Investigating the cortical effect of false positive feedback on motor learning in motor imagery based rehabilitative BCI training
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Motor imagery-based brain-computer interface (MI-BCI) is a promising solution for neurorehabilitation. Many studies proposed that reducing false positive (FP) feedback is crucial for inducing neural plasticity by BCI technology. However, the effect of FP feedback on cortical plasticity induction during MI-BCI training is yet to be investigated. OBJECTIVE: This study aims to validate the hypothesis that FP feedback affects the cortical plasticity of the user's MI during MI-BCI training by first comparing two different asynchronous MI-BCI paradigms (with and without FP feedback), and then comparing its effectiveness with that of conventional motor learning methods (passive and active training). METHODS: Twelve healthy volunteers and four patients with stroke participated in the study. We implemented two electroencephalogram-driven asynchronous MI-BCI systems with different feedback conditions. The feedback was provided by a hand exoskeleton robot performing hand open/close task. We assessed the hemodynamic responses in two different feedback conditions and compared them with two conventional motor learning methods using functional near-infrared spectroscopy with an event-related design. The cortical effects of FP feedback were analyzed in different paradigms, as well as in the same paradigm via statistical analysis. RESULTS: The MI-BCI without FP feedback paradigm induced higher cortical activation in MI, focusing on the contralateral motor area, compared to the paradigm with FP feedback. Additionally, within the same paradigm providing FP feedback, the task period immediately following FP feedback elicited a lower hemodynamic response in the channel located over the contralateral motor area compared to the MI-BCI paradigm without FP feedback (p = 0.021 for healthy people; p = 0.079 for people with stroke). In contrast, task trials where there was no FP feedback just before showed a higher hemodynamic response, similar to the MI-BCI paradigm without FP feedback (p = 0.099 for healthy people, p = 0.084 for people with stroke). CONCLUSIONS: FP feedback reduced cortical activation for the users during MI-BCI training, suggesting a potential negative effect on cortical plasticity. Therefore, minimizing FP feedback may enhance the effectiveness of rehabilitative MI-BCI training by promoting stronger cortical activation and plasticity, particularly in the contralateral motor area.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».