Analiza interakcji międzyludzkich w rzeczywistych warunkach
Większość interakcji społecznych opiera się na skoordynowanych ruchach w czasie i przestrzeni. Badania nad procesami neuronalnymi i fizjologicznymi leżącymi u podstaw zachowań społecznych przez długi czas były ograniczone przez technologię laboratoryjną i brak stosownych narzędzi analitycznych.
EEG w ruchu
Realizowany dzięki wsparciu ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie” projekt EMBRACE(odnośnik otworzy się w nowym oknie) miał na celu opracowanie mobilnego systemu elektroencefalogramu (EEG) pozwalającego na badanie interakcji ludzkich w ruchu. W skład konsorcjum projektu wszedł interdyscyplinarny zespół inżynierów biomedycznych, informatyków, neuronaukowców i psychologów, którzy ściśle współpracowali z partnerami komercyjnymi, aby osiągnąć założone cele. W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów EEG wymagających użycia specjalnego żelu, rozwiązanie opracowane w ramach projektu EMBRACE wykorzystuje suche elektrody kwiatowe(odnośnik otworzy się w nowym oknie), nazwane tak ze względu na ich układ przypominający płatki kwiatów. Elektrody te zostały zaprojektowane z myślą o zapewnieniu wysokiej jakości sygnału i wygody pacjentów podczas doświadczeń trwających do trzech godzin. Elastyczne bolce poprawiają penetrację włosów i zwiększają obszar styku elektrody ze skórą, zmniejszając impedancję i poprawiając stabilność sygnału. Ich rozmieszczenie równomiernie rozkłada nacisk, poprawiając wygodę użytkowania. Wraz z nowatorskimi materiałami, które zwiększają trwałość mechaniczną i niezawodność, rozwiązania tego rodzaju umożliwiają monitorowanie mózgu podczas zadań wymagających intensywnego ruchu. „Te innowacje przełożyły się na możliwość badania interakcji międzyludzkich w znacznie bardziej naturalny sposób, niż było to możliwe do tej pory, umożliwiając rozwój neuronauki społecznej”, mówi Silvia Comani, koordynatorka projektu.
Synchronizacja z innymi rozwiązaniami
Główną innowacją opracowaną w ramach projektu EMBRACE była możliwość synchronizacji wielu niezależnych systemów rejestrujących w czasie rzeczywistym. Zespół jednocześnie rejestrował aktywność mózgu, sygnały z serca i płuc, aktywność mięśni i kinematykę ciał dwóch współpracujących uczestników. Łącznie badacze rejestrowali dziesięć strumieni danych neuronalnych, fizjologicznych i ruchowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), które zostały następnie zestawione z wysoką precyzją. W tym celu zespół zmniejszył liczbę zsynchronizowanych urządzeń poprzez ich odpowiednie grupowanie. Urządzenia zostały połączone za pośrednictwem scentralizowanej jednostki sterującej, która umożliwiła bezprzewodowy przesył danych, a także ciągłe monitorowanie i zestawianie. „Według posiadanych przez nas informacji jesteśmy pierwszym zespołem, któremu udało się opracować tak złożoną konfigurację multimodalną”, podkreśla Comani.
Badanie kontaktów społecznych w czasie rzeczywistym
Nowe technologie zostały zweryfikowane w ramach doświadczeń przeprowadzanych w czasie rzeczywistym, obejmujących interakcje twarzą w twarz(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Uczestnicy wykonywali zadania zakładające współpracę i rywalizację, takie jak gra w tenisa stołowego, co pozwoliło badaczom obserwować koordynację naturalnie rozwijającą się między dwiema osobami. Jak zauważa Comani: „Podczas badania mózgu społecznego podstawową jednostką analizy powinna być diada lub grupa biorąca udział w interakcji”. W ramach projektu badacze zgromadzili dane dotyczące 36 par, dzięki czemu powstał wyjątkowy i ogólnodostępny zbiór danych. Analiza tych danych będzie źródłem istotnych wniosków na temat aspektów neuronalnych, poznawczych, behawioralnych i społecznych dotyczących zachowań w rzeczywistym świecie. Metody oparte na sztucznej inteligencji pomogą również we wskazaniu mechanizmów leżących u podstaw interakcji społecznych.
Dalsze kroki i obszary zastosowania
Dzięki umożliwieniu rejestracji sygnałów wysyłanych przez mózg i ciało w wysokiej rozdzielczości podczas rzeczywistych interakcji, zespół projektu EMBRACE walnie przyczynił się do rozwoju badań mózgu społecznego w ruchu, zamiast w izolacji. Co więcej, doskonała współpraca w ramach projektu wzmocniła potencjał badawczy i umożliwiła stworzenie europejskiej sieci skupiającej przedstawicieli środowiska akademickiego i przemysłu. Bezpośrednie obszary zastosowań obejmują inteligentne protezy, interfejsy mózg-komputer i neuronaukę w sporcie. Zdaniem ekspertów dalszy rozwój technologii zaowocuje rozszerzeniem zakresu potencjalnych zastosowań systemu EMBRACE.
