NASA hersentrainingstechnologie drijft slimme brillen die aandacht volgen

Spinoff is NASA's jaarlijkse publicatie met succesvol gecommercialiseerde NASA-technologie. Deze commercialisatie heeft bijgedragen aan de ontwikkeling van producten en diensten in de gezondheidszorg en geneeskunde, consumentengoederen, transport, openbare veiligheid, computergentechnologie en milieubronnen.

Een nieuwe paar slimme brillen gebruikt een techniek uitgevonden bij NASA om de hersengolven van gebruikers te meten en hen te vertellen hoe goed ze letten. De techniek is gebaseerd op neurofeedback — het detecteren van hersengolven en het tonen van een readout van hun eigen hersenactiviteit. Met oefening kunnen ze leren om het te controleren.

In de jaren '90 bedacht een wetenschapper werkend aan pilootopleiding bij NASA's Langley Research Center een manier om hersengolfoutput te vertalen om aandachtsniveaus te karakteriseren. Meer en meer van een piloot taak werd gedaan door geautomatiseerde programma's en onderzoekers werden bezorgd dat piloten, minder betrokken, moeite zouden hebben om focus te behouden. Langley-onderzoeker Alan Pope vint een engagement-index die een getal van één tot zes genereerde om het betrokkenheidsniveau aan te geven. Proefpersonen die hun engagementniveau zagen tijdens het uitvoeren van een taak, leerden hun concentratie te controleren en presteerden beter dan controlegroepen, terwijl ze een lagere waargenomen werklast rapporteerden.

Klinisch psycholoog Domenic Greco werkte met biofeedback-therapie sinds de vroege jaren '80. Rond 2000 licenceerden hij en zijn zoon Devon exclusief aspecten van NASA's systeem, inclusief de engagement-index, en richtten CyberLearning Technologies op, dat videogames gebruikt om gebruikers te helpen de controle over hun concentratie te verbeteren. Het SMART BrainGames-systeem, uitgebracht in 2003, maakte het moeilijker om het spel te controleren naarmate de aandacht van de gebruiker afweek.

In 2013 pasten ze dezelfde neurofeedback-technologie toe op slimme brillen die gebruikers tijdens elke taak konden dragen. De brillen zouden donkerder worden naarmate de gebruiker afgeleid werd, wat een realtime prikkel gaf om gefocust te blijven. Devon Greco startte Narbis (Ambler, PA) om aan de slimme brillen te werken.

Hoewel verschillende bedrijven verschillende variaties op neurofeedback hebben geprobeerd, zei Pope dat deze anders is omdat "er een incentief betrokken is — gemotiveerd om de lenzen helder te maken, dus het gebruikt versterking." Greco verduidelijkte dat de brillen nooit donker genoeg gaan om activiteit te onderbreken, maar net genoeg om de gebruiker van afleiding te waarschuwen. Studenten kunnen de brillen gebruiken tijdens studeren of schoolwerk, wat hen helpt gefocust te blijven op de taak en ze traint om hun aandacht te controleren.

De eerste prototypes gingen in 2014 naar klinieken en iteraties van de brillen zijn sindsdien in test.

Het eindproduct werd beschikbaar voor pre-order in late 2019 en begon te verzenden in augustus 2020. Het omvat de brillen, drie sensoren die op het hoofd passen, een Bluetooth-versterker, en een tablet die de software draait. Het Narbis-systeem gebruikt NASA's engagement-index en de bijbehorende algoritmes alsook de dynamische drempelwaarden van de oorspronkelijke technologie — dat is, de manier waarop het moeilijkheidsniveau varieert met de prestaties van de gebruiker.

Vergelijkbare technologie heeft belangstelling getrokken van professionele atleten en muzikanten om prestaties te verbeteren. Leden van het Italiaanse voetbalteam dat de WK won in 2006, schreven hun overwinning toe aan neurofeedback en andere biofeedback-training. Maar de kernklantengroep zal thuishuisgebruikers zijn die worstelen met aandachtsstoornissen of gewoon hun concentratie willen verbeteren. Meer dan 10 miljoen kinderen in de VS zijn gediagnosticeerd met vormen van aandachtsdeficiestoornis, met een vijfde van hun ouders op zoek naar oplossingen anders dan medicatie.

Ga naar NASA.gov hier om meer te leren over deze toepassing, en lees over andere NASA Spinoffs.