挑戰您的記憶力！在Emotiv App中玩新的N-Back遊戲
如何大規模進行實際的神經科學研究：EmotivLABS案例研究。
賴國明
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尼古拉斯威廉姆斯博士,
Emotiv 研究科學家。
當你想到神經科學研究時，你可能會浮現出身穿白袍的科學家在大學或醫院使用大型昂貴的醫療機器的畫面。毫無疑問，一些神經科學方法，如正電子發射斷層掃描 (PET)、功能性磁共振成像 (fMRI) 和腦磁圖 (MEG)，需要這些大型複雜的系統，這些系統同樣伴隨著巨大的價格標籤。而腦電圖 (EEG) 系統則通常較小且不那麼昂貴。這項技術已經從紙上記錄和大型電腦進化到了無線、便攜、易於設置且相對便宜的系統。除了較小的空間需求和財務支出外，由於其高度的時間分辨率，EEG 已成為解碼大腦活動的重要工具。PET 和 fMRI 測量腦活動的變化需時數秒，而 EEG 能夠檢測發生在毫秒間的活動變化，這使其能夠索引可能未被檢測到的過程。
EEG 測量什麼?
當你的神經元發放時，它們會釋放微量的電流。當許多神經元在同一區域同時發放（例如當你思考時），產生的電場就可以在顱骨外被檢測到。EEG 系統利用這一現象，只需通過放置在頭皮上的傳感器陣列測量隨時間而變化的電壓。你可以將這些傳感器想像成大腦的微型電生理麥克風。我們隨後可以將這些信號轉換成數位形式，在電腦上收集、處理和分析它們，以推斷有意義的模式。
為什麼 EEG 很重要?
通常，我們無法僅通過詢問人們或觀察他們的行為來測量事物。即使我們能夠詢問他們，人們也常常無法準確報告。EEG 提供了一個進入大腦的窗口，這是一個不受偏見、態度或信念影響的窗口。例如，如果你詢問某人是否感到放鬆，即使他們不放鬆，他們可能因不想承認緊張而傾向於說是。
通過觀察其 EEG，研究人員可能能夠確定該人，與其聲稱相反，實際上正處於高度喚起且不放鬆的狀態。在實驗室中，EEG 常用於測量低水平的認知過程如聽覺或視覺知覺，這有助於研究人員更好理解這些過程或理解疾病如何影響大腦。這種技術對於理解那些無法報告或容易被誤報的現象至關重要。
為什麼我們要在實驗室外進行 EEG？
EEG 技術是一種理解大腦過程的極佳技術。許多基於實驗室的 EEG 研究都專注於調查如知覺和認知的低水平功能。實驗室是一個理想的環境，因為它們是高度受控的場所，研究人員可以控制和消除外部變量。然而，我們的生活並不是僅僅在實驗室裡渡過。我們是走動、交談、互動，並過著充滿豐富多樣經歷的動態生活。這一事實使得要將實驗室研究推廣到不受控制的環境中變得困難。通過將技術帶出實驗室，我們可以在更接近實際生活的真實環境中檢查人們及其大腦活動。
不久之前，在實驗室外進行 EEG 實驗是不可想像的。系統龐大且需要連接放大器、電源和數據傳輸單元。此外，設置這些系統耗時且常常令參與者感到不適。技術的重大進步使得系統可以更小、更便宜且無線。通過增加可移植性和減少成本標籤，易於使用且價格合理的 EEG 系統得到了顯著的普及。Emotiv 在該領域已領先十多年，推出了第一款商用 EEG 系統。在此期間，Emotiv 發布了六種不同的系統，從兩通道耳機到32通道研究帽。
這些商業系統的開發引發了另一個效果：大大提高了對神經科學方法的可及性。神經科學不再僅僅是學者或臨床醫生的專利。現在所有人都可以在家中購買這些系統使用。這樣做的動機因不同人口統計數據而異，包括業餘愛好者、愛好者和公民科學家。此外，商業企業也在迅速注意到利用這些系統在其行業中部署的能力，而無需專門的內部神經科學部門。
EEG 的實際應用是什麼？
EEG 在實驗室外的應用廣泛而多樣。作為一種臨床工具，EEG 可以用於縱向監測人們的認知功能，而無需他們出席機構。例如，研究已支持 EEG 作為痴呆症的生物標誌物 (Chatzikonstantinou et al., 2021)。此外，它甚至可以用於預測輕度認知障礙向痴呆症的過渡 (Engedal et al., 2020)。對於這些主要由老年人組成的人群，定期的家庭 EEG 尤為有幫助，他們可能無法經常前往研究機構。
腦震蕩是最近在體育比賽中受到關注的 EEG 應用的一個例子。在高衝擊運動（如職業橄欖球運動）中，腦震蕩是一種常見的傷害。腦震蕩令人擔憂，因為它們常常逃過臨床檢測並可能對個體的認知功能產生藏惡不鮮的影響。證據支持使用 EEG 幫助診斷腦震蕩以及支持傷後的臨床管理 (Corbin-Berrigan et al., 2020)。無疑，場邊攜帶式 EEG 的存在將是一個有力的工具，幫助球隊在球員福利方面做出良好的決定。
商業企業也能夠從現實世界的 EEG 中獲得很多利益。神經行銷是廣泛的術語，但通常與通過測量神經或其他生理信號來獲得消費者偏好的 Insight 和預測行為相關。使用 EEG 來研究消費者願望的價值在於該方法可以索引客觀反應。有時人們報告的內容並不真的是他們的感受，因為人們受到各種偏見的影響。他們也可能有強烈的願望取悅他人或避免尷尬。甚至問題的措辭也會影響個人對產品的看法。EEG 使研究人員可以繞過這些特點，提供了個人正在處理信息的無過濾的洞察。通過利用這些數據流，公司可以增強或替代傳統市場工具。
現實世界 EEG 面臨的挑戰是什麼？
成本可能是進行現實世界 EEG 實驗的最大障礙。儘管與其他大腦成像工具相比較不貴，EEG 系統仍然可能龐大且昂貴。解讀大量數據需要處理和分析管道。數據集還必須以安全的方式存儲。這使得內部神經科學對許多較小公司來說難以觸及。
在考慮到人類研究的一個關鍵缺陷——代表性樣本問題時，進行現實世界 EEG 研究的成本進一步增加。許多研究受限於參與者招募的現實，這通常默認為便利（例如大學生）。這導致了很多研究受到 “WEIRD”問題的困擾，即大多數參與者是白種人、受教育的、來自工業化地方、富有，並居住在民主國家。僅僅將 EEG 移出實驗室並不能解決這個問題，招募不同文化、教育水平、興趣和經驗的人所組成的樣本是費用和後勤上的挑戰。
我如何大規模地進行現實世界的 EEG？
考慮到進行現實世界的 EEG 的成本，很多人會認為神經科學研究仍將留在資金良好的學術機構和公司中。然而，除了推出便攜、低成本的 EEG 系統之外，Emotiv 還推出了 EmotivPRO Builder 和 EmotivLABS 平台，允許公司設計和進行大規模的神經科學實驗。EmotivPRO Builder 是一個直觀的圖形化介面，使用戶能夠完全控制實驗並促進各種能力的用戶設計 EEG 研究。相對技術嫻熟的用戶還可以導入用 Python 語言編寫的 PsychoPy 實驗。
在構建實驗後，用戶可以在 EmotivLABS 上部署它們。這不僅僅是一個演示平台，它還通過其儀表板簡化了參加者招募，並使研究人員可以訪問廣泛的 Emotiv 貢獻者池。參加者付款也可以通過該平台進行。Emotiv 貢獻者池目前來自 84 個國家。近一半能夠說雙語並包括教育背景廣泛的人。
對於那些不確定如何最好地利用神經科學力量的公司，可以與 Emotiv 的研究服務團隊合作。該研究團隊將識別關鍵問題，設計實驗，招募參與者，收集、處理和分析數據，並就調查結果提供個性化報告。在每一步中，都會歡迎您的意見。與 Emotiv 研究團隊的合作代表了一個從始至終的整體解決方案，致力於參與神經科學革命。
為了舉例說明一個特定的用例，我們在下面介紹了一個最近的合作案例研究。
Mentimeter效應：使用 EmotivLABS 進行現實世界 EEG 的案例研究
Mentimeter 是一款多媒體演示軟件平台。大多數人對 Microsoft Powerpoint 都很熟悉。無數小時被用於播放 Powerpoint 演示文稿，而觀眾只扮演被動角色。Mentimeter 也允許用戶使用文本、圖片、音頻和視頻傳遞信息，但帶有一個轉折點。Mentimeter 的獨特之處在於其功能使觀眾能夠進行實時互動。除了典型的幻燈片之外，演講者還可以包含事件，觀眾可以使用他們的個人設備與之互動。例如，觀眾成員可以投票決定他們希望在演示文稿中專注於的內容。或者他們可以對特定話題發表意見或回答他們剛剛查看過的問題。以這種方式，Mentimeter 使演示比 Powerpoint 更動態、生動。
Mentimeter 知道他們擁有一款特別的產品，人們很可能會發現其更具吸引力。然而，他們不希望僅僅依賴於用戶的主觀報告。他們希望獲得一些客觀、詳細的數據，以展示究竟什麼讓 Mentimeter 如此特別。他們與 Emotiv 合作進行了一項研究項目以找到答案。結合我們的研究團隊，我們確定了幾個能探究 Mentimeter 精髓的關鍵問題。
關鍵問題：
與傳統的 Powerpoint 演示文稿相比，Mentimeter 的演示文稿有多吸引人？
Mentimeter 的哪些特殊功能吸引了最多的觀眾關注？
隨著演示的進行，注意力是如何受到影響的？它會像長時間的 Powerpoint 演示文稿那樣減退嗎？
投入與注意力有什麼關係？當人們投入時是否會更注意？
講座和演示通常是關於學習和記住新信息的。Mentimeter 幫助我們更好地學習嗎？
為了解答這些問題，Emotiv 研究團隊設計了一個量身定做的實驗。通常，這種類型的研究將通過將個體聚集到一個房間中收集 EEG 數據，並讓參與者觀看傳統演示與 Mentimeter 演示進行比較。從單一地區招募參與者並將他們聚集到一個封閉的空間中，出於幾個原因並不可取。
首先是簡單的物流問題。要來到我們的地點，參與者需要旅行，這可能會限制志願者的人數。同樣，從單一地區招募參與者可能會導致樣本不具代表性。第二個問題是公共健康問題。在疫情期間，因設置系統所需的密切人際接觸，EEG 研究受到嚴格限制。通過組織一項遠程研究，利用 Emotiv 用戶基數並將其部署在 EmotivLABS 平台上，我們能夠繞過這些問題。這使我們能夠進行一項安全的研究，捕獲來自全球用戶的數據，並利用 Emotiv 的先進機器學習算法實時評估觀眾的投入、注意力、興趣和認知壓力。
研究
為了評估 Mentimeter 效應，我們設計了一項實驗，在其中人們觀看兩場演示：一場由 Mentimeter 促成，另一場由 Powerpoint 促成。在觀看演示的過程中，我們遠程收集 EEG 數據，並在投入、注意力、興趣和認知壓力領域評估他們的大腦活動。我們還收集了人口統計數據和自我報告問卷數據。
參與者
參與者是從 EMOTIV 客戶基數中通過電子郵件通信和在線表格招募來進行該研究的。樣本量比我們期望的低。然而，我們有項目時間表很緊急，因此值得注意的是，我們能夠在短時間內招募到這個數量，這反映了使用 EmotivLABS 的參與者招募效率。在徵得同意的情況下，收集了人口統計數據，以便 Mentimeter 了解這些效應如何影響不同類型的人。
參與者來自超過15個不同國家，年齡從21歲到64歲不等。 在線、全球招募還使我們能夠捕捉到各種教育水平、職業、音樂能力和相關主題的專業知識。請參閱圖 1 -3 了解參與者特徵。
圖1. 參與者人口統計。
圖2. 參與者教育水平和音樂能力。
圖3. 自我報告的主題知識評分。
方法
參與者招募調查通過電子郵件發送給 EMOTIV 客戶基數中的所有可能對參加在線研究感興趣的人。 使用視頻會議軟件，我們首先進行了一次介紹會，向參與者解釋了如何進行實驗的基本知識。所有參與者在通話前設置了他們的 EMOTIV EPOC、EPOC+ 或 EPOCX (https://www.emotiv.com/epoc-x/)，在一次由 Emotiv 的研究主任進行的快速數據質量檢查後，EmotivLABS 軟件自動跟蹤他們在錄音過程中的信號質量。
整個實驗是使用 EMOTIV 的網絡平台實驗構建器 (https://www.emotiv.com/emotivpro/build/) 構建的。EmotivLABS 平台引導參與者完成基線測試（靜坐且眼開閉），一些問題以確定當天是否有可能影響 EEG 的因素，然後提示他們開始第一次演示。Mentimeter 代表奧斯卡主持了一場網絡研討會，關於 2 個主題之一。一個演示使用 Mentimeter 進行，另一個則是使用 Powerpoint進行。演示的內容也不同；一個主題是“諧波序列”，另一個是“音樂中的人工智能”。我們對這些演示條件進行了平衡，以確保任何效果都不是歸因於內容，而是所使用的軟件（見圖4）。
圖4. 每組的平衡條件。
在第二次演示結束後，參與者完成了問卷，然後我們收集了最後一節基線 EEG。請參閱圖 5 以獲取協議概覽。
圖5. 實驗概覽。
Emotiv 性能指標
Emotiv 性能指標 (PM) 是對認知和情感狀態的神經生理測量。它們是專有機器學習算法，提供聚合腦電圖 (EEG) 測量的實時值；大腦中神經元發放的不同腦電波振幅、空間分布、功率和頻率。
已收集來自數百人的數據，其中人們在心理學中受控的心理實驗和現實生活設置中曾參與其中，並用於構建這些算法。每一項性能指標都根據個體用戶自身的腦活動“範圍”進行縮放和量身定做（見圖 6 了解這項研究中使用的 PM 的概覽）。
圖6. Emotiv 性能指標概覽
結果
Mentimeter vs Powerpoint：整體 PM 模式
我們首先研究了不同演示時的群體水平大腦活動。圖 7 顯示了 Mentimeter 和 Powerpoint 演示時的每個 PM 的平均值。與 Powerpoint 相比，個體在 Mentimeter 演示中表現出顯著更低的無聊水平，以及更高的參與、注意和認知負載水平。興趣水平沒有顯著差異；然而，數值趨勢顯示出對 Mentimeter 演示的興趣較大。
圖 7. 整個演示期間每個平台 PM 的平均值比較。
然後我們觀察了個體在每個演示中如何反應。在圖 8 中，“寬”形狀表示該值的個體 PM 觀測量更多，而“窄”形狀表示該值的個體 PM 觀測量較少。這些模式表明，Mentimeter 演示引發的反應比 Powerpoint 更均一。換句話說，人們對 Mentimeter 的反應類似，而對 Powerpoint 的反應更具爭議性。
圖 8. 各平台的個體平均 PM 分佈。
Mentimeter vs Powerpoint：PM 的時間軸
為了了解人們在演示過程中的反應，我們計算了每個平台（Mentimeter 與 Powerpoint）及每種內容（AI 與 Harmonics）的每張幻燈片的平均群體 PM 值。圖 9 顯示了最顯著的模式。
圖 9. PM 在幻燈片上的時間軸。
對於 AI 內容，整個演示中無聊水平較低。我們在 Harmonics 內容中觀察到了一個有趣的無聊模式，無聊在演示中期上升，然後下降。這表明 Mentimeter “事件”的獨特、吸引人的特性有助於緩解演示過程中可能出現的無聊感。
我們觀察到，Mentimeter 在幾乎整個演示過程中比 Powerpoint 的參與水平更高。在 24 張幻燈片中，只有兩個例子中，Mentimeter 的參與度不高於 Powerpoint。
Mentimeter 效應：比較 Mentimeter事件與 Powerpoint 幻燈片
雖然整體上我們發現人們對 Mentimeter 作出了積極回應，但我們希望更深入地了解 Mentimeter 的具體事件與 Powerpoint 幻燈片如何比較。Mentimeter事件是觀眾被鼓勵使用他們的手持設備與演示互動的時刻。例如，可能會詢問參加者某個主題的個人觀點，或者被要求回答與演示相關的問題。圖 10 顯示了 Mentimeter 事件和 Powerpoint 幻燈片的平均 PM 觀察值。
圖 10. Mentimeter 事件和 Powerpoint 幻燈片 PM 值的比較。
我們觀察到，與 Powerpoint 幻燈片相比，Mentimeter 事件導致無聊和參與水平的下降和上升。最大效果是無聊和參與水平，分別下降 16% 和上升 13%。
Mentimeter 效應：比較不同的 Mentimeter 事件
雖然 Mentimeter 事件一般引發觀眾的積極反應，但我們希望知道一些事件是否比其他事件更好。在 Mentimeter 演示中包含的事件共有三種：意見事件，其參加者被詢問對某個主題的看法；測驗事件，其參加者被詢問關於演示內容的問題；和視頻事件，其參加者觀看視頻。圖 11 顯示了每個事件類型的 PM 值。我們還包括了 Powerpoint 幻燈片作為比較。
圖 11. 各 Mentimeter 事件類型的平均 PM。包含 Powerpoint 幻燈片作為對照。
意見事件通過引發最少的無聊和最多的參與、注意、興趣和認知負載而顯示出了最一致的效果。有趣的是，視頻事件似乎造就了最多的無聊和最少的參與與注意。
Mentimeter 效應：仔細看一下參與度
雖然所有的 PM 都趨向積極反應於 Mentimeter 演示，但參與度看起來是最一致的效果。為了更仔細地了解這一點，我們對紀錄每位參加者表現最大參與度 PM 的時刻進行了索引。圖 12 顯示了在 Mentimeter 演示期間發生的最大參與值數量。此外，70% 的參加者的最大參與得分發生在 Mentimeter 事件中。
圖 12. 最大參與 PM 的分佈。
Mentimeter 效應：比對客觀和主觀測量
雖然 EEG 能夠索引對刺激的客觀反應，但這些措施得到自報告支持的例子提供了令人信服的證據。如圖 13 所示，在實驗結束時呈現五項參與相關問題的主觀參與得分。
圖 13. 參加者在1-5的李克特量表 “完全不” 到 “非常” 中報報告的主觀參與得分。
對所有問題的回答支持了大腦數據的觀點。與 Powerpoint 演示相比，Mentimeter 演示使參加者感到更專注於演示、更專注於演示者、更感興趣於內容、更享受演示，並且覺得在演示過程中學到更多新穎的內容。
總結
在研究結束時，Emotiv 研究團隊向 Mentimeter 提交了一份詳細調查結果報告。這使 Mentimeter 能夠更好地理解自己的產品，並了解使其成為用戶如此愉快體驗的原因。不僅有實證數據顯示其產品能產生更高的投入、注意和认知負載，同時降低厌倦感，它还提供了可操作的見解到哪些特殊功能最能吸引用戶。Mentimeter 對研究結果的撰寫可以在 https://www.mentimeter.com/campaigns/the-mentimeter-effect? 找到
如 Mentimeter 效應的研究只是遠程、精簡且個性化的 EEG 實驗可能性的一小部分。從評估消費者偏好到研究心理健康問題，Emotiv 研究套件是可擴展 EEG 研究的理想平台。與我們的研究團隊合作，個人、公司和機構可以利用神經科學的力量來洞察人群。此解決方案是對現代神經科學的理想回答，免疫於公共健康危機，能抵禦不景氣的預算，並能對全球社區具有廣泛的包容性。
尼古拉斯威廉姆斯博士,
Emotiv 研究科學家。
當你想到神經科學研究時，你可能會浮現出身穿白袍的科學家在大學或醫院使用大型昂貴的醫療機器的畫面。毫無疑問，一些神經科學方法，如正電子發射斷層掃描 (PET)、功能性磁共振成像 (fMRI) 和腦磁圖 (MEG)，需要這些大型複雜的系統，這些系統同樣伴隨著巨大的價格標籤。而腦電圖 (EEG) 系統則通常較小且不那麼昂貴。這項技術已經從紙上記錄和大型電腦進化到了無線、便攜、易於設置且相對便宜的系統。除了較小的空間需求和財務支出外，由於其高度的時間分辨率，EEG 已成為解碼大腦活動的重要工具。PET 和 fMRI 測量腦活動的變化需時數秒，而 EEG 能夠檢測發生在毫秒間的活動變化，這使其能夠索引可能未被檢測到的過程。
EEG 測量什麼?
當你的神經元發放時，它們會釋放微量的電流。當許多神經元在同一區域同時發放（例如當你思考時），產生的電場就可以在顱骨外被檢測到。EEG 系統利用這一現象，只需通過放置在頭皮上的傳感器陣列測量隨時間而變化的電壓。你可以將這些傳感器想像成大腦的微型電生理麥克風。我們隨後可以將這些信號轉換成數位形式，在電腦上收集、處理和分析它們，以推斷有意義的模式。
為什麼 EEG 很重要?
通常，我們無法僅通過詢問人們或觀察他們的行為來測量事物。即使我們能夠詢問他們，人們也常常無法準確報告。EEG 提供了一個進入大腦的窗口，這是一個不受偏見、態度或信念影響的窗口。例如，如果你詢問某人是否感到放鬆，即使他們不放鬆，他們可能因不想承認緊張而傾向於說是。
通過觀察其 EEG，研究人員可能能夠確定該人，與其聲稱相反，實際上正處於高度喚起且不放鬆的狀態。在實驗室中，EEG 常用於測量低水平的認知過程如聽覺或視覺知覺，這有助於研究人員更好理解這些過程或理解疾病如何影響大腦。這種技術對於理解那些無法報告或容易被誤報的現象至關重要。
為什麼我們要在實驗室外進行 EEG？
EEG 技術是一種理解大腦過程的極佳技術。許多基於實驗室的 EEG 研究都專注於調查如知覺和認知的低水平功能。實驗室是一個理想的環境，因為它們是高度受控的場所，研究人員可以控制和消除外部變量。然而，我們的生活並不是僅僅在實驗室裡渡過。我們是走動、交談、互動，並過著充滿豐富多樣經歷的動態生活。這一事實使得要將實驗室研究推廣到不受控制的環境中變得困難。通過將技術帶出實驗室，我們可以在更接近實際生活的真實環境中檢查人們及其大腦活動。
不久之前，在實驗室外進行 EEG 實驗是不可想像的。系統龐大且需要連接放大器、電源和數據傳輸單元。此外，設置這些系統耗時且常常令參與者感到不適。技術的重大進步使得系統可以更小、更便宜且無線。通過增加可移植性和減少成本標籤，易於使用且價格合理的 EEG 系統得到了顯著的普及。Emotiv 在該領域已領先十多年，推出了第一款商用 EEG 系統。在此期間，Emotiv 發布了六種不同的系統，從兩通道耳機到32通道研究帽。
這些商業系統的開發引發了另一個效果：大大提高了對神經科學方法的可及性。神經科學不再僅僅是學者或臨床醫生的專利。現在所有人都可以在家中購買這些系統使用。這樣做的動機因不同人口統計數據而異，包括業餘愛好者、愛好者和公民科學家。此外，商業企業也在迅速注意到利用這些系統在其行業中部署的能力，而無需專門的內部神經科學部門。
EEG 的實際應用是什麼？
EEG 在實驗室外的應用廣泛而多樣。作為一種臨床工具，EEG 可以用於縱向監測人們的認知功能，而無需他們出席機構。例如，研究已支持 EEG 作為痴呆症的生物標誌物 (Chatzikonstantinou et al., 2021)。此外，它甚至可以用於預測輕度認知障礙向痴呆症的過渡 (Engedal et al., 2020)。對於這些主要由老年人組成的人群，定期的家庭 EEG 尤為有幫助，他們可能無法經常前往研究機構。
腦震蕩是最近在體育比賽中受到關注的 EEG 應用的一個例子。在高衝擊運動（如職業橄欖球運動）中，腦震蕩是一種常見的傷害。腦震蕩令人擔憂，因為它們常常逃過臨床檢測並可能對個體的認知功能產生藏惡不鮮的影響。證據支持使用 EEG 幫助診斷腦震蕩以及支持傷後的臨床管理 (Corbin-Berrigan et al., 2020)。無疑，場邊攜帶式 EEG 的存在將是一個有力的工具，幫助球隊在球員福利方面做出良好的決定。
商業企業也能夠從現實世界的 EEG 中獲得很多利益。神經行銷是廣泛的術語，但通常與通過測量神經或其他生理信號來獲得消費者偏好的 Insight 和預測行為相關。使用 EEG 來研究消費者願望的價值在於該方法可以索引客觀反應。有時人們報告的內容並不真的是他們的感受，因為人們受到各種偏見的影響。他們也可能有強烈的願望取悅他人或避免尷尬。甚至問題的措辭也會影響個人對產品的看法。EEG 使研究人員可以繞過這些特點，提供了個人正在處理信息的無過濾的洞察。通過利用這些數據流，公司可以增強或替代傳統市場工具。
現實世界 EEG 面臨的挑戰是什麼？
成本可能是進行現實世界 EEG 實驗的最大障礙。儘管與其他大腦成像工具相比較不貴，EEG 系統仍然可能龐大且昂貴。解讀大量數據需要處理和分析管道。數據集還必須以安全的方式存儲。這使得內部神經科學對許多較小公司來說難以觸及。
在考慮到人類研究的一個關鍵缺陷——代表性樣本問題時，進行現實世界 EEG 研究的成本進一步增加。許多研究受限於參與者招募的現實，這通常默認為便利（例如大學生）。這導致了很多研究受到 “WEIRD”問題的困擾，即大多數參與者是白種人、受教育的、來自工業化地方、富有，並居住在民主國家。僅僅將 EEG 移出實驗室並不能解決這個問題，招募不同文化、教育水平、興趣和經驗的人所組成的樣本是費用和後勤上的挑戰。
我如何大規模地進行現實世界的 EEG？
考慮到進行現實世界的 EEG 的成本，很多人會認為神經科學研究仍將留在資金良好的學術機構和公司中。然而，除了推出便攜、低成本的 EEG 系統之外，Emotiv 還推出了 EmotivPRO Builder 和 EmotivLABS 平台，允許公司設計和進行大規模的神經科學實驗。EmotivPRO Builder 是一個直觀的圖形化介面，使用戶能夠完全控制實驗並促進各種能力的用戶設計 EEG 研究。相對技術嫻熟的用戶還可以導入用 Python 語言編寫的 PsychoPy 實驗。
在構建實驗後，用戶可以在 EmotivLABS 上部署它們。這不僅僅是一個演示平台，它還通過其儀表板簡化了參加者招募，並使研究人員可以訪問廣泛的 Emotiv 貢獻者池。參加者付款也可以通過該平台進行。Emotiv 貢獻者池目前來自 84 個國家。近一半能夠說雙語並包括教育背景廣泛的人。
對於那些不確定如何最好地利用神經科學力量的公司，可以與 Emotiv 的研究服務團隊合作。該研究團隊將識別關鍵問題，設計實驗，招募參與者，收集、處理和分析數據，並就調查結果提供個性化報告。在每一步中，都會歡迎您的意見。與 Emotiv 研究團隊的合作代表了一個從始至終的整體解決方案，致力於參與神經科學革命。
為了舉例說明一個特定的用例，我們在下面介紹了一個最近的合作案例研究。
Mentimeter效應：使用 EmotivLABS 進行現實世界 EEG 的案例研究
Mentimeter 是一款多媒體演示軟件平台。大多數人對 Microsoft Powerpoint 都很熟悉。無數小時被用於播放 Powerpoint 演示文稿，而觀眾只扮演被動角色。Mentimeter 也允許用戶使用文本、圖片、音頻和視頻傳遞信息，但帶有一個轉折點。Mentimeter 的獨特之處在於其功能使觀眾能夠進行實時互動。除了典型的幻燈片之外，演講者還可以包含事件，觀眾可以使用他們的個人設備與之互動。例如，觀眾成員可以投票決定他們希望在演示文稿中專注於的內容。或者他們可以對特定話題發表意見或回答他們剛剛查看過的問題。以這種方式，Mentimeter 使演示比 Powerpoint 更動態、生動。
Mentimeter 知道他們擁有一款特別的產品，人們很可能會發現其更具吸引力。然而，他們不希望僅僅依賴於用戶的主觀報告。他們希望獲得一些客觀、詳細的數據，以展示究竟什麼讓 Mentimeter 如此特別。他們與 Emotiv 合作進行了一項研究項目以找到答案。結合我們的研究團隊，我們確定了幾個能探究 Mentimeter 精髓的關鍵問題。
關鍵問題：
與傳統的 Powerpoint 演示文稿相比，Mentimeter 的演示文稿有多吸引人？
Mentimeter 的哪些特殊功能吸引了最多的觀眾關注？
隨著演示的進行，注意力是如何受到影響的？它會像長時間的 Powerpoint 演示文稿那樣減退嗎？
投入與注意力有什麼關係？當人們投入時是否會更注意？
講座和演示通常是關於學習和記住新信息的。Mentimeter 幫助我們更好地學習嗎？
為了解答這些問題，Emotiv 研究團隊設計了一個量身定做的實驗。通常，這種類型的研究將通過將個體聚集到一個房間中收集 EEG 數據，並讓參與者觀看傳統演示與 Mentimeter 演示進行比較。從單一地區招募參與者並將他們聚集到一個封閉的空間中，出於幾個原因並不可取。
首先是簡單的物流問題。要來到我們的地點，參與者需要旅行，這可能會限制志願者的人數。同樣，從單一地區招募參與者可能會導致樣本不具代表性。第二個問題是公共健康問題。在疫情期間，因設置系統所需的密切人際接觸，EEG 研究受到嚴格限制。通過組織一項遠程研究，利用 Emotiv 用戶基數並將其部署在 EmotivLABS 平台上，我們能夠繞過這些問題。這使我們能夠進行一項安全的研究，捕獲來自全球用戶的數據，並利用 Emotiv 的先進機器學習算法實時評估觀眾的投入、注意力、興趣和認知壓力。
研究
為了評估 Mentimeter 效應，我們設計了一項實驗，在其中人們觀看兩場演示：一場由 Mentimeter 促成，另一場由 Powerpoint 促成。在觀看演示的過程中，我們遠程收集 EEG 數據，並在投入、注意力、興趣和認知壓力領域評估他們的大腦活動。我們還收集了人口統計數據和自我報告問卷數據。
參與者
參與者是從 EMOTIV 客戶基數中通過電子郵件通信和在線表格招募來進行該研究的。樣本量比我們期望的低。然而，我們有項目時間表很緊急，因此值得注意的是，我們能夠在短時間內招募到這個數量，這反映了使用 EmotivLABS 的參與者招募效率。在徵得同意的情況下，收集了人口統計數據，以便 Mentimeter 了解這些效應如何影響不同類型的人。
參與者來自超過15個不同國家，年齡從21歲到64歲不等。 在線、全球招募還使我們能夠捕捉到各種教育水平、職業、音樂能力和相關主題的專業知識。請參閱圖 1 -3 了解參與者特徵。
圖1. 參與者人口統計。
圖2. 參與者教育水平和音樂能力。
圖3. 自我報告的主題知識評分。
方法
參與者招募調查通過電子郵件發送給 EMOTIV 客戶基數中的所有可能對參加在線研究感興趣的人。 使用視頻會議軟件，我們首先進行了一次介紹會，向參與者解釋了如何進行實驗的基本知識。所有參與者在通話前設置了他們的 EMOTIV EPOC、EPOC+ 或 EPOCX (https://www.emotiv.com/epoc-x/)，在一次由 Emotiv 的研究主任進行的快速數據質量檢查後，EmotivLABS 軟件自動跟蹤他們在錄音過程中的信號質量。
整個實驗是使用 EMOTIV 的網絡平台實驗構建器 (https://www.emotiv.com/emotivpro/build/) 構建的。EmotivLABS 平台引導參與者完成基線測試（靜坐且眼開閉），一些問題以確定當天是否有可能影響 EEG 的因素，然後提示他們開始第一次演示。Mentimeter 代表奧斯卡主持了一場網絡研討會，關於 2 個主題之一。一個演示使用 Mentimeter 進行，另一個則是使用 Powerpoint進行。演示的內容也不同；一個主題是“諧波序列”，另一個是“音樂中的人工智能”。我們對這些演示條件進行了平衡，以確保任何效果都不是歸因於內容，而是所使用的軟件（見圖4）。
圖4. 每組的平衡條件。
在第二次演示結束後，參與者完成了問卷，然後我們收集了最後一節基線 EEG。請參閱圖 5 以獲取協議概覽。
圖5. 實驗概覽。
Emotiv 性能指標
Emotiv 性能指標 (PM) 是對認知和情感狀態的神經生理測量。它們是專有機器學習算法，提供聚合腦電圖 (EEG) 測量的實時值；大腦中神經元發放的不同腦電波振幅、空間分布、功率和頻率。
已收集來自數百人的數據，其中人們在心理學中受控的心理實驗和現實生活設置中曾參與其中，並用於構建這些算法。每一項性能指標都根據個體用戶自身的腦活動“範圍”進行縮放和量身定做（見圖 6 了解這項研究中使用的 PM 的概覽）。
圖6. Emotiv 性能指標概覽
結果
Mentimeter vs Powerpoint：整體 PM 模式
我們首先研究了不同演示時的群體水平大腦活動。圖 7 顯示了 Mentimeter 和 Powerpoint 演示時的每個 PM 的平均值。與 Powerpoint 相比，個體在 Mentimeter 演示中表現出顯著更低的無聊水平，以及更高的參與、注意和認知負載水平。興趣水平沒有顯著差異；然而，數值趨勢顯示出對 Mentimeter 演示的興趣較大。
圖 7. 整個演示期間每個平台 PM 的平均值比較。
然後我們觀察了個體在每個演示中如何反應。在圖 8 中，“寬”形狀表示該值的個體 PM 觀測量更多，而“窄”形狀表示該值的個體 PM 觀測量較少。這些模式表明，Mentimeter 演示引發的反應比 Powerpoint 更均一。換句話說，人們對 Mentimeter 的反應類似，而對 Powerpoint 的反應更具爭議性。
圖 8. 各平台的個體平均 PM 分佈。
Mentimeter vs Powerpoint：PM 的時間軸
為了了解人們在演示過程中的反應，我們計算了每個平台（Mentimeter 與 Powerpoint）及每種內容（AI 與 Harmonics）的每張幻燈片的平均群體 PM 值。圖 9 顯示了最顯著的模式。
圖 9. PM 在幻燈片上的時間軸。
對於 AI 內容，整個演示中無聊水平較低。我們在 Harmonics 內容中觀察到了一個有趣的無聊模式，無聊在演示中期上升，然後下降。這表明 Mentimeter “事件”的獨特、吸引人的特性有助於緩解演示過程中可能出現的無聊感。
我們觀察到，Mentimeter 在幾乎整個演示過程中比 Powerpoint 的參與水平更高。在 24 張幻燈片中，只有兩個例子中，Mentimeter 的參與度不高於 Powerpoint。
Mentimeter 效應：比較 Mentimeter事件與 Powerpoint 幻燈片
雖然整體上我們發現人們對 Mentimeter 作出了積極回應，但我們希望更深入地了解 Mentimeter 的具體事件與 Powerpoint 幻燈片如何比較。Mentimeter事件是觀眾被鼓勵使用他們的手持設備與演示互動的時刻。例如，可能會詢問參加者某個主題的個人觀點，或者被要求回答與演示相關的問題。圖 10 顯示了 Mentimeter 事件和 Powerpoint 幻燈片的平均 PM 觀察值。
圖 10. Mentimeter 事件和 Powerpoint 幻燈片 PM 值的比較。
我們觀察到，與 Powerpoint 幻燈片相比，Mentimeter 事件導致無聊和參與水平的下降和上升。最大效果是無聊和參與水平，分別下降 16% 和上升 13%。
Mentimeter 效應：比較不同的 Mentimeter 事件
雖然 Mentimeter 事件一般引發觀眾的積極反應，但我們希望知道一些事件是否比其他事件更好。在 Mentimeter 演示中包含的事件共有三種：意見事件，其參加者被詢問對某個主題的看法；測驗事件，其參加者被詢問關於演示內容的問題；和視頻事件，其參加者觀看視頻。圖 11 顯示了每個事件類型的 PM 值。我們還包括了 Powerpoint 幻燈片作為比較。
圖 11. 各 Mentimeter 事件類型的平均 PM。包含 Powerpoint 幻燈片作為對照。
意見事件通過引發最少的無聊和最多的參與、注意、興趣和認知負載而顯示出了最一致的效果。有趣的是，視頻事件似乎造就了最多的無聊和最少的參與與注意。
Mentimeter 效應：仔細看一下參與度
雖然所有的 PM 都趨向積極反應於 Mentimeter 演示，但參與度看起來是最一致的效果。為了更仔細地了解這一點，我們對紀錄每位參加者表現最大參與度 PM 的時刻進行了索引。圖 12 顯示了在 Mentimeter 演示期間發生的最大參與值數量。此外，70% 的參加者的最大參與得分發生在 Mentimeter 事件中。
圖 12. 最大參與 PM 的分佈。
Mentimeter 效應：比對客觀和主觀測量
雖然 EEG 能夠索引對刺激的客觀反應，但這些措施得到自報告支持的例子提供了令人信服的證據。如圖 13 所示，在實驗結束時呈現五項參與相關問題的主觀參與得分。
圖 13. 參加者在1-5的李克特量表 “完全不” 到 “非常” 中報報告的主觀參與得分。
對所有問題的回答支持了大腦數據的觀點。與 Powerpoint 演示相比，Mentimeter 演示使參加者感到更專注於演示、更專注於演示者、更感興趣於內容、更享受演示，並且覺得在演示過程中學到更多新穎的內容。
總結
在研究結束時，Emotiv 研究團隊向 Mentimeter 提交了一份詳細調查結果報告。這使 Mentimeter 能夠更好地理解自己的產品，並了解使其成為用戶如此愉快體驗的原因。不僅有實證數據顯示其產品能產生更高的投入、注意和认知負載，同時降低厌倦感，它还提供了可操作的見解到哪些特殊功能最能吸引用戶。Mentimeter 對研究結果的撰寫可以在 https://www.mentimeter.com/campaigns/the-mentimeter-effect? 找到
如 Mentimeter 效應的研究只是遠程、精簡且個性化的 EEG 實驗可能性的一小部分。從評估消費者偏好到研究心理健康問題，Emotiv 研究套件是可擴展 EEG 研究的理想平台。與我們的研究團隊合作，個人、公司和機構可以利用神經科學的力量來洞察人群。此解決方案是對現代神經科學的理想回答，免疫於公共健康危機，能抵禦不景氣的預算，並能對全球社區具有廣泛的包容性。
尼古拉斯威廉姆斯博士,
Emotiv 研究科學家。
當你想到神經科學研究時，你可能會浮現出身穿白袍的科學家在大學或醫院使用大型昂貴的醫療機器的畫面。毫無疑問，一些神經科學方法，如正電子發射斷層掃描 (PET)、功能性磁共振成像 (fMRI) 和腦磁圖 (MEG)，需要這些大型複雜的系統，這些系統同樣伴隨著巨大的價格標籤。而腦電圖 (EEG) 系統則通常較小且不那麼昂貴。這項技術已經從紙上記錄和大型電腦進化到了無線、便攜、易於設置且相對便宜的系統。除了較小的空間需求和財務支出外，由於其高度的時間分辨率，EEG 已成為解碼大腦活動的重要工具。PET 和 fMRI 測量腦活動的變化需時數秒，而 EEG 能夠檢測發生在毫秒間的活動變化，這使其能夠索引可能未被檢測到的過程。
EEG 測量什麼?
當你的神經元發放時，它們會釋放微量的電流。當許多神經元在同一區域同時發放（例如當你思考時），產生的電場就可以在顱骨外被檢測到。EEG 系統利用這一現象，只需通過放置在頭皮上的傳感器陣列測量隨時間而變化的電壓。你可以將這些傳感器想像成大腦的微型電生理麥克風。我們隨後可以將這些信號轉換成數位形式，在電腦上收集、處理和分析它們，以推斷有意義的模式。
為什麼 EEG 很重要?
通常，我們無法僅通過詢問人們或觀察他們的行為來測量事物。即使我們能夠詢問他們，人們也常常無法準確報告。EEG 提供了一個進入大腦的窗口，這是一個不受偏見、態度或信念影響的窗口。例如，如果你詢問某人是否感到放鬆，即使他們不放鬆，他們可能因不想承認緊張而傾向於說是。
通過觀察其 EEG，研究人員可能能夠確定該人，與其聲稱相反，實際上正處於高度喚起且不放鬆的狀態。在實驗室中，EEG 常用於測量低水平的認知過程如聽覺或視覺知覺，這有助於研究人員更好理解這些過程或理解疾病如何影響大腦。這種技術對於理解那些無法報告或容易被誤報的現象至關重要。
為什麼我們要在實驗室外進行 EEG？
EEG 技術是一種理解大腦過程的極佳技術。許多基於實驗室的 EEG 研究都專注於調查如知覺和認知的低水平功能。實驗室是一個理想的環境，因為它們是高度受控的場所，研究人員可以控制和消除外部變量。然而，我們的生活並不是僅僅在實驗室裡渡過。我們是走動、交談、互動，並過著充滿豐富多樣經歷的動態生活。這一事實使得要將實驗室研究推廣到不受控制的環境中變得困難。通過將技術帶出實驗室，我們可以在更接近實際生活的真實環境中檢查人們及其大腦活動。
不久之前，在實驗室外進行 EEG 實驗是不可想像的。系統龐大且需要連接放大器、電源和數據傳輸單元。此外，設置這些系統耗時且常常令參與者感到不適。技術的重大進步使得系統可以更小、更便宜且無線。通過增加可移植性和減少成本標籤，易於使用且價格合理的 EEG 系統得到了顯著的普及。Emotiv 在該領域已領先十多年，推出了第一款商用 EEG 系統。在此期間，Emotiv 發布了六種不同的系統，從兩通道耳機到32通道研究帽。
這些商業系統的開發引發了另一個效果：大大提高了對神經科學方法的可及性。神經科學不再僅僅是學者或臨床醫生的專利。現在所有人都可以在家中購買這些系統使用。這樣做的動機因不同人口統計數據而異，包括業餘愛好者、愛好者和公民科學家。此外，商業企業也在迅速注意到利用這些系統在其行業中部署的能力，而無需專門的內部神經科學部門。
EEG 的實際應用是什麼？
EEG 在實驗室外的應用廣泛而多樣。作為一種臨床工具，EEG 可以用於縱向監測人們的認知功能，而無需他們出席機構。例如，研究已支持 EEG 作為痴呆症的生物標誌物 (Chatzikonstantinou et al., 2021)。此外，它甚至可以用於預測輕度認知障礙向痴呆症的過渡 (Engedal et al., 2020)。對於這些主要由老年人組成的人群，定期的家庭 EEG 尤為有幫助，他們可能無法經常前往研究機構。
腦震蕩是最近在體育比賽中受到關注的 EEG 應用的一個例子。在高衝擊運動（如職業橄欖球運動）中，腦震蕩是一種常見的傷害。腦震蕩令人擔憂，因為它們常常逃過臨床檢測並可能對個體的認知功能產生藏惡不鮮的影響。證據支持使用 EEG 幫助診斷腦震蕩以及支持傷後的臨床管理 (Corbin-Berrigan et al., 2020)。無疑，場邊攜帶式 EEG 的存在將是一個有力的工具，幫助球隊在球員福利方面做出良好的決定。
商業企業也能夠從現實世界的 EEG 中獲得很多利益。神經行銷是廣泛的術語，但通常與通過測量神經或其他生理信號來獲得消費者偏好的 Insight 和預測行為相關。使用 EEG 來研究消費者願望的價值在於該方法可以索引客觀反應。有時人們報告的內容並不真的是他們的感受，因為人們受到各種偏見的影響。他們也可能有強烈的願望取悅他人或避免尷尬。甚至問題的措辭也會影響個人對產品的看法。EEG 使研究人員可以繞過這些特點，提供了個人正在處理信息的無過濾的洞察。通過利用這些數據流，公司可以增強或替代傳統市場工具。
現實世界 EEG 面臨的挑戰是什麼？
成本可能是進行現實世界 EEG 實驗的最大障礙。儘管與其他大腦成像工具相比較不貴，EEG 系統仍然可能龐大且昂貴。解讀大量數據需要處理和分析管道。數據集還必須以安全的方式存儲。這使得內部神經科學對許多較小公司來說難以觸及。
在考慮到人類研究的一個關鍵缺陷——代表性樣本問題時，進行現實世界 EEG 研究的成本進一步增加。許多研究受限於參與者招募的現實，這通常默認為便利（例如大學生）。這導致了很多研究受到 “WEIRD”問題的困擾，即大多數參與者是白種人、受教育的、來自工業化地方、富有，並居住在民主國家。僅僅將 EEG 移出實驗室並不能解決這個問題，招募不同文化、教育水平、興趣和經驗的人所組成的樣本是費用和後勤上的挑戰。
我如何大規模地進行現實世界的 EEG？
考慮到進行現實世界的 EEG 的成本，很多人會認為神經科學研究仍將留在資金良好的學術機構和公司中。然而，除了推出便攜、低成本的 EEG 系統之外，Emotiv 還推出了 EmotivPRO Builder 和 EmotivLABS 平台，允許公司設計和進行大規模的神經科學實驗。EmotivPRO Builder 是一個直觀的圖形化介面，使用戶能夠完全控制實驗並促進各種能力的用戶設計 EEG 研究。相對技術嫻熟的用戶還可以導入用 Python 語言編寫的 PsychoPy 實驗。
在構建實驗後，用戶可以在 EmotivLABS 上部署它們。這不僅僅是一個演示平台，它還通過其儀表板簡化了參加者招募，並使研究人員可以訪問廣泛的 Emotiv 貢獻者池。參加者付款也可以通過該平台進行。Emotiv 貢獻者池目前來自 84 個國家。近一半能夠說雙語並包括教育背景廣泛的人。
對於那些不確定如何最好地利用神經科學力量的公司，可以與 Emotiv 的研究服務團隊合作。該研究團隊將識別關鍵問題，設計實驗，招募參與者，收集、處理和分析數據，並就調查結果提供個性化報告。在每一步中，都會歡迎您的意見。與 Emotiv 研究團隊的合作代表了一個從始至終的整體解決方案，致力於參與神經科學革命。
為了舉例說明一個特定的用例，我們在下面介紹了一個最近的合作案例研究。
Mentimeter效應：使用 EmotivLABS 進行現實世界 EEG 的案例研究
Mentimeter 是一款多媒體演示軟件平台。大多數人對 Microsoft Powerpoint 都很熟悉。無數小時被用於播放 Powerpoint 演示文稿，而觀眾只扮演被動角色。Mentimeter 也允許用戶使用文本、圖片、音頻和視頻傳遞信息，但帶有一個轉折點。Mentimeter 的獨特之處在於其功能使觀眾能夠進行實時互動。除了典型的幻燈片之外，演講者還可以包含事件，觀眾可以使用他們的個人設備與之互動。例如，觀眾成員可以投票決定他們希望在演示文稿中專注於的內容。或者他們可以對特定話題發表意見或回答他們剛剛查看過的問題。以這種方式，Mentimeter 使演示比 Powerpoint 更動態、生動。
Mentimeter 知道他們擁有一款特別的產品，人們很可能會發現其更具吸引力。然而，他們不希望僅僅依賴於用戶的主觀報告。他們希望獲得一些客觀、詳細的數據，以展示究竟什麼讓 Mentimeter 如此特別。他們與 Emotiv 合作進行了一項研究項目以找到答案。結合我們的研究團隊，我們確定了幾個能探究 Mentimeter 精髓的關鍵問題。
關鍵問題：
與傳統的 Powerpoint 演示文稿相比，Mentimeter 的演示文稿有多吸引人？
Mentimeter 的哪些特殊功能吸引了最多的觀眾關注？
隨著演示的進行，注意力是如何受到影響的？它會像長時間的 Powerpoint 演示文稿那樣減退嗎？
投入與注意力有什麼關係？當人們投入時是否會更注意？
講座和演示通常是關於學習和記住新信息的。Mentimeter 幫助我們更好地學習嗎？
為了解答這些問題，Emotiv 研究團隊設計了一個量身定做的實驗。通常，這種類型的研究將通過將個體聚集到一個房間中收集 EEG 數據，並讓參與者觀看傳統演示與 Mentimeter 演示進行比較。從單一地區招募參與者並將他們聚集到一個封閉的空間中，出於幾個原因並不可取。
首先是簡單的物流問題。要來到我們的地點，參與者需要旅行，這可能會限制志願者的人數。同樣，從單一地區招募參與者可能會導致樣本不具代表性。第二個問題是公共健康問題。在疫情期間，因設置系統所需的密切人際接觸，EEG 研究受到嚴格限制。通過組織一項遠程研究，利用 Emotiv 用戶基數並將其部署在 EmotivLABS 平台上，我們能夠繞過這些問題。這使我們能夠進行一項安全的研究，捕獲來自全球用戶的數據，並利用 Emotiv 的先進機器學習算法實時評估觀眾的投入、注意力、興趣和認知壓力。
研究
為了評估 Mentimeter 效應，我們設計了一項實驗，在其中人們觀看兩場演示：一場由 Mentimeter 促成，另一場由 Powerpoint 促成。在觀看演示的過程中，我們遠程收集 EEG 數據，並在投入、注意力、興趣和認知壓力領域評估他們的大腦活動。我們還收集了人口統計數據和自我報告問卷數據。
參與者
參與者是從 EMOTIV 客戶基數中通過電子郵件通信和在線表格招募來進行該研究的。樣本量比我們期望的低。然而，我們有項目時間表很緊急，因此值得注意的是，我們能夠在短時間內招募到這個數量，這反映了使用 EmotivLABS 的參與者招募效率。在徵得同意的情況下，收集了人口統計數據，以便 Mentimeter 了解這些效應如何影響不同類型的人。
參與者來自超過15個不同國家，年齡從21歲到64歲不等。 在線、全球招募還使我們能夠捕捉到各種教育水平、職業、音樂能力和相關主題的專業知識。請參閱圖 1 -3 了解參與者特徵。
圖1. 參與者人口統計。
圖2. 參與者教育水平和音樂能力。
圖3. 自我報告的主題知識評分。
方法
參與者招募調查通過電子郵件發送給 EMOTIV 客戶基數中的所有可能對參加在線研究感興趣的人。 使用視頻會議軟件，我們首先進行了一次介紹會，向參與者解釋了如何進行實驗的基本知識。所有參與者在通話前設置了他們的 EMOTIV EPOC、EPOC+ 或 EPOCX (https://www.emotiv.com/epoc-x/)，在一次由 Emotiv 的研究主任進行的快速數據質量檢查後，EmotivLABS 軟件自動跟蹤他們在錄音過程中的信號質量。
整個實驗是使用 EMOTIV 的網絡平台實驗構建器 (https://www.emotiv.com/emotivpro/build/) 構建的。EmotivLABS 平台引導參與者完成基線測試（靜坐且眼開閉），一些問題以確定當天是否有可能影響 EEG 的因素，然後提示他們開始第一次演示。Mentimeter 代表奧斯卡主持了一場網絡研討會，關於 2 個主題之一。一個演示使用 Mentimeter 進行，另一個則是使用 Powerpoint進行。演示的內容也不同；一個主題是“諧波序列”，另一個是“音樂中的人工智能”。我們對這些演示條件進行了平衡，以確保任何效果都不是歸因於內容，而是所使用的軟件（見圖4）。
圖4. 每組的平衡條件。
在第二次演示結束後，參與者完成了問卷，然後我們收集了最後一節基線 EEG。請參閱圖 5 以獲取協議概覽。
圖5. 實驗概覽。
Emotiv 性能指標
Emotiv 性能指標 (PM) 是對認知和情感狀態的神經生理測量。它們是專有機器學習算法，提供聚合腦電圖 (EEG) 測量的實時值；大腦中神經元發放的不同腦電波振幅、空間分布、功率和頻率。
已收集來自數百人的數據，其中人們在心理學中受控的心理實驗和現實生活設置中曾參與其中，並用於構建這些算法。每一項性能指標都根據個體用戶自身的腦活動“範圍”進行縮放和量身定做（見圖 6 了解這項研究中使用的 PM 的概覽）。
圖6. Emotiv 性能指標概覽
結果
Mentimeter vs Powerpoint：整體 PM 模式
我們首先研究了不同演示時的群體水平大腦活動。圖 7 顯示了 Mentimeter 和 Powerpoint 演示時的每個 PM 的平均值。與 Powerpoint 相比，個體在 Mentimeter 演示中表現出顯著更低的無聊水平，以及更高的參與、注意和認知負載水平。興趣水平沒有顯著差異；然而，數值趨勢顯示出對 Mentimeter 演示的興趣較大。
圖 7. 整個演示期間每個平台 PM 的平均值比較。
然後我們觀察了個體在每個演示中如何反應。在圖 8 中，“寬”形狀表示該值的個體 PM 觀測量更多，而“窄”形狀表示該值的個體 PM 觀測量較少。這些模式表明，Mentimeter 演示引發的反應比 Powerpoint 更均一。換句話說，人們對 Mentimeter 的反應類似，而對 Powerpoint 的反應更具爭議性。
圖 8. 各平台的個體平均 PM 分佈。
Mentimeter vs Powerpoint：PM 的時間軸
為了了解人們在演示過程中的反應，我們計算了每個平台（Mentimeter 與 Powerpoint）及每種內容（AI 與 Harmonics）的每張幻燈片的平均群體 PM 值。圖 9 顯示了最顯著的模式。
圖 9. PM 在幻燈片上的時間軸。
對於 AI 內容，整個演示中無聊水平較低。我們在 Harmonics 內容中觀察到了一個有趣的無聊模式，無聊在演示中期上升，然後下降。這表明 Mentimeter “事件”的獨特、吸引人的特性有助於緩解演示過程中可能出現的無聊感。
我們觀察到，Mentimeter 在幾乎整個演示過程中比 Powerpoint 的參與水平更高。在 24 張幻燈片中，只有兩個例子中，Mentimeter 的參與度不高於 Powerpoint。
Mentimeter 效應：比較 Mentimeter事件與 Powerpoint 幻燈片
雖然整體上我們發現人們對 Mentimeter 作出了積極回應，但我們希望更深入地了解 Mentimeter 的具體事件與 Powerpoint 幻燈片如何比較。Mentimeter事件是觀眾被鼓勵使用他們的手持設備與演示互動的時刻。例如，可能會詢問參加者某個主題的個人觀點，或者被要求回答與演示相關的問題。圖 10 顯示了 Mentimeter 事件和 Powerpoint 幻燈片的平均 PM 觀察值。
圖 10. Mentimeter 事件和 Powerpoint 幻燈片 PM 值的比較。
我們觀察到，與 Powerpoint 幻燈片相比，Mentimeter 事件導致無聊和參與水平的下降和上升。最大效果是無聊和參與水平，分別下降 16% 和上升 13%。
Mentimeter 效應：比較不同的 Mentimeter 事件
雖然 Mentimeter 事件一般引發觀眾的積極反應，但我們希望知道一些事件是否比其他事件更好。在 Mentimeter 演示中包含的事件共有三種：意見事件，其參加者被詢問對某個主題的看法；測驗事件，其參加者被詢問關於演示內容的問題；和視頻事件，其參加者觀看視頻。圖 11 顯示了每個事件類型的 PM 值。我們還包括了 Powerpoint 幻燈片作為比較。
圖 11. 各 Mentimeter 事件類型的平均 PM。包含 Powerpoint 幻燈片作為對照。
意見事件通過引發最少的無聊和最多的參與、注意、興趣和認知負載而顯示出了最一致的效果。有趣的是，視頻事件似乎造就了最多的無聊和最少的參與與注意。
Mentimeter 效應：仔細看一下參與度
雖然所有的 PM 都趨向積極反應於 Mentimeter 演示，但參與度看起來是最一致的效果。為了更仔細地了解這一點，我們對紀錄每位參加者表現最大參與度 PM 的時刻進行了索引。圖 12 顯示了在 Mentimeter 演示期間發生的最大參與值數量。此外，70% 的參加者的最大參與得分發生在 Mentimeter 事件中。
圖 12. 最大參與 PM 的分佈。
Mentimeter 效應：比對客觀和主觀測量
雖然 EEG 能夠索引對刺激的客觀反應，但這些措施得到自報告支持的例子提供了令人信服的證據。如圖 13 所示，在實驗結束時呈現五項參與相關問題的主觀參與得分。
圖 13. 參加者在1-5的李克特量表 “完全不” 到 “非常” 中報報告的主觀參與得分。
對所有問題的回答支持了大腦數據的觀點。與 Powerpoint 演示相比，Mentimeter 演示使參加者感到更專注於演示、更專注於演示者、更感興趣於內容、更享受演示，並且覺得在演示過程中學到更多新穎的內容。
總結
在研究結束時，Emotiv 研究團隊向 Mentimeter 提交了一份詳細調查結果報告。這使 Mentimeter 能夠更好地理解自己的產品，並了解使其成為用戶如此愉快體驗的原因。不僅有實證數據顯示其產品能產生更高的投入、注意和认知負載，同時降低厌倦感，它还提供了可操作的見解到哪些特殊功能最能吸引用戶。Mentimeter 對研究結果的撰寫可以在 https://www.mentimeter.com/campaigns/the-mentimeter-effect? 找到
如 Mentimeter 效應的研究只是遠程、精簡且個性化的 EEG 實驗可能性的一小部分。從評估消費者偏好到研究心理健康問題，Emotiv 研究套件是可擴展 EEG 研究的理想平台。與我們的研究團隊合作，個人、公司和機構可以利用神經科學的力量來洞察人群。此解決方案是對現代神經科學的理想回答，免疫於公共健康危機，能抵禦不景氣的預算，並能對全球社區具有廣泛的包容性。
