Biofeedback (BFDB) to proces uświadamiania i kontrolowania zgodnie z wolą procesów fizjologicznych za pomocą instrumentów dostarczających informację o parametrach fizjologicznych danego systemu. W 2008 roku trzy organizacje: Association for Applied Psychophysiology and Biofeedback (AAPB), Biofeedback Certification International Alliance (BCIA), International Society for Neurofeedback and Research (ISNR) zaproponowały następującą definicję biofeedbacku:
"Biofeedback jest procesem, który umożliwia naukę zmiany aktywności fizjologicznej w celu poprawy zdrowia i wydajności. Precyzyjne instrumenty mierzą aktywność fizjologiczną taką jak: fale mózgowe, funkcje serca, oddech, aktywność mięśni i temperaturę skóry. Urządzenia te przesyłają informację zwrotną do użytkownika w sposób szybki i dokładny. Prezentacja tych informacji – często w połączeniu ze zmianą myślenia, emocji i zachowania – wspiera pożądane zmiany fizjologiczne. Z biegiem czasu zmiany te mogą utrzymywać się bez konieczności stosowania urządzenia."
Biofeedback jest techniką zakładającą aktywne zaangażowanie pacjenta, dlatego należy do psychofizjologii stosowanej. Biofeedback może być opisany jako „psychofizjologiczne lustro”, pozwalające pacjentowi monitorować sygnały fizjologiczne generowane przez ciało i uczyć się nimi sterować. Informacje zwrotne służą wzmacnianiu i kształtowaniu zachowań oraz zwiększaniu świadomości w celu nauki samoregulacji. Psychofizjologia jest dziedziną nauki badającą interakcję między zdarzeniami psychologicznymi a fizjologicznymi, zajmuje się pomiarem sygnałów fizjologicznych w odpowiedzi na zachowanie. Zachowanie rozumie się tutaj w szerokim kontekście, dotyczy reakcji na stres, uczenie się, pamięć, przetwarzanie informacji, percepcję i sen. Zatem zachowanie wpływa na fizjologię organizmu i może być rejestrowane poprzez pomiar pewnych parametrów fizjologicznych.
Jednak zdaniem autorów, sama psychofizjologia nie wyczerpuje klasyfikacji nauk podstawowych dla technologii biofeedback. Psychofizjologia jest nauką interdyscyplinarną i poza psychologią (lub jej nowszą odmianą – neuropsychologią) i fizjologią - przenika się z fizyką i inżynierią biomedyczną w zakresie biopomiarów, stosowanych matematycznych i fizycznych metod analizy i przetwarzania sygnałów biomedycznych oraz w wielu innych aspektach technicznych i praktycznych stosowania tych interfejsów, szczególnie w medycynie. Zdaniem autorów, biofeedback jest zatem odmianą HCI i/lub NI (w zależności od modalności) stosowaną zazwyczaj do celów normalizacyjnych (opieka zdrowotna), ale również optymalizacyjnych (poprawa funkcjonowania w życiu codziennym). Psychofizjologia natomiast tworzy i bada teorie wyjaśniające działanie biofeedbacku w zakresie sprzężenia między umysłem (psyche) a ciałem (soma), wykorzystując do tego celu technologie biofeedback i diagnostyczne, w tym głównie urządzenia do pomiaru sygnałów fizjologicznych.
Dzięki metodzie zastępczego biologicznego sprzężenia zwrotnego można kontrolować zgodnie z wolą wiele sygnałów fizjologicznych. Większość modalności biofeedbacku przedstawia tabela 1.
Tabela 1. Klasyfikacja technologii biofeedback ze względu na rodzaj mierzonego sygnału.
Kategoria/Nazwa | Opis |
---|---|
Neurofeedback2 | |
1. EEG BFDB | biofeedback elektroencefalograficzny; aktywność bioelektryczna mózgu |
2. HEG BFDB | lokalny pomiar zmian stopnia utlenowania krwi w mózgu, oparty na spektroskopii bliskiej podczerwieni – NIRS |
Biofeedback3 | |
Fizjologiczny | |
3. EMG BFDB | biofeedback elektromiograficzny; aktywność bioelektryczna mięśni |
4. RTUS BFDB | biofeedback ultrasonograficzny; ultrasonografia czasu rzeczywistego |
5. EKG BFDB | biofeedback elektrokardiograficzny; aktywność bioelektryczna serca |
6. HRV BFDB | fotopletyzmografia; tętno, saturacja krwi: pulsoksymetr |
7. RSA BFBD | oddechowa arytmia zatokowa |
8. PZT BFDB/oddechowy | pneumografia, pomiar ruchów klatki piersiowej; technologia piezoelektryczna |
9. EDR/EDA/GSR BFDB | EDR/EDA – reakcja elektrodermalna, przewodnictwo elektryczne skóry; GSR – reakcja skórno-galwaniczna, GSR jest pomiarem oporności skóry, pomiar odwrotny do EDR |
10. TEMP BFDB | biofeedback temperaturowy; zmiany temperatury ciała korelują ze stanami: stresu, lękowymi etc. |
Biomechaniczny | |
11. Force platoform BFDB | biofeedback posturograficzny wykorzystujący platformy sił rekacji podłoża (force platform) |
12. ACC BFDB | biofeedback akcelerometryczny, wykorzystujący czujniki inercyjne IMU/MEMS |
13. VR BFDB | virtual reality biofeedback; wykorzystujący rzeczywistość wirtualną; może być łączony z innymi modalnościami |
14. GON BFDB | biofeedback elektrogoniometrczyny; pomiar zakresu ruchu w stawach |
15. PBU BFDB | biofeedback uciskowy |
16. Camera based BFDB | optyczny system analizy ruchu bazujący na sieci kamer i detekcji ruchu markerów |
Biochemiczny | |
17. BFDB kapnometryczny | pomiar stężenia CO2 we krwi lub powietrzu wydychanym |
W rehabilitacji neurologicznej (ruchowej) największe zastosowanie mają: biofeedback elektromiograficzny oraz biomechaniczny (szczególnie posturograficzny i akcelerometryczny). Biofeedback posturograficzny i akcelerometryczny jest realizowany poprzez stosowanie czujników inercyjnych oraz platform sił reakcji podłoża (ang. force platform) zawierające czujniki siły nacisku. Istotne jest aby sprzęt ten (czujniki IMU i platforma) był obsługiwany przez jedno oprogramowanie z dużymi możliwościami zarówno diagnostycznymi, jak i terapeutycznymi. W praktyce sprowadza się to do dużej liczby gier z możliwościami zmian ich parametrów w zależności od aktualnego stanu pacjenta (możliwości ruchowych) określonego przez obiektywny pomiar parametrów ruchu. Natomiast w rehabilitacji neuropsychologicznej jedną z najlepszych technik BFDB jest neurofeedback (jeśli jest możliwy do zastosowania, w przeciwnym razie lepsze mogą by interfejsy stymulujące).