W kierunku uogólnionego BCI opartego na neurofeedbacku w pętli zamkniętej do treningu uwagi

Po wyrażeniu zgody i zdaniu wstępnych pytań przesiewowych, każdy uczestnik zostanie przydzielony do badania grupowego neurofeedbacku w zamkniętej pętli (1- neurofeedback pozorowany, 2- neurofeedback nieadaptacyjny, 3- neurofeedback adaptacyjny) w procesie ślepym (osoby nie są świadome tych grupy). Każdy uczestnik zostanie poproszony o ukończenie trójfazowego eksperymentu (faza 1: ocena wstępna w pętli otwartej, faza 2: neurofeedback w pętli zamkniętej, faza 3: ocena końcowa w pętli otwartej) podczas jednej sesji. Czas trwania każdej sesji będzie wynosił około dwóch godzin. W celu przeprowadzenia eksperymentu uczestnik zostanie posadzony na wygodnym krześle przed monitorem. 8-kanałowa czepek EEG lub 32-kanałowa czepek EEG (firmy gtec) zostanie umieszczona na jego głowie, a następnie elektrody zostaną umieszczone w wyznaczonych miejscach systemu 10-20. W sumie sprawdzenie i przygotowanie konfiguracji zajmuje około 40 minut. Poniżej szczegółowo wyjaśniono wszystkie fazy dla wszystkich grup:

Faza 1: wstępna ocena w otwartej pętli [spójna wśród wszystkich uczestników w trzech grupach: 1- pozorowane neurofeedback, 2- nieadaptacyjne neurofeedback 3- adaptacyjne neurofeedback] Badacze najpierw konfigurują system BCI w czasie rzeczywistym, aby zbierać sygnały EEG i reakcje behawioralne w sposób synchroniczny. Badacze wykorzystają swój wcześniej ustalony paradygmat do treningu uwagi wzrokowej, w którym mieszane obrazy „twarzy” i „sceny” są pokazane w sekwencji prób, a reakcje behawioralne na kategorie torowane są zbierane za pomocą przycisków. Każdy złożony obraz jest wyświetlany przez jedną sekundę. W różnych próbach, jeśli początkowa instrukcja dotyczy obrazów twarzy, uczestnik prawą ręką naciska klawisz słowa kluczowego, jeśli obserwuje się męską twarz, i lewą ręką inny klawisz słowa kluczowego, jeśli pokazana jest kobieca twarz. Jeśli początkowa instrukcja dotyczy obrazów scen, uczestnik prawą ręką naciska klawisz słowa kluczowego dla sceny w pomieszczeniu i inny klawisz lewą ręką dla sceny na zewnątrz. Jeden bieg (każdy bieg to 8 bloków, każdy blok z 50 próbami, każda próba jedna sekunda) będzie brany pod uwagę w tej fazie. Biorąc pod uwagę niezbędny czas na odpoczynek uczestnika i przygotowanie badaczy do fazy 2, czas trwania tej fazy to około 15 minut.

Faza 2: neurofeedback w pętli zamkniętej [tylko dla osób z grupy 1 – neurofeedback pozorowany] W fazie oceny 1 badacze budują model uwagi dla każdego uczestnika, aby określić jego/jej stan uwagi w kategorii torowanej w mieszanym obrazie (50% obraz twarzy i 50% obraz sceny). Podczas pozorowanego zadania neurofeedbacku uczestnik jest proszony o kontrolowanie rozmycia i przezroczystości obrazu twarzy lub sceny na mieszanym obrazie (jako nagroda/kara sprzężenia zwrotnego) za pomocą swoich czynności neuronowych. Podczas fazy pozorowanego neurofeedbacku rejestrowane są tylko dane neuronowe. Ponieważ jest to metoda pozorna, nasz algorytm losowo określi rozmycie i przezroczystość obrazów niezależnie od zebranych danych EEG. W tej fazie bierze się pod uwagę 5 przebiegów (każdy bieg to 8 bloków, każdy blok to 50 prób, każda próba to jedna sekunda). Biorąc pod uwagę niezbędny czas na odpoczynek uczestnika i przygotowanie badaczy do fazy 3, czas trwania tej fazy to około 50 minut.

Faza 2: neurofeedback w pętli zamkniętej [tylko dla osób w grupie: 2 – neurofeedback nieadaptacyjny] W fazie oceny 1 badacze budują stały model uwagi dla każdego uczestnika, aby określić jego/jej stan uwagi do kategorii torowanej w mieszanym obrazie (50 % obrazu twarzy i 50% obrazu sceny). Ten model zostanie przekazany do potoku przetwarzania online. Podczas nieadaptacyjnego zadania neurofeedbacku uczestnik jest proszony o kontrolowanie rozmycia i przezroczystości obrazu twarzy lub sceny w mieszanym obrazie (jako nagroda/kara sprzężenia zwrotnego) za pomocą swoich czynności neuronowych. Tylko dane neuronowe są rejestrowane podczas nieadaptacyjnej fazy neurofeedbacku. W tej fazie bierze się pod uwagę 5 przebiegów (każdy bieg to 8 bloków, każdy blok to 50 prób, każda próba to jedna sekunda). Biorąc pod uwagę niezbędny czas na odpoczynek uczestnika i przygotowanie badaczy do fazy 3, czas trwania tej fazy to około 50 minut.

Faza 2: neurofeedback w pętli zamkniętej [tylko dla osób z grupy: 3- neurofeedback adaptacyjny] W fazie 1 badacze budują stały model uwagi dla każdego pacjenta, aby określić jego/jej stan uwagi do kategorii pierwotnej w zmieszanym obrazie (50 % obrazu twarzy i 50% obrazu sceny). Ten model będzie używany do inicjowania potoku przetwarzania online. Podczas adaptacyjnego zadania neurofeedbacku badany jest proszony o kontrolowanie rozmycia i przezroczystości obrazu twarzy lub sceny na zmieszanym obrazie (jako nagroda/kara sprzężenia zwrotnego) za pomocą swoich czynności neuronalnych. Na podstawie zastosowanego algorytmu model uważności jest dostosowywany i ponownie dopasowywany do nowych nadchodzących danych neuronowych. Podczas adaptacyjnej fazy neurofeedbacku rejestrowane są tylko dane neuronowe. W tej fazie bierze się pod uwagę 5 przebiegów (każdy bieg to 8 bloków, każdy blok to 50 prób, każda próba to jedna sekunda). Biorąc pod uwagę niezbędny czas na odpoczynek uczestnika i przygotowanie badaczy do fazy 3, czas trwania tej fazy to około 50 minut.

Faza 3: ocena końcowa w otwartej pętli [spójna wśród wszystkich badanych w trzech grupach: 1- neurofeedback pozorowany, 2- neurofeedback nieadaptacyjny 3- neurofeedback adaptacyjny] Ta faza będzie całkowicie podobna do fazy 1. Jeden bieg (każdy bieg to 8 bloków, każdy blok to 50 prób, każda próba to jedna sekunda) będzie brany pod uwagę w tej fazie. Biorąc pod uwagę niezbędny czas na odpoczynek dla uczestnika, na czas trwania tej fazy przewidujemy około 15 minut.