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ニューロフィードバックトレーニングにおけるフィードバックの影響

研究によると、フィードバックの種類が脳の活動制御や自己感覚に影響を与えることがわかった。

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ニューロフィードバックトレニューロフィードバックトレーニングにおけるフィードバックの役割らしいよ。コントロールとエージェンシーを向上させる研究によると、明確なフィードバックは脳の
目次

ニューロフィードバックは、自分の脳の活動をコントロールすることを学ぶトレーニング方法だよ。リアルタイムで脳の活動が表示されて、それを見ながら特定の脳パターンを管理するのが目的。例えば、あるタイプのニューロフィードバックでは、参加者が体を動かす代わりに動きを想像することで、特定の脳の領域の活動を減らす訓練をするんだ。

ニューロフィードバックの仕組み

トレーニング中、参加者は脳の活動をモニタリングするセンサーをつけるんだ。体を動かすことを想像すると、脳の信号が変わる。ここで特に重要なのがベータ活動って呼ばれる脳の信号で、これは動く準備ができているときや実際に動いているときに起こるんだ。

トレーニングでは脳の信号に基づいてフィードバックが提供される。参加者が望むように脳の活動を減らすことができたら、画面上の視覚的な手がかりなどのフィードバックを受け取るよ。フィードバックの種類が違うと、トレーニングでのパフォーマンスにも影響を与えるんだ。

ニューロフィードバックトレーニングにおけるフィードバックの重要性

ニューロフィードバックトレーニング中に与えられるフィードバックの種類が、どれだけ脳の活動をコントロールできるかに大きな影響を与えるんだ。明確で意味のあるフィードバックが必要だけど、実際には多くの研究が抽象的なフィードバックを使っていて、想像した動作との関連がわかりにくくなってる。例えば、フィードバックが脳の活動に基づいてバーが満ちていくようなものでも、想像した動きとフィードバックの関係がはっきりしないことがあるよ。

逆に、参加者の脳信号に応じて動くバーチャルハンドのような、タスクにより関連したフィードバックを使うとパフォーマンスが向上するかも。この関連フィードバックは、動きに対するコントロール感、つまり「エージェンシー」を高めることもあるんだ。

学習におけるエージェンシーの役割

エージェンシーは、自分の行動をコントロールしている感覚のこと。これは、タイミング(行動と結果がどれだけ近いか)、一貫性(期待される結果と実際の結果の一致度)、排他性(結果の原因がどれだけ特異に見えるか)の3つの主要な原則に基づいてる。ニューロフィードバックでは、参加者が想像した動きと一致するフィードバック信号を見ると、よりコントロールされていると感じることができるんだ。

研究によれば、行動とフィードバックの間に明確なつながりがあると、エージェンシーが強まることが分かってる。人がよりコントロール感を持つと、タスクにもっと没入しやすくなって、学習をサポートすることができるんだ。

いろんなフィードバックの実験

この研究では、さまざまなフィードバックのタイプがニューロフィードバックのパフォーマンスや参加者のエージェンシーの感覚に与える影響をテストすることを目指したよ。ペンデュラム、動いたり閉じたりするバーチャルハンド、そしてハンドフィードバックに動きの感覚を模した振動を組み合わせた条件の3つを作ったんだ。

これらの異なるフィードバックタイプを使って、より明確で統合されたフィードバックが脳のベータ活動を減らすパフォーマンス向上につながるかを見たかったんだ。

研究デザインと方法

参加者

25人の健康な個人がこの研究に参加したよ。メンタルや神経的な問題の履歴がないっていう特定の基準を設けてね。参加者は報酬をもらって、書面で同意を得たんだ。

フィードバック条件

テストした3つの条件は次の通りだよ:

  1. ペンデュラムフィードバック:揺れるペンデュラムの視覚的表現。
  2. バーチャルハンドフィードバック:開閉する手のグラフィックで、想像した動きを表現。
  3. 組み合わせフィードバック:タッチ振動とバーチャルハンドの動きを組み合わせたもの。

すべての条件のフィードバックは、参加者がベータ活動を減らす能力に基づいてたんだ。

実験手順

参加者はまず、動きを想像するタスクに慣れるためのトレーニングを受けたよ。それから、脳の活動をモニタリングするEEGキャップをつけたんだ。ベースラインデータを集めた後、各フィードバックタイプのトライアルを行ったよ。

各トライアルでは、参加者が動きを想像してる間にフィードバックが提供された。フィードバックの強度は、彼らの脳活動に基づいて変わり、視覚的および触覚的なフィードバックには特定のしきい値が設定されてたんだ。

データ分析

脳の活動データは、参加者がフィードバック条件下でどれだけベータパワーを減らしたかに基づいて分析された。また、参加者は各トライアルの後にエージェンシーの感覚を評価するために調査を受けたよ。

結果

ニューロフィードバックのパフォーマンス

結果から、参加者はバーチャルハンドフィードバックでペンデュラムフィードバックよりも良いパフォーマンスを示したんだ。これは、より透明で関連性のあるフィードバックがパフォーマンス向上につながることを示してるよ。

でも、バーチャルハンドに触覚フィードバックを追加したときは、期待された効果が見られなかったんだ。むしろ、参加者はこの条件でパフォーマンスが低下しちゃった。これは、複雑なフィードバックが参加者を混乱させるか、成功に必要な明確さを減らすかもしれないことを示唆してるね。

エージェンシーの感覚

エージェンシーの感覚は、バーチャルハンドフィードバックの方がペンデュラムと組み合わせフィードバックよりもはっきりと高かったよ。フィードバックが明確で、自分の想像した動きと一致すると、参加者はよりコントロールされてると感じたんだ。

興味深いことに、振動の存在はエージェンシーの感覚を減少させたんだ。これは、視覚的フィードバックと触覚的感覚の不一致が参加者を混乱させる可能性があるからかもしれないね。

エージェンシーとパフォーマンスの関連

分析では、エージェンシーとニューロフィードバックのパフォーマンスの間に強い関連があることがわかったよ。参加者がよりコントロール感を持つと、ベータ活動を減らすのが得意になるんだ。この関係は、ニューロフィードバック中の学習プロセスにおけるエージェンシーの重要性を強調してる。

結論

この研究は、ニューロフィードバックトレーニングで使われるフィードバックの種類がとても重要だってことを示してる。明確で統合されたフィードバック、例えばバーチャルハンドは、パフォーマンスとコントロール感を高めるよ。でも、振動みたいな複雑な要素を追加すると、明確さが減ってパフォーマンスが妨げられるかもしれない。

未来のニューロフィードバックトレーニングでは、エージェンシーの感覚を強化するフィードバックを作ることが大事だね。そうすれば、学習の結果を高めて、参加者にとってより効果的なプロセスにできるかも。

ニューロフィードバックデザインへの示唆

この結果は、ニューロフィードバックプロトコルのフィードバックデザインを改善することで、脳活動をうまく管理できる人を増やせるかもしれないことを示唆してる。フィードバックの明確さと関連性に焦点を当てることで、トレーナーは参加者の関与と成果を高められるかもしれないね。

結論として、フィードバックの透明性、エージェンシー、ニューロフィードバックのパフォーマンスの関係は重要だよ。この洞察は、今後の研究や応用、セラピーからスキルトレーニングに至るまで、ニューロフィードバックを効果的な脳トレのツールとして活用するための道しるべになると思う。

オリジナルソース

タイトル: Influence of feedback transparency on motor imagery neurofeedback performance: the contribution of agency

概要: ObjectiveNeurofeedback (NF) is a cognitive training procedure based on real-time feedback (FB) of a participants brain activity that they must learn to self-regulate. A classical visual FB delivered in a NF task is a filling gauge reflecting a measure of brain activity. This abstract visual FB is not transparently linked--from the subjects perspective--to the task performed (e.g., motor imagery). This may decrease the sense of agency, that is, the participants reported control over FB. Here, we assessed the influence of FB transparency on NF performance and the role of agency in this relationship. ApproachParticipants performed a NF task using motor imagery to regulate brain activity measured using electroencephalography. In separate blocks, participants experienced three different conditions designed to vary transparency: FB was presented as either 1) a swinging pendulum, 2) a clenching virtual hand, 3) a clenching virtual hand combined with a motor illusion induced by tendon vibration. We measured self-reported agency and user experience after each NF block. Main resultsWe found that FB transparency influences NF performance. Transparent visual FB provided by the virtual hand resulted in significantly better NF performance than the abstract FB of the pendulum. Surprisingly, adding a motor illusion to the virtual hand significantly decreased performance relative to the virtual hand alone. When introduced in incremental linear mixed effect models, self-reported agency was significantly associated with NF performance and it captured the variance related to the effect of FB transparency on NF performance. SignificanceOur results highlight the relevance of transparent FB in relation to the sense of agency. This is likely an important consideration in designing FB to improve NF performance and learning outcomes.

著者: Claire Dussard, L. Pillette, C. Dumas, E. Pierrieau, L. Hugueville, B. Lau, C. Jeunet, N. George

最終更新: 2024-08-13 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.27.582270

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.27.582270.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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