Interfacce invasive del computer cerebrale per l'attenzione

Sperimentale: Questo braccio riceverà un feedback visivo controllato dal proprio BCI

Comportamentale: Intervento di attenzione utilizzando un decodificatore BCI personalizzato

Durante la fase offline dell'intervento, i partecipanti eseguiranno un compito attenzionale mentre viene registrata l'attività cerebrale intracranica. I dati di questa sessione verranno utilizzati per addestrare un decoder personalizzato in grado di classificare l'impegno dell'attenzione.

Durante la fase di allenamento, i partecipanti riceveranno un feedback visivo in tempo reale a seconda della loro attività cerebrale quando viene rilevato un impegno attenzionale. Questo feedback a circuito chiuso mira a rafforzare l'attenzione di successo e migliorare le prestazioni rispetto alle sessioni ripetute.

Comparatore fittizio: Questo braccio riceverà un feedback visivo da un altro partecipante selezionato casualmente

Comportamentale: Intervento di attenzione senza utilizzare un decodificatore BCI personalizzato

Durante la fase offline, i partecipanti eseguiranno un compito attenzionale mentre viene registrata l'attività cerebrale intracranica. Verrà creato un decodificatore personalizzato per ciascun partecipante ma non verrà utilizzato durante le sessioni di fase di allenamento.

Durante la fase di allenamento, i partecipanti riceveranno un feedback visivo mentre eseguono compiti attenzionali; Tuttavia, il feedback non dipenderà dalla loro attività cerebrale. Invece, il feedback sarà non contingente e non correlato all'impegno dell'attenzione reale. Questo gruppo non dovrebbe sperimentare miglioramenti delle prestazioni dell'attenzione attraverso le sessioni di allenamento.

Attenzione prolungata come valutato da Conners Continuous Performance Test, 3a edizione

Il CPT-3 è una valutazione computerizzata orientata alle attività utilizzata per valutare i problemi legati all'attenzione negli individui di età pari o superiore a 8 anni. Il test fornisce informazioni oggettive sulle prestazioni di un individuo nelle attività di attenzione.

Scorsi a T: ~ 30 (min) / 100+ (max); Punteggio più alto = prestazioni peggiori; Indice di confidenza: 0 (min) / 1.00 (max); Punteggio più alto = prestazioni peggiori (più vicine a 1 = più probabilità atipica)

Memoria di lavoro valutata da Wisc-IV/Wisc-V o WAIS-III/WAIS-IV

Il WISC è un test standardizzato utilizzato per valutare la capacità intellettuale dei bambini dai 6 ai 16 anni. Valuta più domini cognitivi, tra cui comprensione verbale, ragionamento visivo-spaziale, memoria di lavoro, velocità di elaborazione e ragionamento fluido (aggiunto in WISC-V).

Il WAIS è la controparte adulta del WISC e viene utilizzata per valutare l'intelligenza degli individui dai 16 ai 90 anni. Come il WISC, valuta le capacità cognitive tra domini come la comprensione verbale, il ragionamento percettivo, la memoria di lavoro e la velocità di elaborazione.

Punteggi IQ e indice su scala su scala: 40 (min) / 160+ (max); Punteggio più alto = migliore capacità cognitiva; Punteggi in scala sottotest: 1 (min) / 19 (max); Punteggio più alto = prestazioni migliori su quel sottotest

Funzione esecutiva valutata dalla fluidità verbale e dalla creazione di trail, del sistema di funzioni esecutive Delis-Kaplan

La fluidità verbale D-KEFS valuta la produttività verbale, la flessibilità cognitiva e il controllo esecutivo di un individuo sul linguaggio. Include fluidità delle lettere, fluidità della categoria e commutazione di categoria. Il percorso D-KEFS valuta l'attenzione visiva, la velocità psicomotoria, il sequenziamento, la flessibilità cognitiva e il cambio di set. Il sottotest che rende il trail è utile per rilevare la disfunzione esecutiva ed è spesso utilizzato nella valutazione di individui con lesioni cerebrali, disturbi da sviluppo neurocalizzante e condizioni neurodegenerative.

Fluidità verbale, punteggio ridimensionato: 1 (min) / 19 (max); Punteggio più alto = prestazioni migliori; Fluidità verbale, tassi di errore 0 - ∞ (conteggio grezzo); Punteggio più alto = prestazioni peggiori; Making Trail, punteggio ridimensionato: 1 (min) / 19 (max); Punteggio più alto = prestazioni migliori; Making Trail, tassi di errore 0 - ∞ (conteggio grezzo); Punteggio più alto = prestazioni peggiori

Funzione esecutiva valutata dall'inventario della valutazione del comportamento della funzione esecutiva, 2a edizione

Il Breve-2 è una valutazione basata su questionari standardizzata progettata per valutare i comportamenti della funzione esecutiva in contesti quotidiani. In genere è completato da genitori, insegnanti o l'individuo (auto-report) e viene utilizzato per bambini e adolescenti di età compresa tra 5 e 18 anni.

Valuta più settori del funzionamento esecutivo, come inibizione, memoria di lavoro, controllo emotivo, iniziazione delle attività e flessibilità cognitiva e fornisce punteggi compositi come l'indice di regolazione comportamentale, l'indice di regolazione delle emozioni e l'indice di regolazione cognitiva.

Scores a T (scale e indici): 30 (min) / 100+ (max); Punteggio più alto = funzionamento esecutivo peggiore; Global Executive Composite (GEC): 30 (min) / 100+ (max); Punteggio più alto = funzionamento esecutivo peggiore

Attenzione soggettiva Scala analogica visiva di auto-report (SASR-VAS)

Il SASR-VAS è uno strumento breve e auto-amministrato per valutare come il partecipante subisce problemi attenzionali e se hanno notato cambiamenti nel tempo.

La scala è costituita da valutazioni analogiche visive a singolo elemento, valutate su una scala analogica visiva da 0 a 10 (VAS).

Punteggi: 0 (min) / 10 (max); Punteggio più alto = migliore funzionamento dell'attenzione percepito e miglioramento percepito maggiore

Marcatori di plasticità valutati dalla risonanza magnetica funzionale

I partecipanti subiranno due sessioni di fMRI per valutare i cambiamenti nei modelli di attività cerebrale associati alla neuroplasticità. Ogni sessione verrà condotta prima e dopo l'intero intervento. La sessione fMRI sarà divisa in due parti: una fase di riposo iniziale e una fase di intervento (in cui i partecipanti eseguiranno le stesse attività delle sessioni di intervento/online). Misurando segnali dipendenti dal livello di ossigeno nel sangue (BOLD) durante il riposo e/o le prestazioni dell'attività, la fMRI può identificare le variazioni del segnale percentuale (%) in specifiche regioni di interesse (ROI) nel tempo.

Modifica dell'attività valutata dalle registrazioni IEEG: attento

Gli investigatori possono misurare i cambiamenti nell'attività cerebrale dei partecipanti per capire come il cervello risponde all'allenamento. L'attività target consiste nell'aumento dell'ampiezza (µV) o della potenza (µV²/db) nella frequenza ad alta gamma [50-150] Hz nelle regioni di interesse (ROI) attorno alle cortuette prefrontali dorsolaterale (DLPFC) e ventrolaterali (VLPFC) durante le prove di attenzione.

Modifica dell'attività valutata dalle registrazioni IEEG: riposo

Gli investigatori possono misurare i cambiamenti nell'attività cerebrale dei partecipanti per capire come il cervello risponde all'allenamento. L'attività target consiste nella diminuzione o nella mancanza di ampiezza (µV) o di potenza (µV²/dB) nella frequenza ad alta gamma [50-150] Hz nelle regioni di interesse (ROI) attorno alle cornici prefrontali dorsolaterali (DLPFC) e ventrolaterali prefrontali (VLPFC) durante gli studi di riposo.

Performance BCI: precisione

Gli investigatori possono calcolare diverse metriche di contingenza, in base al modo in cui il decoder di ciascun partecipante (dal gruppo BCI o sham) interpreta il loro intento attenzione o stato mentale. Tutte le metriche sono estratte da matrici di confusione. Tra la precisione più rilevante: 0 (min) / 1 (max); Punteggio inferiore = Il modello fa tutte le previsioni erroneamente, punteggio più alto = il modello fa correttamente tutte le previsioni

Performance BCI: sensibilità

Gli investigatori possono calcolare diverse metriche di contingenza, in base al modo in cui il decoder di ciascun partecipante (dal gruppo BCI o sham) interpreta il loro intento attenzione o stato mentale. Tutte le metriche sono estratte da matrici di confusione. Tra la sensibilità più rilevante: 0 (min) / 1 (max); Punteggio inferiore = Il modello manca tutti i positivi effettivi (solo falsi negativi), punteggio più alto = modello rileva tutti i positivi effettivi (nessun falso negativo)

Performance BCI: specificità

Gli investigatori possono calcolare diverse metriche di contingenza, in base al modo in cui il decoder di ciascun partecipante (dal gruppo BCI o sham) interpreta il loro intento attenzione o stato mentale. Tutte le metriche sono estratte da matrici di confusione. Tra la specificità più rilevante: 0 (min) / 1 (max); Punteggio inferiore = Il modello manca tutti gli aspetti negativi effettivi (solo falsi positivi), punteggio più alto = il modello identifica correttamente tutti i negativi (nessun falso positivo)

Performance BCI: precisione

Gli investigatori possono calcolare diverse metriche di contingenza, in base al modo in cui il decoder di ciascun partecipante (dal gruppo BCI o sham) interpreta il loro intento attenzione o stato mentale. Tutte le metriche sono estratte da matrici di confusione. Tra la precisione più rilevante: 0 (min) / 1 (max); Punteggio inferiore = Tutti i positivi previsti sono errati (solo falsi positivi), punteggio più alto = Tutti gli positivi previsti sono corretti (nessun falso positivo)

Performance BCI: punteggio F1

Gli investigatori possono calcolare diverse metriche di contingenza, in base al modo in cui il decoder di ciascun partecipante (dal gruppo BCI o sham) interpreta il loro intento attenzione o stato mentale. Tutte le metriche sono estratte da matrici di confusione. Tra il punteggio F1 più rilevante: 0 (min) / 1 (max); Punteggio inferiore = nessun equilibrio tra precisione e sensibilità (sia 0), punteggio più alto = equilibrio perfetto di precisione e sensibilità (entrambi = 1)

Performance BCI: coefficiente di correlazione di Matthews (MCC)

Gli investigatori possono calcolare diverse metriche di contingenza, in base al modo in cui il decoder di ciascun partecipante (dal gruppo BCI o sham) interpreta il loro intento attenzione o stato mentale. Tutte le metriche sono estratte da matrici di confusione. Tra il coefficiente di correlazione di Matthews più rilevante (MCC): -1 (min) / 0 (livello di possibilità) / +1 (max); Punteggio inferiore = previsione inversa perfetta del modello, punteggio più alto = previsione perfetta del modello

Performance dell'esperimento: prove corrette per sessione

Le prove corrette per sessione saranno valutate in base al numero di risposte corrette per esecuzione e sessione.

Ci saranno più prove all'interno di una corsa e diverse corse all'interno di una sessione. I dati di sessione verranno utilizzati per valutare: modifiche all'interno del soggetto nel tempo (ad es. Miglioramenti da sessione a sessione), utilizzando confronti dipendenti; e differenze tra gruppi, in particolare confrontando i partecipanti al gruppo di intervento BCI e nel gruppo di controllo sham, usando confronti indipendenti.

Numero di prove per corsa: 0 (min) / 20 (max); Punteggio più alto = maggiore coinvolgimento o controllo dell'attenzione all'interno di un numero di corsa di esecuzioni per sessione: ~ 4 (min) / 8+ (max); Punteggio più alto = maggiore coinvolgimento o controllo dell'attenzione all'interno di un numero di sessione di sessioni per partecipante: ~ 3 (min) / 7+ (max); Punteggio più alto = maggiore coinvolgimento o controllo dell'attenzione tra le sessioni