A Design Study about Winnowing Neuronal Hypotheses from the Visual Cortex

Esta tese trata da aplicação de métodos de visualização de informação à compreensão e ao aprimoramento do trabalho cognitivo de neurocientistas. Mais especificamente, relata os resultados de um estudo de design realizado com um grupo de seis pesquisadores, usando uma coleção de gravações eletrofisiológicas extracelulares do córtex visual primata obtida por eles. Apesar deste campo de pesquisa estar ativo há décadas, envolve configurações experimentais delicadas e o volume, ruído e complexidade dos dados implicam que analisar partes substanciais dos mesmos permanece desafiador e trabalhoso. No espírito da metodologia do estudo de design, uma modalidade central do campo da visualização de informação, exploramos uma destas coleções de dados com a ajuda de dois especialistas do domínio, interagindo com eles para entender quais perguntas eles têm sobre estes dados e como eles abordam sua investigação. Dado o desafio de filtrar o conjunto de observações neuronais hipotéticas, um aplicativo web para selecionar um conjunto de hipóteses limitado foi construído e quatro especialistas adicionais foram convidados a utilizar a ferramenta e relatar suas impressões. Analisamos comparativamente os dados de telemetria para determinar a regularidade e consistência de suas decisões e treinamos alguns modelos de aprendizado de máquina para aproximar suas escolhas. Descobrimos que seu processo de tomada de decisão é consideravelmente subjetivo e afetado por fatores aleatórios e difíceis de quantificar mas, no entanto, passível de aprimoramento semi-automático por tais modelos. A tese se encerra com uma intensa discussão de resultados quantitativos e qualitativos do estudo com usuários, com reflexões sobre nosso design e suas limitações e com um relato de possíveis direções para transformá-lo numa solução completa para interativamente limpar, explorar e consultar registros eletrofisiológicos do córtex visual.