Appareils de suivi de l'esprit.: Faire 'cerveau' fonctionne vraiment?
De nombreux appareils portables peuvent suivre votre rythme cardiaque, les étapes, la température du corps ou le sommeil, mais une nouvelle classe de wearables vise à aller au-delà de suivi physique au suivi de l'esprit.
Les fabricants de ces «wearables du cerveau» - qui viennent sous la forme de casques avec des électrodes - affirment que les dispositifs peuvent améliorer votre concentration, de détecter le stress et même vous permettent de jouer à des jeux vidéo avec votre cerveau. Les dispositifs fonctionnent en détectant l’activité électrique du cerveau, ou les ondes cérébrales, en utilisant l'électroencéphalographie (EEG) .
Mais sont-ils vraiment?
Des experts indépendants affirment que, en théorie, wearables du cerveau pourraient en effet faire ce qu'ils prétendent. La recherche au cours des dernières décennies a montré que les signaux EEG sont liés à la concentration, la mémoire, l’attention et même des pensées sur le déplacement de différentes parties du corps. Mais des questions demeurent sur la façon dont certains commerciaux wearables cérébrales peuvent détecter les ondes cérébrales dans des circonstances «monde réel», qui ne sont pas contrôlés de manière aussi précise que celles dans un laboratoire.
Signaux cérébraux eux-mêmes sont plutôt faibles, et même des outils de laboratoire les plus avancées et coûteuses peuvent avoir du mal à les détecter, ou peuvent être dupé de temps à autre.
"S'il est difficile de détecter les signaux minuscules dans le laboratoire de haute qualité et des équipements coûteux ... clairement cette question va faire face à des défis encore plus» dans un environnement non contrôlé, a déclaré Gerwin Schalk, un neuroscientifique au Département d'Etat de New York de la Santé de Wadsworth Center.
Les experts du secteur reconnaissent les limites de wearables cérébrales commerciales, mais ils disent qu'ils ont été en mesure de concevoir unlogiciel qui compense en partie ces lacunes
Une des premières wearables cérébrales commerciaux a été publié en 2009 par une société appelée NeuroSky. Le dispositif est un casque EEG qui pourrait être utilisé pour jouer un jeu appelé Mindflex, de Mattel, dans lequel les utilisateurs se déplacent une balle autour d'un petit parcours d'obstacles en utilisant leur «puissance du cerveau." Une concentration accrue soulève la balle en l'air, par l'intermédiaire d'un ventilateur à moteur, et la détente abaisse la balle, la compagnie dit.
NeuroSky maintenant commercialise également un autre casque EEG, appelé MindWave mobile, directement aux consommateurs. La société affirme que le dispositif peut être utilisé avec un certain nombre d'applications qui prétendent exploiter les signaux EEG pour permettre aux utilisateurs jouer à des jeux, à réduire le stress, augmenter l' attention et même aider à l' apprentissage.
Un autre cerveau portable, appelé Muse, de InteraXon, prétend mesurer les ondes cérébrales pour aider les gens à Meditat e, en leur donnant une meilleure idée de la façon dont leur esprit «active» ou «calme» est. Et les responsables d'un cerveau récemment publié portable appelé Melon disent que le dispositif peut améliorer votre concentration.
Schalk a dit qu'il est certainement possible que ces wearables cérébrales commerciales font mesurer le cerveau des vagues de personnes, dans certaines circonstances. Mais le problème est que tous les dispositifs EEG aussi ramasser des signaux provenant d'autres sources, comme les mouvements musculaires ou d'autres appareils électriques, qui peuvent ressembler à des signaux EEG.
Dans les laboratoires, les scientifiques peuvent réduire ce «bruit» en ayant des sujets sont toujours assis dans un environnement contrôlé, et en appliquant une pâte conductrice aux électrodes - dites "électrodes humides" - pour améliorer la force du signal provenant du cerveau, qui ne peut pas être fait avec wearables commerciaux.
Mais wearables cérébrales commerciaux utilisent "électrodes sèches."Bien que ceux-ci se sont améliorées au cours des dernières années, et les types les plus avancés sont maintenant aussi bon que les électrodes humides, il y a toujours le problème de filtrer tout ce bruit, a déclaré Jaime Pineda, professeur de sciences cognitives à l'Université de Californie, San Diego.
Bruit de filtrage
Pour distinguer entre les signaux du cerveau et d’autres «bruit» , il permet d'utiliser beaucoup d'électrodes. Dans des études de laboratoire, les chercheurs qui étudient le cerveau activité placer les électrodes sur toute la tête, de sorte qu'une personne peut avoir entre 20 et 200 électrodes sur son cuir chevelu. Wearables cérébrales commerciales, d'autre part, ont généralement juste un à cinq électrodes. Cela peut être un problème, parce que les plusieurs électrodes qui sont utilisées, plus il est facile d'appliquer des algorithmes pour filtrer le bruit, ou «artefacts», a déclaré Pineda.
"Si vous avez 30 électrodes, il est beaucoup plus facile de savoir" si un signal est un signal du cerveau vrai ou un signal provenant d'une autre source, Pineda dit. Avec seulement une ou deux électrodes, il serait "impossible ou très peu probable" de faire la distinction entre les choses comme le mouvement des muscles et l'activité cérébrale, Pineda dit.
Le casque NeuroSky MindWave Mobile a une électrode qui est placée sur le front de l'utilisateur. Pineda a dit qu'il était sceptique quant à cette configuration, car il y a souvent beaucoup de l’activité musculaire qui est capté sur le front. "Sauf si vous êtes assis immobile, la plupart de ce que vous allez ramasser est l’artefact," Pineda said.The Melon bandeau comporte deux électrodes, mais l'entreprise affirme qu'elle utilise une "configuration d'électrode" qui réduit le bruit. Le bandeau Muse dispose de quatre électrodes.
Schalk convenu que, en raison des limitations de wearables commerciales, «la plupart de ce qu'ils détectent seront des signaux provenant d'autres sources," a-t-il dit.
Une entreprise commerciale du cerveau portable appelé Emotiv, qui commercialise certains de ses produits aux chercheurs, a un dispositif commercial avec 14 électrodes. Une étude 2015 des chercheurs en Espagne a trouvé que ce dispositif 14-électrode peut détecter des changements dans le cerveau lorsque les gens ont été montrés des images destinées à susciter des émotions positives, et ces changements étaient conformes à ce qui serait attendu à partir d’études de recherche antérieures.
Obtenir plus avec moins
Graeme Moffat, directeur des affaires scientifiques et réglementaires à Muse, a reconnu que plusieurs électrodes sont meilleures pour l'interprétation des données de l'EEG.
«Vous allez toujours obtenir un meilleur signal avec plusieurs canaux," Moffat dit, se référant à des électrodes. "Si vous pouviez convaincre quelqu'un de mettre un bonnet à 64 canaux, vous seriez capable de ... analyser l’activité du cerveau de manière plus efficace qu'avec un système à quatre canaux", a déclaré Moffat.
Mais ayant 64 électrodes est pas pratique pour un système d'EEG portable, car il serait difficile de transmettre toutes les données sans fil, et les consommateurs ne serait probablement pas envie de porter un tel dispositif.
"Plus les électrodes, vous pouvez presser dans un système portable, mieux vous êtes», a déclaré Moffat. "Mais si elle est une grande chose maladroit, vous avez vous-même limité dans le marché."
Mais Moffat dit que l'EEG portable peut être une technologie efficace dans certains milieux, surtout ceux où un utilisateur est assis relativement immobile.
Une façon commerciale des systèmes d'EEG peuvent faire pour avoir moins d’électrodes est d'étudier les données de milliers d'utilisateurs, Moffat dit. "Vous collectez énormément de données à partir d’un tas de gens, et vous faites bien caractériser le bruit et le signal du cerveau», et à distinguer entre les deux, Moffat dit. Cela peut aider les entreprises à améliorer leurs algorithmes et "obtenir plus de moins», dit- il.
Les participants aux programmes de recherche de bénévoles de Muse "partagent plusieurs ordres de grandeur plus de données dans un seul mois qu'un laboratoire typique EEG recueilleraient en une décennie», a déclaré Moffat.
Mais même avec ces algorithmes aiguisés, un système d'EEG portable encore ne sera pas en mesure de faire toutes les choses que le système d'EEG filaire peut faire dans le laboratoire, dit-il. Par conséquent, les entreprises doivent veiller à ne pas sur la promesse ou faire des réclamations qui sont en avance sur la technologie.
InteraXon travaille maintenant avec les développeurs d'applications pour les aider à mieux comprendre les données recueillies à partir des systèmes d'EEG et les limites de cette technologie, Moffat dit.
La société veut «encourager, non seulement nos propres développeurs, mais la communauté, en pensant à ce que les casques peuvent faire et ne peuvent pas faire, de sorte que l'expérience est pas décevante pour les utilisateurs," Moffat dit.
NeuroSky et Melon ne répondent pas à vivre les demandes des scientifiques pour commentaire.
