2 چالش اصلی در تحقیق EEG
مهول نیات
۱۱ بهمن ۱۴۰۱
به اشتراک گذاری:
چالشهای موجود در تحقیقات و تحلیلهای معاصر EEG چیست؟
در سال ۱۹۲۵، روانپزشک آلمانی هانس برگر اولین الکتروانسفالوگرام (EEG) انسان را ضبط کرد. از آن زمان، تکنولوژی در رابطهای مغز-کامپیوتر و محاسبات بهبود یافته است.
این پست دو چالش اصلی در تحقیقات EEG را بررسی میکند، که عبارتند از:
پیچیدگی لجستیکی تحقیقات سنتی EEG دانشگاهی، و
نوآوری در سختافزار EEG.
پیچیدگی لجستیکی تحقیقات سنتی EEG دانشگاهی
جمعیتهای موضوعی انحصاری، کمبودجه و محدود به ناحیه
ابتدا بیایید تحقیقات الکتروانسفالوگرام (EEG) را درک کنیم. تحقیقات EEG و روششناسی تحقیقات علوم شناختی شامل ضبط فعالیت الکتریکی مغز انسان با استفاده از الکترودهای غیرتهاجمی جایگذاری شده روی سطح سر شخص میشود. با استفاده از طراحیهای آزمایشی که شامل مواجهه با محرکهای مختلف میشود، تغییرات در سیگنالهای مغزی قابل تحلیل بوده و دادهها قابل استخراج هستند.
جدول 1 نمای کلی از انواع تحقیقات و فعالیتهایی که با فناوری EEG انجام میشود ارائه میدهد. آزادانه میتوانید این راهنمای مقدماتی در مورد الکتروانسفالوگرافی EEG را نیز بخوانید.
جدول 1: انواع مطالعات الکتروانسفالوگرام (EEG) (اقتباس از (ویلیامز و همکاران، ۲۰۲۰)
رابطهای مغز-کامپیوتر (BCI) | این مطالعات به بررسی و فعالسازی تعاملات انسان-کامپیوتر مانند کنترل یک بازو یا ویلچر یا فعالسازی ارتباط در بیماران ناتوان میپردازند. |
کلینیکال | این مطالعات از EEG برای کاربردهای تشخیصی و درمانی استفاده میکنند، شامل تشخیص تشنجهای صرعی یا استفاده از بازخورد عصبی در درمان شناختی. |
تحقیقات آزمایشی | این مطالعات دادههای الکتروگرام برای پاسخ به سوالی در علوم اعصاب محاسباتی جمعآوری میکنند. |
در حالی که EEG به عنوان یک ابزار تحقیقاتی مؤثر به طور وسیعی به کار گرفته شده است، لجستیکها میتوانند چالشی باشند. بیشتر نهادهای تأمین بودجه برای تحقیقات بالینی، انتقالی یا کاربردی بودجه تأمین میکنند. با این حال، بودجه کمتری برای تحقیقات پایه آزمایشی اختصاص مییابد. بودجه کمتر میتواند باعث تشدید مشکل لجستیکی در جذب شرکتکنندگان و اجرای تحقیقات آزمایشی قابل اطمینان شود، که در نتیجه نمونههای کوچکی را به ارمغان میآورد. این نمونههای کوچک به طور راحتی از یک منطقه جغرافیایی محدود انتخاب میشوند.
این پدیده به عنوان مشکل WEIRD شناخته میشود. این عبارت اشاره به افراد غربی، تحصیلکرده، صنعتی، ثروتمند و دموکراتیک دارد که بخشی از نمونههای تحقیقاتی معمول هستند. این جمعیتهای نمونه به خصوص جامع نیستند زیرا بیشتر این افراد از دانشگاههای کالجی میآیند. این جمعیت WEIRD نشاندهنده تنوع دنیای واقعی یا مشخصههای شناختی و عاطفی منحصر به فردی نیست که ما را انسان میسازد.
مجموعاً، این وضعیت اهمیت عملی و عمومیسازی آزمایشها را محدود میکند. به همین دلیل، نتایج این مطالعات سخت میشود که به Insight جدیدی دربارهٔ تمام شناخت انسان تعمیم یابد (یعنی، بار ذهنی، حل مسئله، و غیره).
نوآوریها در سختافزار EEG
تجهیزات پرتابل و کمهزینه با درجه تحقیقاتی در دسترس جهانی
دستگاههای EEG
در چند سال گذشته، پژوهشگران موانع سنتی تحقیقات علوم اعصاب را با دستگاههای EEG پرتابل شکستهاند. رابطهای مغز-کامپیوتر (BCI)، رابطهای مغز-ماشین (BMI)، یا رابطهای انسان-کامپیوتر (HCI) همین کار را انجام میدهند. آنها از سیگنالهای EEG برای توصیف و شناسایی حالات شناختی یا عاطفی استفاده میکنند. BCI به سرعت در حال توسعه به عنوان وسیلهای برای تغییر نحوه تعامل انسانها با محیط خود است. این توسعه با پیشرفتها در کوچکسازی سختافزار و بهبود الگوریتمهای پردازش داده هدایت میشود. این سیستمها به انسانها قدرت میبخشند تا از طریق بازخورد عصبی خود را بهبود بخشند و مردم را ترغیب میکنند تا بدون مداخله فیزیکی با محیط خود تعامل کنند.
آینده دستگاههای EEG
به مدت حداقل یک دهه، روند کلی در سختافزار EEG به سمت کوچکتر، بیسیم کردن، پرتابل و کاهش هزینه این ابزارها بوده است.
شکل 1: هدست EPOC EMOTIV
شکل 2: هدست EPOC Flex EMOTIV
با این حال، انتقال آنچه قبلاً نیاز به آزمایشگاه گرانقیمت و اختصاصی داشت به یک سیستم پرتابل و کمهزینه بدون نگرانی نبوده است. برخی دانشمندان نگران اعتبار، کیفیت یا عملی بودن هدستهای EEG هستند. برای بررسی این نگرانی، پژوهشگران بسیاری از مطالعات اعتبارسنجی را بررسی کردهاند که ابزارهای علمی این سیستمها را به نمایش گذاشتهاند.
کمهزینه بودن و پرتابل بودن هدستهای EEG همچنین یک گستره وسیع از سوالات تحقیقاتی را باز کرده است که اکنون میتوانند در موقعیتهای واقعا اجرا شوند. یعنی، امواج مغزی یک فرد میتوانند در موقعیتهای دنیای واقعی اندازهگیری شوند، در حالی که سختافزار قدیمی کمترین قابلیت حمل را دارد. در روانشناسی حرکت یا ورزش، این تغییر شگفتانگیزی است.
تصور کنید یک گروه تحقیقاتی زمانهای واکنش در یک مجموعه تعیینشدهٔ مخصوص از دانشجویان کالج که ورزش میکنند را بررسی میکنند. آنها میپرسند آیا دروازهبانهای فوتبال زمان واکنش سریعتری به توپ نسبت به دیگر همتیمیهای خود دارند. در پارادایم تحقیقاتی قدیمی، این موضوعات باید به آزمایشگاه میآمدند، متصل میشدند، یک وظیفه بر روی یک صفحه فیزیکی انجام میدادند، و با دکمههای سختافزاری یا کلیدهای صفحهکلید گزارش میدادند. با تجهیزات EEG جدیدتر، همین سوال اکنون میتواند اعمال و اندازهگیری شود در حالی که عملاً در زمین فوتبال هستند.
در مجموع، این نوآوریها در سختافزار EEG کاربردهای عملی خارج از آزمایشگاه را گشودهاند. به عنوان چنین، ظرفیت و گستره تحقیقات علوم اعصاب را افزایش میدهند.
با نوآوری آشنا شوید – با EMOTIV آشنا شوید
در چند سال اخیر، توسعههای هیجانانگیز در تحلیلهای یادگیری عمیق و دیگر تحلیلهای یادگیری ماشینی رخ داده است. به همین دلیل، مجموعه دادههای بزرگ، معتبر و با کیفیت (n=1000+) لازم است تا ارزش این برنامهها را مورد استفاده قرار دهد. با توجه به نیازمندیهای پردازش سیگنال، دستهبندی، اعتبارسنجی و ارزیابی عملکرد در تحقیقات EEG، این حوزه بهره بسیار زیادی میبرد اگر این روشهای هوش مصنوعی به کار گرفته شوند. دادههای بزرگ برای غلبه بر طبیعت تکراری تحقیقات آزمایشی جاری در علوم اعصاب ضروری است، به خصوص در انتهای پیچیدهتر بیماریهای نوروژنگراسیون و رابطهای مغز-کامپیوتر. تا کنون، آن دادهها در دسترس نبودند.
دو روش برای افزایش پتانسیل جمعیت نمونه و به دنبال آن دادههای جمعآوری شده وجود دارد:
توسعه کردن سختافزار EEG پرتابل، کمهزینه و با درجه تحقیقاتی که به صورت جهانی قابل استفاده باشد.
بهبود روشهای جمعآوری، اعتبارسنجی و تحلیل خودکار دادهها.
چالشها را حل کنید، با تغییرات رشد کنید. EMOTIV را انتخاب کنید
بررسی نوآوریهای EEG EMOTIV در طول دهه گذشته
استفاده از دستگاههای EEG در تحقیقات علوم اعصاب و تنظیمات بالینی همچنان در حال افزایش است (به شکل ۳ نگاه کنید). در طول دهه گذشته، EMOTIV تجهیزات EEG پرتابل، بیسیم و بالاتر از سطح پژوهش را با کنترلهای کیفیت آماده کرده است که قابل دسترسی برای هر شخص، در هر کجای دنیا، برای رسیدگی به این چالشها است.
شکل ۳ – تعداد مقالات حاوی "EEG" (۱۹۴۰ – ۲۰۲۱) از طریق چارچوب اطلاعات علوم اعصاب
تحولات سختافزاری
علاوه بر این، سختافزار EEG از الکترودهای خیس به الکترودهای خشک تکامل یافته است. الکترودهای خیس نصب زمانبر، استفاده ناراحتکننده، و محدودیت در حرکت ایجاد میکنند. هدستهایی با الکترودهای خشک یا ترکیبی به سرعت کار میکنند، پرتابل هستند، و بهطور چشمگیری ارزانتر برای ساخت و بهرهبرداری هستند. این پیشرفتهای تکنولوژیکی ما را به کشفیات در تحقیقات عصبی نزدیکتر میکند، اما هنوز کاملاً به آنجا نرسیدهایم.
اطمینان از مجموعههای نمونه متنوع
EMOTIV میتواند به شما کمک کند تنوع مطالعات خود را افزایش دهید. خط هدستهای EEG EPOC EMOTIV بیش از یک دهه است که وجود دارند و بهطور مستقل توسط موسسات تحقیقاتی در سراسر جهان اعتبارسنجی شدهاند. آنها در کاربردهای مختلفی از جمله کنترل اعضای روباتیک و ویلچرها، احراز هویت زیستسنجی کاربران در سیستمهای امنیتی، و شناسایی حالات ذهنی شناختی و عاطفی به کار گرفته شدهاند.
پتانسیل EMOTIV برای استفاده جهانی و مانع مالی کم آن، تحقیقات را برای کسانی که منابع محدودی دارند تسهیل میکند. به عنوان مثال، پارامشوران و تیاگاراجان از تجهیزات EEG EMOTIV در محیطهای روستایی و شهری هند استفاده کردندتا تفاوتهای در امضاهای EEG مربوط به وضعیت اقتصادی-اجتماعی، مواجهه با فناوری و تجربه سفر را نشان دهند.
چالشهای موجود در تحقیقات و تحلیلهای معاصر EEG چیست؟
در سال ۱۹۲۵، روانپزشک آلمانی هانس برگر اولین الکتروانسفالوگرام (EEG) انسان را ضبط کرد. از آن زمان، تکنولوژی در رابطهای مغز-کامپیوتر و محاسبات بهبود یافته است.
این پست دو چالش اصلی در تحقیقات EEG را بررسی میکند، که عبارتند از:
پیچیدگی لجستیکی تحقیقات سنتی EEG دانشگاهی، و
نوآوری در سختافزار EEG.
پیچیدگی لجستیکی تحقیقات سنتی EEG دانشگاهی
جمعیتهای موضوعی انحصاری، کمبودجه و محدود به ناحیه
ابتدا بیایید تحقیقات الکتروانسفالوگرام (EEG) را درک کنیم. تحقیقات EEG و روششناسی تحقیقات علوم شناختی شامل ضبط فعالیت الکتریکی مغز انسان با استفاده از الکترودهای غیرتهاجمی جایگذاری شده روی سطح سر شخص میشود. با استفاده از طراحیهای آزمایشی که شامل مواجهه با محرکهای مختلف میشود، تغییرات در سیگنالهای مغزی قابل تحلیل بوده و دادهها قابل استخراج هستند.
جدول 1 نمای کلی از انواع تحقیقات و فعالیتهایی که با فناوری EEG انجام میشود ارائه میدهد. آزادانه میتوانید این راهنمای مقدماتی در مورد الکتروانسفالوگرافی EEG را نیز بخوانید.
جدول 1: انواع مطالعات الکتروانسفالوگرام (EEG) (اقتباس از (ویلیامز و همکاران، ۲۰۲۰)
رابطهای مغز-کامپیوتر (BCI) | این مطالعات به بررسی و فعالسازی تعاملات انسان-کامپیوتر مانند کنترل یک بازو یا ویلچر یا فعالسازی ارتباط در بیماران ناتوان میپردازند. |
کلینیکال | این مطالعات از EEG برای کاربردهای تشخیصی و درمانی استفاده میکنند، شامل تشخیص تشنجهای صرعی یا استفاده از بازخورد عصبی در درمان شناختی. |
تحقیقات آزمایشی | این مطالعات دادههای الکتروگرام برای پاسخ به سوالی در علوم اعصاب محاسباتی جمعآوری میکنند. |
در حالی که EEG به عنوان یک ابزار تحقیقاتی مؤثر به طور وسیعی به کار گرفته شده است، لجستیکها میتوانند چالشی باشند. بیشتر نهادهای تأمین بودجه برای تحقیقات بالینی، انتقالی یا کاربردی بودجه تأمین میکنند. با این حال، بودجه کمتری برای تحقیقات پایه آزمایشی اختصاص مییابد. بودجه کمتر میتواند باعث تشدید مشکل لجستیکی در جذب شرکتکنندگان و اجرای تحقیقات آزمایشی قابل اطمینان شود، که در نتیجه نمونههای کوچکی را به ارمغان میآورد. این نمونههای کوچک به طور راحتی از یک منطقه جغرافیایی محدود انتخاب میشوند.
این پدیده به عنوان مشکل WEIRD شناخته میشود. این عبارت اشاره به افراد غربی، تحصیلکرده، صنعتی، ثروتمند و دموکراتیک دارد که بخشی از نمونههای تحقیقاتی معمول هستند. این جمعیتهای نمونه به خصوص جامع نیستند زیرا بیشتر این افراد از دانشگاههای کالجی میآیند. این جمعیت WEIRD نشاندهنده تنوع دنیای واقعی یا مشخصههای شناختی و عاطفی منحصر به فردی نیست که ما را انسان میسازد.
مجموعاً، این وضعیت اهمیت عملی و عمومیسازی آزمایشها را محدود میکند. به همین دلیل، نتایج این مطالعات سخت میشود که به Insight جدیدی دربارهٔ تمام شناخت انسان تعمیم یابد (یعنی، بار ذهنی، حل مسئله، و غیره).
نوآوریها در سختافزار EEG
تجهیزات پرتابل و کمهزینه با درجه تحقیقاتی در دسترس جهانی
دستگاههای EEG
در چند سال گذشته، پژوهشگران موانع سنتی تحقیقات علوم اعصاب را با دستگاههای EEG پرتابل شکستهاند. رابطهای مغز-کامپیوتر (BCI)، رابطهای مغز-ماشین (BMI)، یا رابطهای انسان-کامپیوتر (HCI) همین کار را انجام میدهند. آنها از سیگنالهای EEG برای توصیف و شناسایی حالات شناختی یا عاطفی استفاده میکنند. BCI به سرعت در حال توسعه به عنوان وسیلهای برای تغییر نحوه تعامل انسانها با محیط خود است. این توسعه با پیشرفتها در کوچکسازی سختافزار و بهبود الگوریتمهای پردازش داده هدایت میشود. این سیستمها به انسانها قدرت میبخشند تا از طریق بازخورد عصبی خود را بهبود بخشند و مردم را ترغیب میکنند تا بدون مداخله فیزیکی با محیط خود تعامل کنند.
آینده دستگاههای EEG
به مدت حداقل یک دهه، روند کلی در سختافزار EEG به سمت کوچکتر، بیسیم کردن، پرتابل و کاهش هزینه این ابزارها بوده است.
شکل 1: هدست EPOC EMOTIV
شکل 2: هدست EPOC Flex EMOTIV
با این حال، انتقال آنچه قبلاً نیاز به آزمایشگاه گرانقیمت و اختصاصی داشت به یک سیستم پرتابل و کمهزینه بدون نگرانی نبوده است. برخی دانشمندان نگران اعتبار، کیفیت یا عملی بودن هدستهای EEG هستند. برای بررسی این نگرانی، پژوهشگران بسیاری از مطالعات اعتبارسنجی را بررسی کردهاند که ابزارهای علمی این سیستمها را به نمایش گذاشتهاند.
کمهزینه بودن و پرتابل بودن هدستهای EEG همچنین یک گستره وسیع از سوالات تحقیقاتی را باز کرده است که اکنون میتوانند در موقعیتهای واقعا اجرا شوند. یعنی، امواج مغزی یک فرد میتوانند در موقعیتهای دنیای واقعی اندازهگیری شوند، در حالی که سختافزار قدیمی کمترین قابلیت حمل را دارد. در روانشناسی حرکت یا ورزش، این تغییر شگفتانگیزی است.
تصور کنید یک گروه تحقیقاتی زمانهای واکنش در یک مجموعه تعیینشدهٔ مخصوص از دانشجویان کالج که ورزش میکنند را بررسی میکنند. آنها میپرسند آیا دروازهبانهای فوتبال زمان واکنش سریعتری به توپ نسبت به دیگر همتیمیهای خود دارند. در پارادایم تحقیقاتی قدیمی، این موضوعات باید به آزمایشگاه میآمدند، متصل میشدند، یک وظیفه بر روی یک صفحه فیزیکی انجام میدادند، و با دکمههای سختافزاری یا کلیدهای صفحهکلید گزارش میدادند. با تجهیزات EEG جدیدتر، همین سوال اکنون میتواند اعمال و اندازهگیری شود در حالی که عملاً در زمین فوتبال هستند.
در مجموع، این نوآوریها در سختافزار EEG کاربردهای عملی خارج از آزمایشگاه را گشودهاند. به عنوان چنین، ظرفیت و گستره تحقیقات علوم اعصاب را افزایش میدهند.
با نوآوری آشنا شوید – با EMOTIV آشنا شوید
در چند سال اخیر، توسعههای هیجانانگیز در تحلیلهای یادگیری عمیق و دیگر تحلیلهای یادگیری ماشینی رخ داده است. به همین دلیل، مجموعه دادههای بزرگ، معتبر و با کیفیت (n=1000+) لازم است تا ارزش این برنامهها را مورد استفاده قرار دهد. با توجه به نیازمندیهای پردازش سیگنال، دستهبندی، اعتبارسنجی و ارزیابی عملکرد در تحقیقات EEG، این حوزه بهره بسیار زیادی میبرد اگر این روشهای هوش مصنوعی به کار گرفته شوند. دادههای بزرگ برای غلبه بر طبیعت تکراری تحقیقات آزمایشی جاری در علوم اعصاب ضروری است، به خصوص در انتهای پیچیدهتر بیماریهای نوروژنگراسیون و رابطهای مغز-کامپیوتر. تا کنون، آن دادهها در دسترس نبودند.
دو روش برای افزایش پتانسیل جمعیت نمونه و به دنبال آن دادههای جمعآوری شده وجود دارد:
توسعه کردن سختافزار EEG پرتابل، کمهزینه و با درجه تحقیقاتی که به صورت جهانی قابل استفاده باشد.
بهبود روشهای جمعآوری، اعتبارسنجی و تحلیل خودکار دادهها.
چالشها را حل کنید، با تغییرات رشد کنید. EMOTIV را انتخاب کنید
بررسی نوآوریهای EEG EMOTIV در طول دهه گذشته
استفاده از دستگاههای EEG در تحقیقات علوم اعصاب و تنظیمات بالینی همچنان در حال افزایش است (به شکل ۳ نگاه کنید). در طول دهه گذشته، EMOTIV تجهیزات EEG پرتابل، بیسیم و بالاتر از سطح پژوهش را با کنترلهای کیفیت آماده کرده است که قابل دسترسی برای هر شخص، در هر کجای دنیا، برای رسیدگی به این چالشها است.
شکل ۳ – تعداد مقالات حاوی "EEG" (۱۹۴۰ – ۲۰۲۱) از طریق چارچوب اطلاعات علوم اعصاب
تحولات سختافزاری
علاوه بر این، سختافزار EEG از الکترودهای خیس به الکترودهای خشک تکامل یافته است. الکترودهای خیس نصب زمانبر، استفاده ناراحتکننده، و محدودیت در حرکت ایجاد میکنند. هدستهایی با الکترودهای خشک یا ترکیبی به سرعت کار میکنند، پرتابل هستند، و بهطور چشمگیری ارزانتر برای ساخت و بهرهبرداری هستند. این پیشرفتهای تکنولوژیکی ما را به کشفیات در تحقیقات عصبی نزدیکتر میکند، اما هنوز کاملاً به آنجا نرسیدهایم.
اطمینان از مجموعههای نمونه متنوع
EMOTIV میتواند به شما کمک کند تنوع مطالعات خود را افزایش دهید. خط هدستهای EEG EPOC EMOTIV بیش از یک دهه است که وجود دارند و بهطور مستقل توسط موسسات تحقیقاتی در سراسر جهان اعتبارسنجی شدهاند. آنها در کاربردهای مختلفی از جمله کنترل اعضای روباتیک و ویلچرها، احراز هویت زیستسنجی کاربران در سیستمهای امنیتی، و شناسایی حالات ذهنی شناختی و عاطفی به کار گرفته شدهاند.
پتانسیل EMOTIV برای استفاده جهانی و مانع مالی کم آن، تحقیقات را برای کسانی که منابع محدودی دارند تسهیل میکند. به عنوان مثال، پارامشوران و تیاگاراجان از تجهیزات EEG EMOTIV در محیطهای روستایی و شهری هند استفاده کردندتا تفاوتهای در امضاهای EEG مربوط به وضعیت اقتصادی-اجتماعی، مواجهه با فناوری و تجربه سفر را نشان دهند.
چالشهای موجود در تحقیقات و تحلیلهای معاصر EEG چیست؟
در سال ۱۹۲۵، روانپزشک آلمانی هانس برگر اولین الکتروانسفالوگرام (EEG) انسان را ضبط کرد. از آن زمان، تکنولوژی در رابطهای مغز-کامپیوتر و محاسبات بهبود یافته است.
این پست دو چالش اصلی در تحقیقات EEG را بررسی میکند، که عبارتند از:
پیچیدگی لجستیکی تحقیقات سنتی EEG دانشگاهی، و
نوآوری در سختافزار EEG.
پیچیدگی لجستیکی تحقیقات سنتی EEG دانشگاهی
جمعیتهای موضوعی انحصاری، کمبودجه و محدود به ناحیه
ابتدا بیایید تحقیقات الکتروانسفالوگرام (EEG) را درک کنیم. تحقیقات EEG و روششناسی تحقیقات علوم شناختی شامل ضبط فعالیت الکتریکی مغز انسان با استفاده از الکترودهای غیرتهاجمی جایگذاری شده روی سطح سر شخص میشود. با استفاده از طراحیهای آزمایشی که شامل مواجهه با محرکهای مختلف میشود، تغییرات در سیگنالهای مغزی قابل تحلیل بوده و دادهها قابل استخراج هستند.
جدول 1 نمای کلی از انواع تحقیقات و فعالیتهایی که با فناوری EEG انجام میشود ارائه میدهد. آزادانه میتوانید این راهنمای مقدماتی در مورد الکتروانسفالوگرافی EEG را نیز بخوانید.
جدول 1: انواع مطالعات الکتروانسفالوگرام (EEG) (اقتباس از (ویلیامز و همکاران، ۲۰۲۰)
رابطهای مغز-کامپیوتر (BCI) | این مطالعات به بررسی و فعالسازی تعاملات انسان-کامپیوتر مانند کنترل یک بازو یا ویلچر یا فعالسازی ارتباط در بیماران ناتوان میپردازند. |
کلینیکال | این مطالعات از EEG برای کاربردهای تشخیصی و درمانی استفاده میکنند، شامل تشخیص تشنجهای صرعی یا استفاده از بازخورد عصبی در درمان شناختی. |
تحقیقات آزمایشی | این مطالعات دادههای الکتروگرام برای پاسخ به سوالی در علوم اعصاب محاسباتی جمعآوری میکنند. |
در حالی که EEG به عنوان یک ابزار تحقیقاتی مؤثر به طور وسیعی به کار گرفته شده است، لجستیکها میتوانند چالشی باشند. بیشتر نهادهای تأمین بودجه برای تحقیقات بالینی، انتقالی یا کاربردی بودجه تأمین میکنند. با این حال، بودجه کمتری برای تحقیقات پایه آزمایشی اختصاص مییابد. بودجه کمتر میتواند باعث تشدید مشکل لجستیکی در جذب شرکتکنندگان و اجرای تحقیقات آزمایشی قابل اطمینان شود، که در نتیجه نمونههای کوچکی را به ارمغان میآورد. این نمونههای کوچک به طور راحتی از یک منطقه جغرافیایی محدود انتخاب میشوند.
این پدیده به عنوان مشکل WEIRD شناخته میشود. این عبارت اشاره به افراد غربی، تحصیلکرده، صنعتی، ثروتمند و دموکراتیک دارد که بخشی از نمونههای تحقیقاتی معمول هستند. این جمعیتهای نمونه به خصوص جامع نیستند زیرا بیشتر این افراد از دانشگاههای کالجی میآیند. این جمعیت WEIRD نشاندهنده تنوع دنیای واقعی یا مشخصههای شناختی و عاطفی منحصر به فردی نیست که ما را انسان میسازد.
مجموعاً، این وضعیت اهمیت عملی و عمومیسازی آزمایشها را محدود میکند. به همین دلیل، نتایج این مطالعات سخت میشود که به Insight جدیدی دربارهٔ تمام شناخت انسان تعمیم یابد (یعنی، بار ذهنی، حل مسئله، و غیره).
نوآوریها در سختافزار EEG
تجهیزات پرتابل و کمهزینه با درجه تحقیقاتی در دسترس جهانی
دستگاههای EEG
در چند سال گذشته، پژوهشگران موانع سنتی تحقیقات علوم اعصاب را با دستگاههای EEG پرتابل شکستهاند. رابطهای مغز-کامپیوتر (BCI)، رابطهای مغز-ماشین (BMI)، یا رابطهای انسان-کامپیوتر (HCI) همین کار را انجام میدهند. آنها از سیگنالهای EEG برای توصیف و شناسایی حالات شناختی یا عاطفی استفاده میکنند. BCI به سرعت در حال توسعه به عنوان وسیلهای برای تغییر نحوه تعامل انسانها با محیط خود است. این توسعه با پیشرفتها در کوچکسازی سختافزار و بهبود الگوریتمهای پردازش داده هدایت میشود. این سیستمها به انسانها قدرت میبخشند تا از طریق بازخورد عصبی خود را بهبود بخشند و مردم را ترغیب میکنند تا بدون مداخله فیزیکی با محیط خود تعامل کنند.
آینده دستگاههای EEG
به مدت حداقل یک دهه، روند کلی در سختافزار EEG به سمت کوچکتر، بیسیم کردن، پرتابل و کاهش هزینه این ابزارها بوده است.
شکل 1: هدست EPOC EMOTIV
شکل 2: هدست EPOC Flex EMOTIV
با این حال، انتقال آنچه قبلاً نیاز به آزمایشگاه گرانقیمت و اختصاصی داشت به یک سیستم پرتابل و کمهزینه بدون نگرانی نبوده است. برخی دانشمندان نگران اعتبار، کیفیت یا عملی بودن هدستهای EEG هستند. برای بررسی این نگرانی، پژوهشگران بسیاری از مطالعات اعتبارسنجی را بررسی کردهاند که ابزارهای علمی این سیستمها را به نمایش گذاشتهاند.
کمهزینه بودن و پرتابل بودن هدستهای EEG همچنین یک گستره وسیع از سوالات تحقیقاتی را باز کرده است که اکنون میتوانند در موقعیتهای واقعا اجرا شوند. یعنی، امواج مغزی یک فرد میتوانند در موقعیتهای دنیای واقعی اندازهگیری شوند، در حالی که سختافزار قدیمی کمترین قابلیت حمل را دارد. در روانشناسی حرکت یا ورزش، این تغییر شگفتانگیزی است.
تصور کنید یک گروه تحقیقاتی زمانهای واکنش در یک مجموعه تعیینشدهٔ مخصوص از دانشجویان کالج که ورزش میکنند را بررسی میکنند. آنها میپرسند آیا دروازهبانهای فوتبال زمان واکنش سریعتری به توپ نسبت به دیگر همتیمیهای خود دارند. در پارادایم تحقیقاتی قدیمی، این موضوعات باید به آزمایشگاه میآمدند، متصل میشدند، یک وظیفه بر روی یک صفحه فیزیکی انجام میدادند، و با دکمههای سختافزاری یا کلیدهای صفحهکلید گزارش میدادند. با تجهیزات EEG جدیدتر، همین سوال اکنون میتواند اعمال و اندازهگیری شود در حالی که عملاً در زمین فوتبال هستند.
در مجموع، این نوآوریها در سختافزار EEG کاربردهای عملی خارج از آزمایشگاه را گشودهاند. به عنوان چنین، ظرفیت و گستره تحقیقات علوم اعصاب را افزایش میدهند.
با نوآوری آشنا شوید – با EMOTIV آشنا شوید
در چند سال اخیر، توسعههای هیجانانگیز در تحلیلهای یادگیری عمیق و دیگر تحلیلهای یادگیری ماشینی رخ داده است. به همین دلیل، مجموعه دادههای بزرگ، معتبر و با کیفیت (n=1000+) لازم است تا ارزش این برنامهها را مورد استفاده قرار دهد. با توجه به نیازمندیهای پردازش سیگنال، دستهبندی، اعتبارسنجی و ارزیابی عملکرد در تحقیقات EEG، این حوزه بهره بسیار زیادی میبرد اگر این روشهای هوش مصنوعی به کار گرفته شوند. دادههای بزرگ برای غلبه بر طبیعت تکراری تحقیقات آزمایشی جاری در علوم اعصاب ضروری است، به خصوص در انتهای پیچیدهتر بیماریهای نوروژنگراسیون و رابطهای مغز-کامپیوتر. تا کنون، آن دادهها در دسترس نبودند.
دو روش برای افزایش پتانسیل جمعیت نمونه و به دنبال آن دادههای جمعآوری شده وجود دارد:
توسعه کردن سختافزار EEG پرتابل، کمهزینه و با درجه تحقیقاتی که به صورت جهانی قابل استفاده باشد.
بهبود روشهای جمعآوری، اعتبارسنجی و تحلیل خودکار دادهها.
چالشها را حل کنید، با تغییرات رشد کنید. EMOTIV را انتخاب کنید
بررسی نوآوریهای EEG EMOTIV در طول دهه گذشته
استفاده از دستگاههای EEG در تحقیقات علوم اعصاب و تنظیمات بالینی همچنان در حال افزایش است (به شکل ۳ نگاه کنید). در طول دهه گذشته، EMOTIV تجهیزات EEG پرتابل، بیسیم و بالاتر از سطح پژوهش را با کنترلهای کیفیت آماده کرده است که قابل دسترسی برای هر شخص، در هر کجای دنیا، برای رسیدگی به این چالشها است.
شکل ۳ – تعداد مقالات حاوی "EEG" (۱۹۴۰ – ۲۰۲۱) از طریق چارچوب اطلاعات علوم اعصاب
تحولات سختافزاری
علاوه بر این، سختافزار EEG از الکترودهای خیس به الکترودهای خشک تکامل یافته است. الکترودهای خیس نصب زمانبر، استفاده ناراحتکننده، و محدودیت در حرکت ایجاد میکنند. هدستهایی با الکترودهای خشک یا ترکیبی به سرعت کار میکنند، پرتابل هستند، و بهطور چشمگیری ارزانتر برای ساخت و بهرهبرداری هستند. این پیشرفتهای تکنولوژیکی ما را به کشفیات در تحقیقات عصبی نزدیکتر میکند، اما هنوز کاملاً به آنجا نرسیدهایم.
اطمینان از مجموعههای نمونه متنوع
EMOTIV میتواند به شما کمک کند تنوع مطالعات خود را افزایش دهید. خط هدستهای EEG EPOC EMOTIV بیش از یک دهه است که وجود دارند و بهطور مستقل توسط موسسات تحقیقاتی در سراسر جهان اعتبارسنجی شدهاند. آنها در کاربردهای مختلفی از جمله کنترل اعضای روباتیک و ویلچرها، احراز هویت زیستسنجی کاربران در سیستمهای امنیتی، و شناسایی حالات ذهنی شناختی و عاطفی به کار گرفته شدهاند.
پتانسیل EMOTIV برای استفاده جهانی و مانع مالی کم آن، تحقیقات را برای کسانی که منابع محدودی دارند تسهیل میکند. به عنوان مثال، پارامشوران و تیاگاراجان از تجهیزات EEG EMOTIV در محیطهای روستایی و شهری هند استفاده کردندتا تفاوتهای در امضاهای EEG مربوط به وضعیت اقتصادی-اجتماعی، مواجهه با فناوری و تجربه سفر را نشان دهند.
