Metodologie e setup sperimentali applicate agli studi di - e

Metodologie e setup sperimentali applicate
agli studi di neuromarketing
Prof. Fabio Babiloni
Dept. Molecular Medicine, University of Rome
«Sapienza», Rome, Italy
BrainSigns srl, Rome, Italy
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TECNICHE DI NEUROIMAGING
Lo scopo è quello di analizzare e studiare la relazione tra l’attività di determinate aree cerebrali e specifiche
funzioni cerebrali.
➢ Risonanza Magnetica Funzionale (fMRI): valuta la funzionalità di un organo, attraverso la variazione di
ossigenazione in una regione in cui si ha l’attivazione neuronale.
 PRO: Ottima risoluzione spaziale (rispetto a eeg e meg)
 CONTRO: Costosa, ingombrante poco trasportabile
➢ L’elettroencefalogramma: acquisizione dei potenziali sinaptici dei neuroni corticali.





Bassi costi di manutenzione e hardware
Strumento trasportabile
Buona risoluzione temporale
Scarsa risoluzione spaziale, che si sta risolvendo grazie all’utilizzo di sensori miniaturizzati
Limite: incapacità di investigare strutture più profonde
➢ Magnetoelettroencefalografia (MEG): misura del debole campo magnetico generato dall’attività elettrica dei
neuroni cerebrali, generando una mappa dell’organizzazione funzionale del cervello
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Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
MISURAZIONE DELL’ATTIVITA’ NEUROELETTRICA
➢ R. Caton (1842-1926): scoprì l’esistenza di differenze
del potenziale elettrico fra punti del cervello
➢ Hans Berger (1863-1941): mise a punto la tecnica
che permetteva di misurare la differenza di potenziale
elettrico tra gli aghi infissi nello scalpo oppure tra due
elettrodi posizionati sullo scalpo umano.
Utilizzando l’EEG fu in grado di descrivere le diverse
oscillazioni: le onde Alpha (8-13 Hz) sono anche note
come «onde Berger».
➢ Elettroencefalografo: viene utilizzato per eseguire e
registrare l’attività dei potenziali elettrici del cervello e
trasformare l’andamento temporale in una traccia
grafica.
➢ Elettrodi: sensori per la misura dei biopotenzionali.
➢ Sistema 10-20: montaggio internazionale per la
disposizione corretta degli elettrodi sullo scalpo,
permettendo di poter confrontare i risultati ottenuti da
diversi soggetti appartenenti allo stesso studio.
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Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
MISURAZIONE DELL’ATTIVITA’ NEUROELETTRICA
➢ R. Caton (1842-1926): scoprì l’esistenza di differenze
del potenziale elettrico fra punti del cervello
➢ Hans Berger (1863-1941): mise a punto la tecnica
che permetteva di misurare la differenza di potenziale
elettrico tra gli aghi infissi nello scalpo oppure tra due
elettrodi posizionati sullo scalpo umano.
Utilizzando l’EEG fu in grado di descrivere le diverse
oscillazioni: le onde Alpha (8-13 Hz) sono anche note
come «onde Berger».
➢ Elettroencefalografo: viene utilizzato per eseguire e
registrare l’attività dei potenziali elettrici del cervello e
trasformare l’andamento temporale in una traccia
grafica.
➢ Elettrodi: sensori per la misura dei biopotenzionali.
➢ Sistema 10-20: montaggio internazionale per la
disposizione corretta degli elettrodi sullo scalpo,
permettendo di poter confrontare i risultati ottenuti da
diversi soggetti appartenenti allo stesso studio.
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Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
BANDE DI FREQUENZA
Il segnale EEG è descritto in termini di attività
ritmica, la quale è divisa in bande
➢ ALPHA (8-13 Hz; 15-45 microVolt):
caratteristiche delle condizioni di veglia ma a
riposo mentale.
➢ BETA (13,5-30 Hz; 8-30 microVolt): attività
dominante in un soggetto ad occhi aperti e
impegnato in un’attività cerebrale qualsiasi, stati
di allerta e nella fase REM.
➢ GAMMA (30-42 Hz): tipico di stati di notevole
tensione
➢ THETA (4-8 Hz; 75 microVolt): attività
predominante nel neonato, presente in molte
patologie cerebrali dell’adulto, negli stati di
tensione emotiva
➢ DELTA (< 4 Hz): non sono presente in
condizioni fisiologiche nello stato di veglia nell’età
adulta, predominanti nell’infanzia.
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Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
CLASSIFICAZIONE DEI RITMI ALPHA E THETA:
IAF
Il ritmo Alpha presenta una variabilità (da soggetto a soggetto), ma anche
in funzione dell’età: aumentando dalla nascita alla pubertà, per poi
diminuire con il passare degli anni. Per ottenere dei risultati
significativi è necessario definire le frequenze in maniera
specifica soggetto per soggetto
Il problema dell’individualità del ritmo alpha è stata introdotta da Klimesh
[“EEG alpha and theta oscillation reflect cognitive and memory performance: a review and
analysis” ] , in cui ha definito Individual Aplha Frequency come la
frequenza cui corrisponde il picco di potenza del segnale.
Transition Frequency: fquenza di transizione dalla banda theta alla alpha,
si trova 4 Hz al di sotto dello IAF
Upper Alpha Band: è definita come la banda che va dallo IAF fino a 2 Hz
al di sopra di esso
Correlazione tra banda Alpha e Theta: è stata dimostrata una diminuzione
dell’attività in «upper alpha band», durante la memorizzazione di nuove
informazioni, in cui la banda theta aumenta.
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MISURA DELLA FREQUENZA CARDIACA E CONDUTTANZA
CUTANEA DELLA PELLE
Galvanic Skin Responce (GSR): misura della conduttanza
elettrica della pelle, le cui variazioni dipendono dal sudore. La
sudorazione è controllata dal sistema nervoso simpatico,
dunque la conduttanza cutanea diventa una misura del
coinvolgimento psicologico e fisiologico.
Heart Rate: misura della frequenza del battito cardiaco
È stato dimostrato che il coinvolgimento emotivo può essere
monitorato in una popolazione usando l’ INDICE EMOTIVO
(EI)
➢ L’ indice emotive è definito dalla combinazione di GSR e HR,
riferendosi ad affects circumplex plane [Barrett and
Russel, 1998] , in cui le coordinate di un punto dello spazio
sono definite dall HR (asse delle ascisse) e dal GSR (asse
delle ordinate)
➢ Studi pregressi hanno dimostrato che queste variabili sono
correlate con due parametri autonomici:
➢ Hear Rate con la valenza
➢ Galvanic skin response con l’arousal
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Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
Introduction to the neuromarketing
techniques for the evaluation of the
commercial advertisings
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SETUP SPERIMENTALE
EEG
Electroencephalography
EKG
Heart Rate (HR) and Galvanic
Skin Response (GSR)
Mounting Electrode Cap
Eye-Tracker
Biometric recording in different
contest for different goals
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Misurare lo stato interno durante la fruizione di
un percetto sensoriale
Es: Spot TV
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Raccolta dell’attività cerebrale
Come: EEG
Cosa dà:
– Attenzione
– Memorizzazione
Raccolta della risposta emotiva
Soggetto
Test
Come: Risposte corporee
(sudorazione, battito cardiaco)
Cosa dà: Sfumature emotive
Acquisizione ed elaborazione dei dati biometrici
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Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
Misurare lo stato interno durante la fruizione di un
percetto sensoriale
➢
I processi di Memoria Episodica sono generati nella corteccia
prefrontale in banda Theta (Klimesh, 1999; Summerfield et al.,
2005)
➢
Processi attentivi sono generati in corrispondenza dell’ alpha2
frequency band.
➢
In questi casi concentrarsi sull’attività rilevata nell’area frontale
è sufficiente, per questo motivo viene usata un subset di 10
elettrodi per l’acquisizione dell’attività cerebrale.
➢
In aggiunta, esperienza pregressa validata in letteratura
(Davidson, 1990, 1994, 1997 and successives) suggerisce come
la
corteccia
frontale
fornisca
anche
informazioni
sull’apprezzamento dello stimolo.
➢
Lo sbilancimanto della potenza spettrale dell’EEG in banda
Alpha è legato al approach/withdrawal behavior
EEG
cap
EEG
device
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GSR and HR device
VARIABILI USATE PER LA VALUTAZIONE DI
UNO SPOT PUBBLICITARIO
Approach
Withdrawal
Interest
Memory
Attenzione
Attention
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Emotion
L’IMPORTANZA DELLA BASELINE
➢ È importante che la baseline sia coerente con la stimolazione proposta ma che non abbialo stesso
contenuto informativo.
➢ Lo scopo è quello di rimuovere i «counfund»
➢ Durante la registrazione dell’esperimento, ci sono molte variabili che non possiamo controllare,
come ad esempio lo stato del soggetto in quel particolare momento.
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Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
IL CONTROLLO DELLE DIFFERENZE INDIVIDUALI
•
How is it possible to control the individual differences
that could be so high between subjects? In fact, each
persons arrive at the recording site with his/her personal blood
pressure, heart rate, level of arousal etc etc. If we made an
average of these values, we will get a great standard deviation
(or variance) of the measured data.
•
The use of gaussian z-score statistic allow to remove the
dependence of the collected data from the individual variations.
In particular, the new data are obtained in this way for instance
for the HR data of each participant to the test.
•
First, the mean HR and its standard value during the baseline
condition has to be computed (mHR, sHR).
•
Then, on the actual values of HR during the test the following
transformation applies
•
ZHR data = (actual value of HR data – mHR) / sHR
•
The new ZHR variable is statistically significant if is superior to
1.96, is sommable with the other z-scores obtained in the other
subjects belonging to the same population investigated.
•
The individual differences not related are removed since
each subject acts as a control of him/herself
Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
HR 90
HR 120
HR 80
HR 70
HR 100
All these persons arrive to the test site
with different HR since each one is
different from the other
The same is true for the other cerebral 13
variables
The measured cognitive and emotional variables can
be represented graphically
For the evalutation of the biometric response related to the observed TV commercials, we
estimate the memorization, attention, pleasentness and emotion indexes from the EEG gathered
traces.
✓ The memorization, pleasentness and attention indexes are estimated from the cerebral
activity measured from the frequency spectrum of the EEG signal (Babiloni et al., 2006).
Memorization
Pleasantness
Time
Time
✓
Attention
Time
The emotion index is an indicator resulting from the combination of GSR and HR
signals, interpreted as the scale alongside (Vecchiato et al., 2009).
Emotion
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Time
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Variation of the cerebral activity during the observation
of a TV Commercial advertising for an analyzed sample
population
The cerebral activity above the red line (0 value)
indicates that the measured TV Commercial is
perceived by the analyzed population better than
baseline
The cerebral activity under the red line (0
value) indicates that the measured TV
Commercial is perceived by the analyzed
population worst than baseline
Time
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Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
A TV Commercial can be analyzed frame by frame and in
conceptual sequence: the frame segments
In order to analyze the impact of the ad along the entire duration on the base of cerebral and
emotional activities, a video is usually divided in several logical phases named frame segments,
related to different conceptual task in the ad creativity.
The temporal duration of each segment is represented in figures below by a colored line/area.
Each temporal segment depends upon the TV Commercial; frequently the segments are like:
Introduction, when the TV ad begins; Testimonial, where the testimonial appears; Product,
devoted to presentation of the product or the service; Brand, with the appearance of the
Company’s logo; Tail, which is a segment sometimes closing the ad with a flash recall of the
narrative theme.
Introduction
Speaker
Testimonial
Product
Brand
Tutto
Time of the TV Commercial
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Time of the TV Commercial
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Variation of memorization and attention indexes during
observation of sensory percepts
In order to indicate the best and the worst received parts of the brodcasted TV advertising on the
employed sample population indexes related to memorization and attention are used. Such indexes were
estimated second by second along the TV ads, or also along the “frame segments” of it.
In this graph the memorization index
increases until the product is presented. This
is good, because the subject memorizes
information related to the publicized product
or service.
Time
In this graph the attention index is low along the Tv
Commercial, particularly during the initial phase of
it. This is no good since it means that the attention
of the subjects is not captured when the TV ads
begins.
The testimonial frame segment (the yellow area) is
not high in attention and such index also decreases
when the brand is proposed.
In this case a different video montage or music
could be suggested to better capture the sample
attention.
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Time

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Variation of pleasantness and emotion indexes during
observation of sensory percepts

Time
In this graph the pleasantness index during the
first phase of the testimonial (yellow area) is low.
This is not good since means that subjects watch
the TV ad without a particular pleasantness. The
Product part of the TV ads (the green area) is
observed with low pleasantness and also this is
not good.
Suggestions able to improve the quality of the TV
spot perception will be to cut the Introduction
and the first part of the testimonial appearance ,
to broadcast a reduced version of the TV ad.

The emotion index suggests that the initial part of
this TV ad is not emotionally engaging.
Emotion perceived by the analyzed subjects
increases in this particular TV ad only when the
product is presented and the brand is shown.
Suggestions able to improve the emotional quality
of the spot are related to the removal of the first
part of it.

Time

Suggestions for the company: the product or service promoted is good, but the company could improve the narrative18
plot of its TV Commercial by reducing its length, because the initial part is not well received by the target sample
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When a TV advertising can be defined «a good
advertising»?
Time
Time
This is a typical example of a good TV advertisement, because the memorization index increases
until the Product is presented in the clip. This is good, because the subject memorizes information
related to the product.
Also the pleasantness index is always positive along the TV ad. This means that the sample
subjects are very interested when they watch the TV ad.
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When a TV advertising can be defined «a bad advertising»?
Time

Time

This is the typical example of a bad advertising because the attention index decreases until the product
is presented. This is bad, because the subjects didn’t pay attention to the TV ad and especially to the
product phase (during the green zone the attention is below the 0).
Also the emotion index is always negative along the TV Ad. This is means that the subjects are not
engaged positively during their watch of the TV Ad.
Possible countermeasures to improve this situation could include the change of the music of the TV
advertising, as well the reduction of the final part of the testimonial presence on the screen.
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Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
Two different emotional impacts:
Cartier vs Prada parfum TV ads
In a TV commercial “Baiser Volé parfum by Cartier" a man
and a woman are dancing until a final sweet kiss. The
elegance of the spot lies in how everything was “hidden
finely”. At the end, the really beautiful couple comes out of
our field of vision, replaced by the parfum “Baiser Vole by
Cartier” like suggesting that it’comes out as the result of
their kiss. So the kiss is literally being stolen from our eyes
while a low voice whispers in our ears that to see the end of
the story we need to live it by buying the parfum.
The TV commercial “Prada Caddy parfum” shows the
protagonist while seemingly docile and submissive, follows
the piano lessons of his beautiful instructor, when suddenly,
tired of so much study, jumps on him and involves him with
her sex appeal in a crazy dance in the middle between a
dance and a fight!
Even the packaging of the perfume is engaging and lively, a
cylindrical bottle that holds the perfume, honey-colored,
with Prada written on a strip fuxia top.
Two emotional profiles different but in agreement with the campaigns styles: calm and positive the
atmosphere in Cartier ad, more lively and aggressive that in Prada ad.
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Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
Tre variabili cerebrali per seguire
l’impatto del messaggio pubblicitario
•
E’ possibile seguire l’andamento dei processi di memorizzazione, attenzione e emozione
durante l’osservazione di un percetto sensoriale (un filmato TV).
•
Questi andamenti vengono restituiti come variazioni di segnali relativi a tutta la popolazione
analizzata.
ATTENZIONE
Alta
MEMORIZZAZIONE
EMOZIONE
Alta
Bassa
Bassa
Tempo dello spot
Tempo dello spot
Tempo dello spot
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Babiloni: Corso di Neuroeconomia e Neuromarkerting
Quali
risposte
neuromarketing
può
fornire
il
•Un percetto sensoriale osservato o fruito verrà ricordato?
•Un percetto sensoriale ha provocato uno stato interno piacevole
nel soggetto?
•Un percetto sensoriale è stato fruito con attenzione cognitiva
da parte del soggetto?
•Se stiamo testando uno spot, è possibile sapere quali parti
verranno ricordate meglio?
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Le informazioni che si ricavano e il loro
impiego
•Applicando le tecniche di neuromarketing alla pubblicità si riesce
a scoprire quali elementi di un annuncio pubblicitario:
✓ hanno suscitato attenzione;
✓ hanno generato una traccia mnestica duratura;
✓ hanno indotto sensazione emotiva in linea con gli
obbiettivi di comunicazione dell’azienda.
•In
questo modo è possibile intervenire, ad esempio, per
selezionare le scene più efficaci di uno spot, massimizzandone la
resa, in generale, così come in logica di ottimizzazione dei formati
(dalla extended version a versioni ridotte).
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