
Jak prowadzić badania neuronaukowe w świecie rzeczywistym na szeroką skalę: studium przypadku z wykorzystaniem EmotivLABS.
Dr Nikolas Williams
Zaktualizowano dnia
8 gru 2021

Jak prowadzić badania neuronaukowe w świecie rzeczywistym na szeroką skalę: studium przypadku z wykorzystaniem EmotivLABS.
Dr Nikolas Williams
Zaktualizowano dnia
8 gru 2021

Jak prowadzić badania neuronaukowe w świecie rzeczywistym na szeroką skalę: studium przypadku z wykorzystaniem EmotivLABS.
Dr Nikolas Williams
Zaktualizowano dnia
8 gru 2021
Kiedy myślisz o badaniach z zakresu neuronauki, prawdopodobnie wyobrażasz sobie ubranych w białe fartuchy naukowców obsługujących duże, drogie urządzenia medyczne na uniwersytecie lub w szpitalu. Oczywiście niektóre metody neuronaukowe, takie jak pozytonowa tomografia emisyjna (PET), funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) i magnetoencefalografia (MEG), wymagają tych dużych, złożonych systemów, które wiążą się z odpowiednio wysokimi cenami. Jednak systemy elektroencefalografii (EEG) są na ogół mniejsze i tańsze. Technologia ta ewoluowała od zapisów papierowych i dużych komputerów do bezprzewodowych, mobilnych, łatwych w konfiguracji i stosunkowo niedrogich systemów. Oprócz mniejszych rozmiarów i nakładów finansowych, EEG stało się wiodącym instrumentem do dekodowania aktywności mózgu ze względu na swoją wysoką rozdzielczość czasową. Podczas gdy PET i fMRI mierzą zmiany aktywności mózgu w sekundach, EEG jest w stanie wykryć zmiany aktywności zachodzące w milisekundach, co pozwala na indeksowanie procesów, które w innym przypadku mogłyby pozostać niewykryte.
Co mierzy EEG?
Kiedy twoje neurony wysyłają sygnały, uwalniają maleńkie ilości elektryczności. Gdy wiele neuronów wysyła sygnały w tym samym obszarze, na przykład gdy o czymś myślisz, powstałe pole elektryczne jest wykrywalne poza czaszką. Systemy EEG wykorzystują to zjawisko, po prostu mierząc zmiany napięcia w czasie za pomocą zestawów czujników umieszczonych na skórze głowy. Możesz myśleć o tych czujnikach jak o maleńkich mikrofonach mierzących elektryczny dźwięk z twojego mózgu. Następnie możemy przekonwertować te sygnały na postać cyfrową, zebrać je na komputerze oraz przetworzyć i przeanalizować, aby wyciągnąć znaczące wzorce.
Dlaczego EEG jest ważne?
Często nie możemy zmierzyć pewnych rzeczy po prostu pytając ludzi lub obserwując ich zachowanie. Nawet kiedy możemy ich zapytać, ludzie nie odpowiadają dokładnie. EEG pozwala nam zajrzeć do wnętrza mózgu; to okno, na które nie mają wpływu uprzedzenia, postawy ani przekonania. Na przykład, jeśli zapytasz kogoś, czy czuje się zrelaksowany, nawet jeśli tak nie jest, może mieć skłonność do odpowiedzi twierdzącej, ponieważ ludzie często nie lubią przyznawać się do niepokoju.
Obserwując ich zapis EEG, badacz może być w stanie ustalić, że dana osoba, wbrew swojemu stwierdzeniu, faktycznie doświadcza silnego pobudzenia wskazującego na stan braku relaksu. W laboratorium EEG jest często używane do pomiaru niskopoziomowych procesów poznawczych, takich jak percepcja słuchowa lub wzrokowa, co może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć te procesy lub zrozumieć, jak dolegliwości wpływają na mózg. Ten rodzaj technologii jest kluczowy dla zrozumienia zjawisk, których nie można zgłosić lub które mogą zostać błędnie zgłoszone.
Dlaczego mielibyśmy wykonywać badanie EEG poza laboratorium?
Technologia EEG jest doskonałym narzędziem do zrozumienia procesów zachodzących w mózgu. Większość laboratoryjnych badań EEG ma na celu badanie funkcji niskiego poziomu, takich jak percepcja i poznanie. Laboratoria są do tego idealnym środowiskiem, ponieważ są wysoce kontrolowanymi miejscami, w których badacze mogą uwzględnić i usunąć zmienne zewnętrzne. Jednak nie spędzamy życia w laboratorium. Jesteśmy istotami chodzącymi, mówiącymi i wchodzącymi w interakcje, które prowadzą dynamiczne życie charakteryzujące się bogatym i różnorodnym doświadczeniem. Fakt ten utrudnia generalizowanie badań laboratoryjnych na niekontrolowane środowiska. Wyprowadzając technologię z laboratorium, możemy badać ludzi i ich aktywność mózgu w rzeczywistych środowiskach, które są bliższe sposobowi, w jaki faktycznie żyjemy.
Jeszcze nie tak dawno przeprowadzanie eksperymentów EEG poza laboratorium było niewyobrażalne. Systemy były duże i musiały być połączone ze wzmacniaczami, zasilaczami i jednostkami transmisji danych. Ponadto konfiguracja tych systemów była czasochłonna i często niewygodna dla uczestników. Ogromny postęp w technologii sprawił, że systemy te mogły być mniejsze, tańsze i bezprzewodowe. Dzięki tej zwiększonej przenośności i niższej cenie nastąpił wyraźny wzrost popularności opłacalnych i łatwych w użyciu systemów EEG. Emotiv jest liderem w tej dziedzinie od ponad dekady, wprowadzając na rynek pierwszy komercyjnie dostępny system EEG. W tym czasie firma Emotiv wydała sześć różnych systemów, od dwukanałowych słuchawek po 32-kanałowe czepki badawcze.
Rozwój tych komercyjnych systemów przyniósł jeszcze jeden efekt: radykalnie zwiększył dostępność metod neuronaukowych. Neuronauka nie jest już przeznaczona wyłącznie dla akademików czy klinicystów. Wszyscy ludzie mają teraz środki, aby zakupić te systemy do użytku domowego. Motywacje do tego są zróżnicowane w różnych grupach demograficznych i obejmują amatorów, hobbystów oraz niezależnych badaczy. Ponadto przedsiębiorstwa komercyjne szybko dostrzegają możliwość wykorzystania tych systemów do wdrożenia w swoich branżach bez konieczności posiadania dedykowanych, wewnętrznych działów neuronauki.
Jakie są rzeczywiste zastosowania EEG?
Zastosowania EEG poza laboratorium są liczne i różnorodne. Jako narzędzie kliniczne EEG może być używane do podłużnego monitorowania funkcji poznawczych ludzi bez konieczności udawania się do placówki. Na przykład badania potwierdziły przydatność EEG jako biomarkera demencji (Chatzikonstantinou i in., 2021). Ponadto można go nawet użyć do przewidywania przejścia od łagodnych zaburzeń poznawczych do demencji (Engedal i in., 2020). Konsekwentne, domowe badanie EEG byłoby szczególnie pomocne w tych populacjach, które składają się głównie ze starszych dorosłych, dla których regularne podróże do ośrodka badawczego mogą nie być wykonalne.
Innym aktualnym przykładem zastosowania EEG w terenie jest niedawne zainteresowanie powypadkowymi urazami mózgu w sporcie. W sportach o dużym kontakcie, takich jak zawodowy futbol, wstrząśnienia mózgu są powszechną kontuzją. Wstrząśnienia mózgu są niepokojące, ponieważ często wymykają się detekcji klinicznej i mogą mieć zgubny wpływ na funkcjonowanie poznawcze jednostki. Dowody potwierdzają zastosowanie EEG w diagnozowaniu wstrząśnienia mózgu oraz we wspieraniu zarządzania klinicznego po urazie (Corbin-Berrigan i in., 2020). Z pewnością obecność przenośnego EEG na linii bocznej boiska byłaby potężnym narzędziem pomagającym zespołom w podejmowaniu dobrych decyzji dotyczących dobra ich graczy.
Przedsiębiorstwa komercyjne również mogą wiele zyskać na badaniach EEG w świecie rzeczywistym. Neuromarketing to szerokie pojęcie, ale ogólnie wiąże się z uzyskiwaniem wglądu w preferencje konsumentów i przewidywaniem zachowań poprzez pomiar sygnałów neuronowych lub innych sygnałów fizjologicznych. Wartość stosowania EEG do badania pragnień konsumentów leży w zdolności tej metody do indeksowania obiektywnych reakcji. Czasami to, co ludzie deklarują, nie odpowiada temu, co faktycznie czują, ponieważ ludzie podlegają szerokiej gamie uprzedzeń och błędom poznawczym. Mogą również mieć silne pragnienie zadowolenia innych lub uniknięcia zakłopotania. Nawet sposób sformułowania pytania może wpłynąć na to, jak dana osoba postrzega produkt. EEG pozwala badaczom obejść te kwestie i zapewnia niefiltrowany wgląd w sposób, w jaki jednostka przetwarza informacje. Wykorzystując te strumienie danych, firmy mogą uzupełnić lub zastąpić tradycyjne narzędzia marketingowe.
Jakie są przeszkody w prowadzeniu EEG w świecie rzeczywistym?
Koszt jest prawdopodobnie największą barierą w prowadzeniu eksperymentów EEG w świecie rzeczywistym. Choć są tańsze niż inne narzędzia do obrazowania mózgu, systemy EEG wciąż potrafią być duże i kosztowne. Zrozumienie ogromnej ilości danych wymaga procesów przetwarzania i analizy. Zbiory danych muszą być również przechowywane w bezpieczny sposób. To stawia wewnętrzną neuronaukę poza zasięgiem wielu mniejszych firm.
Koszt prowadzenia EEG w świecie rzeczywistym dodatkowo rośnie, gdy weźmie się pod uwagę jeden z kluczowych mankamentów badań na ludziach: kwestię reprezentatywnej próby. Wiele badań jest ograniczonych realiami rekrutacji uczestników, która często opiera się na wygodzie (np. studenci uniwersytetu). Skutkuje to tym, że wiele badań cierpi na problem „WEIRD”, w którym większość uczestników to osoby białe, wykształcone, z krajów uprzemysłowionych, bogatych i demokratycznych. Samo przeniesienie EEG poza laboratorium nie rozwiązuje tego problemu, a ciężar rekrutacji prób złożonych z ludzi o różnych kulturach, poziomach wykształcenia, zainteresowaniach i doświadczeniu może być finansowo i logistycznie zaporowy.
Jak mogę prowadzić badania EEG w świecie rzeczywistym na szeroką skalę?
Biorąc pod uwagę koszty prowadzenia badań EEG w rzeczywistym świecie, wielu mogłoby założyć, że badania neuronaukowe pozostaną domeną dobrze finansowanych instytucji akademickich i korporacji. Jednak oprócz zrewolucjonizowania rynku dzięki przenośnym, niedrogim systemom EEG, firma Emotiv uruchomiła platformy EmotivPRO Builder i EmotivLABS, które pozwalają firmom projektować i przeprowadzać badania neuronaukowe na dużą skalę. EmotivPRO Builder to intuicyjny interfejs graficzny, który daje użytkownikom pełną kontrolę nad eksperymentem i ułatwia projektowanie badań EEG użytkownikom na każdym poziomie zaawansowania. Bardziej zaawansowani technicznie użytkownicy mogą również importować eksperymenty PsychoPy napisane w języku Python.
Po zbudowaniu eksperymentu użytkownicy mogą wdrożyć go na platformie EmotivLABS. Nie jest to wyłącznie platforma prezentacyjna, ale również usprawnia rekrutację uczestników za pomocą pulpitów nawigacyjnych i daje badaczom dostęp do szerokiej bazy współpracowników Emotiv. Płatności dla uczestników mogą być również obsługiwane za pośrednictwem platformy. Baza współpracowników Emotiv pochodzi obecnie z 84 krajów. Prawie połowa jest dwujęzyczna i obejmuje osoby o bardzo zróżnicowanym wykształceniu.
Dla firm, które nie są pewne, jak najlepiej wykorzystać potęgę neuronauki, zespół Emotiv Research as a Service oferuje usługi doradcze. Zespół badawczy zidentyfikuje kluczowe pytania, zaprojektuje eksperyment, zrekrutuje uczestników, zbierze, przetworzy i przeanalizuje dane oraz sporządzi spersonalizowane raporty z ustaleń. Twój wkład będzie mile widziany na każdym kroku. Partnerstwo z zespołem badawczym Emotiv reprezentuje prawdziwie kompleksowe rozwiązanie pozwalające na włączenie się w rewolucję neuronaukową.
Aby zilustrować konkretny przypadek użycia, poniżej przedstawiamy studium przypadku z niedawnego partnerstwa.
Efekt Mentimeter: Studium przypadku badania EEG w świecie rzeczywistym z użyciem EmotivLABS
Mentimeter to platforma oprogramowania do prezentacji multimedialnych. Większość ludzi zna program Microsoft PowerPoint. Niezliczone godziny poświęcono na wygłaszanie prezentacji w PowerPoint, w których publiczność odgrywa bierną rolę. Mentimeter pozwala również użytkownikom na przekazywanie informacji za pomocą tekstu, obrazów, dźwięku i wideo, ale z niespodzianką. Mentimeter wyróżnia się funkcjami, które umożliwiają interaktywne zaangażowanie publiczności na żywo. Oprócz typowych slajdów prezenterzy mogą dołączać wydarzenia, z którymi publiczność może wchodzić w interakcję za pomocą swoich osobistych urządzeń. Na przykład widzowie mogą głosować na treści, na których chcieliby się skupić w prezentacji. Mogą też wyrazić swoją opinię na określony temat lub odpowiedzieć na pytania quizowe dotyczące tego, co właśnie obejrzeli. W ten sposób Mentimeter pozwala na bardziej dynamiczne, żywe prezentacje niż PowerPoint.
Firma Mentimeter wiedziała, że ma wyjątkowy produkt i że ludzie prawdopodobnie uznają go za bardziej angażujący. Nie chcieli jednak polegać wyłącznie na subiektywnych opiniach swoich użytkowników. Chcieli uzyskać obiektywne, szczegółowe dane, które pokazałyby dokładnie, co czyni Mentimeter wyjątkowym. Zwrócili się do firmy Emotiv o przeprowadzenie projektu badawczego, który pozwoliłby znaleźć odpowiedzi na te pytania. Wspólnie z naszym zespołem badawczym zidentyfikowaliśmy kluczowe pytania, które uderzały w samo sedno sukcesu platformy Mentimeter.
Kluczowe pytania:
O ile bardziej angażująca jest prezentacja na platformie Mentimeter w porównaniu z bardziej tradycyjną prezentacją w programie PowerPoint?
Które ze specjalnych funkcji platformy Mentimeter najbardziej przyciągają uwagę odbiorców?
Jak zmienia się uwaga w trakcie prezentacji? Czy słabnie, tak jak można by się tego spodziewać podczas długiej prezentacji w technologii PowerPoint?
Jaki jest związek między zaangażowaniem a uwagą? Czy ludzie uważniej słuchają, gdy są zaangażowani?
Wykłady i prezentacje często służą przyswajaniu nowych informacji i zapamiętywaniu ich. Czy Mentimeter pomaga nam uczyć się lepiej?
Aby odpowiedzieć na te pytania, zespół badawczy Emotiv opracował eksperyment szyty na miarę. Zazwyczaj tego typu badanie polegałoby na zgromadzeniu uczestników w jednym pokoju i zbieraniu danych EEG na lokalnym komputerze, podczas gdy oglądali oni tradycyjną prezentację w porównaniu z prezentacją Mentimeter. Rekrutacja uczestników z jednego obszaru i gromadzenie ich w ograniczonej przestrzeni nie było preferowane z kilku powodów.
Jednym z nich była zwykła logistyka. Aby dotrzeć do naszej lokalizacji, uczestnicy musieliby podróżować, co mogłoby ograniczyć liczbę ochotników. Podobnie, rekrutacja uczestników z jednego regionu mogłaby skutkować próbą niereprezentatywną. Drugą kwestią było zdrowie publiczne. W czasie pandemii badania EEG były poważnie ograniczone ze względu na bliski kontakt interpersonalny wymagany do konfiguracji systemów. Dzięki zorganizowaniu badania zdalnego, które wykorzystało bazę użytkowników Emotiv i wdrożeniu go na platformie EmotivLABS, byliśmy w stanie obejść te problemy. Pozwoliło nam to przeprowadzić bezpieczne badanie, które rejestrowało dane od użytkowników z całego świata i wykorzystywało zaawansowane algorytmy uczenia maszynowego Emotiv do oceny zaangażowania, uwagi, zainteresowania i stresu poznawczego odbiorców w czasie rzeczywistym.
Badanie
Aby ocenić efekt Mentimeter, zaprojektowaliśmy eksperyment, w którym ludzie oglądali dwie prezentacje; jedną wykonaną za pomocą Mentimeter, a drugą za pomocą PowerPoint. Podczas gdy oglądali prezentacje, zdalnie zbieraliśmy dane EEG i ocenialiśmy aktywność ich mózgu w obszarach zaangażowania, uwagi, zainteresowania i stresu poznawczego. Zebraliśmy również dane demograficzne oraz ankiety oparte na samoocenie.
Uczestnicy
Do badania rekrutowano dwudziestu ośmiu uczestników spośród bazy klientów Emotiv, drogą internetową poprzez komunikację e-mailową oraz formularze online. Ta wielkość próby była mniejsza, niż byśmy chcieli. Byliśmy jednak ograniczeni rygorystycznym harmonogramem projektu, dlatego warto zauważyć, że udało nam się rekrutować taką liczbę osób w krótkim czasie, co odzwierciedla skuteczność rekrutacji uczestników za pomocą EmotivLABS. Za zgodą uczestników zbierano dane demograficzne, aby Mentimeter mógł zrozumieć, jak te efekty wpływają na różne osoby.
Rekrutowano uczestników z ponad 15 różnych krajów, w wieku od 21 do 64 lat. Rekrutacja online na całym świecie pozwoliła nam również na uchwycenie zróżnicowanego poziomu wykształcenia, zawodów, umiejętności muzycznych i wiedzy specjalistycznej w odpowiednich tematach. Charakterystykę uczestników przedstawiono na rysunkach od 1 do 3.

Rysunek 1. Demografia uczestników.

Rysunek 2. Poziom wykształcenia i umiejętności muzyczne uczestników.

Rysunek 3. Samoocena wiedzy na poszczególne tematy.
Metoda
Ankieta rekrutacyjna została wysłana pocztą elektroniczną do bazy klientów Emotiv, do każdego, kto mógłby być zainteresowany udziałem w badaniu online. Za pomocą oprogramowania do wideokonferencji rozpoczęliśmy od sesji orientacyjnej, podczas której wyjaśniliśmy uczestnikom podstawy przebiegu eksperymentu. Wszyscy uczestnicy skonfigurowali swoje urządzenia Emotiv EPOC, EPOC+ lub EPOCX (https://www.emotiv.com/epoc-x/) przed rozmową, a po szybkiej kontroli jakości danych przez Dyrektora ds. Badań Emotiv, oprogramowanie EmotivLABS automatycznie śledziło jakość sygnału przez cały czas trwania nagrania.
Cały eksperyment został zbudowany przy użyciu kreatora eksperymentów na platformie internetowej Emotiv (https://www.emotiv.com/emotivpro/build/). Platforma EmotivLABS przeprowadziła uczestników przez stan wyjściowy (ciche siedzenie z otwartymi i zamkniętymi oczami), kilka kwestionariuszy mających na celu ustalenie, czy w danym dniu było coś, co mogłoby wpłynąć na badanie EEG, a następnie poprosiła ich o rozpoczęcie pierwszej prezentacji. Przedstawiciel firmy Mentimeter, Oscar, poprowadził webinar na jeden z 2 tematów. Jedna prezentacja została przygotowana na platformie Mentimeter, a druga w programie PowerPoint. Prezentacje miały również różną treść; jedna dotyczyła „Szeregu harmonicznego”, a druga „Sztucznej inteligencji w muzyce”. Zrównoważyliśmy te warunki prezentacji, aby upewnić się, że wszelkie efekty nie były przypisywane samej treści, ale użytecznemu oprogramowaniu (patrz Rysunek 4).

Rysunek 4. Zrównoważone warunki dla każdej grupy.
Po drugiej prezentacji uczestnicy wypełnili kwestionariusz, a następnie zebraliśmy końcową sesję bazowego EEG. Przegląd protokołu przedstawia Rysunek 5.

Rysunek 5. Przegląd eksperymentu.
Wskaźniki Wydajności Emotiv
Wskaźniki Wydajności Emotiv (Performance Metrics – PM) to neurofizjologiczne miary stanów poznawczych i afektywnych. Są to zastrzeżone algorytmy uczenia maszynowego dostarczające w czasie rzeczywistym wartości zagregowanych pomiarów elektroencefalografii (EEG); zmiennych amplitud fal mózgowych, rozkładów przestrzennych, mocy i częstotliwości neuronów wysyłających sygnały w mózgu.
Dane EEG od setek osób w kontrolowanych eksperymentach psychologicznych i warunkach rzeczywistych zostały zebrane i użyte do zbudowania tych algorytmów. Każdy ze wskaźników wydajności jest skalowany i dostosowywany do indywidualnego użytkownika na podstawie jego własnego „zakresu” aktywności mózgu (przegląd wskaźników PM użytych w tym badaniu przedstawia Rysunek 6).

Rysunek 6. Przegląd Wskaźników Wydajności Emotiv
Wyniki
Mentimeter vs PowerPoint: Ogólne wzorce PM
Najpierw zbadaliśmy aktywność mózgu na poziomie grupy w odniesieniu do każdej z prezentacji jako całości. Rysunek 7 pokazuje średnią wartość każdego wskaźnika PM dla prezentacji Mentimeter i PowerPoint. W porównaniu z PowerPointem, uczestnicy wykazali statystycznie istotnie niższy poziom znudzenia oraz wyższy poziom zaangażowania, uwagi i obciążenia poznawczego. Nie było statystycznej różnicy w poziomie zainteresowania; jednak trend liczbowy wskazywał na większe zainteresowanie prezentacją Mentimeter.

Rysunek 7. Średnia PM dla całej prezentacji w porównaniu według platformy prezentacyjnej.
Następnie przyjrzeliśmy się, jak poszczególne osoby reagowały na każdą z prezentacji. Na Rysunku 8 „szersze” kształty wskazują na większą liczbę indywidualnych obserwacji PM przy danej wartości, a „węższe” kształty wskazują na mniejszą liczbę obserwacji PM przy tej wartości. Wzorce te sugerują, że prezentacje Mentimeter wywołały bardziej jednorodne reakcje niż PowerPoint. Innymi słowy, ludzie reagowali podobnie na Mentimeter, ale uznali PowerPoint za bardziej polaryzujący.

Rysunek 8. Rozkłady indywidualnych średnich PM w porównaniu według platformy prezentacyjnej.
Mentimeter vs PowerPoint: PM w czasie
Aby uzyskać obraz tego, jak ludzie reagowali w trakcie prezentacji, obliczyliśmy średnie grupowe wartości PM dla każdego slajdu dla każdej z platform (Mentimeter vs PowerPoint) i każdej z treści (AI vs Harmonics). Rysunek 9 przedstawia najbardziej godne uwagi wzorce.

Rysunek 9. Przebieg czasowy parametrów PM na przestrzeni slajdów.
W przypadku treści o AI poziom znudzenia był niższy w trakcie całej prezentacji. Zaobserwowaliśmy ciekawy wzorzec znudzenia w treściach o Harmonics, gdzie znudzenie rosło w kierunku środka prezentacji, a następnie spadało pod koniec. Sugeruje to, że unikalny, angażujący charakter „wydarzeń” Mentimeter pomógł złagodzić narastające znudzenie, które może pojawić się w trakcie prezentacji.
Zaobserwowaliśmy poziomy zaangażowania, które były wyższe dla platformy Mentimeter w przypadku obu rodzajów treści przez prawie całą prezentację. Spośród łącznie 24 slajdów, tylko w dwóch przypadkach zaangażowanie w Mentimeter nie było wyższe niż w PowerPoint.
Efekt Mentimeter: Porównanie wydarzeń Mentimeter ze slajdami PowerPoint
Chociaż ogólnie stwierdziliśmy, że ludzie reagowali pozytywnie na Mentimeter, chcieliśmy zagłębić się w szczegóły i zobaczyć, jak konkretne wydarzenia Mentimeter wypadały w porównaniu ze slajdami PowerPoint. Wydarzenia Mentimeter to momenty, w których publiczność jest zachęcana do interakcji z prezentacją za pomocą swoich urządzeń mobilnych. Na przykład uczestnicy mogli zostać zapytani o ich indywidualną opinię na dany temat lub poproszeni o odpowiedź na pytanie quizowe związane z prezentacją. Rysunek 10 przedstawia średnią wartość PM zaobserwowaną dla wydarzeń Mentimeter i slajdów PowerPoint.

Rysunek 10. Porównanie wartości PM dla wydarzeń Mentimeter i slajdów PowerPoint.
Zaobserwowaliśmy, że w stosunku do slajdów PowerPoint, wydarzenia Mentimeter skutkowały niższym znudzeniem i wyższym zaangażowaniem, uwagą, zainteresowaniem oraz obciążeniem poznawczym. Największe efekty odnotowano w przypadku poziomu znudzenia i zaangażowania, które odnotowały odpowiednio 16% spadek i 13% wzrost.
Efekt Mentimeter: Jak wypadają w porównaniu różne wydarzenia Mentimeter?
Chociaż wydarzenia Mentimeter ogólnie wywoływały pozytywne reakcje u publiczności, chcieliśmy dowiedzieć się, czy niektóre wydarzenia były lepsze od innych. Prezentacje Mentimeter zawierały trzy rodzaje wydarzeń: wydarzenia typu Opinia, w których publiczność była pytana o zdanie na dany temat; wydarzenia typu Quiz, w których publiczność odpowiadała na pytania dotyczące treści prezentacji; oraz wydarzenia wideo, podczas których uczestnicy oglądali film. Rysunek 11 pokazuje wartości PM dla każdego z typów wydarzeń. Dla porównania uwzględniliśmy również slajdy PowerPoint.

Rysunek 11. Średnia PM dla każdego typu wydarzenia Mentimeter. Do celów porównawczych dołączono średnią PM dla slajdu PowerPoint.
Wydarzenia typu Opinia wykazały najbardziej spójny efekt, wywołując najmniejszą ilość znudzenia i największą ilość zaangażowania, uwagi, zainteresowania oraz obciążenia poznawczego w porównaniu z innymi wydarzeniami. Co ciekawe, wydarzenia wideo miały tendencję do wywoływania największego znudzenia i najmniejszego zaangażowania oraz uwagi.
Efekt Mentimeter: Bliższe spojrzenie na zaangażowanie
Chociaż wszystkie PM wskazywały na pozytywną reakcję na prezentacje Mentimeter, zaangażowanie wydawało się mieć najbardziej spójny efekt. Aby przyjrzeć się temu bliżej, zindeksowaliśmy moment, w którym każdy uczestnik wykazał swoje maksymalne zaangażowanie PM. Rysunek 12 pokazuje, że większa liczba wartości maksymalnego zaangażowania wystąpiła podczas prezentacji Mentimeter. Ponadto 70% maksymalnych wyników zaangażowania uczestników miało miejsce podczas wydarzenia Mentimeter.

Rysunek 12. Rozkład maksymalnego wskaźnika PM dla zaangażowania.
Efekt Mentimeter: Porównanie miar obiektywnych i subiektywnych
Chociaż EEG może indeksować obiektywne reakcje na bodźce, przypadki, w których miary te są poparte samooceną, dostarczają przekonujących dowodów na istnienie określonych efektów. Rysunek 13 pokazuje subiektywne wyniki zaangażowania dla pięciu pytań związanych z zaangażowaniem, przedstawionych na koniec eksperymentu.

Rysunek 13. Subiektywne oceny zaangażowania zgłoszone przez uczestników w 5-stopniowej skali Likerta od „Wcale nie” do „Niezwykle”.
Odpowiedzi na wszystkie pytania potwierdziły wyniki uzyskane z danych mózgowych. W porównaniu z prezentacjami PowerPoint, prezentacje Mentimeter sprawiły, że uczestnicy czuli się bardziej zaangażowani w prezentacje, bardziej zaangażowani w kontakt z prezenterem, bardziej zainteresowani treścią, czerpali większą przyjemność z prezentacji i mieli poczucie, że dowiedzieli się więcej nowatorskich treści podczas prezentacji.
Podsumowanie
Na zakończenie badania zespół badawczy Emotiv przekazał firmie Mentimeter szczegółowy raport z wyników. Pozwoliło to Mentimeter lepiej zrozumieć swój produkt i to, co sprawiło, że był on tak pozytywnym doświadczeniem dla użytkowników. Mentimeter nie tylko otrzymał empiryczne dane, które wykazały, że ich produkt wywołał wyższe zaangażowanie, uwagę, obciążenie poznawcze przy jednoczesnym obniżeniu znudzenia, ale również dostarczył praktycznych wskazówek, które z ich specjalnych funkcji najbardziej angażowały użytkowników. Opis wyników badania przygotowany przez Mentimeter można znaleźć pod adresem https://www.mentimeter.com/campaigns/the-mentimeter-effect?
Badania takie jak Efekt Mentimeter reprezentują tylko ułamek możliwości zdalnych, usprawnionych i spersonalizowanych eksperymentów EEG. Od oceny preferencji konsumenckich po badanie problemów ze zdrowiem psychicznym, pakiet badawczy Emotiv jest idealną platformą do skalowalnych badań EEG. We współpracy z naszym zespołem badawczym osoby prywatne, firmy i instytucje mogą wykorzystać potęgę neuronauki, aby zyskać wgląd w populację ludzką. To rozwiązanie stanowi idealną odpowiedź na wyzwania współczesnej neuronauki, która jest odporna na kryzysy zdrowia publicznego, kurczące się budżety i szeroko otwarta na globalną społeczność.
Kiedy myślisz o badaniach z zakresu neuronauki, prawdopodobnie wyobrażasz sobie ubranych w białe fartuchy naukowców obsługujących duże, drogie urządzenia medyczne na uniwersytecie lub w szpitalu. Oczywiście niektóre metody neuronaukowe, takie jak pozytonowa tomografia emisyjna (PET), funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) i magnetoencefalografia (MEG), wymagają tych dużych, złożonych systemów, które wiążą się z odpowiednio wysokimi cenami. Jednak systemy elektroencefalografii (EEG) są na ogół mniejsze i tańsze. Technologia ta ewoluowała od zapisów papierowych i dużych komputerów do bezprzewodowych, mobilnych, łatwych w konfiguracji i stosunkowo niedrogich systemów. Oprócz mniejszych rozmiarów i nakładów finansowych, EEG stało się wiodącym instrumentem do dekodowania aktywności mózgu ze względu na swoją wysoką rozdzielczość czasową. Podczas gdy PET i fMRI mierzą zmiany aktywności mózgu w sekundach, EEG jest w stanie wykryć zmiany aktywności zachodzące w milisekundach, co pozwala na indeksowanie procesów, które w innym przypadku mogłyby pozostać niewykryte.
Co mierzy EEG?
Kiedy twoje neurony wysyłają sygnały, uwalniają maleńkie ilości elektryczności. Gdy wiele neuronów wysyła sygnały w tym samym obszarze, na przykład gdy o czymś myślisz, powstałe pole elektryczne jest wykrywalne poza czaszką. Systemy EEG wykorzystują to zjawisko, po prostu mierząc zmiany napięcia w czasie za pomocą zestawów czujników umieszczonych na skórze głowy. Możesz myśleć o tych czujnikach jak o maleńkich mikrofonach mierzących elektryczny dźwięk z twojego mózgu. Następnie możemy przekonwertować te sygnały na postać cyfrową, zebrać je na komputerze oraz przetworzyć i przeanalizować, aby wyciągnąć znaczące wzorce.
Dlaczego EEG jest ważne?
Często nie możemy zmierzyć pewnych rzeczy po prostu pytając ludzi lub obserwując ich zachowanie. Nawet kiedy możemy ich zapytać, ludzie nie odpowiadają dokładnie. EEG pozwala nam zajrzeć do wnętrza mózgu; to okno, na które nie mają wpływu uprzedzenia, postawy ani przekonania. Na przykład, jeśli zapytasz kogoś, czy czuje się zrelaksowany, nawet jeśli tak nie jest, może mieć skłonność do odpowiedzi twierdzącej, ponieważ ludzie często nie lubią przyznawać się do niepokoju.
Obserwując ich zapis EEG, badacz może być w stanie ustalić, że dana osoba, wbrew swojemu stwierdzeniu, faktycznie doświadcza silnego pobudzenia wskazującego na stan braku relaksu. W laboratorium EEG jest często używane do pomiaru niskopoziomowych procesów poznawczych, takich jak percepcja słuchowa lub wzrokowa, co może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć te procesy lub zrozumieć, jak dolegliwości wpływają na mózg. Ten rodzaj technologii jest kluczowy dla zrozumienia zjawisk, których nie można zgłosić lub które mogą zostać błędnie zgłoszone.
Dlaczego mielibyśmy wykonywać badanie EEG poza laboratorium?
Technologia EEG jest doskonałym narzędziem do zrozumienia procesów zachodzących w mózgu. Większość laboratoryjnych badań EEG ma na celu badanie funkcji niskiego poziomu, takich jak percepcja i poznanie. Laboratoria są do tego idealnym środowiskiem, ponieważ są wysoce kontrolowanymi miejscami, w których badacze mogą uwzględnić i usunąć zmienne zewnętrzne. Jednak nie spędzamy życia w laboratorium. Jesteśmy istotami chodzącymi, mówiącymi i wchodzącymi w interakcje, które prowadzą dynamiczne życie charakteryzujące się bogatym i różnorodnym doświadczeniem. Fakt ten utrudnia generalizowanie badań laboratoryjnych na niekontrolowane środowiska. Wyprowadzając technologię z laboratorium, możemy badać ludzi i ich aktywność mózgu w rzeczywistych środowiskach, które są bliższe sposobowi, w jaki faktycznie żyjemy.
Jeszcze nie tak dawno przeprowadzanie eksperymentów EEG poza laboratorium było niewyobrażalne. Systemy były duże i musiały być połączone ze wzmacniaczami, zasilaczami i jednostkami transmisji danych. Ponadto konfiguracja tych systemów była czasochłonna i często niewygodna dla uczestników. Ogromny postęp w technologii sprawił, że systemy te mogły być mniejsze, tańsze i bezprzewodowe. Dzięki tej zwiększonej przenośności i niższej cenie nastąpił wyraźny wzrost popularności opłacalnych i łatwych w użyciu systemów EEG. Emotiv jest liderem w tej dziedzinie od ponad dekady, wprowadzając na rynek pierwszy komercyjnie dostępny system EEG. W tym czasie firma Emotiv wydała sześć różnych systemów, od dwukanałowych słuchawek po 32-kanałowe czepki badawcze.
Rozwój tych komercyjnych systemów przyniósł jeszcze jeden efekt: radykalnie zwiększył dostępność metod neuronaukowych. Neuronauka nie jest już przeznaczona wyłącznie dla akademików czy klinicystów. Wszyscy ludzie mają teraz środki, aby zakupić te systemy do użytku domowego. Motywacje do tego są zróżnicowane w różnych grupach demograficznych i obejmują amatorów, hobbystów oraz niezależnych badaczy. Ponadto przedsiębiorstwa komercyjne szybko dostrzegają możliwość wykorzystania tych systemów do wdrożenia w swoich branżach bez konieczności posiadania dedykowanych, wewnętrznych działów neuronauki.
Jakie są rzeczywiste zastosowania EEG?
Zastosowania EEG poza laboratorium są liczne i różnorodne. Jako narzędzie kliniczne EEG może być używane do podłużnego monitorowania funkcji poznawczych ludzi bez konieczności udawania się do placówki. Na przykład badania potwierdziły przydatność EEG jako biomarkera demencji (Chatzikonstantinou i in., 2021). Ponadto można go nawet użyć do przewidywania przejścia od łagodnych zaburzeń poznawczych do demencji (Engedal i in., 2020). Konsekwentne, domowe badanie EEG byłoby szczególnie pomocne w tych populacjach, które składają się głównie ze starszych dorosłych, dla których regularne podróże do ośrodka badawczego mogą nie być wykonalne.
Innym aktualnym przykładem zastosowania EEG w terenie jest niedawne zainteresowanie powypadkowymi urazami mózgu w sporcie. W sportach o dużym kontakcie, takich jak zawodowy futbol, wstrząśnienia mózgu są powszechną kontuzją. Wstrząśnienia mózgu są niepokojące, ponieważ często wymykają się detekcji klinicznej i mogą mieć zgubny wpływ na funkcjonowanie poznawcze jednostki. Dowody potwierdzają zastosowanie EEG w diagnozowaniu wstrząśnienia mózgu oraz we wspieraniu zarządzania klinicznego po urazie (Corbin-Berrigan i in., 2020). Z pewnością obecność przenośnego EEG na linii bocznej boiska byłaby potężnym narzędziem pomagającym zespołom w podejmowaniu dobrych decyzji dotyczących dobra ich graczy.
Przedsiębiorstwa komercyjne również mogą wiele zyskać na badaniach EEG w świecie rzeczywistym. Neuromarketing to szerokie pojęcie, ale ogólnie wiąże się z uzyskiwaniem wglądu w preferencje konsumentów i przewidywaniem zachowań poprzez pomiar sygnałów neuronowych lub innych sygnałów fizjologicznych. Wartość stosowania EEG do badania pragnień konsumentów leży w zdolności tej metody do indeksowania obiektywnych reakcji. Czasami to, co ludzie deklarują, nie odpowiada temu, co faktycznie czują, ponieważ ludzie podlegają szerokiej gamie uprzedzeń och błędom poznawczym. Mogą również mieć silne pragnienie zadowolenia innych lub uniknięcia zakłopotania. Nawet sposób sformułowania pytania może wpłynąć na to, jak dana osoba postrzega produkt. EEG pozwala badaczom obejść te kwestie i zapewnia niefiltrowany wgląd w sposób, w jaki jednostka przetwarza informacje. Wykorzystując te strumienie danych, firmy mogą uzupełnić lub zastąpić tradycyjne narzędzia marketingowe.
Jakie są przeszkody w prowadzeniu EEG w świecie rzeczywistym?
Koszt jest prawdopodobnie największą barierą w prowadzeniu eksperymentów EEG w świecie rzeczywistym. Choć są tańsze niż inne narzędzia do obrazowania mózgu, systemy EEG wciąż potrafią być duże i kosztowne. Zrozumienie ogromnej ilości danych wymaga procesów przetwarzania i analizy. Zbiory danych muszą być również przechowywane w bezpieczny sposób. To stawia wewnętrzną neuronaukę poza zasięgiem wielu mniejszych firm.
Koszt prowadzenia EEG w świecie rzeczywistym dodatkowo rośnie, gdy weźmie się pod uwagę jeden z kluczowych mankamentów badań na ludziach: kwestię reprezentatywnej próby. Wiele badań jest ograniczonych realiami rekrutacji uczestników, która często opiera się na wygodzie (np. studenci uniwersytetu). Skutkuje to tym, że wiele badań cierpi na problem „WEIRD”, w którym większość uczestników to osoby białe, wykształcone, z krajów uprzemysłowionych, bogatych i demokratycznych. Samo przeniesienie EEG poza laboratorium nie rozwiązuje tego problemu, a ciężar rekrutacji prób złożonych z ludzi o różnych kulturach, poziomach wykształcenia, zainteresowaniach i doświadczeniu może być finansowo i logistycznie zaporowy.
Jak mogę prowadzić badania EEG w świecie rzeczywistym na szeroką skalę?
Biorąc pod uwagę koszty prowadzenia badań EEG w rzeczywistym świecie, wielu mogłoby założyć, że badania neuronaukowe pozostaną domeną dobrze finansowanych instytucji akademickich i korporacji. Jednak oprócz zrewolucjonizowania rynku dzięki przenośnym, niedrogim systemom EEG, firma Emotiv uruchomiła platformy EmotivPRO Builder i EmotivLABS, które pozwalają firmom projektować i przeprowadzać badania neuronaukowe na dużą skalę. EmotivPRO Builder to intuicyjny interfejs graficzny, który daje użytkownikom pełną kontrolę nad eksperymentem i ułatwia projektowanie badań EEG użytkownikom na każdym poziomie zaawansowania. Bardziej zaawansowani technicznie użytkownicy mogą również importować eksperymenty PsychoPy napisane w języku Python.
Po zbudowaniu eksperymentu użytkownicy mogą wdrożyć go na platformie EmotivLABS. Nie jest to wyłącznie platforma prezentacyjna, ale również usprawnia rekrutację uczestników za pomocą pulpitów nawigacyjnych i daje badaczom dostęp do szerokiej bazy współpracowników Emotiv. Płatności dla uczestników mogą być również obsługiwane za pośrednictwem platformy. Baza współpracowników Emotiv pochodzi obecnie z 84 krajów. Prawie połowa jest dwujęzyczna i obejmuje osoby o bardzo zróżnicowanym wykształceniu.
Dla firm, które nie są pewne, jak najlepiej wykorzystać potęgę neuronauki, zespół Emotiv Research as a Service oferuje usługi doradcze. Zespół badawczy zidentyfikuje kluczowe pytania, zaprojektuje eksperyment, zrekrutuje uczestników, zbierze, przetworzy i przeanalizuje dane oraz sporządzi spersonalizowane raporty z ustaleń. Twój wkład będzie mile widziany na każdym kroku. Partnerstwo z zespołem badawczym Emotiv reprezentuje prawdziwie kompleksowe rozwiązanie pozwalające na włączenie się w rewolucję neuronaukową.
Aby zilustrować konkretny przypadek użycia, poniżej przedstawiamy studium przypadku z niedawnego partnerstwa.
Efekt Mentimeter: Studium przypadku badania EEG w świecie rzeczywistym z użyciem EmotivLABS
Mentimeter to platforma oprogramowania do prezentacji multimedialnych. Większość ludzi zna program Microsoft PowerPoint. Niezliczone godziny poświęcono na wygłaszanie prezentacji w PowerPoint, w których publiczność odgrywa bierną rolę. Mentimeter pozwala również użytkownikom na przekazywanie informacji za pomocą tekstu, obrazów, dźwięku i wideo, ale z niespodzianką. Mentimeter wyróżnia się funkcjami, które umożliwiają interaktywne zaangażowanie publiczności na żywo. Oprócz typowych slajdów prezenterzy mogą dołączać wydarzenia, z którymi publiczność może wchodzić w interakcję za pomocą swoich osobistych urządzeń. Na przykład widzowie mogą głosować na treści, na których chcieliby się skupić w prezentacji. Mogą też wyrazić swoją opinię na określony temat lub odpowiedzieć na pytania quizowe dotyczące tego, co właśnie obejrzeli. W ten sposób Mentimeter pozwala na bardziej dynamiczne, żywe prezentacje niż PowerPoint.
Firma Mentimeter wiedziała, że ma wyjątkowy produkt i że ludzie prawdopodobnie uznają go za bardziej angażujący. Nie chcieli jednak polegać wyłącznie na subiektywnych opiniach swoich użytkowników. Chcieli uzyskać obiektywne, szczegółowe dane, które pokazałyby dokładnie, co czyni Mentimeter wyjątkowym. Zwrócili się do firmy Emotiv o przeprowadzenie projektu badawczego, który pozwoliłby znaleźć odpowiedzi na te pytania. Wspólnie z naszym zespołem badawczym zidentyfikowaliśmy kluczowe pytania, które uderzały w samo sedno sukcesu platformy Mentimeter.
Kluczowe pytania:
O ile bardziej angażująca jest prezentacja na platformie Mentimeter w porównaniu z bardziej tradycyjną prezentacją w programie PowerPoint?
Które ze specjalnych funkcji platformy Mentimeter najbardziej przyciągają uwagę odbiorców?
Jak zmienia się uwaga w trakcie prezentacji? Czy słabnie, tak jak można by się tego spodziewać podczas długiej prezentacji w technologii PowerPoint?
Jaki jest związek między zaangażowaniem a uwagą? Czy ludzie uważniej słuchają, gdy są zaangażowani?
Wykłady i prezentacje często służą przyswajaniu nowych informacji i zapamiętywaniu ich. Czy Mentimeter pomaga nam uczyć się lepiej?
Aby odpowiedzieć na te pytania, zespół badawczy Emotiv opracował eksperyment szyty na miarę. Zazwyczaj tego typu badanie polegałoby na zgromadzeniu uczestników w jednym pokoju i zbieraniu danych EEG na lokalnym komputerze, podczas gdy oglądali oni tradycyjną prezentację w porównaniu z prezentacją Mentimeter. Rekrutacja uczestników z jednego obszaru i gromadzenie ich w ograniczonej przestrzeni nie było preferowane z kilku powodów.
Jednym z nich była zwykła logistyka. Aby dotrzeć do naszej lokalizacji, uczestnicy musieliby podróżować, co mogłoby ograniczyć liczbę ochotników. Podobnie, rekrutacja uczestników z jednego regionu mogłaby skutkować próbą niereprezentatywną. Drugą kwestią było zdrowie publiczne. W czasie pandemii badania EEG były poważnie ograniczone ze względu na bliski kontakt interpersonalny wymagany do konfiguracji systemów. Dzięki zorganizowaniu badania zdalnego, które wykorzystało bazę użytkowników Emotiv i wdrożeniu go na platformie EmotivLABS, byliśmy w stanie obejść te problemy. Pozwoliło nam to przeprowadzić bezpieczne badanie, które rejestrowało dane od użytkowników z całego świata i wykorzystywało zaawansowane algorytmy uczenia maszynowego Emotiv do oceny zaangażowania, uwagi, zainteresowania i stresu poznawczego odbiorców w czasie rzeczywistym.
Badanie
Aby ocenić efekt Mentimeter, zaprojektowaliśmy eksperyment, w którym ludzie oglądali dwie prezentacje; jedną wykonaną za pomocą Mentimeter, a drugą za pomocą PowerPoint. Podczas gdy oglądali prezentacje, zdalnie zbieraliśmy dane EEG i ocenialiśmy aktywność ich mózgu w obszarach zaangażowania, uwagi, zainteresowania i stresu poznawczego. Zebraliśmy również dane demograficzne oraz ankiety oparte na samoocenie.
Uczestnicy
Do badania rekrutowano dwudziestu ośmiu uczestników spośród bazy klientów Emotiv, drogą internetową poprzez komunikację e-mailową oraz formularze online. Ta wielkość próby była mniejsza, niż byśmy chcieli. Byliśmy jednak ograniczeni rygorystycznym harmonogramem projektu, dlatego warto zauważyć, że udało nam się rekrutować taką liczbę osób w krótkim czasie, co odzwierciedla skuteczność rekrutacji uczestników za pomocą EmotivLABS. Za zgodą uczestników zbierano dane demograficzne, aby Mentimeter mógł zrozumieć, jak te efekty wpływają na różne osoby.
Rekrutowano uczestników z ponad 15 różnych krajów, w wieku od 21 do 64 lat. Rekrutacja online na całym świecie pozwoliła nam również na uchwycenie zróżnicowanego poziomu wykształcenia, zawodów, umiejętności muzycznych i wiedzy specjalistycznej w odpowiednich tematach. Charakterystykę uczestników przedstawiono na rysunkach od 1 do 3.

Rysunek 1. Demografia uczestników.

Rysunek 2. Poziom wykształcenia i umiejętności muzyczne uczestników.

Rysunek 3. Samoocena wiedzy na poszczególne tematy.
Metoda
Ankieta rekrutacyjna została wysłana pocztą elektroniczną do bazy klientów Emotiv, do każdego, kto mógłby być zainteresowany udziałem w badaniu online. Za pomocą oprogramowania do wideokonferencji rozpoczęliśmy od sesji orientacyjnej, podczas której wyjaśniliśmy uczestnikom podstawy przebiegu eksperymentu. Wszyscy uczestnicy skonfigurowali swoje urządzenia Emotiv EPOC, EPOC+ lub EPOCX (https://www.emotiv.com/epoc-x/) przed rozmową, a po szybkiej kontroli jakości danych przez Dyrektora ds. Badań Emotiv, oprogramowanie EmotivLABS automatycznie śledziło jakość sygnału przez cały czas trwania nagrania.
Cały eksperyment został zbudowany przy użyciu kreatora eksperymentów na platformie internetowej Emotiv (https://www.emotiv.com/emotivpro/build/). Platforma EmotivLABS przeprowadziła uczestników przez stan wyjściowy (ciche siedzenie z otwartymi i zamkniętymi oczami), kilka kwestionariuszy mających na celu ustalenie, czy w danym dniu było coś, co mogłoby wpłynąć na badanie EEG, a następnie poprosiła ich o rozpoczęcie pierwszej prezentacji. Przedstawiciel firmy Mentimeter, Oscar, poprowadził webinar na jeden z 2 tematów. Jedna prezentacja została przygotowana na platformie Mentimeter, a druga w programie PowerPoint. Prezentacje miały również różną treść; jedna dotyczyła „Szeregu harmonicznego”, a druga „Sztucznej inteligencji w muzyce”. Zrównoważyliśmy te warunki prezentacji, aby upewnić się, że wszelkie efekty nie były przypisywane samej treści, ale użytecznemu oprogramowaniu (patrz Rysunek 4).

Rysunek 4. Zrównoważone warunki dla każdej grupy.
Po drugiej prezentacji uczestnicy wypełnili kwestionariusz, a następnie zebraliśmy końcową sesję bazowego EEG. Przegląd protokołu przedstawia Rysunek 5.

Rysunek 5. Przegląd eksperymentu.
Wskaźniki Wydajności Emotiv
Wskaźniki Wydajności Emotiv (Performance Metrics – PM) to neurofizjologiczne miary stanów poznawczych i afektywnych. Są to zastrzeżone algorytmy uczenia maszynowego dostarczające w czasie rzeczywistym wartości zagregowanych pomiarów elektroencefalografii (EEG); zmiennych amplitud fal mózgowych, rozkładów przestrzennych, mocy i częstotliwości neuronów wysyłających sygnały w mózgu.
Dane EEG od setek osób w kontrolowanych eksperymentach psychologicznych i warunkach rzeczywistych zostały zebrane i użyte do zbudowania tych algorytmów. Każdy ze wskaźników wydajności jest skalowany i dostosowywany do indywidualnego użytkownika na podstawie jego własnego „zakresu” aktywności mózgu (przegląd wskaźników PM użytych w tym badaniu przedstawia Rysunek 6).

Rysunek 6. Przegląd Wskaźników Wydajności Emotiv
Wyniki
Mentimeter vs PowerPoint: Ogólne wzorce PM
Najpierw zbadaliśmy aktywność mózgu na poziomie grupy w odniesieniu do każdej z prezentacji jako całości. Rysunek 7 pokazuje średnią wartość każdego wskaźnika PM dla prezentacji Mentimeter i PowerPoint. W porównaniu z PowerPointem, uczestnicy wykazali statystycznie istotnie niższy poziom znudzenia oraz wyższy poziom zaangażowania, uwagi i obciążenia poznawczego. Nie było statystycznej różnicy w poziomie zainteresowania; jednak trend liczbowy wskazywał na większe zainteresowanie prezentacją Mentimeter.

Rysunek 7. Średnia PM dla całej prezentacji w porównaniu według platformy prezentacyjnej.
Następnie przyjrzeliśmy się, jak poszczególne osoby reagowały na każdą z prezentacji. Na Rysunku 8 „szersze” kształty wskazują na większą liczbę indywidualnych obserwacji PM przy danej wartości, a „węższe” kształty wskazują na mniejszą liczbę obserwacji PM przy tej wartości. Wzorce te sugerują, że prezentacje Mentimeter wywołały bardziej jednorodne reakcje niż PowerPoint. Innymi słowy, ludzie reagowali podobnie na Mentimeter, ale uznali PowerPoint za bardziej polaryzujący.

Rysunek 8. Rozkłady indywidualnych średnich PM w porównaniu według platformy prezentacyjnej.
Mentimeter vs PowerPoint: PM w czasie
Aby uzyskać obraz tego, jak ludzie reagowali w trakcie prezentacji, obliczyliśmy średnie grupowe wartości PM dla każdego slajdu dla każdej z platform (Mentimeter vs PowerPoint) i każdej z treści (AI vs Harmonics). Rysunek 9 przedstawia najbardziej godne uwagi wzorce.

Rysunek 9. Przebieg czasowy parametrów PM na przestrzeni slajdów.
W przypadku treści o AI poziom znudzenia był niższy w trakcie całej prezentacji. Zaobserwowaliśmy ciekawy wzorzec znudzenia w treściach o Harmonics, gdzie znudzenie rosło w kierunku środka prezentacji, a następnie spadało pod koniec. Sugeruje to, że unikalny, angażujący charakter „wydarzeń” Mentimeter pomógł złagodzić narastające znudzenie, które może pojawić się w trakcie prezentacji.
Zaobserwowaliśmy poziomy zaangażowania, które były wyższe dla platformy Mentimeter w przypadku obu rodzajów treści przez prawie całą prezentację. Spośród łącznie 24 slajdów, tylko w dwóch przypadkach zaangażowanie w Mentimeter nie było wyższe niż w PowerPoint.
Efekt Mentimeter: Porównanie wydarzeń Mentimeter ze slajdami PowerPoint
Chociaż ogólnie stwierdziliśmy, że ludzie reagowali pozytywnie na Mentimeter, chcieliśmy zagłębić się w szczegóły i zobaczyć, jak konkretne wydarzenia Mentimeter wypadały w porównaniu ze slajdami PowerPoint. Wydarzenia Mentimeter to momenty, w których publiczność jest zachęcana do interakcji z prezentacją za pomocą swoich urządzeń mobilnych. Na przykład uczestnicy mogli zostać zapytani o ich indywidualną opinię na dany temat lub poproszeni o odpowiedź na pytanie quizowe związane z prezentacją. Rysunek 10 przedstawia średnią wartość PM zaobserwowaną dla wydarzeń Mentimeter i slajdów PowerPoint.

Rysunek 10. Porównanie wartości PM dla wydarzeń Mentimeter i slajdów PowerPoint.
Zaobserwowaliśmy, że w stosunku do slajdów PowerPoint, wydarzenia Mentimeter skutkowały niższym znudzeniem i wyższym zaangażowaniem, uwagą, zainteresowaniem oraz obciążeniem poznawczym. Największe efekty odnotowano w przypadku poziomu znudzenia i zaangażowania, które odnotowały odpowiednio 16% spadek i 13% wzrost.
Efekt Mentimeter: Jak wypadają w porównaniu różne wydarzenia Mentimeter?
Chociaż wydarzenia Mentimeter ogólnie wywoływały pozytywne reakcje u publiczności, chcieliśmy dowiedzieć się, czy niektóre wydarzenia były lepsze od innych. Prezentacje Mentimeter zawierały trzy rodzaje wydarzeń: wydarzenia typu Opinia, w których publiczność była pytana o zdanie na dany temat; wydarzenia typu Quiz, w których publiczność odpowiadała na pytania dotyczące treści prezentacji; oraz wydarzenia wideo, podczas których uczestnicy oglądali film. Rysunek 11 pokazuje wartości PM dla każdego z typów wydarzeń. Dla porównania uwzględniliśmy również slajdy PowerPoint.

Rysunek 11. Średnia PM dla każdego typu wydarzenia Mentimeter. Do celów porównawczych dołączono średnią PM dla slajdu PowerPoint.
Wydarzenia typu Opinia wykazały najbardziej spójny efekt, wywołując najmniejszą ilość znudzenia i największą ilość zaangażowania, uwagi, zainteresowania oraz obciążenia poznawczego w porównaniu z innymi wydarzeniami. Co ciekawe, wydarzenia wideo miały tendencję do wywoływania największego znudzenia i najmniejszego zaangażowania oraz uwagi.
Efekt Mentimeter: Bliższe spojrzenie na zaangażowanie
Chociaż wszystkie PM wskazywały na pozytywną reakcję na prezentacje Mentimeter, zaangażowanie wydawało się mieć najbardziej spójny efekt. Aby przyjrzeć się temu bliżej, zindeksowaliśmy moment, w którym każdy uczestnik wykazał swoje maksymalne zaangażowanie PM. Rysunek 12 pokazuje, że większa liczba wartości maksymalnego zaangażowania wystąpiła podczas prezentacji Mentimeter. Ponadto 70% maksymalnych wyników zaangażowania uczestników miało miejsce podczas wydarzenia Mentimeter.

Rysunek 12. Rozkład maksymalnego wskaźnika PM dla zaangażowania.
Efekt Mentimeter: Porównanie miar obiektywnych i subiektywnych
Chociaż EEG może indeksować obiektywne reakcje na bodźce, przypadki, w których miary te są poparte samooceną, dostarczają przekonujących dowodów na istnienie określonych efektów. Rysunek 13 pokazuje subiektywne wyniki zaangażowania dla pięciu pytań związanych z zaangażowaniem, przedstawionych na koniec eksperymentu.

Rysunek 13. Subiektywne oceny zaangażowania zgłoszone przez uczestników w 5-stopniowej skali Likerta od „Wcale nie” do „Niezwykle”.
Odpowiedzi na wszystkie pytania potwierdziły wyniki uzyskane z danych mózgowych. W porównaniu z prezentacjami PowerPoint, prezentacje Mentimeter sprawiły, że uczestnicy czuli się bardziej zaangażowani w prezentacje, bardziej zaangażowani w kontakt z prezenterem, bardziej zainteresowani treścią, czerpali większą przyjemność z prezentacji i mieli poczucie, że dowiedzieli się więcej nowatorskich treści podczas prezentacji.
Podsumowanie
Na zakończenie badania zespół badawczy Emotiv przekazał firmie Mentimeter szczegółowy raport z wyników. Pozwoliło to Mentimeter lepiej zrozumieć swój produkt i to, co sprawiło, że był on tak pozytywnym doświadczeniem dla użytkowników. Mentimeter nie tylko otrzymał empiryczne dane, które wykazały, że ich produkt wywołał wyższe zaangażowanie, uwagę, obciążenie poznawcze przy jednoczesnym obniżeniu znudzenia, ale również dostarczył praktycznych wskazówek, które z ich specjalnych funkcji najbardziej angażowały użytkowników. Opis wyników badania przygotowany przez Mentimeter można znaleźć pod adresem https://www.mentimeter.com/campaigns/the-mentimeter-effect?
Badania takie jak Efekt Mentimeter reprezentują tylko ułamek możliwości zdalnych, usprawnionych i spersonalizowanych eksperymentów EEG. Od oceny preferencji konsumenckich po badanie problemów ze zdrowiem psychicznym, pakiet badawczy Emotiv jest idealną platformą do skalowalnych badań EEG. We współpracy z naszym zespołem badawczym osoby prywatne, firmy i instytucje mogą wykorzystać potęgę neuronauki, aby zyskać wgląd w populację ludzką. To rozwiązanie stanowi idealną odpowiedź na wyzwania współczesnej neuronauki, która jest odporna na kryzysy zdrowia publicznego, kurczące się budżety i szeroko otwarta na globalną społeczność.
Kiedy myślisz o badaniach z zakresu neuronauki, prawdopodobnie wyobrażasz sobie ubranych w białe fartuchy naukowców obsługujących duże, drogie urządzenia medyczne na uniwersytecie lub w szpitalu. Oczywiście niektóre metody neuronaukowe, takie jak pozytonowa tomografia emisyjna (PET), funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) i magnetoencefalografia (MEG), wymagają tych dużych, złożonych systemów, które wiążą się z odpowiednio wysokimi cenami. Jednak systemy elektroencefalografii (EEG) są na ogół mniejsze i tańsze. Technologia ta ewoluowała od zapisów papierowych i dużych komputerów do bezprzewodowych, mobilnych, łatwych w konfiguracji i stosunkowo niedrogich systemów. Oprócz mniejszych rozmiarów i nakładów finansowych, EEG stało się wiodącym instrumentem do dekodowania aktywności mózgu ze względu na swoją wysoką rozdzielczość czasową. Podczas gdy PET i fMRI mierzą zmiany aktywności mózgu w sekundach, EEG jest w stanie wykryć zmiany aktywności zachodzące w milisekundach, co pozwala na indeksowanie procesów, które w innym przypadku mogłyby pozostać niewykryte.
Co mierzy EEG?
Kiedy twoje neurony wysyłają sygnały, uwalniają maleńkie ilości elektryczności. Gdy wiele neuronów wysyła sygnały w tym samym obszarze, na przykład gdy o czymś myślisz, powstałe pole elektryczne jest wykrywalne poza czaszką. Systemy EEG wykorzystują to zjawisko, po prostu mierząc zmiany napięcia w czasie za pomocą zestawów czujników umieszczonych na skórze głowy. Możesz myśleć o tych czujnikach jak o maleńkich mikrofonach mierzących elektryczny dźwięk z twojego mózgu. Następnie możemy przekonwertować te sygnały na postać cyfrową, zebrać je na komputerze oraz przetworzyć i przeanalizować, aby wyciągnąć znaczące wzorce.
Dlaczego EEG jest ważne?
Często nie możemy zmierzyć pewnych rzeczy po prostu pytając ludzi lub obserwując ich zachowanie. Nawet kiedy możemy ich zapytać, ludzie nie odpowiadają dokładnie. EEG pozwala nam zajrzeć do wnętrza mózgu; to okno, na które nie mają wpływu uprzedzenia, postawy ani przekonania. Na przykład, jeśli zapytasz kogoś, czy czuje się zrelaksowany, nawet jeśli tak nie jest, może mieć skłonność do odpowiedzi twierdzącej, ponieważ ludzie często nie lubią przyznawać się do niepokoju.
Obserwując ich zapis EEG, badacz może być w stanie ustalić, że dana osoba, wbrew swojemu stwierdzeniu, faktycznie doświadcza silnego pobudzenia wskazującego na stan braku relaksu. W laboratorium EEG jest często używane do pomiaru niskopoziomowych procesów poznawczych, takich jak percepcja słuchowa lub wzrokowa, co może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć te procesy lub zrozumieć, jak dolegliwości wpływają na mózg. Ten rodzaj technologii jest kluczowy dla zrozumienia zjawisk, których nie można zgłosić lub które mogą zostać błędnie zgłoszone.
Dlaczego mielibyśmy wykonywać badanie EEG poza laboratorium?
Technologia EEG jest doskonałym narzędziem do zrozumienia procesów zachodzących w mózgu. Większość laboratoryjnych badań EEG ma na celu badanie funkcji niskiego poziomu, takich jak percepcja i poznanie. Laboratoria są do tego idealnym środowiskiem, ponieważ są wysoce kontrolowanymi miejscami, w których badacze mogą uwzględnić i usunąć zmienne zewnętrzne. Jednak nie spędzamy życia w laboratorium. Jesteśmy istotami chodzącymi, mówiącymi i wchodzącymi w interakcje, które prowadzą dynamiczne życie charakteryzujące się bogatym i różnorodnym doświadczeniem. Fakt ten utrudnia generalizowanie badań laboratoryjnych na niekontrolowane środowiska. Wyprowadzając technologię z laboratorium, możemy badać ludzi i ich aktywność mózgu w rzeczywistych środowiskach, które są bliższe sposobowi, w jaki faktycznie żyjemy.
Jeszcze nie tak dawno przeprowadzanie eksperymentów EEG poza laboratorium było niewyobrażalne. Systemy były duże i musiały być połączone ze wzmacniaczami, zasilaczami i jednostkami transmisji danych. Ponadto konfiguracja tych systemów była czasochłonna i często niewygodna dla uczestników. Ogromny postęp w technologii sprawił, że systemy te mogły być mniejsze, tańsze i bezprzewodowe. Dzięki tej zwiększonej przenośności i niższej cenie nastąpił wyraźny wzrost popularności opłacalnych i łatwych w użyciu systemów EEG. Emotiv jest liderem w tej dziedzinie od ponad dekady, wprowadzając na rynek pierwszy komercyjnie dostępny system EEG. W tym czasie firma Emotiv wydała sześć różnych systemów, od dwukanałowych słuchawek po 32-kanałowe czepki badawcze.
Rozwój tych komercyjnych systemów przyniósł jeszcze jeden efekt: radykalnie zwiększył dostępność metod neuronaukowych. Neuronauka nie jest już przeznaczona wyłącznie dla akademików czy klinicystów. Wszyscy ludzie mają teraz środki, aby zakupić te systemy do użytku domowego. Motywacje do tego są zróżnicowane w różnych grupach demograficznych i obejmują amatorów, hobbystów oraz niezależnych badaczy. Ponadto przedsiębiorstwa komercyjne szybko dostrzegają możliwość wykorzystania tych systemów do wdrożenia w swoich branżach bez konieczności posiadania dedykowanych, wewnętrznych działów neuronauki.
Jakie są rzeczywiste zastosowania EEG?
Zastosowania EEG poza laboratorium są liczne i różnorodne. Jako narzędzie kliniczne EEG może być używane do podłużnego monitorowania funkcji poznawczych ludzi bez konieczności udawania się do placówki. Na przykład badania potwierdziły przydatność EEG jako biomarkera demencji (Chatzikonstantinou i in., 2021). Ponadto można go nawet użyć do przewidywania przejścia od łagodnych zaburzeń poznawczych do demencji (Engedal i in., 2020). Konsekwentne, domowe badanie EEG byłoby szczególnie pomocne w tych populacjach, które składają się głównie ze starszych dorosłych, dla których regularne podróże do ośrodka badawczego mogą nie być wykonalne.
Innym aktualnym przykładem zastosowania EEG w terenie jest niedawne zainteresowanie powypadkowymi urazami mózgu w sporcie. W sportach o dużym kontakcie, takich jak zawodowy futbol, wstrząśnienia mózgu są powszechną kontuzją. Wstrząśnienia mózgu są niepokojące, ponieważ często wymykają się detekcji klinicznej i mogą mieć zgubny wpływ na funkcjonowanie poznawcze jednostki. Dowody potwierdzają zastosowanie EEG w diagnozowaniu wstrząśnienia mózgu oraz we wspieraniu zarządzania klinicznego po urazie (Corbin-Berrigan i in., 2020). Z pewnością obecność przenośnego EEG na linii bocznej boiska byłaby potężnym narzędziem pomagającym zespołom w podejmowaniu dobrych decyzji dotyczących dobra ich graczy.
Przedsiębiorstwa komercyjne również mogą wiele zyskać na badaniach EEG w świecie rzeczywistym. Neuromarketing to szerokie pojęcie, ale ogólnie wiąże się z uzyskiwaniem wglądu w preferencje konsumentów i przewidywaniem zachowań poprzez pomiar sygnałów neuronowych lub innych sygnałów fizjologicznych. Wartość stosowania EEG do badania pragnień konsumentów leży w zdolności tej metody do indeksowania obiektywnych reakcji. Czasami to, co ludzie deklarują, nie odpowiada temu, co faktycznie czują, ponieważ ludzie podlegają szerokiej gamie uprzedzeń och błędom poznawczym. Mogą również mieć silne pragnienie zadowolenia innych lub uniknięcia zakłopotania. Nawet sposób sformułowania pytania może wpłynąć na to, jak dana osoba postrzega produkt. EEG pozwala badaczom obejść te kwestie i zapewnia niefiltrowany wgląd w sposób, w jaki jednostka przetwarza informacje. Wykorzystując te strumienie danych, firmy mogą uzupełnić lub zastąpić tradycyjne narzędzia marketingowe.
Jakie są przeszkody w prowadzeniu EEG w świecie rzeczywistym?
Koszt jest prawdopodobnie największą barierą w prowadzeniu eksperymentów EEG w świecie rzeczywistym. Choć są tańsze niż inne narzędzia do obrazowania mózgu, systemy EEG wciąż potrafią być duże i kosztowne. Zrozumienie ogromnej ilości danych wymaga procesów przetwarzania i analizy. Zbiory danych muszą być również przechowywane w bezpieczny sposób. To stawia wewnętrzną neuronaukę poza zasięgiem wielu mniejszych firm.
Koszt prowadzenia EEG w świecie rzeczywistym dodatkowo rośnie, gdy weźmie się pod uwagę jeden z kluczowych mankamentów badań na ludziach: kwestię reprezentatywnej próby. Wiele badań jest ograniczonych realiami rekrutacji uczestników, która często opiera się na wygodzie (np. studenci uniwersytetu). Skutkuje to tym, że wiele badań cierpi na problem „WEIRD”, w którym większość uczestników to osoby białe, wykształcone, z krajów uprzemysłowionych, bogatych i demokratycznych. Samo przeniesienie EEG poza laboratorium nie rozwiązuje tego problemu, a ciężar rekrutacji prób złożonych z ludzi o różnych kulturach, poziomach wykształcenia, zainteresowaniach i doświadczeniu może być finansowo i logistycznie zaporowy.
Jak mogę prowadzić badania EEG w świecie rzeczywistym na szeroką skalę?
Biorąc pod uwagę koszty prowadzenia badań EEG w rzeczywistym świecie, wielu mogłoby założyć, że badania neuronaukowe pozostaną domeną dobrze finansowanych instytucji akademickich i korporacji. Jednak oprócz zrewolucjonizowania rynku dzięki przenośnym, niedrogim systemom EEG, firma Emotiv uruchomiła platformy EmotivPRO Builder i EmotivLABS, które pozwalają firmom projektować i przeprowadzać badania neuronaukowe na dużą skalę. EmotivPRO Builder to intuicyjny interfejs graficzny, który daje użytkownikom pełną kontrolę nad eksperymentem i ułatwia projektowanie badań EEG użytkownikom na każdym poziomie zaawansowania. Bardziej zaawansowani technicznie użytkownicy mogą również importować eksperymenty PsychoPy napisane w języku Python.
Po zbudowaniu eksperymentu użytkownicy mogą wdrożyć go na platformie EmotivLABS. Nie jest to wyłącznie platforma prezentacyjna, ale również usprawnia rekrutację uczestników za pomocą pulpitów nawigacyjnych i daje badaczom dostęp do szerokiej bazy współpracowników Emotiv. Płatności dla uczestników mogą być również obsługiwane za pośrednictwem platformy. Baza współpracowników Emotiv pochodzi obecnie z 84 krajów. Prawie połowa jest dwujęzyczna i obejmuje osoby o bardzo zróżnicowanym wykształceniu.
Dla firm, które nie są pewne, jak najlepiej wykorzystać potęgę neuronauki, zespół Emotiv Research as a Service oferuje usługi doradcze. Zespół badawczy zidentyfikuje kluczowe pytania, zaprojektuje eksperyment, zrekrutuje uczestników, zbierze, przetworzy i przeanalizuje dane oraz sporządzi spersonalizowane raporty z ustaleń. Twój wkład będzie mile widziany na każdym kroku. Partnerstwo z zespołem badawczym Emotiv reprezentuje prawdziwie kompleksowe rozwiązanie pozwalające na włączenie się w rewolucję neuronaukową.
Aby zilustrować konkretny przypadek użycia, poniżej przedstawiamy studium przypadku z niedawnego partnerstwa.
Efekt Mentimeter: Studium przypadku badania EEG w świecie rzeczywistym z użyciem EmotivLABS
Mentimeter to platforma oprogramowania do prezentacji multimedialnych. Większość ludzi zna program Microsoft PowerPoint. Niezliczone godziny poświęcono na wygłaszanie prezentacji w PowerPoint, w których publiczność odgrywa bierną rolę. Mentimeter pozwala również użytkownikom na przekazywanie informacji za pomocą tekstu, obrazów, dźwięku i wideo, ale z niespodzianką. Mentimeter wyróżnia się funkcjami, które umożliwiają interaktywne zaangażowanie publiczności na żywo. Oprócz typowych slajdów prezenterzy mogą dołączać wydarzenia, z którymi publiczność może wchodzić w interakcję za pomocą swoich osobistych urządzeń. Na przykład widzowie mogą głosować na treści, na których chcieliby się skupić w prezentacji. Mogą też wyrazić swoją opinię na określony temat lub odpowiedzieć na pytania quizowe dotyczące tego, co właśnie obejrzeli. W ten sposób Mentimeter pozwala na bardziej dynamiczne, żywe prezentacje niż PowerPoint.
Firma Mentimeter wiedziała, że ma wyjątkowy produkt i że ludzie prawdopodobnie uznają go za bardziej angażujący. Nie chcieli jednak polegać wyłącznie na subiektywnych opiniach swoich użytkowników. Chcieli uzyskać obiektywne, szczegółowe dane, które pokazałyby dokładnie, co czyni Mentimeter wyjątkowym. Zwrócili się do firmy Emotiv o przeprowadzenie projektu badawczego, który pozwoliłby znaleźć odpowiedzi na te pytania. Wspólnie z naszym zespołem badawczym zidentyfikowaliśmy kluczowe pytania, które uderzały w samo sedno sukcesu platformy Mentimeter.
Kluczowe pytania:
O ile bardziej angażująca jest prezentacja na platformie Mentimeter w porównaniu z bardziej tradycyjną prezentacją w programie PowerPoint?
Które ze specjalnych funkcji platformy Mentimeter najbardziej przyciągają uwagę odbiorców?
Jak zmienia się uwaga w trakcie prezentacji? Czy słabnie, tak jak można by się tego spodziewać podczas długiej prezentacji w technologii PowerPoint?
Jaki jest związek między zaangażowaniem a uwagą? Czy ludzie uważniej słuchają, gdy są zaangażowani?
Wykłady i prezentacje często służą przyswajaniu nowych informacji i zapamiętywaniu ich. Czy Mentimeter pomaga nam uczyć się lepiej?
Aby odpowiedzieć na te pytania, zespół badawczy Emotiv opracował eksperyment szyty na miarę. Zazwyczaj tego typu badanie polegałoby na zgromadzeniu uczestników w jednym pokoju i zbieraniu danych EEG na lokalnym komputerze, podczas gdy oglądali oni tradycyjną prezentację w porównaniu z prezentacją Mentimeter. Rekrutacja uczestników z jednego obszaru i gromadzenie ich w ograniczonej przestrzeni nie było preferowane z kilku powodów.
Jednym z nich była zwykła logistyka. Aby dotrzeć do naszej lokalizacji, uczestnicy musieliby podróżować, co mogłoby ograniczyć liczbę ochotników. Podobnie, rekrutacja uczestników z jednego regionu mogłaby skutkować próbą niereprezentatywną. Drugą kwestią było zdrowie publiczne. W czasie pandemii badania EEG były poważnie ograniczone ze względu na bliski kontakt interpersonalny wymagany do konfiguracji systemów. Dzięki zorganizowaniu badania zdalnego, które wykorzystało bazę użytkowników Emotiv i wdrożeniu go na platformie EmotivLABS, byliśmy w stanie obejść te problemy. Pozwoliło nam to przeprowadzić bezpieczne badanie, które rejestrowało dane od użytkowników z całego świata i wykorzystywało zaawansowane algorytmy uczenia maszynowego Emotiv do oceny zaangażowania, uwagi, zainteresowania i stresu poznawczego odbiorców w czasie rzeczywistym.
Badanie
Aby ocenić efekt Mentimeter, zaprojektowaliśmy eksperyment, w którym ludzie oglądali dwie prezentacje; jedną wykonaną za pomocą Mentimeter, a drugą za pomocą PowerPoint. Podczas gdy oglądali prezentacje, zdalnie zbieraliśmy dane EEG i ocenialiśmy aktywność ich mózgu w obszarach zaangażowania, uwagi, zainteresowania i stresu poznawczego. Zebraliśmy również dane demograficzne oraz ankiety oparte na samoocenie.
Uczestnicy
Do badania rekrutowano dwudziestu ośmiu uczestników spośród bazy klientów Emotiv, drogą internetową poprzez komunikację e-mailową oraz formularze online. Ta wielkość próby była mniejsza, niż byśmy chcieli. Byliśmy jednak ograniczeni rygorystycznym harmonogramem projektu, dlatego warto zauważyć, że udało nam się rekrutować taką liczbę osób w krótkim czasie, co odzwierciedla skuteczność rekrutacji uczestników za pomocą EmotivLABS. Za zgodą uczestników zbierano dane demograficzne, aby Mentimeter mógł zrozumieć, jak te efekty wpływają na różne osoby.
Rekrutowano uczestników z ponad 15 różnych krajów, w wieku od 21 do 64 lat. Rekrutacja online na całym świecie pozwoliła nam również na uchwycenie zróżnicowanego poziomu wykształcenia, zawodów, umiejętności muzycznych i wiedzy specjalistycznej w odpowiednich tematach. Charakterystykę uczestników przedstawiono na rysunkach od 1 do 3.

Rysunek 1. Demografia uczestników.

Rysunek 2. Poziom wykształcenia i umiejętności muzyczne uczestników.

Rysunek 3. Samoocena wiedzy na poszczególne tematy.
Metoda
Ankieta rekrutacyjna została wysłana pocztą elektroniczną do bazy klientów Emotiv, do każdego, kto mógłby być zainteresowany udziałem w badaniu online. Za pomocą oprogramowania do wideokonferencji rozpoczęliśmy od sesji orientacyjnej, podczas której wyjaśniliśmy uczestnikom podstawy przebiegu eksperymentu. Wszyscy uczestnicy skonfigurowali swoje urządzenia Emotiv EPOC, EPOC+ lub EPOCX (https://www.emotiv.com/epoc-x/) przed rozmową, a po szybkiej kontroli jakości danych przez Dyrektora ds. Badań Emotiv, oprogramowanie EmotivLABS automatycznie śledziło jakość sygnału przez cały czas trwania nagrania.
Cały eksperyment został zbudowany przy użyciu kreatora eksperymentów na platformie internetowej Emotiv (https://www.emotiv.com/emotivpro/build/). Platforma EmotivLABS przeprowadziła uczestników przez stan wyjściowy (ciche siedzenie z otwartymi i zamkniętymi oczami), kilka kwestionariuszy mających na celu ustalenie, czy w danym dniu było coś, co mogłoby wpłynąć na badanie EEG, a następnie poprosiła ich o rozpoczęcie pierwszej prezentacji. Przedstawiciel firmy Mentimeter, Oscar, poprowadził webinar na jeden z 2 tematów. Jedna prezentacja została przygotowana na platformie Mentimeter, a druga w programie PowerPoint. Prezentacje miały również różną treść; jedna dotyczyła „Szeregu harmonicznego”, a druga „Sztucznej inteligencji w muzyce”. Zrównoważyliśmy te warunki prezentacji, aby upewnić się, że wszelkie efekty nie były przypisywane samej treści, ale użytecznemu oprogramowaniu (patrz Rysunek 4).

Rysunek 4. Zrównoważone warunki dla każdej grupy.
Po drugiej prezentacji uczestnicy wypełnili kwestionariusz, a następnie zebraliśmy końcową sesję bazowego EEG. Przegląd protokołu przedstawia Rysunek 5.

Rysunek 5. Przegląd eksperymentu.
Wskaźniki Wydajności Emotiv
Wskaźniki Wydajności Emotiv (Performance Metrics – PM) to neurofizjologiczne miary stanów poznawczych i afektywnych. Są to zastrzeżone algorytmy uczenia maszynowego dostarczające w czasie rzeczywistym wartości zagregowanych pomiarów elektroencefalografii (EEG); zmiennych amplitud fal mózgowych, rozkładów przestrzennych, mocy i częstotliwości neuronów wysyłających sygnały w mózgu.
Dane EEG od setek osób w kontrolowanych eksperymentach psychologicznych i warunkach rzeczywistych zostały zebrane i użyte do zbudowania tych algorytmów. Każdy ze wskaźników wydajności jest skalowany i dostosowywany do indywidualnego użytkownika na podstawie jego własnego „zakresu” aktywności mózgu (przegląd wskaźników PM użytych w tym badaniu przedstawia Rysunek 6).

Rysunek 6. Przegląd Wskaźników Wydajności Emotiv
Wyniki
Mentimeter vs PowerPoint: Ogólne wzorce PM
Najpierw zbadaliśmy aktywność mózgu na poziomie grupy w odniesieniu do każdej z prezentacji jako całości. Rysunek 7 pokazuje średnią wartość każdego wskaźnika PM dla prezentacji Mentimeter i PowerPoint. W porównaniu z PowerPointem, uczestnicy wykazali statystycznie istotnie niższy poziom znudzenia oraz wyższy poziom zaangażowania, uwagi i obciążenia poznawczego. Nie było statystycznej różnicy w poziomie zainteresowania; jednak trend liczbowy wskazywał na większe zainteresowanie prezentacją Mentimeter.

Rysunek 7. Średnia PM dla całej prezentacji w porównaniu według platformy prezentacyjnej.
Następnie przyjrzeliśmy się, jak poszczególne osoby reagowały na każdą z prezentacji. Na Rysunku 8 „szersze” kształty wskazują na większą liczbę indywidualnych obserwacji PM przy danej wartości, a „węższe” kształty wskazują na mniejszą liczbę obserwacji PM przy tej wartości. Wzorce te sugerują, że prezentacje Mentimeter wywołały bardziej jednorodne reakcje niż PowerPoint. Innymi słowy, ludzie reagowali podobnie na Mentimeter, ale uznali PowerPoint za bardziej polaryzujący.

Rysunek 8. Rozkłady indywidualnych średnich PM w porównaniu według platformy prezentacyjnej.
Mentimeter vs PowerPoint: PM w czasie
Aby uzyskać obraz tego, jak ludzie reagowali w trakcie prezentacji, obliczyliśmy średnie grupowe wartości PM dla każdego slajdu dla każdej z platform (Mentimeter vs PowerPoint) i każdej z treści (AI vs Harmonics). Rysunek 9 przedstawia najbardziej godne uwagi wzorce.

Rysunek 9. Przebieg czasowy parametrów PM na przestrzeni slajdów.
W przypadku treści o AI poziom znudzenia był niższy w trakcie całej prezentacji. Zaobserwowaliśmy ciekawy wzorzec znudzenia w treściach o Harmonics, gdzie znudzenie rosło w kierunku środka prezentacji, a następnie spadało pod koniec. Sugeruje to, że unikalny, angażujący charakter „wydarzeń” Mentimeter pomógł złagodzić narastające znudzenie, które może pojawić się w trakcie prezentacji.
Zaobserwowaliśmy poziomy zaangażowania, które były wyższe dla platformy Mentimeter w przypadku obu rodzajów treści przez prawie całą prezentację. Spośród łącznie 24 slajdów, tylko w dwóch przypadkach zaangażowanie w Mentimeter nie było wyższe niż w PowerPoint.
Efekt Mentimeter: Porównanie wydarzeń Mentimeter ze slajdami PowerPoint
Chociaż ogólnie stwierdziliśmy, że ludzie reagowali pozytywnie na Mentimeter, chcieliśmy zagłębić się w szczegóły i zobaczyć, jak konkretne wydarzenia Mentimeter wypadały w porównaniu ze slajdami PowerPoint. Wydarzenia Mentimeter to momenty, w których publiczność jest zachęcana do interakcji z prezentacją za pomocą swoich urządzeń mobilnych. Na przykład uczestnicy mogli zostać zapytani o ich indywidualną opinię na dany temat lub poproszeni o odpowiedź na pytanie quizowe związane z prezentacją. Rysunek 10 przedstawia średnią wartość PM zaobserwowaną dla wydarzeń Mentimeter i slajdów PowerPoint.

Rysunek 10. Porównanie wartości PM dla wydarzeń Mentimeter i slajdów PowerPoint.
Zaobserwowaliśmy, że w stosunku do slajdów PowerPoint, wydarzenia Mentimeter skutkowały niższym znudzeniem i wyższym zaangażowaniem, uwagą, zainteresowaniem oraz obciążeniem poznawczym. Największe efekty odnotowano w przypadku poziomu znudzenia i zaangażowania, które odnotowały odpowiednio 16% spadek i 13% wzrost.
Efekt Mentimeter: Jak wypadają w porównaniu różne wydarzenia Mentimeter?
Chociaż wydarzenia Mentimeter ogólnie wywoływały pozytywne reakcje u publiczności, chcieliśmy dowiedzieć się, czy niektóre wydarzenia były lepsze od innych. Prezentacje Mentimeter zawierały trzy rodzaje wydarzeń: wydarzenia typu Opinia, w których publiczność była pytana o zdanie na dany temat; wydarzenia typu Quiz, w których publiczność odpowiadała na pytania dotyczące treści prezentacji; oraz wydarzenia wideo, podczas których uczestnicy oglądali film. Rysunek 11 pokazuje wartości PM dla każdego z typów wydarzeń. Dla porównania uwzględniliśmy również slajdy PowerPoint.

Rysunek 11. Średnia PM dla każdego typu wydarzenia Mentimeter. Do celów porównawczych dołączono średnią PM dla slajdu PowerPoint.
Wydarzenia typu Opinia wykazały najbardziej spójny efekt, wywołując najmniejszą ilość znudzenia i największą ilość zaangażowania, uwagi, zainteresowania oraz obciążenia poznawczego w porównaniu z innymi wydarzeniami. Co ciekawe, wydarzenia wideo miały tendencję do wywoływania największego znudzenia i najmniejszego zaangażowania oraz uwagi.
Efekt Mentimeter: Bliższe spojrzenie na zaangażowanie
Chociaż wszystkie PM wskazywały na pozytywną reakcję na prezentacje Mentimeter, zaangażowanie wydawało się mieć najbardziej spójny efekt. Aby przyjrzeć się temu bliżej, zindeksowaliśmy moment, w którym każdy uczestnik wykazał swoje maksymalne zaangażowanie PM. Rysunek 12 pokazuje, że większa liczba wartości maksymalnego zaangażowania wystąpiła podczas prezentacji Mentimeter. Ponadto 70% maksymalnych wyników zaangażowania uczestników miało miejsce podczas wydarzenia Mentimeter.

Rysunek 12. Rozkład maksymalnego wskaźnika PM dla zaangażowania.
Efekt Mentimeter: Porównanie miar obiektywnych i subiektywnych
Chociaż EEG może indeksować obiektywne reakcje na bodźce, przypadki, w których miary te są poparte samooceną, dostarczają przekonujących dowodów na istnienie określonych efektów. Rysunek 13 pokazuje subiektywne wyniki zaangażowania dla pięciu pytań związanych z zaangażowaniem, przedstawionych na koniec eksperymentu.

Rysunek 13. Subiektywne oceny zaangażowania zgłoszone przez uczestników w 5-stopniowej skali Likerta od „Wcale nie” do „Niezwykle”.
Odpowiedzi na wszystkie pytania potwierdziły wyniki uzyskane z danych mózgowych. W porównaniu z prezentacjami PowerPoint, prezentacje Mentimeter sprawiły, że uczestnicy czuli się bardziej zaangażowani w prezentacje, bardziej zaangażowani w kontakt z prezenterem, bardziej zainteresowani treścią, czerpali większą przyjemność z prezentacji i mieli poczucie, że dowiedzieli się więcej nowatorskich treści podczas prezentacji.
Podsumowanie
Na zakończenie badania zespół badawczy Emotiv przekazał firmie Mentimeter szczegółowy raport z wyników. Pozwoliło to Mentimeter lepiej zrozumieć swój produkt i to, co sprawiło, że był on tak pozytywnym doświadczeniem dla użytkowników. Mentimeter nie tylko otrzymał empiryczne dane, które wykazały, że ich produkt wywołał wyższe zaangażowanie, uwagę, obciążenie poznawcze przy jednoczesnym obniżeniu znudzenia, ale również dostarczył praktycznych wskazówek, które z ich specjalnych funkcji najbardziej angażowały użytkowników. Opis wyników badania przygotowany przez Mentimeter można znaleźć pod adresem https://www.mentimeter.com/campaigns/the-mentimeter-effect?
Badania takie jak Efekt Mentimeter reprezentują tylko ułamek możliwości zdalnych, usprawnionych i spersonalizowanych eksperymentów EEG. Od oceny preferencji konsumenckich po badanie problemów ze zdrowiem psychicznym, pakiet badawczy Emotiv jest idealną platformą do skalowalnych badań EEG. We współpracy z naszym zespołem badawczym osoby prywatne, firmy i instytucje mogą wykorzystać potęgę neuronauki, aby zyskać wgląd w populację ludzką. To rozwiązanie stanowi idealną odpowiedź na wyzwania współczesnej neuronauki, która jest odporna na kryzysy zdrowia publicznego, kurczące się budżety i szeroko otwarta na globalną społeczność.

Kontynuuj czytanie