Turbo-Satori:リアルタイム機能的近赤外分光法のためのニューロフィードバックと脳コンピューターインターフェースツールボックス

Turbo-Satori: a neurofeedback and brain-computer interface toolbox for real-time functional near-infrared spectroscopy
Luhrs, Michael and Goebel, Rainer
Neurophotonics, vol.4, No.4, pp. 041504, 2017
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“Turbo-Satoriは,リアルタイム機能的近赤外分光法(fNIRS)のための神経フィードバックと脳コンピュータインタフェース(BCI)ツールボックスである.リアルタイムの前処理および分析から神経フィードバックおよびBCIアプリケーションまでの複数のパイプラインが組み込まれている.ツールボックスは有用性に重点を置いて設計されており,リアルタイム実験のセットアップと実行を迅速に実行することができる. Turbo-Satoriは,リアルタイムの一般的な線形モデル計算に高度な再帰最小二乗法を使用し,高度なBCIアプリケーション用のSVM教師あり学習を使用している.これは,一般的なNIRx fNIRSハードウェアと直接通信し,最大6時間の録音実験中に,すべてのサンプリング間隔の計算時間を大幅に変更することなく,計算をリアルタイムで実行できるように幅広くテストされた.高度な処理機能に即座にアクセスできるようにすることで,fNIRSのデータ収集と処理の分野で,学生や非専門家にもこのツールボックスを使用可能である.柔軟なネットワークインターフェースにより,第三者の刺激アプリケーションは,処理されたデータおよび計算された統計にリアルタイムでアクセスし,この情報を神経フィードバックまたはBCIプレゼンテーションに容易に組み込むことが可能である.”

空間源推定のEEG ニューロフィードバックは努力を必要としない思いやり瞑想中の脳活動と主観的評価を結び つける.

Source-space EEG neurofeedback links subjective experience with brain activity during effortless awareness meditation
空間源推定のEEG ニューロフィードバックは努力を必要としない思いやり瞑想中の脳活動と主観的評価を結び つける.
Remko van Lutterveld, Sean D.Houlihan, Prasanta Pal, Matthew D.Sacchet, Cinque McFarlane-Blake, Payal R.Patel, John S.Sullivan, Alex Ossadtchi, SusanDruker, Clemens Bauer, Judson A.Brewer
Neuroimage, vol.151, pp. 117-127, 2017
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【背景】
瞑想はますます精神疾患にとって有益な効果を示している.しかし,瞑想を学ぶことは簡単に識別可能な外的兆候がないため,単純ではなく,また直接のフィードバックは不可能である.瞑想が後部帯状皮質(PCC)と相関することが判明しているため,我々はPCC からの空間源EEG のニューロフィードバックが容易な意識(瞑想の主要な要素)の主観的経験と参加者が信号を自発的に制御できるかどうかを試した.
【方法】
16 人の瞑想初心者と16 人の瞑想熟練者が研究に参加した.瞑想初心者は基本的な瞑想の練習を行うために簡単に訓練され,徐々に挑戦的なニューロフィードバックのテストバッテリーで容易な意識の主観的な経験を誘導した.瞑想熟練者は同じテストバッテリーでこの状態を誘発するために自己選択の瞑想練習を行った.ビームフォーマーアルゴリズムを用いて抽出されたガンマバンド(40-57Hz)PCC 活性に基づいて,ニューロフィードバックが提供された.PCC の活動と容易な意識の主観的経験との関連性は,口頭による厳密な調査によって評価された.
【結果】
どちらのグループも,PCC 活動の低下が,高い中央信頼度(0-10 のリッカート尺度で初心者:8 人,経験者:9 人)で,容易な意識に対応していると報告した.どちらの群も,PCC の活動と容易な意識の主観的経験(初心者:8 人,経験者:9 人)の間で,その時々の中央値のの高い相関を示した.どちらのグループも簡単に意識瞑想を実践することにより,意識のない方向にPCC 信号を自発的に制御することができた(初心者:時間の中央値%=77.97,P = 0.001; 経験豊富:89.83,P <0.0005). 【結論】 これらの知見は,EEG 神経フィードバックを利用して脳活動の客観的測定値と容易に意識する主観的経験とを結びつける可能性を支持し,このパラダイムが瞑想訓練の道具として潜在的に有用であることを示唆する."

タスクベースの神経フィードバック訓練:実行機能を訓練するための斬新なアプローチ

Task-based neurofeedback training: A novel approach toward training executive functions
Neuroimage, vol.134, pp. 153-159, 2016
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認知訓練は,様々な神経発達および神経変性疾患における認知機能を改善するための新興アプローチである.しかしながら,現在の訓練プログラムは,比較的長い可能性があり,認知困難な患者にとって,もしかすると忠実に行うことは難しいかもしれない.以前の研究では,脳活動のレベル(神経フィードバック)に関するリアルタイムのフィードバックを個人に提供することは,もしかすると特定の脳領域の活性化を制御することを学ぶのを助けることを示唆している.本研究では,ニューロフィードバックの効果をコンピュータ化された訓練と並行して享受する,タスクベースのニューロフィードバック訓練パラダイムを開発した.我々は,様々な発達障害および神経変性疾患における中心的介入を考慮して,実行機能トレーニングに重点を置いた.前頭前野の酸素化ヘモグロビンの変化を測定することにより,神経フィードバックを提供するために,近赤外分光法(NIRS)が使用された.20 人の健常成人参加者のうち,10 人が認知訓練中の前頭前野活動に対して実際の神経フィードバック(NFB)を受け,10 人が偽フィードバック(SHAM)を提示された.SHAM と比較して,NFB 群は,4 回の訓練(合計100分)後の作業記憶の測定値を含む,有意に改善された実行機能パフォーマンスを示した.NFB 群はまた,SHAMと比較して右前頭前野領域および下前頭領域を含む実行機能ネットワークにおいて,トレーニング関連脳活動を有意に減少させた.我々のデータは,認知訓練に加えて神経フィードバックを提供することは,比較的短い訓練期間の後に実行機能を高めることを示唆している.類似の設計は,既知の神経病理学を有する患者集団のために潜在的に使用され,もしかするとそれらが冒された脳領域における活性を増強/回復するのを助ける.