正在測試用于治療多動癥的新大腦繪畫方法

想象一下專注于一件事，以至于你可以控制它的運動。現在，想象一下在腦海中選擇顏色和形狀來創造一幅抽象的圖像——一幅大腦畫。USF 計算機科學家 Marvin Andujar 正在利用注意力和藝術的力量來開發一種新的腦機接口 (BCI) 原型，并幫助研究參與者以前所未有的方式使用他們的大腦。目標是通過直接利用他們的大腦活動，為患有注意力缺陷/多動障礙 (ADHD) 的人引入一種新的治療選擇。

“這種類型的腦機交互更像是一種大腦鍛煉，可以提高你的注意力，”安杜哈爾說。“我們正試圖了解如何隨著時間的推移縮小關注范圍。”

與安杜哈爾之前的腦控無人機工作類似，參與者需要全神貫注。要向前飛，用戶必須專注于特定的運動，例如走路。ADHD 社區的人在了解了大腦控制的無人機項目如何利用注意力跨度并要求他們可以在家中使用的設備后找到了 Andujar。

“這就是為什么我們開始致力于將大腦繪畫變成一種工具，讓患有多動癥的人可以在做一些創造性的事情時訓練他們的注意力，”安杜哈爾說。

Andujar 剛剛結束了一項為期兩年的試點研究。他和他的學生從參與者那里收集了數據，這些參與者主要是患有 ADHD的大學生，他們需要額外的幫助來集中注意力并通過考試。最常見的治療方法是 Adderall——一種已知會擾亂飲食和睡眠模式的藥物。

“在技術領域，電話和社交媒體很容易讓人分心，”安杜哈爾說。“BCI 的概念類似于冥想練習，因為需要頭腦集中注意力。”

進步的衡量標準是一個人可以在不讓他們的思緒徘徊的情況下保持注意力多長時間。通過大腦繪畫，用戶佩戴 BCI 并專注于屏幕選項并與閃爍控件交互以在空白畫布上繪畫。

BCI 是讀取腦電信號以促進與外部物體(例如假肢或無人機)交互的通路設備。使用 Andujar 的 BCI 大腦繪畫方法，參與者佩戴一個帶有傳感器的設備，并通過一次專注于一個來從有限的顏色、形狀或控件中進行選擇。閃爍的燈讓用戶知道他們的選擇何時被識別。這種反饋會在頂葉(負責感覺感知和整合的大腦部分)中引起刺激尖峰，并被傳感器檢測到。這些尖峰然后通過算法分類并作為用戶配置文件保存在項目硬盤驅動器上。

“每個人的大腦活動都是獨一無二的，因此每個參與者都必須訓練系統來檢測他們的決策。做得越多，準確性和速度就會提高，”安杜哈爾說。

大腦繪畫是一種首先用于幫助 ALS 患者創作藝術的 BCI 方法。Andujar 修改了這種方法以實現兩個版本——2D 和虛擬現實(VR) 版本。在 VR 體驗中，參與者可以在繪畫的同時完全沉浸在環境中。希望這項工作也能幫助那些在心理健康方面苦苦掙扎的人。

“藝術已經證明可以引發積極的情緒，所以在 VR 版本中，我們想問的是，當你沉浸在自己的畫作中時，注意力和情緒會如何提高?” 安杜哈爾說。

Andujar 對他的大腦繪畫項目有更大的計劃，其中包括策劃一個 VR 藝術展覽以擴大他的觀眾，并使用由大腦繪畫藝術家創建的保存圖像開發基于大腦的不可替代令牌 (NFT) 的第一階段。