Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
ℹ️Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Интерфейс мозг-компьютер……………………………………………………….5
1.2. Методы нейровизуализации в ИМК……………...
1.3. Виды ИМК
1.4. Типы сигналов для управления ИМК
1.5. Области применения ИМК……………………………………………………….15
1.6. Методики тренировок пользователей ИМК…………………………………….17
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Структура эксперимента
2.2. Анализ данных
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Анализ влияния однократных, краткосрочных и длительных тренировок……38
3.2. Анализ субъективной сложности осуществления реальных и представляемых движений во время двигательного тренинга
3.3. Анализ кинематики движений руки…
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
📖 Аннотация
Работа посвящена изучению влияния двигательных и медитативных тренингов на эффективность обучения управлению интерфейсом мозг-компьютер (ИМК) на основе воображения движений. Актуальность исследования обусловлена недостаточной разработанностью методов тренировки пользователей ИМК по сравнению с технической оптимизацией классификаторов, что является узким местом для клинического внедрения технологий нейрореабилитации. Методология включала проведение серий экспериментов с оценкой точности классификации паттернов ЭЭГ, психометрическим тестированием уровня нейротизма и анализом кинематики движений у здоровых испытуемых, прошедших тренинги разной длительности. Результаты показали, что выполнение тренировок повышает эффективность управления ИМК, причем наиболее значительный рост точности классификации, особенно для воображения движений левой руки, наблюдается после двухнедельного тренинга. Установлено, что успешность обучения положительно коррелирует с низким уровнем нейротизма (высокой эмоциональной устойчивостью), а длительные тренировки также модифицируют кинематику реальных движений, активируя левополушарные механизмы регуляции. Практическая значимость результатов заключается в возможности разработки персонализированных протоколов нейрореабилитации для пациентов с двигательными нарушениями, учитывающих индивидуальные психологические особенности и оптимальную длительность тренировок, что подтверждается исследованиями в области клинического применения ИМК (Фролов А.А. и соавт., 2013; Мокиенко О.А. и соавт., 2013; Боброва Е.В. и соавт., 2017). Таким образом, внедрение структурированных двигательных и психосоматических тренингов в практику обучения ИМК позволяет повысить эффективность нейрореабилитационных технологий.
📖 Введение
Интерфейс мозг-компьютер (ИМК) – стремительно развивающаяся область, интерес к которой во многом связан с клиническими разработками (Frolov et al., 2013, 2016;Черниковаи др., 2013). Большинство исследований по этой проблеме посвящено оптимизации работы классификаторов ИМК, и в значительной степени этот подход уже исчерпан. Другой подход состоит в поиске способов тренировки пользователей ИМК, и работ по этой теме значительно меньше (Боброва и др., 2017). Традиционно методы использования обратной связи в последнее время дополняются методами тренировок, способствующих улучшению концентрации внимания на задаче.
Один из подходов такого плана – это использование психосоматических практик (body-mind therapy), таких как статическая или динамическая медитация, требующая концентрации внимания на определенном состоянии или действии. Поскольку успешность управления ИМК связана с возможностями концентрации и удержания внимания пользователя, обеспечивающими стандартизацию активности мозга при формировании внутренних представлений, эти подходы могут быть перспективны для развития методов тренировки пользователя ИМК. Действительно, ряд исследований показывает, что эффективность управления ИМК выше в группах пользователей, имеющих опыт медитации или обучающихся медитации в ходе эксперимента (Loetal., 2004; Mahmoudi, Erfanian, 2006; Eskandari, Erfanian, 2008; Lakeyetal., 2011; Cassadyetal., 2014; Heetal., 2015; Tanetal., 2014). В большинстве этих исследований использовали ИМК, основанный на воображении движений, и испытуемых тренировали представлять движения правой и левой руки.
Роль двигательных и психосоматических (медитации разного типа) тренировок в успешности управления ИМК, подтверждается и результатами оценки психологических параметров, связанных с уровнем успешности управления ИМК (Hammer et al., 2012). При использовании батареи широкого спектра тестов у 82-х здоровых волонтеров, впервые управлявших ИМК, были выявлены два достоверно значимых предсказателя (предиктора) успешности управления ИМК. Первый – способность к зрительно-моторной координации (Two-Hand Coordination Test), отражающая точность тонкой моторики при координированной работе двумя руками, второй предиктор – способность концентрации на задании (AttitudesTowardsWork, r=0.50; (Kubinger, Ebenhöh, 1996; Hammeretal., 2012)).
Хотя эмоциональная устойчивость в работе (Hammer et al., 2012) не исследовалась, можно предполагать, что именно она может определять успешность обучения на управление ИМК. Основанием для такого предположения является выявленная в ряде работ связь между нейротизмом (эмоциональной устойчивостью) и вниманием (Wallace, Newman, 1997, 1998; Muris, Dietvorst, 2006), а внимание (в том числе концентрация на задании) является ключевым параметром при управлении ИМК.
Цель работы: изучение влияния психофизиологическихдвигательных тренингов на эффективность управления интерфейсом «мозг-компьютер» и выявление её коррелятов.
Задачи:
1) Определить, как влияет выполнение двигательных и медитативных практик, их характер и длительность на эффективность управления ИМК;
2) Определить, есть ли связь между навыками управления ИМК и темпераментом (уровнем нейротизма и интроэкстраверсии);
3) Выяснить, имеется ли связь между результатами управления и субъективной оценкой сложности (реальных и представляемых движений);
4) Изучить, как изменяется характер движения руки после двигательных практик;
✅ Заключение
1) Выполнение двигательных и медитативных тренировок увеличивает эффективность управления ИМК.
2) Выявлена большая успешность обучения у испытуемых с низким уровнем нейротизма (т.е. высокой эмоциональной устойчивостью).
3) В результате использованных тренировок более успешно происходит обучение воображению движений левой руки, чем правой.
4) Тренировки разной длительности по-разному влияют на успешность управления ИМК. Одноразовый и двухразовый тренинг с интервалом 2 недели приводят к увеличению точности классификации состояний мозга только у испытуемых с низким нейротизмом. Двухнедельный тренинг приводит к увеличению точности классификации состояний мозга не только у пользователей с низким, но и с высоким нейротизмом, но только при воображении движений левой (не правой) руки.
5) Измерения кинематики движений руки показывают, что в результате длительной (двухнедельной) тренировки увеличивается скорость движений правой, но не левой руки при приближении к крайним точкам траектории. Это, по-видимому, свидетельствует о том, что в результате тренировки происходит активация левополушарных механизмов регуляции движений.
6) Вначале работы с ИМК испытуемым с высоким уровнем нейротизма субъективно сложнее представлять движения, чем испытуемым с низкими значениями данного показателя. Однако после тренинга субъективная сложность уменьшается, и связь с нейротизмом исчезает. Значимые корреляции субъективной сложности осуществления реальных движений с уровнем нейротизма не выявлены.