Neuronale Experimente aus der Ferne bei Hunderten von Teilnehmern bereitstellen
Mehul Nayak
Aktualisiert am
Neuronale Experimente aus der Ferne bei Hunderten von Teilnehmern bereitstellen
Mehul Nayak
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Neuronale Experimente aus der Ferne bei Hunderten von Teilnehmern bereitstellen
Mehul Nayak
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Der folgende Beitrag spiegelt ein Interview mit Emotiv-Forschungs- und Datenwissenschaftlern wider:
Dr. Bill King, Leiter der Forschungsentwicklung (Director of Research Engineering)
Dr. Nikolas Williams, leitender Forschungswissenschaftler (Senior Research Scientist)
Dr. Roshini Randeniya, Forschungsbeauftragte (Research Officer)
Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Nutzung der EmotivLABS-Plattform, um EEG-Experimente per Fernzugriff auf große und vielfältige Stichprobensätze rund um den Globus zu übertragen (Remote-Deployment).
Der Beitrag enthält Auszüge aus unseren Gesprächen sowie allgemeinere Kontextthemen. Das Gespräch umfasste:
EmotivLABS: Von internen Werkzeugen zu einer cloudbasierten Crowdsourcing-Forschungsplattform
Kann ein Forscher neurale Experimente per Fernzugriff an Hunderte von Teilnehmern verteilen?
Experimente aus der Psychologie und den Kognitionswissenschaften, die Verhaltensdatenpunkte (Reaktionszeit, Befragungsantworten) erfassen, gehörten zu den ersten, die das Internet für die Datenerfassung in der Forschung nutzten. Diese experimentellen Versuchspläne müssen sich jedoch nicht auf Verhaltensdatenendpunkte beschränken. Vor EmotivLABS gab es die remote Erfassung neuraler Daten praktisch nicht.
Bill: „Bislang waren Forscher nicht in der Lage, tatsächliche Gehirndaten (neurale Daten) von entfernten Testpersonen zu erfassen.“
Die frühesten Iterationen von EmotivLABS waren maßgeschneiderte Toolkits, die Forscher aus der Not heraus für den internen Gebrauch entwickelt hatten. Diese Wurzeln haben Emotiv und das Team in einzigartiger Weise als Vordenker und Marktführer im Bereich der remote Erfassung neuraler Daten etabliert.
Seit über einem Jahrzehnt hat Emotiv:
die Grenzen von technologiegestützter, tragbarer und kostengünstiger EEG-Hardware verschoben.
die Zugänglichkeit durch Software-Innovationen für mehr Menschen geöffnet.
nachhaltige Lösungen für drei Hauptprobleme der Neurowissenschaften etabliert. Dies bezieht sich auf:
Geringe statistische Power
Reproduzierbarkeit
Replizierbarkeit
Nikolas: Die EmotivLABS-Plattform „…ist absolut einzigartig. Sie können ein Experiment über eine Softwareschnittstelle erstellen und es dann auf der Plattform für Online-Experimente veröffentlichen. Von dort aus kann es an unsere gesamte Nutzerbasis oder einen Teil davon freigegeben werden, je nachdem, welche Fragen Sie beantworten möchten.“
Neurowissenschaftliche Forscher sind oft eingeschränkt durch:
Kosten für Probandenrekrutierung und Tests
Mangel an universitären Einrichtungen und Geräten
Reduzierte Möglichkeiten zur Vergütung von Teilnehmern
Optimierte Terminplanung für Teilnehmer
Nikolas: „Das bedeutet: Wenn Sie Hunderte von Individuen benötigen, sprechen Sie über Monate und Monate der Datenerfassung, um das zu bewältigen. Durch die Verteilung über eine cloudbasierte Plattform könnten theoretisch einhundert Teilnehmer dasselbe Experiment gleichzeitig durchführen und Sie bleiben innerhalb Ihres Budgets.“
Wie bereits in unserem früheren Beitrag über „Wie Remote-Datenerfassung die neurowissenschaftliche Forschung verbessert“ erörtert, haben Neurowissenschaftler oft schon Mühe, eine kleine Anzahl von Teilnehmern zu rekrutieren, geschweige denn Hunderte. Testpersonen werden lokal rekrutiert und müssen dann ihre EEG-Daten in einem Labor abgeben, was Verfügbarkeit voraussetzt und die Erreichbarkeit gegenüber der Anwendbarkeit begünstigt.
Dieser Druck hat zu einer einseitigen demografischen Darstellung in der Forschung geführt, da vor allem US-amerikanische Studenten als Testpersonen herangezogen werden. Die Nutzung von Universitätsstudenten hat zu einer Übersättigung mit westlichen, gebildeten, industrialisierten, reichen und demokratischen (WEIRD) Bevölkerungsgruppen in der neurowissenschaftlichen Forschung geführt. Diese übermäßige Abhängigkeit hat in einigen marginalisierten Gemeinschaften zur Fehlzuweisung von Behandlungen, Therapien und sogar Gesetzen geführt.
Faktoren hinter der Nachfrage nach remote Bereitstellung von neurowissenschaftlichen Experimenten
Die steigende Nachfrage nach Diversität, Repräsentativität und präziser Generalisierbarkeit von Forschungsergebnissen sind drei Faktoren, welche die Nachfrage nach der remote Bereitstellung in den Neurowissenschaften angekurbelt haben.
Das Zusammenwirken mehrerer limitierender Faktoren in den Sozialwissenschaften und der Humanforschung – die Replikationskrise, das Problem der Reproduzierbarkeit und die begrenzte demografische Vielfalt – hatte die Remote-Forschung bereits als notwendige Option auf den Plan gerufen. Dann kam die COVID-19-Pandemie und die persönliche Datenerfassung vor Ort wurde eingestellt.
Nikolas: „Ein frühes Zeichen des Wandels hin zur Online-Datenerfassung in der experimentellen Forschung war das rasche Interesse an und das Experimentieren mit MTurk bei psychologischen und kognitiven Experimenten. MTurk ermöglichte die schnelle Erfassung großer Datensätze in kurzen Zeiträumen zu erschwinglichen Kosten.“
Im Vergleich zu MTurk ist EmotivLABS der nächsten Generation weit voraus. Als professionelle, forschungstaugliche Plattform für die Datenerfassung per Fernzugriff konzipiert, hat das Emotiv-Team die spezifischen, täglichen Aufgaben, die Forscher abseits der eigentlichen Wissenschaft erledigen müssen, gründlich bedacht. Dazu gehören die Terminplanung, Schulung und Bezahlung der Forschungsteilnehmer für ihre Beiträge.
Bill: „Emotiv sorgt dafür, dass Forscher weniger Zeit für administrative Bürokratie, Berichterstattung und logistische Planung aufwenden müssen, und mehr Zeit für ihre Wissenschaft haben.“
EmotivLABS wurde explizit für die remote Erfassung und Analyse neuraler Daten entwickelt, sodass sich Wissenschaftler kreativer auf ihre Arbeit konzentrieren können. Der Full-Stack-Ansatz von Emotiv, bei dem die kabellosen EEG-Headsets mit einer speziell entwickelten grafischen Benutzeroberflächensoftware kombiniert werden, hilft dabei, die Integrität des Signals für die Datenpipeline zu validieren und zu bestätigen.
Bill: „Nehmen Sie die Aufgabe der Signalmarkierung. Im Wesentlichen versehen Sie die Signalzeitreihen mit Markierungen, die festhalten, was wann passiert ist. Dies geschieht automatisch im Rahmen der Komplettlösung von EmotivLABS. Wenn Sie eine Datenanalyseumgebung eines Drittanbieters nutzen, müssen Sie erst deren Konventionen für die Signalmarkierung verstehen. Sie verbringen also den ganzen Tag damit, die Rohdaten nur so aufzubereiten, dass sie von der Software eines anderen importiert und richtig verstanden werden können, anstatt über die tatsächlichen Ergebnisse an sich nachzudenken.“
Ähnlich wie Apples Kopplung des iPhones mit iOS verfügt Emotiv über integrierte Qualitätskontroll- und Signalverarbeitungsfunktionen unter der Haube, die für Forscher und Teilnehmer unsichtbar im Hintergrund laufen. Indem diese kritischen Elemente hinter die Kulissen verlagert werden, bietet EmotivLABS den Benutzern eine einfach zu navigierende und zielgerichtet gestaltete Benutzeroberfläche. Infolgedessen können Verhaltens- oder Neurowissenschaftler bei Emotiv ihre Zeit mit der Interpretation der experimentellen Ergebnisse verbringen, anstatt die Rohdaten mühsam in ein erkennbares Format zu bringen.
Erste Schritte mit EmotivLABS
Einstieg auf jedem Forschungsniveau
Der Ansatz von Emotiv in der EEG-Forschung spiegelt die Bedingungen der „realen Welt“ genauer wider, da sich die getesteten Personen an Orten und in Umgebungen befinden, die ihrem tatsächlichen Leben entsprechen.
Roshini: „Es sind keine Voraussetzungen oder Schulungen erforderlich, um mit Geräten und Software von Emotiv loszulegen. Der Builder ist sehr benutzerfreundlich. Mehrere Neuromarketer nutzen das Headset und die LABS-Plattform in den Bereichen Werbung und Produktdifferenzierung. Viele haben keine Erfahrung mit EEG, können aber mit Emotiv-Geräten direkt durchstarten und lernen Tipps und Tricks im laufenden Betrieb. Es ist sehr benutzerfreundlich.“
Seien Sie so kreativ, wie Sie oder Ihr Team es sein möchten
Nikolas: „Wir schränken nicht stark ein, was die Menschen als Experiment aufbauen möchten. Sie können praktisch alles, was sie wollen, als Experiment bauen und es dann auf der EmotivLABS-Plattform veröffentlichen. Bevor der Test eines Forschers beginnen kann, müssen die Teilnehmer ein Einverständnisformular lesen und akzeptieren, das sie also entwickeln müssen. Wenn sie die Untersuchung für eine Universität durchführen, ist dies ohnehin erforderlich, da Sie es vorweisen müssen, um Ihre Ergebnisse zu veröffentlichen.“
Emotiv prüft Experimente, um sicherzustellen, dass die Anfragen an die breite Öffentlichkeit vernünftig und ethisch vertretbar sind. Insgesamt lassen die Community-Moderatoren von Emotiv den Forschern viel Freiheit bei den Forschungsarten. Sie überprüfen die Experimente jedoch zu Zwecken der Qualitätssicherung. Darüber hinaus ermöglichen diese Qualitätsprüfungen den Emotiv-Entwicklern, Schwachstellen in der aktuellen Codebasis zu identifizieren und neue Funktionen in Echtzeit auf der Grundlage des interaktiven Kundenfeedbacks zu integrieren.
Holen Sie sich maßgeschneiderte Planungshilfe von Emotiv
Emotiv wurde 2011 gegründet und ist ein in San Francisco ansässiges Bioinformatik-Unternehmen, das sich zum Ziel gesetzt hat, unser Verständnis des menschlichen Gehirns mithilfe maßgeschneiderter Elektroenzephalographie-Hardware (EEG), Analyse- und Visualisierungstechnologien voranzutreiben. Emotiv kann auch mit Kunden zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass ihre Experimente den regionalen und staatlichen Forschungsrichtlinien entsprechen.
Nikolas: „Wir haben ein Research-as-a-Service-Team. Wenn eine Agentur Hilfe bei der Konzeptualisierung und dem Entwurf von Experimenten, dem Aufbau dieses Experiments und der anschließenden Bereitstellung wünscht – im Grunde eine End-to-End-Dienstleistung –, dann steht dieser Service zur Verfügung. <…> Wir reagieren sehr schnell auf die Bedürfnisse unserer Forscher, die Experimente aufbauen, sodass wir sie unterstützen, ihnen helfen und ihre Fragen beantworten.“
Möchten Sie loslegen? Erfahren Sie mehr über EmotivLABS.
Nikolas Williams
Senior Research Scientist bei Emotiv
Nik überprüft und unterstützt die wissenschaftliche Integrität bei Emotiv. Er entwirft Experimente und analysiert Daten für Emotiv-Forschungsprojekte, die EmotivLabs-Plattform sowie für die Datenverarbeitung und -analyse. Er unterstützt die Entwicklung von Produktfunktionen und arbeitet daran, flexible und innovative wissenschaftliche Methoden zu ermöglichen.
Bill King
Director of Research Engineering bei Emotiv
Bills Hauptaugenmerk liegt auf der Entwicklung des Analyzers – dem Tool zur EEG-Datenanalyse von Emotiv. Mit dem Analyzer können Nutzer von EmotivPRO eine Reihe von EEG-Verarbeitungspipelines in der Cloud ausführen. Zu den verfügbaren Analysearten gehören EEG-Vorverarbeitung, Bandpower-Analyse und -Berichte sowie die automatische Analyse ereigniskorrelierter Potentiale (ERP). Der Analyzer stellt sicher, dass die von der Emotiv-EEG-Hardware erfassten Rohsensordaten forschungstauglich, interoperabel und für Forscher auf der Cloud-Plattform zugänglich sind.
Roshini Randeniya
Forschungsbeauftragte bei Emotiv
Roshini entwirft und führt Experimente durch, um die Signalerkennung der tragbaren EEG-Headsets von Emotiv zu verbessern. Sie ist außerdem an Forschungsprojekten zur Evaluierung von Datenerfassungs- und Analysefunktionen beteiligt.
Der folgende Beitrag spiegelt ein Interview mit Emotiv-Forschungs- und Datenwissenschaftlern wider:
Dr. Bill King, Leiter der Forschungsentwicklung (Director of Research Engineering)
Dr. Nikolas Williams, leitender Forschungswissenschaftler (Senior Research Scientist)
Dr. Roshini Randeniya, Forschungsbeauftragte (Research Officer)
Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Nutzung der EmotivLABS-Plattform, um EEG-Experimente per Fernzugriff auf große und vielfältige Stichprobensätze rund um den Globus zu übertragen (Remote-Deployment).
Der Beitrag enthält Auszüge aus unseren Gesprächen sowie allgemeinere Kontextthemen. Das Gespräch umfasste:
EmotivLABS: Von internen Werkzeugen zu einer cloudbasierten Crowdsourcing-Forschungsplattform
Kann ein Forscher neurale Experimente per Fernzugriff an Hunderte von Teilnehmern verteilen?
Experimente aus der Psychologie und den Kognitionswissenschaften, die Verhaltensdatenpunkte (Reaktionszeit, Befragungsantworten) erfassen, gehörten zu den ersten, die das Internet für die Datenerfassung in der Forschung nutzten. Diese experimentellen Versuchspläne müssen sich jedoch nicht auf Verhaltensdatenendpunkte beschränken. Vor EmotivLABS gab es die remote Erfassung neuraler Daten praktisch nicht.
Bill: „Bislang waren Forscher nicht in der Lage, tatsächliche Gehirndaten (neurale Daten) von entfernten Testpersonen zu erfassen.“
Die frühesten Iterationen von EmotivLABS waren maßgeschneiderte Toolkits, die Forscher aus der Not heraus für den internen Gebrauch entwickelt hatten. Diese Wurzeln haben Emotiv und das Team in einzigartiger Weise als Vordenker und Marktführer im Bereich der remote Erfassung neuraler Daten etabliert.
Seit über einem Jahrzehnt hat Emotiv:
die Grenzen von technologiegestützter, tragbarer und kostengünstiger EEG-Hardware verschoben.
die Zugänglichkeit durch Software-Innovationen für mehr Menschen geöffnet.
nachhaltige Lösungen für drei Hauptprobleme der Neurowissenschaften etabliert. Dies bezieht sich auf:
Geringe statistische Power
Reproduzierbarkeit
Replizierbarkeit
Nikolas: Die EmotivLABS-Plattform „…ist absolut einzigartig. Sie können ein Experiment über eine Softwareschnittstelle erstellen und es dann auf der Plattform für Online-Experimente veröffentlichen. Von dort aus kann es an unsere gesamte Nutzerbasis oder einen Teil davon freigegeben werden, je nachdem, welche Fragen Sie beantworten möchten.“
Neurowissenschaftliche Forscher sind oft eingeschränkt durch:
Kosten für Probandenrekrutierung und Tests
Mangel an universitären Einrichtungen und Geräten
Reduzierte Möglichkeiten zur Vergütung von Teilnehmern
Optimierte Terminplanung für Teilnehmer
Nikolas: „Das bedeutet: Wenn Sie Hunderte von Individuen benötigen, sprechen Sie über Monate und Monate der Datenerfassung, um das zu bewältigen. Durch die Verteilung über eine cloudbasierte Plattform könnten theoretisch einhundert Teilnehmer dasselbe Experiment gleichzeitig durchführen und Sie bleiben innerhalb Ihres Budgets.“
Wie bereits in unserem früheren Beitrag über „Wie Remote-Datenerfassung die neurowissenschaftliche Forschung verbessert“ erörtert, haben Neurowissenschaftler oft schon Mühe, eine kleine Anzahl von Teilnehmern zu rekrutieren, geschweige denn Hunderte. Testpersonen werden lokal rekrutiert und müssen dann ihre EEG-Daten in einem Labor abgeben, was Verfügbarkeit voraussetzt und die Erreichbarkeit gegenüber der Anwendbarkeit begünstigt.
Dieser Druck hat zu einer einseitigen demografischen Darstellung in der Forschung geführt, da vor allem US-amerikanische Studenten als Testpersonen herangezogen werden. Die Nutzung von Universitätsstudenten hat zu einer Übersättigung mit westlichen, gebildeten, industrialisierten, reichen und demokratischen (WEIRD) Bevölkerungsgruppen in der neurowissenschaftlichen Forschung geführt. Diese übermäßige Abhängigkeit hat in einigen marginalisierten Gemeinschaften zur Fehlzuweisung von Behandlungen, Therapien und sogar Gesetzen geführt.
Faktoren hinter der Nachfrage nach remote Bereitstellung von neurowissenschaftlichen Experimenten
Die steigende Nachfrage nach Diversität, Repräsentativität und präziser Generalisierbarkeit von Forschungsergebnissen sind drei Faktoren, welche die Nachfrage nach der remote Bereitstellung in den Neurowissenschaften angekurbelt haben.
Das Zusammenwirken mehrerer limitierender Faktoren in den Sozialwissenschaften und der Humanforschung – die Replikationskrise, das Problem der Reproduzierbarkeit und die begrenzte demografische Vielfalt – hatte die Remote-Forschung bereits als notwendige Option auf den Plan gerufen. Dann kam die COVID-19-Pandemie und die persönliche Datenerfassung vor Ort wurde eingestellt.
Nikolas: „Ein frühes Zeichen des Wandels hin zur Online-Datenerfassung in der experimentellen Forschung war das rasche Interesse an und das Experimentieren mit MTurk bei psychologischen und kognitiven Experimenten. MTurk ermöglichte die schnelle Erfassung großer Datensätze in kurzen Zeiträumen zu erschwinglichen Kosten.“
Im Vergleich zu MTurk ist EmotivLABS der nächsten Generation weit voraus. Als professionelle, forschungstaugliche Plattform für die Datenerfassung per Fernzugriff konzipiert, hat das Emotiv-Team die spezifischen, täglichen Aufgaben, die Forscher abseits der eigentlichen Wissenschaft erledigen müssen, gründlich bedacht. Dazu gehören die Terminplanung, Schulung und Bezahlung der Forschungsteilnehmer für ihre Beiträge.
Bill: „Emotiv sorgt dafür, dass Forscher weniger Zeit für administrative Bürokratie, Berichterstattung und logistische Planung aufwenden müssen, und mehr Zeit für ihre Wissenschaft haben.“
EmotivLABS wurde explizit für die remote Erfassung und Analyse neuraler Daten entwickelt, sodass sich Wissenschaftler kreativer auf ihre Arbeit konzentrieren können. Der Full-Stack-Ansatz von Emotiv, bei dem die kabellosen EEG-Headsets mit einer speziell entwickelten grafischen Benutzeroberflächensoftware kombiniert werden, hilft dabei, die Integrität des Signals für die Datenpipeline zu validieren und zu bestätigen.
Bill: „Nehmen Sie die Aufgabe der Signalmarkierung. Im Wesentlichen versehen Sie die Signalzeitreihen mit Markierungen, die festhalten, was wann passiert ist. Dies geschieht automatisch im Rahmen der Komplettlösung von EmotivLABS. Wenn Sie eine Datenanalyseumgebung eines Drittanbieters nutzen, müssen Sie erst deren Konventionen für die Signalmarkierung verstehen. Sie verbringen also den ganzen Tag damit, die Rohdaten nur so aufzubereiten, dass sie von der Software eines anderen importiert und richtig verstanden werden können, anstatt über die tatsächlichen Ergebnisse an sich nachzudenken.“
Ähnlich wie Apples Kopplung des iPhones mit iOS verfügt Emotiv über integrierte Qualitätskontroll- und Signalverarbeitungsfunktionen unter der Haube, die für Forscher und Teilnehmer unsichtbar im Hintergrund laufen. Indem diese kritischen Elemente hinter die Kulissen verlagert werden, bietet EmotivLABS den Benutzern eine einfach zu navigierende und zielgerichtet gestaltete Benutzeroberfläche. Infolgedessen können Verhaltens- oder Neurowissenschaftler bei Emotiv ihre Zeit mit der Interpretation der experimentellen Ergebnisse verbringen, anstatt die Rohdaten mühsam in ein erkennbares Format zu bringen.
Erste Schritte mit EmotivLABS
Einstieg auf jedem Forschungsniveau
Der Ansatz von Emotiv in der EEG-Forschung spiegelt die Bedingungen der „realen Welt“ genauer wider, da sich die getesteten Personen an Orten und in Umgebungen befinden, die ihrem tatsächlichen Leben entsprechen.
Roshini: „Es sind keine Voraussetzungen oder Schulungen erforderlich, um mit Geräten und Software von Emotiv loszulegen. Der Builder ist sehr benutzerfreundlich. Mehrere Neuromarketer nutzen das Headset und die LABS-Plattform in den Bereichen Werbung und Produktdifferenzierung. Viele haben keine Erfahrung mit EEG, können aber mit Emotiv-Geräten direkt durchstarten und lernen Tipps und Tricks im laufenden Betrieb. Es ist sehr benutzerfreundlich.“
Seien Sie so kreativ, wie Sie oder Ihr Team es sein möchten
Nikolas: „Wir schränken nicht stark ein, was die Menschen als Experiment aufbauen möchten. Sie können praktisch alles, was sie wollen, als Experiment bauen und es dann auf der EmotivLABS-Plattform veröffentlichen. Bevor der Test eines Forschers beginnen kann, müssen die Teilnehmer ein Einverständnisformular lesen und akzeptieren, das sie also entwickeln müssen. Wenn sie die Untersuchung für eine Universität durchführen, ist dies ohnehin erforderlich, da Sie es vorweisen müssen, um Ihre Ergebnisse zu veröffentlichen.“
Emotiv prüft Experimente, um sicherzustellen, dass die Anfragen an die breite Öffentlichkeit vernünftig und ethisch vertretbar sind. Insgesamt lassen die Community-Moderatoren von Emotiv den Forschern viel Freiheit bei den Forschungsarten. Sie überprüfen die Experimente jedoch zu Zwecken der Qualitätssicherung. Darüber hinaus ermöglichen diese Qualitätsprüfungen den Emotiv-Entwicklern, Schwachstellen in der aktuellen Codebasis zu identifizieren und neue Funktionen in Echtzeit auf der Grundlage des interaktiven Kundenfeedbacks zu integrieren.
Holen Sie sich maßgeschneiderte Planungshilfe von Emotiv
Emotiv wurde 2011 gegründet und ist ein in San Francisco ansässiges Bioinformatik-Unternehmen, das sich zum Ziel gesetzt hat, unser Verständnis des menschlichen Gehirns mithilfe maßgeschneiderter Elektroenzephalographie-Hardware (EEG), Analyse- und Visualisierungstechnologien voranzutreiben. Emotiv kann auch mit Kunden zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass ihre Experimente den regionalen und staatlichen Forschungsrichtlinien entsprechen.
Nikolas: „Wir haben ein Research-as-a-Service-Team. Wenn eine Agentur Hilfe bei der Konzeptualisierung und dem Entwurf von Experimenten, dem Aufbau dieses Experiments und der anschließenden Bereitstellung wünscht – im Grunde eine End-to-End-Dienstleistung –, dann steht dieser Service zur Verfügung. <…> Wir reagieren sehr schnell auf die Bedürfnisse unserer Forscher, die Experimente aufbauen, sodass wir sie unterstützen, ihnen helfen und ihre Fragen beantworten.“
Möchten Sie loslegen? Erfahren Sie mehr über EmotivLABS.
Nikolas Williams
Senior Research Scientist bei Emotiv
Nik überprüft und unterstützt die wissenschaftliche Integrität bei Emotiv. Er entwirft Experimente und analysiert Daten für Emotiv-Forschungsprojekte, die EmotivLabs-Plattform sowie für die Datenverarbeitung und -analyse. Er unterstützt die Entwicklung von Produktfunktionen und arbeitet daran, flexible und innovative wissenschaftliche Methoden zu ermöglichen.
Bill King
Director of Research Engineering bei Emotiv
Bills Hauptaugenmerk liegt auf der Entwicklung des Analyzers – dem Tool zur EEG-Datenanalyse von Emotiv. Mit dem Analyzer können Nutzer von EmotivPRO eine Reihe von EEG-Verarbeitungspipelines in der Cloud ausführen. Zu den verfügbaren Analysearten gehören EEG-Vorverarbeitung, Bandpower-Analyse und -Berichte sowie die automatische Analyse ereigniskorrelierter Potentiale (ERP). Der Analyzer stellt sicher, dass die von der Emotiv-EEG-Hardware erfassten Rohsensordaten forschungstauglich, interoperabel und für Forscher auf der Cloud-Plattform zugänglich sind.
Roshini Randeniya
Forschungsbeauftragte bei Emotiv
Roshini entwirft und führt Experimente durch, um die Signalerkennung der tragbaren EEG-Headsets von Emotiv zu verbessern. Sie ist außerdem an Forschungsprojekten zur Evaluierung von Datenerfassungs- und Analysefunktionen beteiligt.
Der folgende Beitrag spiegelt ein Interview mit Emotiv-Forschungs- und Datenwissenschaftlern wider:
Dr. Bill King, Leiter der Forschungsentwicklung (Director of Research Engineering)
Dr. Nikolas Williams, leitender Forschungswissenschaftler (Senior Research Scientist)
Dr. Roshini Randeniya, Forschungsbeauftragte (Research Officer)
Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Nutzung der EmotivLABS-Plattform, um EEG-Experimente per Fernzugriff auf große und vielfältige Stichprobensätze rund um den Globus zu übertragen (Remote-Deployment).
Der Beitrag enthält Auszüge aus unseren Gesprächen sowie allgemeinere Kontextthemen. Das Gespräch umfasste:
EmotivLABS: Von internen Werkzeugen zu einer cloudbasierten Crowdsourcing-Forschungsplattform
Kann ein Forscher neurale Experimente per Fernzugriff an Hunderte von Teilnehmern verteilen?
Experimente aus der Psychologie und den Kognitionswissenschaften, die Verhaltensdatenpunkte (Reaktionszeit, Befragungsantworten) erfassen, gehörten zu den ersten, die das Internet für die Datenerfassung in der Forschung nutzten. Diese experimentellen Versuchspläne müssen sich jedoch nicht auf Verhaltensdatenendpunkte beschränken. Vor EmotivLABS gab es die remote Erfassung neuraler Daten praktisch nicht.
Bill: „Bislang waren Forscher nicht in der Lage, tatsächliche Gehirndaten (neurale Daten) von entfernten Testpersonen zu erfassen.“
Die frühesten Iterationen von EmotivLABS waren maßgeschneiderte Toolkits, die Forscher aus der Not heraus für den internen Gebrauch entwickelt hatten. Diese Wurzeln haben Emotiv und das Team in einzigartiger Weise als Vordenker und Marktführer im Bereich der remote Erfassung neuraler Daten etabliert.
Seit über einem Jahrzehnt hat Emotiv:
die Grenzen von technologiegestützter, tragbarer und kostengünstiger EEG-Hardware verschoben.
die Zugänglichkeit durch Software-Innovationen für mehr Menschen geöffnet.
nachhaltige Lösungen für drei Hauptprobleme der Neurowissenschaften etabliert. Dies bezieht sich auf:
Geringe statistische Power
Reproduzierbarkeit
Replizierbarkeit
Nikolas: Die EmotivLABS-Plattform „…ist absolut einzigartig. Sie können ein Experiment über eine Softwareschnittstelle erstellen und es dann auf der Plattform für Online-Experimente veröffentlichen. Von dort aus kann es an unsere gesamte Nutzerbasis oder einen Teil davon freigegeben werden, je nachdem, welche Fragen Sie beantworten möchten.“
Neurowissenschaftliche Forscher sind oft eingeschränkt durch:
Kosten für Probandenrekrutierung und Tests
Mangel an universitären Einrichtungen und Geräten
Reduzierte Möglichkeiten zur Vergütung von Teilnehmern
Optimierte Terminplanung für Teilnehmer
Nikolas: „Das bedeutet: Wenn Sie Hunderte von Individuen benötigen, sprechen Sie über Monate und Monate der Datenerfassung, um das zu bewältigen. Durch die Verteilung über eine cloudbasierte Plattform könnten theoretisch einhundert Teilnehmer dasselbe Experiment gleichzeitig durchführen und Sie bleiben innerhalb Ihres Budgets.“
Wie bereits in unserem früheren Beitrag über „Wie Remote-Datenerfassung die neurowissenschaftliche Forschung verbessert“ erörtert, haben Neurowissenschaftler oft schon Mühe, eine kleine Anzahl von Teilnehmern zu rekrutieren, geschweige denn Hunderte. Testpersonen werden lokal rekrutiert und müssen dann ihre EEG-Daten in einem Labor abgeben, was Verfügbarkeit voraussetzt und die Erreichbarkeit gegenüber der Anwendbarkeit begünstigt.
Dieser Druck hat zu einer einseitigen demografischen Darstellung in der Forschung geführt, da vor allem US-amerikanische Studenten als Testpersonen herangezogen werden. Die Nutzung von Universitätsstudenten hat zu einer Übersättigung mit westlichen, gebildeten, industrialisierten, reichen und demokratischen (WEIRD) Bevölkerungsgruppen in der neurowissenschaftlichen Forschung geführt. Diese übermäßige Abhängigkeit hat in einigen marginalisierten Gemeinschaften zur Fehlzuweisung von Behandlungen, Therapien und sogar Gesetzen geführt.
Faktoren hinter der Nachfrage nach remote Bereitstellung von neurowissenschaftlichen Experimenten
Die steigende Nachfrage nach Diversität, Repräsentativität und präziser Generalisierbarkeit von Forschungsergebnissen sind drei Faktoren, welche die Nachfrage nach der remote Bereitstellung in den Neurowissenschaften angekurbelt haben.
Das Zusammenwirken mehrerer limitierender Faktoren in den Sozialwissenschaften und der Humanforschung – die Replikationskrise, das Problem der Reproduzierbarkeit und die begrenzte demografische Vielfalt – hatte die Remote-Forschung bereits als notwendige Option auf den Plan gerufen. Dann kam die COVID-19-Pandemie und die persönliche Datenerfassung vor Ort wurde eingestellt.
Nikolas: „Ein frühes Zeichen des Wandels hin zur Online-Datenerfassung in der experimentellen Forschung war das rasche Interesse an und das Experimentieren mit MTurk bei psychologischen und kognitiven Experimenten. MTurk ermöglichte die schnelle Erfassung großer Datensätze in kurzen Zeiträumen zu erschwinglichen Kosten.“
Im Vergleich zu MTurk ist EmotivLABS der nächsten Generation weit voraus. Als professionelle, forschungstaugliche Plattform für die Datenerfassung per Fernzugriff konzipiert, hat das Emotiv-Team die spezifischen, täglichen Aufgaben, die Forscher abseits der eigentlichen Wissenschaft erledigen müssen, gründlich bedacht. Dazu gehören die Terminplanung, Schulung und Bezahlung der Forschungsteilnehmer für ihre Beiträge.
Bill: „Emotiv sorgt dafür, dass Forscher weniger Zeit für administrative Bürokratie, Berichterstattung und logistische Planung aufwenden müssen, und mehr Zeit für ihre Wissenschaft haben.“
EmotivLABS wurde explizit für die remote Erfassung und Analyse neuraler Daten entwickelt, sodass sich Wissenschaftler kreativer auf ihre Arbeit konzentrieren können. Der Full-Stack-Ansatz von Emotiv, bei dem die kabellosen EEG-Headsets mit einer speziell entwickelten grafischen Benutzeroberflächensoftware kombiniert werden, hilft dabei, die Integrität des Signals für die Datenpipeline zu validieren und zu bestätigen.
Bill: „Nehmen Sie die Aufgabe der Signalmarkierung. Im Wesentlichen versehen Sie die Signalzeitreihen mit Markierungen, die festhalten, was wann passiert ist. Dies geschieht automatisch im Rahmen der Komplettlösung von EmotivLABS. Wenn Sie eine Datenanalyseumgebung eines Drittanbieters nutzen, müssen Sie erst deren Konventionen für die Signalmarkierung verstehen. Sie verbringen also den ganzen Tag damit, die Rohdaten nur so aufzubereiten, dass sie von der Software eines anderen importiert und richtig verstanden werden können, anstatt über die tatsächlichen Ergebnisse an sich nachzudenken.“
Ähnlich wie Apples Kopplung des iPhones mit iOS verfügt Emotiv über integrierte Qualitätskontroll- und Signalverarbeitungsfunktionen unter der Haube, die für Forscher und Teilnehmer unsichtbar im Hintergrund laufen. Indem diese kritischen Elemente hinter die Kulissen verlagert werden, bietet EmotivLABS den Benutzern eine einfach zu navigierende und zielgerichtet gestaltete Benutzeroberfläche. Infolgedessen können Verhaltens- oder Neurowissenschaftler bei Emotiv ihre Zeit mit der Interpretation der experimentellen Ergebnisse verbringen, anstatt die Rohdaten mühsam in ein erkennbares Format zu bringen.
Erste Schritte mit EmotivLABS
Einstieg auf jedem Forschungsniveau
Der Ansatz von Emotiv in der EEG-Forschung spiegelt die Bedingungen der „realen Welt“ genauer wider, da sich die getesteten Personen an Orten und in Umgebungen befinden, die ihrem tatsächlichen Leben entsprechen.
Roshini: „Es sind keine Voraussetzungen oder Schulungen erforderlich, um mit Geräten und Software von Emotiv loszulegen. Der Builder ist sehr benutzerfreundlich. Mehrere Neuromarketer nutzen das Headset und die LABS-Plattform in den Bereichen Werbung und Produktdifferenzierung. Viele haben keine Erfahrung mit EEG, können aber mit Emotiv-Geräten direkt durchstarten und lernen Tipps und Tricks im laufenden Betrieb. Es ist sehr benutzerfreundlich.“
Seien Sie so kreativ, wie Sie oder Ihr Team es sein möchten
Nikolas: „Wir schränken nicht stark ein, was die Menschen als Experiment aufbauen möchten. Sie können praktisch alles, was sie wollen, als Experiment bauen und es dann auf der EmotivLABS-Plattform veröffentlichen. Bevor der Test eines Forschers beginnen kann, müssen die Teilnehmer ein Einverständnisformular lesen und akzeptieren, das sie also entwickeln müssen. Wenn sie die Untersuchung für eine Universität durchführen, ist dies ohnehin erforderlich, da Sie es vorweisen müssen, um Ihre Ergebnisse zu veröffentlichen.“
Emotiv prüft Experimente, um sicherzustellen, dass die Anfragen an die breite Öffentlichkeit vernünftig und ethisch vertretbar sind. Insgesamt lassen die Community-Moderatoren von Emotiv den Forschern viel Freiheit bei den Forschungsarten. Sie überprüfen die Experimente jedoch zu Zwecken der Qualitätssicherung. Darüber hinaus ermöglichen diese Qualitätsprüfungen den Emotiv-Entwicklern, Schwachstellen in der aktuellen Codebasis zu identifizieren und neue Funktionen in Echtzeit auf der Grundlage des interaktiven Kundenfeedbacks zu integrieren.
Holen Sie sich maßgeschneiderte Planungshilfe von Emotiv
Emotiv wurde 2011 gegründet und ist ein in San Francisco ansässiges Bioinformatik-Unternehmen, das sich zum Ziel gesetzt hat, unser Verständnis des menschlichen Gehirns mithilfe maßgeschneiderter Elektroenzephalographie-Hardware (EEG), Analyse- und Visualisierungstechnologien voranzutreiben. Emotiv kann auch mit Kunden zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass ihre Experimente den regionalen und staatlichen Forschungsrichtlinien entsprechen.
Nikolas: „Wir haben ein Research-as-a-Service-Team. Wenn eine Agentur Hilfe bei der Konzeptualisierung und dem Entwurf von Experimenten, dem Aufbau dieses Experiments und der anschließenden Bereitstellung wünscht – im Grunde eine End-to-End-Dienstleistung –, dann steht dieser Service zur Verfügung. <…> Wir reagieren sehr schnell auf die Bedürfnisse unserer Forscher, die Experimente aufbauen, sodass wir sie unterstützen, ihnen helfen und ihre Fragen beantworten.“
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Nikolas Williams
Senior Research Scientist bei Emotiv
Nik überprüft und unterstützt die wissenschaftliche Integrität bei Emotiv. Er entwirft Experimente und analysiert Daten für Emotiv-Forschungsprojekte, die EmotivLabs-Plattform sowie für die Datenverarbeitung und -analyse. Er unterstützt die Entwicklung von Produktfunktionen und arbeitet daran, flexible und innovative wissenschaftliche Methoden zu ermöglichen.
Bill King
Director of Research Engineering bei Emotiv
Bills Hauptaugenmerk liegt auf der Entwicklung des Analyzers – dem Tool zur EEG-Datenanalyse von Emotiv. Mit dem Analyzer können Nutzer von EmotivPRO eine Reihe von EEG-Verarbeitungspipelines in der Cloud ausführen. Zu den verfügbaren Analysearten gehören EEG-Vorverarbeitung, Bandpower-Analyse und -Berichte sowie die automatische Analyse ereigniskorrelierter Potentiale (ERP). Der Analyzer stellt sicher, dass die von der Emotiv-EEG-Hardware erfassten Rohsensordaten forschungstauglich, interoperabel und für Forscher auf der Cloud-Plattform zugänglich sind.
Roshini Randeniya
Forschungsbeauftragte bei Emotiv
Roshini entwirft und führt Experimente durch, um die Signalerkennung der tragbaren EEG-Headsets von Emotiv zu verbessern. Sie ist außerdem an Forschungsprojekten zur Evaluierung von Datenerfassungs- und Analysefunktionen beteiligt.
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