Сценарии нейрофидбэк‑тренировки
Сценарии тренировки с нейрофидбэком
Исследовательский проект на стыке дизайна и нейротехнологий. Задача – найти форму обратной связи, которая помогает человеку отслеживать изменения активности мозга и регулировать своё состояние.
- Лаборатория
- Центр биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ
- Роль
- исследование, дизайн, разработка
- исследование
- дизайн
- разработка
- Формат
Контекст
Нейрофидбэк – это технология, с помощью которой человек в реальном времени получает обратную связь об активности мозга и постепенно учится её регулировать.
В этом проекте я использовала протокол тренировки двух ритмов: участнику нужно было одновременно снижать тета‑ритм и повышать бета‑ритм. Для протокола я разработала два сценария.
Сценарий – это механика обратной связи, через которую пользователь видит, как он влияет на показатели ритмов. Такая обратная связь должна быть понятной и быстрой.
Исследование
Перед разработкой сценариев я провела 6 глубинных интервью с участниками предыдущего нейрофидбэк‑эксперимента. Нужно было понять, как люди проходили тренировку: что им помогало, а что нет.
Из интервью я узнала, что визуальная среда хорошо удерживала внимание участников: им нравились цвет, уровни, персонаж и атмосфера. Они следили за развитием сценария, но не всегда считывали мгновенную обратную связь, которая показывала изменения ритмов.
Из‑за этого участникам было сложно понять, как именно они влияли на результат: пробовали дыхание, расслабление, концентрацию на отдельных элементах, но не могли описать стабильную стратегию управления.
Гипотеза
Так появилась гипотеза: сценарий без геймификации поможет пользователю лучше считывать мгновенную обратную связь и эффективнее регулировать ритмы мозга.
Чтобы проверить гипотезу, я сравнила два сценария одного и того же протокола – с геймификацией и без.
Сценарий с геймификацией
Сюжет
Пользователь управляет подводной лодкой, которая собирает мусор в океане. Чем глубже опускается лодка, тем более опасный мусор она собирает и тем больше очков зарабатывает участник.
Механика обратной связи
Механика строится вокруг движения лодки. Лодка движется под углом 45 градусов. Бета‑ритм отвечает за скорость погружения, а тета‑ритм работает как ограничитель.
Схема движения лодки в сценарии с геймификацией
Баланс ритмов – цвет
Мгновенная обратная связь встроена в поведение двигателя лодки. Пузырьки показывают баланс между бета- и тета‑ритмом и скорость погружения лодки.
Белые крупные пузырьки означают, что скорость погружения высокая, а вклады ритмов примерно одинаковые. Это состояние, к которому нужно стремиться. Жёлтые пузырьки показывают больший вклад тета‑ритма, фиолетовые – бета‑ритма.
Схема цветовой обратной связи: вклад бета- и тета‑ритма
Игровой сценарий создавал много дополнительных стимулов: лодка, мусор, очки, объекты вокруг. Из‑за этого часть участников следила скорее за игрой, чем за обратной связью.
Сценарий без геймификации
Во втором сценарии я убрала сюжет, персонажа и внешнюю награду.
Механика обратной связи
У сценария два слоя обратной связи.
Первый слой – заполнение фигуры по вертикали. Рост бета‑ритма помогает форме заполняться. Тета‑ритм отвечает за устойчивость этого состояния. Если тета снижается, форме легче удерживать заполнение. Если тета растёт, усиливается «гравитация», и фигура быстрее теряет заполнение.
Схема заполнения фигуры в сценарии без геймификации
Баланс ритмов – плотность
Второй слой – плотность точек внутри фигуры. Она показывает баланс между бета- и тета‑ритмом. Когда вклад беты и теты близок друг к другу, узор становится плотнее. Когда один ритм начинает доминировать, плотность точек снижается.
Схема плотности точек: баланс бета- и тета‑ритма
Задача считывалась проще: не следить за сюжетом, очками и объектами на экране, а удерживать состояние фигуры.
Эксперимент
В основном сравнении участвовали 20 мужчин от 18 до 35 лет без психиатрических и психологических диагнозов. Было две группы: 10 участников проходили сценарий с геймификацией, 10 – без.
Процедура была одинаковой для всех. До тренировки записывалась исходная ЭЭГ с открытыми глазами. Затем участник проходил 20 минут тренировки, разделённые на 4 блока по 5 минут. После этого был повторный замер. В конце участники заполняли опросник NASA TLX.
Результаты
Основной показатель – индекс тренировки. Это относительное изменение отношения тета‑ритма к бета‑ритму после тренировки по сравнению с исходным уровнем. Чем выше индекс, тем лучше.
У сценария без геймификации индекс тренировки оказался выше: 25,1% против 15,7%. Но это различие статистически недостоверное, поэтому говорить о преимуществе одного сценария над другим нельзя.
Если смотреть на индивидуальные изменения, сценарии были близки: положительный индекс тренировки был у 8 из 10 участников в каждой группе, рост бета‑ритма – у 5 из 10 в каждой группе. Самым устойчивым эффектом стало снижение тета‑ритма: у 10 из 10 участников без геймификации и у 9 из 10 с геймификацией.
По субъективной нагрузке сценарий без геймификации оказался тяжелее: 41,7 против 32,5 у сценария с геймификацией.
Развитие и ценность сценария
Главный критерий – баланс физиологического результата и субъективной нагрузки. Сценарий без геймификации дал более высокий индекс тренировки, но это преимущество не подтвердилось статистически. При этом сценарий с геймификацией воспринимался легче: субъективная нагрузка была ниже.
Выборка была небольшой – результат нельзя считать окончательным. Но как продуктовый прототип логично развивать геймифицированный сценарий: он показал сопоставимый физиологический результат и при этом лучше подходит для регулярного использования – меньше нагружает.
Тета‑ритм снижался в обеих группах со статистической достоверностью. Это был общий эффект тренировки, а не преимущество одного сценария. Обратная связь по тета‑ритму работала как неявное наказание: при росте тета‑ритма движение в целевом направлении сдерживалось. Возможно, именно скрытый штраф помогал снижать тета‑активность.