لماذا نستخدم تخطيط الدماغ في البحث؟
مهول ناياك
17/02/2022
شارك:
تخيل أنك أنشأت فيديو قصير وتريد أن تعرف أي جزء من الفيديو وجده الأشخاص شيقاً. عادةً، يمكنك فقط سؤالهم. ربما تستخدم استبيانًا. لكن الإجابة الأكثر شيوعًا قد تكون “لست متأكدًا تمامًا” أو “لا أستطيع التذكر”. إجراء البحوث على الإدراك البشري باستخدام تدابير ذاتية وحدها يمكن أن يكون مليئًا بعدم اليقين الذي قد تقترحه قياسات الاستجابات العصبية الفسيولوجية للتغلب عليه. تتميز الأجهزة التي تعمل بتقنية EEG بأنها سهلة الوصول وفعالة من حيث التكلفة مما يمكن أن يعزز البحث المتعلق بالإدراك البشري. نتيجة لذلك، فإنها بسرعة تصبح أداة رئيسية في علم النفس والتسويق العصبي وواجهة الدماغ والحاسوب.
ما هو EEG؟
التخطيط الكهربائي للدماغ (EEG) هو قياس النشاط الكهربائي الناجم عن خلايا الدماغ التي تُدعى العصبونات. وهو طريقة آمنة وغير غازية تستخدم أقطابًا توضع على فروة الرأس. يمكن أن تختلف أجهزة EEG المستخدمة لهذا الغرض من أجهزة تجارية بقناة واحدة إلى أنظمة طبية بمستوى 256 قناة. يمكنك قراءة المزيد من التفاصيل حول ما هو EEG والأجهزة المختلفة الخاصة به هنا.
ما هي فوائد EEG؟
الدقة الزمنية العالية
بسبب دقتها الزمنية العالية، يمكن لـ EEG تسجيل العمليات ما قبل الواعية.
أكبر قوة لـ EEG مقارنةً بطرق تصوير الدماغ الأخرى هي دقتها الزمنية، أي القدرة على قياس الاستجابات السريعة للدماغ في نطاق ميلي ثانية. تتطلب طرق تصوير الدماغ الأخرى مثل fMRI (التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي)، ثانية أو أكثر بعد عرض مثير الاهتمام. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد المهام السلوكية المصممة لتجنب الغموض في الردود الذاتية عادة على أوقات رد الفعل واستجابات الضغط على الأزرار. قد تستغرق هذه حتى ثانية، وهو أمر بطيء للغاية عند الأخذ بعين الاعتبار أن الدماغ قادر على إنتاج العديد من العمليات العصبية الفسيولوجية المعقدة في فترة زمنية من ميلي ثانية. وبالتالي، بسبب دقتها الزمنية العالية، يمكن لـ EEG تسجيل العمليات ما قبل الواعية التي لن تُلاحظ مع المهام المستندة فقط على التقرير الذاتي والاستجابات.
التكلفة والمحمولية
علم الرياضة: باكستون لينش يخضع لاختبار الضغط مع سماعة EEG من Insight.
أصبحت أجهزة EEG فعالة من ناحية التكلفة لاسلكية، مما يتيح للباحثين إجراء البحوث في الميدان، بدلاً من إحضار المشاركين إلى المختبر. بينما تتميز كل من EEG و MEG (التصوير المغناطيسي للدماغ) بدقة زمنية عالية، فإن EEG هو الأداة البحثية الأكثر توفيرًا لتكلفة منخفضة، والمحمولية التي تمكن دراسة السلوك البشري في بيئات محكومة أو طبيعية. تتطلب طرق تصوير الدماغ البديلة (مثل MEG، MRI و PET) تكاليف صيانة مرتفعة ويجب إحضار المشاركين إلى المستشفى أو المختبر لإجراء هذه الدراسات. على النقيض من ذلك، تقريبًا يمكن تحويل أي مكان إلى “مختبر” EEG. (انظر مراجعة بارك وآخرون حول كيفية استخدام EEG المحمول لتحسين الأداء الرياضي في الميدان)
الدراسات الداخلية أو عن بُعد
لا يتعين على EEG أن يكون بالضرورة في المختبر بجهاز واحد فقط. مع تقدم الأجهزة التجارية بأسعار معقولة، يمكن للمستخدمين المنزليين تسجيل EEG بأنفسهم. تتيح منصةEmotivLABS للباحثين إجراء تجاربهم عبر الإنترنت باستخدام سماعات EMOTIV، التي تم التحقق من صحتها مقابل أجهزة البحث. اطلع على تجربتنا الأولى على الإنترنت EEG هنا أو على أحد شراكاتنا حيث شارك مستخدمو EMOTIV في دراسة منزلية لتقييم برنامج تقديم العروض هنا.
ماذا يمكننا قياسه باستخدام EEG؟
غالبًا ما يستخدم الباحثون مقدار الفولتية عند نقاط زمنية معينة بعد بداية المثير (أي جهود مرتبطة بالأحداث، أو ERPs) أو كمية التذبذبات (لموجات الدماغ) في EEG في الثانية (أي تحليل الوقت-التردد).
تتيح لنا هذان المجالان الإجابة على أسئلة بحثية مختلفة تتعلق بالسلوك. بالإضافة إلى ذلك، مع تطور خوارزميات تعلم آلي متقدمة يمكننا البدء في فك رموز الحالات الذهنية استجابةً للمثيرات ذات الاهتمام. على سبيل المثال، مع تطوير خوارزميات ثبتت صحتها لكشف الانتباه يمكننا الآن الإجابة على أسئلة مثل “أي جزء من الفيديو الخاص بي جذب المزيد من الانتباه” بسهولة.
التحذيرات الواجب مراعاتها
من المهم أن نتذكر أننا لا يمكننا فعليًا قراءة الأفكار باستخدام EEG. لذا، يجب أن يتطابق المثير الجاري مقارنته بشكل مثالي على كل الجوانب باستثناء المتغير محل الاهتمام نفسه. وهكذا، فإن تصميم مهمة تجريبية جيدة هو حجر الزاوية للبحث الجيد باستخدام EEG. ثانيًا، يمكن لأجهزة EEG التقاط التداخل من الأجهزة الكهربائية وقد تكون EEGs عرضة للتداخل الناتج عن الحركة، مما يمكن أن يُدخل شوائب غير مرغوبة في التسجيل. لذلك، تعكس EEGs الخام ردود الفعل الدماغية الكاملة التي تحتاج إلى أن تُنقى وتُعالج قبل إجراء أي استنتاج يتعلق بالإدراك للمثيرات.
بالإضافة إلى ذلك، يسجل النشاط الدماغي عند كل قطب معين نشاطًا من كامل الدماغ، وموقعه لا يشير بدقة إلى مصدر النشاط بشكل مباشر (على سبيل المثال، لا يعني النشاط المتزايد عند قطب أمامي أن الفص الجبهي أنتج هذا الاستجابة). يمكن استخدام طرق مثل إعادة بناء المصدر لاستجابة EEG لهذا الغرض لتحديد المصدر عند مستوى فروة الرأس. لتحديد المصادر الأعمق بثقة أكبر، يمكن النظر في استخدام طرق تصوير الدماغ مثل MEG أو fMRI إلى جانب EEG.
EEG في البحث الحالي
يُستخدم EEG حاليًا بعدة طرق لمساعدة الباحثين ليس فقط في مجالات علم النفس والطب ولكن أيضًا في تكامل واجهات الحاسوب مع الدماغ، التغذية الراجعة العصبية، وفهم سلوك المستهلك في مجالات مثل التسويق العصبي.
العلوم العصبية الطبية أو السريرية
يُستخدم EEG في الغالب في المجالات الطبية لتحسين التشخيص والعلاج. على سبيل المثال، فإن الاستخدام الأكثر شيوعًا لـ EEG هو في تشخيص الصرع واكتشاف النوبات وفي دراسات النوم لاكتشاف الاضطرابات النوم. في الطب النفسي وعلوم الأعصاب السريرية، يُستخدم EEG حاليًا لتحديد مؤشرات موضوعية للاضطرابات التي تعتمد بخلاف ذلك على تقييمات سريرية ذاتية. تُستخدم تقنيات مثل EEG الكمي (qEEG) حيث يتم حساب مقدار التذبذبات وتُرسم على فروة الرأس لتوصيف التغيرات في الدماغ التي تسببها اضطرابات نفسية مختلفة. كما أن تطبيق التعلم الآلي على تصنيف الأدمغة السليمة مقابل المضطربة يمهد الطريق لمزيد من طرق التشخيص الموضوعية.
التسويق العصبي
بالتأكيد، فهم سلوك المستهلك هو في صميم التسويق العصبي. الاستخدام الأكثر شيوعًا لـ EEG في هذا المجال هو لتحديد الجوانب الأقل وضوحًا وجاذبية في الإعلانات والمنتجات أو الخدمات بهدف تحسينها.
EMOTIV x التسويق العصبي - مستقبل سلوك المستهلك في مختبر L'Oreal الفاخر.
تستخدم أيضًا تذبذبات EEG لتحديد إذا كان هناك تذكير غير واعٍ للعلامة التجارية/المنتج. تشمل الاستخدامات الأخرى التسعير العصبي، حيث تُستخدم المهام السلوكية مع EEG لإيجاد استراتيجيات تسعير مثلى للمنتجات.
EMOTIV x التسويق العصبي - كيف يتفاعل الدماغ مع اقتراحات تسعير مختلفة.
البحث العصبي العام
يتعلق هذا النوع من الأبحاث بفهم كيفية عمل الدماغ (على سبيل المثال، كيفية معالجة الدماغ للمنبهات البصرية أو السمعية) وكيفية تواصل أجزاء مختلفة من الدماغ مع بعضها البعض. كما يتعلق بفهم العلاقة بين الدماغ والاضطرابات (مثل اضطراب طيف التوحد أو الفصام). يشمل هذا مجالات متعددة تضمن المجالات الاجتماعية، العاطفية، الحسابية والمعرفية.
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI)
يهدف البحث في BCI إلى ترجمة الأوامر الفكرية إلى عمل خارجي من خلال دمج EEG مع أجهزة الحاسوب. استخدام الأوامر الفكرية لكتابة مستند نصي، لتحريك كرسي متحرك وحتى لتحريك أطراف صناعية هي بعض التطورات الحالية في BCI التي تُستخدم لتحسين جودة حياة الأشخاص ذوي الإعاقات.
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI) - الإبداعات المثيرة من جون، صبي يبلغ من العمر 8 سنوات يعاني من الشلل الدماغي، في brainpaintbyjohn على إنستغرام
ثورة أخرى هي في صناعة الموسيقى حيث يستخدم الموسيقيون/المغنون أفكارهم لخلق الموسيقى (شاهد منشورنا ذي الصلة هنا)
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI) - سماعة EPOC من EMOTIV والسينثيسايزر الشهير TONTO يشكلان المطابقة المثالية.
بشكل عام، يوفر استخدام EEG الوعد بفتح مغامرات تتجاوز الفهم السطحي للسلوك البشري. إن فعاليته من حيث التكلفة وسهولة الوصول إليه تجعله أداة مفيدة عبر تخصصات متعددة حيث يمكن تحقيق عمليات بدءًا من تحسين تجارب المستخدمين إلى تحسين العلاجات من خلال الذهاب إلى ما هو أعمق من التقارير الذاتية البسيطة وفك تشفير السلوك البشري بشكل موضوعي باستخدام EEG.
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI) - EMOTIV x رودريغو هوبنر ميندز، يقود سيارة فورمولا 1 باستخدام الأوامر الفكرية
المقال بقلم
روشيني راندينياً، ضابط باحث، شركة EMOTIV للأبحاث المحدودة
المراجع
1. Park, J. L., Fairweather, M. M. & Donaldson, D. I. الحالة الحجة للإدراك المتنقل: EEG وأداء الرياضة. مراجعات علم الأعصاب والسلوك الحيوي. 52، 117–130 (2015).
2. Kotowski, K., Stapor, K., Leski, J. & Kotas, M. التحقق من صحة Emotiv EPOC + لاستخراج المتراتبات ERP للمعالجة العاطفية للوجه. الهندسة البيوسيبرية والهندسة الطبية الحيوية. 38، 773–781 (2018).
3. Badcock, N. A. et al. التحقق من صحة نظام EEG من Emotiv EPOC لأبحاث جودة المكونات المرتبطة بالأحداث السمعية في الأطفال. PeerJ 3، e907 (2015).
4. Michel, C. M. et al. تصوير مصدر EEG. علم الأعصاب السريري. 115، 2195–2222 (2004).
5. Noachtar, S. & Rémi, J. دور EEG في الصرع: مراجعة حرجة. سلوك الصرع. 15، 22–33 (2009).
6. Aldrich, M. S. & Jahnke, B. القيمة التشخيصية لـ الفيديو EEG وتخطيط النوم. علم الأعصاب 41، 1060–1060 (1991).
7. Prichep, L. S. & John, E. R. ملامح qEEG للاضطرابات النفسية. طبوغرافيا الدماغ. 4، 249–257 (1992).
8. Khodayari-Rostamabad, A., Reilly, J. P., Hasey, G. M., de Bruin, H. & MacCrimmon, D. J. تطبيق التعلم الآلي باستخدام EEG للتنبؤ استجابة العلاج SSRI للاكتئاب الرئيسي. علم الأعصاب السريري. 124، 1975–1985 (2013).
9. Čukić, M., López, V. & Pavón, J. التصنيف عن طريق Electroencephalogram في حالة الراحة كنوع جديد في الطب النفسي: مراجعة. مجلة البحث الطبي. 22، e19548 (2020).
10. Ohme, R., Reykowska, D., Wiener, D. & Choromanska, A. تحليل ردود الفعل العصبية لستيمولات الإعلانات باستخدام EEG وإجراءات استجابة الجلد الجالفاني. مجلة علم الأعصاب وعلم النفس والاقتصاد. 2، 21–31 (2009).
11. Shaari, A., Syafiq, M., Mikami, O. & M.A, M. K. تطبيق Electroencephalography (EEG) في Neuromarketing-استكشاف العقل الباطن. 14، (2020). (Neuromarketing)
12. Nigdelis, V. & Tsolaki, M. التسعير العصبي: وجهات نظر ردود الدماغ للطليعة السعرية. المجلة الهيلينيه للطب النووي. 20، 196–203 (2017).
13. Abiri, R., Borhani, S., Jiang, Y. & Zhao, X. دیکو دیںر الأنسان بمساعدة EEG. علوم الحوسبة السريرية. 15، 775–785 (2010).
تخيل أنك أنشأت فيديو قصير وتريد أن تعرف أي جزء من الفيديو وجده الأشخاص شيقاً. عادةً، يمكنك فقط سؤالهم. ربما تستخدم استبيانًا. لكن الإجابة الأكثر شيوعًا قد تكون “لست متأكدًا تمامًا” أو “لا أستطيع التذكر”. إجراء البحوث على الإدراك البشري باستخدام تدابير ذاتية وحدها يمكن أن يكون مليئًا بعدم اليقين الذي قد تقترحه قياسات الاستجابات العصبية الفسيولوجية للتغلب عليه. تتميز الأجهزة التي تعمل بتقنية EEG بأنها سهلة الوصول وفعالة من حيث التكلفة مما يمكن أن يعزز البحث المتعلق بالإدراك البشري. نتيجة لذلك، فإنها بسرعة تصبح أداة رئيسية في علم النفس والتسويق العصبي وواجهة الدماغ والحاسوب.
ما هو EEG؟
التخطيط الكهربائي للدماغ (EEG) هو قياس النشاط الكهربائي الناجم عن خلايا الدماغ التي تُدعى العصبونات. وهو طريقة آمنة وغير غازية تستخدم أقطابًا توضع على فروة الرأس. يمكن أن تختلف أجهزة EEG المستخدمة لهذا الغرض من أجهزة تجارية بقناة واحدة إلى أنظمة طبية بمستوى 256 قناة. يمكنك قراءة المزيد من التفاصيل حول ما هو EEG والأجهزة المختلفة الخاصة به هنا.
ما هي فوائد EEG؟
الدقة الزمنية العالية
بسبب دقتها الزمنية العالية، يمكن لـ EEG تسجيل العمليات ما قبل الواعية.
أكبر قوة لـ EEG مقارنةً بطرق تصوير الدماغ الأخرى هي دقتها الزمنية، أي القدرة على قياس الاستجابات السريعة للدماغ في نطاق ميلي ثانية. تتطلب طرق تصوير الدماغ الأخرى مثل fMRI (التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي)، ثانية أو أكثر بعد عرض مثير الاهتمام. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد المهام السلوكية المصممة لتجنب الغموض في الردود الذاتية عادة على أوقات رد الفعل واستجابات الضغط على الأزرار. قد تستغرق هذه حتى ثانية، وهو أمر بطيء للغاية عند الأخذ بعين الاعتبار أن الدماغ قادر على إنتاج العديد من العمليات العصبية الفسيولوجية المعقدة في فترة زمنية من ميلي ثانية. وبالتالي، بسبب دقتها الزمنية العالية، يمكن لـ EEG تسجيل العمليات ما قبل الواعية التي لن تُلاحظ مع المهام المستندة فقط على التقرير الذاتي والاستجابات.
التكلفة والمحمولية
علم الرياضة: باكستون لينش يخضع لاختبار الضغط مع سماعة EEG من Insight.
أصبحت أجهزة EEG فعالة من ناحية التكلفة لاسلكية، مما يتيح للباحثين إجراء البحوث في الميدان، بدلاً من إحضار المشاركين إلى المختبر. بينما تتميز كل من EEG و MEG (التصوير المغناطيسي للدماغ) بدقة زمنية عالية، فإن EEG هو الأداة البحثية الأكثر توفيرًا لتكلفة منخفضة، والمحمولية التي تمكن دراسة السلوك البشري في بيئات محكومة أو طبيعية. تتطلب طرق تصوير الدماغ البديلة (مثل MEG، MRI و PET) تكاليف صيانة مرتفعة ويجب إحضار المشاركين إلى المستشفى أو المختبر لإجراء هذه الدراسات. على النقيض من ذلك، تقريبًا يمكن تحويل أي مكان إلى “مختبر” EEG. (انظر مراجعة بارك وآخرون حول كيفية استخدام EEG المحمول لتحسين الأداء الرياضي في الميدان)
الدراسات الداخلية أو عن بُعد
لا يتعين على EEG أن يكون بالضرورة في المختبر بجهاز واحد فقط. مع تقدم الأجهزة التجارية بأسعار معقولة، يمكن للمستخدمين المنزليين تسجيل EEG بأنفسهم. تتيح منصةEmotivLABS للباحثين إجراء تجاربهم عبر الإنترنت باستخدام سماعات EMOTIV، التي تم التحقق من صحتها مقابل أجهزة البحث. اطلع على تجربتنا الأولى على الإنترنت EEG هنا أو على أحد شراكاتنا حيث شارك مستخدمو EMOTIV في دراسة منزلية لتقييم برنامج تقديم العروض هنا.
ماذا يمكننا قياسه باستخدام EEG؟
غالبًا ما يستخدم الباحثون مقدار الفولتية عند نقاط زمنية معينة بعد بداية المثير (أي جهود مرتبطة بالأحداث، أو ERPs) أو كمية التذبذبات (لموجات الدماغ) في EEG في الثانية (أي تحليل الوقت-التردد).
تتيح لنا هذان المجالان الإجابة على أسئلة بحثية مختلفة تتعلق بالسلوك. بالإضافة إلى ذلك، مع تطور خوارزميات تعلم آلي متقدمة يمكننا البدء في فك رموز الحالات الذهنية استجابةً للمثيرات ذات الاهتمام. على سبيل المثال، مع تطوير خوارزميات ثبتت صحتها لكشف الانتباه يمكننا الآن الإجابة على أسئلة مثل “أي جزء من الفيديو الخاص بي جذب المزيد من الانتباه” بسهولة.
التحذيرات الواجب مراعاتها
من المهم أن نتذكر أننا لا يمكننا فعليًا قراءة الأفكار باستخدام EEG. لذا، يجب أن يتطابق المثير الجاري مقارنته بشكل مثالي على كل الجوانب باستثناء المتغير محل الاهتمام نفسه. وهكذا، فإن تصميم مهمة تجريبية جيدة هو حجر الزاوية للبحث الجيد باستخدام EEG. ثانيًا، يمكن لأجهزة EEG التقاط التداخل من الأجهزة الكهربائية وقد تكون EEGs عرضة للتداخل الناتج عن الحركة، مما يمكن أن يُدخل شوائب غير مرغوبة في التسجيل. لذلك، تعكس EEGs الخام ردود الفعل الدماغية الكاملة التي تحتاج إلى أن تُنقى وتُعالج قبل إجراء أي استنتاج يتعلق بالإدراك للمثيرات.
بالإضافة إلى ذلك، يسجل النشاط الدماغي عند كل قطب معين نشاطًا من كامل الدماغ، وموقعه لا يشير بدقة إلى مصدر النشاط بشكل مباشر (على سبيل المثال، لا يعني النشاط المتزايد عند قطب أمامي أن الفص الجبهي أنتج هذا الاستجابة). يمكن استخدام طرق مثل إعادة بناء المصدر لاستجابة EEG لهذا الغرض لتحديد المصدر عند مستوى فروة الرأس. لتحديد المصادر الأعمق بثقة أكبر، يمكن النظر في استخدام طرق تصوير الدماغ مثل MEG أو fMRI إلى جانب EEG.
EEG في البحث الحالي
يُستخدم EEG حاليًا بعدة طرق لمساعدة الباحثين ليس فقط في مجالات علم النفس والطب ولكن أيضًا في تكامل واجهات الحاسوب مع الدماغ، التغذية الراجعة العصبية، وفهم سلوك المستهلك في مجالات مثل التسويق العصبي.
العلوم العصبية الطبية أو السريرية
يُستخدم EEG في الغالب في المجالات الطبية لتحسين التشخيص والعلاج. على سبيل المثال، فإن الاستخدام الأكثر شيوعًا لـ EEG هو في تشخيص الصرع واكتشاف النوبات وفي دراسات النوم لاكتشاف الاضطرابات النوم. في الطب النفسي وعلوم الأعصاب السريرية، يُستخدم EEG حاليًا لتحديد مؤشرات موضوعية للاضطرابات التي تعتمد بخلاف ذلك على تقييمات سريرية ذاتية. تُستخدم تقنيات مثل EEG الكمي (qEEG) حيث يتم حساب مقدار التذبذبات وتُرسم على فروة الرأس لتوصيف التغيرات في الدماغ التي تسببها اضطرابات نفسية مختلفة. كما أن تطبيق التعلم الآلي على تصنيف الأدمغة السليمة مقابل المضطربة يمهد الطريق لمزيد من طرق التشخيص الموضوعية.
التسويق العصبي
بالتأكيد، فهم سلوك المستهلك هو في صميم التسويق العصبي. الاستخدام الأكثر شيوعًا لـ EEG في هذا المجال هو لتحديد الجوانب الأقل وضوحًا وجاذبية في الإعلانات والمنتجات أو الخدمات بهدف تحسينها.
EMOTIV x التسويق العصبي - مستقبل سلوك المستهلك في مختبر L'Oreal الفاخر.
تستخدم أيضًا تذبذبات EEG لتحديد إذا كان هناك تذكير غير واعٍ للعلامة التجارية/المنتج. تشمل الاستخدامات الأخرى التسعير العصبي، حيث تُستخدم المهام السلوكية مع EEG لإيجاد استراتيجيات تسعير مثلى للمنتجات.
EMOTIV x التسويق العصبي - كيف يتفاعل الدماغ مع اقتراحات تسعير مختلفة.
البحث العصبي العام
يتعلق هذا النوع من الأبحاث بفهم كيفية عمل الدماغ (على سبيل المثال، كيفية معالجة الدماغ للمنبهات البصرية أو السمعية) وكيفية تواصل أجزاء مختلفة من الدماغ مع بعضها البعض. كما يتعلق بفهم العلاقة بين الدماغ والاضطرابات (مثل اضطراب طيف التوحد أو الفصام). يشمل هذا مجالات متعددة تضمن المجالات الاجتماعية، العاطفية، الحسابية والمعرفية.
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI)
يهدف البحث في BCI إلى ترجمة الأوامر الفكرية إلى عمل خارجي من خلال دمج EEG مع أجهزة الحاسوب. استخدام الأوامر الفكرية لكتابة مستند نصي، لتحريك كرسي متحرك وحتى لتحريك أطراف صناعية هي بعض التطورات الحالية في BCI التي تُستخدم لتحسين جودة حياة الأشخاص ذوي الإعاقات.
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI) - الإبداعات المثيرة من جون، صبي يبلغ من العمر 8 سنوات يعاني من الشلل الدماغي، في brainpaintbyjohn على إنستغرام
ثورة أخرى هي في صناعة الموسيقى حيث يستخدم الموسيقيون/المغنون أفكارهم لخلق الموسيقى (شاهد منشورنا ذي الصلة هنا)
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI) - سماعة EPOC من EMOTIV والسينثيسايزر الشهير TONTO يشكلان المطابقة المثالية.
بشكل عام، يوفر استخدام EEG الوعد بفتح مغامرات تتجاوز الفهم السطحي للسلوك البشري. إن فعاليته من حيث التكلفة وسهولة الوصول إليه تجعله أداة مفيدة عبر تخصصات متعددة حيث يمكن تحقيق عمليات بدءًا من تحسين تجارب المستخدمين إلى تحسين العلاجات من خلال الذهاب إلى ما هو أعمق من التقارير الذاتية البسيطة وفك تشفير السلوك البشري بشكل موضوعي باستخدام EEG.
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI) - EMOTIV x رودريغو هوبنر ميندز، يقود سيارة فورمولا 1 باستخدام الأوامر الفكرية
المقال بقلم
روشيني راندينياً، ضابط باحث، شركة EMOTIV للأبحاث المحدودة
المراجع
1. Park, J. L., Fairweather, M. M. & Donaldson, D. I. الحالة الحجة للإدراك المتنقل: EEG وأداء الرياضة. مراجعات علم الأعصاب والسلوك الحيوي. 52، 117–130 (2015).
2. Kotowski, K., Stapor, K., Leski, J. & Kotas, M. التحقق من صحة Emotiv EPOC + لاستخراج المتراتبات ERP للمعالجة العاطفية للوجه. الهندسة البيوسيبرية والهندسة الطبية الحيوية. 38، 773–781 (2018).
3. Badcock, N. A. et al. التحقق من صحة نظام EEG من Emotiv EPOC لأبحاث جودة المكونات المرتبطة بالأحداث السمعية في الأطفال. PeerJ 3، e907 (2015).
4. Michel, C. M. et al. تصوير مصدر EEG. علم الأعصاب السريري. 115، 2195–2222 (2004).
5. Noachtar, S. & Rémi, J. دور EEG في الصرع: مراجعة حرجة. سلوك الصرع. 15، 22–33 (2009).
6. Aldrich, M. S. & Jahnke, B. القيمة التشخيصية لـ الفيديو EEG وتخطيط النوم. علم الأعصاب 41، 1060–1060 (1991).
7. Prichep, L. S. & John, E. R. ملامح qEEG للاضطرابات النفسية. طبوغرافيا الدماغ. 4، 249–257 (1992).
8. Khodayari-Rostamabad, A., Reilly, J. P., Hasey, G. M., de Bruin, H. & MacCrimmon, D. J. تطبيق التعلم الآلي باستخدام EEG للتنبؤ استجابة العلاج SSRI للاكتئاب الرئيسي. علم الأعصاب السريري. 124، 1975–1985 (2013).
9. Čukić, M., López, V. & Pavón, J. التصنيف عن طريق Electroencephalogram في حالة الراحة كنوع جديد في الطب النفسي: مراجعة. مجلة البحث الطبي. 22، e19548 (2020).
10. Ohme, R., Reykowska, D., Wiener, D. & Choromanska, A. تحليل ردود الفعل العصبية لستيمولات الإعلانات باستخدام EEG وإجراءات استجابة الجلد الجالفاني. مجلة علم الأعصاب وعلم النفس والاقتصاد. 2، 21–31 (2009).
11. Shaari, A., Syafiq, M., Mikami, O. & M.A, M. K. تطبيق Electroencephalography (EEG) في Neuromarketing-استكشاف العقل الباطن. 14، (2020). (Neuromarketing)
12. Nigdelis, V. & Tsolaki, M. التسعير العصبي: وجهات نظر ردود الدماغ للطليعة السعرية. المجلة الهيلينيه للطب النووي. 20، 196–203 (2017).
13. Abiri, R., Borhani, S., Jiang, Y. & Zhao, X. دیکو دیںر الأنسان بمساعدة EEG. علوم الحوسبة السريرية. 15، 775–785 (2010).
تخيل أنك أنشأت فيديو قصير وتريد أن تعرف أي جزء من الفيديو وجده الأشخاص شيقاً. عادةً، يمكنك فقط سؤالهم. ربما تستخدم استبيانًا. لكن الإجابة الأكثر شيوعًا قد تكون “لست متأكدًا تمامًا” أو “لا أستطيع التذكر”. إجراء البحوث على الإدراك البشري باستخدام تدابير ذاتية وحدها يمكن أن يكون مليئًا بعدم اليقين الذي قد تقترحه قياسات الاستجابات العصبية الفسيولوجية للتغلب عليه. تتميز الأجهزة التي تعمل بتقنية EEG بأنها سهلة الوصول وفعالة من حيث التكلفة مما يمكن أن يعزز البحث المتعلق بالإدراك البشري. نتيجة لذلك، فإنها بسرعة تصبح أداة رئيسية في علم النفس والتسويق العصبي وواجهة الدماغ والحاسوب.
ما هو EEG؟
التخطيط الكهربائي للدماغ (EEG) هو قياس النشاط الكهربائي الناجم عن خلايا الدماغ التي تُدعى العصبونات. وهو طريقة آمنة وغير غازية تستخدم أقطابًا توضع على فروة الرأس. يمكن أن تختلف أجهزة EEG المستخدمة لهذا الغرض من أجهزة تجارية بقناة واحدة إلى أنظمة طبية بمستوى 256 قناة. يمكنك قراءة المزيد من التفاصيل حول ما هو EEG والأجهزة المختلفة الخاصة به هنا.
ما هي فوائد EEG؟
الدقة الزمنية العالية
بسبب دقتها الزمنية العالية، يمكن لـ EEG تسجيل العمليات ما قبل الواعية.
أكبر قوة لـ EEG مقارنةً بطرق تصوير الدماغ الأخرى هي دقتها الزمنية، أي القدرة على قياس الاستجابات السريعة للدماغ في نطاق ميلي ثانية. تتطلب طرق تصوير الدماغ الأخرى مثل fMRI (التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي)، ثانية أو أكثر بعد عرض مثير الاهتمام. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد المهام السلوكية المصممة لتجنب الغموض في الردود الذاتية عادة على أوقات رد الفعل واستجابات الضغط على الأزرار. قد تستغرق هذه حتى ثانية، وهو أمر بطيء للغاية عند الأخذ بعين الاعتبار أن الدماغ قادر على إنتاج العديد من العمليات العصبية الفسيولوجية المعقدة في فترة زمنية من ميلي ثانية. وبالتالي، بسبب دقتها الزمنية العالية، يمكن لـ EEG تسجيل العمليات ما قبل الواعية التي لن تُلاحظ مع المهام المستندة فقط على التقرير الذاتي والاستجابات.
التكلفة والمحمولية
علم الرياضة: باكستون لينش يخضع لاختبار الضغط مع سماعة EEG من Insight.
أصبحت أجهزة EEG فعالة من ناحية التكلفة لاسلكية، مما يتيح للباحثين إجراء البحوث في الميدان، بدلاً من إحضار المشاركين إلى المختبر. بينما تتميز كل من EEG و MEG (التصوير المغناطيسي للدماغ) بدقة زمنية عالية، فإن EEG هو الأداة البحثية الأكثر توفيرًا لتكلفة منخفضة، والمحمولية التي تمكن دراسة السلوك البشري في بيئات محكومة أو طبيعية. تتطلب طرق تصوير الدماغ البديلة (مثل MEG، MRI و PET) تكاليف صيانة مرتفعة ويجب إحضار المشاركين إلى المستشفى أو المختبر لإجراء هذه الدراسات. على النقيض من ذلك، تقريبًا يمكن تحويل أي مكان إلى “مختبر” EEG. (انظر مراجعة بارك وآخرون حول كيفية استخدام EEG المحمول لتحسين الأداء الرياضي في الميدان)
الدراسات الداخلية أو عن بُعد
لا يتعين على EEG أن يكون بالضرورة في المختبر بجهاز واحد فقط. مع تقدم الأجهزة التجارية بأسعار معقولة، يمكن للمستخدمين المنزليين تسجيل EEG بأنفسهم. تتيح منصةEmotivLABS للباحثين إجراء تجاربهم عبر الإنترنت باستخدام سماعات EMOTIV، التي تم التحقق من صحتها مقابل أجهزة البحث. اطلع على تجربتنا الأولى على الإنترنت EEG هنا أو على أحد شراكاتنا حيث شارك مستخدمو EMOTIV في دراسة منزلية لتقييم برنامج تقديم العروض هنا.
ماذا يمكننا قياسه باستخدام EEG؟
غالبًا ما يستخدم الباحثون مقدار الفولتية عند نقاط زمنية معينة بعد بداية المثير (أي جهود مرتبطة بالأحداث، أو ERPs) أو كمية التذبذبات (لموجات الدماغ) في EEG في الثانية (أي تحليل الوقت-التردد).
تتيح لنا هذان المجالان الإجابة على أسئلة بحثية مختلفة تتعلق بالسلوك. بالإضافة إلى ذلك، مع تطور خوارزميات تعلم آلي متقدمة يمكننا البدء في فك رموز الحالات الذهنية استجابةً للمثيرات ذات الاهتمام. على سبيل المثال، مع تطوير خوارزميات ثبتت صحتها لكشف الانتباه يمكننا الآن الإجابة على أسئلة مثل “أي جزء من الفيديو الخاص بي جذب المزيد من الانتباه” بسهولة.
التحذيرات الواجب مراعاتها
من المهم أن نتذكر أننا لا يمكننا فعليًا قراءة الأفكار باستخدام EEG. لذا، يجب أن يتطابق المثير الجاري مقارنته بشكل مثالي على كل الجوانب باستثناء المتغير محل الاهتمام نفسه. وهكذا، فإن تصميم مهمة تجريبية جيدة هو حجر الزاوية للبحث الجيد باستخدام EEG. ثانيًا، يمكن لأجهزة EEG التقاط التداخل من الأجهزة الكهربائية وقد تكون EEGs عرضة للتداخل الناتج عن الحركة، مما يمكن أن يُدخل شوائب غير مرغوبة في التسجيل. لذلك، تعكس EEGs الخام ردود الفعل الدماغية الكاملة التي تحتاج إلى أن تُنقى وتُعالج قبل إجراء أي استنتاج يتعلق بالإدراك للمثيرات.
بالإضافة إلى ذلك، يسجل النشاط الدماغي عند كل قطب معين نشاطًا من كامل الدماغ، وموقعه لا يشير بدقة إلى مصدر النشاط بشكل مباشر (على سبيل المثال، لا يعني النشاط المتزايد عند قطب أمامي أن الفص الجبهي أنتج هذا الاستجابة). يمكن استخدام طرق مثل إعادة بناء المصدر لاستجابة EEG لهذا الغرض لتحديد المصدر عند مستوى فروة الرأس. لتحديد المصادر الأعمق بثقة أكبر، يمكن النظر في استخدام طرق تصوير الدماغ مثل MEG أو fMRI إلى جانب EEG.
EEG في البحث الحالي
يُستخدم EEG حاليًا بعدة طرق لمساعدة الباحثين ليس فقط في مجالات علم النفس والطب ولكن أيضًا في تكامل واجهات الحاسوب مع الدماغ، التغذية الراجعة العصبية، وفهم سلوك المستهلك في مجالات مثل التسويق العصبي.
العلوم العصبية الطبية أو السريرية
يُستخدم EEG في الغالب في المجالات الطبية لتحسين التشخيص والعلاج. على سبيل المثال، فإن الاستخدام الأكثر شيوعًا لـ EEG هو في تشخيص الصرع واكتشاف النوبات وفي دراسات النوم لاكتشاف الاضطرابات النوم. في الطب النفسي وعلوم الأعصاب السريرية، يُستخدم EEG حاليًا لتحديد مؤشرات موضوعية للاضطرابات التي تعتمد بخلاف ذلك على تقييمات سريرية ذاتية. تُستخدم تقنيات مثل EEG الكمي (qEEG) حيث يتم حساب مقدار التذبذبات وتُرسم على فروة الرأس لتوصيف التغيرات في الدماغ التي تسببها اضطرابات نفسية مختلفة. كما أن تطبيق التعلم الآلي على تصنيف الأدمغة السليمة مقابل المضطربة يمهد الطريق لمزيد من طرق التشخيص الموضوعية.
التسويق العصبي
بالتأكيد، فهم سلوك المستهلك هو في صميم التسويق العصبي. الاستخدام الأكثر شيوعًا لـ EEG في هذا المجال هو لتحديد الجوانب الأقل وضوحًا وجاذبية في الإعلانات والمنتجات أو الخدمات بهدف تحسينها.
EMOTIV x التسويق العصبي - مستقبل سلوك المستهلك في مختبر L'Oreal الفاخر.
تستخدم أيضًا تذبذبات EEG لتحديد إذا كان هناك تذكير غير واعٍ للعلامة التجارية/المنتج. تشمل الاستخدامات الأخرى التسعير العصبي، حيث تُستخدم المهام السلوكية مع EEG لإيجاد استراتيجيات تسعير مثلى للمنتجات.
EMOTIV x التسويق العصبي - كيف يتفاعل الدماغ مع اقتراحات تسعير مختلفة.
البحث العصبي العام
يتعلق هذا النوع من الأبحاث بفهم كيفية عمل الدماغ (على سبيل المثال، كيفية معالجة الدماغ للمنبهات البصرية أو السمعية) وكيفية تواصل أجزاء مختلفة من الدماغ مع بعضها البعض. كما يتعلق بفهم العلاقة بين الدماغ والاضطرابات (مثل اضطراب طيف التوحد أو الفصام). يشمل هذا مجالات متعددة تضمن المجالات الاجتماعية، العاطفية، الحسابية والمعرفية.
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI)
يهدف البحث في BCI إلى ترجمة الأوامر الفكرية إلى عمل خارجي من خلال دمج EEG مع أجهزة الحاسوب. استخدام الأوامر الفكرية لكتابة مستند نصي، لتحريك كرسي متحرك وحتى لتحريك أطراف صناعية هي بعض التطورات الحالية في BCI التي تُستخدم لتحسين جودة حياة الأشخاص ذوي الإعاقات.
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI) - الإبداعات المثيرة من جون، صبي يبلغ من العمر 8 سنوات يعاني من الشلل الدماغي، في brainpaintbyjohn على إنستغرام
ثورة أخرى هي في صناعة الموسيقى حيث يستخدم الموسيقيون/المغنون أفكارهم لخلق الموسيقى (شاهد منشورنا ذي الصلة هنا)
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI) - سماعة EPOC من EMOTIV والسينثيسايزر الشهير TONTO يشكلان المطابقة المثالية.
بشكل عام، يوفر استخدام EEG الوعد بفتح مغامرات تتجاوز الفهم السطحي للسلوك البشري. إن فعاليته من حيث التكلفة وسهولة الوصول إليه تجعله أداة مفيدة عبر تخصصات متعددة حيث يمكن تحقيق عمليات بدءًا من تحسين تجارب المستخدمين إلى تحسين العلاجات من خلال الذهاب إلى ما هو أعمق من التقارير الذاتية البسيطة وفك تشفير السلوك البشري بشكل موضوعي باستخدام EEG.
واجهات الدماغ الحاسوبية (BCI) - EMOTIV x رودريغو هوبنر ميندز، يقود سيارة فورمولا 1 باستخدام الأوامر الفكرية
المقال بقلم
روشيني راندينياً، ضابط باحث، شركة EMOTIV للأبحاث المحدودة
المراجع
1. Park, J. L., Fairweather, M. M. & Donaldson, D. I. الحالة الحجة للإدراك المتنقل: EEG وأداء الرياضة. مراجعات علم الأعصاب والسلوك الحيوي. 52، 117–130 (2015).
2. Kotowski, K., Stapor, K., Leski, J. & Kotas, M. التحقق من صحة Emotiv EPOC + لاستخراج المتراتبات ERP للمعالجة العاطفية للوجه. الهندسة البيوسيبرية والهندسة الطبية الحيوية. 38، 773–781 (2018).
3. Badcock, N. A. et al. التحقق من صحة نظام EEG من Emotiv EPOC لأبحاث جودة المكونات المرتبطة بالأحداث السمعية في الأطفال. PeerJ 3، e907 (2015).
4. Michel, C. M. et al. تصوير مصدر EEG. علم الأعصاب السريري. 115، 2195–2222 (2004).
5. Noachtar, S. & Rémi, J. دور EEG في الصرع: مراجعة حرجة. سلوك الصرع. 15، 22–33 (2009).
6. Aldrich, M. S. & Jahnke, B. القيمة التشخيصية لـ الفيديو EEG وتخطيط النوم. علم الأعصاب 41، 1060–1060 (1991).
7. Prichep, L. S. & John, E. R. ملامح qEEG للاضطرابات النفسية. طبوغرافيا الدماغ. 4، 249–257 (1992).
8. Khodayari-Rostamabad, A., Reilly, J. P., Hasey, G. M., de Bruin, H. & MacCrimmon, D. J. تطبيق التعلم الآلي باستخدام EEG للتنبؤ استجابة العلاج SSRI للاكتئاب الرئيسي. علم الأعصاب السريري. 124، 1975–1985 (2013).
9. Čukić, M., López, V. & Pavón, J. التصنيف عن طريق Electroencephalogram في حالة الراحة كنوع جديد في الطب النفسي: مراجعة. مجلة البحث الطبي. 22، e19548 (2020).
10. Ohme, R., Reykowska, D., Wiener, D. & Choromanska, A. تحليل ردود الفعل العصبية لستيمولات الإعلانات باستخدام EEG وإجراءات استجابة الجلد الجالفاني. مجلة علم الأعصاب وعلم النفس والاقتصاد. 2، 21–31 (2009).
11. Shaari, A., Syafiq, M., Mikami, O. & M.A, M. K. تطبيق Electroencephalography (EEG) في Neuromarketing-استكشاف العقل الباطن. 14، (2020). (Neuromarketing)
12. Nigdelis, V. & Tsolaki, M. التسعير العصبي: وجهات نظر ردود الدماغ للطليعة السعرية. المجلة الهيلينيه للطب النووي. 20، 196–203 (2017).
13. Abiri, R., Borhani, S., Jiang, Y. & Zhao, X. دیکو دیںر الأنسان بمساعدة EEG. علوم الحوسبة السريرية. 15، 775–785 (2010).