Geist-Tracking-Geräte: Funktionieren "Gehirn-Wearables" wirklich?

Viele tragbare Geräte können Ihre Herzfrequenz, Stufen, Körpertemperatur oder Schlaf verfolgen, sondern eine neue Klasse von Wearables Verfolgung der physisches Verfolgung des Verstands hinausgehen soll.

Die Macher dieser "Wearables brain" – die kommen in Form von Headsets mit Elektroden – behaupten, die Geräte können Ihren Fokus verbessern, Stress zu erkennen und auch lassen Sie Videospiele mit Ihrem Gehirn zu spielen. Die Geräte arbeiten durch den Nachweis der elektrischen Hirnaktivität oder Gehirnwellen, die mit der Elektroenzephalographie (EEG).

Aber funktionieren sie wirklich?

Unabhängige Experten sagen, dass in der Theorie, in der Tat Gehirn Wearables tun konnte was sie behaupten. Forschung in den letzten Jahrzehnten hat gezeigt, dass die EEG-Signale, Konzentration, Gedächtnis, Aufmerksamkeit und sogar Gedanken über das Verschieben von verschiedener Teilen des Körpers verbunden sind. Aber Fragen bleiben über wie gut einige kommerzielle Gehirn Wearables Gehirnwellen in "realen Welt" Umstände erkennen können die sind nicht so genau kontrolliert wie in einem Labor.

Signale des Gehirns selbst sind eher schwach, und sogar die fortschrittliche und teure Labor Werkzeuge können Probleme erkennen sie haben, oder von Zeit zu Zeit täuschen.

"Wenn es schwierig ist, um diese winzigen Signale im Labor mit qualitativ hochwertige und teure Ausrüstung zu erkennen... klar dieses Problem wird noch größere Herausforderungen" in einer unkontrollierten Umgebung sagte Gerwin Schalk, Neurowissenschaftler an der New York State Department of Health der Wadsworth Center.

Experten aus der Industrie bestätigen die Grenzen der kommerziellen Gehirn Wearables, aber sie sagen, dass sie in der Lage schon, Software zu entwerfen, die teilweise für diese Mängel entschädigt. [Bionischen Menschen: Top 10 Technologien]

Erkennung von Gehirnwellen

Eines der ersten kommerziellen Gehirn Wearables erschien im Jahr 2009 von einer Firma namens NeuroSky. Das Gerät wurde ein EEG-Kopfhörer, die verwendet werden, um ein Spiel namens Mindflex, von Mattel, in denen Benutzer verschieben einen Ball um ein kleines Hindernis-Parcours mit ihren "Brain Power". Erhöhter Konzentration wirft den Ball in der Luft, über ein motorisiertes Fan und Entspannung senkt den Ball, wie das Unternehmen mitteilt.

NeuroSky vermarktet nun auch ein weiteres EEG-Kopfhörer, genannt MindWave Mobile, direkt an den Verbraucher. Das Unternehmen sagt, dass das Gerät mit einer Reihe von Anwendungen verwendet werden kann, die behaupten, EEG-Signale, damit die Benutzer spielen, Stress zu reduzieren, erhöhen die Aufmerksamkeit und sogar helfen, mit dem Lernen zu nutzen.

Ein anderes Gehirn tragbarer, genannt Muse von InteraXon, behauptet, Gehirnwellen um Menschen meditieren zu messen, indem Sie ihnen eine bessere Vorstellung davon wie "aktiv" oder "ruhig" ihre Meinung ist. Und die Macher von einem kürzlich veröffentlichten Gehirn tragbare Melone genannt sagen, dass das Gerät Ihren Fokus verbessern kann.

Schalk, sagte, es ist durchaus möglich, dass solche kommerziellen Gehirn Wearables Gehirnwellen der Menschen, unter bestimmten Umständen messen. Aber das Problem ist, dass alle EEG-Geräte holen auch Signale aus anderen Quellen, wie Muskelbewegungen oder andere elektrische Geräte, die EEG-Signale aussehen können.

In Laboratorien, können Wissenschaftler dieses "Geräusch" reduzieren, indem er Themen, die immer noch in einer kontrollierten Umgebung zu sitzen und durch die Anwendung einer Leitpaste auf die Elektroden – so genannte "nasse Elektroden" – zur Verbesserung der Signalstärke kommen aus dem Gehirn, die mit kommerziellen Wearables nicht erfolgen kann.

Aber kommerzielle Gehirn Wearables "trockene Elektroden." Obwohl diese haben in den letzten Jahren verbessert, und die am weitesten fortgeschrittene Typen jetzt so gut wie nass Elektroden sind, gibt es noch das Problem der Herausfiltern von all dem Lärm, sagte Jaime Pineda, Professor für Kognitionswissenschaften an der University of California, San Diego.

Filtern von Lärm

Um Signale des Gehirns und anderen elektrischen "Rauschen" zu unterscheiden, hilft es, eine Menge von Elektroden verwenden. In Laborstudien setzen Forscher, die Aktivität des Gehirns zu studieren Elektroden über den Kopf, so dass eine Person überall von 20 bis 200 Elektroden auf seine oder ihre Kopfhaut haben könnte. Kommerzielle Gehirn Wearables, haben auf der anderen Seite, in der Regel nur ein bis fünf Elektroden. Die möglicherweise ein Problem, weil die mehr Elektroden sind, desto einfacher ist es, Algorithmen, um das Rauschen oder "Artefakte" herauszufiltern anwenden Pineda sagte.

"Wenn Sie 30 Elektroden haben, es ist viel leichter zu wissen," ob ein Signal eine wahre Gehirn-Signal oder ein Signal aus einer anderen Quelle, Pineda, sagte. Mit nur ein oder zwei Elektroden wäre es "unmöglich oder sehr unwahrscheinlich" Dinge wie Muskel-Bewegung und Aktivität des Gehirns, zu unterscheiden, sagte Pineda.

Die Kopfhörer NeuroSky MindWave Mobile hat eine Elektrode, die auf den Benutzer Stirn platziert ist. Pineda, sagte er skeptisch dieser Einrichtung war, da gibt es oft, dass ein Großteil der Muskelaktivität, die die Stirn aufgegriffen. "Es sei denn, Sie ganz still sitzen, die meisten von was Sie abholen Artefakt", sagte Pineda. Die Melone Stirnband hat zwei Elektroden, aber das Unternehmen sagt, dass es verwendet eine "Elektrode-Konfiguration", die Rauschen reduziert. Das Muse-Stirnband hat vier Elektroden.

Schalk einig, dass, aufgrund der Einschränkungen der kommerziellen Wearables, "die meisten was sie entdecken werden Signale aus anderen Quellen", sagte er.

Eine kommerzielle Gehirn tragbare Firma Emotiv, das einige seiner Produkte an Forscher vermarktet, hat eine kommerziellen Gerät mit 14 Elektroden. Ein 2015 Studie von Forschern in Spanien ergab, dass dieses 14-Elektroden-Gerät erkennen könnte, Veränderungen im Gehirn bei Menschen Bilder gezeigt wurden positive Emotionen auslösen soll, und diese Änderungen wurden im Einklang mit dem, was aus früheren Studien zu erwarten wäre.

Immer mehr mit weniger

Graeme Moffat, Direktor des wissenschaftlichen und behördlichen Angelegenheiten bei Muse, räumte ein, dass mehr Elektroden besser für EEG-Daten zu interpretieren sind.

"Du wirst immer ein besseres Signal mit mehreren Kanälen zu bekommen", sagte Moffat, unter Bezugnahme auf die Elektroden. "Wenn Sie jemanden auf eine 64-Kanal-Kappe überzeugen könnte, wäre Sie in der Lage,... Aktivität des Gehirns besser zu analysieren als mit einem vier-Kanal-System," sagte Moffat. [9 ungerade Möglichkeiten Ihren Tech-Geräten können Sie verletzen]

Aber mit 64 Elektroden nicht praktisch für einen tragbaren EEG-System, denn es schwierig sein würde, alle Daten kabellos übertragen und Verbraucher wahrscheinlich würde nicht wollen, ein solches Gerät zu tragen.

"Die weitere Elektroden, die Sie in ein tragbares System, desto besser für Sie quetschen können," sagte Moffat. "Aber wenn es einen großen klobigen Sache ist, haben Sie sich im Markt begrenzt."

Aber Moffat gesagt, dass tragbare EEG kann eine effektive Technologie in bestimmten Einstellungen, vor allem diejenigen wo ein Benutzer ist relativ still sitzen.

Eine Möglichkeit, die kommerzielle EEG Systeme mit weniger Elektroden ausmachen können, Daten von Tausenden von Benutzern zu studieren, sagte Moffat. "Sie sammeln eine Menge von Daten aus einer Menge von Menschen, und Sie bekommen gut charakterisieren Lärm und Gehirn Signal", und bei der Unterscheidung zwischen den beiden, sagte Moffat. Dies kann helfen, dass Unternehmen ihre Algorithmen und "machen Sie mehr aus weniger" zu verbessern, sagte er.

Teilnehmer im Muse Freiwilligen Forschungsprogramme erklärte "mehrere Größenordnungen mehr Daten in einem einzigen Monat als eine typische EEG-Labor in einem Jahrzehnt sammeln würde," Moffat.

Aber selbst mit diesen geschärften Algorithmen, ein tragbares EEG-System noch nicht in der Lage, all die Dinge tun, die einem kabelgebundenen EEG-System im Labor tun können sagte er. Unternehmen müssen daher vorsichtig sein, nicht um overpromise oder Ansprüche, die vor der Technologie sind.

InteraXon jetzt mit app-Entwicklern zu helfen, besser zu verstehen, die Daten aus EEG-Anlagen und die Grenzen dieser Technik arbeitet, sagte Moffat.

Das Unternehmen will "fördern nicht nur unserer eigenen Entwickler, sondern der Gemeinschaft an nachzudenken, was die Headsets tun können und was nicht, so die Erfahrung für Benutzer, enttäuschend ist nicht," sagte Moffat.

NeuroSky und Melone reagierte nicht auf Live Science Anfragen für eine Stellungnahme.

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