认知神经科学中的复制危机

针对认知神经科学中的复制危机，以提升统计显著性。

在认知神经科学和社会行为研究中，脑电图（EEG）研究方法旨在通过研究与不同活动或外部环境相关的脑活动本质来理解人类思维。如今随着无线、便携的EEG耳机的出现，EEG研究的一个重要区别是能够在现实世界中观察长期的脑活动和社会行为，而不是仅限于实验室。

什么是复制危机?

复制危机是指研究人员无法复制或再现其他研究人员实验结果的情况。因此，他们的发现无法从样本组扩展到总体。

不幸的是，小样本量是当前神经科学工作中核心的挑战所在。小样本量会影响统计显著性，增加得出有意义结论的困难，并加剧日益严重的复制危机。

由于复制是科学过程中的一个关键步骤，解决这一复制危机至关重要。如果不解决，无法再现的实证结果会削弱相关理论的可信度，因此，所有因该过程而产生的疗法、治疗或法律也会受到影响。

这篇文章概述了复制危机及其对神经科学家利用收集到的数据理解现实世界潜力的影响。然后，我们将介绍21世纪的技术如AI介导的众包研究，如何为解决复制危机提供帮助。

在神经科学研究中，重现性的意义

现代经验研究涉及数据的获取和分析。因此，对其重现性的考虑可以归结为两个问题：

1. 重现性：您的实验是否具备数据解释所需的分析验证和认证？

2. 复制：您的实验是否具备重复以获取新独立数据的能力？

不幸的是，在神经科学研究中，任何一个问题的答案都是‘否’。

2016年，自然杂志对1576名研究人员进行了调查，发现超过70%的研究人员尝试并未能复制其他科学家的实验。此外，超过一半的人未能复制自己的实验。尽管他们遭遇失败，只有52%的研究人员认为存在危机，而31%认为结果可能是错误的。

无法复制研究结果通常是由于实验条件的独特性，无法通过统计方法进行补偿或检测。从当天的天气、进行实验的个别实验室技术人员，以及开发用于评估实验结果的分析或统计工具，都可能具有独特因素，复杂化复制。

此外，由于神经科学研究所需的资源和专业知识有限，其实验往往样本不足，并且已经具备WEIRD（西方、受过教育、工业化、富裕和民主）有限人群样本。

为什么研究中的复制重要?

后勤约束，如招募问题、局限于实验室和小样本量，导致研究人员依赖传统研究实践和模式。因此，研究真实世界社会行为和个人信息的研究人员无法以多样或创造性的方式进行实验。这些约束影响了神经科学研究人员将其发现转化为现实应用的能力，例如疗法、治疗甚至法律。这些问题、样本组限制以及在现实情境中测试的能力有限正处于复制危机的核心。

在实验室中无法复制实验结果使得以高统计能力得出结论变得困难。当对实验结果得出的推论存在怀疑时，会削弱整个系统的信心。这种怀疑也可能对负责支持将产生广泛、现实影响的研究的资助机构产生负面影响。

改善重现性通常源于明确研究方法。当研究人员在使用更大样本群体的实验中实现数据收集、质量控制和分析程序的严格标准化时，复制结果将得到改善。

在过去十年中，众包软件和硬件的技术创新使研究人员能够提供这些处理复制危机、统计能力问题和重现性危机的核心标准化元素。

众包研究实践

通过众包研究走向全球以获得更多受试者

众包技术在过去二十年中迅速发展。这是一种允许研究者通过全球连接网络从个人收集更多数据的方法。例如，考虑到计算机速度识别方面的进展。在几十年内，这项研究基本上处于停滞状态，直到谷歌、亚马逊和苹果等公司收集了数十万互联网用户的累积输入。凭借如此庞大的数据集，他们能够精炼语音识别软件，使其成为今天谷歌、Alexa和Siri服务中常用的软件。

然而，与大多数技术创新一样，众包已被适应于多种商业和科学研究实践。Zooniverse、Folding@Home和Seek by iNaturalists是最常见的三个众包平台。

Zooniverse是最大的众包研究平台，注册用户达到两百万。人类在识别模式方面具备独特的适应性，而计算机在这方面则显得困难。公众可以帮助研究人员识别和分类从星系形状到动物类型的各种事项。Zooniverse社区为许多发现做出了贡献，任何人都可以上传其数据到开放项目中。

其他流行的众包平台包括Folding@Home和Seek by iNaturalist。Folding@Home在屏保活动时借用计算能力，计算由DNA代码翻译的蛋白质的形状和相互作用可能性。iNaturalists的Seek是一个移动应用程序，通过相机识别任意植物或动物的属和种。

在数据收集方面，Seek平均每天上传近200,000幅图像。一旦上传，超过两百万名科学家和公民科学家会与数据互动，担任数据质量分析师，建议并确认身份准确性。

众包与神经科学天生是合作关系

众包研究是提升实验实用意义的一种方式。它汇集对研究感兴趣并希望帮助研究人员产生影响的个体。通过众包，这些研究实践的统计能力提高。当存在统计显著差异时，研究人员更有可能发现这一差异，因为样本量大，足以保证足够的统计能力。

近期在众包技术与高质量、便携的研究级EEG耳机和设备方面的进展为解决复制危机带来了希望。从成千上万的多元和分散个体收集研究级数据似乎确实为研究实践提供了更强大的统计能力。为了解决最棘手的创新和研究问题，众包正成为首选合作伙伴。

虽然关于复制危机的讨论仍在继续，EMOTIV却将这个问题重新构架为一个机会——一个值得尝试解决的挑战——并在此方面取得了显著进展。为了应对认知神经科学中的复制危机，EMOTIV开发了名为EmotivLABS的可扩展分布式神经科学研究平台。

通过EmotivLABS走在复制危机的前面

通过合作我们可以加速研究。

EmotivLABS是EMOTIV的可扩展分布式研究平台。来自全球的参与者可以使用自己的EMOTIV EEG耳机参与神经科学研究，并为其贡献获得报酬。

该平台的一个重要特性是其复杂的质量保证流程，确保研究人员从参与者那里获取到高质量的研究级数据。用户必须完成认证过程：证明他们了解自己的耳机的工作原理，并能够获取高质量的EEG数据。一旦获得认证，用户可以参与平台上的神经科学研究实验，并在某些情况下甚至获得补偿。

除了原始EEG外，研究人员还可以访问带宽数据和一套包括注意力、挫折、兴趣、放松、投入、兴奋和认知压力等的情感和认知检测算法。

研究实验可以使用EMOTIV的实验构建器构建，然后部署到EmotivLABS。连接并从全球认证参与者的面板中招募，收集高质量EEG数据，全部在一个平台上完成。

EMOTIV的EEG耳机与EmotivLABS结合，解决了复制危机的三大问题：招募后勤、统计显著性以及接触更加多样和包容的人口。

最终，随着认可神经科学工具和方法论的学科和商业市场数量的增加，EMOTIV的低成本、研究级耳机正在被广泛应用于神经科学研究、健康和福利、汽车、神经市场营销、消费研究、教育和娱乐等领域。

最终，这种规模的神经技术创新使我们能够更深入理解我们的情感和智力生活。以往因为传统实验设计和研究实践无法接触的知识现在变得触手可及。应用这些洞察将使我们能够更有控制地自觉调整个人与职业生活，以最大化表现并丰富我们与他人的天赋能力。

了解更多关于如何提升您的研究的信息。

了解更多关于EMOTIV的信息

EMOTIV成立于2011年，是一家位于旧金山的生物信息学公司，致力于通过定制的脑电图（EEG）硬件、分析和可视化来推动人类大脑的理解。

开放科学的核心是合作。EMOTIV的研究平台和员工旨在促进科学诚信和实验严谨性。EMOTIV可扩展的研究平台EmotivLABs将全球的认知神经科学家与研究参与者和研究者的全球人口联系起来。认识到神经科学研究的加法线性，我们帮助研究人员提供广泛、多维和丰富的数据集，使您可以从广泛的样本中得出有意义的结论。

EMOTIV耳机

EMOTIV Insight

EMOTIV为宽广的用户社区提供服务，从专业人士到希望了解自己大脑的个体。EMOTIV Insight是一款5通道EEG耳机，旨在用于脑机接口（BCI）。Insight结合了时尚的易于设置设计和革命性的传感器技术。

EMOTIV EPOC X和EPOC Flex

EMOTIV EPOC X是一款14通道EEG耳机，EPOC Flex是一款32通道EEG系统。旨在适应各类设置的神经科学研究，EPOC耳机采用无线技术并配有改进的传感器技术。这两款耳机均经过独立研究小组的验证，已被证明能够提供高质量的研究级数据。

有关EMOTIV的EEG耳机技术能力的完整比较，请访问EMOTIV网站。

EMOTIV技术

EMOTIV设计了一系列工具，以支持神经科学研究的每一步。
EmotivPRO软件允许用户处理、分析和可视化实验结果。研究人员还可以在专业水平上设计实验，任何符合实验设计的参与者均可参与使用EMOTIV耳机的实验。

还提供EMOTIV的软件开发工具包（SDK），以便进行自定义应用、交互或实验设计，仅使用耳机和智能手机即可进行。

随着认可神经科学工具和方法的学科和商业市场数量的增加，EMOTIV的低成本、易用EEG耳机正被用于：

• 神经科学研究

• 健康与福利

• 汽车工业

• 神经市场营销

• 消费者研究

• 教育

• 娱乐领域