Đến năm 2025, sẽ có khoảng 463 exabyte dữ liệu mới được tạo ra mỗi ngày trên internet - một con số thực sự không thể tưởng tượng nổi. Dữ liệu này đến từ các hoạt động thông thường như khoảng 300 tỷ email hoặc khoảng 95 triệu bức ảnh được chia sẻ. Những nội dung này được chia sẻ công khai với mục đích để người khác xem. Tuy nhiên, phần lớn lượng dữ liệu khổng lồ hàng ngày này đến từ các thành phần ẩn sâu, ít được biết đến và tầm thường hơn như siêu dữ liệu (metadata), dữ liệu vị trí, nhật ký tương tác, lịch sử duyệt web đã lưu trữ, v.v. Mặc dù có vẻ không thú vị, nhưng hóa ra khi được thu thập và phân tích với số lượng lớn theo thời gian, chúng lại có thể dự đoán cực kỳ chính xác các trạng thái của con người, ví dụ như:

• Khỏe mạnh hay đau ốm.

• Các hoạt động chung.

• Ngủ hay tập thể dục.

• Hành vi trong tương lai như các giao dịch mua hàng tiềm năng hoặc bỏ phiếu bầu cử.

Với tư cách là các nhà thần kinh học, chúng ta có thể tận dụng dữ liệu này để hiểu thêm về tâm trí con người. Suy cho cùng, việc làm sáng tỏ các yếu tố nền tảng của hoạt động và/hoặc hành vi của con người chính là cốt lõi của nghiên cứu khoa học thần kinh. Bài viết này cung cấp bảy cách mà việc thu thập dữ liệu từ xa đang cải thiện nghiên cứu khoa học thần kinh.

Các nhà thần kinh học đã sử dụng các kỹ thuật thu thập dữ liệu từ xa trong nhiều thập kỷ. Những gì đã thay đổi trong những năm gần đây là:

• Ý nghĩa thực sự của từ "từ xa" có thể xa đến mức nào.

• Số lượng đối tượng có thể tham gia.

• Loại điểm cuối có thể được đo lường và xử lý trong một thử nghiệm đơn lẻ.

Nghiên cứu không phải là ứng dụng duy nhất của việc thu thập và ứng dụng dữ liệu từ xa. Những tiến bộ gần đây trong hệ thống Thực tế ảo (VR) đã đưa phòng thí nghiệm vào không gian ảo. Ví dụ, về mặt y tế, những tiến bộ này trong hệ thống VR cho nghiên cứu khoa học thần kinh cho phép tiếp cận dễ dàng hơn với việc thực hiện các ca phẫu thuật từ xa trên toàn cầu. Trong trường hợp này, tai nghe VR vẫn ở bên cạnh đội ngũ phẫu thuật để khi bác sĩ phẫu thuật đến, họ có thể thấy chất lượng của nguồn cấp video gần như thời gian thực truyền từ bệnh nhân cách đó hàng trăm dặm.

Trong các tình huống nhỏ, việc chỉ sử dụng video là đủ, nhưng với thực tế tăng cường này, họ kết hợp video với phản hồi xúc giác trong cả phẫu thuật trực tiếp và các nhiệm vụ phẫu thuật giáo dục/đào tạo. Bạn có thể nói điều này tương tự như một dải rung trên bộ điều khiển trò chơi nhưng tiên tiến hơn nhiều.

Như được nêu bật bên dưới, có một số lý do (ít nhất là bảy lý do) khiến một quy trình y tế, nhà nghiên cứu hoặc nhà tiếp thị thần kinh lựa chọn sử dụng công nghệ hiện đại để thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu toàn cầu được thu thập từ xa.

1. Sự thoải mái và dễ dàng tại nhà

Đối tượng bị căng thẳng tạo ra dữ liệu bị căng thẳng.

Người ta đã công nhận rộng rãi rằng việc tiếp xúc với các yếu tố gây căng thẳng trước khi thực hiện bài kiểm tra hành vi có thể làm thay đổi dữ liệu được thu thập tiếp theo. Hơn nữa, nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng, ngoài các tác động cấp tính, các yếu tố căng thẳng từ môi trường có thể dẫn đến các tác động lâu dài. Hy vọng tốt nhất của các nhà khoa học là giảm thiểu các biến số bên ngoài đó trong khi chấp nhận thực tế rằng chúng không bao giờ có thể bị loại bỏ hoàn toàn. Như vậy, nếu mỗi đối tượng được đối xử giống hệt nhau, họ sẽ được tiếp xúc bình đẳng với mọi yếu tố.

Một người được kiểm tra ngay tại nhà riêng của họ

Lái xe đến phòng khám của bác sĩ, lo lắng về chi phí, chẩn đoán, tìm đúng phòng khám hoặc liệu bạn có đỗ xe đúng luật hay không đều là những tác nhân gây căng thẳng rất thực tế. Tuy nhiên, giả sử việc thu thập dữ liệu nghiên cứu có thể được thực hiện để tránh các yếu tố bên ngoài này, chẳng hạn như trong sự thoải mái ngay tại nhà riêng của mình. Trong trường hợp đó, tác động của việc di chuyển căng thẳng sẽ không làm lu mờ trọng tâm của nghiên cứu.

Nói như vậy, không thể cô lập hoặc loại bỏ hoàn toàn ảnh hưởng của các lực bên ngoài đối với các đối tượng nghiên cứu. Cách tiếp cận tốt nhất để giảm thiểu các tác nhân gây căng thẳng là để tất cả các đối tượng tiếp xúc với cùng một hoàn cảnh bằng cách sử dụng các thiết bị sáng tạo nhưng đã được chứng minh hiệu quả.

2. Trường hợp bất khả kháng

Khi thảm họa không lường trước ập đến, bạn phải điều chỉnh hành vi của mình. Hãy xem trường hợp của COVID-19.

Ba năm qua đã mở ra nhiều điều mới mẻ trên mọi lĩnh vực do đại dịch COVID-19 toàn cầu. Đôi khi có những sự kiện hoặc hoàn cảnh phi thường nằm ngoài tầm kiểm soát của các nhà nghiên cứu. Những hoàn cảnh không lường trước được này buộc chúng ta phải thích ứng với những hạn chế mới.

Xác định chiến dịch quảng cáo hiệu quả nhất bằng công nghệ tốt nhất hiện có là điều hiển nhiên đối với các nhà tư bản. Tuy nhiên, thực tế là: chất lượng dữ liệu của một đối tượng không phụ thuộc vào khoảng cách của họ với nhà nghiên cứu. Do đó, công việc cốt lõi của nhà nghiên cứu là thu thập dữ liệu từ các đối tượng nên thích ứng với các công cụ hiện có.

3. EverlyWell, Apple Watch & Phẫu thuật từ xa

EverlyWell là một dịch vụ xét nghiệm y tế qua thư, gửi các bộ dụng cụ được đóng gói sẵn với hướng dẫn dễ hiểu để định lượng các mục tiêu trên hơn 30 xét nghiệm chẩn đoán. Apple Watch cũng đã gây chú ý với tính năng thông báo nhịp tim bất thường và phát hiện té ngã. Đối với cả EverlyWell và Apple, có rất ít nghi ngờ về khả năng gia tăng giá trị của sản phẩm với chi phí và thời gian di chuyển ít hơn cho thị trường tiêu dùng.

Với những sản phẩm như vậy và những sản phẩm khác, xã hội chúng ta dường như đã chấp nhận và tin tưởng vào dữ liệu y sinh được thu thập tại địa phương, xử lý từ xa và trình bày đúng cách. Cho dù đó là để phòng ngừa bệnh tật, chăm sóc sức khỏe tinh thần, chống lại bệnh tật hay duy trì một cơ thể cân đối, bạn đều muốn nhận được phản hồi và hy vọng được thưởng khi hoàn thành các mục tiêu sức khỏe. Trong những ngày tăm tối trước khi có internet, khi máy tính chiếm cả một căn phòng, việc đo lường và theo dõi các Chỉ số Hiệu suất Cốt lõi (KPI) thể chất của bạn hoàn toàn là một nỗ lực thủ công. Đây không còn là tình trạng hiện tại nữa. Kết quả là, phong trào "tự định lượng" (quantified self) đang trưởng thành nhanh chóng.

Các KPI được theo dõi phổ biến nhất bao gồm:

• Nhịp tim

• Huyết áp

• Cân nặng

• Chiều cao

• Thời lượng giấc ngủ

• Mẫu chuyển động

Tất cả đều có thể được định lượng dễ dàng bằng cảm biến phù hợp và phần cứng cơ bản. Mọi người đều biết rằng khoa học thần kinh và nhiều ngành y sinh khác đang gặp phải vấn đề về cỡ mẫu. Để giải quyết vấn đề này, cách tiếp cận tốt nhất là bổ sung thêm các đối tượng nghiên cứu thay vì đào tạo một nhóm đối tượng nhỏ hơn được chọn chỉ vì họ ở gần. Với việc có thể đo lường toàn bộ các KPI từ xa, đây là một cách khả thi để nghiên cứu khoa học thần kinh phát triển và tồn tại.

4. Tăng cường tính hòa nhập và đa dạng của người tham gia

Nhóm WEIRD là ai, và tại sao chúng ta lại biết nhiều về họ đến vậy?

"Các nhà khoa học hành vi thường xuyên công bố các tuyên bố rộng rãi về tâm lý và hành vi của con người trên các tạp chí hàng đầu thế giới dựa trên các mẫu được lấy hoàn toàn từ các xã hội Tây phương, Có giáo dục, Công nghiệp hóa, Giàu có và Dân chủ (WEIRD) ."

Có một thực tế phổ biến là tâm lý học biết rất nhiều về những cá nhân da trắng, khá giả ở độ tuổi đại học nhưng lại biết rất ít về con người nói chung.

Tại sao?

Các thí nghiệm tâm lý được thực hiện trên các khuôn viên trường đại học, và tiêu chí lựa chọn đối tượng không rộng hơn nhiều so với khoảng cách địa lý và sự sẵn có của họ trong ngày. Để đưa ra kết luận về nhóm dân số rộng lớn hơn, các nhóm mẫu cho các thí nghiệm tâm lý cần bao gồm nhiều cá nhân từ các nền tảng đa dạng hơn. Chìa khóa cho vấn đề này nằm ở thiết bị thu thập dữ liệu từ xa, đặc biệt là thiết bị được thiết kế để chính người tiêu dùng tự sử dụng.

5. Giảm chi phí ngắn hạn và dài hạn

Các nền tảng đám mây hiện đại đã khiến khoảng cách vật lý trở nên không còn quan trọng.

Sử dụng công cụ thu thập dữ liệu từ xa giúp tiết kiệm chi phí quảng cáo.

Các mẫu ngẫu nhiên tốn kém hơn các mẫu thuận tiện, ví dụ như sinh viên đại học, vì bạn cần quảng cáo để thu hút các đối tượng nghiên cứu trong cộng đồng địa phương. Nói một cách đơn giản, quảng cáo tốn tiền.

Sử dụng công cụ thu thập dữ liệu từ xa giúp tiết kiệm tiền mua thiết bị CNTT và phân tích thần kinh chuyên dụng.

Thông thường, các phòng thí nghiệm nghiên cứu cá nhân phải tự trả tiền và bảo trì thiết bị CNTT của riêng họ, đặc biệt nếu đó là phần cứng chuyên dụng để thu thập dữ liệu. Tất nhiên, theo thời gian, công nghệ sẽ cải tiến. Trong khi đó, việc cập nhật cơ sở hạ tầng là một chi phí cao. Vì lý do này, việc truy cập vào các nền tảng đám mây hiện đại và phần cứng thu thập dữ liệu giảm chi phí có thể giảm bớt việc sử dụng tài nguyên trong nghiên cứu khoa học thần kinh.

6. Định lượng Sinh lý học và Hành vi vốn luôn là việc "từ xa"

Khoảng cách giữa phần cứng cảm biến và phần mềm xử lý dữ liệu là không quan trọng.

Hiểu, dự đoán và chữa trị hành vi của con người là cốt lõi của hầu hết các nghiên cứu học thuật, đặc biệt là khoa học thần kinh. Thông thường, khái niệm "thu thập dữ liệu hành vi" gợi lên hình ảnh các nhà khoa học trong chiếc áo khoác phòng thí nghiệm sạch sẽ không tì vết đang quan sát các đối tượng từ xa với một bảng kẹp hồ sơ và đồng hồ bấm giờ, thỉnh thoảng lại ghi chép.

Đây là một ý tưởng đơn giản, nhưng nó chứa đầy các nguồn biến thiên tiềm ẩn chưa biết có thể ảnh hưởng đến hoạt động hoặc hành vi của đối tượng. Trong các thí nghiệm khoa học, mục tiêu là loại bỏ càng nhiều biến thiên không xác định này càng tốt. Thực hành này là cần thiết để đưa ra các kết luận dựa trên bằng chứng về nguyên nhân khi quan sát thấy một kết quả.

Cách loại bỏ các nguồn sai số trong nghiên cứu khoa học thần kinh

Cuộc tìm kiếm nhằm loại bỏ các nguồn sai số khi định lượng sinh lý và hành vi của con người vẫn đang tiếp diễn. Ở mức độ cơ bản nhất, việc này thường bao gồm các cải tiến đối với phần cứng thu thập dữ liệu từ các cảm biến, sau đó được xử lý bằng phần mềm tương tự hoặc kỹ thuật số để xác định các mục quan tâm, xu hướng hoặc sự khác biệt giữa các đối tượng hoặc trong chính đối tượng đó. Thu thập dữ liệu từ xa mạnh mẽ hơn so với giả định ban đầu và có thể cung cấp các bộ dữ liệu đa dạng nhưng phù hợp để tăng thêm sức mạnh dự đoán cho thí nghiệm.

7. Học máy mang lại dữ liệu tốt hơn

Dữ liệu + Siêu dữ liệu + Học máy (ML) = mô hình toàn diện nhất về hoạt động hành vi.

Các mô hình trí tuệ nhân tạo về việc bạn là ai, bạn ở đâu, bạn thích gì và ghét gì đều đang được sử dụng ở một quy mô mà nhiều người không hay biết. May mắn thay, có những thiết bị thu thập dữ liệu khoa học thần kinh thương mại có sẵn trên thị trường hiện đại của chúng ta. Việc họ sử dụng dữ liệu và siêu dữ liệu quảng cáo có thể sẽ dẫn đến sự hiểu biết toàn diện hơn về hành vi so với những gì có thể thu thập được trong môi trường phòng thí nghiệm cô lập, vô trùng hơn.

Về cốt lõi, dữ liệu được cung cấp (tên, vị trí, ngày sinh) được hợp nhất với siêu dữ liệu ẩn (thời gian trên trang web, trang web trước đó, trang web thoát) và đã mở ra các kỹ thuật phân tích hoàn toàn mới, hóa ra lại cực kỳ hữu ích để đo lường và dự đoán hành vi của con người.

Bạn có muốn tìm hiểu thêm không? Hãy gặp Emotiv

Khi nhấn mạnh các kỹ thuật trên, chúng tôi đã chứng minh rằng việc thu thập dữ liệu từ xa không phải là mới và tiếp tục cải thiện nghiên cứu khoa học thần kinh khi các cải tiến công nghệ được tung ra thị trường. Xét tốc độ mở rộng của khái niệm "từ xa" từ bên kia hành lang, đến cuối dãy phố, đến bên kia đất nước và giờ đây là trên toàn thế giới, thật dễ hiểu cảm giác bất an của các nhà nghiên cứu truyền thống. Tuy nhiên, xem xét tầm quan trọng của các cải tiến kỹ thuật đối với phần cứng tiêu dùng và những thành tựu to lớn trong việc phân tích và xử lý dữ liệu dựa trên đám mây, thuật ngữ "từ xa" nhanh chóng trở nên không còn quan trọng đối với cách thu thập dữ liệu.

Tóm lại, các đối tượng có thể thực hiện thu thập dữ liệu tại nhà mà không cần sự giám sát trực tiếp của nhân viên nghiên cứu. Họ có thể thu thập thông tin này về não bộ của họ để sử dụng cá nhân nhưng cũng có tùy chọn tải lên EEG của họ hoặc thu thập EEG cụ thể cho các dự án nghiên cứu lớn hơn, đang diễn ra.

Được thành lập vào năm 2011, Emotiv là một công ty tin sinh học có trụ sở tại San Francisco với sứ mệnh nâng cao hiểu biết của chúng ta về não bộ con người bằng phần cứng điện não đồ (EEG) tùy chỉnh, phân tích và trực quan hóa. Cách tiếp cận nghiên cứu EEG của Emotiv phản ánh sát hơn các điều kiện "thế giới thực", vì các cá nhân được kiểm tra ở những địa điểm và môi trường phản ánh thực tế hơn cách họ thực sự sống cuộc sống của mình.

Thiết bị đeo đầu Emotiv

Emotiv Insight

Emotiv phục vụ một cộng đồng người dùng rộng lớn, từ các chuyên gia đến những cá nhân đơn giản chỉ muốn tìm hiểu về não bộ của họ. Thiết bị đeo đầu EEG 5 kênh Emotiv Insight được thiết kế cho giao diện não-máy tính (BCI). Insight kết hợp thiết kế kiểu dáng đẹp, dễ thiết lập với công nghệ cảm biến mang tính cách mạng.

Emotiv Epoc X và Epoc Flex

Emotiv Epoc X và Epoc Flex cung cấp hệ thống EEG 14 kênh và 32 kênh. Được thiết kế cho nghiên cứu khoa học thần kinh trong mọi bối cảnh, thiết bị đeo đầu EPOC là thiết bị không dây với công nghệ cảm biến được cải tiến. Cả hai thiết bị đeo đầu đều được xác thực bởi các nhóm nghiên cứu độc lập và được chứng minh là cung cấp dữ liệu cấp nghiên cứu chất lượng cao.

Phép so sánh đầy đủ về khả năng kỹ thuật của các hệ thống EEG của Emotiv đã có sẵn để xem xét.

Công nghệ Emotiv

Chúng tôi có một bộ công cụ để hỗ trợ từng bước trong quá trình nghiên cứu khoa học thần kinh.

Phần mềm EmotivPRO cho phép người dùng xử lý, phân tích và trực quan hóa các kết quả thử nghiệm. Các nhà nghiên cứu cũng có thể thiết kế các thử nghiệm ở cấp độ chuyên nghiệp mà bất kỳ người tham gia nào có thiết bị đeo đầu Emotiv đều có thể tham gia nếu tuân thủ thiết kế thử nghiệm.

Bộ công cụ phát triển phần mềm (SDK) dành cho Emotiv cũng có sẵn để các ứng dụng tùy chỉnh, tương tác hoặc thiết kế thử nghiệm có thể được thực hiện khi đang di chuyển chỉ bằng cách sử dụng thiết bị đeo đầu và điện thoại thông minh.

Khi số lượng các ngành học và thị trường thương mại áp dụng các công cụ và phương pháp khoa học thần kinh tăng lên, (các) hệ thống EEG chi phí thấp, dễ sử dụng của Emotiv đang được sử dụng trong:

• Nghiên cứu khoa học thần kinh

• Sáng kiến tiếp thị sức khỏe và thể chất

• Ngành công nghiệp ô tô

• Tiếp thị thần kinh (Neuromarketing)

• Nghiên cứu người tiêu dùng

• Giáo dục

• Bối cảnh giải trí

Ngoài ra, với chất lượng, chi phí và khả năng vận chuyển thiết bị đeo đầu Emotiv trên toàn thế giới, các nhà nghiên cứu có thể tuyển dụng và ghi danh một lượng lớn người tham gia đủ điều kiện từ khắp nơi. Nhờ các số liệu kiểm soát chất lượng mà phần mềm xử lý đánh giá, các nhà nghiên cứu cũng có thể tin tưởng vào quy trình thu thập dữ liệu.