How feedback, motor imagery and reward influence brain self-regulation using real-time FMRI.
Loading...
Files
Date
2015
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
El uso de Neurofeedback (NF) con resonancia magnética funcional en tiempo real (Real-time fMRI neurofeedback, rtfMRI) permite la auto-regulación de la actividad metabólica del cerebro. El control de la actividad cerebral puede generar cambios conductuales, lo cual abre nuevas oportunidades para potenciales aplicaciones tanto terapéuticas como de investigación en neurociencias. El proceso de aprendizaje involucrado en alcanzar auto-regulación de la actividad hemodinámica del cerebro se cree que está relacionado a factores como el tipo y contingencia del feedback, recompensa, el uso de imaginería mental, la duración del entrenamiento, entre otros. Instruir explícitamente a los participantes a usar imaginería mental es una práctica común en experimentos de rtfMRI-NF, bajo el supuesto de que esta estrategia mejorará y acelerará el proceso de aprendizaje. Del mismo modo, se asume que la entrega de recompensa monetaria según desempeño refuerza y mejora la auto-regulación cerebral. Sin embargo, la estrategia óptima para mejorar el control voluntario de la actividad cerebral aún no está clara.
Para evaluar el efecto de estos factores en la auto-regulación, el presente estudio consideró la influencia de feedback, instrucciones explícitas y recompensa monetaria en el proceso de entrenamiento de sujetos sanos para aumentar la señal BOLD (Blood Oxygen Level Dependent, Dependiente del Nivel de Oxígeno Sanguíneo) en el Área Motora Suplementaria. Cuatro grupos fueron entrenados en un protocolo de rtfMRI-NF durante dos días: GF sólo con NF, GF,I con NF + instrucciones explícitas (imaginería motora), GF,R con NF + recompensa monetaria, y GF,I,R con NF+ instrucciones explícitas (imaginería motora) + recompensa monetaria. Nuestros resultados muestran que GF aumentó significativamente su auto-regulación de la actividad BOLD entre el día 1 y el día 2. GF,R mostró la mayor amplitud en la señal BOLD en la región objetivo durante el entrenamiento, pero no mostró un cambio significante entre el día 1 y día 2. Tanto GF,I como GF,I,R (grupos con imaginería motora) no mostraron una amplitud de la señal BOLD significativamente mayor que GF ni tampoco cambios significativos entre el día 1 y día 2. El análisis univariado del cerebro reveló activaciones similares entre los cuatro grupos de entrenamiento. Igualmente, la conectividad funcional en regiones corticales motoras bilaterales y prefrontales mostró patrones comunes entre los cuatro grupos. Por otro lado, la variación de la conectividad funcional durante el entrenamiento presentó patrones distintos entre los grupos, representando las variadas influencias en el cerebro del feedback, recompensa e instrucciones.
Para evaluar el efecto de estos factores en la auto-regulación, el presente estudio consideró la influencia de feedback, instrucciones explícitas y recompensa monetaria en el proceso de entrenamiento de sujetos sanos para aumentar la señal BOLD (Blood Oxygen Level Dependent, Dependiente del Nivel de Oxígeno Sanguíneo) en el Área Motora Suplementaria. Cuatro grupos fueron entrenados en un protocolo de rtfMRI-NF durante dos días: GF sólo con NF, GF,I con NF + instrucciones explícitas (imaginería motora), GF,R con NF + recompensa monetaria, y GF,I,R con NF+ instrucciones explícitas (imaginería motora) + recompensa monetaria. Nuestros resultados muestran que GF aumentó significativamente su auto-regulación de la actividad BOLD entre el día 1 y el día 2. GF,R mostró la mayor amplitud en la señal BOLD en la región objetivo durante el entrenamiento, pero no mostró un cambio significante entre el día 1 y día 2. Tanto GF,I como GF,I,R (grupos con imaginería motora) no mostraron una amplitud de la señal BOLD significativamente mayor que GF ni tampoco cambios significativos entre el día 1 y día 2. El análisis univariado del cerebro reveló activaciones similares entre los cuatro grupos de entrenamiento. Igualmente, la conectividad funcional en regiones corticales motoras bilaterales y prefrontales mostró patrones comunes entre los cuatro grupos. Por otro lado, la variación de la conectividad funcional durante el entrenamiento presentó patrones distintos entre los grupos, representando las variadas influencias en el cerebro del feedback, recompensa e instrucciones.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2015