Типологизация профилей индивидуальной динамики саморегуляции при помощи технологии компьютерного игрового биоуправления

In this paper we present typologization of the profiles of individual dynamics of conscious self-regulation of human involuntary functions using the computer game biofeedback technology. To test the developed typologization the experiment was conducted in three different groups of subjects. The results of the study describe the individual characteristics of the subjects with different profiles of the dynamics of self-regulation, which are: differences in the level of tolerance to ambiguity; level of intellectual plasticity; characteristics of coping strategies. Besides, the stability of the typologization of the profiles of self-regulation was confirmed.Проведено изучение и типологизация профилей индивидуальной динамики осознанной саморегуляции непроизвольных функций человека при помощи технологии компьютерного игрового биоуправления. С целью проверки разработанной типологизации процедура эксперимента осуществлялась в трех группах испытуемых. Описаны личностные характеристики, присущие людям с различными профилями динамики саморегуляции. К ним относятся различия в уровне толерантности к неопределенности, уровень пластичности в интеллектуальной сфере, особенности копинг-стратегий, кроме того, показана устойчивость предложенной типологизации профилей саморегуляции

Картирование микроструктуры головного мозга при большом депрессивном расстройстве: пилотное МР-исследование

INTRODUCTION: Major depressive disorder is a common mental health disorder. Alterations in cortical structures have been identified in this disease, but findings have been variable and inconsistent. Previous studies have illustrated that the cingulate and prefrontal gyrus, along with the amygdala, are involved in emotional processing and the development of abnormal emotional responses in depression.OBJECTIVE: Our research aims to investigate the neurological structural differences and alterations in ACC, bilateral amygdala, and dmPFC regions in patients with MDD using quantitative MRI (MPF and Diffusion parameters mapping (DPM), including diffusion kurtosis).MATERIALS AND METHODS: In this study, we utilized advanced quantitative MRI techniques, specifically Diffusion Tensor Imaging, Diffusion Kurtosis Imaging, and Мacromolecular Proton Fraction Mapping, to investigate microstructural differences and alterations in the specific regions in patients diagnosed with major depressive disorder. RESULTS: Our findings revealed no significant interaction between Мacromolecular proton fraction Mapping with depressive disorder. However, patients with major depressive disorder exhibited a statistically significant increase in apparent mean, axial and radial diffusivity (F=6.3, p=0.01, F=5.0, p=0.03, F=7.08, p=0.01, respectively) in the bilateral amygdala compared to healthy controls, as well as in mean and radial diffusivity in the anterior cingulate cortex (F=5.61, p=0.02, F=7.08, p=0.01, respectively).DISCUSSION: These findings suggest that altered molecular diffusion characteristics in the amygdala and the anterior cingulate cortex may be specifically associated with major depressive disorder.CONCLUSIONS: The importance of using new quantitative MRI methods to assess structural changes at the molecular level in the brain is shown, which, ultimately, expands the fundamental understanding of the pathophysiology of depression.ВВЕДЕНИЕ: Большое депрессивное расстройство является распространенным нарушением психического здоровья. Изменения в структуре коры головного мозга при этом заболевании сегодня остаются малоизученными, а результаты исследований неоднозначны и противоречивы. Ранее было показано, что поясная и префронтальная извилины, а также миндалина участвуют в обработке эмоциональных сигналов и развитии аномальных эмоциональных реакций при депрессии.ЦЕЛЬ: Изучение неврологических структурных различий и изменений в передней поясной коре, миндалине и области дорсомедиальной префронтальной коры у пациентов с БДР с помощью количественной МРТ (МПФ и картирование диффузионных параметров, включая куртозис диффузии). МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: В работе использовались современные количественные методы магнитно-резонансной томографии (МРТ), а именно диффузионно-тензорная томография, томография куртозиса диффузии и картирование макромолекулярной протонной фракции для изучения микроструктурных различий и изменений в специфических областях мозга у пациентов с большим депрессивным расстройством.РЕЗУЛЬТАТЫ: Полученные в данной работе результаты не выявили значимой взаимосвязи между содержанием макромолекулярной протонной фракции и депрессивным расстройством. Однако у пациентов с депрессивным расстройством наблюдалось статистически значимое увеличение измеряемого коэффициента средней, осевой и радиальной диффузии (F=6,3, p=0,01, F=5,0, p=0,03, F=7,08, p=0,01 соответственно) билатерально в миндалинах по сравнению с контрольной группой здоровых людей, а также измеряемого коэффициента средней и радиальной диффузии в передней поясной коре (F=5,61, p=0,02, F=7,08, p=0,01 соответственно).ОБСУЖДЕНИЕ: Полученные результаты дают основание полагать, что изменение характеристик молекулярной диффузии в миндалине и передней поясной коре может быть специфически связано с большим депрессивным расстройством.ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Показана важность использования новых количественных методов МРТ для оценки структурных изменений на молекулярном уровне в головном мозге, что расширяет фундаментальные представления о патофизиологии депрессии

Конструкция, место и клиническая эффективность технологии интерактивной терапии (стимуляции) мозга при цереброваскулярной патологии

Highlights. Interactive brain stimulation is the next step in neurofeedback technology, it implies the possibility of volitional regulation of the hemodynamic response of specific brain region in order to transform entire brain network and obtain the desired clinical and behavioral dynamics in patients (subjects). One of the indications for using the technology is post-stroke movements disorders when the volitional influence is focused on the motor area of the brain.Background. Neurofeedback and closely related concepts of neural interface system and “interactive brain” are considered as the foundation for developing algorithms for controlling neuroplasticity. Interactive brain therapy (stimulation) is a recently developed type of neurofeedback therapy, which implies dependence of feedback on a hemodynamic response signal recorded by functional magnetic resonance imaging (fMRI). The technology focuses on the region of interest with good accuracy and enables teaching the subject to control the activity of both individual cerebral structures and the functional connectivity between them, causing behavioral metamorphoses.Aim. To demonstrate the study design involving interactive stimulation of secondary motor areas of the brain using a bimodal fMRI-electroencephalography platform, and to describe the dynamics of the motor networks during treatment in patients with hemiparesis in the early period of recovery from stroke.Methods. The study involved 11 patients who were trained to regulate the activity of the secondary motor area and premotor cortex of the affected hemisphere, receiving feedback on the fMRI signal and the activity of the mu- (8–13 Hz) and beta2 (18–26 Hz) EEG ranges of the areas of interest. The block-designed training consisted of 6 sessions (imagination of movement – rest) with an interval of 2–3 days. During treatment the dynamics of the hemodynamic response of the areas of interest was analyzed. In test sessions (before treatment, immediately after the end, and six months later) functional connections within the motor network were reconstructed and hand function was assessed (grip strength, Fugle-Meyer Assessment, Box and Blocks test).Results. Upon completion of treatment, an increase in grip strength and dexterity was achieved; there was an increase in the fMRI signal of the premotor cortex of the ipsilateral hemisphere, and a strengthening of the interhemispheric functional connectivity of the secondary motor areas.Conclusion. fMRI and the interactive brain therapy technology built on its basis, on the one hand, provide the technological foundation for the “interactive brain” and the transformation of spontaneous neuroplasticity into a controlled one, and on the other hand, serve as an important tool for monitoring the process of restructuring of cerebral networks after a stroke, providing the ability to record the emergence (or disappearance) of connectivity between brain regions, and to measure its strength in dynamics, that is, to give a numerical description of neuroplasticity.Основные положения. Интерактивная стимуляция мозга – развитие технологии нейробиоуправления, подразумевающее возможность волевого регулирования гемодинамического отклика конкретных структур мозга с целью изменения параметров активности церебральных сетей и достижения желаемой клинической и поведенческой динамики у пациентов (испытуемых). Одним из показаний к применению технологии являются двигательные нарушения вследствие инсульта; в этом случае фокус волевого воздействия направлен на моторные области мозга.Актуальность. Нейробиоуправление и тесно связанные с ним интерфейсы «мозг – компьютер» рассматривают как базу для создания алгоритмов управляемой нейропластичности. Интерактивная терапия (стимуляция) мозга – недавно сформировавшаяся модальность нейробиоуправления, подразумевающая зависимость обратной связи от сигнала гемодинамического отклика, регистрируемого средствами функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Технология позволяет с высокой точностью фокусироваться на регионе интереса и обучить субъекта контролю как активности отдельных церебральных структур, так и функциональной связности между ними с инициированием поведенческих изменений.Цель. Продемонстрировать дизайн эксперимента с интерактивной стимуляцией вторичных моторных зон мозга на бимодальной фМРТ-электроэнцефалографии платформе и описать динамику моторной сети в ходе лечения на репрезентативном примере больного с гемипарезом в раннем восстановительном периоде инсульта.Материалы и методы. 11 пациентов обучались регулировать активность дополнительной моторной области и премоторной коры пораженного полушария, получая обратную связь по сигналу фМРТ и активности мю-ритма (8–13 Гц) и бета-2-ритма (18–26 Гц) электроэнцефалографии в центральных отведениях. Курс состоял из 6 сессий в блочном дизайне (воображение движения чередовалось с отдыхом) с интервалом в 2–3 дня. В ходе лечения изучена динамика активации зон интереса. В тестовых сессиях (до лечения, сразу по его окончании и через полгода после завершения курса) проведена реконструкция функциональных связей внутри моторной церебральной сети и оценена функция руки (динамометрия хвата, шкала Фугл-Майера, тест Box and Block).Результаты. По завершении лечения достигнуто увеличение силы и ловкости руки; отмечены усиление фМРТ-сигнала премоторной коры ипсилатерального полушария и укрепление межполушарной функциональной связности вторичных моторных зон.Заключение. Таким образом, фМРТ и построенная на ее основе технология интерактивной стимуляции мозга, с одной стороны, обеспечивают технологическую основу для перевода спонтанной нейропластичности в управляемую в интересах более полной реабилитации постинсультного дефекта. С другой – фМРТ-мониторинг служит важным инструментом наблюдения за процессом перестройки церебральных сетей после инсульта, обеспечивая возможность измерять функциональную связность в динамике, то есть давать численную характеристику нейропластичности

ASSESSMENT OF THE ADAPTIVE ABILITIES IN JUNIOR SCHOOL STUDENTS USING GAME BIOFEEDBACK TECHNOLOGY

In this study we selected 3 basic types of the adaptive behavior of the junior school students (n = 80) using a comparative analysis of the psychological and psycho-physiological characteristics in the course of game biofeedback. As a result of training the emotional state of the students normalized and psycho   physiological tension decreased. The ADHD and frequently ill students also got a positive outcome after training

Typologization of the profiles of individual dynamics of self-regulation using the computer game biofeedback technology

In this paper we present typologization of the profiles of individual dynamics of conscious self-regulation of human involuntary functions using the computer game biofeedback technology. To test the developed typologization the experiment was conducted in three different groups of subjects. The results of the study describe the individual characteristics of the subjects with different profiles of the dynamics of self-regulation, which are: differences in the level of tolerance to ambiguity; level of intellectual plasticity; characteristics of coping strategies. Besides, the stability of the typologization of the profiles of self-regulation was confirmed

The development and mastering of the skills of self-regulation in the course of game biofeedback: psychological analysis

In this paper we present the results of the study of the characteristics of self-regulation skills development using game biofeedback, and psychological predictors of these skills’ mastering in the course of biofeedback training. Analysis of the psychological characteristics associated with/ restraining the learning of self-regulation during training is given. It was shown that the training based on computer biofeedback allows modifying self-regulation profiles of the subjects towards more effective ones. The steadiness of the skills was confirmed