Νευροανάδραση και NeuroTracker – μια ιδανική συνέργεια

Ειδικεύομαι στον κόσμο της βιοανάδρασης και της Νευροανάδρασης εδώ και 15 χρόνια, τόσο στον τομέα της επιστημονικής έρευνας όσο και στην κλινική πράξη. Στις πρώτες μέρες είχα την τύχη να συνεργαστώ με την Ομοσπονδία Βιοανάδρασης της Ευρώπης, έναν οργανισμό με στόχο την εκπαίδευση επαγγελματιών σχετικά με τη χρήση αυτών των νευροτεχνολογιών σε πολλά διαφορετικά είδη πρακτικών. Ήταν προνόμιο να έχω πρόσβαση σε πολλούς τύπους διεθνών εμπειρογνωμόνων, κάτι που με βοήθησε να μάθω πολλά για όλες τις διαφορετικές εφαρμογές, από ιατρικές χρήσεις έως εφαρμοσμένες αθλητικές επιδόσεις. Εδώ θα καλύψω πώς αυτό με οδήγησε στο NeuroTrackerκαι στο να ανακαλύψω γιατί παρέχει μια ιδανική συνέργεια με τη Νευροανάδραση.

Ανακαλύπτοντας NeuroTracker

Συνεργάστηκα με το Ίδρυμα Βιοανάδρασης σε συνεργασία με τον Δρ. Λεν Ζαϊτσκόφσκι, έναν εξαιρετικά διακεκριμένο εμπειρογνώμονα στον γνωστικό τομέα της κορυφαίας αθλητικής απόδοσης, και επίσης Διευθυντή Αθλητικής Επιστήμης των Vancouver Canucks. Ως παγκόσμιος ηγέτης στον τομέα του, χρησιμοποίησε NeuroTracker από την αρχή του, και έτσι συνεργάστηκα μαζί του και με τους Canucks όπου ανακάλυψα NeuroTracker. Αμέσως συνειδητοποίησα ότι αυτό ήταν ένα πραγματικά ενδιαφέρον εργαλείο λόγω της αποτελεσματικότητας που ενεργοποιεί τους πόρους προσοχής, τη μνήμη εργασίας και την επεξεργασία πληροφοριών.

Από το υπόβαθρό μου, ξέρω ότι αυτό ακριβώς χρειάζονταν πολλοί κλινικοί πληθυσμοί, όπως παιδιά με ΔΕΠΥ και μαθησιακές δυσκολίες. Έτσι, ξεκίνησα μια επιστημονική συνεργασία με την καθηγήτρια Jocelyn Faubert στο Εργαστήριο Faubert, η οποία είναι η δημιουργός του NeuroTracker και ήταν πολύ δραστήρια στην εφαρμογή του σε διάφορες μελέτες για να επεκτείνει τα όρια της ψυχοφυσικής. Μια πρόκληση που αντιμετώπισε ήταν το πώς να καταδείξει αντικειμενικά θετικές αλλαγές στον εγκέφαλο από αυτό το είδος εργασίας. Το εργαλείο που χρησιμοποιούσα εκείνη την εποχή ήταν το Ποσοτικό ΗΕΓ, ουσιαστικά μια εξαιρετικά λεπτομερής λειτουργική σάρωση εγκεφάλου, την οποία πίστευα ότι θα ήταν μια καλή λύση.

Παρέχοντας μια εικόνα για την απόδοση του εγκεφάλου

Στο πλαίσιο της μεταπτυχιακής μου διατριβής, πραγματοποιήσαμε μια πειραματική μελέτη με υγιείς φοιτητές πανεπιστημίου. Στόχος ήταν να διερευνήσουμε ποιες λειτουργικές αλλαγές παρατηρήσαμε με τις επιδράσεις της εκπαίδευσης όσον αφορά τη νευροψυχολογική απόδοση. Με λίγα λόγια, βρήκαμε ενδείξεις σαφών ωφελειών σε πολλαπλούς τύπους προσοχής, μνήμης εργασίας, ταχύτητας επεξεργασίας οπτικών πληροφοριών, μαζί με ενδείξεις αυξημένης νευροπλαστικότητας. Χρησιμοποιήσαμε έναν συνδυασμό προ- και μετα-τυποποιημένων νευροψυχολογικών αξιολογήσεων, μαζί με αξιολογήσεις qEEG, οι οποίες αλληλοεπιβεβαιώνονταν πολύ καλά.

Μια ενδιαφέρουσα πτυχή είναι ότι και τα δύο αυτά μέτρα έδειξαν ότι το NeuroTracker δεν εκπαιδεύει απαραίτητα τις γνωστικές ικανότητες σε μια συγκεκριμένη δεξιότητα, αλλά στην πραγματικότητα βελτιώνει ένα ευρύτερο επίπεδο γνωστικών χαρακτηριστικών και γνωστικών λειτουργιών. Συγκεκριμένα, διαπιστώσαμε οφέλη που διασταυρώνονται σε διάφορες μεθόδους, όπου τα οφέλη από αυτή τη μορφή εκπαίδευσης οπτικής προσοχής μεταφέρθηκαν στην ακουστική προσοχή (μια κοινή δεξαμενή πόρων), καθώς και στις περιοχές του μετωπιαίου λοβού που εμπλέκονται στην απόδοση στη λήψη αποφάσεων. Αυτό άνοιξε το δρόμο για μια μελέτη στον πραγματικό κόσμο από το Faubert Lab, η οποία διαπίστωσε ότι 3 ώρες κατανεμημένης NeuroTracker παρείχαν μεγάλη μεταφορά στο ανταγωνιστικό ποδόσφαιρο, μειώνοντας τα σφάλματα λήψης αποφάσεων στις πάσες κατά 42%.

Συνδυασμός της Νευροανάδρασης με τη Γνωστική Εκπαίδευση

Ήταν σαφές ότι ο συνδυασμός των δύο τεχνικών, της διέγερσης της γνωστικής εκπαίδευσης και των μετρήσεων των λειτουργικών αλλαγών, είχε πολλά να προσφέρει. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσίαζε το γεγονός ότι η βιοανάδραση και η νευροανάδραση μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την εκπαίδευση φυσιολογικών, γνωστικών, συναισθηματικών και συμπεριφορικών πόρων.

Για παράδειγμα, όταν εφαρμόζουμε παρεμβάσεις Νευροανάδρασης σε ασθενείς με σοβαρή δυσλεξία, μπορούμε να απομονώσουμε πού εντοπίζονται συγκεκριμένα δυσλειτουργικά προβλήματα στον εγκέφαλο και να τα ανακτήσουμε αποτελεσματικά ομαλοποιώντας αυτές τις λειτουργίες με εκπαίδευση. Παρόλο που η Νευροανάδραση είναι ένα θαυμάσιο σύστημα για την απομόνωση γνωστικών πόρων που χρειάζονται βελτίωση, δεν τους επιβαρύνει απαραίτητα άμεσα. Πρέπει να εφαρμόσουμε εκπαιδευτικές εργασίες που μεταφέρονται αξιόπιστα στην ανάπτυξη αυτών των πόρων.

Έτσι, με τα ήδη πολλά υποσχόμενα στοιχεία για την ικανότητα του NeuroTrackerνα μεταφέρει την εκπαίδευση ευρέως σε γνωστικά συστήματα υψηλού επιπέδου, ήταν σαφώς ιδανικό να συνδυαστεί τόσο με τεχνικές βιοανάδρασης όσο και με τεχνικές νευροανάδρασης. Μου αρέσει να το σκέφτομαι σαν να κάνω την διαμόρφωση του τοπίου πριν από την κατασκευή του σπιτιού, και η ομορφιά είναι ότι μπορούμε να εφαρμόσουμε και τις δύο αυτές προσεγγίσεις ταυτόχρονα.

Εξελισσόμενη Εκπαίδευση NeuroTracker

Μπορούμε επίσης να δούμε το πλεονέκτημα για τους ειδικούς που χρησιμοποιούν ήδη NeuroTracker. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τις μεθοδολογίες εκπαίδευσης διπλής εργασίας, επειδή η έρευνα του καθηγητή Faubert έχει δείξει ότι η προσθήκη αυτών των επιπλέον νευροφυσικών φορτίων είναι ευαίσθητη στην γνωστική ενοποίηση.

Εάν προστεθούν επιπλέον νευροφυσικά φορτία πριν από την πραγματοποίηση επαρκών μαθησιακών προσαρμογών, τότε τα οφέλη της εκπαίδευσης θα μειωθούν.

Εδώ ακριβώς εντάσσονται τέλεια η βιοανάδραση και η νευροανάδραση, καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν όχι μόνο για να μετρήσουν με ακρίβεια πότε πρέπει να εισαχθούν ποικίλες δυσκολίες διπλών εργασιών για βέλτιστη μάθηση, αλλά και για να αποκαλύψουν τις πραγματικές νευρολογικές επιπτώσεις της εκπαίδευσης με την πάροδο του χρόνου.

Η Θεωρία του «Κλειστού Βρόχου»

Η προφανής συμπληρωματικότητα αυτών των δύο προσεγγίσεων εξελίχθηκε στην ιδέα αυτού που αποκαλώ «κλείσιμο του βρόχου», δηλαδή, χρησιμοποιώντας Νευροανάδραση σε πραγματικό χρόνο για την επαναληπτική ενίσχυση των μαθησιακών αποκρίσεων σε κάθε στιγμή καθ' όλη τη διάρκεια της πραγματικής εκπαίδευσης NeuroTracker .

Η ιδέα είναι ότι εάν χρησιμοποιήσετε την ανατροφοδότηση για να προσαρμόσετε την άσκηση με μεγαλύτερη ακρίβεια και ταχύτητα στις ανάγκες ενός χρήστη, αυτό ενεργοποιεί μια τροποποιημένη γνωστική κατάσταση. Στη συνέχεια, η ανατροφοδότηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί επανειλημμένα για να προσαρμόζει την εκπαίδευση συνεχώς και με προοδευτικά αυξανόμενη ακρίβεια, για να διευκολύνει μια εγγύς ζώνη ανάπτυξης. Το βασικό πλεονέκτημα αυτής της έννοιας είναι η οξεία φύση του τρόπου με τον οποίο μπορεί να προσαρμόζεται χρονικά, με βάση το επίπεδο ανταπόκρισης της απόδοσης ενός ατόμου, ανεξάρτητα από τη μεταβλητότητά του στη γνωστική του κατάσταση.

Δοκιμάζοντας τη Θεωρία

Για τη διδακτορική μου διατριβή, ο καθηγητής Faubert και εγώ συνεργαστήκαμε για να δοκιμάσουμε τη θεωρία κλειστού βρόχου σε μια άλλη πειραματική μελέτη με φοιτητές πανεπιστημίου, η οποία δημοσιεύτηκε στο Nature Scientific Reports. Για αυτό το έργο χρησιμοποιήσαμε έναν κωδικοποιητή ProComp Infiniti, ο οποίος είναι ιδανικός για την ενσωμάτωση μεθόδων βιοανάδρασης και νευροανάδρασης στο NeuroTracker .

Συγκεκριμένα, διαπιστώσαμε ότι οι ζωντανές αλλαγές σε ορισμένες υπογραφές εγκεφαλικών κυμάτων θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν αξιόπιστα τη στιγμή που η προσοχή ενός ατόμου είτε αποσπάται κατά τη διάρκεια της NeuroTracker είτε όταν έχει ουσιαστικά χάσει την επαφή με τους στόχους. Έτσι, εφαρμόσαμε μια τεχνική αυτόματης επαναπροσδιορισμού ευρετηρίου όπου το λογισμικό θα έλεγε κατά κάποιο τρόπο: «Ε, πρέπει να εστιάσεις ξανά τώρα - ορίστε οι στόχοι σου», οποιαδήποτε συγκεκριμένη στιγμή υπήρχε απώλεια προσοχής.

Με αυτήν την ολοκληρωμένη μέθοδο εκπαίδευσης, διαπιστώσαμε σαφή αποτελέσματα ότι πράγματι ενίσχυσε την απόδοση του NeuroTracking άμεσα. Και το πιο σημαντικό, ότι με την εκπαίδευση σε 30 συνεδρίες, παρήγαγε ανώτερα ποσοστά μάθησης σε σύγκριση με τη συμβατική εκπαίδευση NeuroTracker , η οποία ήταν ήδη πολύ αποτελεσματική. Συμπεριλάβαμε μια ομάδα ενεργού ελέγχου χρησιμοποιώντας εικονική Νευροανάδραση (τυχαία σήματα), η οποία απέκλεισε τα φαινόμενα εικονικού φαρμάκου.

Το βασικό συμπέρασμα αυτής της μελέτης ήταν ότι η ενεργητική γνωστική εκπαίδευση, προσαρμοσμένη σε πραγματικό χρόνο μέσω κλειστού βρόχου Νευροανάδρασης, αποτελεί ένα αποτελεσματικό μέσο για την επίτευξη της ζώνης της εγγύς ανάπτυξης – του «γλυκού σημείου» μεταξύ υπερδιέγερσης ή υποδιέγερσης. Φυσικά, αυτό οδηγεί στο ερώτημα, για ποιον είναι σημαντικό αυτό;

Ειδικοί NeuroTracker

Υπάρχουν πολλοί επαγγελματίες και προπονητές σε όλο τον κόσμο που χρησιμοποιούν ήδη NeuroTracker, οι οποίοι ίσως δεν είναι αρκετά εξοικειωμένοι με τη βιοανάδραση και τη νευροανάδραση. Αυτό κυμαίνεται από ειδικούς που εργάζονται σε υψηλά επίπεδα ανθρώπινης απόδοσης, όπως αθλητές υψηλού επιπέδου, οδηγούς F1, αθλητές eSports, πιλότους τζετ και στρατιωτικές δυνάμεις, μέχρι πληθυσμούς χαμηλής λειτουργικότητας, όπως παιδιά με νευροαναπτυξιακές διαταραχές ή ηλικιωμένους με γνωστικές διαταραχές που σχετίζονται με τη γήρανση.

Για όλες αυτές τις ομάδες, η εφαρμογή βιομετρικών δεδομένων σίγουρα θα βοηθήσει στην πιο αποτελεσματική προσαρμογή του παραδείγματος NeuroTracker στις συγκεκριμένες ανάγκες των ατόμων. Αυτό θα οδηγήσει σε ταχύτερη και πιο αποτελεσματική ανάπτυξη βασικών γνωστικών λειτουργιών, όπως οι διαδικασίες προσοχής, η ταχύτητα επεξεργασίας πληροφοριών, οι εκτελεστικές λειτουργίες και η μνήμη εργασίας - που είναι γνωστό ότι αποτελούν κρίσιμους παράγοντες σε όλες σχεδόν τις πτυχές της ανθρώπινης απόδοσης.

Στη συνέχεια, εμβαθύνουμε περισσότερο στις λεπτές αποχρώσεις του NeuroTracker, και διαπιστώνουμε ότι πρόκειται για μια εργασία που ενεργοποιεί μια σειρά από διαφορετικά γνωστικά συστήματα, πράγμα που σημαίνει ότι είναι επίσης ευαίσθητο σε παράγοντες όπως η κόπωση, η ποιότητα του ύπνου, η διατροφή, η συναισθηματική κατάσταση, οι τεχνικές αναπνοής και ούτω καθεξής. Αυτά είναι συνήθως πράγματα που είναι δύσκολο να αξιολογηθούν ή απλώς να γίνουν αντιληπτά, για την αποκάλυψη των οποίων οι τεχνολογίες βιοανάδρασης και νευροανάδρασης μπορούν να είναι εξαιρετικές. Το ΗΕΓ, ο καρδιακός ρυθμός (BVP ή EKG), η αναπνοή, η αγωγιμότητα του δέρματος, το sEMGκαι η HEG είναι βασικά παραδείγματα μετρήσεων που συνδυάζονται πολύ καλά με αυτή τη μορφή εκπαίδευσης.

Τέλος, το σπουδαίο εδώ είναι ότι τα βιομετρικά δεδομένα είναι επίσης αυτοεπικυρώσιμα, επειδή δείχνουν αντικειμενικές αλλαγές από νευροβιολογικής άποψης. Αυτή η επιπλέον διάσταση της αξιολόγησης προσφέρει πρόσθετες και εξαιρετικά πολύτιμες πληροφορίες για τις βαθμολογίες NeuroTracker , διευκολύνοντας την καλύτερη κατανόηση του πώς αυτές σχετίζονται με τις λειτουργικές αλλαγές και, τελικά, με την απόδοση στον πραγματικό κόσμο.

Ειδικοί στη βιοανάδραση και τη νευροανάδραση

Υπάρχουν επίσης κάθε είδους ειδικοί που εργάζονται στο παράδειγμα της βιοανάδρασης, το οποίο εκτείνεται ομοίως από τομείς υψηλής απόδοσης έως πληθυσμούς χαμηλής λειτουργικότητας - τα παιδιά με ΔΕΠΥ είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους. Όπως ανέφερα νωρίτερα, NeuroTracker ταιριάζει πολύ καλά εδώ, κυρίως επειδή παρέχει ένα πολύ χρήσιμο «ενεργό συστατικό» στην πλευρά της παρέμβασης, ή για να επιστρέψουμε στην αναλογία - την οικοδόμηση του σπιτιού.

Ωστόσο, ακόμη και όταν χρησιμοποιείται η Νευροανάδραση και η βιοανάδραση αποκλειστικά για την αξιολόγηση διαφορετικών πληθυσμών ή ασθενών, NeuroTracker παρέχει επίσης έναν αποτελεσματικό, ασφαλή και πρακτικό τρόπο για την τόνωση γνωστικών συστημάτων υψηλού επιπέδου. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι γνωστό ότι ενεργοποιεί τους πόρους προσοχής σε αυτό που ονομάζουμε κατάσταση κατωφλίου, με την επιστήμη να δείχνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προσομοίωση των αντιληπτικών-γνωστικών απαιτήσεων καταστάσεων του πραγματικού κόσμου, όπως η εκτέλεση αθλητικών δραστηριοτήτων στο γήπεδο ή η οδήγηση αυτοκινήτου. Αυτό ήταν μέρος του αρχικού στόχου στην ανάπτυξη αυτού του ψυχοφυσικού εργαλείου και ένας βασικός λόγος για τον οποίο σχεδιάστηκε για να προκαλεί στερεοσκοπικά τρισδιάστατα οπτικά συστήματα υψηλότερης τάξης με διοφθαλμική τεχνολογία, στα οποία βασιζόμαστε στην καθημερινή ζωή.

Για αυτούς τους ειδικούς, το εργαλείο παρέχει έναν απλό και πολύ γρήγορο τρόπο ενεργοποίησης γνωστικών καταστάσεων που μπορούν να αποκαλύψουν νευροβιολογικές επιδράσεις σχετικές με τις απαιτήσεις του πραγματικού κόσμου.

Προχωρώντας μπροστά

Μία από τις πιο συναρπαστικές πτυχές αυτού του συγκεκριμένου τομέα της νευροεπιστήμης είναι η ταχύτητα με την οποία εξελίσσονται τα πράγματα. Η έρευνα αυξάνεται εκθετικά και από τις δύο πλευρές, όπως και η έρευνα για την ενσωμάτωση που έχω παρουσιάσει σε αυτό το ιστολόγιο. Ακολουθώντας τον Νόμο του Μουρ, αυτό τροφοδοτείται από μια εκθετική ανάπτυξη στις νευροτεχνολογίες και τη μηχανική μάθηση που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη, καθιστώντας τες όχι μόνο πιο ισχυρές, αλλά και μικρότερες, φθηνότερες και πιο πρακτικές.

Ένα ωραίο παράδειγμα εδώ είναι το eVU-TPS, που αναπτύχθηκε πρόσφατα από την Thought Technology. Πρόκειται για έναν τριπλό φυσιολογικό αισθητήρα που παρακολουθεί τη μεταβλητότητα του καρδιακού ρυθμού, την αγωγιμότητα του δέρματος και τη θερμοκρασία του δέρματος, μέσω μιας μικροσκοπικής συσκευής στην άκρη του δακτύλου που συνδέεται με ένα smartphone.

Αυτή η αναδυόμενη συνέργεια μεταξύ της νευροεπιστήμης και των νευροτεχνολογιών θα φέρει αυτού του είδους τις λύσεις βελτιστοποίησης της ανθρώπινης ανάπτυξης στην καθημερινότητά μας.

‍