Remotelyes Bereitstellen von neuronalen Experimenten für Hunderte von Teilnehmern

Der folgende Beitrag spiegelt ein Interview mit EMOTIV-Forschungs- und Datenwissenschaftlern wider:

• Dr. Bill King, Direktor für Forschungstechnik

• Dr. Nikolas Williams, Senior Research Scientist

• Dr. Roshini Randeniya, Forschungsbeauftragte

Der Schwerpunkt wird darauf liegen, die EmotivLABS-Plattform zu nutzen, um EEG-Experimente aus der Ferne an großen und vielfältigen Stichproben weltweit durchzuführen.

Der Beitrag enthält Auszüge aus unseren Gesprächen sowie breitere kontextuelle Themen. Das Gespräch umfasste:

EmotivLABS: Von internen Werkzeugen zu einer Crowd-Sourcing-Forschungsplattform in der Cloud

Kann ein Forscher neuronale Experimente aus der Ferne an Hunderte von Teilnehmern durchführen?

Psychologische und kognitive Wissenschaftsexperimente, die Verhaltensdatenpunkte (Reaktionszeit, Umfrageantworten) sammeln, waren die frühesten Anwender des Internet für die Erhebung von Forschungsdaten. Diese experimentellen Designs müssen jedoch nicht auf Verhaltensdatenpunkte beschränkt sein. Vor EmotivLABS war die Erhebung neuronaler Daten aus der Ferne nicht existent.

Bill: "Bis jetzt konnten Forscher keine tatsächlichen Gehirndaten (neuronale Daten) von entfernten Subjekten erfassen."

Die frühesten Iterationen von EmotivLABS waren maßgeschneiderte Toolkit-Lösungen, die Forscher aus der Notwendigkeit für den internen Gebrauch entwickelt haben. Diese Wurzeln haben EMOTIV und das Team einzigartig als Denk- und Marktführer in der Erhebung von neuronalen Daten aus der Ferne etabliert.

Seit über einem Jahrzehnt hat EMOTIV:

• Die Grenzen der technologiegestützten, tragbaren und kostengünstigen EEG-Hardware verschoben.

• Innovationen zur Erhöhung der Zugänglichkeit in der Software vorangetrieben.

• Nachhaltige Lösungen für drei Hauptprobleme in der Neurowissenschaften etabliert. Dies bezieht sich auf:

• Niedrige statistische Power

• Reproduzierbarkeit

• Replizierbarkeit

Nikolas: Die EmotivLABS-Plattform "… ist völlig einzigartig. Du kannst ein Experiment über eine Softwareoberfläche erstellen und dann kannst du es auf der Plattform für Online-Experimente veröffentlichen. Von dort aus kann es veröffentlicht werden und für unsere gesamte Benutzerbasis oder ein Subset der Benutzerbasis verfügbar gemacht werden, abhängig von den Fragen, die du beantworten möchtest."

Neuroscience-Forscher sind oft eingeschränkt durch:

• Kosten für die Rekrutierung und Tests von Probanden

• Mangel an Universitätsanlagen und -ausrüstungen

• Verminderte Optionen für die Entschädigung von Teilnehmern

• Optimierte Planung von Teilnehmern

Nikolas: “Dafür, wenn du Hunderte von Personen benötigst, sprichst du über Monate und Monate der Datensammlung, um das zu bewältigen. Durch die Verteilung über eine cloudbasierte Plattform könntest du theoretisch dazu kommen, dass hundert Teilnehmer alle gleichzeitig dasselbe Experiment durchführen und innerhalb deines Budgets arbeiten."

Wie in unserem früheren Beitrag „Fern-Datenerhebung verbessert die neurowissenschaftliche Forschung“ besprochen, können Neurowissenschaftler Schwierigkeiten haben, kleine Zahlen von Probanden zu rekrutieren, geschweige denn Hunderte. Probanden werden lokal rekrutiert und müssen dann ihre EEG-Daten in einem Labor beisteuern, was Verfügbarkeit erfordert und Zugänglichkeit über Anwendbarkeit begünstigt.

Dieser Druck hat zu einer unausgewogenen Vertretung von Demografien in der Forschung durch die Verwendung amerikanischer Hochschulstudenten als Forschungssubjekte geführt. Diese Verwendung von Universitätsstudenten hat zu einer Übersättigung von westlichen, gebildeten, industrialisierten, wohlhabenden und demokratischen (WEIRD) Populationen in der neurowissenschaftlichen Forschung geführt. Diese Überabhängigkeit hat zur Fehlverteilung von Behandlungen, Therapien und sogar Gesetzen in einigen marginalisierten Gemeinschaften geführt.

Faktoren hinter der Nachfrage nach der Fernbereitstellung von neurowissenschaftlichen Experimenten

Die zunehmende Nachfrage nach Vielfalt, Vertretung und genauer Generalisierbarkeit der Forschungsergebnisse sind drei Faktoren, die die Nachfrage nach der Fernbereitstellung von Neurowissenschaften vorangetrieben haben.

Die Konvergenz mehrerer einschränkender Faktoren in den Sozialwissenschaften und der Forschung mit menschlichen Probanden - die Replikationskrise, das Reproduktionsproblem und die begrenzte demografische Vielfalt - hatte bereits die fernere Forschung als notwendige Option auf den Tisch gebracht. Dann traf die COVID-19-Pandemie ein, und die persönliche Datensammlung stoppte.

Nikolas: "Ein frühes Zeichen des Wandels hin zu online-experimenteller Datensammlung war das schnelle Interesse und Experimentieren mit MTurk in psychologischen und kognitiven Experimenten. MTurk ermöglichte die schnelle Erhebung großer Datensätze in kurzen Zeitrahmen zu erschwinglichen Kosten."

Im Vergleich zu MTurk ist EmotivLABS die nächste Generation. Als professionelle, forschungsgradige Plattform für die fernbediente Datensammlung konzipiert, hat das EMOTIV-Team sorgfältig die spezifischen, täglichen Aufgaben berücksichtigt, die Forscher durchführen müssen, die nicht direkt mit der Wissenschaft zu tun haben. Dazu gehören Planung, Schulung und Bezahlung von Forschungsteilnehmern für ihre Beiträge.

Bill: "EMOTIV stellt sicher, dass Forscher weniger Zeit mit administrativen Papierkram, Berichterstattung und logistischem Planen verbringen und mehr Zeit für ihre Wissenschaft haben."

EmotivLABS ist ausdrücklich für die fernbediente Erhebung und Analyse neuronaler Daten entwickelt worden, sodass Wissenschaftler sich kreativer auf ihre Arbeit konzentrieren können. Der Full-Stack-Ansatz von EMOTIV, der ihre drahtlosen EEG-Headsets mit eigens entwickelter Software zur grafischen Benutzeroberfläche kombiniert, hilft, die Integrität des Signals zur Datenpipeline zu validieren und zu bestätigen.

Bill: "Nehmen wir die Aufgabe der Signalmarkierung. Im Wesentlichen annotierst du die Signalzeitreihe mit Markern, die notieren, was wann passiert ist. Dies geschieht automatisch innerhalb des One-Stop-Shops von EmotivLABS. Wenn du in eine Drittanbieter-Umgebung für die Datenanalyse gehst, musst du deren Konventionen zur Signalmarkierung verstehen. Also verbringst du jetzt den ganzen Tag damit, die Rohdaten vorzubereiten, nur um sie in das Software eines anderen importieren und von jemand anderem richtig verstehen zu lassen, anstatt über die tatsächlichen Ergebnisse nachzudenken, wie sie sind."

Ähnlich wie Apples Verbindung von iPhone und iOS hat EMOTIV integrierte Qualitätskontrolle und Signalverarbeitungsfunktionen im Hintergrund, außer Sicht und aus dem Sinn für Forscher und Teilnehmer. Diese kritischen Elemente hinter den Kulissen bereiten EmotivLABS-Nutzern einfach navigierbare und absichtlich gestaltete Benutzeroberflächen. Infolgedessen können EMOTIVs Verhaltensforscher oder Neurowissenschaftler ihre Zeit mit der Reflexion über die Interpretation experimenteller Ergebnisse verbringen, anstatt mit der Bearbeitung oder Aufbereitung der Rohdaten zu kämpfen oder sie in etwas Erkennbares zu verwandeln.

Beginnen Sie mit EmotivLABS

Beginnen Sie auf jeder Forschungsebene

EMOTIVs Ansatz zur EEG-Forschung spiegelt eher "realistische" Bedingungen wider, da die getesteten Personen sich an Standorten und in Umgebungen befinden, die spiegeln, wie sie ihr Leben leben.

Roshini: "Es gibt keine Voraussetzungen oder Schulungen, um mit EMOTIV-Geräten und -Software zu beginnen. Der Builder ist sehr benutzerfreundlich. Mehrere Neuromarketer nutzen das Headset und die LABS-Plattform im Zusammenhang mit Werbung und Produktdifferenzierung. Viele haben keine Erfahrung mit EEG, können aber mit EMOTIV-Geräten beginnen und Tipps und Tricks auf dem Weg lernen. Es ist sehr benutzerfreundlich."

Sei so kreativ, wie du oder dein Team sein möchten

Nikolas: "Wir haben nicht viele Einschränkungen, was Menschen als Experiment erstellen würden. Sie könnten alles bauen, was sie wollen, als Experiment, es dann jedoch auf der EmotivLABS-Plattform veröffentlichen. Für den Beginn eines Tests eines Forschers muss es ein informierter Einwilligungsformular für die Teilnehmer zum Lesen geben, daher müssen sie das entwickeln. Wenn sie es für eine Universität durchführen, ist es sowieso erforderlich, da man alles veröffentlichen muss, was aus seinen Ergebnissen stammt."

EMOTIV überprüft Experimente, um sicherzustellen, dass Anfragen an die Allgemeinheit sinnvoll und ethisch sind. Insgesamt erlauben die Community-Moderatoren von EMOTIV Freiheit in den Arten von Forschungsarbeiten. Sie überprüfen jedoch die Experimente aus Qualitäts- und Sicherheitsgründen. Darüber hinaus ermöglichen diese Qualitätsprüfungen EMOTIV-Entwicklern, Schwächen im aktuellen Code zu identifizieren und neue Funktionen in Echtzeit basierend auf interaktivem Kundenfeedback zu integrieren.

Erhalten Sie maßgeschneiderte Planungshilfe von EMOTIV

Gegründet im Jahr 2011, ist EMOTIV ein in San Francisco ansässiges Bioinformatikunternehmen, das darauf abzielt, unser Verständnis des menschlichen Gehirns durch maßgeschneiderte Elektroenzephalografie (EEG)-Hardware, Analyse und Visualisierung voranzubringen. EMOTIV kann auch mit Kunden zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass ihre Experimente den regionalen und staatlichen Forschungsrichtlinien entsprechen.

Nikolas: "Wir haben ein Forschung-als-Service-Team. Wenn eine Agentur Hilfe bei der Konzeption ihrer Fragen und dem Entwerfen von Experimenten, dem Erstellen dieses Experiments und dann der Bereitstellung benötigt, grundsätzlich eine End-to-End-Art von Dienstleistung, ist dieser Service verfügbar. <…> Wir reagieren sehr schnell auf die Bedürfnisse unserer Forscher, die Experimente durchführen, sodass wir sie unterstützen und ihre Fragen beantworten."

Bereit, loszulegen? Erfahren Sie mehr über EmotivLABS.

Nikolas Willams

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 die Datenverarbeitung und -analyse. Er unterstützt die Produktentwicklung und arbeitet daran, flexible und innovative wissenschaftliche Methoden zu ermöglichen.

Bill King

Direktor für Forschungstechnik bei EMOTIV

Bills Hauptaugenmerk liegt auf der Entwicklung des Analysetools – EMOTIVs EEG-Datenanalysetool. Analyzer ermöglicht es EmotivPRO-Nutzern, eine Reihe von EEG-Verarbeitungs-Pipelines in der Cloud durchzuführen. Die verfügbaren Analysearten umfassen EEG-Vorverarbeitung, Band-Power-Analyse und Berichterstattung sowie automatische ereignisbezogene Potenzialanalyse (ERP). Analyzer stellt sicher, dass Rohsensordaten, die von EMOTIV EEG-Hardware erfasst werden, forschungsgradig, interoperabel und für Forscher auf der Cloud-Plattform zugänglich sind.

Roshini Randeniya

Forschungsbeauftragte bei EMOTIV

Roshini entwirft und führt Experimente durch, um die Erkennung von EMOTIVs tragbaren EEG-Headsets zu verbessern. Sie ist auch an Forschungsprojekten beteiligt, die die Funktionalität zur Datenerhebung und -analyse bewerten.