***إخلاء مسؤولية - تُستخدم منتجات Emotiv لأغراض البحث والاستخدام الشخصي فقط. لا تُباع منتجاتنا كأجهزة طبية وفقًا للتعريف الوارد في التوجيه الأوروبي 93/42/EEC. منتجاتنا غير مصممة أو مخصصة للاستخدام في تشخيص المرض أو علاجه.

تعريف EEG

يرمز EEG إلى “تخطيط كهربية الدماغ” وهو عملية فسيولوجية كهربائية لتسجيل النشاط الكهربائي للدماغ. يقيس EEG التغيرات في النشاط الكهربائي الذي ينتجه الدماغ. تأتي تغيرات الجهد من التيار الأيوني داخل بعض خلايا الدماغ المسماة بالخلايا العصبية وبينها.

ما هو EEG؟

يقيّم اختبار EEG النشاط الكهربائي للدماغ. تُجرى عمليات مسح EEG بوضع مستشعرات EEG — وهي أقراص معدنية صغيرة تُسمى أيضًا أقطاب EEG — على فروة رأسك. تلتقط هذه الأقطاب النشاط الكهربائي في دماغك وتُسجِّله. ثم تُضخَّم إشارات EEG المُجمَّعة وتُرقمن، ثم تُرسل إلى جهاز كمبيوتر أو جهاز محمول للتخزين ومعالجة البيانات.

يُعد تحليل بيانات EEG طريقة استثنائية لدراسة العمليات المعرفية. ويمكن أن يساعد الأطباء على وضع تشخيص طبي، والباحثين على فهم العمليات الدماغية التي تقوم عليها السلوكيات البشرية، والأفراد على تحسين إنتاجيتهم ورفاههم.

كيف يعمل EEG؟

تنتج المليارات من الخلايا في دماغك إشارات كهربائية صغيرة جدًا تشكّل أنماطًا غير خطية تُسمى الموجات الدماغية. يقيس جهاز EEG النشاط الكهربائي في القشرة المخية، وهي الطبقة الخارجية من الدماغ، أثناء اختبار EEG. تُوضَع مستشعرات EEG على رأس المشارك، ثم تكتشف الأقطاب الموجات الدماغية بطريقة غير جراحية من الشخص الخاضع للاختبار.

يمكن لمستشعرات EEG تسجيل ما يصل إلى عدة آلاف من اللقطات للنشاط الكهربائي المتولّد في الدماغ خلال ثانية واحدة. تُرسل الموجات الدماغية المسجَّلة إلى المضخمات، ثم إلى جهاز كمبيوتر أو إلى السحابة لمعالجة البيانات. ويمكن تسجيل الإشارات المضخَّمة، التي تشبه الخطوط المتموجة، على جهاز كمبيوتر أو جهاز محمول أو في قاعدة بيانات سحابية.

تُعد برمجيات الحوسبة السحابية ابتكارًا بالغ الأهمية في معالجة بيانات EEG، إذ تتيح التحليل اللحظي للتسجيلات على نطاق واسع — ففي الأيام الأولى لقياس EEG، كانت الموجات تُسجَّل ببساطة على ورق بياني. وعادةً ما تُظهر أنظمة EEG، في الأبحاث الأكاديمية والتجارية، البيانات على هيئة سلسلة زمنية أو كتدفق مستمر من الجهود الكهربائية.

موجات EEG المسجَّلة على ورق بياني

موجات EEG المسجَّلة رقميًا

موجات EEG في برنامج حديث لتصور الدماغ

من أجل رسم خريطة للنشاط الكهربائي للدماغ، من الأفضل الحصول على قياسات EEG من الإشارات عبر العديد من البُنى القشرية المختلفة المنتشرة في أنحاء سطح الدماغ.

موجات EEG في مخطط السلسلة الزمنية في برنامج حديث لتصور الدماغ

أنواع الموجات الدماغية التي يقيسها EEG

تلتقط أقطاب جهاز EEG النشاط الكهربائي المُعبَّر عنه في ترددات EEG مختلفة. وباستخدام خوارزمية تُسمى تحويل فورييه السريع (FFT)، يمكن تمييز إشارات EEG الخام هذه بوصفها موجات مميزة ذات ترددات مختلفة. ويُقاس التردد، الذي يشير إلى سرعة الاهتزازات الكهربائية، بوحدات الدورة في الثانية — إذ يساوي الهرتز الواحد (Hz) دورة واحدة في الثانية. وتُصنَّف الموجات الدماغية بحسب التردد إلى أربعة أنواع رئيسية: بيتا، وألفا، وثيتا، ودلتا.

تتناول الفقرات التالية بعض الوظائف المرتبطة بترددات الدماغ الأربع الرئيسية. وقد وُجد ببساطة أن هذه الوظائف ترتبط بترددات دماغية مختلفة — ولا توجد مطابقة خطية واحدة لواحد بين نطاق ترددي ووظيفة معينة للدماغ.

موجات بيتا (نطاق التردد من 14 هرتز إلى نحو 30 هرتز)

ترتبط موجات بيتا ارتباطًا وثيقًا بحالة الوعي أو اليقظة والانتباه والتأهب. وترتبط موجات بيتا منخفضة السعة بالتركيز النشط، أو بحالة ذهنية مشغولة أو قلقة. وترتبط موجات بيتا أيضًا بالقرارات الحركية (تثبيط الحركة والتغذية الراجعة الحسية للحركة). وعند قياسها بواسطة جهاز EEG، يُشار إلى هذه الإشارات غالبًا باسم موجات بيتا EEG.

موجات ألفا (نطاق التردد من 7 هرتز إلى 13 هرتز)

ترتبط موجات ألفا غالبًا بحالة ذهنية مريحة وهادئة وواضحة. ويمكن العثور على موجات ألفا في المناطق القذالية والخلفية من الدماغ. ويمكن تحفيز موجات ألفا بإغلاق العينين والاسترخاء، ونادرًا ما تكون موجودة أثناء العمليات المعرفية المكثفة مثل التفكير والحساب الذهني وحل المشكلات. لدى معظم البالغين، يتراوح تردد موجات ألفا بين 9 و11 هرتز. وعند قياسها بواسطة جهاز EEG، يُشار إليها غالبًا باسم موجات ألفا EEG.

موجات ثيتا (نطاق التردد من 4 هرتز إلى 7 هرتز)

يُشار إلى النشاط الدماغي ضمن نطاق ترددي يتراوح بين 4 و7 هرتز باسم نشاط ثيتا. وغالبًا ما يُلاحظ إيقاع ثيتا المكتشف في قياس EEG لدى الشباب، خصوصًا في المناطق الصدغية وأثناء فرط التهوية. أما لدى كبار السن، فيُلاحظ نشاط ثيتا ذي السعة التي تزيد على نحو 30 ملي فولت (mV) بدرجة أقل شيوعًا، باستثناء حالات النعاس. وعند قياسها بواسطة جهاز EEG، يُشار إلى هذه الموجات غالبًا باسم موجات ثيتا EEG.

موجات دلتا (نطاق التردد حتى 4 هرتز)

يُوجد نشاط دلتا في الغالب لدى الرضع. وترتبط موجات دلتا بالمراحل العميقة من النوم لدى الأشخاص الأكبر سنًا. وقد سُجِّلت موجات دلتا بين النوبات (بين التشنجات) لدى مرضى نوبات الغياب، التي تنطوي على فترات قصيرة ومفاجئة من فقدان الانتباه.

تتميز موجات دلتا بأنها منخفضة التردد (نحو 3 هرتز) وعالية السعة. ويمكن أن تكون إيقاعات دلتا موجودة أثناء اليقظة — فهي تستجيب لفتح العينين وقد تتعزز أيضًا بفرط التهوية. وعند قياسها بواسطة جهاز EEG، يُشار إليها غالبًا باسم موجات دلتا EEG.

استخدام موجات EEG لفهم كيفية عمل الدماغ

ماذا يُظهر EEG؟

يمتص دماغك المعلومات ويعالجها باستمرار، حتى أثناء النوم. ويولِّد كل هذا النشاط إشارات كهربائية تلتقطها مستشعرات EEG. وهذا يتيح التقاط التغيرات في نشاط الدماغ، حتى إذا لم يكن هناك رد فعل سلوكي ظاهر، مثل الحركة أو تعبير الوجه.

يرصد جهاز EEG التغيرات في الكهرباء التي ينتجها دماغك، وليس الأفكار أو المشاعر. كما أنه لا يرسل أي كهرباء إلى دماغك.

يُعد اكتشاف النشاط عبر القشور الرئيسية للدماغ أمرًا بالغ الأهمية للحصول على بيانات EEG عالية الجودة. ويمكن أن تكون النتائج مؤشرًا بديلًا لتقييم الحالات العاطفية المتأثرة بالمثيرات الخارجية.

تاريخ موجز لـ EEG

أُجري البحث في ظواهر النشاط الكهربائي في الدماغ على الحيوانات منذ عام 1875، عندما نشر الطبيب ريتشارد كاتون نتائجه من تجاربه على الأرانب والقرود في المجلة الطبية البريطانية.

في عام 1890، وضع أدولف بيك أقطابًا مباشرة على سطح دماغ كلب وأرنب لاختبار التحفيز الحسي. وأدت ملاحظته للنشاط الكهربائي الدماغي المتقلب إلى اكتشاف الموجات الدماغية وإلى تحوّل EEG إلى مجال علمي.

يُنسب إلى الفسيولوجي والطبيب النفسي الألماني هانس بيرغر تسجيل أول موجات EEG بشرية في عام 1924. واخترع بيرغر جهاز التخطيط الكهربي للدماغ، وهو جهاز يسجل إشارات EEG. وفي كتابه “أصول EEG”، وصف الكاتب ديفيد ميليت هذا الاختراع بأنه “أحد أكثر التطورات إثارة للدهشة وملحوظةً وأهمية في تاريخ طب الأعصاب السريري.”

تم الحصول على أول تسجيل EEG بشري بواسطة هانس بيرغر في عام 1924. الإشارة العلوية هي EEG والسفلية هي إشارة توقيت 10 هرتز.

هانس بيرغر، أول شخص سجّل موجات EEG في البشر.

بدأ مجال تخطيط كهربية الدماغ السريري في عام 1935. وقد انبثق من أبحاث عالم الأعصاب فريدريك غيبس، وهاوللويل ديفيس، وويليام لينوكس حول النتوءات الشبيهة بالصرع، وموجات النتوء بين النوبات، والثلاث دورات لنوبات الغياب السريرية في EEG. وخلص غيبس والعالم هربرت جاسبر إلى أن النتوءات بين النوبات تمثل سمة مميزة للصرع. وافتُتح أول مختبر EEG في مستشفى ماساتشوستس العام في عام 1936.

في عام 1947، تأسست جمعية EEG الأمريكية، المعروفة الآن باسم الجمعية الأمريكية لعلم وظائف الأعصاب السريري، وعُقد أول مؤتمر دولي لـ EEG.

في خمسينيات القرن العشرين، طوّر ويليام غراي والتر الطبوغرافيا EEG، وهي مكمّل لـ EEG، أتاح رسم خريطة للنشاط الكهربائي عبر سطح الدماغ. وكان هذا شائعًا في ثمانينيات القرن الماضي، لكنه لم يُعتمد قط في علم الأعصاب السائد.

كان ستيفو بوزينوفسكي وليليانا بوزينوفسكا وميهايل سيستاكوف أول العلماء الذين تمكنوا من التحكم في جسم مادي باستخدام جهاز EEG في عام 1988. وفي عام 2011، دخل EEG سوق المستهلكين عندما أطلق رائدَا الأعمال التقنيان تان لي والدكتور جيف ماكيلا الشركة Emotiv.

تُعد تقنيات EEG مثل السماعات والأغطية من مكونات BCI (واجهة الدماغ والحاسوب). ويُشار إلى BCI أيضًا باسم HMI (واجهة الإنسان والآلة)، وMMI (واجهة العقل والآلة)، وBMI (واجهة الدماغ والآلة)، وDNI (الواجهة العصبية المباشرة) — ويمكن لـ DNI فك ترميز الإشارات القادمة من الدماغ وأجزاء أخرى من النظام العصبي. وتهدف BCI إلى تتبع الأداء المعرفي والتحكم في الأجسام الافتراضية والمادية عبر التعلم الآلي للأوامر الذهنية المدربة.

في عام 2017، أصبح المتسابق المصاب بالشلل الرباعي رودريغو هوبنر مندس أول شخص على الإطلاق يقود سيارة فورمولا 1 باستخدام موجاته الدماغية فقط، بفضل سماعة EEG من Emotiv.

فيما يُستخدم EEG؟

الأداء والرفاه

يمكن للرياضيين والمهتمين بالتحسين الحيوي وأي مستهلك مهتم استخدام EEG لـ “تتبع” نشاط دماغهم بالطريقة نفسها التي قد يتتبعون بها عدد الخطوات التي يقطعونها في اليوم. ويمكن لـ EEG قياس الوظائف المعرفية — مثل الانتباه والتشتت، والضغط النفسي والحمل المعرفي (إجمالي قدرة الدماغ على النشاط الذهني المفروض على الذاكرة العاملة في أي لحظة). ويمكن لهذه النتائج أن تكشف رؤى قيّمة حول كيفية استجابة الدماغ لأحداث الحياة اليومية. وتوفّر بيانات EEG تغذية راجعة يمكن استخدامها لوضع استراتيجيات مستندة إلى العلم لتقليل التوتر، وتحسين التركيز، أو تعزيز التأمل.

أبحاث المستهلكين

يمكن أن تكون بيانات EEG أداة بحث للحصول على رؤى المستهلك قوية. وتوفّر استجابات الدماغ تغذية راجعة غير مسبوقة للمستهلكين — إذ يُستخدم EEG لقياس الفجوة بين ما يولي المستهلكون اهتمامًا حقيقيًا له وبين ما يصرحون هم أنفسهم بأنهم أحبوه أو لاحظوه. ويمكن أن يوفّر دمج EEG مع مستشعرات حيوية أخرى مثل تتبع العين، وتحليل تعابير الوجه، وقياسات معدل ضربات القلب فهمًا كاملًا لسلوك العملاء لدى الشركات. ويُسمى استخدام التقنيات العصبية مثل EEG لدراسة استجابات المستهلكين التسويق العصبي.

الرعاية الصحية

نظرًا لأن اختبارات EEG تُظهر نشاط الدماغ أثناء إجراء مضبوط، فقد تحتوي النتائج على معلومات تُستخدم لتشخيص اضطرابات دماغية متعددة. وتُعرض بيانات EEG غير الطبيعية من خلال موجات دماغية غير منتظمة. ويمكن أن تشير بيانات EEG غير الطبيعية إلى علامات خلل في الدماغ، أو إصابة في الرأس، أو اضطرابات النوم، أو مشكلات الذاكرة، أو أورام الدماغ، أو السكتة الدماغية، أو الخرف، أو اضطرابات النوبات مثل الصرع، وغيرها من الحالات. واعتمادًا على التشخيص المقصود، يجمع الأطباء أحيانًا بين EEG واختبارات معرفية، ومراقبة النشاط الدماغي، وتقنيات التصوير العصبي

تشخيص النوبات

غالبًا ما يُوصى بإجراء اختبارات EEG للمرضى الذين يعانون من نشاط نوبات. وفي هذه الحالات، قد يجري الأطباء EEG المتنقل. يسجل EEG المتنقل بشكل مستمر لمدة تصل إلى 72 ساعة، بينما يستغرق EEG التقليدي من ساعة إلى ساعتين. ويُسمح للمريض بالحركة داخل منزله وهو يرتدي سماعة EEG. كما أن إطالة فترة التسجيل تزيد من احتمال تسجيل نشاط دماغي غير طبيعي. ولهذا السبب، يُستخدم EEG المتنقل غالبًا لتشخيص الصرع (EEG للصرع)، واضطرابات النوبات أو اضطرابات النوم.

دراسة النوم لاضطرابات النوم

يقيس اختبار EEG للنوم أو اختبار “تعدد تخطيط النوم” نشاط الجسم بالإضافة إلى إجراء مسح للدماغ. ويراقب فني EEG معدل ضربات القلب والتنفس ومستويات الأكسجين في دمك أثناء إجراء ليلي. يُستخدم تعدد تخطيط النوم في الغالب في الأبحاث الطبية وكاختبار تشخيصي لاضطرابات النوم.

علم الأعصاب الكمي

نظرًا لأن EEG يقيس النشاط الكهربائي في الطبقة الخارجية من الدماغ (القشرة المخية)، فإنه يستطيع التقاط الموجات الدماغية من فروة رأسك. ومن خلال الجمع بين اختبارات الدماغ باستخدام EEG والبيانات المستمدة من تقنيات مراقبة الدماغ الأخرى، يمكن للباحثين الحصول على رؤى جديدة حول التفاعلات المعقدة التي تحدث في أدمغتنا — وكذلك في أجسادنا.

وهذا بالضبط ما يسعى التخطيط الكهربي الكمي للدماغ (qEEG) إلى تحقيقه. يسجل EEG الكمي موجات دماغك تمامًا مثل EEG التقليدي. وباستخدام التعلم الآلي، يقارن qEEG موجات دماغك بموجات دماغ أفراد من الجنس نفسه والفئة العمرية نفسها، لكن ممن لا يعانون من خلل في الدماغ. وتُنشئ عملية qEEG “خريطة” لدماغك من خلال المقارنة الكمية. وهذه العملية شائعة في الفرع الفرعي من علم الأعصاب الذي يُسمى علم الأعصاب الحاسوبي.

يُعد وضع أقطاب EEG جزءًا أساسيًا من نجاح qEEG. وتتبع أماكن وضع أقطاب EEG التقليدية نظام 10-20، وهو معيار معترف به دوليًا لتطبيق الأقطاب المرفقة بفروة رأسك. ويشير “10-20” إلى أن المسافة بين أقطاب EEG تبلغ 10% أو 20% من المسافة الكلية للجمجمة.

يمكن أن يختلف عدد الأقطاب في الجهاز — إذ قد تحتوي بعض أنظمة تسجيل EEG على ما يصل إلى 256 قطبًا. وتستخدم تسجيلات qEEG غطاءً يحتوي على 19 مستشعرًا لجمع البيانات من جميع المناطق الـ19 في فروة رأسك. ونظرًا لأن أقطاب EEG تضخّم الإشارات من الموقع الذي وُضعت فيه، فإن الحصول على خرائط qEEG للدماغ يحدد على مستوى الدماغ سبب الخلل الملحوظ على المستوى السلوكي و/أو المعرفي.

البحث الأكاديمي

ليست نتائج EEG غير الطبيعية هي المعلومات القيّمة الوحيدة المستمدة من نتيجة اختبار EEG. يستخدم العديد من الباحثين EEG الطبيعي في أبحاثهم، بما في ذلك دراسة رائدة عام 1957 حول نشاط الدماغ أثناء نوم حركة العين السريعة REM.

كما أُشير في القسم الخاص بأنواع الموجات الدماغية التي يقيسها EEG، فإن دراسة تسجيلات EEG تكشف عن مجموعة من الترددات الموجودة داخل إشارات الدماغ. وتعكس هذه الترددات حالات انتباه ومعرفة مختلفة. فعلى سبيل المثال، راقب الباحثون نشاط نطاق غاما — المرتبط غالبًا بالانتباه الواعي — أثناء دراسة الاستجابات العصبية خلال التأمل (EEG التأمل).

يرتبط نشاط نطاق غاما بأعلى مستويات الأداء الذهني أو الجسدي. وقد أدت التجارب التي ارتدى فيها شخص جهاز EEG أثناء ممارسته للتأمل العميق إلى نظريات تفيد بأن موجات غاما مرتبطة بالتجارب الواعية أو الحالات الذهنية المتعالية. ومع ذلك، لا يوجد اتفاق بين الباحثين الأكاديميين حول الوظائف المعرفية المرتبطة بنشاط نطاق غاما.

يحتاج الباحثون إلى طريقة لمعالجة وإدارة كل ثروة بيانات الدماغ التي يجمعونها — بل وحتى مشاركتها مع مؤسسات مختلفة. و”المعلوماتية العصبية” هي مجال بحثي يوفر أدوات حاسوبية ونماذج رياضية لـ بيانات علم الأعصاب. وتهدف المعلوماتية العصبية إلى إنشاء تقنيات لتنظيم قواعد البيانات، ومشاركة البيانات، ونمذجة البيانات. وهي تتعامل مع كمية متنوعة من البيانات، إذ يُعرَّف “علم الأعصاب” على نطاق واسع بأنه الدراسة العلمية للجهاز العصبي. ومن بين الفروع الفرعية لعلم الأعصاب علم النفس المعرفي، الذي يستخدم أساليب التصوير العصبي مثل EEG لتحليل أي أجزاء من الدماغ والجهاز العصبي تقوم وراء أي العمليات المعرفية.

أبحاث السوق: استخدام سماعات EEG لفهم الحالة العاطفية والمعرفية

عملية اختبار EEG

التحضير لإجراء EEG

تتضمن الأقسام التالية المتعلقة بمراقبة EEG وتفسيره ونتائجه معلومات للمتلقين الذين يخضعون لاختبارات EEG في بيئة الرعاية الصحية. وأفضل طريقة للاستعداد للاختبار هي دائمًا سؤال المسؤولين عن الاختبار عن تعليمات التحضير المحددة. وقد تختلف تعليمات التحضير حسب حالة الاستخدام — فعلى سبيل المثال، قد تتطلب تسجيلات EEG المخصصة لأبحاث المستهلكين أو البحث الأكاديمي أو الأداء والرفاه أن يكون المشاركون نشطين بدلًا من الاستلقاء.

قادت شركات مثل Emotiv تطورات في تقنية EEG تجعل إجراء الاختبارات ومعالجتها وتفسيرها أسرع وأكثر سهولة. ويمكن إعداد سماعات EEG المحمولة واللاسلكية من Emotiv في أقل من خمس دقائق، كما تتيح للمشارك التحرك بحرية بدلًا من تقييده داخل منشأة اختبار.

قبل اختبار EEG، أخبر المهني الذي يجري الاختبار — سواء كان طبيبًا أو صاحب عمل أو باحثًا — بأي أدوية منتظمة تتناولها. ويُنصح بغسل شعرك في الليلة السابقة للإجراء وتركه خاليًا من أي منتجات. وتجنب شرب أو تناول أي كافيين لمدة لا تقل عن 8 ساعات قبل الاختبار. وإذا كان عليك النوم أثناء إجراء EEG، فقد يُطلب منك تقليل نومك في الليلة السابقة لضمان قدرة دماغك على الاسترخاء بشكل صحيح أثناء الاختبار.

مراقبة EEG

لن تشعر بأي ألم أو انزعاج أثناء إجراء EEG. أثناء إجراء EEG السريري، ستستلقي على سرير أو كرسي مستلقٍ، وسيُطلب منك إغلاق عينيك. ويقيس فني EEG رأسك ويحدد أماكن وضع الأقطاب.

عند بدء الاختبار، تسجل الأقطاب موجات دماغك وترسل النشاط إلى جهاز تسجيل. ثم يحول جهاز EEG البيانات إلى نمط موجي لتفسيرها. وبعد انتهاء التسجيل، سيزيل الفني الأقطاب من فروة رأسك.

تستغرق اختبارات EEG الروتينية في البيئات العلمية أو السريرية من 30 إلى 60 دقيقة لإكمالها، بما في ذلك نحو 20 دقيقة من وقت الإعداد الأولي. وقد تكون اختبارات EEG التي تُجرى لأبحاث المستهلكين أو الأداء الفردي وأبحاث مكان العمل أقصر أو أطول مدةً تبعًا لأغراض الاختبار. وتدعم سماعات EEG اللاسلكية من Emotiv إعدادًا أسرع لهذه الاستخدامات (أقل من خمس دقائق).

لا ينبغي أن تكون هناك حاجة إلى وقت تعافٍ بعد الإجراء. وإذا كنت قد تناولت دواءً تسبب في النعاس من أجل النوم أثناء الاختبار، فقد يوصي مسؤول الاختبار بالانتظار في المنشأة حتى تزول آثاره أو أن يصطحبك شخص إلى المنزل بالسيارة.

الآثار الجانبية لاختبار EEG نادرة. لا تُحدث الأقطاب أي إحساس؛ فهي فقط تسجل نشاط الدماغ. وقد يعاني المصابون بالصرع من نوبة بسبب محفزات مثل الأضواء الوامضة أثناء الإجراء. إن حدوث نوبة أثناء اختبار EEG ليس أمرًا يدعو للخوف — بل قد يساعد الأطباء فعليًا على تشخيص نوع الصرع ومن ثم تخصيص العلاج وفقًا لذلك.

تفسير EEG ونتائج الإجراء

إذا نُصحْت بإجراء اختبار EEG لأسباب سريرية، فسيقوم طبيب متخصص في الجهاز العصبي بتفسير نتائج الاختبار. سيدرس طبيب الأعصاب التسجيل بحثًا عن الأنماط الدماغية الطبيعية وغير الطبيعية. وتكون أنماط الموجات الدماغية واضحة جدًا من خلال خصائص أشكالها الموجية. فعلى سبيل المثال، يُظهر نمط الكبح الاندفاعي، الذي يُلاحظ غالبًا لدى المرضى ذوي الحالات الدماغية غير النشطة مثل الغيبوبة أو التخدير العام، طفرات قصيرة (الاندفاع) تتناوب مع فترات من التسطيح (الكبح).

تتميز أنواع مختلفة من الصرع بأنماط EEG مميزة. ويُلاحظ غالبًا أثناء نوبة غياب نمط الموجة الشوكية — وهو نمط EEG معمّم ومتناظر — حيث يعاني الشخص من فقدان قصير للوعي. أما النوبة البؤرية الجزئية، التي يؤثر فيها نشاط النوبة في منطقة واحدة فقط من الدماغ، فتتميز بنمط إيقاع سريع منخفض الجهد يظهر في قناة بيانات EEG المرتبطة بتلك المنطقة.

ثم يرسل طبيب الأعصاب قياس EEG إلى الطبيب الذي طلب الاختبار. وقد يحدد طبيبك موعدًا لمراجعة صور EEG ومناقشة النتائج معك. وبحسب حالتك، قد يُوصى لك بخدمة تُسمى الارتجاع العصبي عبر EEG أو الارتجاع البيولوجي كمتابعة. فعلى سبيل المثال، قد يشارك الأشخاص الذين يتطلعون إلى تقوية أنماط الموجات الدماغية المرتبطة بالتركيز في العلاج لاضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه.

يساعد العلاج بالارتجاع البيولوجي الأشخاص على التحكم في العمليات الجسدية اللاإرادية. فالشخص الذي يعاني، على سبيل المثال، من ارتفاع ضغط الدم، يمكنه رؤية قياساته الجسدية على شاشة تستقبل بيانات من الأقطاب الموضوعة على جلده. ويساعد مراقبة هذا النشاط على تعليم تمارين الاسترخاء والتمارين الذهنية التي يمكن أن تخفف الأعراض.

وبالمثل، يعتمد الارتجاع العصبي على EEG لتدريب الدماغ على أداء أفضل. أثناء هذا التدريب، يُوصَل المريض بجهاز EEG ويشاهد نشاط دماغه أثناء العمل. وغالبًا ما يشبه ذلك نوعًا من ألعاب الفيديو، حيث “يلعب” المريض اللعبة بدماغه للتحكم في نشاط دماغه. ويحاول المريض تحسين ترددات الدماغ المرتبطة بخلل الدماغ، بالطريقة نفسها التي يعمل بها الرياضي على عضلة ضعيفة. وغالبًا ما يُوصى بالارتجاع العصبي عبر EEG لحالات مثل الصرع والاضطراب ثنائي القطب وADHD والتوحد. ورغم أنه قد يساعد في هذه الاضطرابات، فإنه لا يمكنه علاجها.

أنواع مختلفة من أجهزة EEG

تأتي أجهزة EEG في صورة عدة أجهزة EEG قابلة للارتداء مختلفة. ويكمن الفرق الأساسي على أعلى مستوى بين أجهزة EEG السريرية (المستخدمة في بيئة الرعاية الصحية والبحث العلمي) وأجهزة EEG الاستهلاكية (المستخدمة في أبحاث المستهلكين والبحث الأكاديمي والأداء والرفاه). في الأجهزة السريرية، لا يمكن للمشاركين الحركة أثناء ارتداء الجهاز، ويجب جمع البيانات في بيئة محكومة ومحمية لتجنب تشويه الإشارة. أما أجهزة EEG الاستهلاكية مثل السماعات اللاسلكية من Emotiv فتتيح للمستخدمين مراقبة نشاط الدماغ في أي مكان.

إن الاختلاف بين أنواع أجهزة EEG القابلة للارتداء المختلفة ضروري لدعم متطلبات المهنيين الذين يستخدمون أنظمة EEG والبيئات التي تُجمع فيها البيانات. فعلى سبيل المثال، يحتاج أطباء الأعصاب وعلماء الأعصاب غالبًا إلى كثافة أعلى من المستشعرات لإجراء تحليل البيانات مقارنةً بما قد يحتاجه باحث مستهلك. وبالإضافة إلى وضع أقطاب EEG، توجد بعض الاختلافات الملحوظة الأخرى بين أنظمة EEG التي ينبغي أخذها في الاعتبار.

أغطية EEG مقابل سماعات EEG

ما الفرق بين غطاء EEG وسماعة EEG؟ يكمن الفرق الرئيسي بين هذين النوعين الأكثر شيوعًا من أجهزة EEG القابلة للارتداء في عدد الأقطاب. تتراوح السماعات عادةً بين 5 و20 قطبًا. ويمكن للأغطية دعم المزيد من المستشعرات، نظرًا إلى أنها تمتلك مساحة سطحية أكبر لوضع الأقطاب. وتوفّر أغطية EEG، مثل Emotiv EPOC Flex مستشعرات قابلة للتحريك لتموضع مرن. أما تكوين المستشعرات في سماعات Emotiv Insight و Epoc X فهو ثابت.

EPOC Flex

مستشعرات هلامية أو ملحية

EPOC+ وEPOC X

مستشعرات ملحية

الأقطاب الرطبة مقابل الأقطاب الجافة في EEG

تستخدم أجهزة EEG أساسًا إما أقطابًا رطبة أو جافة. وهناك شكل جديد من الأقطاب يُسمى “أقطاب الوشم”، وهي أقطاب مطبوعة تُوضع مثل الوشم المؤقت. تتيح الأقطاب الرطبة دقة بيانات أفضل لأنها تستخدم جلًا لاصقًا لتحسين التلامس مع فروة الرأس. وتُستخدم الأقطاب الرطبة في الغالب في البيئات السريرية والبحثية. أما الأقطاب الجافة فلا تتطلب جلًا لاصقًا. وغالبًا ما تُستخدم أجهزة EEG ذات الأقطاب الجافة في أبحاث المستهلكين، لأنها تتيح وقت إعداد أسرع. ويقارن الباحثون باستمرار بين مزايا وعيوب الأقطاب الرطبة مقابل الجافة في EEG.

أجهزة EEG السلكية مقابل اللاسلكية

في الأيام الأولى لـ EEG، كان يتعين توصيل المرضى بجهاز EEG في بيئة سريرية. أما الآن، فأصبحت اختبارات EEG اللاسلكية ممكنة، إذ يمكن رقمنة إشارات EEG وإرسالها إلى جهاز التسجيل مثل الهاتف الذكي أو الكمبيوتر أو السحابة. ويمكن إجراء الاختبارات في بيئات متنوعة باستخدام أجهزة EEG المحمولة. ويمكنك إجراء تجربة يرتدي فيها المشاركون سماعات EEG لاسلكية ويمشون عبر حديقة، ولن تكون حركة مشاركك محدودة إلا بمدى نقل البيانات. وإذا كنت بحاجة إلى التحكم في بيئة الاختبار لإعطاء محفزات مثل الأضواء الوامضة، فقد تختار بيئة سريرية — وفي هذه الحالة، لا توجد قيود على استخدام جهاز EEG سلكي.

سماعات EEG السلكية

اتصال بالكابل

سماعة Emotiv EEG اللاسلكية

تقنية البلوتوث اللاسلكية

قياس EEG مقابل تقنيات قياس الدماغ الأخرى

تتمثل ميزة قياس EEG في أنه أقل قياس تدخلي لنشاط الدماغ متاح لدينا، كما يوفر الكثير من المعلومات الكمية أثناء العمليات المعرفية ذات الصلة. وتشمل الطرق الأخرى لدراسة وظيفة الدماغ ما يلي:

• التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI)

• تخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG)

• مطيافية الرنين المغناطيسي النووي (NMR أو MRS)

• تخطيط كهربية قشرة الدماغ

• التصوير المقطعي بالإصدار الفوتوني المفرد (SPECT)

• التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET)

• التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRS)

• الإشارة الضوئية المرتبطة بالحدث (EROS)

مزايا EEG

على الرغم من الحساسية المكانية المنخفضة نسبيًا لـ EEG، فإنه يتمتع بعدة مزايا مقارنة ببعض تقنيات تصوير الدماغ وأبحاث الدماغ المذكورة سابقًا:

• يمتاز EEG بدقة زمنية عالية جدًا مقارنةً بـ fMRI. ويمكنه التقاط ردود الفعل السريعة جدًا للدماغ التي تحدث في أجزاء من الألف من الثانية، مما يتيح مزامنة دقيقة لما يحدث في الدماغ وفي البيئة. ويُسجَّل EEG بمعدلات أخذ عينات تتراوح بين 250 و2000 هرتز في البيئات السريرية والبحثية. ويمكن لأنظمة جمع بيانات EEG الأحدث تسجيل معدلات أخذ عينات تزيد على 20,000 هرتز إذا لزم الأمر.

• تكاليف أقل بكثير للأجهزة وتكلفة إجمالية للملكية (TCO).

• تُجمع بيانات EEG بطريقة غير جراحية، على عكس تخطيط كهربية قشرة الدماغ، الذي يتطلب جراحة أعصاب لوضع الأقطاب مباشرة على سطح الدماغ.

• يمكن استخدام مستشعرات EEG المحمولة في أماكن أكثر من fMRI أو SPECT أو PET أو MRS أو MEG، إذ تعتمد هذه التقنيات على معدات ثقيلة ومكلفة وغير قابلة للنقل.

• EEG صامت، مما يتيح دراسة الاستجابات للمثيرات السمعية.

• مقارنةً بـ fMRI وMRI، لا يوجد خطر جسدي مرتبط بجهاز EEG. فـ fMRI وMRI يعتمدان على مغناطيسات قوية تمنع استخدامهما من قبل المرضى الذين لديهم أجهزة معدنية مثل منظمات ضربات القلب.

• يمكن أن يؤدي fMRI وPET وMRS وSPECT إلى تفاقم رهاب الأماكن المغلقة، مما قد يفسد نتائج الاختبار. ولا يسبب EEG رهاب الأماكن المغلقة لأن المشاركين لا يُحاصرون في مساحة صغيرة.

• تتيح عمليات مسح EEG الاستهلاكية مزيدًا من حركة المشاركين أثناء الاختبار، على عكس معظم تقنيات التصوير العصبي الأخرى.

• لا ينطوي EEG على التعرض للمواد المشعة المرتبطة باللواقط، على عكس التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني، أو المجالات المغناطيسية العالية مثل MRI أو fMRI.

• لا ينطوي EEG على التعرض لمجالات مغناطيسية عالية الشدة (>1 تسلا).

• مقارنةً بطرق الاختبار السلوكي، يمكن لـ EEG اكتشاف المعالجة الخفية (المعالجة التي لا تتطلب استجابة). وتُستخدم هذه التقنية أيضًا مع المشاركين غير القادرين على إبداء استجابة حركية.

• تتميز EEG بحاجز دخول منخفض للاستخدام الاستهلاكي، لذا فهي أداة قوية لتتبع وتسجيل نشاط الدماغ أثناء أنشطة الحياة اليومية المختلفة، مما يتيح عددًا شبه غير محدود من التطبيقات.

• يمكن لتحليل نوم EEG أن يشير إلى جوانب مهمة من توقيت تطور الدماغ، بما في ذلك تقييم نضج دماغ المراهقين.

• يوجد فهم أوضح للإشارة المقاسة باستخدام EEG مقارنةً بتصوير BOLD (الاعتماد على مستوى الأكسجين في الدم) المستخدم في fMRI.

ألعاب EEG

جرى تكييف تقنية EEG لعالم الألعاب لأغراض طبية وترفيهية على حد سواء. وتستخدم الشركات EEG لتوفير طرق للتفاعل مع ألعاب الفيديو في VR وAR وBCI. تكتشف أجهزة EEG الإشارة وتفسر الخوارزميات في البرمجيات موجات دماغك للتحكم في الشخصية الافتراضية على الشاشة.

تُعد سماعة EPOC من Emotiv أول واجهة دماغ-حاسوب عالية الدقة (BCI) قادرة على مراقبة وتفسير الأفكار والعواطف الواعية وغير الواعية. ويمكن لـ BCI اكتشاف الموجات الدماغية المعقدة لـ 30 تعبيرًا وعاطفةً وفعلًا مختلفًا. ويجري هذا الاكتشاف من خلال التعلم الآلي. وقد دُرِّبت خوارزميات التعلم الآلي على التعرف على أنماط الدماغ التي تحدث أثناء معالجة المشارك للتعبيرات والعواطف والأفعال المختلفة.

عندما تلتقط الخوارزميات موجة دماغ EEG ضمن مجموعة بياناتها، يمكن لـ BCI ربط النمط بأمر مادي أو رقمي. فعلى سبيل المثال، التفكير في كلمة تحفيز مثل “ادفع!” سيجعل صورتك الرمزية تدفع جسمًا خارج مسارها.

TechCrunch TV: أجهزة تُتحكم بها بالذهن والمزيد باستخدام EEG

حالات استخدام EEG

هناك العديد من التطبيقات الحديثة لقياس EEG. وتشمل بعض حالات الاستخدام البارزة ما يلي:

• علم الأعصاب

• برامج تعليم الدماغ

• التسويق العصبي

• دراسات النوم

• واجهة الدماغ والحاسوب (BCI)

• الأداء المعرفي

• القياس الذاتي

• الحالات العاطفية

• العلاج لاضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه

• الاضطرابات العصبية

• مزامنة الموجات الدماغية

• العلاج السلوكي المعرفي

• المعلوماتية العصبية

• ألعاب الموجات الدماغية

• ملحقات الواقع المعزز والافتراضي AR وVR

• عسر البلع والخرف

• إعادة التأهيل بعد السكتة الدماغية

• اختبارات الذاكرة العاملة (N-back)

ملاحظة: هذه مجرد معلومات عامة حول EEG. تُستخدم منتجات Emotiv لأغراض البحث والاستخدام الشخصي فقط. لا تُباع منتجاتنا كأجهزة طبية وفقًا للتعريف الوارد في التوجيه الأوروبي 93/42/EEC. منتجاتنا غير مصممة أو مخصصة للاستخدام في تشخيص المرض أو علاجه.