Биологическая обратная связь по ЭЭГ

Электроэнцефалограмма может нести в себе далеко не только диагностическую значимость, но и информацию для корректировки функционального состояния, а также управления внешними устройствами. Данное направление называется нейро-компьютерные интерфейсы (НКИ) или Brain-Computer Interface (BCI). Направление довольно широкое и нет цели осветить все парадигмы сразу.
Сейчас обсудим такой вид НКИ, как биологическая обратная связь или БОС тренинг по ЭЭГ.

Ранее была серия публикаций о новой системе электроэнцефалографической регистрации EasyEEG, которые объясняли как самостоятельно собрать самый доступный вариант ЭЭГ системы, показаны тесты данной системы и т.п. Обязательно посмотрите их:
1. Алгоритм настройки модуля усилителя AD620
2. Настройка усилителя AD620 под ЭЭГ
3. Проект EasyEEG
4. Сравнение EasyEEG с профессиональным электроэнцефалографом NVX
5. Обновление системы EasyEEG
А здесь посмотрим на реализацию настраиваемой биологической обратной связи обновление программной части системы EasyEEG.

Виды биологической обратной связи

Вначале разберемся что это такое и какие варианты бывают.
Биологическая обратная связь (БОС) — это комплекс методов и технологий, базирующихся на принципах обратной связи и направленных на активизацию внутренних резервов организма, развитие самоконтроля и саморегуляции важных физиологических функций организма путем формирования на уровне головного мозга программы их физиологически адекватного управления.
Метод БОС позволяет учитывать индивидуальные особенности личности, дозированно подбирать каждому пациенту нагрузку для тренировки и контролировать эффективность ее выполнения в ходе лечения, а также, используя мультимедийные возможности компьютерной технологии БОС, обеспечить высокую эмоциональную заинтересованность и нестандартность проведения лечебных сеансов.
Данный метод превращает тренировку в игру!
В случае с ЭЭГ можно использовать следующие эффекты в зависимости от основных частот мозга:

Наибольшую известность получили следующие виды БОС ЭЭГ тренинга:
1) БОС альфа тренинг. Изучение свойств альфа-ритма ЭЭГ, а затем повальное увлечение возможностями альфа-состояний — это, по-видимому, и есть отправная точка в развитии БОС-методологии. Было показано достоверное снижение после курса БОС- альфа-терапии степени личностной тревожности, а также использован в исследованиях проблемы повышения эффективности деятельности в условиях сильного стресса (peak performance). В настоящее время альфа-протокол применяется при терапии психосоматических, невротических, депрессивных и других нарушений, связанных в той или иной мере с изменениями в деятельности активирующих систем мозга и, как следствие, с повышенным уровнем активации вегетативной и центральной нервной системы.
2) БОС тета тренинг. Считается, что тета-состояния, для которых характерен усиленный тета-ритм в ЭЭГ, повышает творческие способности. Ну и нельзя забыть социальную значимость клинического варианта альфа/тета-тренинга при терапии алкогольной и наркотической зависимостей.
3) БОС бета тренинг. Усиление бета-диапазона ЭЭГ (16–20 Гц) имеет положительный терапевтический эффект при различных неврологических нарушениях. Так, усиление бета-составляющей и одновременное ослабление тета-составляющей эффективны при различных эпилептических синдромах, при синдроме нарушения внимания и гиперактивности, постинсультных нарушениях (спастичность, парезы, плегии), посттравматических синдромах, коматозных состояниях и т. д.
4) БОС SMR тренинг. Сенсомоторный ритм (SMR) (12-14 Гц) обычно связан с состоянием покоя тела и активным состоянием внимания, направленного вовне. Заметно редуцирован при синдромах нарушения внимания, патологических страхах, аффективных нарушениях, расстройствах, связанных с хроническим стрессом. Работы M. Стермана показали, что путем БОС-усиления сенсомоторного ритма ЭЭГ животных и человека можно повысить порог судорожной готовности и тем самым уменьшить частоту и выраженность судорожных припадков при различных эпилептических синдромах вплоть до их полного прекращения.

Биологическая обратная связь в EasyEEG

В проекте EasyEEG, начиная с версии 1.1, появилась реализация БОС тренинга.

Видно, что вкладка «запись претерпела изменения. Теперь бета диапазон разделен на два. Так как считается, что активность до 25 Гц соответствует фокусировке внимания, а выше — уже стрессу.

Добавлен еще гамма диапазон (на случай изменения фильтров). Кстати, цифровые фильтры также изменены для сокращения задержки до примерно 1 сек (ранее в районе 3 сек). Это важно для адекватного БОС тренинга.
На спектре теперь видны все диапазоны ЭЭГ цветом. Такие же цвета показывают вклад каждого диапазона на гистограмме внизу.

Затем переходим на вкладку БОС (биологическая обратная связь).

Здесь можно настроить работу тренинга, фактически выбрать её тип.
Основная идея — мысленное управление красным шаром. Он может двигаться в трех направлениях: вверх-вниз, вправо-влево, ближе-дальше.
На каждое направление можно повесить один из параметров или вовсе отключить:
ЭЭГ — общее усиление активности,
Бета — весь диапазон бета,
бета1 — 13..25 Гц,
бета2 — 25..40 Гц,
Альфа, Тета, Дельта и Гамма диапазоны.

Для запуска процесса поставьте галочку Включить БОС.
Появляется шарик и теперь можно постараться перевести себя в разное состояние.

Видео демонстрация

Посмотреть работу БОС тренинга в действии можно в этом видео.

Получился очень интересный инструмент для управления своим организмом. Если вы найдете интересные зоны мозга и техники БОС, напишите в комментариях. Удачи в исследованиях!
Следите за изменениями на сайте LabData.ru, не забывайте подписываться на канал YouTube и в группу ВК.

(с) Роман Исаков, 2021