Por que usar o EEG para pesquisa?
Mehul Nayak
Atualizado em
17 de fev. de 2022
Por que usar o EEG para pesquisa?
Mehul Nayak
Atualizado em
17 de fev. de 2022
Por que usar o EEG para pesquisa?
Mehul Nayak
Atualizado em
17 de fev. de 2022
Imagine que você criou um vídeo curto e deseja descobrir quais partes dele as pessoas acharam envolventes. Normalmente, você apenas perguntaria a elas. Talvez usasse uma pesquisa. Mas a resposta mais comum pode ser “Não tenho certeza exata” ou “Não me lembro”. Conduzir pesquisas sobre a percepção humana usando apenas medidas subjetivas pode ser repleto de incertezas que a medição de respostas neurofisiológicas pode propor superar. Os dispositivos de EEG estão exclusivamente posicionados como uma ferramenta de fácil acesso e econômica que pode aprimorar as pesquisas relacionadas à percepção humana. Como resultado, está se tornando rapidamente uma ferramenta fundamental na psicologia, neuromarketing e BCI.
O que é EEG?
A eletroencefalografia (EEG) é a medição da atividade elétrica provocada pelas células cerebrais, que são chamadas de neurônios. É um método seguro e não invasivo que utiliza eletrodos colocados no couro cabeludo. Os dispositivos de EEG usados para essa finalidade podem variar desde dispositivos comerciais de canal único até sistemas de grau médico de 256 canais. Você pode ler mais detalhes sobre o que é o EEG e diferentes dispositivos de EEG aqui.
Quais são os benefícios do EEG?
Alta resolução temporal
Devido à sua alta resolução temporal, o EEG é capaz de indexar processos pré-conscientes.
A maior força do EEG em relação a outros métodos de neuroimagem é a sua resolução temporal, ou seja, a capacidade de medir respostas cerebrais rápidas na escala de milissegundos. Outros métodos de imagem cerebral, como a fMRI (ressonância magnética funcional), requerem um segundo ou mais após a apresentação dos estímulos de interesse. Além disso, tarefas comportamentais projetadas para evitar incertezas nas respostas subjetivas normalmente dependem de tempos de reação e respostas de pressionamento de botão. Estas podem levar até um segundo, o que é muito lento quando se considera que o cérebro é capaz de produzir muitos processos neurofisiológicos complexos em uma escala de tempo de milissegundos. Assim, devido à sua alta resolução temporal, o EEG é capaz de indexar processos pré-conscientes que, de outra forma, passariam despercebidos com meras tarefas de autorrelato e baseadas em respostas.
Acessibilidade e mobilidade
Ciência do Esporte: Paxton Lynch passa pelo teste de pressão com o headset Emotiv Insight EEG.
Os dispositivos de EEG tornaram-se econômicos e sem fio, permitindo que os pesquisadores conduzam pesquisas em campo, em vez de trazer os participantes para o laboratório. Embora tanto o EEG quanto o MEG (Magnetoencefalografia) possuam alta resolução temporal, o EEG é a ferramenta de pesquisa mais acessível devido ao seu baixo custo e mobilidade, o que permite que o comportamento humano seja estudado em ambientes controlados ou naturais. Métodos alternativos de neuroimagem (por exemplo, MEG, MRI e PET) exigem um alto custo de manutenção e os participantes precisam ser levados ao hospital ou ambiente de laboratório para a realização desses estudos. Em forte contraste, quase qualquer ambiente pode ser convertido em um “laboratório” de EEG. (Veja a revisão de Park et al.1 sobre como o EEG móvel pode ser usado para melhorar o desempenho esportivo em campo)
Estudos internos ou remotos
O EEG não precisa ser necessariamente baseado em laboratório com um único dispositivo. Com os avanços em dispositivos de EEG comerciais e acessíveis, os usuários domésticos são capazes de registrar o próprio EEG. A plataforma EmotivLABS permite que pesquisadores realizem seus experimentos online com headsets Emotiv, que foram validados em comparação com dispositivos de nível de pesquisa²ʹ³. Leia sobre o nosso estudo piloto de EEG online aqui ou sobre uma de nossas parcerias onde usuários da Emotiv participaram de um estudo em casa para avaliar um software de apresentação aqui.
O que podemos medir com o EEG?
Mais comumente, os pesquisadores usam as amplitudes de voltagem em pontos de tempo de interesse após o início de um estímulo (ou seja, potenciais relacionados a eventos, ou ERPs) ou a quantidade de oscilações (de ondas cerebrais) no EEG por segundo (ou seja, análise de tempo-frequência).
Esses dois domínios nos permitem responder a diferentes perguntas de pesquisa relacionadas ao comportamento. Além disso, com a progressão de algoritmos sofisticados de aprendizado de máquina, podemos começar a decodificar estados mentais em resposta a estímulos de interesse. Por exemplo, com o desenvolvimento de algoritmos validados para atenção, agora podemos responder facilmente a perguntas como “Qual parte do meu vídeo chamou mais atenção”.
Ressalvas a considerar
É importante lembrar que não podemos ler pensamentos exatamente com o EEG. Portanto, os estímulos que estão sendo comparados idealmente precisam ser combinados em todos os aspectos, exceto pela própria variável de interesse. Assim, uma tarefa experimental bem desenhada é a base de uma boa pesquisa de EEG. Em segundo lugar, os dispositivos de EEG podem captar interferências de equipamentos elétricos e os EEGs também podem ser suscetíveis a movimentos que podem introduzir artefatos indesejados na gravação. Dessa forma, os EEGs brutos refletem respostas de todo o cérebro que precisam ser limpas e processadas antes que qualquer inferência possa ser feita em relação à percepção dos estímulos.
Adicionalmente, a atividade cerebral em um único eletrodo registra a atividade de todo o cérebro e sua localização não indica precisamente a fonte da atividade de forma direta (por exemplo, um aumento de atividade em um eletrodo frontal não significa que o lobo frontal gerou essa resposta). Métodos como a reconstrução de fonte⁴ da resposta de EEG podem ser usados para essa finalidade para determinar a fonte no nível do couro cabeludo. Para determinar fontes mais profundas com maior confiança, métodos de neuroimagem como MEG ou fMRI acoplados ao EEG poderiam ser considerados.
EEG na pesquisa atual
O EEG é atualmente usado de várias maneiras, ajudando pesquisadores não apenas nas áreas de psicologia e medicina, mas também em interfaces cérebro-computador, neurofeedback e na compreensão do comportamento do consumidor em áreas como o neuromarketing.
Neurociência Médica ou Clínica
O EEG é predominantemente usado em campos médicos para melhorar o diagnóstico e o tratamento. Por exemplo, o uso mais comum do EEG é no diagnóstico de epilepsia e detecção de crises convulsivas⁵ e em estudos do sono para detectar anormalidades do sono⁶. Na psiquiatria e na neurociência clínica, o EEG está sendo usado atualmente para identificar marcadores objetivos de transtornos que, de outra forma, dependem de avaliações clínicas subjetivas. Técnicas como o EEG quantitativo (qEEG), no qual a quantidade de oscilações é calculada e mapeada no couro cabeludo, estão sendo usadas para caracterizar as alterações no cérebro causadas por vários transtornos psiquiátricos⁷. O aprendizado de máquina aplicado à classificação de cérebros saudáveis versus cérebros com transtornos também está abrindo caminho para métodos mais objetivos de diagnóstico⁸¹⁹.
Neuromarketing
Certamente, compreender o comportamento do consumidor está no cerne do neuromarketing. O uso mais comum do EEG neste campo é para determinar aspectos menos salientes e envolventes de anúncios¹⁰, produtos ou serviços com o objetivo de melhorá-los.
Emotiv x Neuromarketing - O futuro do comportamento do consumidor no Luxury Lab da L'Oreal.
As oscilações de EEG também são usadas para identificar se há recordação subconsciente de marca/produto¹¹. Outros usos incluem o neuropricing, onde tarefas comportamentais com EEG são usadas para encontrar estratégias de preços ideais para produtos¹².
Emotiv x Neuromarketing - Como o cérebro reage a diferentes sugestões de preços.
Pesquisa em Neurociência Geral
Esse tipo de pesquisa envolve a compreensão de como o cérebro funciona (por exemplo, como nosso cérebro processa estímulos visuais ou auditivos) e como diferentes partes do cérebro se comunicam entre si. Também envolve a compreensão da relação entre o cérebro e transtornos (por exemplo, transtorno do espectro autista ou esquizofrenia). Isso abrange múltiplos campos que incluem os domínios social, afetivo, computacional e cognitivo.
Interfaces cérebro-computador (BCI)
A pesquisa em BCI visa traduzir comandos mentais em uma ação externa, integrando o EEG com dispositivos de computação. Usar comandos mentais para digitar um documento de texto, mover uma cadeira de rodas e até mesmo mover membros protéticos são alguns dos desenvolvimentos atuais em BCI que estão sendo usados para melhorar a qualidade de vida de pessoas com deficiência¹³.
Interfaces cérebro-computador (BCI) - As criações impressionantes de John, um menino de 8 anos com paralisia cerebral, em brainpaintbyjohn no Instagram
Outra revolução está na indústria da música, onde músicos/cantores estão usando seus pensamentos para criar música (veja nosso post relacionado aqui)
Interfaces cérebro-computador (BCI) - O headset EPOC da Emotiv e o icônico sintetizador TONTO são a combinação perfeita.
No geral, o uso do EEG oferece a promessa de ir além do nível superficial de compreensão do comportamento humano. Sua excelente relação custo-benefício e alta acessibilidade o tornam uma ferramenta útil em diversas disciplinas, onde processos que vão desde a melhoria das experiências do usuário até o avanço de terapias podem ser realizados indo além dos simples autorrelatos subjetivos e decodificando o comportamento humano de forma objetiva com o uso do EEG.
Interfaces cérebro-computador (BCI) - Emotiv x Rodrigo Hubner Mendes, pilotando um carro de F1 usando comandos mentais
Artigo de
Roshini Randeniya, Pesquisadora, Emotiv Research Pty. Ltd
Referências
1. Park, J. L., Fairweather, M. M. & Donaldson, D. I. Making the case for mobile cognition: EEG and sports performance. Neurosci. Biobehav. Rev. 52, 117–130 (2015).
2. Kotowski, K., Stapor, K., Leski, J. & Kotas, M. Validation of Emotiv EPOC+ for extracting ERP correlates of emotional face processing. Biocybern. Biomed. Eng. 38, 773–781 (2018).
3. Badcock, N. A. et al. Validation of the Emotiv EPOC EEG system for research quality auditory event-related potentials in children. PeerJ 3, e907 (2015).
4. Michel, C. M. et al. EEG source imaging. Clin. Neurophysiol. 115, 2195–2222 (2004).
5. Noachtar, S. & Rémi, J. The role of EEG in epilepsy: A critical review. Epilepsy Behav. 15, 22–33 (2009).
6. Aldrich, M. S. & Jahnke, B. Diagnostic value of video‐EEG polysomnography. Neurology 41, 1060–1060 (1991).
7. Prichep, L. S. & John, E. R. QEEG profiles of psychiatric disorders. Brain Topogr. 4, 249–257 (1992).
8. Khodayari-Rostamabad, A., Reilly, J. P., Hasey, G. M., de Bruin, H. & MacCrimmon, D. J. A machine learning approach using EEG data to predict response to SSRI treatment for major depressive disorder. Clin. Neurophysiol. 124, 1975–1985 (2013).
9. Čukić, M., López, V. & Pavón, J. Classification of Depression Through Resting-State Electroencephalogram as a Novel Practice in Psychiatry: Review. J. Med. Internet Res. 22, e19548 (2020).
10. Ohme, R., Reykowska, D., Wiener, D. & Choromanska, A. Analysis of neurophysiological reactions to advertising stimuli by means of EEG and galvanic skin response measures. J. Neurosci. Psychol. Econ. 2, 21–31 (2009).
11. Shaari, A., Syafiq, M., Mikami, O. & M.A, M. K. Electroencephalography (EEG) Application in Neuromarketing-Exploring the Subconscious Mind ELECTROENCEPHALOGRAPHY (EEG) APPLICATION IN NEUROMARKETING-EXPLORING THE SUBCONSCIOUS MIND. 14, (2020). (Neuromarketing)
12. Nigdelis, V. & Tsolaki, M. Neuropricing: Perspectives of brain reactions to price exposure. Hell. J. Nucl. Med. 20, 196–203 (2017).
13. Abiri, R., Borhani, S., Jiang, Y. & Zhao, X. Decod
Imagine que você criou um vídeo curto e deseja descobrir quais partes dele as pessoas acharam envolventes. Normalmente, você apenas perguntaria a elas. Talvez usasse uma pesquisa. Mas a resposta mais comum pode ser “Não tenho certeza exata” ou “Não me lembro”. Conduzir pesquisas sobre a percepção humana usando apenas medidas subjetivas pode ser repleto de incertezas que a medição de respostas neurofisiológicas pode propor superar. Os dispositivos de EEG estão exclusivamente posicionados como uma ferramenta de fácil acesso e econômica que pode aprimorar as pesquisas relacionadas à percepção humana. Como resultado, está se tornando rapidamente uma ferramenta fundamental na psicologia, neuromarketing e BCI.
O que é EEG?
A eletroencefalografia (EEG) é a medição da atividade elétrica provocada pelas células cerebrais, que são chamadas de neurônios. É um método seguro e não invasivo que utiliza eletrodos colocados no couro cabeludo. Os dispositivos de EEG usados para essa finalidade podem variar desde dispositivos comerciais de canal único até sistemas de grau médico de 256 canais. Você pode ler mais detalhes sobre o que é o EEG e diferentes dispositivos de EEG aqui.
Quais são os benefícios do EEG?
Alta resolução temporal
Devido à sua alta resolução temporal, o EEG é capaz de indexar processos pré-conscientes.
A maior força do EEG em relação a outros métodos de neuroimagem é a sua resolução temporal, ou seja, a capacidade de medir respostas cerebrais rápidas na escala de milissegundos. Outros métodos de imagem cerebral, como a fMRI (ressonância magnética funcional), requerem um segundo ou mais após a apresentação dos estímulos de interesse. Além disso, tarefas comportamentais projetadas para evitar incertezas nas respostas subjetivas normalmente dependem de tempos de reação e respostas de pressionamento de botão. Estas podem levar até um segundo, o que é muito lento quando se considera que o cérebro é capaz de produzir muitos processos neurofisiológicos complexos em uma escala de tempo de milissegundos. Assim, devido à sua alta resolução temporal, o EEG é capaz de indexar processos pré-conscientes que, de outra forma, passariam despercebidos com meras tarefas de autorrelato e baseadas em respostas.
Acessibilidade e mobilidade
Ciência do Esporte: Paxton Lynch passa pelo teste de pressão com o headset Emotiv Insight EEG.
Os dispositivos de EEG tornaram-se econômicos e sem fio, permitindo que os pesquisadores conduzam pesquisas em campo, em vez de trazer os participantes para o laboratório. Embora tanto o EEG quanto o MEG (Magnetoencefalografia) possuam alta resolução temporal, o EEG é a ferramenta de pesquisa mais acessível devido ao seu baixo custo e mobilidade, o que permite que o comportamento humano seja estudado em ambientes controlados ou naturais. Métodos alternativos de neuroimagem (por exemplo, MEG, MRI e PET) exigem um alto custo de manutenção e os participantes precisam ser levados ao hospital ou ambiente de laboratório para a realização desses estudos. Em forte contraste, quase qualquer ambiente pode ser convertido em um “laboratório” de EEG. (Veja a revisão de Park et al.1 sobre como o EEG móvel pode ser usado para melhorar o desempenho esportivo em campo)
Estudos internos ou remotos
O EEG não precisa ser necessariamente baseado em laboratório com um único dispositivo. Com os avanços em dispositivos de EEG comerciais e acessíveis, os usuários domésticos são capazes de registrar o próprio EEG. A plataforma EmotivLABS permite que pesquisadores realizem seus experimentos online com headsets Emotiv, que foram validados em comparação com dispositivos de nível de pesquisa²ʹ³. Leia sobre o nosso estudo piloto de EEG online aqui ou sobre uma de nossas parcerias onde usuários da Emotiv participaram de um estudo em casa para avaliar um software de apresentação aqui.
O que podemos medir com o EEG?
Mais comumente, os pesquisadores usam as amplitudes de voltagem em pontos de tempo de interesse após o início de um estímulo (ou seja, potenciais relacionados a eventos, ou ERPs) ou a quantidade de oscilações (de ondas cerebrais) no EEG por segundo (ou seja, análise de tempo-frequência).
Esses dois domínios nos permitem responder a diferentes perguntas de pesquisa relacionadas ao comportamento. Além disso, com a progressão de algoritmos sofisticados de aprendizado de máquina, podemos começar a decodificar estados mentais em resposta a estímulos de interesse. Por exemplo, com o desenvolvimento de algoritmos validados para atenção, agora podemos responder facilmente a perguntas como “Qual parte do meu vídeo chamou mais atenção”.
Ressalvas a considerar
É importante lembrar que não podemos ler pensamentos exatamente com o EEG. Portanto, os estímulos que estão sendo comparados idealmente precisam ser combinados em todos os aspectos, exceto pela própria variável de interesse. Assim, uma tarefa experimental bem desenhada é a base de uma boa pesquisa de EEG. Em segundo lugar, os dispositivos de EEG podem captar interferências de equipamentos elétricos e os EEGs também podem ser suscetíveis a movimentos que podem introduzir artefatos indesejados na gravação. Dessa forma, os EEGs brutos refletem respostas de todo o cérebro que precisam ser limpas e processadas antes que qualquer inferência possa ser feita em relação à percepção dos estímulos.
Adicionalmente, a atividade cerebral em um único eletrodo registra a atividade de todo o cérebro e sua localização não indica precisamente a fonte da atividade de forma direta (por exemplo, um aumento de atividade em um eletrodo frontal não significa que o lobo frontal gerou essa resposta). Métodos como a reconstrução de fonte⁴ da resposta de EEG podem ser usados para essa finalidade para determinar a fonte no nível do couro cabeludo. Para determinar fontes mais profundas com maior confiança, métodos de neuroimagem como MEG ou fMRI acoplados ao EEG poderiam ser considerados.
EEG na pesquisa atual
O EEG é atualmente usado de várias maneiras, ajudando pesquisadores não apenas nas áreas de psicologia e medicina, mas também em interfaces cérebro-computador, neurofeedback e na compreensão do comportamento do consumidor em áreas como o neuromarketing.
Neurociência Médica ou Clínica
O EEG é predominantemente usado em campos médicos para melhorar o diagnóstico e o tratamento. Por exemplo, o uso mais comum do EEG é no diagnóstico de epilepsia e detecção de crises convulsivas⁵ e em estudos do sono para detectar anormalidades do sono⁶. Na psiquiatria e na neurociência clínica, o EEG está sendo usado atualmente para identificar marcadores objetivos de transtornos que, de outra forma, dependem de avaliações clínicas subjetivas. Técnicas como o EEG quantitativo (qEEG), no qual a quantidade de oscilações é calculada e mapeada no couro cabeludo, estão sendo usadas para caracterizar as alterações no cérebro causadas por vários transtornos psiquiátricos⁷. O aprendizado de máquina aplicado à classificação de cérebros saudáveis versus cérebros com transtornos também está abrindo caminho para métodos mais objetivos de diagnóstico⁸¹⁹.
Neuromarketing
Certamente, compreender o comportamento do consumidor está no cerne do neuromarketing. O uso mais comum do EEG neste campo é para determinar aspectos menos salientes e envolventes de anúncios¹⁰, produtos ou serviços com o objetivo de melhorá-los.
Emotiv x Neuromarketing - O futuro do comportamento do consumidor no Luxury Lab da L'Oreal.
As oscilações de EEG também são usadas para identificar se há recordação subconsciente de marca/produto¹¹. Outros usos incluem o neuropricing, onde tarefas comportamentais com EEG são usadas para encontrar estratégias de preços ideais para produtos¹².
Emotiv x Neuromarketing - Como o cérebro reage a diferentes sugestões de preços.
Pesquisa em Neurociência Geral
Esse tipo de pesquisa envolve a compreensão de como o cérebro funciona (por exemplo, como nosso cérebro processa estímulos visuais ou auditivos) e como diferentes partes do cérebro se comunicam entre si. Também envolve a compreensão da relação entre o cérebro e transtornos (por exemplo, transtorno do espectro autista ou esquizofrenia). Isso abrange múltiplos campos que incluem os domínios social, afetivo, computacional e cognitivo.
Interfaces cérebro-computador (BCI)
A pesquisa em BCI visa traduzir comandos mentais em uma ação externa, integrando o EEG com dispositivos de computação. Usar comandos mentais para digitar um documento de texto, mover uma cadeira de rodas e até mesmo mover membros protéticos são alguns dos desenvolvimentos atuais em BCI que estão sendo usados para melhorar a qualidade de vida de pessoas com deficiência¹³.
Interfaces cérebro-computador (BCI) - As criações impressionantes de John, um menino de 8 anos com paralisia cerebral, em brainpaintbyjohn no Instagram
Outra revolução está na indústria da música, onde músicos/cantores estão usando seus pensamentos para criar música (veja nosso post relacionado aqui)
Interfaces cérebro-computador (BCI) - O headset EPOC da Emotiv e o icônico sintetizador TONTO são a combinação perfeita.
No geral, o uso do EEG oferece a promessa de ir além do nível superficial de compreensão do comportamento humano. Sua excelente relação custo-benefício e alta acessibilidade o tornam uma ferramenta útil em diversas disciplinas, onde processos que vão desde a melhoria das experiências do usuário até o avanço de terapias podem ser realizados indo além dos simples autorrelatos subjetivos e decodificando o comportamento humano de forma objetiva com o uso do EEG.
Interfaces cérebro-computador (BCI) - Emotiv x Rodrigo Hubner Mendes, pilotando um carro de F1 usando comandos mentais
Artigo de
Roshini Randeniya, Pesquisadora, Emotiv Research Pty. Ltd
Referências
1. Park, J. L., Fairweather, M. M. & Donaldson, D. I. Making the case for mobile cognition: EEG and sports performance. Neurosci. Biobehav. Rev. 52, 117–130 (2015).
2. Kotowski, K., Stapor, K., Leski, J. & Kotas, M. Validation of Emotiv EPOC+ for extracting ERP correlates of emotional face processing. Biocybern. Biomed. Eng. 38, 773–781 (2018).
3. Badcock, N. A. et al. Validation of the Emotiv EPOC EEG system for research quality auditory event-related potentials in children. PeerJ 3, e907 (2015).
4. Michel, C. M. et al. EEG source imaging. Clin. Neurophysiol. 115, 2195–2222 (2004).
5. Noachtar, S. & Rémi, J. The role of EEG in epilepsy: A critical review. Epilepsy Behav. 15, 22–33 (2009).
6. Aldrich, M. S. & Jahnke, B. Diagnostic value of video‐EEG polysomnography. Neurology 41, 1060–1060 (1991).
7. Prichep, L. S. & John, E. R. QEEG profiles of psychiatric disorders. Brain Topogr. 4, 249–257 (1992).
8. Khodayari-Rostamabad, A., Reilly, J. P., Hasey, G. M., de Bruin, H. & MacCrimmon, D. J. A machine learning approach using EEG data to predict response to SSRI treatment for major depressive disorder. Clin. Neurophysiol. 124, 1975–1985 (2013).
9. Čukić, M., López, V. & Pavón, J. Classification of Depression Through Resting-State Electroencephalogram as a Novel Practice in Psychiatry: Review. J. Med. Internet Res. 22, e19548 (2020).
10. Ohme, R., Reykowska, D., Wiener, D. & Choromanska, A. Analysis of neurophysiological reactions to advertising stimuli by means of EEG and galvanic skin response measures. J. Neurosci. Psychol. Econ. 2, 21–31 (2009).
11. Shaari, A., Syafiq, M., Mikami, O. & M.A, M. K. Electroencephalography (EEG) Application in Neuromarketing-Exploring the Subconscious Mind ELECTROENCEPHALOGRAPHY (EEG) APPLICATION IN NEUROMARKETING-EXPLORING THE SUBCONSCIOUS MIND. 14, (2020). (Neuromarketing)
12. Nigdelis, V. & Tsolaki, M. Neuropricing: Perspectives of brain reactions to price exposure. Hell. J. Nucl. Med. 20, 196–203 (2017).
13. Abiri, R., Borhani, S., Jiang, Y. & Zhao, X. Decod
Imagine que você criou um vídeo curto e deseja descobrir quais partes dele as pessoas acharam envolventes. Normalmente, você apenas perguntaria a elas. Talvez usasse uma pesquisa. Mas a resposta mais comum pode ser “Não tenho certeza exata” ou “Não me lembro”. Conduzir pesquisas sobre a percepção humana usando apenas medidas subjetivas pode ser repleto de incertezas que a medição de respostas neurofisiológicas pode propor superar. Os dispositivos de EEG estão exclusivamente posicionados como uma ferramenta de fácil acesso e econômica que pode aprimorar as pesquisas relacionadas à percepção humana. Como resultado, está se tornando rapidamente uma ferramenta fundamental na psicologia, neuromarketing e BCI.
O que é EEG?
A eletroencefalografia (EEG) é a medição da atividade elétrica provocada pelas células cerebrais, que são chamadas de neurônios. É um método seguro e não invasivo que utiliza eletrodos colocados no couro cabeludo. Os dispositivos de EEG usados para essa finalidade podem variar desde dispositivos comerciais de canal único até sistemas de grau médico de 256 canais. Você pode ler mais detalhes sobre o que é o EEG e diferentes dispositivos de EEG aqui.
Quais são os benefícios do EEG?
Alta resolução temporal
Devido à sua alta resolução temporal, o EEG é capaz de indexar processos pré-conscientes.
A maior força do EEG em relação a outros métodos de neuroimagem é a sua resolução temporal, ou seja, a capacidade de medir respostas cerebrais rápidas na escala de milissegundos. Outros métodos de imagem cerebral, como a fMRI (ressonância magnética funcional), requerem um segundo ou mais após a apresentação dos estímulos de interesse. Além disso, tarefas comportamentais projetadas para evitar incertezas nas respostas subjetivas normalmente dependem de tempos de reação e respostas de pressionamento de botão. Estas podem levar até um segundo, o que é muito lento quando se considera que o cérebro é capaz de produzir muitos processos neurofisiológicos complexos em uma escala de tempo de milissegundos. Assim, devido à sua alta resolução temporal, o EEG é capaz de indexar processos pré-conscientes que, de outra forma, passariam despercebidos com meras tarefas de autorrelato e baseadas em respostas.
Acessibilidade e mobilidade
Ciência do Esporte: Paxton Lynch passa pelo teste de pressão com o headset Emotiv Insight EEG.
Os dispositivos de EEG tornaram-se econômicos e sem fio, permitindo que os pesquisadores conduzam pesquisas em campo, em vez de trazer os participantes para o laboratório. Embora tanto o EEG quanto o MEG (Magnetoencefalografia) possuam alta resolução temporal, o EEG é a ferramenta de pesquisa mais acessível devido ao seu baixo custo e mobilidade, o que permite que o comportamento humano seja estudado em ambientes controlados ou naturais. Métodos alternativos de neuroimagem (por exemplo, MEG, MRI e PET) exigem um alto custo de manutenção e os participantes precisam ser levados ao hospital ou ambiente de laboratório para a realização desses estudos. Em forte contraste, quase qualquer ambiente pode ser convertido em um “laboratório” de EEG. (Veja a revisão de Park et al.1 sobre como o EEG móvel pode ser usado para melhorar o desempenho esportivo em campo)
Estudos internos ou remotos
O EEG não precisa ser necessariamente baseado em laboratório com um único dispositivo. Com os avanços em dispositivos de EEG comerciais e acessíveis, os usuários domésticos são capazes de registrar o próprio EEG. A plataforma EmotivLABS permite que pesquisadores realizem seus experimentos online com headsets Emotiv, que foram validados em comparação com dispositivos de nível de pesquisa²ʹ³. Leia sobre o nosso estudo piloto de EEG online aqui ou sobre uma de nossas parcerias onde usuários da Emotiv participaram de um estudo em casa para avaliar um software de apresentação aqui.
O que podemos medir com o EEG?
Mais comumente, os pesquisadores usam as amplitudes de voltagem em pontos de tempo de interesse após o início de um estímulo (ou seja, potenciais relacionados a eventos, ou ERPs) ou a quantidade de oscilações (de ondas cerebrais) no EEG por segundo (ou seja, análise de tempo-frequência).
Esses dois domínios nos permitem responder a diferentes perguntas de pesquisa relacionadas ao comportamento. Além disso, com a progressão de algoritmos sofisticados de aprendizado de máquina, podemos começar a decodificar estados mentais em resposta a estímulos de interesse. Por exemplo, com o desenvolvimento de algoritmos validados para atenção, agora podemos responder facilmente a perguntas como “Qual parte do meu vídeo chamou mais atenção”.
Ressalvas a considerar
É importante lembrar que não podemos ler pensamentos exatamente com o EEG. Portanto, os estímulos que estão sendo comparados idealmente precisam ser combinados em todos os aspectos, exceto pela própria variável de interesse. Assim, uma tarefa experimental bem desenhada é a base de uma boa pesquisa de EEG. Em segundo lugar, os dispositivos de EEG podem captar interferências de equipamentos elétricos e os EEGs também podem ser suscetíveis a movimentos que podem introduzir artefatos indesejados na gravação. Dessa forma, os EEGs brutos refletem respostas de todo o cérebro que precisam ser limpas e processadas antes que qualquer inferência possa ser feita em relação à percepção dos estímulos.
Adicionalmente, a atividade cerebral em um único eletrodo registra a atividade de todo o cérebro e sua localização não indica precisamente a fonte da atividade de forma direta (por exemplo, um aumento de atividade em um eletrodo frontal não significa que o lobo frontal gerou essa resposta). Métodos como a reconstrução de fonte⁴ da resposta de EEG podem ser usados para essa finalidade para determinar a fonte no nível do couro cabeludo. Para determinar fontes mais profundas com maior confiança, métodos de neuroimagem como MEG ou fMRI acoplados ao EEG poderiam ser considerados.
EEG na pesquisa atual
O EEG é atualmente usado de várias maneiras, ajudando pesquisadores não apenas nas áreas de psicologia e medicina, mas também em interfaces cérebro-computador, neurofeedback e na compreensão do comportamento do consumidor em áreas como o neuromarketing.
Neurociência Médica ou Clínica
O EEG é predominantemente usado em campos médicos para melhorar o diagnóstico e o tratamento. Por exemplo, o uso mais comum do EEG é no diagnóstico de epilepsia e detecção de crises convulsivas⁵ e em estudos do sono para detectar anormalidades do sono⁶. Na psiquiatria e na neurociência clínica, o EEG está sendo usado atualmente para identificar marcadores objetivos de transtornos que, de outra forma, dependem de avaliações clínicas subjetivas. Técnicas como o EEG quantitativo (qEEG), no qual a quantidade de oscilações é calculada e mapeada no couro cabeludo, estão sendo usadas para caracterizar as alterações no cérebro causadas por vários transtornos psiquiátricos⁷. O aprendizado de máquina aplicado à classificação de cérebros saudáveis versus cérebros com transtornos também está abrindo caminho para métodos mais objetivos de diagnóstico⁸¹⁹.
Neuromarketing
Certamente, compreender o comportamento do consumidor está no cerne do neuromarketing. O uso mais comum do EEG neste campo é para determinar aspectos menos salientes e envolventes de anúncios¹⁰, produtos ou serviços com o objetivo de melhorá-los.
Emotiv x Neuromarketing - O futuro do comportamento do consumidor no Luxury Lab da L'Oreal.
As oscilações de EEG também são usadas para identificar se há recordação subconsciente de marca/produto¹¹. Outros usos incluem o neuropricing, onde tarefas comportamentais com EEG são usadas para encontrar estratégias de preços ideais para produtos¹².
Emotiv x Neuromarketing - Como o cérebro reage a diferentes sugestões de preços.
Pesquisa em Neurociência Geral
Esse tipo de pesquisa envolve a compreensão de como o cérebro funciona (por exemplo, como nosso cérebro processa estímulos visuais ou auditivos) e como diferentes partes do cérebro se comunicam entre si. Também envolve a compreensão da relação entre o cérebro e transtornos (por exemplo, transtorno do espectro autista ou esquizofrenia). Isso abrange múltiplos campos que incluem os domínios social, afetivo, computacional e cognitivo.
Interfaces cérebro-computador (BCI)
A pesquisa em BCI visa traduzir comandos mentais em uma ação externa, integrando o EEG com dispositivos de computação. Usar comandos mentais para digitar um documento de texto, mover uma cadeira de rodas e até mesmo mover membros protéticos são alguns dos desenvolvimentos atuais em BCI que estão sendo usados para melhorar a qualidade de vida de pessoas com deficiência¹³.
Interfaces cérebro-computador (BCI) - As criações impressionantes de John, um menino de 8 anos com paralisia cerebral, em brainpaintbyjohn no Instagram
Outra revolução está na indústria da música, onde músicos/cantores estão usando seus pensamentos para criar música (veja nosso post relacionado aqui)
Interfaces cérebro-computador (BCI) - O headset EPOC da Emotiv e o icônico sintetizador TONTO são a combinação perfeita.
No geral, o uso do EEG oferece a promessa de ir além do nível superficial de compreensão do comportamento humano. Sua excelente relação custo-benefício e alta acessibilidade o tornam uma ferramenta útil em diversas disciplinas, onde processos que vão desde a melhoria das experiências do usuário até o avanço de terapias podem ser realizados indo além dos simples autorrelatos subjetivos e decodificando o comportamento humano de forma objetiva com o uso do EEG.
Interfaces cérebro-computador (BCI) - Emotiv x Rodrigo Hubner Mendes, pilotando um carro de F1 usando comandos mentais
Artigo de
Roshini Randeniya, Pesquisadora, Emotiv Research Pty. Ltd
Referências
1. Park, J. L., Fairweather, M. M. & Donaldson, D. I. Making the case for mobile cognition: EEG and sports performance. Neurosci. Biobehav. Rev. 52, 117–130 (2015).
2. Kotowski, K., Stapor, K., Leski, J. & Kotas, M. Validation of Emotiv EPOC+ for extracting ERP correlates of emotional face processing. Biocybern. Biomed. Eng. 38, 773–781 (2018).
3. Badcock, N. A. et al. Validation of the Emotiv EPOC EEG system for research quality auditory event-related potentials in children. PeerJ 3, e907 (2015).
4. Michel, C. M. et al. EEG source imaging. Clin. Neurophysiol. 115, 2195–2222 (2004).
5. Noachtar, S. & Rémi, J. The role of EEG in epilepsy: A critical review. Epilepsy Behav. 15, 22–33 (2009).
6. Aldrich, M. S. & Jahnke, B. Diagnostic value of video‐EEG polysomnography. Neurology 41, 1060–1060 (1991).
7. Prichep, L. S. & John, E. R. QEEG profiles of psychiatric disorders. Brain Topogr. 4, 249–257 (1992).
8. Khodayari-Rostamabad, A., Reilly, J. P., Hasey, G. M., de Bruin, H. & MacCrimmon, D. J. A machine learning approach using EEG data to predict response to SSRI treatment for major depressive disorder. Clin. Neurophysiol. 124, 1975–1985 (2013).
9. Čukić, M., López, V. & Pavón, J. Classification of Depression Through Resting-State Electroencephalogram as a Novel Practice in Psychiatry: Review. J. Med. Internet Res. 22, e19548 (2020).
10. Ohme, R., Reykowska, D., Wiener, D. & Choromanska, A. Analysis of neurophysiological reactions to advertising stimuli by means of EEG and galvanic skin response measures. J. Neurosci. Psychol. Econ. 2, 21–31 (2009).
11. Shaari, A., Syafiq, M., Mikami, O. & M.A, M. K. Electroencephalography (EEG) Application in Neuromarketing-Exploring the Subconscious Mind ELECTROENCEPHALOGRAPHY (EEG) APPLICATION IN NEUROMARKETING-EXPLORING THE SUBCONSCIOUS MIND. 14, (2020). (Neuromarketing)
12. Nigdelis, V. & Tsolaki, M. Neuropricing: Perspectives of brain reactions to price exposure. Hell. J. Nucl. Med. 20, 196–203 (2017).
13. Abiri, R., Borhani, S., Jiang, Y. & Zhao, X. Decod
Continue lendo