkból áll, minden blokk 50 próbát tartalmaz, minden próba egy másodperces) kerül számításba. A résztvevő szükséges pihenőidejével ennek a szakasznak a időtartamára körülbelül 15 percet számolunk.