
リモートデータ収集が神経科学研究を向上させる7つの方法
クオック・ミン・ライ
更新日
2022/04/15

リモートデータ収集が神経科学研究を向上させる7つの方法
クオック・ミン・ライ
更新日
2022/04/15

リモートデータ収集が神経科学研究を向上させる7つの方法
クオック・ミン・ライ
更新日
2022/04/15
2025年までに、インターネット全体で毎日約463エクサバイトの新しいデータが作成されるようになると言われています。これは本当に想像もつかない数字です。このデータは、約3000億通のメールや約9500万枚の共有写真といった、ありふれたものから生み出されています。これらのアイテムは公開して共有され、閲覧されることを目的としています。しかし、この毎日のデータ洪水の大部分は、メタデータ、位置データ、インタラクションログ、アーカイブされた閲覧履歴など、あまり知られていない、より日常的なバックグラウンドのデータから来ています。一見すると興味をそそられないように見えますが、これらを長期にわたって大量に収集・分析すると、人間の状態、例えば以下のようなことを驚くほど正確に予測できることがわかっています:
健康か病気か。
一般的な活動内容。
睡眠中か運動中か。
潜在的な購入や選挙の投票といった将来の行動。
神経科学者として、私たちはこのデータを活用して人間の心についてより深く学ぶことができます。そもそも、人間の活動や行動の根底にある要因を明らかにすることは、神経科学研究の中核です。この記事では、リモートデータ収集が神経科学研究を向上させている7つの方法を紹介します。
神経科学者は、何十年もの間、リモートデータ収集技術を使用してきました。近年変化したのは、以下の点です:
「リモート(遠隔)」がどれほど真に遠く離れられるようになったか。
参加できる被験者の数。
単一の実験で測定および処理できるエンドポイントの種類。
研究だけが、リモートでのデータ収集と応用の唯一の用途ではありません。バーチャルリアリティ(VR)システムの最近の進歩により、実験室が仮想空間へと持ち込まれました。例えば、医療分野における神経科学研究のためのVRシステムの進歩により、世界中でのリモート手術の実施が容易になりました。このシナリオでは、VRヘッドセットは執刀チームに留まるため、執刀医が到着した際、数百マイル離れた患者から送られてくるほぼリアルタイムのビデオフィードの品質を確認することができます。
軽度な状況であればビデオのみの使用で十分ですが、この拡張現実(AR)により、実際のライブ手術や、教育・トレーニングを目的とした手術課題の両方で、ビデオとハプティクス(触覚)フィードバックが組み合わされます。これはゲームコントローラーの振動機能に似ていますが、はるかに高度なものであると言えます。
以下でハイライトするように、医療プロセス、研究者、またはニューロマーケターが、世界中からリモートで収集されたデータを収集、処理、分析するために現代のテクノロジーを使用することを選択する理由はいくつか(少なくとも7つ)あります。
1. 自宅の快適さと手軽さ
ストレスを抱えた被験者は、ストレスを抱えたデータをもたらす。
行動テストを行う前にストレス要因にさらされると、その後に収集されるデータが変化する可能性があることは広く認識されています。さらに、急性の影響だけでなく、環境的ストレス要因が長期的な影響を及ぼす可能性があることも繰り返し実証されています。科学者にとっての最善の希望は、これらの外部変数を完全に排除することはできないと受け入れつつ、それらを軽減することです。そのため、各被験者が同一に扱われれば、すべての要素に均等にさらされることになります。
自宅でテストを受ける人間
クリニックまで車で行くこと、費用への不安、診断、正しい診察室を見つけること、あるいは合法的に駐車できているかどうかなどは、すべて現実の非常に大きなストレス要因です。しかし、もし研究データの収集が、自宅の快適な環境などのように、こうした外部要因を避けて行えるとしたらどうでしょうか。その場合、ストレスを伴う移動による影響が、研究の焦点に影を落とすことはありません。
そうはいっても、研究被験者に対する外部要因の影響を完全に隔離したり排除したりすることは不可能です。ストレス要因を最小限に抑える最善のアプローチは、革新的でありながら検証済みの機器を使用して、すべての被験者を同じ状況に置くことです。
2. 不可抗力
不測の事態が発生したときは、行動を適応させなければならない。新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の到来。
過去3年間は、世界的なCOVID-19パンデミックにより、あらゆる分野で目を見開かされるような時期でした。研究者の制御を超えた、予期せぬ出来事や状況が発生することがあります。これらの不測の事態は、新しい制約への適応を余儀なくさせます。
利用可能な最高の技術を使用して最も効果的な広告キャンペーンを決定することは、資本主義者にとって当然の選択です。しかし、実は被験者のデータ品質は研究者との物理的な距離に依存しません。したがって、被験者からデータを収集するという研究者の核心的な業務は、現在利用可能なツールに適応していくべきです。
3. EverlyWell、Apple Watch、そして遠隔手術
EverlyWell(エブリーウェル)は、30種類以上の診断検査にわたるターゲットを数値化するために、簡単に理解できる指示書が同梱されたパッケージ済みのキットを発送する、郵送用の医療検査サービスです。Apple Watchも、心拍の異常通知や転倒検出機能で話題を呼びました。EverlyWellとAppleの両社において、コンシューマー市場における移動やコストを抑えつつ価値を付加する製品の能力に疑問の余地はほとんどありませんでした。
これらの製品やその他の製品の登場により、私たちは社会として、ローカルで収集され、リモートで処理され、適切に提示されたバイオメディカルデータをすでに受け入れ、信頼しているようです。病気の予防、心の健康、病気への対処、またはバランスの取れた身体の維持など、どのような目的であれ、フィードバックを受け取り、健康目標が達成されたときには報われたいと思うものです。インターネットが存在せず、コンピュータが一つの部屋を占拠していた暗黒の時代には、フィットネスの重要業績評価指標(KPI)を測定し追跡することは完全にアナログな取り組みでした。しかし、現在はそのような状況ではありません。その結果、「自己数値化(クォンティファイド・セルフ)」運動は急速に成熟しています。
最も一般的にモニタリングされるKPIには以下が含まれます:
心拍数
血圧
体重
身長
睡眠時間
運動パターン
これらはすべて、適切なセンサーと基本的なハードウェアがあれば簡単に数値化できます。神経科学をはじめとする多くのバイオメディカル分野において、サンプルサイズの問題があることは共通の認識です。この問題を解決しようとする際、最善のアプローチは、身近にいるという理由だけで選ばれた少数の被験者グループを訓練するのではなく、追加の被験者を増やすことです。完全にリモートで測定可能なKPIの適用範囲があれば、これは神経科学研究が繁栄し、存続するための実行可能な方法となります。
4. 参加者のインクルージョンと多様性の向上
WEIRDグループとは誰であり、なぜ私たちは特に彼らについてこれほど多くのことを知っているのでしょうか?
「行動科学者は、世界の一流ジャーナルに人間の心理や行動についての広範な主張を日常的に掲載していますが、そのサンプルは完全に 西洋の、教育水準が高く、工業化され、豊かで、民主的な(WEIRD:Western, Educated, Industrialized, Rich, Democratic) 社会から抽出されたものです。」
心理学は大学生の年代の白人で裕福な個人については多くのことを知っているが、一般的な人間についてはほとんど何も知らない、というのはよくある皮肉です。
なぜでしょうか?
心理学の実験は大学のキャンパスで行われ、被験者の選択基準は日中の近接性と都合の良さという点に留まっているからです。より広範な人口について結論を下すには、心理学の実験のサンプルグループに、多様なバックグラウンドを持つより多くの個人を含める必要があります。この問題の鍵は、リモートデータの収集機器、特に消費者が自分自身で使用できるように設計された機器にあります。
5. 短期的および長期的なコスト削減
最新のクラウドプラットフォームは、物理的な距離を無意味にしました。
リモートデータ収集ツールを使用すると、広告費が節約できます。
無作為抽出サンプルは、地域のコミュニティで研究被験者を募集するための広告を出す必要があるため、大学生などの便宜的サンプル(コンビニエンスサンプル)よりもコストがかかります。簡単に言えば、広告にはお金がかかります。
リモートデータ収集ツールを使用すると、専用のIT機器や神経分析機器のコストを節約できます。
多くの場合、個々の研究室は、特にデータ収集用の専門的なハードウェアである場合、独自のIT機器を購入し維持する必要があります。当然、時間が経つにつれてテクノロジーは進歩します。一方で、インフラの更新には高いコストがかかります。このため、最新のクラウドプラットフォームへのアクセスや、コストが削減されたデータ収集用ハードウェアを使用することで、神経科学研究におけるリソースの使用を抑えることができます。
6. 生理学や行動の「数値化」は、常に「リモート(遠隔)」であった
センサーハードウェアとデータ処理ソフトウェア間の距離は、重要ではありません。
人間の行動を理解し、予測し、治療することは、ほとんどの学術研究、特に神経科学の中核にあります。通常、「行動データ収集」という概念は、怪しげなほど汚れのない白衣を着た科学者たちが、離れた場所からクリップボードとストップウォッチを手に被験者を観察し、時折何事かを書き留めている姿を思い起こさせます。
これは単純なアプローチですが、被験者の活動や行動に影響を与える可能性のある、未知の分散(ばらつき)の潜在的な原因が数多く潜んでいます。科学実験において、目標はこのような説明のつかない分散をできるだけ排除することです。このプロセスは、影響が観察された際、その原因についてエビデンスに基づく結論を出すために不可欠です。
神経科学研究におけるエラーの原因を排除する方法
人間の生理機能や行動を数値化する際、エラーの原因を排除するための探求は継続的に行われています。最も基本的なレベルでは、これには通常、センサーからデータを収集するハードウェアの改良が含まれ、そのデータはアナログまたはデジタルのソフトウェアを使用して処理され、関心のある項目、傾向、または被験者間もしくは被験者内の差異を識別します。リモートデータ収集は当初想定されていたよりも強力で、実験に予測力を加える、多様かつ関連性の高いデータセットを提供することができます。
7. 機械学習がより優れたデータを提供する
データ + メタデータ + 機械学習(ML) = 行動活動の最も包括的なモデル。
あなたが誰であるか、どこにいるか、何が好きで何が嫌いかについての人工知能モデルは、多くの人が気づかない規模で使用されています。幸いなことに、現代の市場には商業用の神経科学データ収集機器が存在します。これらのデータや広告メタデータの利用により、より無機質で隔離された実験室環境で収集できるものよりも、行動に関するより包括的な理解が得られる可能性が高くなります。
その本質において、提供されたデータ(名前、場所、誕生日)をバックグラウンドのメタデータ(サイト滞在時間、直前のサイト、離脱サイト)と統合することにより、人間の行動を測定および予測にする上で極めて有用であると判明した、全く新しい分析技術が解き放たれました。
詳細をお知りになりたいですか?Emotiv のご紹介
上記の手法を紹介することで、リモートデータ収集は決して新しいものではなく、技術の進歩が市場を牽引するにつれて神経科学研究の向上を継続させていることを示してきました。「リモート」の範囲が、廊下の向かいから、ブロックの先、国の反対側、そして今や世界中にまで拡大したペースを考慮すると、従来の研究者が不安を感じるのも理解できます。しかし、コンシューマー向けハードウェアの技術的進歩の大きさと、クラウドベースのデータ分析・処理における記念碑的な成果を考えれば、「リモート」という言葉は、データがどのように収集されるかにおいて、急速に重要ではなくなりつつあります。
要約すると、被験者は研究スタッフによる直接的な監視を受けることなく、自宅でデータ収集を行うことができます。個人利用のために脳に関するこれらの情報を収集できるだけでなく、より大規模で現在進行中の研究プロジェクトのために、自身のEEG(脳波)をアップロードしたり、または専ら研究用にEEGを収集したりするオプションも用意されています。
2011年に設立されたEmotivは、サンフランシスコに拠点を置くバイオインフォマティクス企業であり、カスタムの脳波計(EEG)ハードウェア、分析、可視化を用いて、人間の脳に関する理解を深めることを使命としています。EmotivのEEG研究へのアプローチは、「現実世界」の状況をより密接に反映しています。なぜなら、テストを受ける個人が、実際に生活している様子をより忠実に反映する場所や環境に身を置いているからです。
Emotiv のヘッドセット
Emotiv Insight
Emotivは、専門家から、単に自分の脳について学びたいと考えている個人まで、幅広いユーザーコミュニティをサポートしています。Emotiv Insight 5チャンネルEEGヘッドセットは、脳コンピュータインターフェース(BCI)向けに設計されています。Insightは、洗練されたセットアップが容易なデザインと、革新的なセンサーテクノロジーを融合させています。
Emotiv Epoc X および EPOC Flex
Emotiv Epoc X および EPOC Flexは、14チャンネルおよび32チャンネルのEEGシステムを提供します。あらゆる環境における神経科学研究向けに設計されたEPOCヘッドセットは、改良されたセンサーテクノロジーを搭載したワイヤレス仕様です。どちらのヘッドセットも独立した研究グループによって検証されており、研究グレードの高品質なデータを提供することが証明されています。
EmotivのEEGシステムの技術的な機能に関する完全な比較はこちらからご確認いただけます。
Emotiv のテクノロジー
私たちは、神経科学研究のあらゆる段階をサポートする一連のツールを揃えています。
EmotivPRO ソフトウェアを使用すると、ユーザーは試行結果を処理、分析、および可視化することができます。また、研究者はプロフェッショナルなレベルで実験を設計でき、実験デザインに準拠していれば、Emotivのヘッドセットを持つすべての参加者がその実験に参加することができます。
Emotiv用のソフトウェア開発キット(SDK)も提供しているため、ヘッドセットとスマートフォンだけで、移動中にもカスタムアプリ、インタラクション、または実験デザインを実行することが可能です。
神経科学のツールや手法を取り入れる学術分野や商用市場が増加する中、Emotivの低コストで使いやすい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 マーケティングの取り組み
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の設定
さらに、Emotivヘッドセットの品質、コスト、および世界中に発送できる能力により、研究者は多様で適格な参加者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を信頼することもできます。
2025年までに、インターネット全体で毎日約463エクサバイトの新しいデータが作成されるようになると言われています。これは本当に想像もつかない数字です。このデータは、約3000億通のメールや約9500万枚の共有写真といった、ありふれたものから生み出されています。これらのアイテムは公開して共有され、閲覧されることを目的としています。しかし、この毎日のデータ洪水の大部分は、メタデータ、位置データ、インタラクションログ、アーカイブされた閲覧履歴など、あまり知られていない、より日常的なバックグラウンドのデータから来ています。一見すると興味をそそられないように見えますが、これらを長期にわたって大量に収集・分析すると、人間の状態、例えば以下のようなことを驚くほど正確に予測できることがわかっています:
健康か病気か。
一般的な活動内容。
睡眠中か運動中か。
潜在的な購入や選挙の投票といった将来の行動。
神経科学者として、私たちはこのデータを活用して人間の心についてより深く学ぶことができます。そもそも、人間の活動や行動の根底にある要因を明らかにすることは、神経科学研究の中核です。この記事では、リモートデータ収集が神経科学研究を向上させている7つの方法を紹介します。
神経科学者は、何十年もの間、リモートデータ収集技術を使用してきました。近年変化したのは、以下の点です:
「リモート(遠隔)」がどれほど真に遠く離れられるようになったか。
参加できる被験者の数。
単一の実験で測定および処理できるエンドポイントの種類。
研究だけが、リモートでのデータ収集と応用の唯一の用途ではありません。バーチャルリアリティ(VR)システムの最近の進歩により、実験室が仮想空間へと持ち込まれました。例えば、医療分野における神経科学研究のためのVRシステムの進歩により、世界中でのリモート手術の実施が容易になりました。このシナリオでは、VRヘッドセットは執刀チームに留まるため、執刀医が到着した際、数百マイル離れた患者から送られてくるほぼリアルタイムのビデオフィードの品質を確認することができます。
軽度な状況であればビデオのみの使用で十分ですが、この拡張現実(AR)により、実際のライブ手術や、教育・トレーニングを目的とした手術課題の両方で、ビデオとハプティクス(触覚)フィードバックが組み合わされます。これはゲームコントローラーの振動機能に似ていますが、はるかに高度なものであると言えます。
以下でハイライトするように、医療プロセス、研究者、またはニューロマーケターが、世界中からリモートで収集されたデータを収集、処理、分析するために現代のテクノロジーを使用することを選択する理由はいくつか(少なくとも7つ)あります。
1. 自宅の快適さと手軽さ
ストレスを抱えた被験者は、ストレスを抱えたデータをもたらす。
行動テストを行う前にストレス要因にさらされると、その後に収集されるデータが変化する可能性があることは広く認識されています。さらに、急性の影響だけでなく、環境的ストレス要因が長期的な影響を及ぼす可能性があることも繰り返し実証されています。科学者にとっての最善の希望は、これらの外部変数を完全に排除することはできないと受け入れつつ、それらを軽減することです。そのため、各被験者が同一に扱われれば、すべての要素に均等にさらされることになります。
自宅でテストを受ける人間
クリニックまで車で行くこと、費用への不安、診断、正しい診察室を見つけること、あるいは合法的に駐車できているかどうかなどは、すべて現実の非常に大きなストレス要因です。しかし、もし研究データの収集が、自宅の快適な環境などのように、こうした外部要因を避けて行えるとしたらどうでしょうか。その場合、ストレスを伴う移動による影響が、研究の焦点に影を落とすことはありません。
そうはいっても、研究被験者に対する外部要因の影響を完全に隔離したり排除したりすることは不可能です。ストレス要因を最小限に抑える最善のアプローチは、革新的でありながら検証済みの機器を使用して、すべての被験者を同じ状況に置くことです。
2. 不可抗力
不測の事態が発生したときは、行動を適応させなければならない。新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の到来。
過去3年間は、世界的なCOVID-19パンデミックにより、あらゆる分野で目を見開かされるような時期でした。研究者の制御を超えた、予期せぬ出来事や状況が発生することがあります。これらの不測の事態は、新しい制約への適応を余儀なくさせます。
利用可能な最高の技術を使用して最も効果的な広告キャンペーンを決定することは、資本主義者にとって当然の選択です。しかし、実は被験者のデータ品質は研究者との物理的な距離に依存しません。したがって、被験者からデータを収集するという研究者の核心的な業務は、現在利用可能なツールに適応していくべきです。
3. EverlyWell、Apple Watch、そして遠隔手術
EverlyWell(エブリーウェル)は、30種類以上の診断検査にわたるターゲットを数値化するために、簡単に理解できる指示書が同梱されたパッケージ済みのキットを発送する、郵送用の医療検査サービスです。Apple Watchも、心拍の異常通知や転倒検出機能で話題を呼びました。EverlyWellとAppleの両社において、コンシューマー市場における移動やコストを抑えつつ価値を付加する製品の能力に疑問の余地はほとんどありませんでした。
これらの製品やその他の製品の登場により、私たちは社会として、ローカルで収集され、リモートで処理され、適切に提示されたバイオメディカルデータをすでに受け入れ、信頼しているようです。病気の予防、心の健康、病気への対処、またはバランスの取れた身体の維持など、どのような目的であれ、フィードバックを受け取り、健康目標が達成されたときには報われたいと思うものです。インターネットが存在せず、コンピュータが一つの部屋を占拠していた暗黒の時代には、フィットネスの重要業績評価指標(KPI)を測定し追跡することは完全にアナログな取り組みでした。しかし、現在はそのような状況ではありません。その結果、「自己数値化(クォンティファイド・セルフ)」運動は急速に成熟しています。
最も一般的にモニタリングされるKPIには以下が含まれます:
心拍数
血圧
体重
身長
睡眠時間
運動パターン
これらはすべて、適切なセンサーと基本的なハードウェアがあれば簡単に数値化できます。神経科学をはじめとする多くのバイオメディカル分野において、サンプルサイズの問題があることは共通の認識です。この問題を解決しようとする際、最善のアプローチは、身近にいるという理由だけで選ばれた少数の被験者グループを訓練するのではなく、追加の被験者を増やすことです。完全にリモートで測定可能なKPIの適用範囲があれば、これは神経科学研究が繁栄し、存続するための実行可能な方法となります。
4. 参加者のインクルージョンと多様性の向上
WEIRDグループとは誰であり、なぜ私たちは特に彼らについてこれほど多くのことを知っているのでしょうか?
「行動科学者は、世界の一流ジャーナルに人間の心理や行動についての広範な主張を日常的に掲載していますが、そのサンプルは完全に 西洋の、教育水準が高く、工業化され、豊かで、民主的な(WEIRD:Western, Educated, Industrialized, Rich, Democratic) 社会から抽出されたものです。」
心理学は大学生の年代の白人で裕福な個人については多くのことを知っているが、一般的な人間についてはほとんど何も知らない、というのはよくある皮肉です。
なぜでしょうか?
心理学の実験は大学のキャンパスで行われ、被験者の選択基準は日中の近接性と都合の良さという点に留まっているからです。より広範な人口について結論を下すには、心理学の実験のサンプルグループに、多様なバックグラウンドを持つより多くの個人を含める必要があります。この問題の鍵は、リモートデータの収集機器、特に消費者が自分自身で使用できるように設計された機器にあります。
5. 短期的および長期的なコスト削減
最新のクラウドプラットフォームは、物理的な距離を無意味にしました。
リモートデータ収集ツールを使用すると、広告費が節約できます。
無作為抽出サンプルは、地域のコミュニティで研究被験者を募集するための広告を出す必要があるため、大学生などの便宜的サンプル(コンビニエンスサンプル)よりもコストがかかります。簡単に言えば、広告にはお金がかかります。
リモートデータ収集ツールを使用すると、専用のIT機器や神経分析機器のコストを節約できます。
多くの場合、個々の研究室は、特にデータ収集用の専門的なハードウェアである場合、独自のIT機器を購入し維持する必要があります。当然、時間が経つにつれてテクノロジーは進歩します。一方で、インフラの更新には高いコストがかかります。このため、最新のクラウドプラットフォームへのアクセスや、コストが削減されたデータ収集用ハードウェアを使用することで、神経科学研究におけるリソースの使用を抑えることができます。
6. 生理学や行動の「数値化」は、常に「リモート(遠隔)」であった
センサーハードウェアとデータ処理ソフトウェア間の距離は、重要ではありません。
人間の行動を理解し、予測し、治療することは、ほとんどの学術研究、特に神経科学の中核にあります。通常、「行動データ収集」という概念は、怪しげなほど汚れのない白衣を着た科学者たちが、離れた場所からクリップボードとストップウォッチを手に被験者を観察し、時折何事かを書き留めている姿を思い起こさせます。
これは単純なアプローチですが、被験者の活動や行動に影響を与える可能性のある、未知の分散(ばらつき)の潜在的な原因が数多く潜んでいます。科学実験において、目標はこのような説明のつかない分散をできるだけ排除することです。このプロセスは、影響が観察された際、その原因についてエビデンスに基づく結論を出すために不可欠です。
神経科学研究におけるエラーの原因を排除する方法
人間の生理機能や行動を数値化する際、エラーの原因を排除するための探求は継続的に行われています。最も基本的なレベルでは、これには通常、センサーからデータを収集するハードウェアの改良が含まれ、そのデータはアナログまたはデジタルのソフトウェアを使用して処理され、関心のある項目、傾向、または被験者間もしくは被験者内の差異を識別します。リモートデータ収集は当初想定されていたよりも強力で、実験に予測力を加える、多様かつ関連性の高いデータセットを提供することができます。
7. 機械学習がより優れたデータを提供する
データ + メタデータ + 機械学習(ML) = 行動活動の最も包括的なモデル。
あなたが誰であるか、どこにいるか、何が好きで何が嫌いかについての人工知能モデルは、多くの人が気づかない規模で使用されています。幸いなことに、現代の市場には商業用の神経科学データ収集機器が存在します。これらのデータや広告メタデータの利用により、より無機質で隔離された実験室環境で収集できるものよりも、行動に関するより包括的な理解が得られる可能性が高くなります。
その本質において、提供されたデータ(名前、場所、誕生日)をバックグラウンドのメタデータ(サイト滞在時間、直前のサイト、離脱サイト)と統合することにより、人間の行動を測定および予測にする上で極めて有用であると判明した、全く新しい分析技術が解き放たれました。
詳細をお知りになりたいですか?Emotiv のご紹介
上記の手法を紹介することで、リモートデータ収集は決して新しいものではなく、技術の進歩が市場を牽引するにつれて神経科学研究の向上を継続させていることを示してきました。「リモート」の範囲が、廊下の向かいから、ブロックの先、国の反対側、そして今や世界中にまで拡大したペースを考慮すると、従来の研究者が不安を感じるのも理解できます。しかし、コンシューマー向けハードウェアの技術的進歩の大きさと、クラウドベースのデータ分析・処理における記念碑的な成果を考えれば、「リモート」という言葉は、データがどのように収集されるかにおいて、急速に重要ではなくなりつつあります。
要約すると、被験者は研究スタッフによる直接的な監視を受けることなく、自宅でデータ収集を行うことができます。個人利用のために脳に関するこれらの情報を収集できるだけでなく、より大規模で現在進行中の研究プロジェクトのために、自身のEEG(脳波)をアップロードしたり、または専ら研究用にEEGを収集したりするオプションも用意されています。
2011年に設立されたEmotivは、サンフランシスコに拠点を置くバイオインフォマティクス企業であり、カスタムの脳波計(EEG)ハードウェア、分析、可視化を用いて、人間の脳に関する理解を深めることを使命としています。EmotivのEEG研究へのアプローチは、「現実世界」の状況をより密接に反映しています。なぜなら、テストを受ける個人が、実際に生活している様子をより忠実に反映する場所や環境に身を置いているからです。
Emotiv のヘッドセット
Emotiv Insight
Emotivは、専門家から、単に自分の脳について学びたいと考えている個人まで、幅広いユーザーコミュニティをサポートしています。Emotiv Insight 5チャンネルEEGヘッドセットは、脳コンピュータインターフェース(BCI)向けに設計されています。Insightは、洗練されたセットアップが容易なデザインと、革新的なセンサーテクノロジーを融合させています。
Emotiv Epoc X および EPOC Flex
Emotiv Epoc X および EPOC Flexは、14チャンネルおよび32チャンネルのEEGシステムを提供します。あらゆる環境における神経科学研究向けに設計されたEPOCヘッドセットは、改良されたセンサーテクノロジーを搭載したワイヤレス仕様です。どちらのヘッドセットも独立した研究グループによって検証されており、研究グレードの高品質なデータを提供することが証明されています。
EmotivのEEGシステムの技術的な機能に関する完全な比較はこちらからご確認いただけます。
Emotiv のテクノロジー
私たちは、神経科学研究のあらゆる段階をサポートする一連のツールを揃えています。
EmotivPRO ソフトウェアを使用すると、ユーザーは試行結果を処理、分析、および可視化することができます。また、研究者はプロフェッショナルなレベルで実験を設計でき、実験デザインに準拠していれば、Emotivのヘッドセットを持つすべての参加者がその実験に参加することができます。
Emotiv用のソフトウェア開発キット(SDK)も提供しているため、ヘッドセットとスマートフォンだけで、移動中にもカスタムアプリ、インタラクション、または実験デザインを実行することが可能です。
神経科学のツールや手法を取り入れる学術分野や商用市場が増加する中、Emotivの低コストで使いやすい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 マーケティングの取り組み
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の設定
さらに、Emotivヘッドセットの品質、コスト、および世界中に発送できる能力により、研究者は多様で適格な参加者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を信頼することもできます。
2025年までに、インターネット全体で毎日約463エクサバイトの新しいデータが作成されるようになると言われています。これは本当に想像もつかない数字です。このデータは、約3000億通のメールや約9500万枚の共有写真といった、ありふれたものから生み出されています。これらのアイテムは公開して共有され、閲覧されることを目的としています。しかし、この毎日のデータ洪水の大部分は、メタデータ、位置データ、インタラクションログ、アーカイブされた閲覧履歴など、あまり知られていない、より日常的なバックグラウンドのデータから来ています。一見すると興味をそそられないように見えますが、これらを長期にわたって大量に収集・分析すると、人間の状態、例えば以下のようなことを驚くほど正確に予測できることがわかっています:
健康か病気か。
一般的な活動内容。
睡眠中か運動中か。
潜在的な購入や選挙の投票といった将来の行動。
神経科学者として、私たちはこのデータを活用して人間の心についてより深く学ぶことができます。そもそも、人間の活動や行動の根底にある要因を明らかにすることは、神経科学研究の中核です。この記事では、リモートデータ収集が神経科学研究を向上させている7つの方法を紹介します。
神経科学者は、何十年もの間、リモートデータ収集技術を使用してきました。近年変化したのは、以下の点です:
「リモート(遠隔)」がどれほど真に遠く離れられるようになったか。
参加できる被験者の数。
単一の実験で測定および処理できるエンドポイントの種類。
研究だけが、リモートでのデータ収集と応用の唯一の用途ではありません。バーチャルリアリティ(VR)システムの最近の進歩により、実験室が仮想空間へと持ち込まれました。例えば、医療分野における神経科学研究のためのVRシステムの進歩により、世界中でのリモート手術の実施が容易になりました。このシナリオでは、VRヘッドセットは執刀チームに留まるため、執刀医が到着した際、数百マイル離れた患者から送られてくるほぼリアルタイムのビデオフィードの品質を確認することができます。
軽度な状況であればビデオのみの使用で十分ですが、この拡張現実(AR)により、実際のライブ手術や、教育・トレーニングを目的とした手術課題の両方で、ビデオとハプティクス(触覚)フィードバックが組み合わされます。これはゲームコントローラーの振動機能に似ていますが、はるかに高度なものであると言えます。
以下でハイライトするように、医療プロセス、研究者、またはニューロマーケターが、世界中からリモートで収集されたデータを収集、処理、分析するために現代のテクノロジーを使用することを選択する理由はいくつか(少なくとも7つ)あります。
1. 自宅の快適さと手軽さ
ストレスを抱えた被験者は、ストレスを抱えたデータをもたらす。
行動テストを行う前にストレス要因にさらされると、その後に収集されるデータが変化する可能性があることは広く認識されています。さらに、急性の影響だけでなく、環境的ストレス要因が長期的な影響を及ぼす可能性があることも繰り返し実証されています。科学者にとっての最善の希望は、これらの外部変数を完全に排除することはできないと受け入れつつ、それらを軽減することです。そのため、各被験者が同一に扱われれば、すべての要素に均等にさらされることになります。
自宅でテストを受ける人間
クリニックまで車で行くこと、費用への不安、診断、正しい診察室を見つけること、あるいは合法的に駐車できているかどうかなどは、すべて現実の非常に大きなストレス要因です。しかし、もし研究データの収集が、自宅の快適な環境などのように、こうした外部要因を避けて行えるとしたらどうでしょうか。その場合、ストレスを伴う移動による影響が、研究の焦点に影を落とすことはありません。
そうはいっても、研究被験者に対する外部要因の影響を完全に隔離したり排除したりすることは不可能です。ストレス要因を最小限に抑える最善のアプローチは、革新的でありながら検証済みの機器を使用して、すべての被験者を同じ状況に置くことです。
2. 不可抗力
不測の事態が発生したときは、行動を適応させなければならない。新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の到来。
過去3年間は、世界的なCOVID-19パンデミックにより、あらゆる分野で目を見開かされるような時期でした。研究者の制御を超えた、予期せぬ出来事や状況が発生することがあります。これらの不測の事態は、新しい制約への適応を余儀なくさせます。
利用可能な最高の技術を使用して最も効果的な広告キャンペーンを決定することは、資本主義者にとって当然の選択です。しかし、実は被験者のデータ品質は研究者との物理的な距離に依存しません。したがって、被験者からデータを収集するという研究者の核心的な業務は、現在利用可能なツールに適応していくべきです。
3. EverlyWell、Apple Watch、そして遠隔手術
EverlyWell(エブリーウェル)は、30種類以上の診断検査にわたるターゲットを数値化するために、簡単に理解できる指示書が同梱されたパッケージ済みのキットを発送する、郵送用の医療検査サービスです。Apple Watchも、心拍の異常通知や転倒検出機能で話題を呼びました。EverlyWellとAppleの両社において、コンシューマー市場における移動やコストを抑えつつ価値を付加する製品の能力に疑問の余地はほとんどありませんでした。
これらの製品やその他の製品の登場により、私たちは社会として、ローカルで収集され、リモートで処理され、適切に提示されたバイオメディカルデータをすでに受け入れ、信頼しているようです。病気の予防、心の健康、病気への対処、またはバランスの取れた身体の維持など、どのような目的であれ、フィードバックを受け取り、健康目標が達成されたときには報われたいと思うものです。インターネットが存在せず、コンピュータが一つの部屋を占拠していた暗黒の時代には、フィットネスの重要業績評価指標(KPI)を測定し追跡することは完全にアナログな取り組みでした。しかし、現在はそのような状況ではありません。その結果、「自己数値化(クォンティファイド・セルフ)」運動は急速に成熟しています。
最も一般的にモニタリングされるKPIには以下が含まれます:
心拍数
血圧
体重
身長
睡眠時間
運動パターン
これらはすべて、適切なセンサーと基本的なハードウェアがあれば簡単に数値化できます。神経科学をはじめとする多くのバイオメディカル分野において、サンプルサイズの問題があることは共通の認識です。この問題を解決しようとする際、最善のアプローチは、身近にいるという理由だけで選ばれた少数の被験者グループを訓練するのではなく、追加の被験者を増やすことです。完全にリモートで測定可能なKPIの適用範囲があれば、これは神経科学研究が繁栄し、存続するための実行可能な方法となります。
4. 参加者のインクルージョンと多様性の向上
WEIRDグループとは誰であり、なぜ私たちは特に彼らについてこれほど多くのことを知っているのでしょうか?
「行動科学者は、世界の一流ジャーナルに人間の心理や行動についての広範な主張を日常的に掲載していますが、そのサンプルは完全に 西洋の、教育水準が高く、工業化され、豊かで、民主的な(WEIRD:Western, Educated, Industrialized, Rich, Democratic) 社会から抽出されたものです。」
心理学は大学生の年代の白人で裕福な個人については多くのことを知っているが、一般的な人間についてはほとんど何も知らない、というのはよくある皮肉です。
なぜでしょうか?
心理学の実験は大学のキャンパスで行われ、被験者の選択基準は日中の近接性と都合の良さという点に留まっているからです。より広範な人口について結論を下すには、心理学の実験のサンプルグループに、多様なバックグラウンドを持つより多くの個人を含める必要があります。この問題の鍵は、リモートデータの収集機器、特に消費者が自分自身で使用できるように設計された機器にあります。
5. 短期的および長期的なコスト削減
最新のクラウドプラットフォームは、物理的な距離を無意味にしました。
リモートデータ収集ツールを使用すると、広告費が節約できます。
無作為抽出サンプルは、地域のコミュニティで研究被験者を募集するための広告を出す必要があるため、大学生などの便宜的サンプル(コンビニエンスサンプル)よりもコストがかかります。簡単に言えば、広告にはお金がかかります。
リモートデータ収集ツールを使用すると、専用のIT機器や神経分析機器のコストを節約できます。
多くの場合、個々の研究室は、特にデータ収集用の専門的なハードウェアである場合、独自のIT機器を購入し維持する必要があります。当然、時間が経つにつれてテクノロジーは進歩します。一方で、インフラの更新には高いコストがかかります。このため、最新のクラウドプラットフォームへのアクセスや、コストが削減されたデータ収集用ハードウェアを使用することで、神経科学研究におけるリソースの使用を抑えることができます。
6. 生理学や行動の「数値化」は、常に「リモート(遠隔)」であった
センサーハードウェアとデータ処理ソフトウェア間の距離は、重要ではありません。
人間の行動を理解し、予測し、治療することは、ほとんどの学術研究、特に神経科学の中核にあります。通常、「行動データ収集」という概念は、怪しげなほど汚れのない白衣を着た科学者たちが、離れた場所からクリップボードとストップウォッチを手に被験者を観察し、時折何事かを書き留めている姿を思い起こさせます。
これは単純なアプローチですが、被験者の活動や行動に影響を与える可能性のある、未知の分散(ばらつき)の潜在的な原因が数多く潜んでいます。科学実験において、目標はこのような説明のつかない分散をできるだけ排除することです。このプロセスは、影響が観察された際、その原因についてエビデンスに基づく結論を出すために不可欠です。
神経科学研究におけるエラーの原因を排除する方法
人間の生理機能や行動を数値化する際、エラーの原因を排除するための探求は継続的に行われています。最も基本的なレベルでは、これには通常、センサーからデータを収集するハードウェアの改良が含まれ、そのデータはアナログまたはデジタルのソフトウェアを使用して処理され、関心のある項目、傾向、または被験者間もしくは被験者内の差異を識別します。リモートデータ収集は当初想定されていたよりも強力で、実験に予測力を加える、多様かつ関連性の高いデータセットを提供することができます。
7. 機械学習がより優れたデータを提供する
データ + メタデータ + 機械学習(ML) = 行動活動の最も包括的なモデル。
あなたが誰であるか、どこにいるか、何が好きで何が嫌いかについての人工知能モデルは、多くの人が気づかない規模で使用されています。幸いなことに、現代の市場には商業用の神経科学データ収集機器が存在します。これらのデータや広告メタデータの利用により、より無機質で隔離された実験室環境で収集できるものよりも、行動に関するより包括的な理解が得られる可能性が高くなります。
その本質において、提供されたデータ(名前、場所、誕生日)をバックグラウンドのメタデータ(サイト滞在時間、直前のサイト、離脱サイト)と統合することにより、人間の行動を測定および予測にする上で極めて有用であると判明した、全く新しい分析技術が解き放たれました。
詳細をお知りになりたいですか?Emotiv のご紹介
上記の手法を紹介することで、リモートデータ収集は決して新しいものではなく、技術の進歩が市場を牽引するにつれて神経科学研究の向上を継続させていることを示してきました。「リモート」の範囲が、廊下の向かいから、ブロックの先、国の反対側、そして今や世界中にまで拡大したペースを考慮すると、従来の研究者が不安を感じるのも理解できます。しかし、コンシューマー向けハードウェアの技術的進歩の大きさと、クラウドベースのデータ分析・処理における記念碑的な成果を考えれば、「リモート」という言葉は、データがどのように収集されるかにおいて、急速に重要ではなくなりつつあります。
要約すると、被験者は研究スタッフによる直接的な監視を受けることなく、自宅でデータ収集を行うことができます。個人利用のために脳に関するこれらの情報を収集できるだけでなく、より大規模で現在進行中の研究プロジェクトのために、自身のEEG(脳波)をアップロードしたり、または専ら研究用にEEGを収集したりするオプションも用意されています。
2011年に設立されたEmotivは、サンフランシスコに拠点を置くバイオインフォマティクス企業であり、カスタムの脳波計(EEG)ハードウェア、分析、可視化を用いて、人間の脳に関する理解を深めることを使命としています。EmotivのEEG研究へのアプローチは、「現実世界」の状況をより密接に反映しています。なぜなら、テストを受ける個人が、実際に生活している様子をより忠実に反映する場所や環境に身を置いているからです。
Emotiv のヘッドセット
Emotiv Insight
Emotivは、専門家から、単に自分の脳について学びたいと考えている個人まで、幅広いユーザーコミュニティをサポートしています。Emotiv Insight 5チャンネルEEGヘッドセットは、脳コンピュータインターフェース(BCI)向けに設計されています。Insightは、洗練されたセットアップが容易なデザインと、革新的なセンサーテクノロジーを融合させています。
Emotiv Epoc X および EPOC Flex
Emotiv Epoc X および EPOC Flexは、14チャンネルおよび32チャンネルのEEGシステムを提供します。あらゆる環境における神経科学研究向けに設計されたEPOCヘッドセットは、改良されたセンサーテクノロジーを搭載したワイヤレス仕様です。どちらのヘッドセットも独立した研究グループによって検証されており、研究グレードの高品質なデータを提供することが証明されています。
EmotivのEEGシステムの技術的な機能に関する完全な比較はこちらからご確認いただけます。
Emotiv のテクノロジー
私たちは、神経科学研究のあらゆる段階をサポートする一連のツールを揃えています。
EmotivPRO ソフトウェアを使用すると、ユーザーは試行結果を処理、分析、および可視化することができます。また、研究者はプロフェッショナルなレベルで実験を設計でき、実験デザインに準拠していれば、Emotivのヘッドセットを持つすべての参加者がその実験に参加することができます。
Emotiv用のソフトウェア開発キット(SDK)も提供しているため、ヘッドセットとスマートフォンだけで、移動中にもカスタムアプリ、インタラクション、または実験デザインを実行することが可能です。
神経科学のツールや手法を取り入れる学術分野や商用市場が増加する中、Emotivの低コストで使いやすい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 マーケティングの取り組み
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の設定
さらに、Emotivヘッドセットの品質、コスト、および世界中に発送できる能力により、研究者は多様で適格な参加者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を信頼することもできます。

読むのを続ける