如何进行大规模的真实世界神经科学研究：使用 EmotivLABS 的案例研究。
尼古拉斯·威廉姆斯医生
更新于
2021年12月8日
如何进行大规模的真实世界神经科学研究：使用 EmotivLABS 的案例研究。
尼古拉斯·威廉姆斯医生
更新于
2021年12月8日
如何进行大规模的真实世界神经科学研究：使用 EmotivLABS 的案例研究。
尼古拉斯·威廉姆斯医生
更新于
2021年12月8日
当您想到神经科学研究时，很可能会联想到身穿白大褂的科学家在大学或医院里操作庞大、昂贵的医疗机器的画面。当然，某些神经科学方法，例如正电子发射断层扫描（PET）、功能性磁共振成像（fMRI）和脑磁图（MEG），确实需要这些庞大、复杂的系统，并且伴随着同样高昂的价格。然而，脑电图（EEG）系统通常体积更小、价格更便宜。这项技术已经从纸质记录和大型计算机演变为无线、移动、易于设置且相对便宜的系统。除了占地面积更小和资金投入更少之外，EEG还因其极高的时空分辨率而成为解码大脑活动的主要工具。虽然PET和fMRI是在数秒内测量大脑活动的变化，但EEG能够检测到毫秒内发生的活动变化，使其能够索引在其他情况下可能无法被检测到的过程。
EEG测量什么？
当您的神经元放电时，它们会释放微量的电能。当许多神经元在同一区域同时放电时，例如当您思考某件事时，产生电场在颅骨外就可以被检测到。EEG系统利用这一现象，只需使用放置在头皮上的传感器阵列来测量电压随时间的变化。您可以把这些传感器想象成微小的麦克风，测量来自大脑的电声音。然后，我们可以将这些信号转换为数字形式，收集在电脑上，并对其进行处理和分析，以推导有意义的模式。
为什么EEG很重要？
通常，我们无法简单地通过询问人们或观察其行为来测量事物。即使我们可以询问他们，人们也无法准确报告。EEG为我们开启了一扇了解大脑的窗口；这扇窗口不受偏见、态度或信念的影响。例如，如果您问某人是否感到放松，即使他们不放松，他们也倾向于回答是，因为人们通常不喜欢承认自己很焦虑。
通过观察他们的EEG，研究人员可能能够确定，与他们的断言相反，该人实际上正在经历高度觉醒，这表明处于非放松状态。在实验室中，EEG通常用于测量低级认知过程，例如听觉或视觉感知，这可以帮助研究人员更好地理解这些过程或了解疾病如何影响大脑。此类技术对于理解无法报告或可能被误报的现象至关重要。
为什么我们要进行实验室外的EEG研究？
EEG技术是理解大脑过程的一种极好的技术。许多基于实验室的EEG研究都旨在研究低级功能，例如感知和认知。实验室是进行该项研究的理想环境，因为它们是高度受控的场所，研究人员可以在其中解释并消除外部变量。然而，我们的一生并不是在实验室里度过的。我们是行走的、说话的、互动的生物，过着以丰富多样体验为特征的动态生活。这一事实使得将实验室研究推广到未受控环境中变得困难。通过将技术带出实验室，我们可以在更接近我们实际生活方式的真实环境中研究人们及其大脑活动。
在不很久以前，在实验室外进行EEG实验是不可想象的。这些系统体积庞大，需要连接到放大器、电源和数据传输单元。此外，设置这些系统耗时且通常会让参与者感到不适。技术的重大进步意味着可以将系统构建得更小、成本更低且无线。通过这种便携性的增加和价格的下降，高性价比且易于使用的EEG系统出现了显着的普及。Emotiv在这领域一直是十多年的领导者，将首个商用的EEG系统推向市场。在此期间，Emotiv已经发布了六种不同的系统，范围从双通道耳机到32通道研究帽。
这些商业系统的开发带来了另一个影响：显着提高了神经科学方法的可及性。神经科学不再仅局限于学术界或临床医生。现在，所有人都有能力购买这些系统在家中使用。在不同的人口统计中，这样做的动机各不相同，包括娱乐主义者、爱好者和公民科学家。此外，商业企业也迅速注意到利用这些系统在其行业中进行部署的能力，而无需设立专门的内部神经科学部门。
EEG在现实世界中的应用有哪些？
实验室外的EEG应用非常多且多样。作为一种临床工具，EEG可用于长期监测人们的认知功能，而无需他们视察医疗机构。例如，研究支持EEG作为痴呆症的生物标志物（Chatzikonstantinou等，2021年）。此外，它甚至可用于预测从轻度认知障碍到痴呆症的转变（Engedal等，2020年）。持续的居家EEG在这些主要由老年人组成的人群中将特别有帮助，因为对于他们来说，定期前往研究机构可能不切实际。
在野外应用EEG的另一个热门例子是最近在体育运动中备受关注的脑外伤。在足球等高冲击力运动中，脑震荡是一种常见的伤害。脑震荡令人担忧，因为它们通常逃过临床检测，并且可能对个人的认知功能产生有害的影响。证据支持使用EEG辅助脑震荡的诊断并在受伤后支持临床管理（Corbin-Berrigan等，2020年）。当然，在赛场旁配备便携式EEG将是协助团队就其球员福祉做出明智决定的强大工具。
商业企业也可以从现实世界的EEG中获益匪浅。神经营销学是一个宽泛的词，但通常与通过测量神经或其他生理信号来深入了解消费者偏好和预测行为相关联。利用EEG调查消费者欲望的价值在于该方法能够索引客观反应。有时人们报告的并不实际上是他们的真实感受，因为人们受到各种偏见的影响。他们也可能强烈希望讨好他人或避免尴尬。甚至问题的措辞方式也可能影响一个人对产品的看法。EEG使研究人员能够规避这些特征，并提供有关个人处理信息方式的未过滤的一瞥。通过利用这些数据流，公司可以增强或取代传统的营销工具。
进行现实世界EEG有哪些障碍？
低成本可能是进行现实世界EEG实验的最大障碍。虽然EEG系统比其他脑成像工具便宜，但其仍然可能体积大且昂贵。要理解海量数据，需要处理和分析管道。数据集还必须以安全的方式存储。这使得内部神经科学对许多较小的公司来说遥不及及。
在考虑人类研究的关键缺点之一——代表性抽样问题时，进行现实世界EEG的成本会进一步复杂化。许多研究都受到参与者招募现实的限制，这些招募通常默认为便利招募（例如大学生）。这导致许多研究受到“WEIRD”（奇特）问题的困扰，其中大多数参与者都是来自工业化地区、富有、受过良好教育的白人，并生活在民主国家。仅仅将EEG移出实验室并不能解决这个问题，招募由不同文化、教育水平、兴趣和经验背景的人组成的样本所带来的负担在资金和物流上可能令人望而却步。
我如何大规模进行现实世界的EEG？
鉴于进行现实世界EEG的成本，许多人会认为神经科学研究仍将是资金雄厚的学术机构和公司的专属领域。然而，除了利用便携式、低成本的EEG系统彻底改变这一领域外，Emotiv还推出了EmotivPRO Builder和EmotivLABS平台，使公司能够设计和进行大规模的神经科学实验。EmotivPRO Builder是一个直观的图形界面，使用户对实验拥有完全控制权，并协助所有能力的用户设计EEG研究。精通技术的用户还可以导入使用Python语言编写的PsychoPy实验。
在构建实验后，用户可以在EmotivLABS上进行部署。这不仅仅是一个展示平台，还可以通过其仪表板简化参与者的招募，并使研究人员能够接触到广泛的Emotiv贡献者库。参与者的付款也可以通过平台进行处理。Emotiv贡献者群目前来自84个国家。近一半是双语者，并包括拥有广泛教育背景的人。
对于那些不确定如何最佳地利用神经科学力量的公司，可以聘请Emotiv研究即服务（Research as a Service）团队进行咨询。研究团队将确定关键问题、设计实验、招募参与者、收集、处理并分析数据，并针对研究结果生成量身定制的报告。在这个过程的每一步都将非常欢迎您的加入。您与Emotiv研究团队的合作伙伴关系代表着真正端到端的神经科学革命参与解决方案。
为了说明具体的用例，我们在下面展示一个最近合作伙伴关系的案例研究。
Mentimeter效应：使用EmotivLABS进行现实世界EEG的案例研究
Mentimeter是一个多媒体演示软件平台。大多数人都熟悉Microsoft PowerPoint。无数的时间都致力于发表PowerPoint演示文稿，而在这些演示演稿中听众扮演着被动的角色。Mentimeter还允许用户使用文本、图像、音频和视频传达信息，但稍有不同。Mentimeter的独特之处在于其支持现场交互式观众参与的功能。除了典型的幻灯片之外，演讲者还可以加入观众可以使用其个人设备进行互动的事件。例如，观众可以投票决定他们在演示文稿中想关注哪些内容。或者，他们也可以对特定主题发表自己的看法，或者回答有关他们刚刚观看的内容的测验问题。通过这种方式，Mentimeter允许比PowerPoint更具动态、生动的演示。
Mentimeter知道他们拥有一个特殊的产品，而且人们可能会觉得它更吸引人。然而，他们不想仅仅依靠其用户的自我报告。他们想要一些客观、细致的数据，以此来展示究竟是什么让Mentimeter与众不同。他们联系了Emotiv来开展一个研究项目以寻找答案。结合我们的研究团队，我们确定了核心问题，这些问题正好体现了Mentimeter独特魅力的核心所在。
关键问题：
与传统的PowerPoint演示相比，在Mentimeter上进行演示要吸引人多大程度？
Mentimeter的哪些特殊功能最能吸引观众的注意力？
在演示过程中，注意力是如何受到影响的？它会像在冗长的PowerPoint演示文稿中所预期那样减弱吗？
参与度和注意力之间有什么关系？当人们参与时，他们会付出更多注意力吗？
讲座和演示通常是为了学习新信息并保留它。Mentimeter能帮助我们更好地学习吗？
为了回答这些问题，Emotiv研究团队设计了一个定制的实验。通常，这种类型的研究是通过将人们聚集在一个房间中，并在参与者观看传统演示与Mentimeter演示的同时，将EEG数据收集到本地计算机来进行。由于几个原因，从单个地区招募参与者并将其聚集在有限的空间中并不是首选。
首先是简单的物流。为了来到我们的位置，参与者被要求旅行，这可能会限制志愿者的人数。同样，从单个地区招募参与者可能会产生不具代性的样本。第二个问题是公共卫生。在疫情爆发期间，由于设置这些系统所需的人际密切接触，EEG研究受到了严格限制。通过组织一项利用Emotiv用户群并将其部署在EmotivLABS平台上的远程研究，我们能够规避这些问题。这使我们能够进行一项安全的研究，捕获全球各地的用户数据，并利用Emotiv复杂的机器学习算法实时评估观众的参与度、注意力、兴趣和认知压力。
该项研究
为了评估Mentimeter效应，我们设计了一个实验，其中人们观看了两个演示；一个是使用Mentimeter进行的，另一个是使用PowerPoint进行的。当他们观看演示时，我们远程收集了EEG数据，并评估了他们在参与度、注意力、兴趣和认知压力领域的大脑活动。我们还收集了人口统计学数据和自我报告调查数据。
参与者
本研究通过电子邮件通信和在线表格在线从Emotiv客户群中招募了二十八位参与者。这个样本量低于我们的预期。然而，我们处于严格的项目进度表中，因此值得注意的是，我们能够在短时间内招募到这个人数，这反映了使用EmotivLABS招募参与者的效率。在获得同意的情况下，收集了人口统计数据，以便Mentimeter了解这些效应将如何影响各种人群。
招募了来自15个以上不同国家的参与者，年龄在21岁至64岁之间。在线全球招募使我们能够捕捉各种各样的教育水平、职业、音乐能力以及在相关主题中的专业知识。有关参与者特征，请参见图1-3。
图1。参与者人口统计数据。
图2。参与者受教育程度和音乐能力。
图3。自我报告的主题知识评级。
方法
通过电子邮件向Emotiv客户群中任何可能对参与在线研究感兴趣的人发送了招募调查。使用视频会议软件，我们从迎新会开始，在其中我们向参与者解释了实验将如何进行的基础知识。所有参与者在通话前设置好他们的Emotiv EPOC、EPOC+或EPOCX（https://www.emotiv.com/epoc-x/），在Emotiv的研究总监进行快速的数据质量检查后，EmotivLABS软件在整个记录过程中自动跟踪他们的信号质量。
整个实验都是使用Emotiv网络平台实验构建器（https://www.emotiv.com/emotivpro/build/）构建的。EmotivLABS平台引导参与者通过基线（静坐并睁眼和闭眼），几个问卷调查以确定当天是否有任何可能影响EEG的因素，然后提示他们开始第一场演示。Mentimeter代表Oscar就2个主题之一进行了网络研讨会演示。一个演示使用Mentimeter进行，另一个使用PowerPoint进行。演示内容也不同；一个是“谐音系列”，另一个是“音乐中的人工智能”。我们对这些演示条件进行了平衡，以确保任何效应都不归因于内容，而是归因于所使用的软件（参见图4）。
图4。每个组的平衡条件。
在第二场演示之后，参与者完成了问卷调查，然后我们收集了最后一节的基线EEG。有关实验方案的概述，请参见图5。
图5。实验概述。
Emotiv性能指标
Emotiv性能指标（PM）是认知和情感状态的神经生理测量指标。它们是专有的机器学习算法，可以提供汇总的脑电图（EEG）测量指标的实时值；在大脑中放电的神经元的变异脑电波振幅、空间分布、功率和频率。
来自受控心理学实验和现实生活设置中的数百名个人的EEG数据已被收集用于构建这些算法。由于每个人的大脑活动“范围”都不同，因此针对个别用户对每个性能指标进行了调整和量身定做（请参见图6，了解本研究中使用的PM的概述）。
图6。Emotiv 性能指标概述
发现
Mentimeter与PowerPoint：整体PM模式
我们首先检查了每个演示在群体层面上的大脑活动。图7显示了Mentimeter演示和PowerPoint演示的每个PM平均值。与PowerPoint相比，个人展现出统计学上显着较低的无聊程度，以及更高的参与度、注意力和认知负荷。在兴趣程度上没有统计学差异；然而在数值趋势上，人们对Mentimeter演示表现出更多的兴趣。
图7。按演示平台比较整个演示的平均PM。
然后，我们观察了个人对每次演示的反应。在图8中，“较宽”的形状表示该数值下的个人PM观察值较多，“较窄”的形状表示该数值下的PM观察值较少。这些模式表明，Mentimeter演示激发起比PowerPoint更同质的反应。换句话说，人们对Mentimeter的反应相似，但觉得PowerPoint更具争议性。
图8。按演示平台比较个人平均PM分布。
Mentimeter与PowerPoint：PM随时间变化
为了了解人们在演示过程中的反应，我们计算了每个平台（Mentimeter与PowerPoint）和每个内容（AI与谐音）在每张幻灯片上的平均群体PM值。图9显示了最值得注意的模式。
图9。幻灯片中PM的时间过程。
对于AI内容，在整个演示中无聊程度较低。我们在谐音内容中观察到一个有趣的无聊模式，其中无聊度在演示文稿的中期开始上升，然后开始下降。这表明，Mentimeter“事件”的独特、引人入胜的性质有助于缓解在演示过程中可能产生的越来越沉闷的无聊感。
我们观察到，在几乎整个演示中，两种内容类型的Mentimeter参与度都较高。在总共24张幻灯片中，只有两个实例中Mentimeter的参与度没有高于PowerPoint。
Mentimer效应：比较Mentimeter事件与PowerPoint幻灯片
虽然总体上我们发现人们对Mentimeter反应积极，但我们希望深入钻研并观察特定的Mentimeter事件与PowerPoint幻灯片的比较情况。Mentimeter事件是鼓励观众使用其移动设备与演示进行互动的实例。例如，参与者可能被问及关于某个主题的个人意见，或者被要求回答与演示内容相关的测验问题。图10显示了Mentimeter事件和PowerPoint幻灯片中观察到的平均PM。
图10。比较Mentimeter事件和PowerPoint幻灯片的PM值。
我们观察到，相对于PowerPoint幻灯片，Mentimeter事件导致更低的无聊程度以及更高的参与度、注意力、兴趣和认知负荷。最大的影响体现在无聊度和参与度上，分别降低了16%和增加了13%。
Mentimeter效应：不同的Mentimeter事件进行如何比较？
虽然Mentimeter事件通常引起观众的积极反应，但我们想知道某些事件是否比其他事件更好。Mentimeter演示包含三种类型的事件：意见事件——询问观众对特定主题的意见；测验事件——询问观众有关演示内容的问题；以及视频事件——参与者观看一段视频。图11显示了每种事件类型的PM值。我们还加入了PowerPoint幻灯片作为对比。
图11。每个Mentimeter事件类型的平均PM。加入PowerPoint幻灯片的平均PM进行比较。
与其他事件相比，意见事件表现出最一致的效应，引起最少的无聊感，并引发了最多的参与度、注意力、兴趣和认知负荷。有趣的是，视频事件往往引起最多的无聊度以及最少的参与度和注意力。
Mentimeter效应：深入观察参与度
尽管所有的PM都呈对Mentimeter演示持积极反应的趋势，但参与度似乎具有最一致的效应。为了更深入观察，我们索引了每位参与者展现最高参与度PM时的时间点。图12显示，在Mentimeter演示期间出现了更大数量的最大参与度值。此外，70%的参与者最大参与度得分出现在一个Mentimeter事件期间。
图12。最大参与度PM的分布。
Mentimeter效应：比较客观的和主观的测量指标
虽然EEG可以索引对刺激的客观反应，但通过自我报告得到增强的这些实例为效果提供了令人信服的证据。图13显示了在实验结束时提出的五个与参与度相关的自我报告参与度得分。
图13。参与者在1-5级李克特量表“完全没有”到“非常地”上报告的主观参与度评分。
所有问题的回答均支持来自大脑数据的结果。相对于PowerPoint演示，Mentimeter演示使参与者感到在演示中更投入、与演讲者的互动更充分、对内容更感兴趣、在演示中体验到了更多乐趣，并且感觉自己在演示期间学到了更多新奇的内容。
总结
在研究结束时，Emotiv研究团队向Mentimeter提交了一份有关调查结果的详细报告。这使Mentimeter能够更好地了解其产品以及是什么能够为用户带来如此积极体验的原因。Mentimeter不仅获得了证明其产品引起了更高的参与度、注意力、认知负荷，同时降低了无聊度的实证数据，它还提供了有关其特殊功能中哪些最能吸引用户的可行见解。可在https://www.mentimeter.com/campaigns/the-mentimeter-effect?找到关于研究发现的Mentimeter撰写报告。
像Mentimeter效应这样的研究仅代表了远程、简化和个性化EEG实验的一小部分可以应用的可能性。从评估消费者偏好到调查心理健康，Emotiv研究套件是开展可扩展EEG研究的理想平台。通过与我们的研究团队合作，个人、公司和机构可以利用神经科学的力量去深入了解人类。这种解决方案代表了对现代神经科学的理想回答，其免受公共卫生危机的干扰，抵御预算缩减的压力，并广泛容纳了全球社区的参与。
当您想到神经科学研究时，很可能会联想到身穿白大褂的科学家在大学或医院里操作庞大、昂贵的医疗机器的画面。当然，某些神经科学方法，例如正电子发射断层扫描（PET）、功能性磁共振成像（fMRI）和脑磁图（MEG），确实需要这些庞大、复杂的系统，并且伴随着同样高昂的价格。然而，脑电图（EEG）系统通常体积更小、价格更便宜。这项技术已经从纸质记录和大型计算机演变为无线、移动、易于设置且相对便宜的系统。除了占地面积更小和资金投入更少之外，EEG还因其极高的时空分辨率而成为解码大脑活动的主要工具。虽然PET和fMRI是在数秒内测量大脑活动的变化，但EEG能够检测到毫秒内发生的活动变化，使其能够索引在其他情况下可能无法被检测到的过程。
EEG测量什么？
当您的神经元放电时，它们会释放微量的电能。当许多神经元在同一区域同时放电时，例如当您思考某件事时，产生电场在颅骨外就可以被检测到。EEG系统利用这一现象，只需使用放置在头皮上的传感器阵列来测量电压随时间的变化。您可以把这些传感器想象成微小的麦克风，测量来自大脑的电声音。然后，我们可以将这些信号转换为数字形式，收集在电脑上，并对其进行处理和分析，以推导有意义的模式。
为什么EEG很重要？
通常，我们无法简单地通过询问人们或观察其行为来测量事物。即使我们可以询问他们，人们也无法准确报告。EEG为我们开启了一扇了解大脑的窗口；这扇窗口不受偏见、态度或信念的影响。例如，如果您问某人是否感到放松，即使他们不放松，他们也倾向于回答是，因为人们通常不喜欢承认自己很焦虑。
通过观察他们的EEG，研究人员可能能够确定，与他们的断言相反，该人实际上正在经历高度觉醒，这表明处于非放松状态。在实验室中，EEG通常用于测量低级认知过程，例如听觉或视觉感知，这可以帮助研究人员更好地理解这些过程或了解疾病如何影响大脑。此类技术对于理解无法报告或可能被误报的现象至关重要。
为什么我们要进行实验室外的EEG研究？
EEG技术是理解大脑过程的一种极好的技术。许多基于实验室的EEG研究都旨在研究低级功能，例如感知和认知。实验室是进行该项研究的理想环境，因为它们是高度受控的场所，研究人员可以在其中解释并消除外部变量。然而，我们的一生并不是在实验室里度过的。我们是行走的、说话的、互动的生物，过着以丰富多样体验为特征的动态生活。这一事实使得将实验室研究推广到未受控环境中变得困难。通过将技术带出实验室，我们可以在更接近我们实际生活方式的真实环境中研究人们及其大脑活动。
在不很久以前，在实验室外进行EEG实验是不可想象的。这些系统体积庞大，需要连接到放大器、电源和数据传输单元。此外，设置这些系统耗时且通常会让参与者感到不适。技术的重大进步意味着可以将系统构建得更小、成本更低且无线。通过这种便携性的增加和价格的下降，高性价比且易于使用的EEG系统出现了显着的普及。Emotiv在这领域一直是十多年的领导者，将首个商用的EEG系统推向市场。在此期间，Emotiv已经发布了六种不同的系统，范围从双通道耳机到32通道研究帽。
这些商业系统的开发带来了另一个影响：显着提高了神经科学方法的可及性。神经科学不再仅局限于学术界或临床医生。现在，所有人都有能力购买这些系统在家中使用。在不同的人口统计中，这样做的动机各不相同，包括娱乐主义者、爱好者和公民科学家。此外，商业企业也迅速注意到利用这些系统在其行业中进行部署的能力，而无需设立专门的内部神经科学部门。
EEG在现实世界中的应用有哪些？
实验室外的EEG应用非常多且多样。作为一种临床工具，EEG可用于长期监测人们的认知功能，而无需他们视察医疗机构。例如，研究支持EEG作为痴呆症的生物标志物（Chatzikonstantinou等，2021年）。此外，它甚至可用于预测从轻度认知障碍到痴呆症的转变（Engedal等，2020年）。持续的居家EEG在这些主要由老年人组成的人群中将特别有帮助，因为对于他们来说，定期前往研究机构可能不切实际。
在野外应用EEG的另一个热门例子是最近在体育运动中备受关注的脑外伤。在足球等高冲击力运动中，脑震荡是一种常见的伤害。脑震荡令人担忧，因为它们通常逃过临床检测，并且可能对个人的认知功能产生有害的影响。证据支持使用EEG辅助脑震荡的诊断并在受伤后支持临床管理（Corbin-Berrigan等，2020年）。当然，在赛场旁配备便携式EEG将是协助团队就其球员福祉做出明智决定的强大工具。
商业企业也可以从现实世界的EEG中获益匪浅。神经营销学是一个宽泛的词，但通常与通过测量神经或其他生理信号来深入了解消费者偏好和预测行为相关联。利用EEG调查消费者欲望的价值在于该方法能够索引客观反应。有时人们报告的并不实际上是他们的真实感受，因为人们受到各种偏见的影响。他们也可能强烈希望讨好他人或避免尴尬。甚至问题的措辞方式也可能影响一个人对产品的看法。EEG使研究人员能够规避这些特征，并提供有关个人处理信息方式的未过滤的一瞥。通过利用这些数据流，公司可以增强或取代传统的营销工具。
进行现实世界EEG有哪些障碍？
低成本可能是进行现实世界EEG实验的最大障碍。虽然EEG系统比其他脑成像工具便宜，但其仍然可能体积大且昂贵。要理解海量数据，需要处理和分析管道。数据集还必须以安全的方式存储。这使得内部神经科学对许多较小的公司来说遥不及及。
在考虑人类研究的关键缺点之一——代表性抽样问题时，进行现实世界EEG的成本会进一步复杂化。许多研究都受到参与者招募现实的限制，这些招募通常默认为便利招募（例如大学生）。这导致许多研究受到“WEIRD”（奇特）问题的困扰，其中大多数参与者都是来自工业化地区、富有、受过良好教育的白人，并生活在民主国家。仅仅将EEG移出实验室并不能解决这个问题，招募由不同文化、教育水平、兴趣和经验背景的人组成的样本所带来的负担在资金和物流上可能令人望而却步。
我如何大规模进行现实世界的EEG？
鉴于进行现实世界EEG的成本，许多人会认为神经科学研究仍将是资金雄厚的学术机构和公司的专属领域。然而，除了利用便携式、低成本的EEG系统彻底改变这一领域外，Emotiv还推出了EmotivPRO Builder和EmotivLABS平台，使公司能够设计和进行大规模的神经科学实验。EmotivPRO Builder是一个直观的图形界面，使用户对实验拥有完全控制权，并协助所有能力的用户设计EEG研究。精通技术的用户还可以导入使用Python语言编写的PsychoPy实验。
在构建实验后，用户可以在EmotivLABS上进行部署。这不仅仅是一个展示平台，还可以通过其仪表板简化参与者的招募，并使研究人员能够接触到广泛的Emotiv贡献者库。参与者的付款也可以通过平台进行处理。Emotiv贡献者群目前来自84个国家。近一半是双语者，并包括拥有广泛教育背景的人。
对于那些不确定如何最佳地利用神经科学力量的公司，可以聘请Emotiv研究即服务（Research as a Service）团队进行咨询。研究团队将确定关键问题、设计实验、招募参与者、收集、处理并分析数据，并针对研究结果生成量身定制的报告。在这个过程的每一步都将非常欢迎您的加入。您与Emotiv研究团队的合作伙伴关系代表着真正端到端的神经科学革命参与解决方案。
为了说明具体的用例，我们在下面展示一个最近合作伙伴关系的案例研究。
Mentimeter效应：使用EmotivLABS进行现实世界EEG的案例研究
Mentimeter是一个多媒体演示软件平台。大多数人都熟悉Microsoft PowerPoint。无数的时间都致力于发表PowerPoint演示文稿，而在这些演示演稿中听众扮演着被动的角色。Mentimeter还允许用户使用文本、图像、音频和视频传达信息，但稍有不同。Mentimeter的独特之处在于其支持现场交互式观众参与的功能。除了典型的幻灯片之外，演讲者还可以加入观众可以使用其个人设备进行互动的事件。例如，观众可以投票决定他们在演示文稿中想关注哪些内容。或者，他们也可以对特定主题发表自己的看法，或者回答有关他们刚刚观看的内容的测验问题。通过这种方式，Mentimeter允许比PowerPoint更具动态、生动的演示。
Mentimeter知道他们拥有一个特殊的产品，而且人们可能会觉得它更吸引人。然而，他们不想仅仅依靠其用户的自我报告。他们想要一些客观、细致的数据，以此来展示究竟是什么让Mentimeter与众不同。他们联系了Emotiv来开展一个研究项目以寻找答案。结合我们的研究团队，我们确定了核心问题，这些问题正好体现了Mentimeter独特魅力的核心所在。
关键问题：
与传统的PowerPoint演示相比，在Mentimeter上进行演示要吸引人多大程度？
Mentimeter的哪些特殊功能最能吸引观众的注意力？
在演示过程中，注意力是如何受到影响的？它会像在冗长的PowerPoint演示文稿中所预期那样减弱吗？
参与度和注意力之间有什么关系？当人们参与时，他们会付出更多注意力吗？
讲座和演示通常是为了学习新信息并保留它。Mentimeter能帮助我们更好地学习吗？
为了回答这些问题，Emotiv研究团队设计了一个定制的实验。通常，这种类型的研究是通过将人们聚集在一个房间中，并在参与者观看传统演示与Mentimeter演示的同时，将EEG数据收集到本地计算机来进行。由于几个原因，从单个地区招募参与者并将其聚集在有限的空间中并不是首选。
首先是简单的物流。为了来到我们的位置，参与者被要求旅行，这可能会限制志愿者的人数。同样，从单个地区招募参与者可能会产生不具代性的样本。第二个问题是公共卫生。在疫情爆发期间，由于设置这些系统所需的人际密切接触，EEG研究受到了严格限制。通过组织一项利用Emotiv用户群并将其部署在EmotivLABS平台上的远程研究，我们能够规避这些问题。这使我们能够进行一项安全的研究，捕获全球各地的用户数据，并利用Emotiv复杂的机器学习算法实时评估观众的参与度、注意力、兴趣和认知压力。
该项研究
为了评估Mentimeter效应，我们设计了一个实验，其中人们观看了两个演示；一个是使用Mentimeter进行的，另一个是使用PowerPoint进行的。当他们观看演示时，我们远程收集了EEG数据，并评估了他们在参与度、注意力、兴趣和认知压力领域的大脑活动。我们还收集了人口统计学数据和自我报告调查数据。
参与者
本研究通过电子邮件通信和在线表格在线从Emotiv客户群中招募了二十八位参与者。这个样本量低于我们的预期。然而，我们处于严格的项目进度表中，因此值得注意的是，我们能够在短时间内招募到这个人数，这反映了使用EmotivLABS招募参与者的效率。在获得同意的情况下，收集了人口统计数据，以便Mentimeter了解这些效应将如何影响各种人群。
招募了来自15个以上不同国家的参与者，年龄在21岁至64岁之间。在线全球招募使我们能够捕捉各种各样的教育水平、职业、音乐能力以及在相关主题中的专业知识。有关参与者特征，请参见图1-3。
图1。参与者人口统计数据。
图2。参与者受教育程度和音乐能力。
图3。自我报告的主题知识评级。
方法
通过电子邮件向Emotiv客户群中任何可能对参与在线研究感兴趣的人发送了招募调查。使用视频会议软件，我们从迎新会开始，在其中我们向参与者解释了实验将如何进行的基础知识。所有参与者在通话前设置好他们的Emotiv EPOC、EPOC+或EPOCX（https://www.emotiv.com/epoc-x/），在Emotiv的研究总监进行快速的数据质量检查后，EmotivLABS软件在整个记录过程中自动跟踪他们的信号质量。
整个实验都是使用Emotiv网络平台实验构建器（https://www.emotiv.com/emotivpro/build/）构建的。EmotivLABS平台引导参与者通过基线（静坐并睁眼和闭眼），几个问卷调查以确定当天是否有任何可能影响EEG的因素，然后提示他们开始第一场演示。Mentimeter代表Oscar就2个主题之一进行了网络研讨会演示。一个演示使用Mentimeter进行，另一个使用PowerPoint进行。演示内容也不同；一个是“谐音系列”，另一个是“音乐中的人工智能”。我们对这些演示条件进行了平衡，以确保任何效应都不归因于内容，而是归因于所使用的软件（参见图4）。
图4。每个组的平衡条件。
在第二场演示之后，参与者完成了问卷调查，然后我们收集了最后一节的基线EEG。有关实验方案的概述，请参见图5。
图5。实验概述。
Emotiv性能指标
Emotiv性能指标（PM）是认知和情感状态的神经生理测量指标。它们是专有的机器学习算法，可以提供汇总的脑电图（EEG）测量指标的实时值；在大脑中放电的神经元的变异脑电波振幅、空间分布、功率和频率。
来自受控心理学实验和现实生活设置中的数百名个人的EEG数据已被收集用于构建这些算法。由于每个人的大脑活动“范围”都不同，因此针对个别用户对每个性能指标进行了调整和量身定做（请参见图6，了解本研究中使用的PM的概述）。
图6。Emotiv 性能指标概述
发现
Mentimeter与PowerPoint：整体PM模式
我们首先检查了每个演示在群体层面上的大脑活动。图7显示了Mentimeter演示和PowerPoint演示的每个PM平均值。与PowerPoint相比，个人展现出统计学上显着较低的无聊程度，以及更高的参与度、注意力和认知负荷。在兴趣程度上没有统计学差异；然而在数值趋势上，人们对Mentimeter演示表现出更多的兴趣。
图7。按演示平台比较整个演示的平均PM。
然后，我们观察了个人对每次演示的反应。在图8中，“较宽”的形状表示该数值下的个人PM观察值较多，“较窄”的形状表示该数值下的PM观察值较少。这些模式表明，Mentimeter演示激发起比PowerPoint更同质的反应。换句话说，人们对Mentimeter的反应相似，但觉得PowerPoint更具争议性。
图8。按演示平台比较个人平均PM分布。
Mentimeter与PowerPoint：PM随时间变化
为了了解人们在演示过程中的反应，我们计算了每个平台（Mentimeter与PowerPoint）和每个内容（AI与谐音）在每张幻灯片上的平均群体PM值。图9显示了最值得注意的模式。
图9。幻灯片中PM的时间过程。
对于AI内容，在整个演示中无聊程度较低。我们在谐音内容中观察到一个有趣的无聊模式，其中无聊度在演示文稿的中期开始上升，然后开始下降。这表明，Mentimeter“事件”的独特、引人入胜的性质有助于缓解在演示过程中可能产生的越来越沉闷的无聊感。
我们观察到，在几乎整个演示中，两种内容类型的Mentimeter参与度都较高。在总共24张幻灯片中，只有两个实例中Mentimeter的参与度没有高于PowerPoint。
Mentimer效应：比较Mentimeter事件与PowerPoint幻灯片
虽然总体上我们发现人们对Mentimeter反应积极，但我们希望深入钻研并观察特定的Mentimeter事件与PowerPoint幻灯片的比较情况。Mentimeter事件是鼓励观众使用其移动设备与演示进行互动的实例。例如，参与者可能被问及关于某个主题的个人意见，或者被要求回答与演示内容相关的测验问题。图10显示了Mentimeter事件和PowerPoint幻灯片中观察到的平均PM。
图10。比较Mentimeter事件和PowerPoint幻灯片的PM值。
我们观察到，相对于PowerPoint幻灯片，Mentimeter事件导致更低的无聊程度以及更高的参与度、注意力、兴趣和认知负荷。最大的影响体现在无聊度和参与度上，分别降低了16%和增加了13%。
Mentimeter效应：不同的Mentimeter事件进行如何比较？
虽然Mentimeter事件通常引起观众的积极反应，但我们想知道某些事件是否比其他事件更好。Mentimeter演示包含三种类型的事件：意见事件——询问观众对特定主题的意见；测验事件——询问观众有关演示内容的问题；以及视频事件——参与者观看一段视频。图11显示了每种事件类型的PM值。我们还加入了PowerPoint幻灯片作为对比。
图11。每个Mentimeter事件类型的平均PM。加入PowerPoint幻灯片的平均PM进行比较。
与其他事件相比，意见事件表现出最一致的效应，引起最少的无聊感，并引发了最多的参与度、注意力、兴趣和认知负荷。有趣的是，视频事件往往引起最多的无聊度以及最少的参与度和注意力。
Mentimeter效应：深入观察参与度
尽管所有的PM都呈对Mentimeter演示持积极反应的趋势，但参与度似乎具有最一致的效应。为了更深入观察，我们索引了每位参与者展现最高参与度PM时的时间点。图12显示，在Mentimeter演示期间出现了更大数量的最大参与度值。此外，70%的参与者最大参与度得分出现在一个Mentimeter事件期间。
图12。最大参与度PM的分布。
Mentimeter效应：比较客观的和主观的测量指标
虽然EEG可以索引对刺激的客观反应，但通过自我报告得到增强的这些实例为效果提供了令人信服的证据。图13显示了在实验结束时提出的五个与参与度相关的自我报告参与度得分。
图13。参与者在1-5级李克特量表“完全没有”到“非常地”上报告的主观参与度评分。
所有问题的回答均支持来自大脑数据的结果。相对于PowerPoint演示，Mentimeter演示使参与者感到在演示中更投入、与演讲者的互动更充分、对内容更感兴趣、在演示中体验到了更多乐趣，并且感觉自己在演示期间学到了更多新奇的内容。
总结
在研究结束时，Emotiv研究团队向Mentimeter提交了一份有关调查结果的详细报告。这使Mentimeter能够更好地了解其产品以及是什么能够为用户带来如此积极体验的原因。Mentimeter不仅获得了证明其产品引起了更高的参与度、注意力、认知负荷，同时降低了无聊度的实证数据，它还提供了有关其特殊功能中哪些最能吸引用户的可行见解。可在https://www.mentimeter.com/campaigns/the-mentimeter-effect?找到关于研究发现的Mentimeter撰写报告。
像Mentimeter效应这样的研究仅代表了远程、简化和个性化EEG实验的一小部分可以应用的可能性。从评估消费者偏好到调查心理健康，Emotiv研究套件是开展可扩展EEG研究的理想平台。通过与我们的研究团队合作，个人、公司和机构可以利用神经科学的力量去深入了解人类。这种解决方案代表了对现代神经科学的理想回答，其免受公共卫生危机的干扰，抵御预算缩减的压力，并广泛容纳了全球社区的参与。
当您想到神经科学研究时，很可能会联想到身穿白大褂的科学家在大学或医院里操作庞大、昂贵的医疗机器的画面。当然，某些神经科学方法，例如正电子发射断层扫描（PET）、功能性磁共振成像（fMRI）和脑磁图（MEG），确实需要这些庞大、复杂的系统，并且伴随着同样高昂的价格。然而，脑电图（EEG）系统通常体积更小、价格更便宜。这项技术已经从纸质记录和大型计算机演变为无线、移动、易于设置且相对便宜的系统。除了占地面积更小和资金投入更少之外，EEG还因其极高的时空分辨率而成为解码大脑活动的主要工具。虽然PET和fMRI是在数秒内测量大脑活动的变化，但EEG能够检测到毫秒内发生的活动变化，使其能够索引在其他情况下可能无法被检测到的过程。
EEG测量什么？
当您的神经元放电时，它们会释放微量的电能。当许多神经元在同一区域同时放电时，例如当您思考某件事时，产生电场在颅骨外就可以被检测到。EEG系统利用这一现象，只需使用放置在头皮上的传感器阵列来测量电压随时间的变化。您可以把这些传感器想象成微小的麦克风，测量来自大脑的电声音。然后，我们可以将这些信号转换为数字形式，收集在电脑上，并对其进行处理和分析，以推导有意义的模式。
为什么EEG很重要？
通常，我们无法简单地通过询问人们或观察其行为来测量事物。即使我们可以询问他们，人们也无法准确报告。EEG为我们开启了一扇了解大脑的窗口；这扇窗口不受偏见、态度或信念的影响。例如，如果您问某人是否感到放松，即使他们不放松，他们也倾向于回答是，因为人们通常不喜欢承认自己很焦虑。
通过观察他们的EEG，研究人员可能能够确定，与他们的断言相反，该人实际上正在经历高度觉醒，这表明处于非放松状态。在实验室中，EEG通常用于测量低级认知过程，例如听觉或视觉感知，这可以帮助研究人员更好地理解这些过程或了解疾病如何影响大脑。此类技术对于理解无法报告或可能被误报的现象至关重要。
为什么我们要进行实验室外的EEG研究？
EEG技术是理解大脑过程的一种极好的技术。许多基于实验室的EEG研究都旨在研究低级功能，例如感知和认知。实验室是进行该项研究的理想环境，因为它们是高度受控的场所，研究人员可以在其中解释并消除外部变量。然而，我们的一生并不是在实验室里度过的。我们是行走的、说话的、互动的生物，过着以丰富多样体验为特征的动态生活。这一事实使得将实验室研究推广到未受控环境中变得困难。通过将技术带出实验室，我们可以在更接近我们实际生活方式的真实环境中研究人们及其大脑活动。
在不很久以前，在实验室外进行EEG实验是不可想象的。这些系统体积庞大，需要连接到放大器、电源和数据传输单元。此外，设置这些系统耗时且通常会让参与者感到不适。技术的重大进步意味着可以将系统构建得更小、成本更低且无线。通过这种便携性的增加和价格的下降，高性价比且易于使用的EEG系统出现了显着的普及。Emotiv在这领域一直是十多年的领导者，将首个商用的EEG系统推向市场。在此期间，Emotiv已经发布了六种不同的系统，范围从双通道耳机到32通道研究帽。
这些商业系统的开发带来了另一个影响：显着提高了神经科学方法的可及性。神经科学不再仅局限于学术界或临床医生。现在，所有人都有能力购买这些系统在家中使用。在不同的人口统计中，这样做的动机各不相同，包括娱乐主义者、爱好者和公民科学家。此外，商业企业也迅速注意到利用这些系统在其行业中进行部署的能力，而无需设立专门的内部神经科学部门。
EEG在现实世界中的应用有哪些？
实验室外的EEG应用非常多且多样。作为一种临床工具，EEG可用于长期监测人们的认知功能，而无需他们视察医疗机构。例如，研究支持EEG作为痴呆症的生物标志物（Chatzikonstantinou等，2021年）。此外，它甚至可用于预测从轻度认知障碍到痴呆症的转变（Engedal等，2020年）。持续的居家EEG在这些主要由老年人组成的人群中将特别有帮助，因为对于他们来说，定期前往研究机构可能不切实际。
在野外应用EEG的另一个热门例子是最近在体育运动中备受关注的脑外伤。在足球等高冲击力运动中，脑震荡是一种常见的伤害。脑震荡令人担忧，因为它们通常逃过临床检测，并且可能对个人的认知功能产生有害的影响。证据支持使用EEG辅助脑震荡的诊断并在受伤后支持临床管理（Corbin-Berrigan等，2020年）。当然，在赛场旁配备便携式EEG将是协助团队就其球员福祉做出明智决定的强大工具。
商业企业也可以从现实世界的EEG中获益匪浅。神经营销学是一个宽泛的词，但通常与通过测量神经或其他生理信号来深入了解消费者偏好和预测行为相关联。利用EEG调查消费者欲望的价值在于该方法能够索引客观反应。有时人们报告的并不实际上是他们的真实感受，因为人们受到各种偏见的影响。他们也可能强烈希望讨好他人或避免尴尬。甚至问题的措辞方式也可能影响一个人对产品的看法。EEG使研究人员能够规避这些特征，并提供有关个人处理信息方式的未过滤的一瞥。通过利用这些数据流，公司可以增强或取代传统的营销工具。
进行现实世界EEG有哪些障碍？
低成本可能是进行现实世界EEG实验的最大障碍。虽然EEG系统比其他脑成像工具便宜，但其仍然可能体积大且昂贵。要理解海量数据，需要处理和分析管道。数据集还必须以安全的方式存储。这使得内部神经科学对许多较小的公司来说遥不及及。
在考虑人类研究的关键缺点之一——代表性抽样问题时，进行现实世界EEG的成本会进一步复杂化。许多研究都受到参与者招募现实的限制，这些招募通常默认为便利招募（例如大学生）。这导致许多研究受到“WEIRD”（奇特）问题的困扰，其中大多数参与者都是来自工业化地区、富有、受过良好教育的白人，并生活在民主国家。仅仅将EEG移出实验室并不能解决这个问题，招募由不同文化、教育水平、兴趣和经验背景的人组成的样本所带来的负担在资金和物流上可能令人望而却步。
我如何大规模进行现实世界的EEG？
鉴于进行现实世界EEG的成本，许多人会认为神经科学研究仍将是资金雄厚的学术机构和公司的专属领域。然而，除了利用便携式、低成本的EEG系统彻底改变这一领域外，Emotiv还推出了EmotivPRO Builder和EmotivLABS平台，使公司能够设计和进行大规模的神经科学实验。EmotivPRO Builder是一个直观的图形界面，使用户对实验拥有完全控制权，并协助所有能力的用户设计EEG研究。精通技术的用户还可以导入使用Python语言编写的PsychoPy实验。
在构建实验后，用户可以在EmotivLABS上进行部署。这不仅仅是一个展示平台，还可以通过其仪表板简化参与者的招募，并使研究人员能够接触到广泛的Emotiv贡献者库。参与者的付款也可以通过平台进行处理。Emotiv贡献者群目前来自84个国家。近一半是双语者，并包括拥有广泛教育背景的人。
对于那些不确定如何最佳地利用神经科学力量的公司，可以聘请Emotiv研究即服务（Research as a Service）团队进行咨询。研究团队将确定关键问题、设计实验、招募参与者、收集、处理并分析数据，并针对研究结果生成量身定制的报告。在这个过程的每一步都将非常欢迎您的加入。您与Emotiv研究团队的合作伙伴关系代表着真正端到端的神经科学革命参与解决方案。
为了说明具体的用例，我们在下面展示一个最近合作伙伴关系的案例研究。
Mentimeter效应：使用EmotivLABS进行现实世界EEG的案例研究
Mentimeter是一个多媒体演示软件平台。大多数人都熟悉Microsoft PowerPoint。无数的时间都致力于发表PowerPoint演示文稿，而在这些演示演稿中听众扮演着被动的角色。Mentimeter还允许用户使用文本、图像、音频和视频传达信息，但稍有不同。Mentimeter的独特之处在于其支持现场交互式观众参与的功能。除了典型的幻灯片之外，演讲者还可以加入观众可以使用其个人设备进行互动的事件。例如，观众可以投票决定他们在演示文稿中想关注哪些内容。或者，他们也可以对特定主题发表自己的看法，或者回答有关他们刚刚观看的内容的测验问题。通过这种方式，Mentimeter允许比PowerPoint更具动态、生动的演示。
Mentimeter知道他们拥有一个特殊的产品，而且人们可能会觉得它更吸引人。然而，他们不想仅仅依靠其用户的自我报告。他们想要一些客观、细致的数据，以此来展示究竟是什么让Mentimeter与众不同。他们联系了Emotiv来开展一个研究项目以寻找答案。结合我们的研究团队，我们确定了核心问题，这些问题正好体现了Mentimeter独特魅力的核心所在。
关键问题：
与传统的PowerPoint演示相比，在Mentimeter上进行演示要吸引人多大程度？
Mentimeter的哪些特殊功能最能吸引观众的注意力？
在演示过程中，注意力是如何受到影响的？它会像在冗长的PowerPoint演示文稿中所预期那样减弱吗？
参与度和注意力之间有什么关系？当人们参与时，他们会付出更多注意力吗？
讲座和演示通常是为了学习新信息并保留它。Mentimeter能帮助我们更好地学习吗？
为了回答这些问题，Emotiv研究团队设计了一个定制的实验。通常，这种类型的研究是通过将人们聚集在一个房间中，并在参与者观看传统演示与Mentimeter演示的同时，将EEG数据收集到本地计算机来进行。由于几个原因，从单个地区招募参与者并将其聚集在有限的空间中并不是首选。
首先是简单的物流。为了来到我们的位置，参与者被要求旅行，这可能会限制志愿者的人数。同样，从单个地区招募参与者可能会产生不具代性的样本。第二个问题是公共卫生。在疫情爆发期间，由于设置这些系统所需的人际密切接触，EEG研究受到了严格限制。通过组织一项利用Emotiv用户群并将其部署在EmotivLABS平台上的远程研究，我们能够规避这些问题。这使我们能够进行一项安全的研究，捕获全球各地的用户数据，并利用Emotiv复杂的机器学习算法实时评估观众的参与度、注意力、兴趣和认知压力。
该项研究
为了评估Mentimeter效应，我们设计了一个实验，其中人们观看了两个演示；一个是使用Mentimeter进行的，另一个是使用PowerPoint进行的。当他们观看演示时，我们远程收集了EEG数据，并评估了他们在参与度、注意力、兴趣和认知压力领域的大脑活动。我们还收集了人口统计学数据和自我报告调查数据。
参与者
本研究通过电子邮件通信和在线表格在线从Emotiv客户群中招募了二十八位参与者。这个样本量低于我们的预期。然而，我们处于严格的项目进度表中，因此值得注意的是，我们能够在短时间内招募到这个人数，这反映了使用EmotivLABS招募参与者的效率。在获得同意的情况下，收集了人口统计数据，以便Mentimeter了解这些效应将如何影响各种人群。
招募了来自15个以上不同国家的参与者，年龄在21岁至64岁之间。在线全球招募使我们能够捕捉各种各样的教育水平、职业、音乐能力以及在相关主题中的专业知识。有关参与者特征，请参见图1-3。
图1。参与者人口统计数据。
图2。参与者受教育程度和音乐能力。
图3。自我报告的主题知识评级。
方法
通过电子邮件向Emotiv客户群中任何可能对参与在线研究感兴趣的人发送了招募调查。使用视频会议软件，我们从迎新会开始，在其中我们向参与者解释了实验将如何进行的基础知识。所有参与者在通话前设置好他们的Emotiv EPOC、EPOC+或EPOCX（https://www.emotiv.com/epoc-x/），在Emotiv的研究总监进行快速的数据质量检查后，EmotivLABS软件在整个记录过程中自动跟踪他们的信号质量。
整个实验都是使用Emotiv网络平台实验构建器（https://www.emotiv.com/emotivpro/build/）构建的。EmotivLABS平台引导参与者通过基线（静坐并睁眼和闭眼），几个问卷调查以确定当天是否有任何可能影响EEG的因素，然后提示他们开始第一场演示。Mentimeter代表Oscar就2个主题之一进行了网络研讨会演示。一个演示使用Mentimeter进行，另一个使用PowerPoint进行。演示内容也不同；一个是“谐音系列”，另一个是“音乐中的人工智能”。我们对这些演示条件进行了平衡，以确保任何效应都不归因于内容，而是归因于所使用的软件（参见图4）。
图4。每个组的平衡条件。
在第二场演示之后，参与者完成了问卷调查，然后我们收集了最后一节的基线EEG。有关实验方案的概述，请参见图5。
图5。实验概述。
Emotiv性能指标
Emotiv性能指标（PM）是认知和情感状态的神经生理测量指标。它们是专有的机器学习算法，可以提供汇总的脑电图（EEG）测量指标的实时值；在大脑中放电的神经元的变异脑电波振幅、空间分布、功率和频率。
来自受控心理学实验和现实生活设置中的数百名个人的EEG数据已被收集用于构建这些算法。由于每个人的大脑活动“范围”都不同，因此针对个别用户对每个性能指标进行了调整和量身定做（请参见图6，了解本研究中使用的PM的概述）。
图6。Emotiv 性能指标概述
发现
Mentimeter与PowerPoint：整体PM模式
我们首先检查了每个演示在群体层面上的大脑活动。图7显示了Mentimeter演示和PowerPoint演示的每个PM平均值。与PowerPoint相比，个人展现出统计学上显着较低的无聊程度，以及更高的参与度、注意力和认知负荷。在兴趣程度上没有统计学差异；然而在数值趋势上，人们对Mentimeter演示表现出更多的兴趣。
图7。按演示平台比较整个演示的平均PM。
然后，我们观察了个人对每次演示的反应。在图8中，“较宽”的形状表示该数值下的个人PM观察值较多，“较窄”的形状表示该数值下的PM观察值较少。这些模式表明，Mentimeter演示激发起比PowerPoint更同质的反应。换句话说，人们对Mentimeter的反应相似，但觉得PowerPoint更具争议性。
图8。按演示平台比较个人平均PM分布。
Mentimeter与PowerPoint：PM随时间变化
为了了解人们在演示过程中的反应，我们计算了每个平台（Mentimeter与PowerPoint）和每个内容（AI与谐音）在每张幻灯片上的平均群体PM值。图9显示了最值得注意的模式。
图9。幻灯片中PM的时间过程。
对于AI内容，在整个演示中无聊程度较低。我们在谐音内容中观察到一个有趣的无聊模式，其中无聊度在演示文稿的中期开始上升，然后开始下降。这表明，Mentimeter“事件”的独特、引人入胜的性质有助于缓解在演示过程中可能产生的越来越沉闷的无聊感。
我们观察到，在几乎整个演示中，两种内容类型的Mentimeter参与度都较高。在总共24张幻灯片中，只有两个实例中Mentimeter的参与度没有高于PowerPoint。
Mentimer效应：比较Mentimeter事件与PowerPoint幻灯片
虽然总体上我们发现人们对Mentimeter反应积极，但我们希望深入钻研并观察特定的Mentimeter事件与PowerPoint幻灯片的比较情况。Mentimeter事件是鼓励观众使用其移动设备与演示进行互动的实例。例如，参与者可能被问及关于某个主题的个人意见，或者被要求回答与演示内容相关的测验问题。图10显示了Mentimeter事件和PowerPoint幻灯片中观察到的平均PM。
图10。比较Mentimeter事件和PowerPoint幻灯片的PM值。
我们观察到，相对于PowerPoint幻灯片，Mentimeter事件导致更低的无聊程度以及更高的参与度、注意力、兴趣和认知负荷。最大的影响体现在无聊度和参与度上，分别降低了16%和增加了13%。
Mentimeter效应：不同的Mentimeter事件进行如何比较？
虽然Mentimeter事件通常引起观众的积极反应，但我们想知道某些事件是否比其他事件更好。Mentimeter演示包含三种类型的事件：意见事件——询问观众对特定主题的意见；测验事件——询问观众有关演示内容的问题；以及视频事件——参与者观看一段视频。图11显示了每种事件类型的PM值。我们还加入了PowerPoint幻灯片作为对比。
图11。每个Mentimeter事件类型的平均PM。加入PowerPoint幻灯片的平均PM进行比较。
与其他事件相比，意见事件表现出最一致的效应，引起最少的无聊感，并引发了最多的参与度、注意力、兴趣和认知负荷。有趣的是，视频事件往往引起最多的无聊度以及最少的参与度和注意力。
Mentimeter效应：深入观察参与度
尽管所有的PM都呈对Mentimeter演示持积极反应的趋势，但参与度似乎具有最一致的效应。为了更深入观察，我们索引了每位参与者展现最高参与度PM时的时间点。图12显示，在Mentimeter演示期间出现了更大数量的最大参与度值。此外，70%的参与者最大参与度得分出现在一个Mentimeter事件期间。
图12。最大参与度PM的分布。
Mentimeter效应：比较客观的和主观的测量指标
虽然EEG可以索引对刺激的客观反应，但通过自我报告得到增强的这些实例为效果提供了令人信服的证据。图13显示了在实验结束时提出的五个与参与度相关的自我报告参与度得分。
图13。参与者在1-5级李克特量表“完全没有”到“非常地”上报告的主观参与度评分。
所有问题的回答均支持来自大脑数据的结果。相对于PowerPoint演示，Mentimeter演示使参与者感到在演示中更投入、与演讲者的互动更充分、对内容更感兴趣、在演示中体验到了更多乐趣，并且感觉自己在演示期间学到了更多新奇的内容。
总结
在研究结束时，Emotiv研究团队向Mentimeter提交了一份有关调查结果的详细报告。这使Mentimeter能够更好地了解其产品以及是什么能够为用户带来如此积极体验的原因。Mentimeter不仅获得了证明其产品引起了更高的参与度、注意力、认知负荷，同时降低了无聊度的实证数据，它还提供了有关其特殊功能中哪些最能吸引用户的可行见解。可在https://www.mentimeter.com/campaigns/the-mentimeter-effect?找到关于研究发现的Mentimeter撰写报告。
像Mentimeter效应这样的研究仅代表了远程、简化和个性化EEG实验的一小部分可以应用的可能性。从评估消费者偏好到调查心理健康，Emotiv研究套件是开展可扩展EEG研究的理想平台。通过与我们的研究团队合作，个人、公司和机构可以利用神经科学的力量去深入了解人类。这种解决方案代表了对现代神经科学的理想回答，其免受公共卫生危机的干扰，抵御预算缩减的压力，并广泛容纳了全球社区的参与。
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