神経科学の再現性の危機を解決するための3つのアプローチ：

1. 実験の再実行を前提としたパイロット研究を実施する。

2. より大規模なサンプルセットを確保する。

3. オンラインのボランティアコミュニティを活用してサンプルを多様化する。

現代の科学研究、特に認知神経科学において、再現性の危機はよく知られています。つまり、サンプル対象者の獲得やfMRIのようなハイテク機器の使用に伴うコストやロジスティクスにより、認知神経科学の研究室が実験試行の分析結果を再現することはめったにありません。

この投稿において、再現性とは、実験デザインがパイロット/探索的な実験試行から、複数回実行されるより大規模で管理された実験試行へと移行する、研究室内部のプロセスとして定義されます。適切にデザインされた実験では、収集されたデータと各試行からの結果は、以下を満たす必要があります。

• より大きなデータセットへの統合。

• より大きなサンプルサイズがあること。

• 高い検定力があること。

これらの要素により、神経科学の実験は発表される研究レポートに値するものとなり、他の研究室が結果の再現を試みることができるようになります。しかし、残念なことに、いくつかの理由により、これが起こることはほとんどありません。

この再現性の危機は、再現されない研究に時間、労力、資源、専門知識を浪費するため、科学の未来を脅かします。再現がなければ、「画期的な」研究は伝説へと消え去り、約束された方法で世界に影響を与えることはほとんどありません。血液学・腫瘍学研究担当バイスプレジデントによる分析レポートでは、再現性の欠如により、米国だけで毎年最大280億ドルものコストがかかっていると推定されています。これらの資金は最終的に、信頼できる再現性の基準を満たさない前臨床研究で無駄になっています。

このパターンを修正するには、まずそれを理解する必要があります。私たちは、神経科学の現在の慣行と文化を認識することから始めることができます。この投稿では、実験デザインと試行スケジュールについて説明し、研究室内（実験試行）と研究室外（オープンサイエンスのデータ共有）の両方で、研究室が実験の再現性を向上させるためのいくつかの方法を提供します。最後には、サンプルデータや被験者を獲得するためのコストとロジスティクスを削減できるリソースについて理解できるようになります。

もう一度実行しましょう！

研究の再現性に対する信頼を達成することは可能です。

通常、ほとんどの実験デザインは、実験の性質に応じて、より小さなサンプルサイズでのパイロット研究または探索的研究から始まります。認知神経科学では、その初期サンプルサイズは通常n < 20です。その目的は、確認している実験効果が真の潜在的な効果であることを確認し、より大規模な実験が必要とする追加リソースの使用を正当化することです。これらの研究は、プロトコルをテストして洗練させるためにも重要です。

一般に、認知神経科学の研究者は、パイロット段階で合理的に達成できる最小のコストのサンプルサイズと検定力のバランスを取ろうとしています。これらの研究のゴールは、効果の存在に対する暫定的な統計的証拠を提供することです。これらの研究は、研究レポートや出版を目的としたものではなく、むしろ一連の調査を検証し、助成金申請を実証し、将来の研究のベースボードとして機能することを目的としています。

認知神経科学の実験においてパイロット研究や探索的研究が完了した後の次のステップは、「もう一度実行する」ことです。さまざまなパラメータに焦点を当てて調査を再実行することは、認知神経科学の実験データにおける再現性の危機を克服するための方法です。通常、検定力の低さは、より大きなサンプルサイズによって克服できます。適切なサンプルサイズを決定するために、Journal of Neuroscienceは2020年にこれらの推奨事項を提示しました。認知神経科学における多くの概念や原理と同様に、それは実験のコンテキストと意図する目的によって異なります。

繰り返しになりますが、これらの初期研究は発表用の研究レポートになることを意図していません。しかし、時としてそれが起こってしまうことがあり、それが再現性の危機につながります。

大規模なサンプルセットとオープンサイエンス

確認している効果が、実用的な意義を持つ真の効果であるという確信を得ましょう。

パイロット研究から出版を目的とした本実験へと進むことは、通常、神経科学研究室の研究プロセスにおける次のステップです。

パイロット研究のおかげで、研究者はその方法論に確信を持っており、真の効果が得られているように見えます。

この段階で、彼らは以下を行います：

• より大きなサンプルセットで実験をデザインする。

• より多くのデータを収集する必要がある。

• 実験試行をもう一度実行する。

統計的検定が有意で矛盾がない場合、神経科学者は真の効果を確認しているという確信を得るために、さらに多くの証拠を集める必要があります。

オープンサイエンス

研究出版物において、「オープンサイエンス」と呼ばれる、データと分析スクリプトを研究のナラティブ（論文）と並行して公開する運動が高まっています。認知神経科学において、オープンな神経科学研究のための最高のソースの1つが、Neuroscience Information Framework (NIF; neuinfo.org)です。

オープンサイエンスの理論は研究サイクルのすべての段階を網羅しており、そこでは実験データの収集、処理、保存、査読の透明性が高められます。オープンサイエンスにおける透明性の哲学には実験デザインも含まれており、その詳細を科学コミュニティと共有することで、中核となる神経科学実験の再現性と再現精度を向上させます。このような手法は、科学者が質の高い研究をプロデュースし続け、認知神経科学における再現性の危機に対処することを奨励します。

EmotivLABsのようなグループは、認知神経科学の研究コミュニティを育成し、他の研究者と実験デザインを共有できるようにしています。

再現性の危機が科学コミュニティに影響を与え続ける中、高品質で再現性のある研究に対するニーズはかつてないほど高まっています。他の科学者が実験を再現できるように、いくつかのデザインオプションが存在します。これらのオプションは、神経科学の研究者に以下の機会を提供します：

• 適切なサンプルサイズを決定する。

• データ分析に革新的で検証され、信頼性の高いツールを使用する。

• 同僚や科学的指導者に相談する。

• オープンサイエンスの指針を素早く適用する。

多様なリモートボランティアコミュニティ

小規模なサンプルサイズは、数人の参加者から生成された結果を他の人々に一般化できないため、研究の妥当性と再現性に悪影響を及ぼします。これらの結果は、社会のニューロダイバーシティ（脳・神経の多様性）を網羅していません。そのため、リモートデータ収集ツールは、包括的な神経科学の未来を担っています。

EmotivLABs：認知神経科学コミュニティの育成

Emotivについて

2011年に設立されたEmotivは、サンフランシスコを拠点とするバイオインフォマティクス企業であり、カスタム脳波（EEG）ハードウェア、分析、可視化ツールを用いて、ヒトの脳への理解を進めることをミッションとしています。

オープンサイエンスの中心にあるのはコラボレーションです。Emotivのプラットフォームとスタッフは、科学的な誠実さと実験の厳密さを促進することを目指しています。拡張性に優れたリサーチプラットフォームであるEmotivLABsは、世界中の認知神経科学者と、世界各地のリサーチ参加者や研究者を結びつけます。神経科学研究において、追加データの積み重ねが直線的な進歩をもたらすこと（additive linearity）を認識し、当社は広範で多次元的な、豊富なデータセットを提供して、幅広いサンプルから有意義な結論を導き出せるよう研究者を支援します。

ご自身の研究のサンプルサイズを拡大

EmotivLABsは、検証され、資格を持ったリサーチ参加者と研究者をつなげ、募集に伴うロジスティクス負担を軽減しつつ、十分な検定力を保証することで、再現性の危機に対処します。

成果が安全に保存され、変換可能で、修復可能であることを確認

再現性に対するもう1つの脅威は、結果を検証するために元のデータセットを必要とする「分析的再現」です。安全な保管場所を見つけて資金提供することは容易ではありません。データリポジトリとして機能するEmotivLABsは、参加者が記録データをアップロードした後、データを安全に保管します。そのデータは自動的にアップロードされ、移動や保管のすべての段階で厳密に暗号化されます。

プロセスの合理化

研究者が認知神経科学実験をデザインし、より広い科学コミュニティに貢献する研究成果を出発できるように、革新的で再現性の高い実験を構築するための強力で合理化されたツールキット「EmotivPRO」を開発しました。

弊社の明確な指示と透明性の高い手法はガイドとして機能し、他の研究者が元の発見を検証することができます。直感的で使いやすいExperiment Builderは、プラットフォーム内で既製のテンプレートを提供することにより、お客様の研究を再現したい他の研究者を可能にします。あるいは、認知神経科学の研究者は独自の実験を作成し、細部をゼロからカスタマイズすることもできます。

Emotivテクノロジー

Emotivは、あらゆるステップにわたる神経科学研究をサポートする一連のツールを設計しました。

EmotivPROソフトウェアにより、ユーザーはトライアル結果の処理、分析、可視化が可能です。また、研究者はプロフェッショナルレベルで実験をデザインでき、実験デザインに準拠している場合は、Emotivヘッドセットを持つすべての参加者が参加できます。

また、Emotiv用のソフトウェア開発キット（SDK）も利用可能であるため、ヘッドセットとスマートフォンだけで、外出先でもカスタムアプリやインタラクション、実験デザインを実行できます。

神経科学のツールや手法を取り入れる専門分野や商用市場が増えるにつれ、Emotivの低コストで使いやすい小型脳波計（EEG）システムは、以下のような分野で使用されています：

• 神経科学研究

• ヘルス＆ウェルネス マーケティングイニシアチブ

• 自動車産業

• ニューロマーケティング

• 消費者調査

• 教育

• エンターテインメント領域

さらに、品質、コスト、そしてEmotivヘッドセットを世界中に配送できる能力により、研究者は要件を満たす個人を募集し、登録することができます。処理ソフトウェアが評価する品質管理指標により、研究者はデータ収集プロセスも信頼することができます。

EmotivLABsプラットフォームがあなたの研究に提供できる内容について、詳細をお知りになりたいですか？

EmotivLABsを使用すると、実験の構築、安全かつ確実な実験の展開、実証された参加者のグローバルパネルからの募集、高品質なEEGデータの収集をすべて1つのプラットフォームから行うことができます。詳細を確認するか、デモをリクエストするには、ここをクリックしてください。