Καθώς περνούν τα χρόνια πάρα πολλά έχουν αλλάξει στο χώρο της βιοανάδρασης και ειδικά ο εξοπλισμός της. Το 1979 στο Εργαστήριο Ψυχοφυσιολογίας του New York University Medical Center – Goldwater Memorial Hospital (που θεωρείτο από τα κορυφαία στις Η.Π.Α.) με μεγάλο ενθουσιασμό παραλάβαμε ένα Apple IIe. Τα σχολεία της περιοχής παρακαλούσαν να κλείσουν ραντεβού για να φέρουν τους μαθητές τους επίσκεψη και να δουν αυτό το τρομερό τεχνολογικό επίτευγμα! Σύντομα το Apple IIe αντικατέστησε ντάνες ατέλειωτες από ηλεκτρομηχανικές συσκευές, ενισχυτές, παλμογράφους και πολυγράφους. Είχε μάλιστα κι έναν εκτυπωτή ακίδος που, αντί να καθόμαστε ώρες ατέλειωτες και να μετράμε τις πολυγραφικές αποστάσεις με τον χάρακα, τύπωνε όλες τις συνεδρίες της ημέρας με μια μόνο εντολή! Δεν είχε βέβαια σκληρό δίσκο για να αποθηκεύουμε τα δεδομένα, ούτε καν οδηγό δισκέτας (floppy drive [βγήκε στην αγορά το 1980]) και χρησιμοποιούσαμε ένα ειδικό κασετόφωνο Radio Shack για να σώζουμε τα δεδομένα σε κοινή κασέτα.
Όντως πολλά έχουν αλλάξει έκτοτε και η «δύναμη» των σημερινών επεξεργαστών κάνει πραγματικότητα τα πιο άπιαστα όνειρα της εποχής εκείνης. Καταπληκτικό είναι σε κάποια από τα σημερινά συστήματα το ότι όσο αυξάνεται η υπολογιστική ικανότητα και η ταχύτητα των μηχανημάτων, τόσο μειώνεται το μέγεθος και το βάρος του. Κορυφαίο παράδειγμα αποτελεί το ασύρματο δεκακάναλο μηχάνημα NeXus 10 της MindMedia.
Παρά τις σημαντικές εξελίξεις στο χώρο των ηλεκτρονικών υπολογιστών και της ψηφιακής τεχνολογίας, η «σειρά» των πραγμάτων στον εξοπλισμό της βιοανάδρασης παραμένει η ίδια και είναι η εξής: αισθητήρες, προενισχυτές, ενισχυτές, φίλτρα θορύβου, ανορθωτές, ολοκληρωτές, ανιχνευτές επιπέδων, Η/Υ και λογισμικό και μέσα προσφοράς ανάδρασης.
Ουσιαστικά, τα μηχανήματα της βιοανάδρασης είναι κάτι σαν το γνωστό “ανιχνευτή ψεύδους” (lie detector) μόνο που είναι εξαιρετικά πιο ευαίσθητα και ακριβή στις μετρήσεις τους και, αντί να βλέπει μόνο ο “ειδικός” τις σωματικές αντιδράσεις, θεραπευτής και θεραπευόμενος παρακολουθούν και εκαπιδεύουν μαζί τις σωματικές παραμέτρους που πρέπει να αλλαχθούν.
Αισθητήρες: οι διάφοροι αισθητήρες (sensors) που χρησιμοποιούνται στο biofeedback έχουν το ρόλο να «αισθάνονται» να «συλλαμβάνουν» και να μεταφέρουν το βιοσήμα της νευροφυσιολογικής παραμέτρου που μας ενδιαφέρει στο υπόλοιπο τμήμα του εξοπλισμού. Κατά κανόνα, ο κάθε αισθητήρας είναι «ειδικά ευαίσθητος» για τη σωματική καταγραφή (λειτουργία) που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί και όσο πιο υψηλές είναι οι προδιαγραφές του τόσο καλύτερο σήμα θα προσφέρει για περεταίρω επεξεργασία. Στις εξαιρέσεις συμπεριλαμβάνονται π.χ. οι αισθητήρες για ηλεκτρομυογράφημα (electromyography), ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (electroencephalography), ηλεκτροκαρδιογράφημα (electrocardiography) που ενώ ουσιαστικά είναι ίδιοι, η περεταίρω επεξεργασία του βιοσήματος (προενισχυτές, ενισχυτές, φίλτρα κλπ) προσδιορίζουν την ιδιότητα της κατηγορίας. Μιας και αναφέρθηκε αυτό, ταιριάζει να σημειωθεί ότι σε άλλες καταστάσεις (π.χ. θερμογραφική βιοανάδραση και ηλεκτροδερματική βιοανάδραση) τα υπόλοιπα στη σειρά επεξεργασίας του βιοσήματος είναι περίπου ίδια αλλά διαφέρουν σημαντικά οι αισθητήρες (είναι εντελώς διαφορετικοί). Περισσότερα για τους αισθητήρες και τα είδη της βιοανάδρασης θα βρείτε παρακάτω, στην ενότητα «Είδη βιοανάδρασης και βιοσήματα» και σε άλλα μέρη της ιστοσελίδας.
Προενισχυτές: ειδικά για κάποιες μορφές βιοανάδρασης (π.χ. ηλεκτρομυογράφημα (electromyography), ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (electroencephalography), ηλεκτροκαρδιογράφημα (electrocardiography) πριν την ενίσχυση του βιοσήματος χρειάζεται ένα στάδιο προενίσχυσης, κυρίως για την απαλοιφή του ηλεκτρομαγνητικού θορύβου (electromagnetic interference – ΕΜΙ). Η προενίσχυση γίνεται με «διαφορικούς ενισχυτές» (differential amplifiers)και σε χαμηλούς βαθμούς ενίσχυσης. Περισσότερα γι’ αυτό το θέμα θα βρείτε στο 6ο κεφάλαιο του βιβλίου «Εφαρμογές Βιοανάδρασης».
Ενισχυτές: οι ενισχυτές έχουν το ρόλο του «μικροσκοπίου». Να ενισχύουν δηλαδή ένα εξαιρετικά ευαίσθητο και αδύναμο σήμα (οι μονάδες μέτρησης του ηλεκτρομυογραφικού σήματος είναι της τάξης των μV/sec: ένα εκατομμύριο φορές ασθενέστερο από αυτό μιας κοινής μπαταρίας για το τραντζιστοράκι μας), άλλοτε στη βαθμίδα του μεγεθυντικού φακού, άλλοτε στη βαθμίδα του μικροσκοπίου και άλλοτε στη βαθμίδα του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, ανάλογα με το τι θέλουμε να κάνουμε. Οι ενισχυτές αυτοί ανήκουν στην κατηγορία των «τελεστικών ενισχυτών» (operational amplifiers).
Φίλτρα θορύβου: τα φίλτρα θορύβου φιλτράρουν προβληματικές ή/και αθέμιτες συχνότητες (περιοχές) του βιοσήματος για να προσφέρουν «καθαρό» σήμα στην περεταίρω επεξεργασία. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το κόψιμο (φιλτράρισμα) των συχνοτήτων 53 – 57 Hz με στόχο την απαλλαγή του βιοσήματος από τον «θόρυβο των 55 κύκλων» (60Hz σε χώρες που έχουν 110V αντί του δικού μας 220V). Ένα άλλο καλό παράδειγμα είναι το κόψιμο των συχνοτήτων 6 – 12 Hz κατά τη διάρκεια μιας εκπαιδευτικής συνεδρίας για την εκπαίδευση χαλάρωσης του μετωπιαίου μυός: για την εκπαίδευση χαλάρωσης του μετωπιαίου μυός χρησιμοποιούμε ηλεκτρομυογραφικό biofeedback (με μονάδες μέτρησης μV/sec) και επειδή τοποθετούμε τα ηλεκτρόδια στο μέτωπο (περιοχή υψηλής δραστηριότητας ηλεκτροεγκεφαλογραφικού σήματος με μονάδες μέτρησης σε mV = 1000 φορές ισχυρότερο από τα μV), καθώς το άτομο μαθαίνει να χαλαρώνει και «πέφτουν» τα μV, παράλληλα αυξάνεται η α-κυμματομορφή του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος και «πλημμυρίζει» ο αισθητήρας με άσχετο (και άκρως αθέμιτο) για αυτού του είδους εκπαίδευση σήμα. Βέβαια, αυτές είναι λεπτομέρειες που πρέπει να ξέρει ο ειδικός της βιοανάδρασης και δεν χρειάζεται να σκοτίζουν τον θεραπευόμενο.
Ανορθωτές: έργο των ανορθωτών (rectifiers) είναι να «ανορθώνουν» το βιοσήμα. Εκεί δηλαδή που υπάρχει αρνητικό πρόσημο στο βιοσήμα, να το απαλείφουν (με ηλεκτρονικό τρόπο) και να κρατούν μόνο το μέρος του σήματος με το θετικό πρόσημο. Στη διαδικασία αυτή δεν χάνεται κανένα ουσιαστικό μέρος του σήματος αλλά “απλοποιείται” για να “ολοκληρωθεί στη συνέχεια.
Ολοκληρωτές: έργο των ολοκληρωτών (rectifiers) είναι να «ολοκληρώνουν» το βιοσήμα. Να δημιουργούν δηλαδή ένα “φάκελο” του καλύτερου ταιριάσματος από αιχμή σε αιχμή.
Ανιχνευτές επιπέδων: Οι ανιχνευτές επιπέδου έχουν ένα εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στη διαδικασία της βιοανάδρασης. Ρυθμίζοντας έναν ανιχνευτή επιπέδου σε ένα κρίσιμο (για τη θεραπεία – εκπαίδευση) επίπεδο, πέραν της οπτικής ανατροφοδότησης του βιοσήματος από τις οθόνες του εξοπλισμού, ο θεραπευόμενος δέχεται και άλλες μορφές ανατροφοδότησης (π.χ. ήχους, δονήσεις, κλπ) που ενισχύουν (συντελεστική μάθηση) ακόμη περισσότερο την αναζήτηση (μέσω δοκιμής και πλάνης) του σωστού ελέγχου της σωματικής λειτουργίας που προσπαθεί να διορθώσει.
Η/Υ και λογισμικό: Η σημερινή υπολογιστική ικανότητα των Η/Υ επιτρέπει όχι μόνο την ταχύτατη επεξεργασία των βιοσημάτων αλλά και το “τρέξιμο” ισχυρού λογισμικού για την παραγωγή των πολύπλοκων γραφικών. Για παράδειγμα, το λογισμικό Biotrace+ επιτρέπει την παράλληλη επεξεργασία έως και 32 βιοσημάτων (ταυτόχρονα, σε πραγματικό χρόνο και χωρίς καθυστέρηση).
Μέσα προσφοράς ανάδρασης: το επικρατέστερο μέσο προσφοράς του ανατροφοδοτούμενου βιοσήματος σήμερα είναι η οθόνη του ηλεκτρονικού υπολογιστή. το ανατροφοδοτούμενο βιοσήμα μπορούμε να το προσφέρουμε σε οποιαδήποτε μορφή, ακόμα και ως ένα συνιθισμένο βιντεοπαιχνίδι για να τραβήξει και να διατηρήσει το ενδιαφέρον ενός παιδιού.
ΠΡΟΣΟΧΗ! – δεν είναι όλα τα μηχανήματα της βιοανάδρασης ίδια. Ειδικά για τις πιο δύσκολες εφαρμογές βιοανάδρασης (π.χ. νευρομυική επανεκπαίδευση) ο εξοπλισμός πρέπει να είναι υψηλής ποιότητας, να αναπαράγει το βιοσήμα σωστά (πιστότητα) και άμεσα (ταχύτητα). Η βιοανάδραση ουσιαστικά είναι μια μορφή εκπαίδευσης στον έλεγχο των νευροφυσιολογικών λειτουργιών του οργανισμού και δεν μπορεί να επιτευχθεί δίχως τις απαιτούμενες γνώσεις και το σωστό εξοπλισμό.
