迈向可推广的基于闭环神经反馈的 BCI 注意力训练

在同意并通过预筛选问题后，每个参与者将被分配到一个闭环神经反馈组研究（1-假神经反馈，2-非适应性神经反馈，3-适应性神经反馈）在盲过程中（人类受试者不知道这些组）。 每个参与者将被要求在一个会话中完成一个三阶段实验（第 1 阶段：开环预评估，第 2 阶段：闭环神经反馈，第 3 阶段：开环后评估）。 每个会话的持续时间约为两个小时。 为了进行实验，参与者将坐在显示器前的舒适椅子上。 8通道脑电图帽或32通道脑电图帽（来自gtec公司）将被放置在他/她的头皮上，然后将电极放置在10-20系统的指定区域。 总体而言，设置的筛选和准备大约需要 40 分钟。 下面详细解释了所有组的所有阶段：

阶段 1：开环预评估 [在三组所有参与者中保持一致：1- 假神经反馈，2- 非适应性神经反馈 3- 适应性神经反馈] 研究人员首先设置实时 BCI 系统以收集 EEG 信号和行为反应一种同步方式。 研究人员将使用他们之前建立的视觉注意力训练范例，其中在一系列试验中显示“面部”和“场景”的混合图像，并使用按钮收集对启动类别的行为反应。 每个合成图像显示一秒钟。 在整个试验中，如果初始指令是面部图像，则如果观察到男性面孔，参与者将用右手按下关键字上的键，如果显示女性面孔，则用左手按下关键字上的不同键。 如果初始指令是针对场景图像，则参与者将用右手在关键字上按一个键以用于室内场景，并用左手按不同的键以用于室外场景。 此阶段将考虑一次运行（每次运行有 8 个区块，每个区块有 50 次试验，每次试验一秒）。 为参与者提供必要的休息时间并为第 2 阶段的研究人员做好准备，我们将此阶段的持续时间大约为 15 分钟。

阶段 2：闭环神经反馈 [仅适用于组中的受试者：1- 假神经反馈] 在评估阶段 1，研究人员为每个参与者建立一个注意力模型，以确定他/她对混合图像中启动类别的注意力状态（50%人脸图像和 50% 场景图像）。 在假神经反馈任务中，要求参与者通过使用他/她的神经活动来控制混合图像中面部或场景图像的模糊度和透明度（作为反馈奖励/惩罚）。 在假神经反馈阶段只记录神经数据。 由于这是一种虚假方法，我们的算法将随机确定图像的模糊度和透明度，而不管收集的 EEG 数据如何。 此阶段将考虑 5 次运行（每次运行有 8 个区块，每个区块有 50 次试验，每次试验为一秒）。 为参与者提供必要的休息时间并为第 3 阶段的研究人员做好准备，我们将此阶段的持续时间大约为 50 分钟。

阶段 2：闭环神经反馈 [仅适用于组中的受试者：2- 非适应性神经反馈] 在评估阶段 1，研究人员为每个参与者建立一个注意力固定模型，以确定他/她对混合图像中启动类别的注意力状态（50 % 人脸图像和 50% 场景图像）。 该模型将被馈送到在线处理管道。 在非适应性神经反馈任务中，要求参与者通过使用他/她的神经活动来控制混合图像中面部或场景图像的模糊度和透明度（作为反馈奖励/惩罚）。 在非适应性神经反馈阶段仅记录神经数据。 此阶段将考虑 5 次运行（每次运行有 8 个区块，每个区块有 50 次试验，每次试验为一秒）。 为参与者提供必要的休息时间并为第 3 阶段的研究人员做好准备，我们将此阶段的持续时间大约为 50 分钟。

阶段 2：闭环神经反馈 [仅适用于组中的受试者：3-自适应神经反馈] 在评估阶段 1，研究人员为每个受试者建立一个注意固定模型以确定他/她对混合图像中启动类别的注意力状态（50 % 人脸图像和 50% 场景图像）。 该模型将用于初始化在线处理管道。 在自适应神经反馈任务中，受试者被要求通过使用他/她的神经活动来控制混合图像中面部或场景图像的模糊度和透明度（作为反馈奖励/惩罚）。 基于所采用的算法，注意力模型被调整并重新适应新的即将到来的神经数据。 在自适应神经反馈阶段仅记录神经数据。 此阶段将考虑 5 次运行（每次运行有 8 个区块，每个区块有 50 次试验，每次试验为一秒）。 为参与者提供必要的休息时间并为第 3 阶段的研究人员做好准备，我们将此阶段的持续时间大约为 50 分钟。

阶段 3：开环后评估 [三组所有受试者一致：1- 假神经反馈，2- 非适应性神经反馈 3- 适应性神经反馈] 这个阶段将与阶段 1 完全相似。 此阶段将考虑一次运行（每次运行有 8 个区块，每个区块有 50 次试验，每次试验为一秒）。 由于参与者有必要的休息时间，我们在此阶段的持续时间约为 15 分钟。