ইইজি গাইড
ইইজি গাইড
ইইজি গাইড
***অস্বীকৃতি - Emotiv পণ্যগুলি শুধুমাত্র গবেষণা-ভিত্তিক প্রয়োগ এবং ব্যক্তিগত ব্যবহারের জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি। EU নির্দেশিকা 93/42/EEC-এ সংজ্ঞায়িত Medical Devices হিসেবে আমাদের পণ্যগুলো বিক্রি করা হয় না। আমাদের পণ্যগুলি রোগ নির্ণয় বা চিকিৎসার জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি নয় এবং সেভাবে নকশাও করা হয়নি।
EEG-এর সংজ্ঞা
EEG-এর পূর্ণরূপ “electroencephalography”, যা মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ রেকর্ড করার একটি electrophysiological প্রক্রিয়া। EEG মস্তিষ্ক দ্বারা উৎপন্ন বৈদ্যুতিক কার্যকলাপের পরিবর্তন পরিমাপ করে। ভোল্টেজের পরিবর্তন আসে নিউরন নামে পরিচিত কিছু মস্তিষ্ককোষের ভেতর এবং তাদের মধ্যে ionic current থেকে।
EEG কী?
একটি EEG পরীক্ষা মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মূল্যায়ন করে। EEG স্ক্যান করা হয় EEG সেন্সর—ছোট ধাতব ডিস্ক, যেগুলোকে EEG electrode-ও বলা হয়—আপনার স্ক্যাল্পে বসিয়ে। এই electrode-গুলো আপনার মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ গ্রহণ করে এবং রেকর্ড করে। সংগৃহীত EEG সিগন্যালগুলোকে amplify, digitize করে তারপর সংরক্ষণ এবং data processing-এর জন্য কম্পিউটার বা মোবাইল ডিভাইসে পাঠানো হয়।
EEG ডেটা বিশ্লেষণ করা জ্ঞানীয় প্রক্রিয়া অধ্যয়নের একটি অসাধারণ উপায়। এটি ডাক্তারদের চিকিৎসা-সংক্রান্ত diagnosis স্থাপন করতে, গবেষকদের মানুষের আচরণের ভিত্তি তৈরি করা brain process বুঝতে, এবং ব্যক্তিদের তাদের উৎপাদনশীলতা ও সুস্থতা উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে।
EEG কীভাবে কাজ করে?
আপনার মস্তিষ্কের কোটি কোটি কোষ খুব ছোট বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে, যা brainwave নামে non-linear pattern গঠন করে। একটি EEG test-এর সময় EEG machine cerebral cortex-এ, অর্থাৎ মস্তিষ্কের বাইরের স্তরে, বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ পরিমাপ করে। EEG সেন্সর participant-এর মাথায় বসানো হয়, তারপর electrode-গুলো non-invasively subject থেকে brainwave শনাক্ত করে।
EEG সেন্সর একটি একক সেকেন্ডের মধ্যে মস্তিষ্কে সৃষ্ট বৈদ্যুতিক কার্যকলাপের কয়েক হাজার snapshot পর্যন্ত রেকর্ড করতে পারে। রেকর্ড করা brainwave-গুলোকে amplifier-এ, তারপর data process করার জন্য কম্পিউটার বা cloud-এ পাঠানো হয়। বক্র রেখার মতো দেখতে এই amplified signal-গুলো কম্পিউটার, মোবাইল ডিভাইস বা cloud database-এ রেকর্ড করা যেতে পারে।
Cloud-computing সফটওয়্যারকে EEG data processing-এ একটি গুরুত্বপূর্ণ উদ্ভাবন হিসেবে ধরা হয়, কারণ এটি বড় পরিসরে recording-এর real-time analysis সম্ভব করে — EEG measurement-এর শুরুর দিকে তরঙ্গগুলো কেবল graph paper-এ রেকর্ড করা হতো। Academic এবং commercial research-এ EEG system সাধারণত ডেটাকে time series হিসেবে, অথবা voltage-এর একটি ধারাবাহিক প্রবাহ হিসেবে দেখায়।
গ্রাফ পেপারে রেকর্ড করা EEG তরঙ্গ
ডিজিটালি রেকর্ড করা EEG তরঙ্গ
আধুনিক brain visualizer software-এ EEG তরঙ্গ
মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মানচিত্রায়িত করতে হলে, মস্তিষ্কের পৃষ্ঠ জুড়ে নানা cortical structure থেকে আসা signal-এর মাধ্যমে EEG measurement নেওয়া ভালো।
আধুনিক brain visualizer time series graph-এ EEG তরঙ্গ
EEG যে ধরনের Brainwave মাপে
EEG device-এর electrode-গুলো বিভিন্ন EEG frequency-তে প্রকাশিত বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ সংগ্রহ করে। Fast Fourier Transform (FFT) নামে একটি algorithm ব্যবহার করে, এই raw EEG signal-গুলোকে ভিন্ন ভিন্ন frequency-র পৃথক wave হিসেবে শনাক্ত করা যায়। Frequency, যা বৈদ্যুতিক oscillation-এর গতি বোঝায়, cycles per second-এ মাপা হয় — এক Hertz (Hz) = এক cycle per second। Brainwave-গুলো frequency অনুযায়ী চারটি প্রধান ধরনের মধ্যে ভাগ করা হয়: Beta, Alpha, Theta এবং Delta।
নিচের অনুচ্ছেদগুলো চারটি প্রধান brain frequency-র সঙ্গে সম্পর্কিত কিছু function আলোচনা করে। এই function-গুলোকে কেবল বিভিন্ন brain frequency-র সঙ্গে সম্পর্কিত হিসেবে পাওয়া গেছে — একটি frequency band এবং মস্তিষ্কের নির্দিষ্ট একটি function-এর মধ্যে এক-এক করে সরল correspondence নেই।
Beta Waves (frequency range 14 Hz থেকে প্রায় 30 Hz)
Beta waves সচেতন থাকা বা জাগ্রত, মনোযোগী ও সতর্ক অবস্থার সঙ্গে সবচেয়ে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। কম-আয়তনের beta waves সক্রিয় মনোসংযোগের সঙ্গে, অথবা ব্যস্ত বা উদ্বিগ্ন মানসিক অবস্থার সঙ্গে সম্পর্কিত। Beta waves motor decision-এর সঙ্গেও সম্পর্কিত (movement দমন এবং motion-এর sensory feedback)। EEG device দিয়ে মাপা হলে এই সংকেতগুলোকে প্রায়ই EEG beta waves বলা হয়।
Alpha Waves (frequency range 7 Hz থেকে 13 Hz)
Alpha waves প্রায়ই শিথিল, শান্ত এবং স্বচ্ছ মানসিক অবস্থার সঙ্গে সম্পর্কিত। Alpha waves occipital এবং posterior অঞ্চলে পাওয়া যায়। চোখ বন্ধ করে আরাম করলে alpha waves উদ্দীপিত হতে পারে, এবং চিন্তা, mental calculus ও problem-solving-এর মতো তীব্র জ্ঞানীয় প্রক্রিয়ার সময় এগুলো খুব কমই দেখা যায়। অধিকাংশ প্রাপ্তবয়স্কের ক্ষেত্রে alpha waves-এর frequency 9 থেকে 11 Hz-এর মধ্যে থাকে। EEG device দিয়ে মাপা হলে এগুলোকে প্রায়ই EEG alpha waves বলা হয়।
Theta Waves (frequency range 4 Hz থেকে 7 Hz)
4 এবং 7 Hz-এর মধ্যে থাকা frequency range-এর brain activity-কে Theta activity বলা হয়। EEG measurement-এ সনাক্ত Theta rhythm প্রায়ই তরুণ প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে, বিশেষত temporal অঞ্চল জুড়ে এবং hyperventilation-এর সময় দেখা যায়। বয়স্ক ব্যক্তিদের মধ্যে, প্রায় 30 millivolts (mV)-এর বেশি amplitude-যুক্ত theta activity তুলনামূলকভাবে কম দেখা যায়, drowsiness-এর সময় ছাড়া। EEG device দিয়ে মাপা হলে এগুলোকে প্রায়ই EEG theta waves বলা হয়।
Delta Waves (frequency range 4 Hz পর্যন্ত)
Delta activity প্রধানত শিশুদের মধ্যে পাওয়া যায়। বয়স্ক subject-দের ক্ষেত্রে গভীর ঘুমের স্তরের সঙ্গে delta waves সম্পর্কিত। absence seizure-যুক্ত রোগীদের ক্ষেত্রে seizure-এর মাঝের সময়ে (interictally) delta waves নথিভুক্ত হয়েছে, যেখানে স্বল্প, আকস্মিক মনোযোগহীনতার পর্ব দেখা যায়।
Delta waves নিম্ন-ফrequency (প্রায় 3 Hz), উচ্চ amplitude-যুক্ত wave হিসেবে চিহ্নিত। জাগ্রত অবস্থাতেও delta rhythm উপস্থিত থাকতে পারে — এগুলো চোখ খোলার প্রতি সাড়া দেয় এবং hyperventilation-এর মাধ্যমে আরও বাড়তে পারে। EEG device দিয়ে মাপা হলে এগুলোকে প্রায়ই EEG delta waves বলা হয়।
মস্তিষ্ক কীভাবে কাজ করে তা বোঝার জন্য EEG তরঙ্গ ব্যবহার
EEG কী দেখায়?
আপনার মস্তিষ্ক ক্রমাগত তথ্য শোষণ ও প্রক্রিয়াকরণ করে, আপনি ঘুমালেও। এই সব কার্যকলাপ বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে, যা EEG সেন্সর ধরতে পারে। ফলে আচরণগত কোনো দৃশ্যমান প্রতিক্রিয়া না থাকলেও, যেমন নড়াচড়া বা মুখের অভিব্যক্তি, মস্তিষ্কের কার্যকলাপের পরিবর্তন ধরা যায়।
একটি EEG monitor আপনার মস্তিষ্ক যে বিদ্যুৎ তৈরি করে তা পরিবর্তন করে, কিন্তু চিন্তা বা অনুভূতি নয়। এটি আপনার মস্তিষ্কে কোনো বিদ্যুৎ পাঠায় না।
মস্তিষ্কের প্রধান cortex জুড়ে কার্যকলাপ শনাক্ত করা উচ্চমানের EEG ডেটা পাওয়ার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। বাহ্যিক stimulus দ্বারা প্রভাবিত আবেগগত অবস্থাগুলো মূল্যায়নের জন্য ফলাফল একটি proxy হিসেবে কাজ করতে পারে।
EEG-এর সংক্ষিপ্ত ইতিহাস
মস্তিষ্কে বৈদ্যুতিক কার্যকলাপের phenomenon নিয়ে গবেষণা 1875 সাল পর্যন্ত প্রাণীদের ওপর করা হয়েছিল, যখন চিকিৎসক Richard Caton ব্রিটিশ মেডিক্যাল জার্নালে খরগোশ ও বানরের ওপর করা পরীক্ষার ফল প্রকাশ করেন।
1890 সালে Adolf Beck একটি কুকুর ও একটি খরগোশের মস্তিষ্কের পৃষ্ঠে সরাসরি electrode বসিয়ে sensory stimulation পরীক্ষা করেন। মস্তিষ্কের ওঠানামাযুক্ত বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ সম্পর্কে তার পর্যবেক্ষণ brainwave আবিষ্কারের দিকে নিয়ে যায় এবং EEG-কে একটি বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্র হিসেবে প্রতিষ্ঠিত হতে সাহায্য করে।
জার্মান physiologist ও psychiatrist Hans Berger 1924 সালে প্রথম মানব EEG brainwave রেকর্ড করার কৃতিত্ব পান। Berger electroencephalogram উদ্ভাবন করেন, যা EEG signal রেকর্ড করে। তাঁর বই “The Origins of EEG”-এ লেখক David Millet এই উদ্ভাবনকে “ক্লিনিক্যাল neurology-এর ইতিহাসে সবচেয়ে বিস্ময়কর, অসাধারণ এবং যুগান্তকারী উন্নয়নগুলোর একটি” হিসেবে বর্ণনা করেছেন।
প্রথম মানব EEG রেকর্ডিং Hans Berger 1924 সালে পেয়েছিলেন। উপরের signal হলো EEG এবং নিচেরটি 10 Hz timing signal।
Hans Berger, মানুষের মধ্যে EEG brainwave রেকর্ড করা প্রথম ব্যক্তি।
ক্লিনিক্যাল electroencephalography-এর ক্ষেত্র শুরু হয় 1935 সালে। এটি epilepsy-সদৃশ spike, interictal spike waves এবং clinical absence EEG seizure-এর তিনটি cycle নিয়ে neuroscientist Frederic Gibbs, Hallowell Davis এবং William Lennox-এর গবেষণা থেকে উদ্ভূত হয়। Gibbs এবং scientist Herbert Jasper সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে interictal spike হলো epilepsy-এর একটি স্বতন্ত্র signature। প্রথম EEG laboratory 1936 সালে Massachusetts General Hospital-এ খোলা হয়।
1947 সালে, The American EEG Society, যা এখন দি আমেরিকান ক্লিনিক্যাল নিউরোফিজিওলজি সোসাইটি নামে পরিচিত, প্রতিষ্ঠিত হয় এবং প্রথম International EEG Congress অনুষ্ঠিত হয়।
1950-এর দশকে William Grey Walter EEG topography তৈরি করেন, যা EEG-এর একটি supplement, এবং যার ফলে মস্তিষ্কের পৃষ্ঠজুড়ে বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মানচিত্রায়ণ সম্ভব হয়। এটি 1980-এর দশকে জনপ্রিয় ছিল, কিন্তু মূলধারার neurology-তে কখনও গৃহীত হয়নি।
Stevo Bozinovski, Liljana Bozinovska, এবং Mihail Sestakov 1988 সালে EEG machine ব্যবহার করে প্রথম একটি ভৌত বস্তু নিয়ন্ত্রণে সফল হন। 2011 সালে, tech entrepreneur Tan Le এবং Dr. Geoff Mackellar কোম্পানি Emotiv চালু করলে EEG ভোক্তা বাজারে প্রবেশ করে।
headset এবং cap-এর মতো EEG technology হলো BCI (Brain-Computer Interface)-এর উপাদান। BCI-কে HMI (Human Machine Interface), MMI (Mind Machine Interface), BMI (Brain Machine Interface) এবং DNI (Direct Neural Interface)-ও বলা হয় — DNI মস্তিষ্ক এবং স্নায়ুতন্ত্রের অন্যান্য অংশের signal decode করতে পারে। BCI-এর লক্ষ্য হলো cognitive performance ট্র্যাক করা এবং trained mental command-এর machine learning-এর মাধ্যমে virtual ও physical উভয় বস্তু নিয়ন্ত্রণ করা।
2017 সালে, quadriplegic racer Rodrigo Hübner Mendes মাত্র নিজের brainwave ব্যবহার করে প্রথম ব্যক্তি হিসেবে একটি Formula 1 car চালান, Emotiv EEG Headset-এর সহায়তায়।
EEG কী কাজে ব্যবহৃত হয়?
পারফরম্যান্স ও সুস্থতা
অ্যাথলেট, biohacker, এবং যে কোনো আগ্রহী ভোক্তা EEG ব্যবহার করে তাদের মস্তিষ্কের কার্যকলাপকে একইভাবে “ট্র্যাক” করতে পারেন, যেভাবে তারা দিনে কতগুলো পদক্ষেপ নিলেন তা ট্র্যাক করতে পারেন। EEG cognitive function পরিমাপ করতে পারে — যেমন মনোযোগ ও বিভ্রান্তি, চাপ এবং cognitive load (working memory-তে যে কোনো মুহূর্তে মানসিক কার্যকলাপের জন্য মস্তিষ্কের মোট ধারণক্ষমতা)। এই পর্যবেক্ষণগুলো দৈনন্দিন জীবনের ঘটনায় মস্তিষ্ক কীভাবে প্রতিক্রিয়া জানায় সে সম্পর্কে মূল্যবান insight দিতে পারে। EEG ডেটা এমন feedback দেয়, যা বৈজ্ঞানিকভাবে অবহিত কৌশল নকশা করতে ব্যবহৃত হতে পারে, যাতে চাপ কমানো, মনোযোগ বাড়ানো বা meditation উন্নত করা যায়।
ভোক্তা গবেষণা
EEG ডেটা ভোক্তা insight-এর জন্য একটি শক্তিশালী সার্চ-টুল হতে পারে। মস্তিষ্কের প্রতিক্রিয়া অভূতপূর্ব ভোক্তা feedback প্রদান করে — কারণ EEG ব্যবহার করা হচ্ছে ভোক্তারা আসলে কিসে মনোযোগ দেয় এবং তারা নিজেদের পছন্দ বা লক্ষ্য করার বিষয়ে কী বলে তার মধ্যে ফাঁকটি পরিমাপ করতে। eye-tracking, facial expression analysis, এবং heart rate measurement-এর মতো অন্যান্য biometric sensor-এর সঙ্গে EEG যুক্ত করলে কোম্পানিগুলোর কাছে গ্রাহক আচরণের একটি সম্পূর্ণ ধারণা পাওয়া যায়। ভোক্তার প্রতিক্রিয়া অধ্যয়নে EEG-এর মতো neurotechnology ব্যবহারকে neuromarketing বলা হয়।
স্বাস্থ্যসেবা
যেহেতু EEG test একটি নিয়ন্ত্রিত প্রক্রিয়ার সময় মস্তিষ্কের কার্যকলাপ দেখায়, তাই ফলাফলে বিভিন্ন brain disorder নির্ণয়ের জন্য ব্যবহারযোগ্য তথ্য থাকতে পারে। অস্বাভাবিক EEG ডেটা অনিয়মিত brainwave-এর মাধ্যমে প্রদর্শিত হয়। অস্বাভাবিক EEG ডেটা brain dysfunction, head trauma, sleep disorder, memory problem, brain tumor, stroke, dementia, epilepsy-এর মতো seizure disorder এবং আরও বিভিন্ন অবস্থার লক্ষণ নির্দেশ করতে পারে। নির্ধারিত diagnosis অনুযায়ী, ডাক্তাররা কখনও কখনও EEG-কে cognitive test, brain activity monitoring এবং neuroimaging technique-এর সঙ্গে মিলিয়ে নেন
Seizure নির্ণয়
যেসব রোগী seizure activity অনুভব করছেন, তাদের প্রায়ই EEG test করার পরামর্শ দেওয়া হয়। এসব ক্ষেত্রে ডাক্তাররা একটি ambulatory EEG করতে পারেন। একটি ambulatory EEG টানা 72 ঘণ্টা পর্যন্ত রেকর্ড করে, যেখানে traditional EEG সাধারণত 1-2 ঘণ্টা স্থায়ী হয়। EEG headset পরে রোগীকে নিজের বাড়ির ভেতরে চলাফেরা করার অনুমতি দেওয়া হয়। রেকর্ডিং দীর্ঘ হলে অস্বাভাবিক মস্তিষ্কের কার্যকলাপ রেকর্ড হওয়ার সম্ভাবনা বাড়ে। সেই কারণে, ambulatory EEG প্রায়ই epilepsy (EEG epilepsy), seizure disorder বা sleep disorder নির্ণয়ে ব্যবহৃত হয়।
Sleep Disorder-এর জন্য Sleep Study
একটি EEG sleep study বা “polysomnography” test মস্তিষ্কের স্ক্যান করার পাশাপাশি শরীরের কার্যকলাপও মাপে। একটি EEG technologist রাতভর প্রক্রিয়ার সময় আপনার হৃদস্পন্দন, শ্বাস-প্রশ্বাস এবং রক্তে অক্সিজেনের মাত্রা পর্যবেক্ষণ করেন। Polysomnography প্রধানত চিকিৎসা গবেষণায় এবং sleep disorder-এর diagnosis test হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
পরিমাণগত স্নায়ুবিজ্ঞান
যেহেতু EEG মস্তিষ্কের বাইরের স্তর (cerebral cortex)-এ বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মাপে, তাই এটি আপনার স্ক্যাল্প থেকে brainwave ধরতে পারে। EEG brain test-কে অন্যান্য brain monitoring technique-এর ডেটার সঙ্গে যুক্ত করে গবেষকরা আমাদের মস্তিষ্কে — পাশাপাশি আমাদের দেহেও — ঘটতে থাকা জটিল পারস্পরিক ক্রিয়া সম্পর্কে নতুন insight পেতে পারেন।
এটাই ঠিক যা quantitative electroencephalography (qEEG) অর্জন করতে চায়। Quantitative EEG ঐতিহ্যগত EEG-এর মতোই আপনার brainwave রেকর্ড করে। Machine learning ব্যবহার করে qEEG আপনার brainwave-কে একই লিঙ্গ ও বয়সসীমার, কিন্তু brain dysfunction নেই এমন ব্যক্তিদের brainwave-এর সঙ্গে তুলনা করে। qEEG প্রক্রিয়া এই পরিমাণগত তুলনার মাধ্যমে আপনার মস্তিষ্কের একটি “map” তৈরি করে। এই প্রক্রিয়াটি neuroscience-এর যে উপশাখাকে বলা হয় computational neuroscience, সেখানে সাধারণ।
সফল qEEG-এর একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ হলো EEG electrode placement। ঐতিহ্যগত EEG lead placement 10-20 system অনুসরণ করে, যা আপনার স্ক্যাল্পে electrode বসানোর একটি আন্তর্জাতিকভাবে স্বীকৃত মান। “10-20” বলতে EEG lead-এর মধ্যে দূরত্ব বোঝায়, যা খুলি-র মোট দূরত্বের 10% বা 20%।
একটি device-এ electrode-এর সংখ্যা ভিন্ন হতে পারে — কিছু EEG recording system-এ 256টি পর্যন্ত electrode থাকতে পারে। qEEG recording-এ আপনার স্ক্যাল্পের 19টি এলাকা থেকে ডেটা সংগ্রহের জন্য 19-sensor cap ব্যবহার করা হয়। যেহেতু EEG lead যেখানে বসানো হয় সেখানকার সংকেতকে amplify করে, তাই qEEG brain mapping আচরণগত এবং/অথবা জ্ঞানীয় স্তরে দেখা dysfunction-এর কারণকে মস্তিষ্কের স্তরে শনাক্ত করতে সাহায্য করে।
একাডেমিক গবেষণা
অস্বাভাবিক EEG result-ই EEG test result থেকে পাওয়া একমাত্র মূল্যবান তথ্য নয়। বহু গবেষক তাদের গবেষণায় normal EEG ব্যবহার করেন, যার মধ্যে REM sleep-এর সময় brain activity নিয়ে 1957 সালের এক যুগান্তকারী গবেষণাও আছে।
EEG যে ধরনের brainwave মাপে, তা নিয়ে অংশে যেমন বলা হয়েছে, EEG recording অধ্যয়ন করলে brain signal-এর মধ্যে থাকা বিভিন্ন frequency প্রকাশ পায়। এই frequency-গুলো ভিন্ন ভিন্ন মনোযোগ ও জ্ঞানীয় অবস্থাকে প্রতিফলিত করে। উদাহরণস্বরূপ, গবেষকরা meditation (EEG meditation)-এর সময় স্নায়বিক প্রতিক্রিয়া বিশ্লেষণ করতে গিয়ে gamma-band activity (যা প্রায়ই সচেতন মনোযোগের সঙ্গে সম্পর্কিত) পর্যবেক্ষণ করেছেন।
Gamma band activity শীর্ষ মানসিক বা শারীরিক পারফরম্যান্সের সঙ্গে সম্পর্কিত। এমন পরীক্ষায়, যেখানে EEG device পরা একজন subject গভীর meditation অনুশীলন করছেন, এমন তত্ত্বের জন্ম দেয় যে gamma wave সচেতন অভিজ্ঞতা বা transcendental mental state-এর সঙ্গে সম্পর্কিত। তবে gamma-band activity ঠিক কোন cognitive function-এর সঙ্গে সম্পর্কিত, তা নিয়ে academic researcher-দের মধ্যে কোনো ঐকমত্য নেই।
গবেষকদের তাদের সংগৃহীত বিপুল পরিমাণ brain data প্রক্রিয়াকরণ ও পরিচালনার — এবং এমনকি তা ভিন্ন প্রতিষ্ঠানের সঙ্গে ভাগ করে নেওয়ার — একটি উপায় প্রয়োজন। “Neuroinformatics” হলো গবেষণার সেই ক্ষেত্র, যা neuroscience data-র জন্য computational tool এবং mathematical model প্রদান করে। Neuroinformatics-এর লক্ষ্য হলো database সংগঠন, data sharing এবং data modeling-এর প্রযুক্তি তৈরি করা। এটি বহুবিধ ডেটার সঙ্গে সম্পর্কিত, কারণ “neuroscience” বিস্তৃতভাবে স্নায়ুতন্ত্রের বৈজ্ঞানিক অধ্যয়ন হিসেবে সংজ্ঞায়িত। neuroscience-এর উপশাখাগুলোর একটি হলো cognitive psychology, যা EEG-এর মতো neuroimaging method ব্যবহার করে মস্তিষ্ক ও স্নায়ুতন্ত্রের কোন অংশ কোন cognitive process-এর ভিত্তি তা বিশ্লেষণ করে।
বাজার গবেষণা: আবেগগত ও জ্ঞানীয় অবস্থা বোঝার জন্য EEG Headset ব্যবহার
EEG পরীক্ষার প্রক্রিয়া
EEG procedure-এর জন্য প্রস্তুতি
EEG monitoring, interpretation এবং result নিয়ে নিচের অংশগুলোতে স্বাস্থ্যসেবা পরিবেশে EEG test করানো দর্শকদের জন্য তথ্য রয়েছে। পরীক্ষার জন্য প্রস্তুত হওয়ার সেরা উপায় হলো সবসময় test administrator-দের কাছ থেকে নির্দিষ্ট প্রস্তুতির নির্দেশনা জেনে নেওয়া। প্রস্তুতির নির্দেশনা use case অনুযায়ী ভিন্ন হতে পারে — উদাহরণস্বরূপ, consumer research, academic research বা performance and wellness-এর জন্য EEG recording-এ subject-কে শুয়ে না থেকে সক্রিয় থাকতে হতে পারে।
Emotiv-এর মতো কোম্পানিগুলো EEG technology-তে এমন অগ্রগতি এনেছে, যা test করা, process করা এবং interpretation আরও দ্রুত ও সুবিধাজনক করে। Emotiv-এর mobile এবং wireless EEG headset পাঁচ মিনিটেরও কম সময়ে সেট আপ করা যায়, এবং এগুলো participant-কে testing facility-তে সীমাবদ্ধ না রেখে স্বাধীনভাবে চলাচল করতে দেয়।
EEG test-এর আগে, পরীক্ষাটি পরিচালনাকারী professional-কে — তিনি ডাক্তার, employer বা researcher যেই হন না কেন — আপনি নিয়মিত যে সব ওষুধ নেন তা জানান। procedure-এর আগের রাতে চুল ধুয়ে কোনো product ছাড়াই রাখতে বলা হয়। পরীক্ষার কমপক্ষে 8 ঘণ্টা আগে caffeine জাতীয় পানীয় বা খাবার এড়িয়ে চলুন। যদি EEG procedure-এর সময় আপনাকে ঘুমাতে হয়, তাহলে আপনার brain যাতে পরীক্ষার সময় সঠিকভাবে শিথিল হতে পারে সে জন্য আগের রাতে ঘুম সীমিত করতে বলা হতে পারে।
EEG Monitoring
EEG procedure-এর সময় আপনি কোনো ব্যথা বা অস্বস্তি অনুভব করবেন না। একটি clinical EEG procedure-এ আপনাকে একটি bed বা reclining chair-এ শুয়ে থাকতে বলা হবে এবং চোখ বন্ধ করতে বলা হবে। একটি EEG technician আপনার মাথা মেপে কোথায় lead বসাতে হবে তা চিহ্নিত করেন।
পরীক্ষা শুরু হলে, electrode-গুলো আপনার brainwave রেকর্ড করে এবং সেই activity একটি recording machine-এ পাঠায়। তারপর EEG machine ডেটাকে interpretation-এর জন্য একটি wave pattern-এ রূপান্তর করে। recording শেষ হলে technician আপনার স্ক্যাল্প থেকে electrode-গুলো সরিয়ে ফেলবেন।
Scientific বা clinical setting-এ routine EEG test সম্পূর্ণ হতে 30-60 মিনিট লাগে, যার মধ্যে প্রায় 20 মিনিট initial set-up time অন্তর্ভুক্ত। ভোক্তা, individual performance এবং workplace research-এর জন্য পরিচালিত EEG test-এর সময়কাল testing purpose অনুযায়ী ছোট বা বড় হতে পারে। Emotiv-এর wireless EEG headset এই use case-গুলোর জন্য আরও দ্রুত সেট আপ সমর্থন করে (পাঁচ মিনিটেরও কম সময়)।
procedure-এর পর কোনো recovery time লাগা উচিত নয়। যদি আপনি test-এর সময় ঘুমানোর জন্য drowsiness সৃষ্টি করা কোনো medication নিয়ে থাকেন, তাহলে test administrator আপনাকে প্রভাব কেটে যাওয়া পর্যন্ত facility-তে অপেক্ষা করার পরামর্শ দিতে পারেন অথবা কাউকে দিয়ে বাড়ি পৌঁছে দিতে বলতে পারেন।
EEG test-এর side effect বিরল। electrode কোনো sensation তৈরি করে না; এগুলো শুধুমাত্র brain activity রেকর্ড করে। epilepsy-যুক্ত ব্যক্তিদের procedure-এর সময় flashing light-এর মতো stimulus থেকে seizure হতে পারে। EEG test-এর সময় seizure হওয়া ভয়ের কিছু নয় — এটি আসলে ডাক্তারদের epilepsy-র ধরন নির্ণয় করতে এবং সেই অনুযায়ী চিকিৎসা সাজাতে সাহায্য করতে পারে।
EEG-এর ব্যাখ্যা ও procedure result
আপনাকে যদি ক্লিনিক্যাল কারণে EEG test-এর পরামর্শ দেওয়া হয়ে থাকে, তাহলে আপনার test result স্নায়ুতন্ত্রে বিশেষজ্ঞ একজন ডাক্তার ব্যাখ্যা করবেন। neurologist normal এবং abnormal brain pattern দেখতে recording অধ্যয়ন করবেন। Brain wave pattern তাদের waveform-এর বৈশিষ্ট্য থেকে খুব সহজেই চেনা যায়। উদাহরণস্বরূপ, burst suppression pattern, যা প্রায়ই coma বা general anesthesia-এর মতো নিষ্ক্রিয় brain state-এ থাকা রোগীদের মধ্যে দেখা যায়, তা brief spike (burst) এবং flatness (suppression)-এর সময়কাল পালাক্রমে দেখায়।
বিভিন্ন ধরনের epilepsy আলাদা EEG pattern দ্বারা চিহ্নিত হয়। spike-wave pattern — একটি generalized, symmetrical EEG pattern — প্রায়ই absence seizure-এর সময় দেখা যায়, যখন একজন ব্যক্তি অল্প সময়ের জন্য অচেতনতা অনুভব করেন। partial focal seizure, যেখানে seizure activity কেবল মস্তিষ্কের একটি অংশকে প্রভাবিত করে, EEG data channel-এ সেই অংশের সঙ্গে সম্পর্কিত low-voltage, fast rhythm pattern দ্বারা চিহ্নিত হয়।
তারপর neurologist EEG measurement test-order করা ডাক্তারকে ফেরত পাঠান। আপনার ডাক্তার EEG image পর্যালোচনা ও ফলাফল নিয়ে আপনার সঙ্গে আলোচনা করতে একটি appointment নির্ধারণ করতে পারেন। আপনার অবস্থার ওপর নির্ভর করে, পরবর্তী ধাপে EEG neurofeedback বা biofeedback নামে একটি service নেওয়ার পরামর্শ দেওয়া হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, focus-এর সঙ্গে সম্পর্কিত brainwave pattern শক্তিশালী করতে চাইলে মানুষ neurofeedback ADHD-এর জন্য থেরাপি গ্রহণ করতে পারে।
Biofeedback therapy subject-দের অনৈচ্ছিক শারীরিক প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করতে সাহায্য করে। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ রক্তচাপের অভিজ্ঞতা থাকা একজন subject ত্বকে বসানো electrode থেকে ডেটা গ্রহণকারী monitor-এ নিজের শারীরিক পরিমাপ দেখতে পারেন। এই কার্যকলাপ পর্যবেক্ষণ শিথিলতা এবং মানসিক ব্যায়াম শেখাতে সাহায্য করে, যা উপসর্গ কমাতে পারে।
একইভাবে, Neurofeedback EEG-এর ওপর নির্ভর করে brain-কে আরও ভালোভাবে কাজ করতে প্রশিক্ষণ দেয়। এই training-এর সময় রোগীকে EEG machine-এর সঙ্গে সংযুক্ত করা হয় এবং নিজের brain activity-কে কাজ করতে দেখা হয়। এটি প্রায়ই এক ধরনের ভিডিও গেমের মতো, যেখানে রোগী নিজের brain দিয়ে গেমটি “খেলে” brain activity নিয়ন্ত্রণ করেন। রোগী brain dysfunction-এর সঙ্গে সম্পর্কিত brain frequency উন্নত করার চেষ্টা করেন, যেমন একজন অ্যাথলেট একটি দুর্বল পেশির ওপর কাজ করেন। EEG neurofeedback প্রায়ই epilepsy, bipolar disorder, ADHD এবং autism-এর মতো অবস্থার জন্য সুপারিশ করা হয়। এটি এসব disorder-এ সাহায্য করতে পারে, তবে সেগুলো নিরাময় করতে পারে না।
বিভিন্ন ধরনের EEG Device
EEG machine কয়েক ধরনের wearable EEG device-এর আকারে আসে। সবচেয়ে উচ্চস্তরে পার্থক্য হলো clinical EEG device (স্বাস্থ্যসেবা ও বৈজ্ঞানিক গবেষণার পরিবেশে ব্যবহৃত) এবং consumer EEG device (consumer research, academic research এবং performance and wellness-এ ব্যবহৃত)-এর মধ্যে। ক্লিনিক্যাল ডিভাইসের ক্ষেত্রে, participant ডিভাইস পরা অবস্থায় নড়াচড়া করতে পারেন না, এবং সিগন্যাল বিকৃত হওয়া এড়াতে ডেটা নিয়ন্ত্রিত ও shielded পরিবেশে সংগ্রহ করতে হয়। Emotiv-এর wireless headset-এর মতো consumer EEG device ব্যবহারকারীকে যেকোনো স্থানে brain activity পর্যবেক্ষণ করতে দেয়।
বিভিন্ন ধরনের wearable EEG device-এর মধ্যে পার্থক্য জরুরি, কারণ EEG system ব্যবহারকারী পেশাজীবী এবং যেসব পরিবেশে ডেটা সংগ্রহ করা হয়, তাদের প্রয়োজনীয়তা ভিন্ন। উদাহরণস্বরূপ, neurologist ও neuroscientist-দের data analysis করতে consumer researcher-এর তুলনায় প্রায়ই বেশি sensor density দরকার হয়। EEG electrode placement-এর পাশাপাশি, EEG system-গুলোর মধ্যে আরও কয়েকটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য বিবেচনা করা দরকার।
EEG Cap বনাম EEG Headset
EEG cap আর EEG headset-এর মধ্যে পার্থক্য কী? এই দুই সবচেয়ে সাধারণ wearable EEG device-এর প্রধান পার্থক্য হলো electrode-এর সংখ্যা। Headset সাধারণত 5-20টি electrode-এর মধ্যে থাকে। Cap আরও বেশি sensor সমর্থন করতে পারে, কারণ electrode বসানোর জন্য এদের পৃষ্ঠতল বড়। EEG cap, যেমন Emotiv EPOC Flex নমনীয় অবস্থান নির্ধারণের জন্য movable sensor দেয়। Emotiv Insight এবং Epoc X headset-এ sensor configuration স্থির।
EPOC Flex
Gel বা Saline sensor
EPOC+ এবং EPOC X
Saline sensor
Wet বনাম Dry EEG Electrode
EEG device প্রধানত wet অথবা dry electrode ব্যবহার করে। সম্প্রতি তৈরি হওয়া electrode-এর একটি ধরন হলো “tattoo electrodes”, যা অস্থায়ী ট্যাটুর মতো প্রয়োগ করা printed electrode। Wet electrode স্ক্যাল্পের সঙ্গে ভালো সংযোগের জন্য adhesive gel ব্যবহার করে বলে আরও ভালো data accuracy দেয়। Wet electrode প্রধানত clinical ও research setting-এ ব্যবহৃত হয়। Dry electrode-এ adhesive gel লাগে না। Dry electrode-যুক্ত EEG device প্রায়ই EEG consumer research-এ ব্যবহৃত হয়, কারণ এতে setup time কম লাগে। গবেষকরা wet বনাম dry EEG electrode-এর সুবিধা-অসুবিধা নিয়ে নিয়মিত তুলনা করছেন।
Wired বনাম Wireless EEG Device
EEG-এর শুরুর দিনে রোগীদের clinical setting-এ EEG machine-এর সঙ্গে সংযুক্ত থাকতে হতো। এখন wireless EEG test সম্ভব, কারণ EEG signal digitize করে smartphone, computer বা cloud-এর মতো recording machine-এ পাঠানো যায়। portable EEG ব্যবহার করে নানা ধরনের পরিবেশে test করা যায়। আপনি এমন একটি experiment করতে পারেন যেখানে subject-রা wireless EEG headset পরে পার্কের মধ্যে হাঁটবেন, এবং আপনার subject-এর movement কেবল data transmission range অনুযায়ী সীমিত থাকবে। flashing light-এর মতো stimulus দিতে test environment নিয়ন্ত্রণ করতে হলে আপনি clinical setting বেছে নিতে পারেন — সে ক্ষেত্রে wired EEG machine ব্যবহারে কোনো সীমাবদ্ধতা নেই।
Wired EEG headset
কেবল সংযোগ
Wireless Emotiv EEG Headset
Bluetooth wireless technology
EEG Measurement বনাম অন্যান্য Brain Measurement Technique
EEG measurement-এর সুবিধা হলো এটি আমাদের হাতে থাকা brain activity মাপার মধ্যে সবচেয়ে কম invasive, এবং প্রাসঙ্গিক cognitive process-এর সময় প্রচুর পরিমাণে quantitative information দেয়। মস্তিষ্কের কার্যকারিতা অধ্যয়নের অন্যান্য পদ্ধতি হলো:
Functional magnetic resonance imaging (fMRI)
Magnetoencephalography (MEG)
Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR or MRS)
Electrocorticography
Single-photon emission computed tomography (SPECT)
Positron emission tomography (PET)
Near-infrared spectroscopy (NIRS)
Event-related optical signal (EROS)
EEG-এর সুবিধা
EEG-এর তুলনামূলকভাবে কম spatial sensitivity থাকা সত্ত্বেও, এটি আগের তালিকাভুক্ত কিছু brain imaging ও brain research technique-এর তুলনায় বেশ কয়েকটি সুবিধা দেয়:
fMRI-এর তুলনায় EEG-এর temporal resolution খুবই উচ্চ। এটি মিলিসেকেন্ড গতিতে ঘটে যাওয়া মস্তিষ্কের দ্রুত প্রতিক্রিয়া ধরতে পারে, যা মস্তিষ্ক ও পরিবেশে কী ঘটছে তা সঠিকভাবে সমন্বয় করতে সাহায্য করে। ক্লিনিক্যাল ও গবেষণার পরিবেশে EEG 250 থেকে 2000 Hz sampling rate-এ রেকর্ড করা হয়। আরও আধুনিক EEG data collection system ইচ্ছা করলে 20,000 Hz-এরও বেশি sampling rate-এ রেকর্ড করতে পারে।
হার্ডওয়্যার খরচ এবং মোট মালিকানা খরচ (TCO) উল্লেখযোগ্যভাবে কম।
Electrocorticography-এর মতো EEG ডেটা non-invasive ভাবে সংগ্রহ করা হয়, যেখানে electrode সরাসরি মস্তিষ্কের পৃষ্ঠে বসাতে neurosurgery লাগে।
fMRI, SPECT, PET, MRS বা MEG-এর তুলনায় mobile EEG sensor আরও বেশি জায়গায় ব্যবহার করা যায়, কারণ এসব technique ভারী, ব্যয়বহুল এবং অচল equipment-এর ওপর নির্ভরশীল।
EEG নীরব, যাতে auditory stimulus-এর প্রতিক্রিয়া অধ্যয়ন করা যায়।
fMRI এবং MRI-এর তুলনায় EEG machine-এর আশেপাশে কোনো ভৌত বিপদ নেই। fMRI এবং MRI শক্তিশালী চুম্বক, যা pacemaker-এর মতো metallic gear-যুক্ত রোগীদের ব্যবহার বাধা দেয়।
fMRI, PET, MRS, এবং SPECT claustrophobia বাড়িয়ে দিতে পারে, যা test result বিকৃত করতে পারে। EEG claustrophobia সৃষ্টি করে না, কারণ subject-রা ছোট জায়গায় আটকে থাকেন না।
অন্যান্য বেশিরভাগ neuroimaging technique-এর তুলনায় consumer EEG scan পরীক্ষার সময় subject-এর আরও বেশি movement অনুমোদন করে।
Positron emission tomography-এর বিপরীতে EEG-তে radioligand-এর সংস্পর্শ নেই, কিংবা MRI বা fMRI-এর মতো উচ্চমাত্রার magnetic field-এর সংস্পর্শও নেই।
EEG-তে উচ্চ-তীব্রতার (>1 tesla) magnetic field-এর সংস্পর্শ নেই।
Behavioral testing method-এর তুলনায় EEG covert processing শনাক্ত করতে পারে (এমন processing যা কোনো response চায় না)। এই প্রযুক্তি এমন subject-দের ক্ষেত্রেও ব্যবহৃত হয়, যারা motor response দিতে অক্ষম।
ভোক্তা ব্যবহারের জন্য EEG-এর প্রবেশ-অবাধা কম, তাই দৈনন্দিন জীবনের বিভিন্ন কার্যকলাপের সময় brain activity ট্র্যাক ও রেকর্ড করার জন্য এটি একটি শক্তিশালী tool, যা প্রায় সীমাহীন সংখ্যক প্রয়োগকে সম্ভব করে।
EEG sleep analysis brain development-এর সময়সূচির গুরুত্বপূর্ণ দিক নির্দেশ করতে পারে, যার মধ্যে কিশোর মস্তিষ্কের পরিপক্বতা মূল্যায়নও অন্তর্ভুক্ত।
fMRI-তে ব্যবহৃত BOLD (Blood-oxygen-level-dependent) imaging-এর তুলনায় EEG দিয়ে ঠিক কোন signal মাপা হয়, সে সম্পর্কে আরও ভালো বোঝাপড়া রয়েছে।
EEG Games
চিকিৎসা ও বিনোদন উভয় উদ্দেশ্যে EEG technology গেমিং জগতে খাপ খাইয়ে নেওয়া হয়েছে। কোম্পানিগুলো VR, AR এবং BCI-তে ভিডিও গেমের সঙ্গে যোগাযোগের উপায় দিতে EEG ব্যবহার করছে। EEG machine signal শনাক্ত করে এবং software-এর algorithm আপনার brainwave ব্যাখ্যা করে পর্দায় থাকা avatar নিয়ন্ত্রণ করে।
Emotiv-এর EPOC headset হলো প্রথম উচ্চ-নির্ভুল brain-computer interface (BCI) যা সচেতন ও অবচেতন চিন্তা এবং আবেগ পর্যবেক্ষণ ও ব্যাখ্যা করতে পারে। BCI 30টি ভিন্ন expression, emotion এবং action-এর জটিল brainwave শনাক্ত করতে পারে। এই শনাক্তকরণ machine learning-এর মাধ্যমে অর্জিত হয়। Machine learning algorithm অংশগ্রহণকারী বিভিন্ন expression, emotion এবং action প্রক্রিয়াকরণের সময় যে brain pattern তৈরি হয় তা চিনতে প্রশিক্ষিত।
Algorithm যখন তার data set-এ কোনো EEG brainwave শনাক্ত করে, BCI তখন সেই pattern-কে একটি physical বা digital command-এর সঙ্গে যুক্ত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, “push!”-এর মতো trigger word ভাবলে আপনার avatar তার পথের সামনে থাকা কোনো বস্তু সরিয়ে দেবে।
TechCrunch TV: EEG ব্যবহার করে Mind Controlled Devices এবং আরও অনেক কিছু
EEG ব্যবহারের ক্ষেত্র
EEG measurement-এর অনেক আধুনিক প্রয়োগ রয়েছে। কিছু উল্লেখযোগ্য use case হলো:
Neuroscience
মস্তিষ্ক শিক্ষা program
Neuromarketing
Sleep Study
Brain Computer Interface (BCI)
Cognitive Performance
Self-Quantification
আবেগগত অবস্থা
ADHD Therapy
স্নায়বিক disorder
Brainwave entrainment
Cognitive behavioral therapy
Neuroinformatics
Brainwave gaming
AR & VR supplement
Dysphagia and Dementia
Stroke rehabilitation
Working memory test (N-back)
Note: এটি EEG সম্পর্কে কেবল সাধারণ তথ্য। Emotiv পণ্যগুলি শুধুমাত্র গবেষণা-ভিত্তিক প্রয়োগ এবং ব্যক্তিগত ব্যবহারের জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি। EU নির্দেশিকা 93/42/EEC-এ সংজ্ঞায়িত Medical Devices হিসেবে আমাদের পণ্যগুলো বিক্রি করা হয় না। আমাদের পণ্যগুলি রোগ নির্ণয় বা চিকিৎসার জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি নয় এবং সেভাবে নকশাও করা হয়নি।
***অস্বীকৃতি - Emotiv পণ্যগুলি শুধুমাত্র গবেষণা-ভিত্তিক প্রয়োগ এবং ব্যক্তিগত ব্যবহারের জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি। EU নির্দেশিকা 93/42/EEC-এ সংজ্ঞায়িত Medical Devices হিসেবে আমাদের পণ্যগুলো বিক্রি করা হয় না। আমাদের পণ্যগুলি রোগ নির্ণয় বা চিকিৎসার জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি নয় এবং সেভাবে নকশাও করা হয়নি।
EEG-এর সংজ্ঞা
EEG-এর পূর্ণরূপ “electroencephalography”, যা মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ রেকর্ড করার একটি electrophysiological প্রক্রিয়া। EEG মস্তিষ্ক দ্বারা উৎপন্ন বৈদ্যুতিক কার্যকলাপের পরিবর্তন পরিমাপ করে। ভোল্টেজের পরিবর্তন আসে নিউরন নামে পরিচিত কিছু মস্তিষ্ককোষের ভেতর এবং তাদের মধ্যে ionic current থেকে।
EEG কী?
একটি EEG পরীক্ষা মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মূল্যায়ন করে। EEG স্ক্যান করা হয় EEG সেন্সর—ছোট ধাতব ডিস্ক, যেগুলোকে EEG electrode-ও বলা হয়—আপনার স্ক্যাল্পে বসিয়ে। এই electrode-গুলো আপনার মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ গ্রহণ করে এবং রেকর্ড করে। সংগৃহীত EEG সিগন্যালগুলোকে amplify, digitize করে তারপর সংরক্ষণ এবং data processing-এর জন্য কম্পিউটার বা মোবাইল ডিভাইসে পাঠানো হয়।
EEG ডেটা বিশ্লেষণ করা জ্ঞানীয় প্রক্রিয়া অধ্যয়নের একটি অসাধারণ উপায়। এটি ডাক্তারদের চিকিৎসা-সংক্রান্ত diagnosis স্থাপন করতে, গবেষকদের মানুষের আচরণের ভিত্তি তৈরি করা brain process বুঝতে, এবং ব্যক্তিদের তাদের উৎপাদনশীলতা ও সুস্থতা উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে।
EEG কীভাবে কাজ করে?
আপনার মস্তিষ্কের কোটি কোটি কোষ খুব ছোট বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে, যা brainwave নামে non-linear pattern গঠন করে। একটি EEG test-এর সময় EEG machine cerebral cortex-এ, অর্থাৎ মস্তিষ্কের বাইরের স্তরে, বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ পরিমাপ করে। EEG সেন্সর participant-এর মাথায় বসানো হয়, তারপর electrode-গুলো non-invasively subject থেকে brainwave শনাক্ত করে।
EEG সেন্সর একটি একক সেকেন্ডের মধ্যে মস্তিষ্কে সৃষ্ট বৈদ্যুতিক কার্যকলাপের কয়েক হাজার snapshot পর্যন্ত রেকর্ড করতে পারে। রেকর্ড করা brainwave-গুলোকে amplifier-এ, তারপর data process করার জন্য কম্পিউটার বা cloud-এ পাঠানো হয়। বক্র রেখার মতো দেখতে এই amplified signal-গুলো কম্পিউটার, মোবাইল ডিভাইস বা cloud database-এ রেকর্ড করা যেতে পারে।
Cloud-computing সফটওয়্যারকে EEG data processing-এ একটি গুরুত্বপূর্ণ উদ্ভাবন হিসেবে ধরা হয়, কারণ এটি বড় পরিসরে recording-এর real-time analysis সম্ভব করে — EEG measurement-এর শুরুর দিকে তরঙ্গগুলো কেবল graph paper-এ রেকর্ড করা হতো। Academic এবং commercial research-এ EEG system সাধারণত ডেটাকে time series হিসেবে, অথবা voltage-এর একটি ধারাবাহিক প্রবাহ হিসেবে দেখায়।
গ্রাফ পেপারে রেকর্ড করা EEG তরঙ্গ
ডিজিটালি রেকর্ড করা EEG তরঙ্গ
আধুনিক brain visualizer software-এ EEG তরঙ্গ
মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মানচিত্রায়িত করতে হলে, মস্তিষ্কের পৃষ্ঠ জুড়ে নানা cortical structure থেকে আসা signal-এর মাধ্যমে EEG measurement নেওয়া ভালো।
আধুনিক brain visualizer time series graph-এ EEG তরঙ্গ
EEG যে ধরনের Brainwave মাপে
EEG device-এর electrode-গুলো বিভিন্ন EEG frequency-তে প্রকাশিত বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ সংগ্রহ করে। Fast Fourier Transform (FFT) নামে একটি algorithm ব্যবহার করে, এই raw EEG signal-গুলোকে ভিন্ন ভিন্ন frequency-র পৃথক wave হিসেবে শনাক্ত করা যায়। Frequency, যা বৈদ্যুতিক oscillation-এর গতি বোঝায়, cycles per second-এ মাপা হয় — এক Hertz (Hz) = এক cycle per second। Brainwave-গুলো frequency অনুযায়ী চারটি প্রধান ধরনের মধ্যে ভাগ করা হয়: Beta, Alpha, Theta এবং Delta।
নিচের অনুচ্ছেদগুলো চারটি প্রধান brain frequency-র সঙ্গে সম্পর্কিত কিছু function আলোচনা করে। এই function-গুলোকে কেবল বিভিন্ন brain frequency-র সঙ্গে সম্পর্কিত হিসেবে পাওয়া গেছে — একটি frequency band এবং মস্তিষ্কের নির্দিষ্ট একটি function-এর মধ্যে এক-এক করে সরল correspondence নেই।
Beta Waves (frequency range 14 Hz থেকে প্রায় 30 Hz)
Beta waves সচেতন থাকা বা জাগ্রত, মনোযোগী ও সতর্ক অবস্থার সঙ্গে সবচেয়ে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। কম-আয়তনের beta waves সক্রিয় মনোসংযোগের সঙ্গে, অথবা ব্যস্ত বা উদ্বিগ্ন মানসিক অবস্থার সঙ্গে সম্পর্কিত। Beta waves motor decision-এর সঙ্গেও সম্পর্কিত (movement দমন এবং motion-এর sensory feedback)। EEG device দিয়ে মাপা হলে এই সংকেতগুলোকে প্রায়ই EEG beta waves বলা হয়।
Alpha Waves (frequency range 7 Hz থেকে 13 Hz)
Alpha waves প্রায়ই শিথিল, শান্ত এবং স্বচ্ছ মানসিক অবস্থার সঙ্গে সম্পর্কিত। Alpha waves occipital এবং posterior অঞ্চলে পাওয়া যায়। চোখ বন্ধ করে আরাম করলে alpha waves উদ্দীপিত হতে পারে, এবং চিন্তা, mental calculus ও problem-solving-এর মতো তীব্র জ্ঞানীয় প্রক্রিয়ার সময় এগুলো খুব কমই দেখা যায়। অধিকাংশ প্রাপ্তবয়স্কের ক্ষেত্রে alpha waves-এর frequency 9 থেকে 11 Hz-এর মধ্যে থাকে। EEG device দিয়ে মাপা হলে এগুলোকে প্রায়ই EEG alpha waves বলা হয়।
Theta Waves (frequency range 4 Hz থেকে 7 Hz)
4 এবং 7 Hz-এর মধ্যে থাকা frequency range-এর brain activity-কে Theta activity বলা হয়। EEG measurement-এ সনাক্ত Theta rhythm প্রায়ই তরুণ প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে, বিশেষত temporal অঞ্চল জুড়ে এবং hyperventilation-এর সময় দেখা যায়। বয়স্ক ব্যক্তিদের মধ্যে, প্রায় 30 millivolts (mV)-এর বেশি amplitude-যুক্ত theta activity তুলনামূলকভাবে কম দেখা যায়, drowsiness-এর সময় ছাড়া। EEG device দিয়ে মাপা হলে এগুলোকে প্রায়ই EEG theta waves বলা হয়।
Delta Waves (frequency range 4 Hz পর্যন্ত)
Delta activity প্রধানত শিশুদের মধ্যে পাওয়া যায়। বয়স্ক subject-দের ক্ষেত্রে গভীর ঘুমের স্তরের সঙ্গে delta waves সম্পর্কিত। absence seizure-যুক্ত রোগীদের ক্ষেত্রে seizure-এর মাঝের সময়ে (interictally) delta waves নথিভুক্ত হয়েছে, যেখানে স্বল্প, আকস্মিক মনোযোগহীনতার পর্ব দেখা যায়।
Delta waves নিম্ন-ফrequency (প্রায় 3 Hz), উচ্চ amplitude-যুক্ত wave হিসেবে চিহ্নিত। জাগ্রত অবস্থাতেও delta rhythm উপস্থিত থাকতে পারে — এগুলো চোখ খোলার প্রতি সাড়া দেয় এবং hyperventilation-এর মাধ্যমে আরও বাড়তে পারে। EEG device দিয়ে মাপা হলে এগুলোকে প্রায়ই EEG delta waves বলা হয়।
মস্তিষ্ক কীভাবে কাজ করে তা বোঝার জন্য EEG তরঙ্গ ব্যবহার
EEG কী দেখায়?
আপনার মস্তিষ্ক ক্রমাগত তথ্য শোষণ ও প্রক্রিয়াকরণ করে, আপনি ঘুমালেও। এই সব কার্যকলাপ বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে, যা EEG সেন্সর ধরতে পারে। ফলে আচরণগত কোনো দৃশ্যমান প্রতিক্রিয়া না থাকলেও, যেমন নড়াচড়া বা মুখের অভিব্যক্তি, মস্তিষ্কের কার্যকলাপের পরিবর্তন ধরা যায়।
একটি EEG monitor আপনার মস্তিষ্ক যে বিদ্যুৎ তৈরি করে তা পরিবর্তন করে, কিন্তু চিন্তা বা অনুভূতি নয়। এটি আপনার মস্তিষ্কে কোনো বিদ্যুৎ পাঠায় না।
মস্তিষ্কের প্রধান cortex জুড়ে কার্যকলাপ শনাক্ত করা উচ্চমানের EEG ডেটা পাওয়ার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। বাহ্যিক stimulus দ্বারা প্রভাবিত আবেগগত অবস্থাগুলো মূল্যায়নের জন্য ফলাফল একটি proxy হিসেবে কাজ করতে পারে।
EEG-এর সংক্ষিপ্ত ইতিহাস
মস্তিষ্কে বৈদ্যুতিক কার্যকলাপের phenomenon নিয়ে গবেষণা 1875 সাল পর্যন্ত প্রাণীদের ওপর করা হয়েছিল, যখন চিকিৎসক Richard Caton ব্রিটিশ মেডিক্যাল জার্নালে খরগোশ ও বানরের ওপর করা পরীক্ষার ফল প্রকাশ করেন।
1890 সালে Adolf Beck একটি কুকুর ও একটি খরগোশের মস্তিষ্কের পৃষ্ঠে সরাসরি electrode বসিয়ে sensory stimulation পরীক্ষা করেন। মস্তিষ্কের ওঠানামাযুক্ত বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ সম্পর্কে তার পর্যবেক্ষণ brainwave আবিষ্কারের দিকে নিয়ে যায় এবং EEG-কে একটি বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্র হিসেবে প্রতিষ্ঠিত হতে সাহায্য করে।
জার্মান physiologist ও psychiatrist Hans Berger 1924 সালে প্রথম মানব EEG brainwave রেকর্ড করার কৃতিত্ব পান। Berger electroencephalogram উদ্ভাবন করেন, যা EEG signal রেকর্ড করে। তাঁর বই “The Origins of EEG”-এ লেখক David Millet এই উদ্ভাবনকে “ক্লিনিক্যাল neurology-এর ইতিহাসে সবচেয়ে বিস্ময়কর, অসাধারণ এবং যুগান্তকারী উন্নয়নগুলোর একটি” হিসেবে বর্ণনা করেছেন।
প্রথম মানব EEG রেকর্ডিং Hans Berger 1924 সালে পেয়েছিলেন। উপরের signal হলো EEG এবং নিচেরটি 10 Hz timing signal।
Hans Berger, মানুষের মধ্যে EEG brainwave রেকর্ড করা প্রথম ব্যক্তি।
ক্লিনিক্যাল electroencephalography-এর ক্ষেত্র শুরু হয় 1935 সালে। এটি epilepsy-সদৃশ spike, interictal spike waves এবং clinical absence EEG seizure-এর তিনটি cycle নিয়ে neuroscientist Frederic Gibbs, Hallowell Davis এবং William Lennox-এর গবেষণা থেকে উদ্ভূত হয়। Gibbs এবং scientist Herbert Jasper সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে interictal spike হলো epilepsy-এর একটি স্বতন্ত্র signature। প্রথম EEG laboratory 1936 সালে Massachusetts General Hospital-এ খোলা হয়।
1947 সালে, The American EEG Society, যা এখন দি আমেরিকান ক্লিনিক্যাল নিউরোফিজিওলজি সোসাইটি নামে পরিচিত, প্রতিষ্ঠিত হয় এবং প্রথম International EEG Congress অনুষ্ঠিত হয়।
1950-এর দশকে William Grey Walter EEG topography তৈরি করেন, যা EEG-এর একটি supplement, এবং যার ফলে মস্তিষ্কের পৃষ্ঠজুড়ে বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মানচিত্রায়ণ সম্ভব হয়। এটি 1980-এর দশকে জনপ্রিয় ছিল, কিন্তু মূলধারার neurology-তে কখনও গৃহীত হয়নি।
Stevo Bozinovski, Liljana Bozinovska, এবং Mihail Sestakov 1988 সালে EEG machine ব্যবহার করে প্রথম একটি ভৌত বস্তু নিয়ন্ত্রণে সফল হন। 2011 সালে, tech entrepreneur Tan Le এবং Dr. Geoff Mackellar কোম্পানি Emotiv চালু করলে EEG ভোক্তা বাজারে প্রবেশ করে।
headset এবং cap-এর মতো EEG technology হলো BCI (Brain-Computer Interface)-এর উপাদান। BCI-কে HMI (Human Machine Interface), MMI (Mind Machine Interface), BMI (Brain Machine Interface) এবং DNI (Direct Neural Interface)-ও বলা হয় — DNI মস্তিষ্ক এবং স্নায়ুতন্ত্রের অন্যান্য অংশের signal decode করতে পারে। BCI-এর লক্ষ্য হলো cognitive performance ট্র্যাক করা এবং trained mental command-এর machine learning-এর মাধ্যমে virtual ও physical উভয় বস্তু নিয়ন্ত্রণ করা।
2017 সালে, quadriplegic racer Rodrigo Hübner Mendes মাত্র নিজের brainwave ব্যবহার করে প্রথম ব্যক্তি হিসেবে একটি Formula 1 car চালান, Emotiv EEG Headset-এর সহায়তায়।
EEG কী কাজে ব্যবহৃত হয়?
পারফরম্যান্স ও সুস্থতা
অ্যাথলেট, biohacker, এবং যে কোনো আগ্রহী ভোক্তা EEG ব্যবহার করে তাদের মস্তিষ্কের কার্যকলাপকে একইভাবে “ট্র্যাক” করতে পারেন, যেভাবে তারা দিনে কতগুলো পদক্ষেপ নিলেন তা ট্র্যাক করতে পারেন। EEG cognitive function পরিমাপ করতে পারে — যেমন মনোযোগ ও বিভ্রান্তি, চাপ এবং cognitive load (working memory-তে যে কোনো মুহূর্তে মানসিক কার্যকলাপের জন্য মস্তিষ্কের মোট ধারণক্ষমতা)। এই পর্যবেক্ষণগুলো দৈনন্দিন জীবনের ঘটনায় মস্তিষ্ক কীভাবে প্রতিক্রিয়া জানায় সে সম্পর্কে মূল্যবান insight দিতে পারে। EEG ডেটা এমন feedback দেয়, যা বৈজ্ঞানিকভাবে অবহিত কৌশল নকশা করতে ব্যবহৃত হতে পারে, যাতে চাপ কমানো, মনোযোগ বাড়ানো বা meditation উন্নত করা যায়।
ভোক্তা গবেষণা
EEG ডেটা ভোক্তা insight-এর জন্য একটি শক্তিশালী সার্চ-টুল হতে পারে। মস্তিষ্কের প্রতিক্রিয়া অভূতপূর্ব ভোক্তা feedback প্রদান করে — কারণ EEG ব্যবহার করা হচ্ছে ভোক্তারা আসলে কিসে মনোযোগ দেয় এবং তারা নিজেদের পছন্দ বা লক্ষ্য করার বিষয়ে কী বলে তার মধ্যে ফাঁকটি পরিমাপ করতে। eye-tracking, facial expression analysis, এবং heart rate measurement-এর মতো অন্যান্য biometric sensor-এর সঙ্গে EEG যুক্ত করলে কোম্পানিগুলোর কাছে গ্রাহক আচরণের একটি সম্পূর্ণ ধারণা পাওয়া যায়। ভোক্তার প্রতিক্রিয়া অধ্যয়নে EEG-এর মতো neurotechnology ব্যবহারকে neuromarketing বলা হয়।
স্বাস্থ্যসেবা
যেহেতু EEG test একটি নিয়ন্ত্রিত প্রক্রিয়ার সময় মস্তিষ্কের কার্যকলাপ দেখায়, তাই ফলাফলে বিভিন্ন brain disorder নির্ণয়ের জন্য ব্যবহারযোগ্য তথ্য থাকতে পারে। অস্বাভাবিক EEG ডেটা অনিয়মিত brainwave-এর মাধ্যমে প্রদর্শিত হয়। অস্বাভাবিক EEG ডেটা brain dysfunction, head trauma, sleep disorder, memory problem, brain tumor, stroke, dementia, epilepsy-এর মতো seizure disorder এবং আরও বিভিন্ন অবস্থার লক্ষণ নির্দেশ করতে পারে। নির্ধারিত diagnosis অনুযায়ী, ডাক্তাররা কখনও কখনও EEG-কে cognitive test, brain activity monitoring এবং neuroimaging technique-এর সঙ্গে মিলিয়ে নেন
Seizure নির্ণয়
যেসব রোগী seizure activity অনুভব করছেন, তাদের প্রায়ই EEG test করার পরামর্শ দেওয়া হয়। এসব ক্ষেত্রে ডাক্তাররা একটি ambulatory EEG করতে পারেন। একটি ambulatory EEG টানা 72 ঘণ্টা পর্যন্ত রেকর্ড করে, যেখানে traditional EEG সাধারণত 1-2 ঘণ্টা স্থায়ী হয়। EEG headset পরে রোগীকে নিজের বাড়ির ভেতরে চলাফেরা করার অনুমতি দেওয়া হয়। রেকর্ডিং দীর্ঘ হলে অস্বাভাবিক মস্তিষ্কের কার্যকলাপ রেকর্ড হওয়ার সম্ভাবনা বাড়ে। সেই কারণে, ambulatory EEG প্রায়ই epilepsy (EEG epilepsy), seizure disorder বা sleep disorder নির্ণয়ে ব্যবহৃত হয়।
Sleep Disorder-এর জন্য Sleep Study
একটি EEG sleep study বা “polysomnography” test মস্তিষ্কের স্ক্যান করার পাশাপাশি শরীরের কার্যকলাপও মাপে। একটি EEG technologist রাতভর প্রক্রিয়ার সময় আপনার হৃদস্পন্দন, শ্বাস-প্রশ্বাস এবং রক্তে অক্সিজেনের মাত্রা পর্যবেক্ষণ করেন। Polysomnography প্রধানত চিকিৎসা গবেষণায় এবং sleep disorder-এর diagnosis test হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
পরিমাণগত স্নায়ুবিজ্ঞান
যেহেতু EEG মস্তিষ্কের বাইরের স্তর (cerebral cortex)-এ বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মাপে, তাই এটি আপনার স্ক্যাল্প থেকে brainwave ধরতে পারে। EEG brain test-কে অন্যান্য brain monitoring technique-এর ডেটার সঙ্গে যুক্ত করে গবেষকরা আমাদের মস্তিষ্কে — পাশাপাশি আমাদের দেহেও — ঘটতে থাকা জটিল পারস্পরিক ক্রিয়া সম্পর্কে নতুন insight পেতে পারেন।
এটাই ঠিক যা quantitative electroencephalography (qEEG) অর্জন করতে চায়। Quantitative EEG ঐতিহ্যগত EEG-এর মতোই আপনার brainwave রেকর্ড করে। Machine learning ব্যবহার করে qEEG আপনার brainwave-কে একই লিঙ্গ ও বয়সসীমার, কিন্তু brain dysfunction নেই এমন ব্যক্তিদের brainwave-এর সঙ্গে তুলনা করে। qEEG প্রক্রিয়া এই পরিমাণগত তুলনার মাধ্যমে আপনার মস্তিষ্কের একটি “map” তৈরি করে। এই প্রক্রিয়াটি neuroscience-এর যে উপশাখাকে বলা হয় computational neuroscience, সেখানে সাধারণ।
সফল qEEG-এর একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ হলো EEG electrode placement। ঐতিহ্যগত EEG lead placement 10-20 system অনুসরণ করে, যা আপনার স্ক্যাল্পে electrode বসানোর একটি আন্তর্জাতিকভাবে স্বীকৃত মান। “10-20” বলতে EEG lead-এর মধ্যে দূরত্ব বোঝায়, যা খুলি-র মোট দূরত্বের 10% বা 20%।
একটি device-এ electrode-এর সংখ্যা ভিন্ন হতে পারে — কিছু EEG recording system-এ 256টি পর্যন্ত electrode থাকতে পারে। qEEG recording-এ আপনার স্ক্যাল্পের 19টি এলাকা থেকে ডেটা সংগ্রহের জন্য 19-sensor cap ব্যবহার করা হয়। যেহেতু EEG lead যেখানে বসানো হয় সেখানকার সংকেতকে amplify করে, তাই qEEG brain mapping আচরণগত এবং/অথবা জ্ঞানীয় স্তরে দেখা dysfunction-এর কারণকে মস্তিষ্কের স্তরে শনাক্ত করতে সাহায্য করে।
একাডেমিক গবেষণা
অস্বাভাবিক EEG result-ই EEG test result থেকে পাওয়া একমাত্র মূল্যবান তথ্য নয়। বহু গবেষক তাদের গবেষণায় normal EEG ব্যবহার করেন, যার মধ্যে REM sleep-এর সময় brain activity নিয়ে 1957 সালের এক যুগান্তকারী গবেষণাও আছে।
EEG যে ধরনের brainwave মাপে, তা নিয়ে অংশে যেমন বলা হয়েছে, EEG recording অধ্যয়ন করলে brain signal-এর মধ্যে থাকা বিভিন্ন frequency প্রকাশ পায়। এই frequency-গুলো ভিন্ন ভিন্ন মনোযোগ ও জ্ঞানীয় অবস্থাকে প্রতিফলিত করে। উদাহরণস্বরূপ, গবেষকরা meditation (EEG meditation)-এর সময় স্নায়বিক প্রতিক্রিয়া বিশ্লেষণ করতে গিয়ে gamma-band activity (যা প্রায়ই সচেতন মনোযোগের সঙ্গে সম্পর্কিত) পর্যবেক্ষণ করেছেন।
Gamma band activity শীর্ষ মানসিক বা শারীরিক পারফরম্যান্সের সঙ্গে সম্পর্কিত। এমন পরীক্ষায়, যেখানে EEG device পরা একজন subject গভীর meditation অনুশীলন করছেন, এমন তত্ত্বের জন্ম দেয় যে gamma wave সচেতন অভিজ্ঞতা বা transcendental mental state-এর সঙ্গে সম্পর্কিত। তবে gamma-band activity ঠিক কোন cognitive function-এর সঙ্গে সম্পর্কিত, তা নিয়ে academic researcher-দের মধ্যে কোনো ঐকমত্য নেই।
গবেষকদের তাদের সংগৃহীত বিপুল পরিমাণ brain data প্রক্রিয়াকরণ ও পরিচালনার — এবং এমনকি তা ভিন্ন প্রতিষ্ঠানের সঙ্গে ভাগ করে নেওয়ার — একটি উপায় প্রয়োজন। “Neuroinformatics” হলো গবেষণার সেই ক্ষেত্র, যা neuroscience data-র জন্য computational tool এবং mathematical model প্রদান করে। Neuroinformatics-এর লক্ষ্য হলো database সংগঠন, data sharing এবং data modeling-এর প্রযুক্তি তৈরি করা। এটি বহুবিধ ডেটার সঙ্গে সম্পর্কিত, কারণ “neuroscience” বিস্তৃতভাবে স্নায়ুতন্ত্রের বৈজ্ঞানিক অধ্যয়ন হিসেবে সংজ্ঞায়িত। neuroscience-এর উপশাখাগুলোর একটি হলো cognitive psychology, যা EEG-এর মতো neuroimaging method ব্যবহার করে মস্তিষ্ক ও স্নায়ুতন্ত্রের কোন অংশ কোন cognitive process-এর ভিত্তি তা বিশ্লেষণ করে।
বাজার গবেষণা: আবেগগত ও জ্ঞানীয় অবস্থা বোঝার জন্য EEG Headset ব্যবহার
EEG পরীক্ষার প্রক্রিয়া
EEG procedure-এর জন্য প্রস্তুতি
EEG monitoring, interpretation এবং result নিয়ে নিচের অংশগুলোতে স্বাস্থ্যসেবা পরিবেশে EEG test করানো দর্শকদের জন্য তথ্য রয়েছে। পরীক্ষার জন্য প্রস্তুত হওয়ার সেরা উপায় হলো সবসময় test administrator-দের কাছ থেকে নির্দিষ্ট প্রস্তুতির নির্দেশনা জেনে নেওয়া। প্রস্তুতির নির্দেশনা use case অনুযায়ী ভিন্ন হতে পারে — উদাহরণস্বরূপ, consumer research, academic research বা performance and wellness-এর জন্য EEG recording-এ subject-কে শুয়ে না থেকে সক্রিয় থাকতে হতে পারে।
Emotiv-এর মতো কোম্পানিগুলো EEG technology-তে এমন অগ্রগতি এনেছে, যা test করা, process করা এবং interpretation আরও দ্রুত ও সুবিধাজনক করে। Emotiv-এর mobile এবং wireless EEG headset পাঁচ মিনিটেরও কম সময়ে সেট আপ করা যায়, এবং এগুলো participant-কে testing facility-তে সীমাবদ্ধ না রেখে স্বাধীনভাবে চলাচল করতে দেয়।
EEG test-এর আগে, পরীক্ষাটি পরিচালনাকারী professional-কে — তিনি ডাক্তার, employer বা researcher যেই হন না কেন — আপনি নিয়মিত যে সব ওষুধ নেন তা জানান। procedure-এর আগের রাতে চুল ধুয়ে কোনো product ছাড়াই রাখতে বলা হয়। পরীক্ষার কমপক্ষে 8 ঘণ্টা আগে caffeine জাতীয় পানীয় বা খাবার এড়িয়ে চলুন। যদি EEG procedure-এর সময় আপনাকে ঘুমাতে হয়, তাহলে আপনার brain যাতে পরীক্ষার সময় সঠিকভাবে শিথিল হতে পারে সে জন্য আগের রাতে ঘুম সীমিত করতে বলা হতে পারে।
EEG Monitoring
EEG procedure-এর সময় আপনি কোনো ব্যথা বা অস্বস্তি অনুভব করবেন না। একটি clinical EEG procedure-এ আপনাকে একটি bed বা reclining chair-এ শুয়ে থাকতে বলা হবে এবং চোখ বন্ধ করতে বলা হবে। একটি EEG technician আপনার মাথা মেপে কোথায় lead বসাতে হবে তা চিহ্নিত করেন।
পরীক্ষা শুরু হলে, electrode-গুলো আপনার brainwave রেকর্ড করে এবং সেই activity একটি recording machine-এ পাঠায়। তারপর EEG machine ডেটাকে interpretation-এর জন্য একটি wave pattern-এ রূপান্তর করে। recording শেষ হলে technician আপনার স্ক্যাল্প থেকে electrode-গুলো সরিয়ে ফেলবেন।
Scientific বা clinical setting-এ routine EEG test সম্পূর্ণ হতে 30-60 মিনিট লাগে, যার মধ্যে প্রায় 20 মিনিট initial set-up time অন্তর্ভুক্ত। ভোক্তা, individual performance এবং workplace research-এর জন্য পরিচালিত EEG test-এর সময়কাল testing purpose অনুযায়ী ছোট বা বড় হতে পারে। Emotiv-এর wireless EEG headset এই use case-গুলোর জন্য আরও দ্রুত সেট আপ সমর্থন করে (পাঁচ মিনিটেরও কম সময়)।
procedure-এর পর কোনো recovery time লাগা উচিত নয়। যদি আপনি test-এর সময় ঘুমানোর জন্য drowsiness সৃষ্টি করা কোনো medication নিয়ে থাকেন, তাহলে test administrator আপনাকে প্রভাব কেটে যাওয়া পর্যন্ত facility-তে অপেক্ষা করার পরামর্শ দিতে পারেন অথবা কাউকে দিয়ে বাড়ি পৌঁছে দিতে বলতে পারেন।
EEG test-এর side effect বিরল। electrode কোনো sensation তৈরি করে না; এগুলো শুধুমাত্র brain activity রেকর্ড করে। epilepsy-যুক্ত ব্যক্তিদের procedure-এর সময় flashing light-এর মতো stimulus থেকে seizure হতে পারে। EEG test-এর সময় seizure হওয়া ভয়ের কিছু নয় — এটি আসলে ডাক্তারদের epilepsy-র ধরন নির্ণয় করতে এবং সেই অনুযায়ী চিকিৎসা সাজাতে সাহায্য করতে পারে।
EEG-এর ব্যাখ্যা ও procedure result
আপনাকে যদি ক্লিনিক্যাল কারণে EEG test-এর পরামর্শ দেওয়া হয়ে থাকে, তাহলে আপনার test result স্নায়ুতন্ত্রে বিশেষজ্ঞ একজন ডাক্তার ব্যাখ্যা করবেন। neurologist normal এবং abnormal brain pattern দেখতে recording অধ্যয়ন করবেন। Brain wave pattern তাদের waveform-এর বৈশিষ্ট্য থেকে খুব সহজেই চেনা যায়। উদাহরণস্বরূপ, burst suppression pattern, যা প্রায়ই coma বা general anesthesia-এর মতো নিষ্ক্রিয় brain state-এ থাকা রোগীদের মধ্যে দেখা যায়, তা brief spike (burst) এবং flatness (suppression)-এর সময়কাল পালাক্রমে দেখায়।
বিভিন্ন ধরনের epilepsy আলাদা EEG pattern দ্বারা চিহ্নিত হয়। spike-wave pattern — একটি generalized, symmetrical EEG pattern — প্রায়ই absence seizure-এর সময় দেখা যায়, যখন একজন ব্যক্তি অল্প সময়ের জন্য অচেতনতা অনুভব করেন। partial focal seizure, যেখানে seizure activity কেবল মস্তিষ্কের একটি অংশকে প্রভাবিত করে, EEG data channel-এ সেই অংশের সঙ্গে সম্পর্কিত low-voltage, fast rhythm pattern দ্বারা চিহ্নিত হয়।
তারপর neurologist EEG measurement test-order করা ডাক্তারকে ফেরত পাঠান। আপনার ডাক্তার EEG image পর্যালোচনা ও ফলাফল নিয়ে আপনার সঙ্গে আলোচনা করতে একটি appointment নির্ধারণ করতে পারেন। আপনার অবস্থার ওপর নির্ভর করে, পরবর্তী ধাপে EEG neurofeedback বা biofeedback নামে একটি service নেওয়ার পরামর্শ দেওয়া হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, focus-এর সঙ্গে সম্পর্কিত brainwave pattern শক্তিশালী করতে চাইলে মানুষ neurofeedback ADHD-এর জন্য থেরাপি গ্রহণ করতে পারে।
Biofeedback therapy subject-দের অনৈচ্ছিক শারীরিক প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করতে সাহায্য করে। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ রক্তচাপের অভিজ্ঞতা থাকা একজন subject ত্বকে বসানো electrode থেকে ডেটা গ্রহণকারী monitor-এ নিজের শারীরিক পরিমাপ দেখতে পারেন। এই কার্যকলাপ পর্যবেক্ষণ শিথিলতা এবং মানসিক ব্যায়াম শেখাতে সাহায্য করে, যা উপসর্গ কমাতে পারে।
একইভাবে, Neurofeedback EEG-এর ওপর নির্ভর করে brain-কে আরও ভালোভাবে কাজ করতে প্রশিক্ষণ দেয়। এই training-এর সময় রোগীকে EEG machine-এর সঙ্গে সংযুক্ত করা হয় এবং নিজের brain activity-কে কাজ করতে দেখা হয়। এটি প্রায়ই এক ধরনের ভিডিও গেমের মতো, যেখানে রোগী নিজের brain দিয়ে গেমটি “খেলে” brain activity নিয়ন্ত্রণ করেন। রোগী brain dysfunction-এর সঙ্গে সম্পর্কিত brain frequency উন্নত করার চেষ্টা করেন, যেমন একজন অ্যাথলেট একটি দুর্বল পেশির ওপর কাজ করেন। EEG neurofeedback প্রায়ই epilepsy, bipolar disorder, ADHD এবং autism-এর মতো অবস্থার জন্য সুপারিশ করা হয়। এটি এসব disorder-এ সাহায্য করতে পারে, তবে সেগুলো নিরাময় করতে পারে না।
বিভিন্ন ধরনের EEG Device
EEG machine কয়েক ধরনের wearable EEG device-এর আকারে আসে। সবচেয়ে উচ্চস্তরে পার্থক্য হলো clinical EEG device (স্বাস্থ্যসেবা ও বৈজ্ঞানিক গবেষণার পরিবেশে ব্যবহৃত) এবং consumer EEG device (consumer research, academic research এবং performance and wellness-এ ব্যবহৃত)-এর মধ্যে। ক্লিনিক্যাল ডিভাইসের ক্ষেত্রে, participant ডিভাইস পরা অবস্থায় নড়াচড়া করতে পারেন না, এবং সিগন্যাল বিকৃত হওয়া এড়াতে ডেটা নিয়ন্ত্রিত ও shielded পরিবেশে সংগ্রহ করতে হয়। Emotiv-এর wireless headset-এর মতো consumer EEG device ব্যবহারকারীকে যেকোনো স্থানে brain activity পর্যবেক্ষণ করতে দেয়।
বিভিন্ন ধরনের wearable EEG device-এর মধ্যে পার্থক্য জরুরি, কারণ EEG system ব্যবহারকারী পেশাজীবী এবং যেসব পরিবেশে ডেটা সংগ্রহ করা হয়, তাদের প্রয়োজনীয়তা ভিন্ন। উদাহরণস্বরূপ, neurologist ও neuroscientist-দের data analysis করতে consumer researcher-এর তুলনায় প্রায়ই বেশি sensor density দরকার হয়। EEG electrode placement-এর পাশাপাশি, EEG system-গুলোর মধ্যে আরও কয়েকটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য বিবেচনা করা দরকার।
EEG Cap বনাম EEG Headset
EEG cap আর EEG headset-এর মধ্যে পার্থক্য কী? এই দুই সবচেয়ে সাধারণ wearable EEG device-এর প্রধান পার্থক্য হলো electrode-এর সংখ্যা। Headset সাধারণত 5-20টি electrode-এর মধ্যে থাকে। Cap আরও বেশি sensor সমর্থন করতে পারে, কারণ electrode বসানোর জন্য এদের পৃষ্ঠতল বড়। EEG cap, যেমন Emotiv EPOC Flex নমনীয় অবস্থান নির্ধারণের জন্য movable sensor দেয়। Emotiv Insight এবং Epoc X headset-এ sensor configuration স্থির।
EPOC Flex
Gel বা Saline sensor
EPOC+ এবং EPOC X
Saline sensor
Wet বনাম Dry EEG Electrode
EEG device প্রধানত wet অথবা dry electrode ব্যবহার করে। সম্প্রতি তৈরি হওয়া electrode-এর একটি ধরন হলো “tattoo electrodes”, যা অস্থায়ী ট্যাটুর মতো প্রয়োগ করা printed electrode। Wet electrode স্ক্যাল্পের সঙ্গে ভালো সংযোগের জন্য adhesive gel ব্যবহার করে বলে আরও ভালো data accuracy দেয়। Wet electrode প্রধানত clinical ও research setting-এ ব্যবহৃত হয়। Dry electrode-এ adhesive gel লাগে না। Dry electrode-যুক্ত EEG device প্রায়ই EEG consumer research-এ ব্যবহৃত হয়, কারণ এতে setup time কম লাগে। গবেষকরা wet বনাম dry EEG electrode-এর সুবিধা-অসুবিধা নিয়ে নিয়মিত তুলনা করছেন।
Wired বনাম Wireless EEG Device
EEG-এর শুরুর দিনে রোগীদের clinical setting-এ EEG machine-এর সঙ্গে সংযুক্ত থাকতে হতো। এখন wireless EEG test সম্ভব, কারণ EEG signal digitize করে smartphone, computer বা cloud-এর মতো recording machine-এ পাঠানো যায়। portable EEG ব্যবহার করে নানা ধরনের পরিবেশে test করা যায়। আপনি এমন একটি experiment করতে পারেন যেখানে subject-রা wireless EEG headset পরে পার্কের মধ্যে হাঁটবেন, এবং আপনার subject-এর movement কেবল data transmission range অনুযায়ী সীমিত থাকবে। flashing light-এর মতো stimulus দিতে test environment নিয়ন্ত্রণ করতে হলে আপনি clinical setting বেছে নিতে পারেন — সে ক্ষেত্রে wired EEG machine ব্যবহারে কোনো সীমাবদ্ধতা নেই।
Wired EEG headset
কেবল সংযোগ
Wireless Emotiv EEG Headset
Bluetooth wireless technology
EEG Measurement বনাম অন্যান্য Brain Measurement Technique
EEG measurement-এর সুবিধা হলো এটি আমাদের হাতে থাকা brain activity মাপার মধ্যে সবচেয়ে কম invasive, এবং প্রাসঙ্গিক cognitive process-এর সময় প্রচুর পরিমাণে quantitative information দেয়। মস্তিষ্কের কার্যকারিতা অধ্যয়নের অন্যান্য পদ্ধতি হলো:
Functional magnetic resonance imaging (fMRI)
Magnetoencephalography (MEG)
Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR or MRS)
Electrocorticography
Single-photon emission computed tomography (SPECT)
Positron emission tomography (PET)
Near-infrared spectroscopy (NIRS)
Event-related optical signal (EROS)
EEG-এর সুবিধা
EEG-এর তুলনামূলকভাবে কম spatial sensitivity থাকা সত্ত্বেও, এটি আগের তালিকাভুক্ত কিছু brain imaging ও brain research technique-এর তুলনায় বেশ কয়েকটি সুবিধা দেয়:
fMRI-এর তুলনায় EEG-এর temporal resolution খুবই উচ্চ। এটি মিলিসেকেন্ড গতিতে ঘটে যাওয়া মস্তিষ্কের দ্রুত প্রতিক্রিয়া ধরতে পারে, যা মস্তিষ্ক ও পরিবেশে কী ঘটছে তা সঠিকভাবে সমন্বয় করতে সাহায্য করে। ক্লিনিক্যাল ও গবেষণার পরিবেশে EEG 250 থেকে 2000 Hz sampling rate-এ রেকর্ড করা হয়। আরও আধুনিক EEG data collection system ইচ্ছা করলে 20,000 Hz-এরও বেশি sampling rate-এ রেকর্ড করতে পারে।
হার্ডওয়্যার খরচ এবং মোট মালিকানা খরচ (TCO) উল্লেখযোগ্যভাবে কম।
Electrocorticography-এর মতো EEG ডেটা non-invasive ভাবে সংগ্রহ করা হয়, যেখানে electrode সরাসরি মস্তিষ্কের পৃষ্ঠে বসাতে neurosurgery লাগে।
fMRI, SPECT, PET, MRS বা MEG-এর তুলনায় mobile EEG sensor আরও বেশি জায়গায় ব্যবহার করা যায়, কারণ এসব technique ভারী, ব্যয়বহুল এবং অচল equipment-এর ওপর নির্ভরশীল।
EEG নীরব, যাতে auditory stimulus-এর প্রতিক্রিয়া অধ্যয়ন করা যায়।
fMRI এবং MRI-এর তুলনায় EEG machine-এর আশেপাশে কোনো ভৌত বিপদ নেই। fMRI এবং MRI শক্তিশালী চুম্বক, যা pacemaker-এর মতো metallic gear-যুক্ত রোগীদের ব্যবহার বাধা দেয়।
fMRI, PET, MRS, এবং SPECT claustrophobia বাড়িয়ে দিতে পারে, যা test result বিকৃত করতে পারে। EEG claustrophobia সৃষ্টি করে না, কারণ subject-রা ছোট জায়গায় আটকে থাকেন না।
অন্যান্য বেশিরভাগ neuroimaging technique-এর তুলনায় consumer EEG scan পরীক্ষার সময় subject-এর আরও বেশি movement অনুমোদন করে।
Positron emission tomography-এর বিপরীতে EEG-তে radioligand-এর সংস্পর্শ নেই, কিংবা MRI বা fMRI-এর মতো উচ্চমাত্রার magnetic field-এর সংস্পর্শও নেই।
EEG-তে উচ্চ-তীব্রতার (>1 tesla) magnetic field-এর সংস্পর্শ নেই।
Behavioral testing method-এর তুলনায় EEG covert processing শনাক্ত করতে পারে (এমন processing যা কোনো response চায় না)। এই প্রযুক্তি এমন subject-দের ক্ষেত্রেও ব্যবহৃত হয়, যারা motor response দিতে অক্ষম।
ভোক্তা ব্যবহারের জন্য EEG-এর প্রবেশ-অবাধা কম, তাই দৈনন্দিন জীবনের বিভিন্ন কার্যকলাপের সময় brain activity ট্র্যাক ও রেকর্ড করার জন্য এটি একটি শক্তিশালী tool, যা প্রায় সীমাহীন সংখ্যক প্রয়োগকে সম্ভব করে।
EEG sleep analysis brain development-এর সময়সূচির গুরুত্বপূর্ণ দিক নির্দেশ করতে পারে, যার মধ্যে কিশোর মস্তিষ্কের পরিপক্বতা মূল্যায়নও অন্তর্ভুক্ত।
fMRI-তে ব্যবহৃত BOLD (Blood-oxygen-level-dependent) imaging-এর তুলনায় EEG দিয়ে ঠিক কোন signal মাপা হয়, সে সম্পর্কে আরও ভালো বোঝাপড়া রয়েছে।
EEG Games
চিকিৎসা ও বিনোদন উভয় উদ্দেশ্যে EEG technology গেমিং জগতে খাপ খাইয়ে নেওয়া হয়েছে। কোম্পানিগুলো VR, AR এবং BCI-তে ভিডিও গেমের সঙ্গে যোগাযোগের উপায় দিতে EEG ব্যবহার করছে। EEG machine signal শনাক্ত করে এবং software-এর algorithm আপনার brainwave ব্যাখ্যা করে পর্দায় থাকা avatar নিয়ন্ত্রণ করে।
Emotiv-এর EPOC headset হলো প্রথম উচ্চ-নির্ভুল brain-computer interface (BCI) যা সচেতন ও অবচেতন চিন্তা এবং আবেগ পর্যবেক্ষণ ও ব্যাখ্যা করতে পারে। BCI 30টি ভিন্ন expression, emotion এবং action-এর জটিল brainwave শনাক্ত করতে পারে। এই শনাক্তকরণ machine learning-এর মাধ্যমে অর্জিত হয়। Machine learning algorithm অংশগ্রহণকারী বিভিন্ন expression, emotion এবং action প্রক্রিয়াকরণের সময় যে brain pattern তৈরি হয় তা চিনতে প্রশিক্ষিত।
Algorithm যখন তার data set-এ কোনো EEG brainwave শনাক্ত করে, BCI তখন সেই pattern-কে একটি physical বা digital command-এর সঙ্গে যুক্ত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, “push!”-এর মতো trigger word ভাবলে আপনার avatar তার পথের সামনে থাকা কোনো বস্তু সরিয়ে দেবে।
TechCrunch TV: EEG ব্যবহার করে Mind Controlled Devices এবং আরও অনেক কিছু
EEG ব্যবহারের ক্ষেত্র
EEG measurement-এর অনেক আধুনিক প্রয়োগ রয়েছে। কিছু উল্লেখযোগ্য use case হলো:
Neuroscience
মস্তিষ্ক শিক্ষা program
Neuromarketing
Sleep Study
Brain Computer Interface (BCI)
Cognitive Performance
Self-Quantification
আবেগগত অবস্থা
ADHD Therapy
স্নায়বিক disorder
Brainwave entrainment
Cognitive behavioral therapy
Neuroinformatics
Brainwave gaming
AR & VR supplement
Dysphagia and Dementia
Stroke rehabilitation
Working memory test (N-back)
Note: এটি EEG সম্পর্কে কেবল সাধারণ তথ্য। Emotiv পণ্যগুলি শুধুমাত্র গবেষণা-ভিত্তিক প্রয়োগ এবং ব্যক্তিগত ব্যবহারের জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি। EU নির্দেশিকা 93/42/EEC-এ সংজ্ঞায়িত Medical Devices হিসেবে আমাদের পণ্যগুলো বিক্রি করা হয় না। আমাদের পণ্যগুলি রোগ নির্ণয় বা চিকিৎসার জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি নয় এবং সেভাবে নকশাও করা হয়নি।
***অস্বীকৃতি - Emotiv পণ্যগুলি শুধুমাত্র গবেষণা-ভিত্তিক প্রয়োগ এবং ব্যক্তিগত ব্যবহারের জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি। EU নির্দেশিকা 93/42/EEC-এ সংজ্ঞায়িত Medical Devices হিসেবে আমাদের পণ্যগুলো বিক্রি করা হয় না। আমাদের পণ্যগুলি রোগ নির্ণয় বা চিকিৎসার জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি নয় এবং সেভাবে নকশাও করা হয়নি।
EEG-এর সংজ্ঞা
EEG-এর পূর্ণরূপ “electroencephalography”, যা মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ রেকর্ড করার একটি electrophysiological প্রক্রিয়া। EEG মস্তিষ্ক দ্বারা উৎপন্ন বৈদ্যুতিক কার্যকলাপের পরিবর্তন পরিমাপ করে। ভোল্টেজের পরিবর্তন আসে নিউরন নামে পরিচিত কিছু মস্তিষ্ককোষের ভেতর এবং তাদের মধ্যে ionic current থেকে।
EEG কী?
একটি EEG পরীক্ষা মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মূল্যায়ন করে। EEG স্ক্যান করা হয় EEG সেন্সর—ছোট ধাতব ডিস্ক, যেগুলোকে EEG electrode-ও বলা হয়—আপনার স্ক্যাল্পে বসিয়ে। এই electrode-গুলো আপনার মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ গ্রহণ করে এবং রেকর্ড করে। সংগৃহীত EEG সিগন্যালগুলোকে amplify, digitize করে তারপর সংরক্ষণ এবং data processing-এর জন্য কম্পিউটার বা মোবাইল ডিভাইসে পাঠানো হয়।
EEG ডেটা বিশ্লেষণ করা জ্ঞানীয় প্রক্রিয়া অধ্যয়নের একটি অসাধারণ উপায়। এটি ডাক্তারদের চিকিৎসা-সংক্রান্ত diagnosis স্থাপন করতে, গবেষকদের মানুষের আচরণের ভিত্তি তৈরি করা brain process বুঝতে, এবং ব্যক্তিদের তাদের উৎপাদনশীলতা ও সুস্থতা উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে।
EEG কীভাবে কাজ করে?
আপনার মস্তিষ্কের কোটি কোটি কোষ খুব ছোট বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে, যা brainwave নামে non-linear pattern গঠন করে। একটি EEG test-এর সময় EEG machine cerebral cortex-এ, অর্থাৎ মস্তিষ্কের বাইরের স্তরে, বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ পরিমাপ করে। EEG সেন্সর participant-এর মাথায় বসানো হয়, তারপর electrode-গুলো non-invasively subject থেকে brainwave শনাক্ত করে।
EEG সেন্সর একটি একক সেকেন্ডের মধ্যে মস্তিষ্কে সৃষ্ট বৈদ্যুতিক কার্যকলাপের কয়েক হাজার snapshot পর্যন্ত রেকর্ড করতে পারে। রেকর্ড করা brainwave-গুলোকে amplifier-এ, তারপর data process করার জন্য কম্পিউটার বা cloud-এ পাঠানো হয়। বক্র রেখার মতো দেখতে এই amplified signal-গুলো কম্পিউটার, মোবাইল ডিভাইস বা cloud database-এ রেকর্ড করা যেতে পারে।
Cloud-computing সফটওয়্যারকে EEG data processing-এ একটি গুরুত্বপূর্ণ উদ্ভাবন হিসেবে ধরা হয়, কারণ এটি বড় পরিসরে recording-এর real-time analysis সম্ভব করে — EEG measurement-এর শুরুর দিকে তরঙ্গগুলো কেবল graph paper-এ রেকর্ড করা হতো। Academic এবং commercial research-এ EEG system সাধারণত ডেটাকে time series হিসেবে, অথবা voltage-এর একটি ধারাবাহিক প্রবাহ হিসেবে দেখায়।
গ্রাফ পেপারে রেকর্ড করা EEG তরঙ্গ
ডিজিটালি রেকর্ড করা EEG তরঙ্গ
আধুনিক brain visualizer software-এ EEG তরঙ্গ
মস্তিষ্কের বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মানচিত্রায়িত করতে হলে, মস্তিষ্কের পৃষ্ঠ জুড়ে নানা cortical structure থেকে আসা signal-এর মাধ্যমে EEG measurement নেওয়া ভালো।
আধুনিক brain visualizer time series graph-এ EEG তরঙ্গ
EEG যে ধরনের Brainwave মাপে
EEG device-এর electrode-গুলো বিভিন্ন EEG frequency-তে প্রকাশিত বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ সংগ্রহ করে। Fast Fourier Transform (FFT) নামে একটি algorithm ব্যবহার করে, এই raw EEG signal-গুলোকে ভিন্ন ভিন্ন frequency-র পৃথক wave হিসেবে শনাক্ত করা যায়। Frequency, যা বৈদ্যুতিক oscillation-এর গতি বোঝায়, cycles per second-এ মাপা হয় — এক Hertz (Hz) = এক cycle per second। Brainwave-গুলো frequency অনুযায়ী চারটি প্রধান ধরনের মধ্যে ভাগ করা হয়: Beta, Alpha, Theta এবং Delta।
নিচের অনুচ্ছেদগুলো চারটি প্রধান brain frequency-র সঙ্গে সম্পর্কিত কিছু function আলোচনা করে। এই function-গুলোকে কেবল বিভিন্ন brain frequency-র সঙ্গে সম্পর্কিত হিসেবে পাওয়া গেছে — একটি frequency band এবং মস্তিষ্কের নির্দিষ্ট একটি function-এর মধ্যে এক-এক করে সরল correspondence নেই।
Beta Waves (frequency range 14 Hz থেকে প্রায় 30 Hz)
Beta waves সচেতন থাকা বা জাগ্রত, মনোযোগী ও সতর্ক অবস্থার সঙ্গে সবচেয়ে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। কম-আয়তনের beta waves সক্রিয় মনোসংযোগের সঙ্গে, অথবা ব্যস্ত বা উদ্বিগ্ন মানসিক অবস্থার সঙ্গে সম্পর্কিত। Beta waves motor decision-এর সঙ্গেও সম্পর্কিত (movement দমন এবং motion-এর sensory feedback)। EEG device দিয়ে মাপা হলে এই সংকেতগুলোকে প্রায়ই EEG beta waves বলা হয়।
Alpha Waves (frequency range 7 Hz থেকে 13 Hz)
Alpha waves প্রায়ই শিথিল, শান্ত এবং স্বচ্ছ মানসিক অবস্থার সঙ্গে সম্পর্কিত। Alpha waves occipital এবং posterior অঞ্চলে পাওয়া যায়। চোখ বন্ধ করে আরাম করলে alpha waves উদ্দীপিত হতে পারে, এবং চিন্তা, mental calculus ও problem-solving-এর মতো তীব্র জ্ঞানীয় প্রক্রিয়ার সময় এগুলো খুব কমই দেখা যায়। অধিকাংশ প্রাপ্তবয়স্কের ক্ষেত্রে alpha waves-এর frequency 9 থেকে 11 Hz-এর মধ্যে থাকে। EEG device দিয়ে মাপা হলে এগুলোকে প্রায়ই EEG alpha waves বলা হয়।
Theta Waves (frequency range 4 Hz থেকে 7 Hz)
4 এবং 7 Hz-এর মধ্যে থাকা frequency range-এর brain activity-কে Theta activity বলা হয়। EEG measurement-এ সনাক্ত Theta rhythm প্রায়ই তরুণ প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে, বিশেষত temporal অঞ্চল জুড়ে এবং hyperventilation-এর সময় দেখা যায়। বয়স্ক ব্যক্তিদের মধ্যে, প্রায় 30 millivolts (mV)-এর বেশি amplitude-যুক্ত theta activity তুলনামূলকভাবে কম দেখা যায়, drowsiness-এর সময় ছাড়া। EEG device দিয়ে মাপা হলে এগুলোকে প্রায়ই EEG theta waves বলা হয়।
Delta Waves (frequency range 4 Hz পর্যন্ত)
Delta activity প্রধানত শিশুদের মধ্যে পাওয়া যায়। বয়স্ক subject-দের ক্ষেত্রে গভীর ঘুমের স্তরের সঙ্গে delta waves সম্পর্কিত। absence seizure-যুক্ত রোগীদের ক্ষেত্রে seizure-এর মাঝের সময়ে (interictally) delta waves নথিভুক্ত হয়েছে, যেখানে স্বল্প, আকস্মিক মনোযোগহীনতার পর্ব দেখা যায়।
Delta waves নিম্ন-ফrequency (প্রায় 3 Hz), উচ্চ amplitude-যুক্ত wave হিসেবে চিহ্নিত। জাগ্রত অবস্থাতেও delta rhythm উপস্থিত থাকতে পারে — এগুলো চোখ খোলার প্রতি সাড়া দেয় এবং hyperventilation-এর মাধ্যমে আরও বাড়তে পারে। EEG device দিয়ে মাপা হলে এগুলোকে প্রায়ই EEG delta waves বলা হয়।
মস্তিষ্ক কীভাবে কাজ করে তা বোঝার জন্য EEG তরঙ্গ ব্যবহার
EEG কী দেখায়?
আপনার মস্তিষ্ক ক্রমাগত তথ্য শোষণ ও প্রক্রিয়াকরণ করে, আপনি ঘুমালেও। এই সব কার্যকলাপ বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে, যা EEG সেন্সর ধরতে পারে। ফলে আচরণগত কোনো দৃশ্যমান প্রতিক্রিয়া না থাকলেও, যেমন নড়াচড়া বা মুখের অভিব্যক্তি, মস্তিষ্কের কার্যকলাপের পরিবর্তন ধরা যায়।
একটি EEG monitor আপনার মস্তিষ্ক যে বিদ্যুৎ তৈরি করে তা পরিবর্তন করে, কিন্তু চিন্তা বা অনুভূতি নয়। এটি আপনার মস্তিষ্কে কোনো বিদ্যুৎ পাঠায় না।
মস্তিষ্কের প্রধান cortex জুড়ে কার্যকলাপ শনাক্ত করা উচ্চমানের EEG ডেটা পাওয়ার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। বাহ্যিক stimulus দ্বারা প্রভাবিত আবেগগত অবস্থাগুলো মূল্যায়নের জন্য ফলাফল একটি proxy হিসেবে কাজ করতে পারে।
EEG-এর সংক্ষিপ্ত ইতিহাস
মস্তিষ্কে বৈদ্যুতিক কার্যকলাপের phenomenon নিয়ে গবেষণা 1875 সাল পর্যন্ত প্রাণীদের ওপর করা হয়েছিল, যখন চিকিৎসক Richard Caton ব্রিটিশ মেডিক্যাল জার্নালে খরগোশ ও বানরের ওপর করা পরীক্ষার ফল প্রকাশ করেন।
1890 সালে Adolf Beck একটি কুকুর ও একটি খরগোশের মস্তিষ্কের পৃষ্ঠে সরাসরি electrode বসিয়ে sensory stimulation পরীক্ষা করেন। মস্তিষ্কের ওঠানামাযুক্ত বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ সম্পর্কে তার পর্যবেক্ষণ brainwave আবিষ্কারের দিকে নিয়ে যায় এবং EEG-কে একটি বৈজ্ঞানিক ক্ষেত্র হিসেবে প্রতিষ্ঠিত হতে সাহায্য করে।
জার্মান physiologist ও psychiatrist Hans Berger 1924 সালে প্রথম মানব EEG brainwave রেকর্ড করার কৃতিত্ব পান। Berger electroencephalogram উদ্ভাবন করেন, যা EEG signal রেকর্ড করে। তাঁর বই “The Origins of EEG”-এ লেখক David Millet এই উদ্ভাবনকে “ক্লিনিক্যাল neurology-এর ইতিহাসে সবচেয়ে বিস্ময়কর, অসাধারণ এবং যুগান্তকারী উন্নয়নগুলোর একটি” হিসেবে বর্ণনা করেছেন।
প্রথম মানব EEG রেকর্ডিং Hans Berger 1924 সালে পেয়েছিলেন। উপরের signal হলো EEG এবং নিচেরটি 10 Hz timing signal।
Hans Berger, মানুষের মধ্যে EEG brainwave রেকর্ড করা প্রথম ব্যক্তি।
ক্লিনিক্যাল electroencephalography-এর ক্ষেত্র শুরু হয় 1935 সালে। এটি epilepsy-সদৃশ spike, interictal spike waves এবং clinical absence EEG seizure-এর তিনটি cycle নিয়ে neuroscientist Frederic Gibbs, Hallowell Davis এবং William Lennox-এর গবেষণা থেকে উদ্ভূত হয়। Gibbs এবং scientist Herbert Jasper সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে interictal spike হলো epilepsy-এর একটি স্বতন্ত্র signature। প্রথম EEG laboratory 1936 সালে Massachusetts General Hospital-এ খোলা হয়।
1947 সালে, The American EEG Society, যা এখন দি আমেরিকান ক্লিনিক্যাল নিউরোফিজিওলজি সোসাইটি নামে পরিচিত, প্রতিষ্ঠিত হয় এবং প্রথম International EEG Congress অনুষ্ঠিত হয়।
1950-এর দশকে William Grey Walter EEG topography তৈরি করেন, যা EEG-এর একটি supplement, এবং যার ফলে মস্তিষ্কের পৃষ্ঠজুড়ে বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মানচিত্রায়ণ সম্ভব হয়। এটি 1980-এর দশকে জনপ্রিয় ছিল, কিন্তু মূলধারার neurology-তে কখনও গৃহীত হয়নি।
Stevo Bozinovski, Liljana Bozinovska, এবং Mihail Sestakov 1988 সালে EEG machine ব্যবহার করে প্রথম একটি ভৌত বস্তু নিয়ন্ত্রণে সফল হন। 2011 সালে, tech entrepreneur Tan Le এবং Dr. Geoff Mackellar কোম্পানি Emotiv চালু করলে EEG ভোক্তা বাজারে প্রবেশ করে।
headset এবং cap-এর মতো EEG technology হলো BCI (Brain-Computer Interface)-এর উপাদান। BCI-কে HMI (Human Machine Interface), MMI (Mind Machine Interface), BMI (Brain Machine Interface) এবং DNI (Direct Neural Interface)-ও বলা হয় — DNI মস্তিষ্ক এবং স্নায়ুতন্ত্রের অন্যান্য অংশের signal decode করতে পারে। BCI-এর লক্ষ্য হলো cognitive performance ট্র্যাক করা এবং trained mental command-এর machine learning-এর মাধ্যমে virtual ও physical উভয় বস্তু নিয়ন্ত্রণ করা।
2017 সালে, quadriplegic racer Rodrigo Hübner Mendes মাত্র নিজের brainwave ব্যবহার করে প্রথম ব্যক্তি হিসেবে একটি Formula 1 car চালান, Emotiv EEG Headset-এর সহায়তায়।
EEG কী কাজে ব্যবহৃত হয়?
পারফরম্যান্স ও সুস্থতা
অ্যাথলেট, biohacker, এবং যে কোনো আগ্রহী ভোক্তা EEG ব্যবহার করে তাদের মস্তিষ্কের কার্যকলাপকে একইভাবে “ট্র্যাক” করতে পারেন, যেভাবে তারা দিনে কতগুলো পদক্ষেপ নিলেন তা ট্র্যাক করতে পারেন। EEG cognitive function পরিমাপ করতে পারে — যেমন মনোযোগ ও বিভ্রান্তি, চাপ এবং cognitive load (working memory-তে যে কোনো মুহূর্তে মানসিক কার্যকলাপের জন্য মস্তিষ্কের মোট ধারণক্ষমতা)। এই পর্যবেক্ষণগুলো দৈনন্দিন জীবনের ঘটনায় মস্তিষ্ক কীভাবে প্রতিক্রিয়া জানায় সে সম্পর্কে মূল্যবান insight দিতে পারে। EEG ডেটা এমন feedback দেয়, যা বৈজ্ঞানিকভাবে অবহিত কৌশল নকশা করতে ব্যবহৃত হতে পারে, যাতে চাপ কমানো, মনোযোগ বাড়ানো বা meditation উন্নত করা যায়।
ভোক্তা গবেষণা
EEG ডেটা ভোক্তা insight-এর জন্য একটি শক্তিশালী সার্চ-টুল হতে পারে। মস্তিষ্কের প্রতিক্রিয়া অভূতপূর্ব ভোক্তা feedback প্রদান করে — কারণ EEG ব্যবহার করা হচ্ছে ভোক্তারা আসলে কিসে মনোযোগ দেয় এবং তারা নিজেদের পছন্দ বা লক্ষ্য করার বিষয়ে কী বলে তার মধ্যে ফাঁকটি পরিমাপ করতে। eye-tracking, facial expression analysis, এবং heart rate measurement-এর মতো অন্যান্য biometric sensor-এর সঙ্গে EEG যুক্ত করলে কোম্পানিগুলোর কাছে গ্রাহক আচরণের একটি সম্পূর্ণ ধারণা পাওয়া যায়। ভোক্তার প্রতিক্রিয়া অধ্যয়নে EEG-এর মতো neurotechnology ব্যবহারকে neuromarketing বলা হয়।
স্বাস্থ্যসেবা
যেহেতু EEG test একটি নিয়ন্ত্রিত প্রক্রিয়ার সময় মস্তিষ্কের কার্যকলাপ দেখায়, তাই ফলাফলে বিভিন্ন brain disorder নির্ণয়ের জন্য ব্যবহারযোগ্য তথ্য থাকতে পারে। অস্বাভাবিক EEG ডেটা অনিয়মিত brainwave-এর মাধ্যমে প্রদর্শিত হয়। অস্বাভাবিক EEG ডেটা brain dysfunction, head trauma, sleep disorder, memory problem, brain tumor, stroke, dementia, epilepsy-এর মতো seizure disorder এবং আরও বিভিন্ন অবস্থার লক্ষণ নির্দেশ করতে পারে। নির্ধারিত diagnosis অনুযায়ী, ডাক্তাররা কখনও কখনও EEG-কে cognitive test, brain activity monitoring এবং neuroimaging technique-এর সঙ্গে মিলিয়ে নেন
Seizure নির্ণয়
যেসব রোগী seizure activity অনুভব করছেন, তাদের প্রায়ই EEG test করার পরামর্শ দেওয়া হয়। এসব ক্ষেত্রে ডাক্তাররা একটি ambulatory EEG করতে পারেন। একটি ambulatory EEG টানা 72 ঘণ্টা পর্যন্ত রেকর্ড করে, যেখানে traditional EEG সাধারণত 1-2 ঘণ্টা স্থায়ী হয়। EEG headset পরে রোগীকে নিজের বাড়ির ভেতরে চলাফেরা করার অনুমতি দেওয়া হয়। রেকর্ডিং দীর্ঘ হলে অস্বাভাবিক মস্তিষ্কের কার্যকলাপ রেকর্ড হওয়ার সম্ভাবনা বাড়ে। সেই কারণে, ambulatory EEG প্রায়ই epilepsy (EEG epilepsy), seizure disorder বা sleep disorder নির্ণয়ে ব্যবহৃত হয়।
Sleep Disorder-এর জন্য Sleep Study
একটি EEG sleep study বা “polysomnography” test মস্তিষ্কের স্ক্যান করার পাশাপাশি শরীরের কার্যকলাপও মাপে। একটি EEG technologist রাতভর প্রক্রিয়ার সময় আপনার হৃদস্পন্দন, শ্বাস-প্রশ্বাস এবং রক্তে অক্সিজেনের মাত্রা পর্যবেক্ষণ করেন। Polysomnography প্রধানত চিকিৎসা গবেষণায় এবং sleep disorder-এর diagnosis test হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
পরিমাণগত স্নায়ুবিজ্ঞান
যেহেতু EEG মস্তিষ্কের বাইরের স্তর (cerebral cortex)-এ বৈদ্যুতিক কার্যকলাপ মাপে, তাই এটি আপনার স্ক্যাল্প থেকে brainwave ধরতে পারে। EEG brain test-কে অন্যান্য brain monitoring technique-এর ডেটার সঙ্গে যুক্ত করে গবেষকরা আমাদের মস্তিষ্কে — পাশাপাশি আমাদের দেহেও — ঘটতে থাকা জটিল পারস্পরিক ক্রিয়া সম্পর্কে নতুন insight পেতে পারেন।
এটাই ঠিক যা quantitative electroencephalography (qEEG) অর্জন করতে চায়। Quantitative EEG ঐতিহ্যগত EEG-এর মতোই আপনার brainwave রেকর্ড করে। Machine learning ব্যবহার করে qEEG আপনার brainwave-কে একই লিঙ্গ ও বয়সসীমার, কিন্তু brain dysfunction নেই এমন ব্যক্তিদের brainwave-এর সঙ্গে তুলনা করে। qEEG প্রক্রিয়া এই পরিমাণগত তুলনার মাধ্যমে আপনার মস্তিষ্কের একটি “map” তৈরি করে। এই প্রক্রিয়াটি neuroscience-এর যে উপশাখাকে বলা হয় computational neuroscience, সেখানে সাধারণ।
সফল qEEG-এর একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ হলো EEG electrode placement। ঐতিহ্যগত EEG lead placement 10-20 system অনুসরণ করে, যা আপনার স্ক্যাল্পে electrode বসানোর একটি আন্তর্জাতিকভাবে স্বীকৃত মান। “10-20” বলতে EEG lead-এর মধ্যে দূরত্ব বোঝায়, যা খুলি-র মোট দূরত্বের 10% বা 20%।
একটি device-এ electrode-এর সংখ্যা ভিন্ন হতে পারে — কিছু EEG recording system-এ 256টি পর্যন্ত electrode থাকতে পারে। qEEG recording-এ আপনার স্ক্যাল্পের 19টি এলাকা থেকে ডেটা সংগ্রহের জন্য 19-sensor cap ব্যবহার করা হয়। যেহেতু EEG lead যেখানে বসানো হয় সেখানকার সংকেতকে amplify করে, তাই qEEG brain mapping আচরণগত এবং/অথবা জ্ঞানীয় স্তরে দেখা dysfunction-এর কারণকে মস্তিষ্কের স্তরে শনাক্ত করতে সাহায্য করে।
একাডেমিক গবেষণা
অস্বাভাবিক EEG result-ই EEG test result থেকে পাওয়া একমাত্র মূল্যবান তথ্য নয়। বহু গবেষক তাদের গবেষণায় normal EEG ব্যবহার করেন, যার মধ্যে REM sleep-এর সময় brain activity নিয়ে 1957 সালের এক যুগান্তকারী গবেষণাও আছে।
EEG যে ধরনের brainwave মাপে, তা নিয়ে অংশে যেমন বলা হয়েছে, EEG recording অধ্যয়ন করলে brain signal-এর মধ্যে থাকা বিভিন্ন frequency প্রকাশ পায়। এই frequency-গুলো ভিন্ন ভিন্ন মনোযোগ ও জ্ঞানীয় অবস্থাকে প্রতিফলিত করে। উদাহরণস্বরূপ, গবেষকরা meditation (EEG meditation)-এর সময় স্নায়বিক প্রতিক্রিয়া বিশ্লেষণ করতে গিয়ে gamma-band activity (যা প্রায়ই সচেতন মনোযোগের সঙ্গে সম্পর্কিত) পর্যবেক্ষণ করেছেন।
Gamma band activity শীর্ষ মানসিক বা শারীরিক পারফরম্যান্সের সঙ্গে সম্পর্কিত। এমন পরীক্ষায়, যেখানে EEG device পরা একজন subject গভীর meditation অনুশীলন করছেন, এমন তত্ত্বের জন্ম দেয় যে gamma wave সচেতন অভিজ্ঞতা বা transcendental mental state-এর সঙ্গে সম্পর্কিত। তবে gamma-band activity ঠিক কোন cognitive function-এর সঙ্গে সম্পর্কিত, তা নিয়ে academic researcher-দের মধ্যে কোনো ঐকমত্য নেই।
গবেষকদের তাদের সংগৃহীত বিপুল পরিমাণ brain data প্রক্রিয়াকরণ ও পরিচালনার — এবং এমনকি তা ভিন্ন প্রতিষ্ঠানের সঙ্গে ভাগ করে নেওয়ার — একটি উপায় প্রয়োজন। “Neuroinformatics” হলো গবেষণার সেই ক্ষেত্র, যা neuroscience data-র জন্য computational tool এবং mathematical model প্রদান করে। Neuroinformatics-এর লক্ষ্য হলো database সংগঠন, data sharing এবং data modeling-এর প্রযুক্তি তৈরি করা। এটি বহুবিধ ডেটার সঙ্গে সম্পর্কিত, কারণ “neuroscience” বিস্তৃতভাবে স্নায়ুতন্ত্রের বৈজ্ঞানিক অধ্যয়ন হিসেবে সংজ্ঞায়িত। neuroscience-এর উপশাখাগুলোর একটি হলো cognitive psychology, যা EEG-এর মতো neuroimaging method ব্যবহার করে মস্তিষ্ক ও স্নায়ুতন্ত্রের কোন অংশ কোন cognitive process-এর ভিত্তি তা বিশ্লেষণ করে।
বাজার গবেষণা: আবেগগত ও জ্ঞানীয় অবস্থা বোঝার জন্য EEG Headset ব্যবহার
EEG পরীক্ষার প্রক্রিয়া
EEG procedure-এর জন্য প্রস্তুতি
EEG monitoring, interpretation এবং result নিয়ে নিচের অংশগুলোতে স্বাস্থ্যসেবা পরিবেশে EEG test করানো দর্শকদের জন্য তথ্য রয়েছে। পরীক্ষার জন্য প্রস্তুত হওয়ার সেরা উপায় হলো সবসময় test administrator-দের কাছ থেকে নির্দিষ্ট প্রস্তুতির নির্দেশনা জেনে নেওয়া। প্রস্তুতির নির্দেশনা use case অনুযায়ী ভিন্ন হতে পারে — উদাহরণস্বরূপ, consumer research, academic research বা performance and wellness-এর জন্য EEG recording-এ subject-কে শুয়ে না থেকে সক্রিয় থাকতে হতে পারে।
Emotiv-এর মতো কোম্পানিগুলো EEG technology-তে এমন অগ্রগতি এনেছে, যা test করা, process করা এবং interpretation আরও দ্রুত ও সুবিধাজনক করে। Emotiv-এর mobile এবং wireless EEG headset পাঁচ মিনিটেরও কম সময়ে সেট আপ করা যায়, এবং এগুলো participant-কে testing facility-তে সীমাবদ্ধ না রেখে স্বাধীনভাবে চলাচল করতে দেয়।
EEG test-এর আগে, পরীক্ষাটি পরিচালনাকারী professional-কে — তিনি ডাক্তার, employer বা researcher যেই হন না কেন — আপনি নিয়মিত যে সব ওষুধ নেন তা জানান। procedure-এর আগের রাতে চুল ধুয়ে কোনো product ছাড়াই রাখতে বলা হয়। পরীক্ষার কমপক্ষে 8 ঘণ্টা আগে caffeine জাতীয় পানীয় বা খাবার এড়িয়ে চলুন। যদি EEG procedure-এর সময় আপনাকে ঘুমাতে হয়, তাহলে আপনার brain যাতে পরীক্ষার সময় সঠিকভাবে শিথিল হতে পারে সে জন্য আগের রাতে ঘুম সীমিত করতে বলা হতে পারে।
EEG Monitoring
EEG procedure-এর সময় আপনি কোনো ব্যথা বা অস্বস্তি অনুভব করবেন না। একটি clinical EEG procedure-এ আপনাকে একটি bed বা reclining chair-এ শুয়ে থাকতে বলা হবে এবং চোখ বন্ধ করতে বলা হবে। একটি EEG technician আপনার মাথা মেপে কোথায় lead বসাতে হবে তা চিহ্নিত করেন।
পরীক্ষা শুরু হলে, electrode-গুলো আপনার brainwave রেকর্ড করে এবং সেই activity একটি recording machine-এ পাঠায়। তারপর EEG machine ডেটাকে interpretation-এর জন্য একটি wave pattern-এ রূপান্তর করে। recording শেষ হলে technician আপনার স্ক্যাল্প থেকে electrode-গুলো সরিয়ে ফেলবেন।
Scientific বা clinical setting-এ routine EEG test সম্পূর্ণ হতে 30-60 মিনিট লাগে, যার মধ্যে প্রায় 20 মিনিট initial set-up time অন্তর্ভুক্ত। ভোক্তা, individual performance এবং workplace research-এর জন্য পরিচালিত EEG test-এর সময়কাল testing purpose অনুযায়ী ছোট বা বড় হতে পারে। Emotiv-এর wireless EEG headset এই use case-গুলোর জন্য আরও দ্রুত সেট আপ সমর্থন করে (পাঁচ মিনিটেরও কম সময়)।
procedure-এর পর কোনো recovery time লাগা উচিত নয়। যদি আপনি test-এর সময় ঘুমানোর জন্য drowsiness সৃষ্টি করা কোনো medication নিয়ে থাকেন, তাহলে test administrator আপনাকে প্রভাব কেটে যাওয়া পর্যন্ত facility-তে অপেক্ষা করার পরামর্শ দিতে পারেন অথবা কাউকে দিয়ে বাড়ি পৌঁছে দিতে বলতে পারেন।
EEG test-এর side effect বিরল। electrode কোনো sensation তৈরি করে না; এগুলো শুধুমাত্র brain activity রেকর্ড করে। epilepsy-যুক্ত ব্যক্তিদের procedure-এর সময় flashing light-এর মতো stimulus থেকে seizure হতে পারে। EEG test-এর সময় seizure হওয়া ভয়ের কিছু নয় — এটি আসলে ডাক্তারদের epilepsy-র ধরন নির্ণয় করতে এবং সেই অনুযায়ী চিকিৎসা সাজাতে সাহায্য করতে পারে।
EEG-এর ব্যাখ্যা ও procedure result
আপনাকে যদি ক্লিনিক্যাল কারণে EEG test-এর পরামর্শ দেওয়া হয়ে থাকে, তাহলে আপনার test result স্নায়ুতন্ত্রে বিশেষজ্ঞ একজন ডাক্তার ব্যাখ্যা করবেন। neurologist normal এবং abnormal brain pattern দেখতে recording অধ্যয়ন করবেন। Brain wave pattern তাদের waveform-এর বৈশিষ্ট্য থেকে খুব সহজেই চেনা যায়। উদাহরণস্বরূপ, burst suppression pattern, যা প্রায়ই coma বা general anesthesia-এর মতো নিষ্ক্রিয় brain state-এ থাকা রোগীদের মধ্যে দেখা যায়, তা brief spike (burst) এবং flatness (suppression)-এর সময়কাল পালাক্রমে দেখায়।
বিভিন্ন ধরনের epilepsy আলাদা EEG pattern দ্বারা চিহ্নিত হয়। spike-wave pattern — একটি generalized, symmetrical EEG pattern — প্রায়ই absence seizure-এর সময় দেখা যায়, যখন একজন ব্যক্তি অল্প সময়ের জন্য অচেতনতা অনুভব করেন। partial focal seizure, যেখানে seizure activity কেবল মস্তিষ্কের একটি অংশকে প্রভাবিত করে, EEG data channel-এ সেই অংশের সঙ্গে সম্পর্কিত low-voltage, fast rhythm pattern দ্বারা চিহ্নিত হয়।
তারপর neurologist EEG measurement test-order করা ডাক্তারকে ফেরত পাঠান। আপনার ডাক্তার EEG image পর্যালোচনা ও ফলাফল নিয়ে আপনার সঙ্গে আলোচনা করতে একটি appointment নির্ধারণ করতে পারেন। আপনার অবস্থার ওপর নির্ভর করে, পরবর্তী ধাপে EEG neurofeedback বা biofeedback নামে একটি service নেওয়ার পরামর্শ দেওয়া হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, focus-এর সঙ্গে সম্পর্কিত brainwave pattern শক্তিশালী করতে চাইলে মানুষ neurofeedback ADHD-এর জন্য থেরাপি গ্রহণ করতে পারে।
Biofeedback therapy subject-দের অনৈচ্ছিক শারীরিক প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করতে সাহায্য করে। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ রক্তচাপের অভিজ্ঞতা থাকা একজন subject ত্বকে বসানো electrode থেকে ডেটা গ্রহণকারী monitor-এ নিজের শারীরিক পরিমাপ দেখতে পারেন। এই কার্যকলাপ পর্যবেক্ষণ শিথিলতা এবং মানসিক ব্যায়াম শেখাতে সাহায্য করে, যা উপসর্গ কমাতে পারে।
একইভাবে, Neurofeedback EEG-এর ওপর নির্ভর করে brain-কে আরও ভালোভাবে কাজ করতে প্রশিক্ষণ দেয়। এই training-এর সময় রোগীকে EEG machine-এর সঙ্গে সংযুক্ত করা হয় এবং নিজের brain activity-কে কাজ করতে দেখা হয়। এটি প্রায়ই এক ধরনের ভিডিও গেমের মতো, যেখানে রোগী নিজের brain দিয়ে গেমটি “খেলে” brain activity নিয়ন্ত্রণ করেন। রোগী brain dysfunction-এর সঙ্গে সম্পর্কিত brain frequency উন্নত করার চেষ্টা করেন, যেমন একজন অ্যাথলেট একটি দুর্বল পেশির ওপর কাজ করেন। EEG neurofeedback প্রায়ই epilepsy, bipolar disorder, ADHD এবং autism-এর মতো অবস্থার জন্য সুপারিশ করা হয়। এটি এসব disorder-এ সাহায্য করতে পারে, তবে সেগুলো নিরাময় করতে পারে না।
বিভিন্ন ধরনের EEG Device
EEG machine কয়েক ধরনের wearable EEG device-এর আকারে আসে। সবচেয়ে উচ্চস্তরে পার্থক্য হলো clinical EEG device (স্বাস্থ্যসেবা ও বৈজ্ঞানিক গবেষণার পরিবেশে ব্যবহৃত) এবং consumer EEG device (consumer research, academic research এবং performance and wellness-এ ব্যবহৃত)-এর মধ্যে। ক্লিনিক্যাল ডিভাইসের ক্ষেত্রে, participant ডিভাইস পরা অবস্থায় নড়াচড়া করতে পারেন না, এবং সিগন্যাল বিকৃত হওয়া এড়াতে ডেটা নিয়ন্ত্রিত ও shielded পরিবেশে সংগ্রহ করতে হয়। Emotiv-এর wireless headset-এর মতো consumer EEG device ব্যবহারকারীকে যেকোনো স্থানে brain activity পর্যবেক্ষণ করতে দেয়।
বিভিন্ন ধরনের wearable EEG device-এর মধ্যে পার্থক্য জরুরি, কারণ EEG system ব্যবহারকারী পেশাজীবী এবং যেসব পরিবেশে ডেটা সংগ্রহ করা হয়, তাদের প্রয়োজনীয়তা ভিন্ন। উদাহরণস্বরূপ, neurologist ও neuroscientist-দের data analysis করতে consumer researcher-এর তুলনায় প্রায়ই বেশি sensor density দরকার হয়। EEG electrode placement-এর পাশাপাশি, EEG system-গুলোর মধ্যে আরও কয়েকটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য বিবেচনা করা দরকার।
EEG Cap বনাম EEG Headset
EEG cap আর EEG headset-এর মধ্যে পার্থক্য কী? এই দুই সবচেয়ে সাধারণ wearable EEG device-এর প্রধান পার্থক্য হলো electrode-এর সংখ্যা। Headset সাধারণত 5-20টি electrode-এর মধ্যে থাকে। Cap আরও বেশি sensor সমর্থন করতে পারে, কারণ electrode বসানোর জন্য এদের পৃষ্ঠতল বড়। EEG cap, যেমন Emotiv EPOC Flex নমনীয় অবস্থান নির্ধারণের জন্য movable sensor দেয়। Emotiv Insight এবং Epoc X headset-এ sensor configuration স্থির।
EPOC Flex
Gel বা Saline sensor
EPOC+ এবং EPOC X
Saline sensor
Wet বনাম Dry EEG Electrode
EEG device প্রধানত wet অথবা dry electrode ব্যবহার করে। সম্প্রতি তৈরি হওয়া electrode-এর একটি ধরন হলো “tattoo electrodes”, যা অস্থায়ী ট্যাটুর মতো প্রয়োগ করা printed electrode। Wet electrode স্ক্যাল্পের সঙ্গে ভালো সংযোগের জন্য adhesive gel ব্যবহার করে বলে আরও ভালো data accuracy দেয়। Wet electrode প্রধানত clinical ও research setting-এ ব্যবহৃত হয়। Dry electrode-এ adhesive gel লাগে না। Dry electrode-যুক্ত EEG device প্রায়ই EEG consumer research-এ ব্যবহৃত হয়, কারণ এতে setup time কম লাগে। গবেষকরা wet বনাম dry EEG electrode-এর সুবিধা-অসুবিধা নিয়ে নিয়মিত তুলনা করছেন।
Wired বনাম Wireless EEG Device
EEG-এর শুরুর দিনে রোগীদের clinical setting-এ EEG machine-এর সঙ্গে সংযুক্ত থাকতে হতো। এখন wireless EEG test সম্ভব, কারণ EEG signal digitize করে smartphone, computer বা cloud-এর মতো recording machine-এ পাঠানো যায়। portable EEG ব্যবহার করে নানা ধরনের পরিবেশে test করা যায়। আপনি এমন একটি experiment করতে পারেন যেখানে subject-রা wireless EEG headset পরে পার্কের মধ্যে হাঁটবেন, এবং আপনার subject-এর movement কেবল data transmission range অনুযায়ী সীমিত থাকবে। flashing light-এর মতো stimulus দিতে test environment নিয়ন্ত্রণ করতে হলে আপনি clinical setting বেছে নিতে পারেন — সে ক্ষেত্রে wired EEG machine ব্যবহারে কোনো সীমাবদ্ধতা নেই।
Wired EEG headset
কেবল সংযোগ
Wireless Emotiv EEG Headset
Bluetooth wireless technology
EEG Measurement বনাম অন্যান্য Brain Measurement Technique
EEG measurement-এর সুবিধা হলো এটি আমাদের হাতে থাকা brain activity মাপার মধ্যে সবচেয়ে কম invasive, এবং প্রাসঙ্গিক cognitive process-এর সময় প্রচুর পরিমাণে quantitative information দেয়। মস্তিষ্কের কার্যকারিতা অধ্যয়নের অন্যান্য পদ্ধতি হলো:
Functional magnetic resonance imaging (fMRI)
Magnetoencephalography (MEG)
Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR or MRS)
Electrocorticography
Single-photon emission computed tomography (SPECT)
Positron emission tomography (PET)
Near-infrared spectroscopy (NIRS)
Event-related optical signal (EROS)
EEG-এর সুবিধা
EEG-এর তুলনামূলকভাবে কম spatial sensitivity থাকা সত্ত্বেও, এটি আগের তালিকাভুক্ত কিছু brain imaging ও brain research technique-এর তুলনায় বেশ কয়েকটি সুবিধা দেয়:
fMRI-এর তুলনায় EEG-এর temporal resolution খুবই উচ্চ। এটি মিলিসেকেন্ড গতিতে ঘটে যাওয়া মস্তিষ্কের দ্রুত প্রতিক্রিয়া ধরতে পারে, যা মস্তিষ্ক ও পরিবেশে কী ঘটছে তা সঠিকভাবে সমন্বয় করতে সাহায্য করে। ক্লিনিক্যাল ও গবেষণার পরিবেশে EEG 250 থেকে 2000 Hz sampling rate-এ রেকর্ড করা হয়। আরও আধুনিক EEG data collection system ইচ্ছা করলে 20,000 Hz-এরও বেশি sampling rate-এ রেকর্ড করতে পারে।
হার্ডওয়্যার খরচ এবং মোট মালিকানা খরচ (TCO) উল্লেখযোগ্যভাবে কম।
Electrocorticography-এর মতো EEG ডেটা non-invasive ভাবে সংগ্রহ করা হয়, যেখানে electrode সরাসরি মস্তিষ্কের পৃষ্ঠে বসাতে neurosurgery লাগে।
fMRI, SPECT, PET, MRS বা MEG-এর তুলনায় mobile EEG sensor আরও বেশি জায়গায় ব্যবহার করা যায়, কারণ এসব technique ভারী, ব্যয়বহুল এবং অচল equipment-এর ওপর নির্ভরশীল।
EEG নীরব, যাতে auditory stimulus-এর প্রতিক্রিয়া অধ্যয়ন করা যায়।
fMRI এবং MRI-এর তুলনায় EEG machine-এর আশেপাশে কোনো ভৌত বিপদ নেই। fMRI এবং MRI শক্তিশালী চুম্বক, যা pacemaker-এর মতো metallic gear-যুক্ত রোগীদের ব্যবহার বাধা দেয়।
fMRI, PET, MRS, এবং SPECT claustrophobia বাড়িয়ে দিতে পারে, যা test result বিকৃত করতে পারে। EEG claustrophobia সৃষ্টি করে না, কারণ subject-রা ছোট জায়গায় আটকে থাকেন না।
অন্যান্য বেশিরভাগ neuroimaging technique-এর তুলনায় consumer EEG scan পরীক্ষার সময় subject-এর আরও বেশি movement অনুমোদন করে।
Positron emission tomography-এর বিপরীতে EEG-তে radioligand-এর সংস্পর্শ নেই, কিংবা MRI বা fMRI-এর মতো উচ্চমাত্রার magnetic field-এর সংস্পর্শও নেই।
EEG-তে উচ্চ-তীব্রতার (>1 tesla) magnetic field-এর সংস্পর্শ নেই।
Behavioral testing method-এর তুলনায় EEG covert processing শনাক্ত করতে পারে (এমন processing যা কোনো response চায় না)। এই প্রযুক্তি এমন subject-দের ক্ষেত্রেও ব্যবহৃত হয়, যারা motor response দিতে অক্ষম।
ভোক্তা ব্যবহারের জন্য EEG-এর প্রবেশ-অবাধা কম, তাই দৈনন্দিন জীবনের বিভিন্ন কার্যকলাপের সময় brain activity ট্র্যাক ও রেকর্ড করার জন্য এটি একটি শক্তিশালী tool, যা প্রায় সীমাহীন সংখ্যক প্রয়োগকে সম্ভব করে।
EEG sleep analysis brain development-এর সময়সূচির গুরুত্বপূর্ণ দিক নির্দেশ করতে পারে, যার মধ্যে কিশোর মস্তিষ্কের পরিপক্বতা মূল্যায়নও অন্তর্ভুক্ত।
fMRI-তে ব্যবহৃত BOLD (Blood-oxygen-level-dependent) imaging-এর তুলনায় EEG দিয়ে ঠিক কোন signal মাপা হয়, সে সম্পর্কে আরও ভালো বোঝাপড়া রয়েছে।
EEG Games
চিকিৎসা ও বিনোদন উভয় উদ্দেশ্যে EEG technology গেমিং জগতে খাপ খাইয়ে নেওয়া হয়েছে। কোম্পানিগুলো VR, AR এবং BCI-তে ভিডিও গেমের সঙ্গে যোগাযোগের উপায় দিতে EEG ব্যবহার করছে। EEG machine signal শনাক্ত করে এবং software-এর algorithm আপনার brainwave ব্যাখ্যা করে পর্দায় থাকা avatar নিয়ন্ত্রণ করে।
Emotiv-এর EPOC headset হলো প্রথম উচ্চ-নির্ভুল brain-computer interface (BCI) যা সচেতন ও অবচেতন চিন্তা এবং আবেগ পর্যবেক্ষণ ও ব্যাখ্যা করতে পারে। BCI 30টি ভিন্ন expression, emotion এবং action-এর জটিল brainwave শনাক্ত করতে পারে। এই শনাক্তকরণ machine learning-এর মাধ্যমে অর্জিত হয়। Machine learning algorithm অংশগ্রহণকারী বিভিন্ন expression, emotion এবং action প্রক্রিয়াকরণের সময় যে brain pattern তৈরি হয় তা চিনতে প্রশিক্ষিত।
Algorithm যখন তার data set-এ কোনো EEG brainwave শনাক্ত করে, BCI তখন সেই pattern-কে একটি physical বা digital command-এর সঙ্গে যুক্ত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, “push!”-এর মতো trigger word ভাবলে আপনার avatar তার পথের সামনে থাকা কোনো বস্তু সরিয়ে দেবে।
TechCrunch TV: EEG ব্যবহার করে Mind Controlled Devices এবং আরও অনেক কিছু
EEG ব্যবহারের ক্ষেত্র
EEG measurement-এর অনেক আধুনিক প্রয়োগ রয়েছে। কিছু উল্লেখযোগ্য use case হলো:
Neuroscience
মস্তিষ্ক শিক্ষা program
Neuromarketing
Sleep Study
Brain Computer Interface (BCI)
Cognitive Performance
Self-Quantification
আবেগগত অবস্থা
ADHD Therapy
স্নায়বিক disorder
Brainwave entrainment
Cognitive behavioral therapy
Neuroinformatics
Brainwave gaming
AR & VR supplement
Dysphagia and Dementia
Stroke rehabilitation
Working memory test (N-back)
Note: এটি EEG সম্পর্কে কেবল সাধারণ তথ্য। Emotiv পণ্যগুলি শুধুমাত্র গবেষণা-ভিত্তিক প্রয়োগ এবং ব্যক্তিগত ব্যবহারের জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি। EU নির্দেশিকা 93/42/EEC-এ সংজ্ঞায়িত Medical Devices হিসেবে আমাদের পণ্যগুলো বিক্রি করা হয় না। আমাদের পণ্যগুলি রোগ নির্ণয় বা চিকিৎসার জন্য ব্যবহারের উদ্দেশ্যে তৈরি নয় এবং সেভাবে নকশাও করা হয়নি।
