Neurofeedback και NeuroTracker – μια ιδανική συνέργεια

Εξειδικεύομαι στον κόσμο της βιοανάδρασης και της Νευροανάδρασης εδώ και 15 χρόνια, τόσο από την πλευρά της επιστημονικής έρευνας όσο και από την κλινική πράξη. Τις 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 πολλούς διαφορετικούς τύπους πρακτικών. Ήταν προνόμιο να έχω πρόσβαση σε πολλούς τύπους διεθνών ειδικών, 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 NeuroTracker και στο να ανακαλύψω γιατί παρέχει μια ιδανική συνέργεια με τη Νευροανάδραση .

Ανακαλύπτοντας το NeuroTracker

Δουλεύοντας με το Ίδρυμα Βιοανάδρασης που συνδέεται με τον Δρ. Len Zaichkowsky , έναν εξαιρετικά διακεκριμένο ειδικό στον γνωστικό τομέα των ελίτ αθλητικών επιδόσεων, και επίσης Διευθυντή Αθλητικής Επιστήμης του Vancouver Canucks. Ως παγκόσμιος ηγέτης στον τομέα του , έβαλε το NeuroTracker στη γένεσή του, και έτσι δούλευε μαζί του και τους Canucks όπου ανακάλυψα πραγματικά το NeuroTracker. Αμέσως σκέφτηκα ότι αυτό ήταν ένα πραγματικά ενδιαφέρον εργαλείο λόγω του πόσο αποτελεσματικά αποσπά πόρους προσοχής, μνήμη εργασίας και επεξεργασία πληροφοριών.

Από το ιστορικό μου γνωρίζω ότι αυτό ακριβώς χρειάζονταν πολλοί κλινικοί πληθυσμοί όπως τα παιδιά με ΔΕΠΥ και μαθησιακές δυσκολίες. Άρχισα λοιπόν μια επιστημονική συνεργασία με την καθηγήτρια Jocelyn Faubert στο Faubert Lab , η οποία είναι ο δημιουργός του NeuroTracker και ήταν πολύ ενεργός στην εφαρμογή του σε διάφορες μελέτες για την επέκταση των συνόρων της ψυχοφυσικής . Μια πρόκληση που αντιμετώπισε ήταν πώς να επιδείξει αντικειμενικά θετικές αλλαγές στον εγκέφαλο από αυτό το είδος εργασίας. Το βασικό μου εργαλείο σε εκείνο το σημείο ήταν το Ποσοτικό ΗΕΓ , ουσιαστικά μια εξαιρετικά λεπτομερής λειτουργική σάρωση εγκεφάλου, που πίστευα ότι θα ήταν μια ωραία λύση.

Παρέχοντας ένα παράθυρο στην απόδοση του εγκεφάλου

Στο πλαίσιο της μεταπτυχιακής μου διατριβής, πραγματοποιήσαμε μια πειραματική μελέτη με υγιείς φοιτητές. Στόχος ήταν να διερευνηθεί ποιες λειτουργικές αλλαγές είδαμε με τις προπονητικές επιδράσεις όσον αφορά τη νευροψυχολογική απόδοση. Με λίγα λόγια, βρήκαμε στοιχεία για σαφή κέρδη σε πολλαπλούς τύπους προσοχής, μνήμη εργασίας, ταχύτητα επεξεργασίας οπτικών πληροφοριών, μαζί με ενδείξεις αυξημένης νευροπλαστικότητας . Χρησιμοποιήσαμε έναν συνδυασμό προ- και μετα-τυποποιημένων νευροψυχολογικών αξιολογήσεων, παράλληλα με αξιολογήσεις qEEG, οι οποίες επιβεβαίωσαν πολύ καλά η μία την άλλη.

Μια ενδιαφέρουσα πτυχή είναι ότι και τα δύο αυτά μέτρα έδειξαν ότι το NeuroTracker δεν εκπαιδεύει απαραίτητα τις γνωστικές ικανότητες σε μια συγκεκριμένη δεξιότητα, αντίθετα βελτιώνει στην πραγματικότητα περισσότερο ένα ευρύ στρώμα γνωστικών χαρακτηριστικών και γνωστικών λειτουργιών. Συγκεκριμένα, βρήκαμε τα κέρδη που διασχίζουν τις μεθόδους, όπου τα οφέλη από αυτή τη μορφή εκπαίδευσης οπτικής προσοχής μεταφέρονται στην ακουστική προσοχή (κοινόχρηστη δεξαμενή πόρων) και επίσης στις περιοχές του μετωπιαίου λοβού που εμπλέκονται στην απόδοση λήψης αποφάσεων. Αυτό άνοιξε το δρόμο για μια πραγματική μελέτη από το Faubert Lab, η οποία διαπίστωσε ότι 3 ώρες κατανεμημένης προπόνησης NeuroTracker παρείχαν μεγάλη μεταφορά στο ανταγωνιστικό παιχνίδι ποδοσφαίρου , μειώνοντας τα λάθη κατά τη λήψη αποφάσεων κατά 42%.

Συνεργασία Νευροανάδρασης με Γνωσιακή Εκπαίδευση

Ήταν σαφές ότι ο συνδυασμός των δύο τεχνικών της διέγερσης της γνωστικής προπόνησης και των μέτρων λειτουργικών αλλαγών είχε πολλά να προσφέρει. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον ήταν 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 για ασθενείς με σοβαρή δυσλεξία, μπορούμε να απομονώσουμε τα σημεία που υπάρχουν συγκεκριμένα δυσλειτουργικά προβλήματα στον εγκέφαλο και να τα ανακτήσουμε αποτελεσματικά ομαλοποιώντας αυτές τις λειτουργίες με εκπαίδευση. Αν και η Νευροανάδραση είναι ένα θαυμάσιο σύστημα για την απομόνωση των γνωστικών πόρων που πρέπει να βελτιωθούν, δεν τους φορολογεί απαραίτητα άμεσα. Πρέπει να εφαρμόσουμε εκπαιδευτικά καθήκοντα που να μεταφέρονται αξιόπιστα στην ανάπτυξη αυτών των πόρων.

Έτσι, με τα ήδη πολλά υποσχόμενα στοιχεία της ικανότητας του NeuroTracker να μεταφέρει ευρέως την εκπαίδευση σε γνωστικά συστήματα υψηλού επιπέδου, ήταν ξεκάθαρα ιδανικό να συνδυαστεί τόσο με τις τεχνικές βιοανάδρασης όσο και με τις τεχνικές Νευροανάδρασης. Μου αρέσει να το σκέφτομαι σαν να κάνω τον εξωραϊσμό 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 το NeuroTracker. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τις μεθοδολογίες εκπαίδευσης διπλής εργασίας , επειδή η έρευνα του καθηγητή Faubert έδειξε ότι η προσθήκη αυτών των επιπλέον νευροφυσικών φορτίων είναι ευαίσθητη στη γνωστική εδραίωση.

Εάν προστεθούν επιπλέον νευροφυσικά φορτία πριν πραγματοποιηθούν επαρκείς προσαρμογές μάθησης, τότε τα οφέλη της εκπαίδευσης θα μειωθούν.

Εδώ ταιριάζουν τέλεια η βιοανάδραση και η νευροανάδραση, καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν όχι μόνο για να μετρήσουν με ακρίβεια πότε εισάγονται ποικίλες δυσκολίες διπλών εργασιών για βέλτιστη μάθηση, αλλά και για να αποκαλύψουν τις πραγματικές νευρολογικές επιπτώσεις της προπόνησης 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, με τη χρήση της νευροανάδρασης σε πραγματικό χρόνο για την επαναληπτική ενίσχυση των μαθησιακών αποκρίσεων σε βάση στιγμή προς στιγμή σε όλη την πραγματική εκπαίδευση του NeuroTracker.

Η ιδέα είναι ότι εάν χρησιμοποιείτε ανατροφοδότηση για να προσαρμόσετε με μεγαλύτερη ακρίβεια και ταχύτητα την άσκηση στις ανάγκες ενός χρήστη, ενεργοποιείται μια αλλαγμένη γνωστική κατάσταση. Στη συνέχεια, η ανατροφοδότηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί επανειλημμένα για την προσαρμογή της εκπαίδευσης συνεχώς, και με προοδευτικά αυξανόμενη ακρίβεια, για να διευκολυνθεί μια εγγύς ζώνη ανάπτυξης. Το βασικό πλεονέκτημα αυτής της έννοιας είναι η οξεία φύση του πώς μπορεί να προσαρμοστεί χρονικά, με βάση το ανταποκρινόμενο επίπεδο απόδοσης ενός ατόμου, ανεξάρτητα από τη μεταβλητότητά του στη γνωστική κατάσταση.

Δοκιμάζοντας τη Θεωρία

Για το διδακτορικό μου. διατριβή Ο καθηγητής Faubert και εγώ συνεργαστήκαμε για να δοκιμάσουμε τη θεωρία κλειστού βρόχου σε μια άλλη πειραματική μελέτη με φοιτητές πανεπιστημίου, που δημοσιεύτηκε στο Nature Scientific Reports . Για αυτό το έργο χρησιμοποιήσαμε έναν Κωδικοποιητή ProComp Infiniti , ο οποίος είναι ιδανικός για την ενσωμάτωση τρόπων βιοανάδρασης και νευροανάδρασης στο εκπαιδευτικό πλαίσιο του NeuroTracker.

Συγκεκριμένα, ανακαλύψαμε ότι οι ζωντανές αλλαγές σε ορισμένες υπογραφές εγκεφαλικών κυμάτων θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν αξιόπιστα τη στιγμή που η προσοχή ενός ατόμου είτε απομακρύνεται κατά τη διάρκεια της εργασίας NeuroTracker είτε όταν έχει ουσιαστικά χάσει την ίχνη των στόχων. Έτσι, εφαρμόσαμε μια τεχνική αυτόματης αναπροσαρμογής ευρετηρίου όπου το λογισμικό θα έλεγε, "Γεια, πρέπει να εστιάσετε εκ νέου αμέσως τώρα - ορίστε οι στόχοι σας", οποιαδήποτε στιγμή υπήρχε έλλειψη προσοχής.

Με αυτήν την ενσωματωμένη μέθοδο εκπαίδευσης, βρήκαμε σαφή αποτελέσματα ότι πράγματι ενίσχυσε την απόδοση του NeuroTracking κατά τη διάρκεια της πτήσης. 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 που χρησιμοποιούσε ψευδή Νευροανάδραση (τυχαία σήματα), η οποία απέκλεισε τα αποτελέσματα εικονικού φαρμάκου.

Το βασικό στοιχείο αυτής της μελέτης ήταν ότι η ενεργή γνωστική προπόνηση, προσαρμοσμένη με ζωντανό τρόπο μέσω της νευροανάδρασης κλειστού βρόχου, είναι ένα αποτελεσματικό μέσο για την επίτευξη της ζώνης εγγύς ανάπτυξης – το «γλυκό σημείο» μεταξύ της υπερδιέγερσης ή της υποδιέγερσης. Φυσικά αυτό οδηγεί στο ερώτημα, για ποιον είναι αυτό σημαντικό;

Ειδικοί NeuroTracker

Υπάρχουν πολλοί επαγγελματίες και προπονητές σε όλο τον κόσμο που χρησιμοποιούν ήδη το NeuroTracker, οι οποίοι ίσως δεν είναι αρκετά εξοικειωμένοι με τη βιοανάδραση και τη νευροανάδραση. Αυτό κυμαίνεται από ειδικούς που εργάζονται σε υψηλές ανθρώπινες επιδόσεις όπως αθλητές ελίτ , οδηγοί F1, αθλητές eSports, πιλότοι τζετ και στρατιωτικές δυνάμεις , μέχρι πληθυσμούς χαμηλής λειτουργικότητας, όπως παιδιά με νευροαναπτυξιακές διαταραχές ή ηλικιωμένους με γνωστικές βλάβες που σχετίζονται με τη γήρανση.

Για όλες αυτές τις ομάδες, η εφαρμογή βιομετρικών δεδομένων θα βοηθήσει σίγουρα στην πιο αποτελεσματική προσαρμογή του παραδείγματος NeuroTracker στις συγκεκριμένες ανάγκες των ατόμων. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα την ταχύτερη και αποτελεσματικότερη ανάπτυξη των βασικών γνωστικών λειτουργιών όπως οι διαδικασίες προσοχής, η ταχύτητα επεξεργασίας πληροφοριών, οι εκτελεστικές λειτουργίες και η μνήμη εργασίας – που είναι γνωστοί ως κρίσιμοι παράγοντες σχεδόν σε όλες τις πτυχές της ανθρώπινης απόδοσης.

Έπειτα, εξετάζοντας περισσότερο τις αποχρώσεις του NeuroTracker, αυτή είναι μια εργασία που ενεργοποιεί μια σειρά από διαφορετικά γνωστικά συστήματα, πράγμα που σημαίνει ότι είναι επίσης ευαίσθητο σε παράγοντες όπως η κούραση, η ποιότητα του ύπνου, η διατροφή, η συναισθηματική κατάσταση, οι τεχνικές αναπνοής κ.λπ. Αυτά είναι συνήθως πράγματα που είναι δύσκολο να αξιολογηθούν ή απλά να γνωρίζουν, τα οποία οι τεχνολογίες βιοανάδρασης και νευροανάδρασης μπορούν να είναι άριστες για την αποκάλυψη. Το EEG , ο καρδιακός ρυθμός (BVP ή EKG), η αναπνοή, η αγωγιμότητα του δέρματος , το sEMG και το HEG είναι βασικά παραδείγματα μέτρων που συνδυάζονται πολύ όμορφα με αυτή τη μορφή προπόνησης.

Τέλος, το σπουδαίο εδώ είναι ότι τα βιομετρικά δεδομένα είναι επίσης αυτοεπικυρωμένα, γιατί δείχνουν αντικειμενικές αλλαγές από νευροβιολογική άποψη. Αυτή η πρόσθετη διάσταση αξιολόγησης παρέχει πρόσθετες και εξαιρετικά πολύτιμες γνώσεις στις βαθμολογίες του NeuroTracker, διευκολύνοντας την καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σχετίζονται με τις λειτουργικές αλλαγές και, τελικά, με την απόδοση του πραγματικού κόσμου.

Ειδικοί Βιοανάδρασης και Νευροανάδρασης

Υπάρχουν επίσης όλων των ειδών οι ειδικοί που εργάζονται στο παράδειγμα βιοανάδρασης, το οποίο εκτείνεται ομοίως σε τομείς υψηλής απόδοσης έως πληθυσμούς χαμηλής λειτουργίας - τα παιδιά με ΔΕΠΥ είναι ένα από τα πιο κοινά. Όπως ανέφερα προηγουμένως, το NeuroTracker ταιριάζει πολύ εδώ, κυρίως επειδή παρέχει ένα πολύ χρήσιμο «ενεργό συστατικό» στην πλευρά της παρέμβασης, ή για να επανέλθουμε στην αναλογία - το χτίσιμο του σπιτιού.

Ωστόσο, ακόμη και όταν χρησιμοποιείται η Νευροανάδραση και η βιοανάδραση καθαρά για την αξιολόγηση διαφορετικών πληθυσμών ή ασθενών, το NeuroTracker παρέχει επίσης έναν αποτελεσματικό, ασφαλή και πρακτικό τρόπο για την τόνωση των γνωστικών συστημάτων υψηλού επιπέδου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι είναι γνωστό ότι ενεργοποιεί πόρους προσοχής σε αυτό που ονομάζουμε κατάσταση κατωφλίου, με την επιστήμη να δείχνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προσομοίωση των αντιληπτικών-γνωστικών απαιτήσεων πραγματικών καταστάσεων, όπως η εκτέλεση στο σπορ ή η οδήγηση αυτοκινήτου . Αυτό ήταν μέρος του αρχικού στόχου για την ανάπτυξη αυτού του εργαλείου ψυχοφυσικής και ένας βασικός λόγος για τον οποίο σχεδιάστηκε για να αποσπά στερεοφωνικά τρισδιάστατα οπτικά συστήματα διόφθαλμης οπτικής γωνίας, στα οποία βασιζόμαστε στην καθημερινή ζωή.

Για αυτούς τους ειδικούς το εργαλείο παρέχει έναν απλό και πολύ γρήγορο τρόπο για την ενεργοποίηση γνωστικών καταστάσεων που μπορούν να αποκαλύψουν νευροβιολογικά αποτελέσματα που σχετίζονται με τις απαιτήσεις του πραγματικού κόσμου.

Προχωρώντας προς τα εμπρός

Μία από τις πιο συναρπαστικές πτυχές αυτού του συγκεκριμένου τομέα της νευροεπιστήμης είναι το πόσο γρήγορα 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. Σύμφωνα με τον νόμο του Moore , αυτό τροφοδοτείται από την εκθετική ανάπτυξη των νευροτεχνολογιών και της μηχανικής μάθησης που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη , όχι μόνο καθιστώντας τις πιο ισχυρές, αλλά και μικρότερες, φθηνότερες και πιο πρακτικές.

Ένα ωραίο παράδειγμα εδώ είναι το eVU-TPS , που αναπτύχθηκε πρόσφατα από τη Thought Technology . Είναι ένας τριπλός φυσιολογικός αισθητήρας που παρακολουθεί τη μεταβλητότητα του καρδιακού ρυθμού , την αγωγιμότητα του δέρματος και τη θερμοκρασία του δέρματος, μέσω μιας μικροσκοπικής συσκευής με την άκρη του δακτύλου σε συνδυασμό με ένα smartphone.

Αυτή η αναδυόμενη συνέργεια μεταξύ της νευροεπιστήμης και των νευροτεχνολογιών θα φέρει αυτά τα είδη λύσεων ανθρώπινης βελτιστοποίησης στην καθημερινή μας ζωή.

‍