延迟越短,神经反馈就越有效
HSE大学的科学家首次在世界上调查了延迟强化信号在神经反馈(NFB)训练中的影响。他们已经实验证明,减少反馈延迟(减少反馈延迟)可以显著提高训练的效果。这为使用NFB增强认知、自我调节和治疗从焦虑、抑郁到癫痫等一系列神经系统疾病开辟了新的潜力。这项研究发表在神经工程学报。
Neurofeedback(NFB)是一种神经调节技术,允许一个人调整他或她自己的大脑活动的参数。通常,NFB使用脑电图(EEG)数据反映人头表面上电场的电位的变化。EEG参数呈现给例如视觉刺激(屏幕上的列高度,屏幕亮度)以及任务以在所需方向上改变这些参数。通过专注于NFB信号,主题试图记住参数与其精神状态之间的关系。这允许一个人“感受到他们大脑的活动并学习如何控制它。通常,这种学习潜意识地发生,即,不使用任何特定策略。
HSE大学的研究人员先前的结果表明,在大多数现代NFB系统中,强化信号滞后于神经元活动的变化,导致无效的学习和NFB治疗结果的广泛分散。为了提供进入小延迟领域的途径,科学家们开发了一种新的过滤脑电图信号的数学方法,允许快速估计大脑节律性活动的参数。
“这种方法让我们能够进入之前未知的大脑互动区域,外部系统的反应延迟最小。它让大脑将一个人为创建的反馈回路视为自己神经网络的一部分。这是一个质的飞跃,开启了神经反馈范式研究的新时代,”HSE大学生物电接口中心主任Alexey Ossadtchi说。
这一进展使科学家们得以进行一项突破性的研究,研究反馈延迟对神经反馈训练效果的影响。40名受试者接受训练,根据电脑屏幕上显示的反馈信号来增强他们自己的顶叶阿尔法节律的力量。
实验参与者被分为四组。第一组的人在测试时收到了可达到的最短延迟的反馈信号,240毫秒。HSE大学的科学家现在已经成功地实现了一个反馈回路以总延迟小于110毫秒增强瞬时窄带节律功率。对第二组和第三组受试者的反馈信号分别人为延迟250和500 ms,对第四组受试者的反馈信号反馈与他们的大脑活动完全没有关系。
事实证明,与来自其他群体的科目相比,该组的主题具有最小延迟的延迟最小延迟的一定程度的α节奏电量。此外,训练后的α节奏电力的分析表明,只有最小延迟的组的受试者才显示有节奏功率的持续增加。这一结果尤为重要,因为实现可持续变化是NFB治疗的主要目标。
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