EEGニューロフィードバックを使用した知覚認知トレーニングパラダイムにおける学習の強化

この論文では、スポーツのパフォーマンス、特にダイナミックなチームスポーツにおいて重要と考えられる認知能力のトレーニングに関連する NeuroTracker の基本的な概念について説明します。また、知覚認知能力を訓練するための最適な負荷条件を理解することを目的として、学習パラダイムにおける注意負荷の影響を調査した研究も含まれています。

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4 つのエリート プロ スポーツ チームが、競技シーズン中に NeuroTracker でアスリートのトレーニングを行いました (15 ～ 30 セッション)。イングランドのプレミア チーム クラブ、ナショナル ホッケー リーグ チーム、およびヨーロッパのラグビー チームはすべて、姿勢制御に関与する注意メカニズムからの影響を隔離するために、標準的な座り姿勢で訓練を受けました。別のNHLチームは、基本的なバランスに注意を要するトレーニングを立位で実施した。

NeuroTracker での学習の進行の統計的平均をとったところ、座った姿勢でトレーニングを行っている 3 つのプロ スポーツ チームは、ほぼ同一の進行を示し、初期の急速な学習は長期に向けて遅くなりましたが、学習は継続しました。立っているスポーツチームは、NeuroTracker スコアがはるかに低かったが、より重要なことに、全体的な学習の進行が遅く、他のチームとの差が大きかった。この発見は、バランス制御メカニズムと NeuroTracker トレーニングによって引き起こされる知覚認知要求との間の関連性を明確に示しています。これは、効果的な短期および長期の学習適応を生成するには、認知トレーニング負荷を注意閾値に合わせて敏感に最適化する必要があることを示しています。

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NeuroTracker 介入が主観的認知機能低下のある高齢者の認知能力を改善できるかどうかを調査し、AI モデルを使用してトレーニングの効果を高めることができるかどうかを判断する。

自覚的認知障害があるがそれ以外は健康な60歳から90歳の参加者48人が、NeuroTrackerトレーニンググループ（26人）または対照グループ（22人）に割り当てられた。すべての参加者は、アンケートとベースライン神経心理学的評価（カリフォルニア言語学習テスト、ディジット スパン、D-KEFS トレイル作成テスト、D-KEFS 言語流暢性テスト、およびストループ テスト）を通じて詳細な社会人口統計情報を提供しました。 NeuroTracker グループは 7 週間のトレーニングを実行し、対照グループは NeuroTracker のベースライン評価のみを実行しました。両グループは、8週目と11週目に追跡神経心理学的評価を実施しました。機械学習モデルを使用して人口統計データと評価データを分析し、認知パフォーマンスとトレーニングに対する反応性を予測できるかどうかをテストしました。

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NeuroTracker グループでは、スコアが約 70% という大幅な改善を経験し、8 週目には神経心理学的評価で広範囲かつ堅牢なパフォーマンスの移行が見られ、11 週目には (トレーニングなしで) さらなる向上が見られました。 AI モデルは、神経心理学的評価に対する反応性の非常に正確な予測をもたらしました。トレーニング介入。研究者らは、このようなモデルを使用して、個人のニーズに合わせて NeuroTracker プログラムを効果的に調整できると提案しています。

在宅トレーニングプログラムを使用して、脳損傷生存者に対する遠隔治療的認知介入の実現可能性を調査する。

20人の高齢の女性と男性を対象に、自己申告アンケートとミニ精神状態検査（MMSE）を用いて認知的健康状態を評価し、認知的に健康であると判断されました。在宅参加者は NeuroTracker トレーニングを受け、5 週間にわたって 20 回のトレーニング セッションを完了しました。参加者の募集、維持、遵守、経験が実現可能性の指標として使用されました。個々のセッションのスコア、全体的な改善、グループ間の学習率も評価されました。

遠隔介入は全体として高い実現可能性があることが判明した。これは、高い採用と定着率、90% の参加者の遵守率、そしてプログラムの使いやすさによって裏付けられました。画面サイズと 3D テクノロジーの違いによって、トレーニングから得られる認知的利点に違いは見られず、プログラム全体でタスクのパフォーマンスが大幅に向上しました。これはラボベースのトレーニングと同等でした。研究者らは、NeuroTracker は、認知的に健康な成人や脳損傷生存者に対する認知トレーニングのための有望な家庭用オプションを提供すると結論付けました。

進歩的なシングルおよびデュアルタスク トレーニング プロトコルを使用して、スポーツの視力と認知パフォーマンスを向上させるための NeuroTracker トレーニングの有効性を分析します。

水球のエリート選手 (13 名)、テコンドー選手 (12 名)、テニスのエリート選手 (12 名) の 37 名が、シングルタスク トレーニングから段階的に複雑なデュアルタスク トレーニングに進む NeuroTracker セッションを 26 回完了しました。トレーニングの前後に、すべてのアスリートは一連の包括的な検眼視力評価を受けました。トレーニングプログラム全体を通じて、アスリートとコーチの両方が頻繁に視覚アナログのアンケート評価を完了し、集中力、知覚速度、周辺視野のパフォーマンスの変化を評価しました。

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全体的な NeuroTracker の学習率は高かった。より複雑なデュアルタスクの運動スキルに進むとスコアは当初低下しましたが、パフォーマンスはシングルタスクのパフォーマンスで期待されるレベルまですぐに回復しました。 NeuroTracker を使用したデュアルタスク トレーニング方法により、プログレッシブ オーバーロード方法論を使用して新しいスキルを効率的に統合できます。トレーニング後の評価では、静的視力、立体視、空間コントラスト感度、衝動性眼球運動、視覚選択的注意など、ほとんどの視覚能力が統計的に有意に向上していることが明らかになりました。関連するスポーツパフォーマンス能力への移行は、コーチとアスリートの両方のアンケート評価で見られ、プログラム全体を通じて一貫して大幅な改善が見られました。アスリートはコーチよりも自分のパフォーマンスを高く評価する傾向がありましたが、改善評価はほぼ同じでした。

標準化された神経心理学的テストを使用して、注意力、作業記憶、視覚情報処理速度の標準化された尺度に対する NeuroTracker トレーニングの効果を調べること。さらに、脳機能画像を使用して脳の状態の変化を測定します。

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20 人の大学生の学生が募集され、NT トレーニング グループ (NeuroTracker の 30 セッション) と非アクティブな対照グループに分けられました。認知機能は標準化された神経心理学的検査（IVA+Plus、WAIS-III、D-KEFS）を使用して評価され、脳機能の相関関係は定量的脳波検査（qEEG）を使用して評価されました。

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トレーニングを受けたグループは、トレーニング期間を通じて NeuroTracker の速度しきい値が強力かつ一貫して向上したことを示しました。 NT グループは、IVA+Plus 聴覚、WAIS シンボル検索、WAIS コード、WAIS ブロック設計、WAIS 文字番号シーケンス、d2 注意力テスト、および D-KEFS カラーネーミング、抑制および抑制/スイッチングサブテストで有意に高いスコアを示しました ( P < .01)。 qEEG 測定では、NT グループは、両目を開いた状態と閉じた安静状態で、ベータ帯域幅内の周波数範囲で大幅な相対パワーの増加を示しました。これらの変化は脳の前頭領域（実行機能）全体で観察され、脳活動と神経可塑性の亢進に伴う脳波速度の増加を表していました。全体的な結果は、NeuroTracker トレーニングが注意力、情報処理速度、作業記憶を強化し、神経電脳機能にプラスの変化をもたらすことができることを示しました。