למה להשתמש ב-EEG למחקר?

דמיין שיצרת סרטון קצר ואתה רוצה למצוא אילו חלקים בסרטון האנשים מצאו מעניינים. בדרך כלל, היית פשוט שואל אותם. אולי היית משתמש בסקר. אבל התשובה הנפוצה ביותר עשויה להיות "אני לא בטוח בדיוק" או "אני לא זוכר". ביצוע מחקר על תפיסת אנוש באמצעות מדדים סובייקטיביים בלבד יכול להיות מעורפל שבו מדידת תגובות נוירופיזיולוגיות יכולה להציע להתגבר עליהם. מכשירי EEG ממוקמים באופן ייחודי ככלי נגיש וזול שיכול לשפר מחקר הקשור לתפיסת אנוש. כתוצאה מכך, הם הופכים במהירות לכלי מרכזי בפסיכולוגיה, נוירו-מרקטינג ו-BCI.

מה זה EEG?

אלקטרואנצפלוגרם (EEG) הוא מדידת פעילות חשמלית המשוחררת על ידי תאי מוח, הנקראים נוירונים. זו שיטה בטוחה ולא פולשנית באמצעות אלקטרודות המונחות על הקרקפת. מכשירי EEG המשמשים למטרה זו יכולים להשתנות ממכשירים מסחריים בעל ערוץ אחד ועד מערכות רפואיות בדרגה גבוהה של 256 ערוצים. אתה יכול לקרוא פרטים נוספים על מה זה EEG ועל מכשירי EEG שונים כאן.

מהם היתרונות של EEG?

רזולוציה זמנית גבוהה

בזכות הרזולוציה הזמנית הגבוהה, EEG מסוגל לאנדקס תהליכים טרם מודעות.

החוזק הגדול ביותר של EEG על פני שיטות הדמיה עצבית אחרות הוא הרזולוציה הזמנית שלו, כלומר היכולת למדוד תגובות מהירות של מוח בטווח של אלפיות השנייה. שיטות הדמיה מוחיות אחרות כמו fMRI (הדמיה מגנטית פונקציונלית), דורשות שנייה או יותר לאחר הצגת הגירוי המעניין. בנוסף, משימות התנהגותיות המתוכננות להימנע מאי-ודאות בתגובות סובייקטיביות בדרך כלל מסתמכות על זמני התגובה ולחיצות כפתורים, שיכולות לקחת עד שנייה, מה שמאוד איטי ביחס לכך שהמוח יכול לייצר תהליכים נוירופיזיולוגיים מורכבים רבים בקנה מידה של אלפיות השנייה. לכן, בזכות הרזולוציה הזמנית הגבוהה שלו, EEG מסוגל לאנדקס תהליכים טרם מודעות שלא יזוהו רק עם דיווח עצמי ומשימות מבוססות תגובה.

מחיר וניידות

מדעי הספורט: פקסטון לינץ' עובר את מבחן הלחץ עם Emotiv Insight EEG Headset.

מכשירי EEG הפכו לעלות נמוכה ואלחוטיים, מה שמאפשר לחוקרים לבצע מחקר בשדה, במקום להביא משתתפים למעבדה. בעוד שמכשירי EEG ו-MEG (מגנטואנצפלוגרפיה) שניהם יש להם רזולוציה זמנית גבוהה, EEG הוא כלי המחקר הנגיש יותר בזכות עלות נמוכה וניידות, מה שמאפשר ללמוד התנהגות אנושית בהגדרות מוסדרות או טבעיות. שיטות הדמיה מוחיות חלופיות (כגון MEG, MRI ו-PET) דורשות עלויות תחזוקה גבוהות ויש להביא את המשתתפים לבית החולים או מעבדה לבצע את המחקרים הללו. בניגוד לחדות, כמעט כל הגדרה יכולה להפוך ל"מעבדת" EEG.

מחקרים בבית או מרחוק

EEG לא חייב להיות מבוסס מעבדה עם מכשיר בודד. עם התקדמות במכשירי EEG מסחריים וזולים, משתמשים ביתיים יכולים להקליט EEG על עצמם. פלטפורמת EmotivLABS מאפשרת לחוקרים לבצע את הניסויים שלהם אונליין עם מכשירים ממותג EMOTIV, שאושרו כנגד מכשירי מחקר בדרגה גבוהה²ʹ³. קרא על ניסוי הפיילוט שלנו באינטרנט כאן או על אחד משיתופי הפעולה שלנו שבו משתמשי EMOTIV השתתפו במחקר ביתי להערכת תוכנת מצגות כאן.

מה אפשר למדוד עם EEG?

החוקרים לרוב משתמשים או במשרעות מתח בנקודות זמן מעניינות לאחר תחילת הגירוי (לדוגמה פוטנציאלים הקשורים לאירועים או ERPs) או בכמות האוסילציות (גלי מוח) ב-EEG לשנייה (לדוגמה, ניתוח תדר-זמן).

שתי התחומים הללו מאפשרים לנו לענות על שאלות מחקר שונות הקשורות להתנהגות. בנוסף, עם התקדמות אלגוריתמים מתוחכמים של למידת מכונה אנו יכולים להתחיל לפענח מצבים נפשיים בתגובה לגירויים מעניינים. לדוגמה, עם פיתוח אלגוריתמים שאושרו לתשומת לב אנחנו יכולים עכשיו בקלות לענות על שאלות כמו "איזה חלק בסרטון שלי תפס יותר תשומת לב".

הסתייגויות שכדאי לשקול

חשוב לזכור, אנחנו לא יכולים בדיוק לקרוא מחשבות עם EEG. לכן, הגירויים שמושווים עדיף שיהיו מותאמים בכל היבט מלבד המשתנה עצמו. כך, משימת ניסוי מתוכננת היטב היא הבסיס למחקר EEG טוב. שנית, מכשירי EEG יכולים לאסוף הפרעות מציוד חשמלי ויכולים להיות רגישים לתנועה אשר יכולה להכניס ארטיפקטים לא רצויים להקלטה. לכן, EEG גולמי משקף תגובות מוחיות מלאות שיש לנקות ולעבד לפני שניתן יהיה להסיק מסקנות כלשהן הקשורות לתפיסת הגירויים.

בנוסף, פעילות מוחית באלקטרודה אחת מתעדת פעילות מכל המוח והמיקום שלה לא מציין במדויק את מקור הפעילות באופן ישיר (לדוגמה, פעילות מוגברת באלקטרודה פרונטלית לא אומרת שהאונה הפרונטלית ייצרה את התגובה הזו). שיטות כמו שחזור מקור⁴ של תגובת EEG יכולות לשמש למטרה זו לקביעת המקור ברמת הקרקפת. בכדי לקבוע מקורות עמוקים יותר בביטחון רב יותר, ניתן לקחת בחשבון שיטות הדמיה מוחיות כמו MEG או fMRI יחד עם EEG.

EEG במחקר הנוכחי

EEG כרגע משמש במגוון דרכים לסייע לחוקרים לא רק בפסיכולוגיה ובתחומים רפואיים אלא בממשקי מוח-מחשב, נוירו-פידבק ובגישה להבנת התנהגות צרכנים בתחומים כמו נוירו-מרקטינג.

רפואה או נוירולוגיה קלינית

EEG משמש בעיקר בתחומים רפואיים לשפר אבחנה וטיפול. לדוגמה, השימוש הנפוץ ביותר ב-EEG הוא באבחון אפילפסיה וזיהוי התקפים⁵ ובמחקרי שינה לזיהוי חריגות שינה⁶. בפסיכיאטריה ונוירולוגיה קלינית, EEG כרגע משמש לזיהוי סמנים אובייקטיביים של הפרעות אשר אחרת מסתמכים על הערכות קליניות סובייקטיביות. טכניקות כמו EEG כמותי (qEEG) שבהן הכמות של האוסילציות מחושבת וממופה על פני הקרקפת משמשות לאפיון השינויים במוח הנגרמים על ידי הפרעות פסיכיאטריות שונות⁷. הלמידת מכונה המיושמת לסיווג מוח בריא מול מוח עם הפרעה גם מפלסת את הדרך לשיטות אובייקטיביות יותר של אבחנה⁸ˈ⁹.

נוירו-מרקטינג

בהחלט, הבנת התנהגות צרכנים היא בליבת נוירו-מרקטינג. השימוש הנפוץ ביותר ב-EEG בתחום זה הוא לקבוע היבטים פחות בולטים ומעניינים של פרסומות¹⁰, מוצרים או שירותים עם המטרה לשפר אותם.

EMOTIV x נוירו-מרקטינג - עתיד התנהגות צרכנים במעבדת היוקרה של L’Oreal.

אוסילציות EEG משמשות גם לזיהוי אם יש זכרון תת-הכרתי של מותג/מוצר¹¹. שימושים אחרים כוללים נוירו-פרייסינג, שבו משימות התנהגותיות עם EEG משמשות למציאת אסטרטגיות תמחור אופטימליות למוצרים¹².

EMOTIV x נוירו-מרקטינג - כיצד מוח מגיב להמלצות תמחור שונות.

מחקר נוירולוגיה כללי

סוג מחקר זה כולל הבנת איך מוח פועל (לדוגמה, איך מוחנו מעבד גירויים חזותיים או שמיעתיים) ואיך חלקי מוח שונים מתקשרים זה עם זה. זה גם כולל הבנת הקשר בין המוח להפרעות (לדוגמה, הפרעת ספקטרום האוטיזם או סכיזופרניה). זה מקיף תחומים מרובים שכוללים תחומים חברתיים, רגשיים, חישוביים וקוגניטיביים.

ממשקי מוח-מחשב (BCI)

מחקר BCI שואף לתרגם פקודות מנטאליות לפעולה חיצונית, על ידי שילוב EEG עם מכשירים ממוחשבים. שימוש בפקודות מנטאליות להקלדת מסמך word, להזיז כיסא גלגלים ואפילו להזיז גפיים פרוסטטיות הם כמה מההתפתחויות הנוכחיות ב-BCI שנועדו לשפר את איכות החיים של אנשים עם מוגבלויות¹³.

ממשקי מוח-מחשב (BCI) - היצירות המדהימות של ג'ון, ילד בן 8 עם שיתוק מוחין, בbrainpaintbyjohn באינסטגרם

מהפכה נוספת היא בתעשיית המוזיקה שבה מוזיקאים/זמרים משתמשים במחשבותיהם ליצור מוזיקה (ראה את הפוסט הקשור שלנו כאן)

ממשקי מוח-מחשב (BCI) - האוזניות EPOC של EMOTIV & הסינתיסייזר האיקוני TONTO הם השילוב המושלם.

בסך הכול, השימוש ב-EEG מציע את ההבטחה להיכנס מתחת לפני השטח של הבנה של התנהגות אנושית. עלות נמוכה ונגישות גבוהה שלו הופכים אותו לכלי שימושי בתחומים רבים שבהם תהליכים החל משיפור חוויות משתמש ועד להתקדמות תרפיות יכולים להיווצר על ידי כניסה עמוקה יותר מהדיווחים סובייקטיביים פשוטים ופענוח התנהגות אנושית באופן אובייקטיבי עם השימוש ב-EEG.

ממשקי מוח-מחשב (BCI) - EMOTIV x Rodrigo Hubner Mendes, נהיגה ברכב F1 באמצעות פקודות מנטאליות

מאמר מאת
רושיני רנדניה, קצין מחקר, EMOTIV Research Pty. Ltd

מקורות

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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