ردیابی امواج مغزی توسط پوشیدنی های هوشمند

به گزارش کلیک، بسیاری از فناوری‌های پوشیدنی نصب شونده روی بدن می‌توانند ضربان قلب، قدم‌ها، دمای بدن یا خواب شما را اندازه بگیرند اما نوع جدیدی از این فناور‌ی‌ها قصد دارند ورای اندازه‌گیری جسمانی بروند و ذهن را ردیابی کنند.
سازندگان این ابزار نصب شونده روی سر که به شکل هدستی با الکترود ارائه شده مدعی هستند که این ابزار می‌تواند تمرکز شما را افزایش دهد، استرس را کشف کند، و حتی این امکان را به شما بدهد که با مغزتان بازی‌های ویدیویی انجام دهید. این وسیله با پیداکردن فعالیت‌های الکتریکی مغز یا امواج مغزی توسط الکتروانسفالوگرافی EEG کار می‌کند.

اما این ابزارها واقعا کار می‌کنند؟
متخصصان مستقل می‌گویند که در حالت تئوری، ابزارهای نصب شونده روی سر قطعا می‌توانند آن‌چه را که آن‌ها ادعا می‌کنند انجام دهند. محققان در چندین دهه گذشته نشان داده‌اند که سیگنال‌ها به تمرکز، حافظه، توجه و حتی افکار در مورد جا به جا کردن قسمت‌های بدن مربوط هستند. اما این سئوال هم‌چنان باقی‌ است که برخی از این ابزارهای نصب شونده تجاری، چقدر خوب می‌توانند امواج مغزی در شرایط دنیای واقعی را که دقیقا به اندازه امواج در آزمایشگاه کنترل شده نیستند، شناسایی کنند.

امواج مغزی به خودی خود نسبتا ضعیف هستند و حتی پیشرفته‌ترین و گران‌ترین ابزارهای آزمایشگاهی هم در شناسایی آنها با مشکل مواجه می‌شوند، یا گاهی می‌توانند توسط این امواج به اشتباه بیفتند.
گروین شاک یک نورولوژیست در مرکز دپارتمان سلامت ودزوورث در نیویورک می‌گوید:" اگر ردیابی این امواج ریز در آزمایشگاه و با وسایل پیشرفته و گران‌قیمت دشوار است، این مسئله در محیط کنترل نشده به وضوح حتی با چالش‌های بزرگ‌تری مواجه‌است.
متخصصان صنعتی به محدودیت‌های ابزارهای نصب شونده روی سر اعتراف می‌کنند، اما می‌گویند قادر بوده‌اند نرم‌افزاری طراحی کنند که تا حدودی این کاستی‌ها را جبران کند.

شناسایی امواج مغزی

یکی از اولین فناوری‌های نصب شونده روی سر در سال ۲۰۰۹ توسط شرکتی به نام NeuroSky به بازار آمد. این وسیله یک هدست بود که می‌توانست در بازی‌ای به نام Mindflex ، از Mattel، که کاربران با نیروی ذهن‌شان توپی را به دور مسیر مانعی کوچک حرکت می‌دادند، استفاده شود. این شرکت می‌گفت که تمرکز افزایش یافته با یک فن مجهز شده به موتور توپ را در هوا بالاتر می‌برد و ریلکسیشن باعث پایین آمدن آن می‌شود.

NeuroSky هم‌چنین هدستی دیگری را به نام MindWave Mobile مسقیما به مصرف کنندگان عرضه می‌کند. این شرکت بیان می‌کند که این وسیله می تواند با شماری از اپلیکیشن‌هایی که ادعا می‌شود سیگنال‌های را مهار می‌کند تا کاربران بازی کنند، استرس‌شان را کاهش دهند توجه‌شان را افزایش دهند و حتی در یادگیری‌شان یاری بگیرند، استفاده شوند.

نوع دیگری از ابزارهای نصب شونده روی سر به نام Muse متعلق به شرکت InteraXon ادعا می‌شود که امواج مغزی را برای کمک به مردم در مراقبه کردن و دادن تفکرات بهتر برای این که ذهن‌شان چقدر فعال یا آرام است، اندازه می‌گیرد. سازندگان ابزار دیگری به نام Melon که به تازگی به بازار آمده‌ است می‌گویند که این وسیله می‌تواند تمرکز شما را افزایش دهد.

شاک بیان کرد که به شکل قطعی ممکن است که این ابزارهای تجاری امواج مغزی مردم را در شرایط مشخصی اندازه بگیرند اما مشکل اینجاست که همه ابزارهای امواجی را نیز از منابعی دیگر مانند حرکت ماهیچه‌ها یا سایر وسایل الکتریکی که مانند EEG به نظر می‌رسند، برمی‌دارند.
جیمی پیندا، استاد علوم شناختی دانشگاه کالیفرنیا در سن دیه‌گو بیان کرد در آزمایشگاه دانشمندان می‌توانند این پارازیت‌ها را با ساکن نگه داشتن اشیا در یک محیط کنترل شده و با به کار بردن چسب های رسانا به الکترودها به اصطلاح الکترودهای خیس کاهش دهند تا قدرت سیگنال‌هایی که از مغز می‌آیند را تقویت کنند، کاری که با ابزارهای تجاری قابل انجام نیست.

اما ابزارهای تجاری از الکترودهای خشک استفاده می‌کنند، که گرچه در سال‌های اخیر پیشرفت کرده‌اند، و پیشرفته‌ترین نوع آنها اکنون به خوبی الکترودهای خیس است، هنوز مشکل فیلتر کردن پارازیت‌ها وجود دارد.

فیلتر کردن پارازیت‌ها

استفاده از تعداد زیادی از الکترود برای تمایز بین امواج مغزی و سایر پارازیت‌های الکتریکی کمک کننده‌ است. در مطالعات آزمایشگاهی، دانشمندانی که فعالیت مغز را بررسی می‌کنند، الکترودها را در همه جای سر قرار دادند، به طوری که هر شخص بر پوست سرش بین ۲۰ تا ۲۰۰ الکترود داشته باشد. از سوی دیگر، ابزارهای تجاری نصب شونده روی سر، به طور معمول بین ۱ تا ۵ الکترود دارند. این موضوع می‌تواند یک مسئله باشد، چون هرچه الکترودهای بیشتری استفاده شود به کار بردن الگوریتم‌ها برای فیلتر کردن پارازیت‌ها یا امواج مصنوعی آسان‌تر است.

او هم‌چنین گفت اگر ۳۰ الکترود داشته باشید خیلی آسان‌تر است که بدانید آیا یک سیگنال، سیگنال حقیقی مغز است یا سیگنالی که از منابع دیگر ناشی می‌شود. با داشتن ۱ یا ۲ الکترود غیرممکن یا غیر محتمل است بتوانید بین سیگنال‌هایی مانند حرکت ماهیچه‌ها یا فعالیت ذهن تمایز قائل شوید.
هدست MindWave Mobile شرکت NeuroSky یک الکترود دارد که روی پیشانی کاربر قرار می‌گیرد. پیندا گفت به این موضوع مشکوک بود به دلیل این که اغلب فعالیت‌های ماهیچه‌ای زیادی وجود دارد که از پیشانی گزینش می‌شود. او بیان کرد:«بیشتر امواجی که گزینش خواهید کرد مصنوعی است، مگر این که کاملا بی‌‌حرکت بنشینید.» هدبند دو الکترود دارد اما شرکت آن اظهار می کند که این هدبند از یک "ترکیب الکترودی" استفاده می‌کند که پارازیت‌ها را کاهش می‌دهد. هدبند Muse چهار الکترود دارد.

شاک موافق بود که با توجه به محدودیت‌های ابزارهای تجاری نصب شونده روی سر، بیشتر سیگنال‌هایی که شناسایی می‌کنند از منابع دیگر خواهد بود.
یک شرکت تولید کننده ابزارهای تجاری نصب شونده روی سر به نام که برخی از محصولات خود را به محققان عرضه می‌کند، محصولی تجاری با ۱۴ الکترود دارد. در بررسی‌ که محققان اسپانیایی در سال ۲۰۱۶ انجام دادند مشخص شد که این وسیله ۱۴ الکترودی می‌توانست تغییرات مغز را وقتی به مردم تصاویری نشان می‌دادند تا احساسات مثبت آنها را بیرون بکشند، اندازه بگیرد. این تغییرات با آن‌چه بر اساس تحقیقات قبلی انتظار می‌رفت، منطبق بودند.

به‌دست آوردن بیشتر با کمتر
گرایم موفت سرپرست امور علمی وتنظیمی درMuse ، پذیرفت که الکترودهای بیشتر برای تفسیر داده‌های EEG بهتر است.
موفت با اشاره به الکترودها بیان کرد:«با کانال‌های بیشتر سیگنال‌های بهتری می‌گیرید. اگر بتوانید کسی را قانع کنید که سرپوشی با ۶۴ کانال را بر سرش بگذارد، نسبت به زمانی که سیستمی با ۴ کانال دارید، بهتر قادر خواهید بود فعالیت مغز را تجزیه و تحلیل کنید.»
اما داشتن ۶۴ کانال EEG برای یک سیستم قابل حمل کاربردی نیست. به دلیل این که دشوار است که همه داده‌ها را به شکل وایرلس مخابره کند و احتمالا برای کاربران دشوار است که چنین وسیله‌ای را بر سر بگذارند.
موفت گفت:«هرچه الکترودهای بیشتری را در یک سیستم قابل حمل بگنجانید، موفق‌ترید. اما این یک امر از مد افتاده‌است به دلیل این که در بازار محدود می‌شوید.»

یکی از راه‌هایی که EEG های تجاری می‌توانند نقص داشتن الکترودهای کمتر را جبران کنند، بررسی داده‌ها از هزاران کاربران است. شما داده‌های بی‌شماری را از کاربران بی‌شماری جمع‌آوری می‌کنید و می‌توانید در مشخص کردن سیگنال‌ها و پارازیت‌ها و هم‌چنین تمایز قایل شدن بین این دو، خوب عمل کنید. این کار می‌تواند به شرکت‌ها در بهبود بخشیدن به الگوریتم‌هایشان کمک کند تا با کمتر، بیشتر به دست‌آورند.»
او هم‌چنین بیان کرد:«شرکت‌کنندگان در برنامه تحقیقاتی داوطلبانه EEG سبک‌های متعددی از حجم داده‌های بیشتری را در طول یک ماه، نسبت به زمانی که یک آزمایشگاه نوعی EEG در طول یک دهه می‌توانست جمع‌آوری کند فراهم کردند.»

اما با وجود این الگوریتم‌های تسریع شده، یک سیستم وایرلس EEG قابل حمل هنوز نمی‌تواند کارهایی را که یک سیستم EEG با سیم در آزمایشگاه می‌تواند انجام دهد را، انجام دهد. بنابر این شرکت‌ها باید مراقب باشند که بیش از حد وعده ندهند یا ادعا کنند که در تکنولوژی پیش‌رو هستند.
InteraXon هم‌اکنون با توسعه‌دهنده اپلیکیشنی کار می‌کند که به آنها در فهم بهتر داده‌های جمع‌آوری شده از سیستم‌های و محدودیت‌های این تکنولوژی کمک می‌‌کند.
این شرکت می‌خواهد نه تنها توسعه‌دهندگان ما، بلکه جامعه را درباره تفکر راجع به این که این هدست‌ها چه کارهایی را می‌توانند و چه کارهایی را نمی‌توانند، تشویق کند تا تجربه استفاده از آن‌ها برای کاربران ناامید‌کننده نباشد.

منبع:livescience