ท้าทายความจำของคุณ! เล่นเกม N-Back ใหม่ในแอป Emotiv
ท้าทายความจำของคุณ! เล่นเกม N-Back ใหม่ในแอป Emotiv
ท้าทายความจำของคุณ! เล่นเกม N-Back ใหม่ในแอป Emotiv
2 ความท้าทายหลักในงานวิจัย EEG
เมห์ล นายัก
แชร์:
ความท้าทายในงานวิจัยและการวิเคราะห์ EEG ที่ทันสมัยมีอะไรบ้าง?
ในปี 1925 นักจิตแพทย์ชาวเยอรมัน Hans Berger ได้บันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) ของมนุษย์เป็นครั้งแรก นับแต่นั้นมา เทคโนโลยีในด้านอินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์และการคำนวณ ได้พัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่อง
โพสต์นี้สำรวจความท้าทายหลักสองประการในการวิจัย EEG ซึ่งได้แก่:
ความซับซ้อนด้านการจัดการของการวิจัย EEG ทางวิชาการแบบดั้งเดิม และ
นวัตกรรมในฮาร์ดแวร์ EEG
ความซับซ้อนด้านการจัดการของการวิจัย EEG ทางวิชาการแบบดั้งเดิม
กลุ่มตัวอย่างที่เป็นเอกสิทธิ์ มีทรัพยากรน้อย และจำกัดการเข้าถึงพื้นที่
ลองเข้าใจการวิจัยคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) กันก่อน การวิจัย EEG และวิธีการวิจัยด้านประสาทวิทยาทางปัญญาเกี่ยวข้องกับการบันทึกกิจกรรมไฟฟ้าของสมองมนุษย์โดยใช้อิเล็กโทรดที่วางอย่างจงใจบนพื้นผิวของศีรษะของผู้ถูกทดลอง การออกแบบการทดลองที่เกี่ยวข้องกับการเปิดเสนอแรงกระตุ้นต่าง ๆ สามารถทำให้วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณสมองและดึงข้อมูลออกมาได้
ตารางที่ 1 ให้ภาพรวมเกี่ยวกับประเภทของการศึกษาและกิจกรรมที่ดำเนินการด้วยเทคโนโลยี EEG รู้สึกอิสระที่จะอ่าน คู่มือเบื้องต้น เกี่ยวกับการศึกษาคลื่นไฟฟ้าสมองด้วย
ตารางที่ 1: ประเภทของการศึกษาคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) (นำจาก (Williams et al., 2020))
อินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCI) | การศึกษานี้ตรวจสอบและทำให้เกิดการปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์-คอมพิวเตอร์ เช่นการควบคุมแขนหรือรถเข็น หรือการสื่อสารในผู้ป่วยที่พิการ |
ทางคลินิก | การศึกษานี้ใช้ EEG ในการวินิจฉัยและการบำบัด เช่นการตรวจจับการชักจากโรคลมชักหรือการใช้ข้อมูลให้กลับมาได้ในเวชศาสตร์ทางจิตวิทยา |
การวิจัยเชิงทดลอง | การศึกษานี้รวบรวมข้อมูลอิเล็กโทรแกรมเพื่ออธิบายคำถามหรือสมมติฐานด้านประสาทวิทยาการคำนวณ |
แม้ว่า EEG จะได้รับความนิยมเป็นเครื่องมือวิจัยที่มีประสิทธิภาพ การจัดการอาจเป็นความท้าทาย หน่วยงานให้ทุนส่วนใหญ่ให้ทุนสำหรับการวิจัยทางคลินิก การวิจัยแบบแปลง หรือการวิจัยประยุกต์ แต่มีทุนน้อยสำหรับการวิจัยทดลองพื้นฐาน การมีทุนน้อยก่อปัญหาด้านการคัดเลือกผู้เข้าร่วมและนำไปสู่การวิจัยเชิงทดลองอย่างถูกวิธี ซึ่งทำให้มีขนาดตัวอย่างเล็ก ขนาดตัวอย่างเล็กเหล่านี้ ถูกเลือกอย่างสะดวกจากพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่จำกัด
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ปัญหา WEIRD ซึ่งหมายถึงบุคคลที่เป็นตะวันตก มีการศึกษา อุตสาหกรรม ร่ำรวย และเป็นประชาธิปไตยซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของตัวอย่างการวิจัยทั่วไป กลุ่มตัวอย่างเหล่านี้ไม่ครอบคลุมทั่วถึงเพราะส่วนใหญ่เป็นนักศึกษามหาวิทยาลัย กลุ่มประชากร WEIRD นี้ไม่สะท้อนถึงความหลากหลายตรงข้ามของโลกจริงหรือคุณลักษณะทางปัญญาและอารมณ์ที่เอกลักษณ์และทำให้เราเป็นมนุษย์
ภาวะนี้มีผลกระทบอย่างจำกัดในด้านความหมายที่เป็นประโยชน์และความสามารถทั่วไปของการทดลอง ด้วยเหตุนี้ ผลลัพธ์จากการศึกษานี้จึงยากที่จะนำไปสู่ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับการรู้คิดของมนุษย์ทั้งหมด (เช่น ภาระทางจิต การแก้ปัญหา ฯลฯ)
นวัตกรรมในฮาร์ดแวร์ EEG
อุปกรณ์พกพา ราคาต่ำที่มีคุณภาพทางการวิจัยที่สามารถนำมาใช้ได้ทั่วโลก
อุปกรณ์ EEG
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้ทลายกำแพงในงานศึกษาเกี่ยวกับประสาทวิทยาด้วยอุปกรณ์ EEG แบบพกพา อินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCI) อินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับเครื่องจักร (BMI) หรืออินเตอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ (HCI) ได้ทำสิ่งนี้โดยใช้สัญญาณ EEG เพื่อระบุและตรวจสอบสภาวะทางปัญญาหรืออารมณ์ BCI กำลังพัฒนารวดเร็วเพื่อเปลี่ยนแปลงวิธีการที่มนุษย์ปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม ซึ่งนำโดยความก้าวหน้าในด้านการมินิทูริซฮาร์ดแวร์และพัฒนาการอัลกอริทึมการประมวลผลข้อมูล ระบบเหล่านี้ให้อำนาจแก่มนุษย์ในการปรับปรุงตนเองผ่านการใช้ข้อมูลให้กลับมาได้และกระตุ้นให้คนปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมโดยไม่ต้องเข้ามาแทรกแซงทางกายภาพ
อนาคตของอุปกรณ์ EEG
ตลอดทศวรรษที่ผ่านมา แนวโน้มทั่วไปในฮาร์ดแวร์ EEG คือการทำให้เครื่องมือเหล่านี้มีขนาดเล็กลง ไร้สาย พกพา และมีราคาถูกลง
รูปที่ 1: หูฟัง EPOC ของ EMOTIV
รูปที่ 2: หูฟัง EPOC Flex ของ EMOTIV
อย่างไรก็ตาม การย้ายสิ่งที่เคยต้องการห้องปฏิบัติการราคาแพงไปสู่ระบบพกพาราคาเจียมเนื้อเจียมตัวไม่ได้เกิดขึ้นโดยไม่มีความกังวล นักวิทยาศาสตร์บางคนกังวลเกี่ยวกับความถูกต้อง ความมีคุณภาพ หรือความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติของหูฟัง EEG เพื่อสำรวจเรื่องนี้ นักวิจัยได้ทำการศึกษาการตรวจสอบความเที่ยงตรงหลายครั้ง แสดงให้เห็นถึงประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์ของระบบเหล่านี้
ราคาต่ำและความสามารถพกพาของหูฟัง EEG ก็ยังได้เปิดความเป็นไปได้ของคำถามวิจัยที่กว้างขึ้นที่สามารถได้รับคำตอบในสถานการณ์จริง นั่นคือ สมองของผู้เข้าร่วมสามารถวัดได้ในสถานการณ์จริงในขณะที่ฮาร์ดแวร์เดิมมีการเคลื่อนย้ายน้อยมากในด้านจิตวิทยาการเคลื่อนไหวหรือกีฬา นี่เป็นการเปลี่ยนแปลงที่มหาศาล
ลองจินตนาการกลุ่มวิจัยที่ศึกษาความเร็วในการตอบสนองในกลุ่มตัวอย่างนักศึกษามหาวิทยาลัยที่มีการเลือกเฉพาะซึ่งเล่นกีฬา พวกเขาถามว่าผู้รักษาประตูฟุตบอลมีการตอบสนองเร็วกว่าเพื่อนร่วมทีมอื่น ๆ หรือไม่ ในแนวคิดการวิจัยเดิม นักศึกษาจะต้องเข้าห้องปฏิบัติการ เชื่อมต่อสายไฟ และทำการทดสอบบนหน้าจอทางกายภาพและรายงานด้วยปุ่มฮาร์ดแวร์หรือการพิมพ์ อย่างไรก็ตาม ด้วยอุปกรณ์ EEG ใหม่ ๆ คำถามนี้สามารถนำไปใช้และวัดขณะอยู่ในสนามฟุตบอลจริง
นวัตกรรมในฮาร์ดแวร์ EEG เหล่านี้ได้เปิดการใช้จริงนอกห้องทดลอง โดยดังนั้น ได้เพิ่มความสามารถและขอบเขตของการวิจัยด้านประสาทวิทยา
พบกับนวัตกรรม – พบกับ EMOTIV
มีความก้าวหน้าที่น่าตื่นเต้นในด้านการเรียนรู้เชิงลึกและการวิเคราะห์ในลักษณะการเรียนรู้ของเครื่องในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยเหตุนี้ ชุดข้อมูลที่ใหญ่ มีความถูกต้อง และมีคุณภาพ (n=1000+) จึงจำเป็นต่อการทำงานกับค่าเหล่านี้ โดยที่การประมวลผลสัญญาณ การจำแนก การตรวจสอบ และการประเมินผลการปฏิบัติงานที่จำเป็นในงานวิจัย EEG นั้นมีความสำคัญมากหากจะนำมาใช้ประโยชน์จากการใช้ปัญญาประดิษฐ์ ชุดข้อมูลขนาดใหญ่จำเป็นต่อการเอาชนะธรรมชาติที่เชื่อมเนื่องในงานวิจัยเชิงทดลองในประสาทวิทยา โดยเฉพาะที่ซับซ้อนในส่วนของโรคประสาทสาขาวางและอินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ จนถึงตอนนี้ ข้อมูลนี้ยังไม่มีให้มีมาตรฐาน
มีสองวิธีในการเพิ่มความเป็นไปได้ในการสุ่มตัวอย่างประชากรและข้อมูลที่ได้รับตามมา:
พัฒนาอุปกรณ์ EEG ที่มีคุณภาพในการวิจัย ราคาถูก และพกพาได้ซึ่งสามารถใช้ได้ทั่วโลก
พัฒนาวิธีการเก็บรวบรวมข้อมูล การตรวจสอบความถูกต้อง และวิธีการวิเคราะห์อัตโนมัติ
ขจัดความท้าทาย เติบโตไปกับการเปลี่ยนแปลง เลือก EMOTIV
รีวิวของนวัตกรรม EEG ของ EMOTIV ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา
การใช้อุปกรณ์ EEG ในการวิจัยประสาทวิทยาและในสถานพยาบาลยังคงเพิ่มขึ้น (ดูรูปที่ 3) ตลอดทศวรรษที่ผ่านมา EMOTIV ได้พัฒนาอุปกรณ์ EEG แบบไร้สาย พกพา และง่ายต่อการใช้งาน ที่มีการควบคุมคุณภาพซึ่งสามารถเข้าถึงได้ทุกที่ทั่วโลกเพื่อแก้ไขปัญหานี้
รูปที่ 3 – จำนวนสิ่งตีพิมพ์ที่มี “EEG” (1940 – 2021) ผ่านทาง Neuroscience Information Framework
วิวัฒนาการของฮาร์ดแวร์
นอกจากนี้ ฮาร์ดแวร์ EEG ได้เปลี่ยนจากอิเล็กโทรดที่ใช้เจลเป็นอิเล็กโทรดแบบแห้ง อิเล็กโทรดที่ใช้เจลใช้เวลานานในการติดตั้ง ไม่สะดวกสบายในการสวมใส่ และจำกัดการเคลื่อนไหว หูฟังที่ใช้อิเล็กโทรดแบบแห้งหรือผสมทำงานได้อย่างรวดเร็ว พกพาได้ และผลิตและใช้งานได้ถูกกว่าอย่างมาก การพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้ทำให้เราก้าวเข้าใกล้การบรรลุความก้าวหน้าในงานวิจัยด้านระบบประสาท แต่เรายังไม่ถึงเป้าหมาย
มั่นใจในความหลากหลายของกลุ่มตัวอย่าง
EMOTIV สามารถช่วยคุณเพิ่มความหลากหลายในงานศึกษาของคุณได้ สายผลิตภัณฑ์ EPOC ของหูฟัง EEG ของ EMOTIV มีมานานกว่าทศวรรษและได้รับการตรวจสอบยืนยันโดยสถาบันวิจัยทั่วโลก พวกเขาได้ถูกใช้ในแอปพลิเคชันต่าง ๆ รวมถึงการควบคุมแขนกลและรถเข็น การยืนยันผู้ใช้งานด้วยชีวมิติในระบบความปลอดภัย และการระบุสภาวะทางปัญญาและอารมณ์
ศักยภาพของ EMOTIV สำหรับการใช้งานทั่วโลกและอุปสรรคทางการเงินที่ต่ำช่วยสนับสนุนการวิจัยสำหรับผู้ที่มีทรัพยากรจำกัด ตัวอย่างเช่น Parameshwaran และ Thiagarajan ได้ใช้การอุปกรณ์ EEG ของ EMOTIV ในพื้นที่ชนบทและในเมืองในอินเดียเพื่อแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างในลายเซ็น EEG ที่เกี่ยวข้องกับสถานะทางเศรษฐกิจและสังคม การเข้าถึงเทคโนโลยี และประสบการณ์การเดินทาง
ความท้าทายในงานวิจัยและการวิเคราะห์ EEG ที่ทันสมัยมีอะไรบ้าง?
ในปี 1925 นักจิตแพทย์ชาวเยอรมัน Hans Berger ได้บันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) ของมนุษย์เป็นครั้งแรก นับแต่นั้นมา เทคโนโลยีในด้านอินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์และการคำนวณ ได้พัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่อง
โพสต์นี้สำรวจความท้าทายหลักสองประการในการวิจัย EEG ซึ่งได้แก่:
ความซับซ้อนด้านการจัดการของการวิจัย EEG ทางวิชาการแบบดั้งเดิม และ
นวัตกรรมในฮาร์ดแวร์ EEG
ความซับซ้อนด้านการจัดการของการวิจัย EEG ทางวิชาการแบบดั้งเดิม
กลุ่มตัวอย่างที่เป็นเอกสิทธิ์ มีทรัพยากรน้อย และจำกัดการเข้าถึงพื้นที่
ลองเข้าใจการวิจัยคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) กันก่อน การวิจัย EEG และวิธีการวิจัยด้านประสาทวิทยาทางปัญญาเกี่ยวข้องกับการบันทึกกิจกรรมไฟฟ้าของสมองมนุษย์โดยใช้อิเล็กโทรดที่วางอย่างจงใจบนพื้นผิวของศีรษะของผู้ถูกทดลอง การออกแบบการทดลองที่เกี่ยวข้องกับการเปิดเสนอแรงกระตุ้นต่าง ๆ สามารถทำให้วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณสมองและดึงข้อมูลออกมาได้
ตารางที่ 1 ให้ภาพรวมเกี่ยวกับประเภทของการศึกษาและกิจกรรมที่ดำเนินการด้วยเทคโนโลยี EEG รู้สึกอิสระที่จะอ่าน คู่มือเบื้องต้น เกี่ยวกับการศึกษาคลื่นไฟฟ้าสมองด้วย
ตารางที่ 1: ประเภทของการศึกษาคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) (นำจาก (Williams et al., 2020))
อินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCI) | การศึกษานี้ตรวจสอบและทำให้เกิดการปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์-คอมพิวเตอร์ เช่นการควบคุมแขนหรือรถเข็น หรือการสื่อสารในผู้ป่วยที่พิการ |
ทางคลินิก | การศึกษานี้ใช้ EEG ในการวินิจฉัยและการบำบัด เช่นการตรวจจับการชักจากโรคลมชักหรือการใช้ข้อมูลให้กลับมาได้ในเวชศาสตร์ทางจิตวิทยา |
การวิจัยเชิงทดลอง | การศึกษานี้รวบรวมข้อมูลอิเล็กโทรแกรมเพื่ออธิบายคำถามหรือสมมติฐานด้านประสาทวิทยาการคำนวณ |
แม้ว่า EEG จะได้รับความนิยมเป็นเครื่องมือวิจัยที่มีประสิทธิภาพ การจัดการอาจเป็นความท้าทาย หน่วยงานให้ทุนส่วนใหญ่ให้ทุนสำหรับการวิจัยทางคลินิก การวิจัยแบบแปลง หรือการวิจัยประยุกต์ แต่มีทุนน้อยสำหรับการวิจัยทดลองพื้นฐาน การมีทุนน้อยก่อปัญหาด้านการคัดเลือกผู้เข้าร่วมและนำไปสู่การวิจัยเชิงทดลองอย่างถูกวิธี ซึ่งทำให้มีขนาดตัวอย่างเล็ก ขนาดตัวอย่างเล็กเหล่านี้ ถูกเลือกอย่างสะดวกจากพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่จำกัด
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ปัญหา WEIRD ซึ่งหมายถึงบุคคลที่เป็นตะวันตก มีการศึกษา อุตสาหกรรม ร่ำรวย และเป็นประชาธิปไตยซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของตัวอย่างการวิจัยทั่วไป กลุ่มตัวอย่างเหล่านี้ไม่ครอบคลุมทั่วถึงเพราะส่วนใหญ่เป็นนักศึกษามหาวิทยาลัย กลุ่มประชากร WEIRD นี้ไม่สะท้อนถึงความหลากหลายตรงข้ามของโลกจริงหรือคุณลักษณะทางปัญญาและอารมณ์ที่เอกลักษณ์และทำให้เราเป็นมนุษย์
ภาวะนี้มีผลกระทบอย่างจำกัดในด้านความหมายที่เป็นประโยชน์และความสามารถทั่วไปของการทดลอง ด้วยเหตุนี้ ผลลัพธ์จากการศึกษานี้จึงยากที่จะนำไปสู่ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับการรู้คิดของมนุษย์ทั้งหมด (เช่น ภาระทางจิต การแก้ปัญหา ฯลฯ)
นวัตกรรมในฮาร์ดแวร์ EEG
อุปกรณ์พกพา ราคาต่ำที่มีคุณภาพทางการวิจัยที่สามารถนำมาใช้ได้ทั่วโลก
อุปกรณ์ EEG
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้ทลายกำแพงในงานศึกษาเกี่ยวกับประสาทวิทยาด้วยอุปกรณ์ EEG แบบพกพา อินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCI) อินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับเครื่องจักร (BMI) หรืออินเตอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ (HCI) ได้ทำสิ่งนี้โดยใช้สัญญาณ EEG เพื่อระบุและตรวจสอบสภาวะทางปัญญาหรืออารมณ์ BCI กำลังพัฒนารวดเร็วเพื่อเปลี่ยนแปลงวิธีการที่มนุษย์ปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม ซึ่งนำโดยความก้าวหน้าในด้านการมินิทูริซฮาร์ดแวร์และพัฒนาการอัลกอริทึมการประมวลผลข้อมูล ระบบเหล่านี้ให้อำนาจแก่มนุษย์ในการปรับปรุงตนเองผ่านการใช้ข้อมูลให้กลับมาได้และกระตุ้นให้คนปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมโดยไม่ต้องเข้ามาแทรกแซงทางกายภาพ
อนาคตของอุปกรณ์ EEG
ตลอดทศวรรษที่ผ่านมา แนวโน้มทั่วไปในฮาร์ดแวร์ EEG คือการทำให้เครื่องมือเหล่านี้มีขนาดเล็กลง ไร้สาย พกพา และมีราคาถูกลง
รูปที่ 1: หูฟัง EPOC ของ EMOTIV
รูปที่ 2: หูฟัง EPOC Flex ของ EMOTIV
อย่างไรก็ตาม การย้ายสิ่งที่เคยต้องการห้องปฏิบัติการราคาแพงไปสู่ระบบพกพาราคาเจียมเนื้อเจียมตัวไม่ได้เกิดขึ้นโดยไม่มีความกังวล นักวิทยาศาสตร์บางคนกังวลเกี่ยวกับความถูกต้อง ความมีคุณภาพ หรือความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติของหูฟัง EEG เพื่อสำรวจเรื่องนี้ นักวิจัยได้ทำการศึกษาการตรวจสอบความเที่ยงตรงหลายครั้ง แสดงให้เห็นถึงประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์ของระบบเหล่านี้
ราคาต่ำและความสามารถพกพาของหูฟัง EEG ก็ยังได้เปิดความเป็นไปได้ของคำถามวิจัยที่กว้างขึ้นที่สามารถได้รับคำตอบในสถานการณ์จริง นั่นคือ สมองของผู้เข้าร่วมสามารถวัดได้ในสถานการณ์จริงในขณะที่ฮาร์ดแวร์เดิมมีการเคลื่อนย้ายน้อยมากในด้านจิตวิทยาการเคลื่อนไหวหรือกีฬา นี่เป็นการเปลี่ยนแปลงที่มหาศาล
ลองจินตนาการกลุ่มวิจัยที่ศึกษาความเร็วในการตอบสนองในกลุ่มตัวอย่างนักศึกษามหาวิทยาลัยที่มีการเลือกเฉพาะซึ่งเล่นกีฬา พวกเขาถามว่าผู้รักษาประตูฟุตบอลมีการตอบสนองเร็วกว่าเพื่อนร่วมทีมอื่น ๆ หรือไม่ ในแนวคิดการวิจัยเดิม นักศึกษาจะต้องเข้าห้องปฏิบัติการ เชื่อมต่อสายไฟ และทำการทดสอบบนหน้าจอทางกายภาพและรายงานด้วยปุ่มฮาร์ดแวร์หรือการพิมพ์ อย่างไรก็ตาม ด้วยอุปกรณ์ EEG ใหม่ ๆ คำถามนี้สามารถนำไปใช้และวัดขณะอยู่ในสนามฟุตบอลจริง
นวัตกรรมในฮาร์ดแวร์ EEG เหล่านี้ได้เปิดการใช้จริงนอกห้องทดลอง โดยดังนั้น ได้เพิ่มความสามารถและขอบเขตของการวิจัยด้านประสาทวิทยา
พบกับนวัตกรรม – พบกับ EMOTIV
มีความก้าวหน้าที่น่าตื่นเต้นในด้านการเรียนรู้เชิงลึกและการวิเคราะห์ในลักษณะการเรียนรู้ของเครื่องในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยเหตุนี้ ชุดข้อมูลที่ใหญ่ มีความถูกต้อง และมีคุณภาพ (n=1000+) จึงจำเป็นต่อการทำงานกับค่าเหล่านี้ โดยที่การประมวลผลสัญญาณ การจำแนก การตรวจสอบ และการประเมินผลการปฏิบัติงานที่จำเป็นในงานวิจัย EEG นั้นมีความสำคัญมากหากจะนำมาใช้ประโยชน์จากการใช้ปัญญาประดิษฐ์ ชุดข้อมูลขนาดใหญ่จำเป็นต่อการเอาชนะธรรมชาติที่เชื่อมเนื่องในงานวิจัยเชิงทดลองในประสาทวิทยา โดยเฉพาะที่ซับซ้อนในส่วนของโรคประสาทสาขาวางและอินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ จนถึงตอนนี้ ข้อมูลนี้ยังไม่มีให้มีมาตรฐาน
มีสองวิธีในการเพิ่มความเป็นไปได้ในการสุ่มตัวอย่างประชากรและข้อมูลที่ได้รับตามมา:
พัฒนาอุปกรณ์ EEG ที่มีคุณภาพในการวิจัย ราคาถูก และพกพาได้ซึ่งสามารถใช้ได้ทั่วโลก
พัฒนาวิธีการเก็บรวบรวมข้อมูล การตรวจสอบความถูกต้อง และวิธีการวิเคราะห์อัตโนมัติ
ขจัดความท้าทาย เติบโตไปกับการเปลี่ยนแปลง เลือก EMOTIV
รีวิวของนวัตกรรม EEG ของ EMOTIV ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา
การใช้อุปกรณ์ EEG ในการวิจัยประสาทวิทยาและในสถานพยาบาลยังคงเพิ่มขึ้น (ดูรูปที่ 3) ตลอดทศวรรษที่ผ่านมา EMOTIV ได้พัฒนาอุปกรณ์ EEG แบบไร้สาย พกพา และง่ายต่อการใช้งาน ที่มีการควบคุมคุณภาพซึ่งสามารถเข้าถึงได้ทุกที่ทั่วโลกเพื่อแก้ไขปัญหานี้
รูปที่ 3 – จำนวนสิ่งตีพิมพ์ที่มี “EEG” (1940 – 2021) ผ่านทาง Neuroscience Information Framework
วิวัฒนาการของฮาร์ดแวร์
นอกจากนี้ ฮาร์ดแวร์ EEG ได้เปลี่ยนจากอิเล็กโทรดที่ใช้เจลเป็นอิเล็กโทรดแบบแห้ง อิเล็กโทรดที่ใช้เจลใช้เวลานานในการติดตั้ง ไม่สะดวกสบายในการสวมใส่ และจำกัดการเคลื่อนไหว หูฟังที่ใช้อิเล็กโทรดแบบแห้งหรือผสมทำงานได้อย่างรวดเร็ว พกพาได้ และผลิตและใช้งานได้ถูกกว่าอย่างมาก การพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้ทำให้เราก้าวเข้าใกล้การบรรลุความก้าวหน้าในงานวิจัยด้านระบบประสาท แต่เรายังไม่ถึงเป้าหมาย
มั่นใจในความหลากหลายของกลุ่มตัวอย่าง
EMOTIV สามารถช่วยคุณเพิ่มความหลากหลายในงานศึกษาของคุณได้ สายผลิตภัณฑ์ EPOC ของหูฟัง EEG ของ EMOTIV มีมานานกว่าทศวรรษและได้รับการตรวจสอบยืนยันโดยสถาบันวิจัยทั่วโลก พวกเขาได้ถูกใช้ในแอปพลิเคชันต่าง ๆ รวมถึงการควบคุมแขนกลและรถเข็น การยืนยันผู้ใช้งานด้วยชีวมิติในระบบความปลอดภัย และการระบุสภาวะทางปัญญาและอารมณ์
ศักยภาพของ EMOTIV สำหรับการใช้งานทั่วโลกและอุปสรรคทางการเงินที่ต่ำช่วยสนับสนุนการวิจัยสำหรับผู้ที่มีทรัพยากรจำกัด ตัวอย่างเช่น Parameshwaran และ Thiagarajan ได้ใช้การอุปกรณ์ EEG ของ EMOTIV ในพื้นที่ชนบทและในเมืองในอินเดียเพื่อแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างในลายเซ็น EEG ที่เกี่ยวข้องกับสถานะทางเศรษฐกิจและสังคม การเข้าถึงเทคโนโลยี และประสบการณ์การเดินทาง
ความท้าทายในงานวิจัยและการวิเคราะห์ EEG ที่ทันสมัยมีอะไรบ้าง?
ในปี 1925 นักจิตแพทย์ชาวเยอรมัน Hans Berger ได้บันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) ของมนุษย์เป็นครั้งแรก นับแต่นั้นมา เทคโนโลยีในด้านอินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์และการคำนวณ ได้พัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่อง
โพสต์นี้สำรวจความท้าทายหลักสองประการในการวิจัย EEG ซึ่งได้แก่:
ความซับซ้อนด้านการจัดการของการวิจัย EEG ทางวิชาการแบบดั้งเดิม และ
นวัตกรรมในฮาร์ดแวร์ EEG
ความซับซ้อนด้านการจัดการของการวิจัย EEG ทางวิชาการแบบดั้งเดิม
กลุ่มตัวอย่างที่เป็นเอกสิทธิ์ มีทรัพยากรน้อย และจำกัดการเข้าถึงพื้นที่
ลองเข้าใจการวิจัยคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) กันก่อน การวิจัย EEG และวิธีการวิจัยด้านประสาทวิทยาทางปัญญาเกี่ยวข้องกับการบันทึกกิจกรรมไฟฟ้าของสมองมนุษย์โดยใช้อิเล็กโทรดที่วางอย่างจงใจบนพื้นผิวของศีรษะของผู้ถูกทดลอง การออกแบบการทดลองที่เกี่ยวข้องกับการเปิดเสนอแรงกระตุ้นต่าง ๆ สามารถทำให้วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณสมองและดึงข้อมูลออกมาได้
ตารางที่ 1 ให้ภาพรวมเกี่ยวกับประเภทของการศึกษาและกิจกรรมที่ดำเนินการด้วยเทคโนโลยี EEG รู้สึกอิสระที่จะอ่าน คู่มือเบื้องต้น เกี่ยวกับการศึกษาคลื่นไฟฟ้าสมองด้วย
ตารางที่ 1: ประเภทของการศึกษาคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) (นำจาก (Williams et al., 2020))
อินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCI) | การศึกษานี้ตรวจสอบและทำให้เกิดการปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์-คอมพิวเตอร์ เช่นการควบคุมแขนหรือรถเข็น หรือการสื่อสารในผู้ป่วยที่พิการ |
ทางคลินิก | การศึกษานี้ใช้ EEG ในการวินิจฉัยและการบำบัด เช่นการตรวจจับการชักจากโรคลมชักหรือการใช้ข้อมูลให้กลับมาได้ในเวชศาสตร์ทางจิตวิทยา |
การวิจัยเชิงทดลอง | การศึกษานี้รวบรวมข้อมูลอิเล็กโทรแกรมเพื่ออธิบายคำถามหรือสมมติฐานด้านประสาทวิทยาการคำนวณ |
แม้ว่า EEG จะได้รับความนิยมเป็นเครื่องมือวิจัยที่มีประสิทธิภาพ การจัดการอาจเป็นความท้าทาย หน่วยงานให้ทุนส่วนใหญ่ให้ทุนสำหรับการวิจัยทางคลินิก การวิจัยแบบแปลง หรือการวิจัยประยุกต์ แต่มีทุนน้อยสำหรับการวิจัยทดลองพื้นฐาน การมีทุนน้อยก่อปัญหาด้านการคัดเลือกผู้เข้าร่วมและนำไปสู่การวิจัยเชิงทดลองอย่างถูกวิธี ซึ่งทำให้มีขนาดตัวอย่างเล็ก ขนาดตัวอย่างเล็กเหล่านี้ ถูกเลือกอย่างสะดวกจากพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่จำกัด
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ปัญหา WEIRD ซึ่งหมายถึงบุคคลที่เป็นตะวันตก มีการศึกษา อุตสาหกรรม ร่ำรวย และเป็นประชาธิปไตยซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของตัวอย่างการวิจัยทั่วไป กลุ่มตัวอย่างเหล่านี้ไม่ครอบคลุมทั่วถึงเพราะส่วนใหญ่เป็นนักศึกษามหาวิทยาลัย กลุ่มประชากร WEIRD นี้ไม่สะท้อนถึงความหลากหลายตรงข้ามของโลกจริงหรือคุณลักษณะทางปัญญาและอารมณ์ที่เอกลักษณ์และทำให้เราเป็นมนุษย์
ภาวะนี้มีผลกระทบอย่างจำกัดในด้านความหมายที่เป็นประโยชน์และความสามารถทั่วไปของการทดลอง ด้วยเหตุนี้ ผลลัพธ์จากการศึกษานี้จึงยากที่จะนำไปสู่ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับการรู้คิดของมนุษย์ทั้งหมด (เช่น ภาระทางจิต การแก้ปัญหา ฯลฯ)
นวัตกรรมในฮาร์ดแวร์ EEG
อุปกรณ์พกพา ราคาต่ำที่มีคุณภาพทางการวิจัยที่สามารถนำมาใช้ได้ทั่วโลก
อุปกรณ์ EEG
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้ทลายกำแพงในงานศึกษาเกี่ยวกับประสาทวิทยาด้วยอุปกรณ์ EEG แบบพกพา อินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCI) อินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับเครื่องจักร (BMI) หรืออินเตอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ (HCI) ได้ทำสิ่งนี้โดยใช้สัญญาณ EEG เพื่อระบุและตรวจสอบสภาวะทางปัญญาหรืออารมณ์ BCI กำลังพัฒนารวดเร็วเพื่อเปลี่ยนแปลงวิธีการที่มนุษย์ปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม ซึ่งนำโดยความก้าวหน้าในด้านการมินิทูริซฮาร์ดแวร์และพัฒนาการอัลกอริทึมการประมวลผลข้อมูล ระบบเหล่านี้ให้อำนาจแก่มนุษย์ในการปรับปรุงตนเองผ่านการใช้ข้อมูลให้กลับมาได้และกระตุ้นให้คนปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมโดยไม่ต้องเข้ามาแทรกแซงทางกายภาพ
อนาคตของอุปกรณ์ EEG
ตลอดทศวรรษที่ผ่านมา แนวโน้มทั่วไปในฮาร์ดแวร์ EEG คือการทำให้เครื่องมือเหล่านี้มีขนาดเล็กลง ไร้สาย พกพา และมีราคาถูกลง
รูปที่ 1: หูฟัง EPOC ของ EMOTIV
รูปที่ 2: หูฟัง EPOC Flex ของ EMOTIV
อย่างไรก็ตาม การย้ายสิ่งที่เคยต้องการห้องปฏิบัติการราคาแพงไปสู่ระบบพกพาราคาเจียมเนื้อเจียมตัวไม่ได้เกิดขึ้นโดยไม่มีความกังวล นักวิทยาศาสตร์บางคนกังวลเกี่ยวกับความถูกต้อง ความมีคุณภาพ หรือความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติของหูฟัง EEG เพื่อสำรวจเรื่องนี้ นักวิจัยได้ทำการศึกษาการตรวจสอบความเที่ยงตรงหลายครั้ง แสดงให้เห็นถึงประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์ของระบบเหล่านี้
ราคาต่ำและความสามารถพกพาของหูฟัง EEG ก็ยังได้เปิดความเป็นไปได้ของคำถามวิจัยที่กว้างขึ้นที่สามารถได้รับคำตอบในสถานการณ์จริง นั่นคือ สมองของผู้เข้าร่วมสามารถวัดได้ในสถานการณ์จริงในขณะที่ฮาร์ดแวร์เดิมมีการเคลื่อนย้ายน้อยมากในด้านจิตวิทยาการเคลื่อนไหวหรือกีฬา นี่เป็นการเปลี่ยนแปลงที่มหาศาล
ลองจินตนาการกลุ่มวิจัยที่ศึกษาความเร็วในการตอบสนองในกลุ่มตัวอย่างนักศึกษามหาวิทยาลัยที่มีการเลือกเฉพาะซึ่งเล่นกีฬา พวกเขาถามว่าผู้รักษาประตูฟุตบอลมีการตอบสนองเร็วกว่าเพื่อนร่วมทีมอื่น ๆ หรือไม่ ในแนวคิดการวิจัยเดิม นักศึกษาจะต้องเข้าห้องปฏิบัติการ เชื่อมต่อสายไฟ และทำการทดสอบบนหน้าจอทางกายภาพและรายงานด้วยปุ่มฮาร์ดแวร์หรือการพิมพ์ อย่างไรก็ตาม ด้วยอุปกรณ์ EEG ใหม่ ๆ คำถามนี้สามารถนำไปใช้และวัดขณะอยู่ในสนามฟุตบอลจริง
นวัตกรรมในฮาร์ดแวร์ EEG เหล่านี้ได้เปิดการใช้จริงนอกห้องทดลอง โดยดังนั้น ได้เพิ่มความสามารถและขอบเขตของการวิจัยด้านประสาทวิทยา
พบกับนวัตกรรม – พบกับ EMOTIV
มีความก้าวหน้าที่น่าตื่นเต้นในด้านการเรียนรู้เชิงลึกและการวิเคราะห์ในลักษณะการเรียนรู้ของเครื่องในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยเหตุนี้ ชุดข้อมูลที่ใหญ่ มีความถูกต้อง และมีคุณภาพ (n=1000+) จึงจำเป็นต่อการทำงานกับค่าเหล่านี้ โดยที่การประมวลผลสัญญาณ การจำแนก การตรวจสอบ และการประเมินผลการปฏิบัติงานที่จำเป็นในงานวิจัย EEG นั้นมีความสำคัญมากหากจะนำมาใช้ประโยชน์จากการใช้ปัญญาประดิษฐ์ ชุดข้อมูลขนาดใหญ่จำเป็นต่อการเอาชนะธรรมชาติที่เชื่อมเนื่องในงานวิจัยเชิงทดลองในประสาทวิทยา โดยเฉพาะที่ซับซ้อนในส่วนของโรคประสาทสาขาวางและอินเตอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ จนถึงตอนนี้ ข้อมูลนี้ยังไม่มีให้มีมาตรฐาน
มีสองวิธีในการเพิ่มความเป็นไปได้ในการสุ่มตัวอย่างประชากรและข้อมูลที่ได้รับตามมา:
พัฒนาอุปกรณ์ EEG ที่มีคุณภาพในการวิจัย ราคาถูก และพกพาได้ซึ่งสามารถใช้ได้ทั่วโลก
พัฒนาวิธีการเก็บรวบรวมข้อมูล การตรวจสอบความถูกต้อง และวิธีการวิเคราะห์อัตโนมัติ
ขจัดความท้าทาย เติบโตไปกับการเปลี่ยนแปลง เลือก EMOTIV
รีวิวของนวัตกรรม EEG ของ EMOTIV ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา
การใช้อุปกรณ์ EEG ในการวิจัยประสาทวิทยาและในสถานพยาบาลยังคงเพิ่มขึ้น (ดูรูปที่ 3) ตลอดทศวรรษที่ผ่านมา EMOTIV ได้พัฒนาอุปกรณ์ EEG แบบไร้สาย พกพา และง่ายต่อการใช้งาน ที่มีการควบคุมคุณภาพซึ่งสามารถเข้าถึงได้ทุกที่ทั่วโลกเพื่อแก้ไขปัญหานี้
รูปที่ 3 – จำนวนสิ่งตีพิมพ์ที่มี “EEG” (1940 – 2021) ผ่านทาง Neuroscience Information Framework
วิวัฒนาการของฮาร์ดแวร์
นอกจากนี้ ฮาร์ดแวร์ EEG ได้เปลี่ยนจากอิเล็กโทรดที่ใช้เจลเป็นอิเล็กโทรดแบบแห้ง อิเล็กโทรดที่ใช้เจลใช้เวลานานในการติดตั้ง ไม่สะดวกสบายในการสวมใส่ และจำกัดการเคลื่อนไหว หูฟังที่ใช้อิเล็กโทรดแบบแห้งหรือผสมทำงานได้อย่างรวดเร็ว พกพาได้ และผลิตและใช้งานได้ถูกกว่าอย่างมาก การพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้ทำให้เราก้าวเข้าใกล้การบรรลุความก้าวหน้าในงานวิจัยด้านระบบประสาท แต่เรายังไม่ถึงเป้าหมาย
มั่นใจในความหลากหลายของกลุ่มตัวอย่าง
EMOTIV สามารถช่วยคุณเพิ่มความหลากหลายในงานศึกษาของคุณได้ สายผลิตภัณฑ์ EPOC ของหูฟัง EEG ของ EMOTIV มีมานานกว่าทศวรรษและได้รับการตรวจสอบยืนยันโดยสถาบันวิจัยทั่วโลก พวกเขาได้ถูกใช้ในแอปพลิเคชันต่าง ๆ รวมถึงการควบคุมแขนกลและรถเข็น การยืนยันผู้ใช้งานด้วยชีวมิติในระบบความปลอดภัย และการระบุสภาวะทางปัญญาและอารมณ์
ศักยภาพของ EMOTIV สำหรับการใช้งานทั่วโลกและอุปสรรคทางการเงินที่ต่ำช่วยสนับสนุนการวิจัยสำหรับผู้ที่มีทรัพยากรจำกัด ตัวอย่างเช่น Parameshwaran และ Thiagarajan ได้ใช้การอุปกรณ์ EEG ของ EMOTIV ในพื้นที่ชนบทและในเมืองในอินเดียเพื่อแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างในลายเซ็น EEG ที่เกี่ยวข้องกับสถานะทางเศรษฐกิจและสังคม การเข้าถึงเทคโนโลยี และประสบการณ์การเดินทาง
