Motor hareket hayali tabanlı beyin-bilgisayar arayüzü kullanıcılarının görev performansını olumsuz etkileyen zihin gezinmelerinin metakognitif farkındalık ve metakognitif stratejiler yardımıyla kontrol edilmesi ve yönetilmesi
Metacognitive awareness and strategies for better control unwanted mind-wandering episodes during motor imagery-based brain-computer interface performance
Yazar: LÜGEN SANEM ÖMÜRLÜ
Danışman: DOÇ. DR. BARIŞ ÖNEN ÜNSALVER
Üsküdar Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Nörobilim Ana Bilim Dalı / Nörobilim Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Psikoloji = Psychology
Dizin: Nörobilim = Neuroscience

Özet:
İnsanlar kendi duygusal ya da bilişsel durumlarına ilişkin yorumlarında ne kadar isabetli olduklarını nasıl bilebilirler ve bu biliş performansları üzerinde ne tür bir etkiye sahip olabilir? Bu çalışmada motor hareket hayali tabanlı Beyin-Bilgisayar Arayüzü (BBA) kullanıcılarının performanslarını geliştirmek üzere istenmeyen zihin gezinmelerinin farkına varmayı ve yönetebilmeyi sağlayabilecek "üstbilişsel (metakognitif) etkinliğinin" ya da daha açıklayıcı bir ifadeyle "üstbilişsel (metakognitif) yargının doğruluğunun" geliştirilmesine odaklanılmıştır. Kullancıların üstbilişsel etkinliklerinin gelişmesi, içinde bulundukları duygusal ve bilişsel durumun daha isabetli bir şekilde farkına varmalarını mümkün kılarak performanslarını daha etkin bir şekilde izleyebilmelerini ve gerektiğinde anlık müdahalelerde bulunabilmelerini kolaylaştırabilir. Araştırmanın pilot çalışması 2021-2022 yılları arasında 20 katılımcıyla yapılarak planlanan yöntem, araçlar ve koşullar test edilmiştir. Elde edilen veriler ışığında 2022-2023 yıllarında çalışma gerekli düzenleme ve revizyonlar yapılarak 27 katılımcıyla başlamış ve 24 katılımcıyla tamamlanmıştır. Çalışmada katılımcılar, deney ve kontrol grubu olarak iki gruba ayrılmış ve her iki grubun da üstbilişsel etkinlikleri (M-oranı), sürdürülebilir dikkat performansları, seçici dikkat / yürütücü kontrol performansları ve EEG tabanlı BBA performansları ölçülmüş ardından 8 haftalık eğitim protokolünün ardından ölçümler tekrar edilmiştir. Sekiz haftalık eğitim protokolü süresince gruplara haftada 5 gün yapacakları bir bilişsel çatışma görevi verilmiştir. Deney grubuna görev esnasında kullanacağı üstbilişsel stratejiler öğretilmiş ve her bir çalışmada bu stratejileri kullanmaları sağlanmıştır. Kontrol grubuna ise herhangi ilave bir talimat verilmemiştir. Ortalamalar, gruplar arası ve grup içi öntest-sontest karşılaştırmaları yapılarak mukayese edilmiş ve ortalamalardaki değişim ve etki ve korelasyon analizleri ile değişkenler arasındaki ilişki incelenmiştir. Sekiz haftalık protokolün sonunda tekrar edilen ölçümlerde deney grubu ile kontrol grubunun üstbilişsel etkinlik (M-oranı) puanlarında istatistiki açıdan anlamlı %19'luk bir farkın oluştuğu ve deney grubu ortalamasında ise yaklaşık %77'lik bir gelişmenin olduğu ancak kontrol grubunda bir farklılaşmanın olmadığı izlenmiştir. Benzer şekilde kullanıcıların BBA 
performanslarında da deney ve kontrol grubu arasında yaklaşık %10'luk anlamlı bir farklılaşmanın olduğu, deney grubunun kendi içindeki gelişmenin yaklaşık %27'lik anlamlı bir değişime işaret ettiği görülmüştür. Araştırmanın birincil hipotezi doğrultusunda M-oranlarının, BBA performansı üzerindeki etkisi iki yönlü varyans analizi (two-way Anova) ile incelendiğinde deney grubu M-oranlarının, BBA performanslarındaki değişim üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görülmektedir (F = 8,67; p = 0,002  < 0,05). Diğer yandan üstbilişsel etkinlik, sürüdürülebilir dikkat ve seçici dikkat /yürütücü kontrol puanları arasında özellikle deney grubu performansları açısından önemli sayılabilecek gelişmeler olmasına karşın bu üçü arasındaki ilişki istatistiki açıdan anlamlı bulunmamıştır. Üstbilişsel etkinlik ile sürdürülebilir ve seçici dikkat arasındaki ilişkinin daha geniş katılımcı düzeyleri ve çeşitlendirilmiş davranışsal görevler ve görüntüleme teknikleriyle incelenmeye devam edilmesi bu bilişsel süreçler ve birbirileri üzerindeki etkileri hakkında daha doğru ve kesin cümleler kurulabilmesi yönünden destekleyici olacaktır. 
Anahtar Kelimeler: Üstbiliş, Beyin-Bilgisayar Arayüzü, Sürdürülebilir Dikkat, Seçici Dikkat, Yürütücü Kontrol

Abstract:
How can individuals know about the accuracy of their interpretations towards their own emotional or cognitive states, and what effect can this cognition have on their performance? In this study, the focus lies on the improvement of the "metacognitive efficiency," specifically addressing the "accuracy of metacognitive judgment" of a motor imagery - based Brain-Computer Interface (BCI) users, which might enable recognizing and managing undesired mind wanderings in order to improve user performances. Improving users' metacognitive efficiency might support them to recognize their emotional and cognitive states more accurately, making it easier to monitor their own performances more effectively as well as intervene immediately when necessary. The pilot study of the research was conducted with 20 participants between 2021 and 2022 to test the planned method, tools, and conditions. In light of the data obtained, following the necessary arrangements and revisions, the study commenced with 27 participants in 2022-2023 and was completed with 24 participants. In the main study, the participants were divided into experimental and control groups. The metacognitive efficiency (M-ratio), sustained attention performances, selective attention/executive control performances, and EEG-based BCI performances were measured for both groups. The measurements were repeated following the 8-week training protocol. During the eight-week training protocol, the groups were given a cognitive conflict task to perform 5 days a week. The experimental group was also taught the metacognitive strategies to be used during the task and they were instructed to use these strategies in each task. The control group was not given any additional instruction. The study compared group averages using pretest-posttest comparisons both between groups and within groups. Changes in the averages and relationships between variables were explored through effect and correlation analyses. At the end of the eight-week protocol, during the repeated measurements, a statistically significant 19% difference in metacognitive efficiency (M-ratio) scores was observed between the experimental and control groups. The experimental group exhibited an improvement of approximately 77% on average, whereas no notable difference was observed in the control group. Similarly, a noteworthy difference of around 10% in users' performance in the Brain-Computer Interface (BCI) was observed between the experimental and control groups. Furthermore, there was a significant improvement of approximately 27% within the experimental group itself. In line with the primary hypothesis of the study, when the effect of M-ratios on BCI performance was analyzed by two-way ANOVA, it was observed that the experimental group M-ratios had a significant effect on the change in BCI performance (F = 8.67; p = 0.002 < 0.05). On the other hand, although there were significant improvements in metacognitive efficiency, sustained attention, and selective attention/executive control scores, especially in terms of the experimental group performances, the relationship between these three was not statistically significant. Further studies to examine the relationship between metacognitive efficiency and sustained and selective attention with larger participant levels and diversified behavioral tasks and data collection techniques will be supportive in terms of making more accurate and precise statements about these cognitive processes and their effects on each other.
Keywords: Metacognition, Brain-Computer Interface, Sustained Attention, Selective Attention, Executive Control