Interfaces invasoras de computadores do cérebro

Experimental: Este braço receberá feedback visual controlado por seu próprio BCI

Comportamental: Intervenção de atenção usando um decodificador BCI personalizado

Durante a fase offline da intervenção, os participantes executarão uma tarefa atencional enquanto a atividade cerebral intracraniana é registrada. Os dados desta sessão serão usados ​​para treinar um decodificador personalizado capaz de classificar o envolvimento atencional.

Durante a fase de treinamento, os participantes receberão feedback visual em tempo real dependentes de sua atividade cerebral quando o envolvimento atencional for detectado. Esse feedback de circuito fechado visa reforçar a atenção bem-sucedida e aumentar o desempenho em relação às sessões repetidas.

Comparador Falso: Este braço receberá feedback visual de outro participante selecionado aleatoriamente

Comportamental: Intervenção de atenção sem usar um decodificador BCI personalizado

Durante a fase offline, os participantes executarão uma tarefa atencional enquanto a atividade cerebral intracraniana é registrada. Um decodificador personalizado será criado para cada participante, mas não será usado durante as sessões da fase de treinamento.

Durante a fase de treinamento, os participantes receberão feedback visual ao executar tarefas atencionais; No entanto, o feedback não dependerá de sua atividade cerebral. Em vez disso, o feedback será não contingente e não relacionado ao engajamento atencional real. Não se espera que este grupo experimente melhorias no desempenho atencional através das sessões de treinamento.

Atenção sustentada conforme avaliado por Conners Continuous Performance Test, 3ª edição

O CPT-3 é uma avaliação computadorizada orientada para tarefas usada para avaliar problemas relacionados à atenção em indivíduos com 8 anos ou mais. O teste fornece informações objetivas sobre o desempenho de um indivíduo em tarefas de atenção.

Escores T: ~ 30 (min) / 100+ (máx); pontuação mais alta = pior desempenho; Índice de confiança: 0 (min) / 1,00 (max); pontuação mais alta = pior desempenho (mais próximo de 1 = mais provavelmente atípico)

Memória de trabalho avaliada por WISC-IV/WISC-V ou WAIS-III/WAIS-IV

O WISC é um teste padronizado usado para avaliar a capacidade intelectual de crianças de 6 a 16 anos. Ele avalia vários domínios cognitivos, incluindo compreensão verbal, raciocínio visual-espacial, memória de trabalho, velocidade de processamento e raciocínio fluido (adicionado no WISC-V).

O WAIS é a contraparte adulta do WISC e é usada para avaliar a inteligência de indivíduos de 16 a 90 anos. Como o WISC, ele avalia habilidades cognitivas em domínios como compreensão verbal, raciocínio perceptivo, memória de trabalho e velocidade de processamento.

Pontuações de QI e índice em escala completa: 40 (min) / 160+ (max); pontuação mais alta = melhor habilidade cognitiva; Pontuações em escala de subteste: 1 (min) / 19 (máximo); pontuação mais alta = melhor desempenho nesse subteste

Função executiva avaliada pela Fluência Verbal e TRAIL, do Sistema de Função Executiva Delis-Kaplan

A fluência verbal D-KEFS avalia a produtividade verbal de um indivíduo, flexibilidade cognitiva e controle executivo sobre a linguagem. Inclui fluência de letras, fluência de categoria e comutação de categoria. As trilhas D-KEFs avaliam atenção visual, velocidade psicomotora, sequenciamento, flexibilidade cognitiva e mudança de conjunto. O subteste de fabricação de trilhas é útil para detectar a disfunção executiva e é frequentemente usada na avaliação de indivíduos com lesões cerebrais, distúrbios do desenvolvimento neurológico e condições neurodegenerativas.

Fluência verbal, pontuação em escala: 1 (min) / 19 (máx); pontuação mais alta = melhor desempenho; Fluência verbal, taxas de erro 0 - ∞ (contagem bruta); pontuação mais alta = pior desempenho; Pontuação em escala de trilhas: 1 (min) / 19 (máx); pontuação mais alta = melhor desempenho; Taxas de criação de trilhas, Taxas de erro 0 - ∞ (contagem bruta); pontuação mais alta = pior desempenho

Função executiva avaliada pelo inventário de classificação de comportamento da função executiva, 2ª edição

O Brief-2 é uma avaliação baseada em questionário padronizada projetada para avaliar comportamentos de função executiva em ambientes cotidianos. Normalmente é concluído pelos pais, professores ou pelo indivíduo (auto-relato) e é usado para crianças e adolescentes de 5 a 18 anos.

Avalia vários domínios do funcionamento executivo como inibição, memória de trabalho, controle emocional, iniciação de tarefas e flexibilidade cognitiva e fornece pontuações compostas como o índice de regulação comportamental, o índice de regulação da emoção e o índice de regulação cognitiva.

Scores T (Scales & Indexes): 30 (min) / 100+ (max); pontuação mais alta = pior funcionamento executivo; Global Executive Composite (GEC): 30 (min) / 100+ (max); pontuação mais alta = pior funcionamento executivo

Atenção subjetiva Auto-relato Visual Analog Scale (SASR-VAS)

O SASR-VAS é uma ferramenta breve e auto-administrada para avaliar como o participante experimenta problemas de atenção e se eles notaram alguma alteração ao longo do tempo.

A escala consiste em classificações de analógicas visuais de itens únicos, pontuados em uma escala visual analógica de 0 a 10 (VAS).

Pontuações: 0 (min) / 10 (máx); pontuação mais alta = melhor funcionamento atencional percebido e maior melhoria percebida

Marcadores de plasticidade avaliados pela ressonância magnética funcional

Os participantes passarão por duas sessões de fmri para avaliar as alterações nos padrões de atividade cerebral associados à neuroplasticidade. Cada sessão será realizada antes e depois de toda a intervenção. A sessão de ressonância magnética será dividida em duas partes: uma fase de repouso inicial e uma fase de intervenção (onde os participantes executarão as mesmas tarefas que durante as sessões de intervenção/online). Ao medir os sinais dependentes do nível de oxigênio sanguíneo (BOLD) durante o desempenho do descanso e/ou da tarefa, a fMRI pode identificar alterações por cento (%) em regiões específicas de interesse (ROI) ao longo do tempo.

Mudança na atividade conforme avaliado pelas gravações da IEEG: atencioso

Os investigadores podem medir mudanças na atividade cerebral dos participantes para entender como o cérebro responde ao treinamento. A atividade alvo consiste no aumento da amplitude (µV) ou potência (µV²/dB) na frequência de alta gama [50-150] Hz em regiões de interesse (ROI) em torno das águas pré-frontais dorsolaterais (DLPFC) e CACTFC (VLPFC) durante a atenção.

Mudança na atividade avaliada pelas gravações do IEEG: descansando

Os investigadores podem medir mudanças na atividade cerebral dos participantes para entender como o cérebro responde ao treinamento. A atividade alvo consiste na diminuição ou falta de amplitude (µV) ou potência (µV²/dB) na frequência de alta gama [50-150] Hz em regiões de interesse (ROI) em torno das cadeias pré-frontais dorsolaterais (DLPFC) e restos pré-frontal (VLPFC) durante as cadeias de restos.

Desempenho do BCI: precisão

Os investigadores podem calcular diferentes métricas de contingência, com base em quão bem o decodificador de cada participante (do grupo BCI ou simulado) interpreta sua intenção atencional ou estado mental. Todas as métricas são extraídas de matrizes de confusão. Entre a precisão mais relevante: 0 (min) / 1 (max); menor pontuação = modelo torna todas as previsões incorretamente, pontuação mais alta = modelo torna todas as previsões corretamente

Desempenho do BCI: sensibilidade

Os investigadores podem calcular diferentes métricas de contingência, com base em quão bem o decodificador de cada participante (do grupo BCI ou simulado) interpreta sua intenção atencional ou estado mental. Todas as métricas são extraídas de matrizes de confusão. Entre a mais relevante, sensibilidade: 0 (min) / 1 (máx); Pontuação inferior = Modelo perde todos os positivos reais (apenas falsos negativos), pontuação mais alta = modelo detecta todos os positivos reais (sem falsos negativos)

Desempenho do BCI: especificidade

Os investigadores podem calcular diferentes métricas de contingência, com base em quão bem o decodificador de cada participante (do grupo BCI ou simulado) interpreta sua intenção atencional ou estado mental. Todas as métricas são extraídas de matrizes de confusão. Entre a especificidade mais relevante: 0 (min) / 1 (max); Pontuação mais baixa = modelo perde todos os negativos reais (apenas falsos positivos), pontuação mais alta = o modelo identifica corretamente todos os negativos (sem falsos positivos)

Desempenho do BCI: Precisão

Os investigadores podem calcular diferentes métricas de contingência, com base em quão bem o decodificador de cada participante (do grupo BCI ou simulado) interpreta sua intenção atencional ou estado mental. Todas as métricas são extraídas de matrizes de confusão. Entre a precisão mais relevante: 0 (min) / 1 (máx); pontuação mais baixa = todos os positivos previstos estão errados (apenas falsos positivos), pontuação mais alta = todos os positivos previstos estão corretos (sem falsos positivos)

Desempenho BCI: pontuação F1

Os investigadores podem calcular diferentes métricas de contingência, com base em quão bem o decodificador de cada participante (do grupo BCI ou simulado) interpreta sua intenção atencional ou estado mental. Todas as métricas são extraídas de matrizes de confusão. Entre a pontuação F1 mais relevante: 0 (min) / 1 (máx); pontuação mais baixa = nenhum equilíbrio entre precisão e sensibilidade (ou é 0), pontuação mais alta = equilíbrio perfeito entre precisão e sensibilidade (ambos = 1)

Desempenho do BCI: Coeficiente de correlação de Matthews (MCC)

Os investigadores podem calcular diferentes métricas de contingência, com base em quão bem o decodificador de cada participante (do grupo BCI ou simulado) interpreta sua intenção atencional ou estado mental. Todas as métricas são extraídas de matrizes de confusão. Entre o coeficiente de correlação mais relevante, Matthews (MCC): -1 (min) / 0 (nível de chance) / +1 (max); pontuação mais baixa = previsão inversa perfeita do modelo, pontuação mais alta = previsão perfeita do modelo

Desempenho do experimento: ensaios corretos por sessão

Os ensaios corretos por sessão serão avaliados de acordo com o número de respostas corretas por execução e sessão.

Haverá várias tentativas dentro de uma corrida e várias corridas dentro de uma sessão. Os dados da sessão serão usados ​​para avaliar: alterações dentro do sujeito ao longo do tempo (por exemplo, melhorias de sessão para sessão), usando comparações dependentes; e diferenças entre os grupos, particularmente comparando os participantes do grupo de intervenção BCI e o grupo de controle simulado, usando comparações independentes.

Número de ensaios por execução: 0 (min) / 20 (máx); pontuação mais alta = maior engajamento ou controle atencional dentro de um número de execuções de execuções por sessão: ~ 4 (min) / 8+ (máx); pontuação mais alta = maior engajamento ou controle atencional dentro de um número de sessão de sessões por participante: ~ 3 (min) / 7+ (max); pontuação mais alta = maior engajamento ou controle atencional entre as sessões