تخيل أنك أنشأت مقطع فيديو قصيرًا وتريد معرفة الأجزاء التي وجدها الأشخاص جذابة في الفيديو. عادةً، ستقوم ببساطة بسؤالهم. ربما تستخدم استطلاعًا رأي. ولكن الإجابة الأكثر شيوعًا قد تكون "لست متأكدًا تمامًا" أو "لا يمكنني التذكر". إن إجراء الأبحاث حول الإدراك البشري باستخدام المقاييس الذاتية وحدها يمكن أن يكون مليئًا بعدم اليقين الذي يمكن أن يساهم قياس الاستجابات الفسيولوجية العصبية في التغلب عليه. وتتميز أجهزة تخطيط أمواج الدماغ (EEG) بمكانة فريدة كأداة سهلة الاستخدام وفعالة من حيث التكلفة يمكنها تعزيز الأبحاث المتعلقة بالإدراك البشري. ونتيجة لذلك، أصبحت سريعًا أداة رئيسية في علم النفس، والتسويق العصبي، وتكنولوجيا BCI.

ما هو تخطيط أمواج الدماغ (EEG)؟

تخطيط أمواج الدماغ (EEG) هو قياس للنشاط الكهربائي الصادر عن خلايا الدماغ، والتي تسمى الخلايا العصبية. وهي طريقة آمنة وغير جراحية تستخدم أقطابًا كهربائية توضع على فروة الرأس. وتتنوع أجهزة الـ EEG المستخدمة لهذا الغرض من الأجهزة التجارية أحادية القناة إلى الأنظمة الطبية ذات الـ 256 قناة. يمكنك قراءة المزيد من التفاصيل حول ماهية الـ EEG وأجهزة الـ EEG المختلفة هنا.

ما هي فوائد الـ EEG؟

دقة زمنية عالية

نظرًا لدقته الزمنية العالية، فإن الـ EEG قادر على فهرسة العمليات ما قبل الواعية.

تكمن أكبر نقاط قوة الـ EEG على طرق التصوير العصبي الأخرى في دقته الزمنية، أي القدرة على قياس استجابات الدماغ السريعة في نطاق الأجزاء من الثانية. تتطلب طرق تصوير الدماغ الأخرى مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) ثانية أو أكثر بعد تقديم المحفزات ذات الأهمية. علاوة على ذلك، تعتمد المهام السلوكية المصممة لتجنب عدم اليقين في الاستجابات الذاتية عادةً على أوقات رد الفعل واستجابات الضغط على الأزرار. ويمكن أن تستغرق هذه المهام ما يصل إلى ثانية، وهو أمر بطيء جدًا بالنظر إلى أن الدماغ قادر على إنتاج العديد من العمليات الفسيولوجية العصبية المعقدة بمقياس زمني يقاس بالأجزاء من الثانية. وبالتالي، نظرًا لدقته الزمنية العالية، فإن الـ EEG قادر على فهرسة العمليات ما قبل الواعية التي قد تمر دون أن يلاحظها أحد في مهام التقرير الذاتي والمهام القائمة على الاستجابة فقط.

القدرة على تحمل التكاليف وسهولة التنقل

علوم الرياضة: يخضع باكستون لينش لاختبار الضغط باستخدام سماعة الرأس Emotiv Insight EEG.

أصبحت أجهزة الـ EEG فعالة من حيث التكلفة ولاسلكية، مما يسمح للباحثين بإجراء الأبحاث ميدانيًا، بدلاً من جلب المشاركين إلى المختبر. في حين أن كلا من الـ EEG والـ MEG (تخطيط المغناطيسية للدماغ) يتمتعان بدقة زمنية عالية، فإن الـ EEG هو الأداة البحثية الأكثر سهولة نظرًا لتكلفته المنخفضة وقابليته للتنقل، مما يتيح دراسة السلوك البشري في بيئات خاضعة للتحكم أو بيئات طبيعية. تتطلب طرق التصوير العصبي البديلة (مثل MEG وMRI وPET) تكلفة صيانة عالية ويجب إحضار المشاركين إلى المستشفى أو المختبر لإجراء هذه الدراسات. وعلى النقيض من ذلك تمامًا، يمكن تحويل أي مكان تقريبًا إلى "مختبر" EEG. (راجع مراجعة بارك وزملائه1 حول كيفية استخدام الـ EEG المتنقل في تحسين الأداء الرياضي في الملعب)

الدراسات الداخلية أو عن بعد

لا يجب بالضرورة أن تكون دراسات الـ EEG قائمة في المختبر بجهاز واحد فقط. فمع التقدم في أجهزة الـ EEG التجارية ذات الأسعار المعقولة، أصبح بإمكان المستخدمين المنزليين تسجيل الـ EEG لأنفسهم. تتيح منصة EmotivLABS للباحثين إجراء تجاربهم عبر الإنترنت باستخدام سماعات الرأس من Emotiv، والتي تم التحقق من صحتها مقابل الأجهزة ذات المستوى البحثي²ʹ³. اقرأ عن دراستنا التجريبية للـ EEG عبر الإنترنت هنا أو عن إحدى شراكاتنا حيث شارك مستخدمو Emotiv في دراسة منزلية لتقييم برنامج عرض تقديمي هنا.

ما الذي يمكننا قياسه باستخدام الـ EEG؟

في الغالب، يستخدم الباحثون إما سعة الجهد عند نقاط زمنية محددة بعد بدء التحفيز (أي الإمكانيات المرتبطة بالحدث، أو ERPs) أو مقدار التذبذبات (الموجات الدماغية) في الـ EEG في الثانية (أي تحليل التردد الزمني).

يسهل هذان المجالان الإجابة على أسئلة بحثية مختلفة تتعلق بالسلوك. علاوة على ذلك، ومع تطور خوارزميات التعلم الآلي المتطورة، يمكننا البدء في فك رموز الحالات الذهنية استجابة للمحفزات ذات الأهمية. على سبيل المثال، ومع تطوير الخوارزميات المعتمدة للتركيز والانتباه، يمكننا الآن الإجابة بسهولة على أسئلة مثل "ما هو الجزء من الفيديو الخاص بي الذي جذب مزيدًا من الانتباه".

محاذير تجب مراعاتها

من المهم أن نتذكر أنه لا يمكننا قراءة الأفكار بدقة باستخدام الـ EEG. لذا، ينبغي مطابقة المحفزات التي تتم مقارنتها في كل جانب بشكل مثالي باستثناء المتغير المراد دراسته نفسه. وبالتالي، فإن المهمة التجريبية المصممة جيدًا هي حجر الزاوية في أبحاث الـ EEG الجيدة. ثانيًا، يمكن لأجهزة الـ EEG التقاط تداخل من المعدات الكهربائية، كما يمكن أن تتأثر الـ EEGs بالحركة، مما قد يدخل تشويشات غير مرغوب فيها إلى التسجيل. وبالتالي، تعكس الـ EEGs الخام استجابات الدماغ بأكمله والتي تحتاج إلى تنظيف ومعالجة قبل إمكانية التوصل لأي استنتاج يتعلق بإدراك المحفزات.

بالإضافة إلى ذلك، فإن نشاط الدماغ عند قطب كهربائي واحد يسجل النشاط من الدماغ بأكمله، ولا يشير موقعه بدقة إلى مصدر النشاط مباشرة (على سبيل المثال، لا يعني زيادة النشاط عند قطب كهربائي جبهي أن الفص الجبهي هو الذي أصدر هذه الاستجابة). ويمكن استخدام طرق مثل إعادة بناء المصدر⁴ لاستجابة الـ EEG لهذا الغرض لتحديد المصدر على مستوى فروة الرأس. ولتحديد المصادر الأكثر عمقًا بمزيد من الثقة، يمكن النظر في طرق التصوير العصبي مثل MEG أو fMRI المقترنة بـ الـ EEG.

الـ EEG في الأبحاث الحالية

يُستخدم الـ EEG حاليًا بطرق متعددة تساعد الباحثين ليس فقط في مجالات علم النفس والمجالات الطبية، ولكن أيضًا في واجهات الدماغ والحاسوب (BCI)، والتغذية الراجعة العصبية، وفي فهم سلوك المستهلك في مجالات مثل التسويق العصبي.

علم الأعصاب الطبي أو السريري

يُستخدم الـ EEG في الغالب في المجالات الطبية لتحسين التشخيص والعلاج. على سبيل المثال، الاستخدام الأكثر شيوعًا للـ EEG هو في تشخيص الصرع والكشف عن النوبات⁵ وفي دراسات النوم للكشف عن اضطرابات النوم⁶. وفي الطب النفسي وعلم الأعصاب السريري، يُستخدم الـ EEG حاليًا لتحديد المؤشرات الموضوعية للاضطرابات التي تعتمد بخلاف ذلك على التقييمات السريرية الذاتية. وتُستخدم تقنيات مثل الـ EEG الكمي (qEEG)، حيث يتم حساب مقدار التذبذبات ورسم خريطة لها على فروة الرأس، لتوصيف التغيرات في الدماغ الناتجة عن الاضطرابات النفسية المختلفة⁷. كما يمهد التعلم الآلي المطبق على تصنيف الأدمغة السليمة مقابل الأدمغة المضطربة الطريق لأساليب أكثر موضوعية في التشخيص⁸⁹.

التسويق العصبي

من المؤكد أن فهم سلوك المستهلك يقع في صميم التسويق العصبي. الاستخدام الأكثر شيوعًا للـ EEG في هذا المجال هو تحديد الجوانب الأقل بروزًا وجاذبية في الإعلانات¹⁰، أو المنتجات، أو الخدمات بهدف تحسينها.

Emotiv x التسويق العصبي - مستقبل سلوك المستهلك في مختبر الفخامة التابع لشركة لوريال.

تُستخدم تذبذبات الـ EEG أيضًا لتحديد ما إذا كان هناك تذكر لا واعي للعلامة التجارية/المنتج¹¹. وتشمل الاستخدامات الأخرى التسعير العصبي، حيث تُستخدم المهام السلوكية مع الـ EEG لإيجاد استراتيجيات التسعير المثلى للمنتجات¹².

Emotiv x التسويق العصبي - كيف يتفاعل الدماغ مع اقتراحات التسعير المختلفة.

أبحاث علم الأعصاب العامة

يشمل هذا النوع من الأبحاث فهم كيفية عمل الدماغ (على سبيل المثال، كيف يعالج دماغنا المحفزات البصرية أو السمعية) وكيف تتواصل الأجزاء المختلفة من الدماغ مع بعضها البعض. كما يشمل فهم العلاقة بين الدماغ والاضطرابات (على سبيل المثال، اضطراب طيف التوحد أو الفصام). ويشمل ذلك مجالات متعددة تضم الجوانب الاجتماعية، والعاطفية، والحاسوبية، والمعرفية.

واجهات الدماغ والحاسوب (BCI)

تهدف أبحاث الـ BCI إلى ترجمة الأوامر الذهنية إلى إجراء خارجي، من خلال دمج الـ EEG مع أجهزة الكمبيوتر. يُعد استخدام الأوامر الذهنية لكتابة مستند نصي، وتحريك كرسي متحرك، وحتى تحريك الأطراف الاصطناعية، من بين التطورات الحالية في مجال الـ BCI المستخدمة لتحسين جودة حياة الأشخاص ذوي الإعاقة¹³.

واجهات الدماغ والحاسوب (BCI) - الإبداعات المذهلة لجون، وهو طفل يبلغ من العمر 8 سنوات مصاب بالشلل الدماغي، على حساب brainpaintbyjohn على إنستغرام

ثمة ثورة أخرى في صناعة الموسيقى حيث يستخدم الموسيقيون/المغنون أفكارهم لإنشاء الموسيقى (انظر منشورنا ذي الصلة هنا)

واجهات الدماغ والحاسوب (BCI) - سماعة EPOC من Emotiv والمخلق الصوتي الشهير TONTO هما المزيج المثالي.

بشكل عام، يوفر استخدام الـ EEG وعدًا بالدخول إلى ما هو أعمق من الفهم السطحي للسلوك البشري. وتجعل فعاليته من حيث التكلفة وسهولة الوصول إليه أداة مفيدة عبر تخصصات متعددة، حيث يمكن إجراء عمليات تتراوح من تحسين تجارب المستخدم إلى تطوير العلاجات من خلال الذهاب إلى ما هو أعمق من مجرد التقارير الذاتية البسيطة وفك رموز السلوك البشري بموضوعية باستخدام الـ EEG.

واجهات الدماغ والحاسوب (BCI) - Emotiv x رودريغو هوبنر مينديز، يقودان سيارة فورمولا 1 باستخدام الأوامر الذهنية

مقال بقلم
روشيني راندينيا، باحثة في Emotiv Research Pty. Ltd

المراجع

1. Park, J. L., Fairweather, M. M. & Donaldson, D. I. Making the case for mobile cognition: EEG and sports performance. Neurosci. Biobehav. Rev. 52, 117–130 (2015).

2. Kotowski, K., Stapor, K., Leski, J. & Kotas, M. Validation of Emotiv EPOC+ for extracting ERP correlates of emotional face processing. Biocybern. Biomed. Eng. 38, 773–781 (2018).

3. Badcock, N. A. et al. Validation of the Emotiv EPOC EEG system for research quality auditory event-related potentials in children. PeerJ 3, e907 (2015).

4. Michel, C. M. et al. EEG source imaging. Clin. Neurophysiol. 115, 2195–2222 (2004).

5. Noachtar, S. & Rémi, J. The role of EEG in epilepsy: A critical review. Epilepsy Behav. 15, 22–33 (2009).

6. Aldrich, M. S. & Jahnke, B. Diagnostic value of video‐EEG polysomnography. Neurology 41, 1060–1060 (1991).

7. Prichep, L. S. & John, E. R. QEEG profiles of psychiatric disorders. Brain Topogr. 4, 249–257 (1992).

8. Khodayari-Rostamabad, A., Reilly, J. P., Hasey, G. M., de Bruin, H. & MacCrimmon, D. J. A machine learning approach using EEG data to predict response to SSRI treatment for major depressive disorder. Clin. Neurophysiol. 124, 1975–1985 (2013).

9. Čukić, M., López, V. & Pavón, J. Classification of Depression Through Resting-State Electroencephalogram as a Novel Practice in Psychiatry: Review. J. Med. Internet Res. 22, e19548 (2020).

10. Ohme, R., Reykowska, D., Wiener, D. & Choromanska, A. Analysis of neurophysiological reactions to advertising stimuli by means of EEG and galvanic skin response measures. J. Neurosci. Psychol. Econ. 2, 21–31 (2009).

11. Shaari, A., Syafiq, M., Mikami, O. & M.A, M. K. Electroencephalography (EEG) Application in Neuromarketing-Exploring the Subconscious Mind ELECTROENCEPHALOGRAPHY (EEG) APPLICATION IN NEUROMARKETING-EXPLORING THE SUBCONSCIOUS MIND. 14, (2020). (Neuromarketing)

12. Nigdelis, V. & Tsolaki, M. Neuropricing: Perspectives of brain reactions to price exposure. Hell. J. Nucl. Med. 20, 196–203 (2017).

13. Abiri, R., Borhani, S., Jiang, Y. & Zhao, X. Decod