Técnicas de Neuromarketing (III): EEG

La  EEG o electroencefalografía es una de las técnicas de perfil neuro más utilizada en neurociencia del consumidor. Desarrollada por el físico alemán Hans Berger a finales de los 20, el EEG es también común en el ámbito clínico, con una sólida base científica y económicamente asequible, aunque no exenta de complejidad. 

¿En qué consiste el EEG? ¿Cómo funciona y cuál es su base científica? ¿Cuáles son sus ventajas y desventajas? Este post va dedicado a desvelar sus entresijos.

¿Qué es el EEG?

El EEG es un método que monitoriza y graba la actividad eléctrica del cortex cerebral, la superficie del cerebro.

J. Mayhew ©

¿Cuál es la base científica del EEG?

En el cortex existen un tipo de neuronas un tanto especiales: las neuronas piramidales. Éstas se disponen de forma paralela entre sí y perpendicular a la superficie cortical.  

Centro: estructura de una neurona piramidal / Dcha: disposición de las neuronas piramidales en perpendicular al cortex/ Izda: disposición paralela de dichas neuronas. 

Como cualquier otra neurona,  cuentan con un espacio intracelular y otro extracelular. En reposo,  el espacio intracelular presenta una carga negativa y  el espacio extracelular una positiva, lo que crea un gradiente electroquímico.  ¿La razón? Muy simple. En el espacio exterior hay iones de sodio con carga positiva. En el interior,  la carga es negativa- hay iones con carga positiva (de potasio) pero predominan las proteínas con carga negativa.

Cargas eléctricas en el espacio intracelular y extracelular de una neurona .  Crash Course ©.  

Las neuronas cuentan con unos canales de iones, que conectan el espacio intracelular y extracelular. En reposo, los canales permanecen cerrados. Sin embargo, cuando realizas una acción, como teclear una palabra en tu teléfono móvil, las redes de neuronas involucradas en la acción se activan al paso de una señal eléctrica, el potencial de acción. Para permitir su tránsito, los canales de iones de cada neurona implicada se abren dejando entrar iones de sodio al espacio intracelular, cambiando el voltaje (de negativo a positivo) y produciendo la despolarización de la neurona.

Proceso de depolarización. Los iones de sodio pasan del espacio extracelular al intracelular.  Crash Course ©.  

Cuando la señal ha pasado, el proceso se revierte y se produce una repolarización. Los canales de iones se abren y dejan pasar los iones de potasio con carga negativa al espacio extracelular, restableciendo el equilibrio anterior.

Proceso de repolarización. Los iones de potasio pasan del espacio intracelular al extracelular.  Crash Course ©.  

En un proceso mental mental complejo, la acción potencial puede ir de neurona a neurona gracias a conexiones llamadas sinapsis. Cuando la carga de iones salta entre neuronas y el proceso de despolarización y repolarización continúa, se tratará de una sinapsis excitatoria.  Cuando al saltar entre neuronas, la carga de iones se hiperpolarice  dificultando su continuidad, se tratará de una sinapsis inhibitoria.

Cada neurona piramidal genera un dipolo eléctrico cuya polaridad varía según el tipo de sinapsis-excitatoria o inhibitoria- que se produzca  o  la fase del potencial de acción. Por su disposición, la actividad conjunta de las neuronas piramidales y sus diferencias en potencial de acción a nivel de la superficie cortical -la sucesión de despolarizaciones y repolarizaciones- en una zona  pueden ser detectadas con  sensores.

Para entender mejor como se refleja en un estudio, veamos ahora un extracto de una  hoja de resultados de EEG. 

Somatosphere ©

Podemos observar que existen varios canales. Cada canal  representa la actividad en una zona captada por un sensor. Es decir, vemos 18 canales porque el dispositivo de EGG cuenta con 18 sensores  Además, si nos fijamos, las ondas presentes no son más que las oscilaciones en una zona del cerebro de los procesos de acción potencial explicados anteriormente. 

¿Cómo funciona el EGG?

Esquema explicativo del funcionamiento del EEG. Edward Claro Mader ©. 

El proceso que lleva la actividad del cerebro al record de resultados es el siguiente: 

1. El EGG consiste en un casco o headset dotado con sensores. Estos electrodos o sensores se disponen de manera estratégica en determinadas localizaciones a lo largo del cuero cabelludo para captar la actividad cerebral.  Los headsets pueden contar con mayor o menor número de sensores, que a su vez pueden ser húmedos-habituales en estudios clínicos- o secos-los más comunes en estudios de neuromarketing. A mayor número de sensores, mayor cantidad de información se registran. Si se usan sensores húmedos, mayor conductividad, ergo mejor calidad de la señal, pero también mayor incomodidad para el sujeto.

2. La actividad cerebral induce leves corrientes eléctricas sobre los sensores que son  transportadas en forma de señal analógica a través de los cables conectados al dispositivo de EEG. 

3. Esta señal analógica pasa primero a través de un amplificador para mejorar su claridad y posteriormente a través de un filtro para eliminar el ruido. Aspectos del amplificador tales como el ancho de banda, ritmo de muestreo o el número de canales soportados influirán en el resultado.

4. A continuación, se emplea un ADC (Analog-to-Digital-Converter) para convertir la señal analógica en digital. Como resultado, la señal digital se plasmará en la pantalla de nuestro ordenador  en forma de ondas cerebrales en un gráfico de tiempo-voltaje. 

5. Acabada la sesión, podremos guardar el registro en un dispositivo de nuestra elección (Disco Duro, DVD, EEG...), que podrá ser procesado posteriormente por un software adecuado. 

¿Cómo se leen e interpretan los datos del EEG?

Leer e interpretar correctamente los datos de una EEG es un arte. Además del conocimiento técnico necesario, un buen mentor y horas y horas de práctica son necesarias para aprender a hacerlo.

A la hora de valorar el la actividad registrada se tienen en cuenta 4 factores:

1. Características de tiempo-dominio: se valoran la onda en función de su amplitud, frecuencia, morfología y patrones de repetición.  En función de la frecuencia, se distinguen 5 tipos de onda: gamma (más de 30 Hz) , beta (13-30 Hz), alfa (8-13 Hz), theta (4-8 Hz) y delta (1-4 Hz).  Por lo general, Cuanto más alta es la frecuencia, más alta es la actividad neuronal en una zona.

2. Distribución espacial: la actividad cerebral no es uniforme. Según la tarea o proceso unas regiones se mostrarán más activas que otras.  En un EEG este hecho se refleja en diferencias de tiempo-domino entre los distintos canales. Recuerda: cada canal representa la actividad registrada por un sensor situado en un área concreta. Así, cuando una acción genere una alta actividad en el lóbulo occipital, el sensor allí emplazado captará esta particularidad, que quedará manifiesta en la naturaleza de la onda cerebral y por lo tanto, en su representación en el canal correspondiente. 

3. Contexto: un canal de EEG no se debe analizar de forma aislada, pues sólo capta la actividad en una región en un momento dado. En virtud del principio de continuidad, se tiene que tener en cuenta su evolución anterior y posterior y  la señal de otros canales. Por otro lado, también hay que tener en cuenta las características psicofisiológicas del sujeto.  No es lo mismo que la persona sea una mujer de 40 años o un hombre deportista de 20. Además, en un estudio de neuromarketing, habrá que tener en cuenta la características de los estímulos o tareas. No es lo mismo ver una monólogo del Club de la Comedia que ver La Lista de Schindler.

Para ayudar a comprobar la consistencia o añadir matices a la información emotional, es posible combinar el EEG con técnicas biométricas como la GSR (Respuesta Galvánica de la Piel) o ECG (Electrocardiograma).  

Detalle de ear clip. Biofeedback Spain © 

4. Aspectos técnicos: un problema con el amplificador o la conductividad de los sensores puede estropear los resultados. Conviene revisar todo de antemano para asegurarse que el dispositivo esté en orden.  Por otro lado, hay que evitar que el ruido ambiental del cuerpo y de otros dispostivos (ordenadores, bombillas, etc) interfiera en la señal. En este sentido, se suele emplear un earclip (una pinza en la oreja) que hace las veces de toma de tierra, permite sintonización de las ondas cerebrales. 

Por suerte, hoy en día el análisis de multitud de EEGs en un estudio de neuromarketing   puede ser sistematizado gracias a modelos computacionales. Estos modelos se construyen mediante la calibración y aprendizaje de las respuestas emocionales de los sujetos, en base a patrones psicofisiológicos, traducibles a métricas que representen la valencia y el nivel de arousal provocados por un estímulo o al realizar una tarea.



Ventajas y desventajas del EEG

El EEG es una técnica que presenta 3 importantes aspectos positivos:

1. Ofrece una excelente resolución temporal: los cambios de actividad en el cerebro pueden ser registrados de manera casi inmediata (en cuestión de microsegundo). 

2.  Es cómodo: el headset no limita la movilidad del sujeto y puede ser llevado durante periodos prolongados de tiempo, siempre y cuando en su diseño se haya cuidado la ergonomía. 

3. Es portable:  un dispositivo de EEG puede transportarse con facilidad, lo que da mayores facilidades operativas a la hora de organizar un estudio. 

El EEG cuenta con una única gran desventaja: ofrece una pobre resolución espacial. El EEG suele encontrarse con dificultades para determinar la fuente generadora exacta de la actividad cerebral. Cada electrodo se encarga de cubrir una superficie enorme de neuronas. Esto es especialmente problemático cuando hay actividad originada en regiones diferentes pero cercanas entre sí. 


EEG: neuromarketing con espíritu práctico

Estudio con EEG wireless y eye-tracking en curso.  SMI Eye Tracking ©.  

El EEG es común en muchas empresas de neuromarketing. En España, compañías como BitBrain, Neurologyca o Starlab la emplean. No es de extrañar. Su relación calidad-precio es buena y es perfectamente compatible con otras técnicas de neuromarketing, como el GSR o eye-tracking.

Pero, por encima de todo, el EEG es una técnica muy práctica. La creación de headset portables- wearables - cuya información puede ser captada vía Wifi ha permitido  expandir los horizontes del neurociencia del consumidor y adaptar las investigaciones a diferentes dimensiones del marketing, desde la publicidad audiovisual convencional a UX.


Referencias

Zion-Golumbic, E.  What is EEG? Universidad Hebrea de Jerusalén. Consultado el 28 de noviembre de 2015.

Crash Course (2015) Nervous System, Part 2. Action Potential Consultado el 27 de noviembre de 2015. 

Crash Course (2015) Nervous System, Part 3. Synapses. Consultado el 27 de noviembre de 2015.

Mader, E. (2014) What is electroencephalography (EEG)? Quora. Consultado el 22 de noviembre de 2015.

Mader, E. (2014) How do I read EEG?  Quora. Consultado el 22 de noviembre de 2015.

Mader, E. (2014) How are brain waves read? Quora. Consultado el 22 de noviembre de 2015.

Mayhew, J. (2012) EEG and action potentials. YouTube. Consultado el 22 de noviembre de 2015. 

Técnicas de Neuromarketing (II): fMRI

La fMRI es la técnica de investigación icono de la neurociencia. Los mapas de actividad cerebral de sus scanners son la estampa más pop de la disciplina.  Algo nada raro si tenemos en cuenta que esta técnica de neuroimagen ha permitido profundizar en nuestro conocimiento de la memoria, lenguaje, aprendizaje o emociones. En lo que respecta al neuromarketing, la fMRI es una herramienta valiosa a la hora de indagar en el cerebro del consumidor.

Pero, ¿qué es exactamente la fMRI? ¿Qué ventajas y limitaciones presenta en neurociencia de consumidor? Veámoslo a continuación.

¿En qué consiste la fMRI?

La fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging) es un procedimiento para medir la actividad neuronal a través de la monitorización de los cambios en la distribución del flujo sanguíneo dentro del cerebro.

La actividad eléctrica y química de las neuronas del cerebro está asociada con la respuesta hemodinámica. Cuando una parte del cerebro se activa, aumenta su demanda de oxígeno. La sangre se encarga de proporcionárselo a través de la hemoglobina. En función de la actividad cerebral, unas zonas se activarán más que otras y por lo tanto, entre ellas habrá diferencias en el nivel de oxigenación en sangre.

Diferencia en la respuesta hemodinámica entre regiones cerebrales activas e inactivas. University of Oxford.

La fMRI está basada en la MRI (Magnetic Resonance Imaging), pero presenta un importante matiz. A diferencia de la MRI convencional, que emplea campos magnéticos y radiofrecuencia para reconstruir imágenes de la estructura interna del cerebro, la fMRI registra la evolución de la actividad cerebral. 

Esto es posible gracias a que la sangre oxigenada y la no oxigenada no tienen la misma susceptibilidad magnética.  En base a la señal BOLD (Bloog Oxygen Level Depedent) o nivel de oxigenación de la sangre detectado, la fMRI es capaz de detectar  las diferencias de actividad entre diversas zonas del cerebro.  

¿Cómo es una sesión de fMRI? 

Para que el lector pueda hacerse una idea, me he servido del testimonio de Chutima Ruanguttamanun. 

Imaginemos que tomamos parte como sujetos en un estudio sobre spots televisivos realizados con fMRI. Seguramente tengamos que acudir a un hospital o laboratorio, pues son habitualmente éstos los lugares dotados con dispositivos de este tipo y personal capaz de manejarlos. 

Una vez en la sala, tras pasar los procedimientos de seguridad (desprenderse de obetos metálicos, etc), nos tumbamos en la zona habilitada para ello en el dispositivo. Será entonces cuando nuestra cabeza será introducida en el corazón del dispositivo, donde se encuentra el entramado magnético y de radiomagnético empleado para monitorizar las evoluciones de la señal BOLD.

EL procedimiento comenzará con un scanner de unos 6-15 minutos para conocer la estructura de nuestro cerebro. A continuación llegará el momento de ver los anuncios. No pondremos unos auriculares compatibles con MR para poder escucharlos. El dispositivo recoge la señal BOLD cada pocos segundos mientras se van proyectando los anuncios en un espejo-prisma situado frente a nuestra cabeza. 

La duración del procedimiento dependerá del número de estímulos. El personal nos indicará la finalización y el momento de marchar.   

Posteriormente, un software (SPM, Brain Voyager, AFNI), analizará la  señal con la evolución de la activación, que acabará siendo plasmada en un mapa neuronal a través del color.

Ventajas y desventajas de la fMRI

Desde su creación, la fMRI se ha asentado como una técnica clínica y de investigación  debido a 4 ventajas fundamentales:

- Presenta un alto nivel de resolución espacial: la fMRI ofrece una imagen en 3D del cerebro. Cada voxel-pixel volumétrico- de la imagen puede cubrir hasta 3 mm cúbicos de tejido cerebral. Existen pocas técnicas de neurociencia capaces de superar el nivel de detalle de la fMRI. 

- Ofrece gran cantidad de datos: la fMRI es capaz de recoger múltiples datos de actividad del cerebro de manera simultánea. Sin duda es un desafío trabajar con una cantidad ingente de información, pero significa disponer de una gama de enfoques de estudio más amplia. 

- Accede a las regiones más profundas del encéfalo: a diferencia de otras técnicas, permite registrar la actividad de las zonas más recónditas del encéfalo, como el hipocampo, la amígdala o el nucleus accumbens.

Sin embargo, con la fMRI no todo el monte es orégano y presenta también ciertas desventajas:

- Se trata de una medida indirecta: la respuesta hemodinámica es una consecuencia de la actividad cerebral, pero no es la actividad cerebral en sí misma. Cuando ésta es muy alta o compleja, puede que haya problemas con la claridad de la señal BOLD. 

- Dificultades para estudiar procesos mentales rápidos:  la fMRI presenta una pobre la resolución temporal. Esto se debe a lo que los picos de respuesta hemodinámica que monitoriza llega con unos pocos segundos de retraso. En caso de tratarse de un hecho puntual, el time lag puede corregirse. Sin embargo, si se prolonga durante el tiempo, encadenando varios procesos mentales, el resultado será borroso y confuso. 

-  Es cara :  El coste de un estudio de mercados con fMRI va de los 50.000 a 100.000$.


¿Cuándo es adecuado emplear  fMRI en un estudio de mercados?

Estudio de fMRI llevado a cabo en la Universidad de Wisconsin-Madison. UW-Madison

Existen al menos dos situaciones en las que su uso es aconsejable:

- Publicidad impresa, spots televisivos, cartelería y contenidos audiovisuales: se trata de material consumido generalmente de una forma pasiva y adaptable a las limitaciones físicas de la fMRI.

- Procesos mentales que implican áreas profundas del cerebro: regiones como la amígdala o el nucleus accumbens están relacionadas con la toma de decisiones o mecanismos de recompensa. Con un estudio de fMRI se puede acceder a ellas y estudiar su actividad ante diversos estímulos.


En cualquier caso, antes de hacer un estudio con fMRI, conviene consultar las características y resultados de investigaciones previas. Una misma región del cerebro puede intervenir en procesos muy dispares y es clave tener claro lo que nos podemos encontrar y en qué debemos fijarnos.  En este sentido,  la web NeuroSynth, ofrece información sobre las funciones que han sido a cada región cerebral en la literatura neurocientífica.



Una técnica por consolidar en neuromarketing

Pese a su carácter icónico, potencial y consolidación en investigación académica y clínica, la fMRI no es una técnica recurrente en neuromarketing. En un encuesta de Harvard Business Review a 64 profesionales de diferentes compañías del sector, sólo 20 habían realizado algún estudio con esta técnica y aún menos-el artículo no da una cifra concreta -la empleaban de manera habitual. El alto coste de los estudios y la necesidad de instalaciones y profesionales especializados pueden ser grandes frenos a su consolidación definitiva.

Por otro lado, hoy en día existen dentro del neuromarketing técnicas más económicas con las que se puede obtener buena información sobre la actividad psicofisiológica y con mayor capacidad de adaptación a diversos tipos de acciones de marketing.  Además, en términos de movilidad, la fMRI lo tiene muy difícil para competir con dispositivos wearable. 


Conclusión

En definitiva, la fMRI es una técnica de neuroimagen que ofrece información de alta calidad y en abundancia sobre la actividad del cerebro. Es especialmente adecuada para para investigar  el consumo pasivo de contenido audiovisual y la actividad de las regiones más profundas del cerebro.  Sin embargo, como toda técnica de investigación, se enfrenta a limitaciones técnicas y su inclusión dependerá de las necesidades del estudio. Su evolución y la de otras técnicas determinará que su uso en neurociencia del consumidor se generalice o caiga en desuso. 


Referencias  

Devlin. H et al. (2015) Introduction to fMRI. Oxford University. Consultado el 22 de noviembre de 2015. 

Stokes M.  (2015) What does fMRI measure?. Stokes Neuro. Consultado el 22 de noviembre de 2015.  

Ruanguttamanun C. (2014) I put myself into a fMRI scanner and realized that I love Louis Vuitton ads. Procedia: Social and Behavioral Sciences. Consultado el 21 de noviembre de 2015. 

Monge S. fMRI. Neuromarca. Consultado el 22 de noviembre de 2015.

* La imagen de cabecera corresponde a un estudio de la Universidad de Oxford sobre la actividad motora de enfermos de esclerósis múltiple. Ver aquí.