راهنمای EEG
راهنمای EEG
راهنمای EEG
***سلب مسئولیت - محصولات Emotiv صرفاً برای برنامههای تحقیقاتی و استفاده شخصی در نظر گرفته شدهاند. محصولات ما به عنوان تجهیزات پزشکی، آنگونه که در دستورالعمل اتحادیه اروپا 93/42/EEC تعریف شده است، به فروش نمیرسند. محصولات ما برای تشخیص یا درمان بیماری طراحی نشدهاند یا چنین هدفی ندارند.
تعریف EEG
عبارت EEG مخفف «الکتروانسفالوگرافی» (نوار مغزی) است که یک فرآیند الکتروفیزیولوژیک برای ثبت فعالیت الکتریکی مغز میباشد. EEG تغییرات در فعالیت الکتریکی تولید شده توسط مغز را اندازهگیری میکند. تغییرات ولتاژ ناشی از جریان یونی در داخل و بین برخی از سلولهای مغزی به نام نورونها است.
EEG چیست؟
یک تست EEG فعالیت الکتریکی مغز را ارزیابی میکند. اسکنهای EEG با قرار دادن سنسورهای EEG - دیسکهای فلزی کوچک که الکترودهای EEG نیز نامیده میشوند - روی پوست سر شما انجام میشوند. این الکترودها فعالیت الکتریکی مغز شما را دریافت و ثبت میکنند. سیگنالهای EEG جمعآوریشده، تقویت و دیجیتالی شده و سپس برای ذخیرهسازی و پردازش دادهها به رایانه یا دستگاه تلفن همراه ارسال میشوند.
تجزیه و تحلیل دادههای EEG یک روش استثنایی برای مطالعه فرآیندهای شناختی است. این روش میتواند به پزشکان در تشخیص پزشکی، به محققان در درک فرآیندههای مغزی که زیربنای رفتار انسان هستند و به افراد جهت بهبود بهرهوری و سلامت خود کمک کند.
یک EEG چگونه کار میکند؟
میلیاردها سلول در مغز شما سیگنالهای الکتریکی بسیار کوچکی تولید میکنند که الگوهای غیرخطی به نام امواج مغزی را تشکیل میدهند. یک دستگاه EEG فعالیت الکتریکی را در قشر مغز (لایه بیرونی مغز) در طول تست EEG اندازهگیری میکند. سنسورهای EEG روی سر شرکتکننده قرار میگیرند، سپس الکترودها به صورت غیرتهاجمی امواج مغزی سوژه را شناسایی میکنند.
سنسورهای EEG میتوانند تا چندین هزار تصویر لحظهای از فعالیت الکتریکی ایجاد شده در مغز را در یک ثانیه ثبت کنند. امواج مغزی ثبتشده به تقویتکنندهها ارسال میشوند، سپس به رایانه یا فضای ابری انتقال مییابند تا دادهها پردازش شوند. سیگنالهای تقویتشده که شبیه به خطوط موجدار هستند، میتوانند در رایانه، دستگاه تلفن همراه یا در یک پایگاه داده ابری ثبت شوند.
نرمافزار رایانش ابری نوآوری حیاتی در پردازش دادههای EEG در نظر گرفته میشود، زیرا امکان تجزیه و تحلیل همزمان ثبتها را در مقیاس بزرگ فراهم میکند - در روزهای اولیه اندازهگیری EEG، امواج به سادگی روی کاغذ نمودار ثبت میشدند. سیستمهای EEG در تحقیقات آکادمیک و تجاری معمولاً دادهها را به صورت سری زمانی یا به عنوان جریان پیوستهای از ولتاژ پیشبینی میکنند.
امواج EEG ثبتشده روی کاغذ نمودار
امواج EEG با ثبت دیجیتال
امواج EEG در نرمافزار مدرن تصویرساز مغز
به منظور نقشهبرداری از فعالیت الکتریکی مغز، بهتر است اندازهگیریهای EEG را از سیگنالهای بخشهای مختلف ساختار قشر مغز در سراسر سطح سر دریافت کنیم.
امواج EEG در نمودار سری زمانی مدرن نرمافزار تصویرساز مغز
انواع امواج مغزی که EEG اندازهگیری میکند
الکترودهای یک دستگاه EEG فعالیتهای الکتریکی را که در فرکانسهای مختلف EEG بیان میشوند، ثبت میکنند. با استفاده از الگوریتمی به نام تبدیل فوریه سریع (FFT)، این سیگنالهای خام EEG را میتوان به عنوان امواج متمایز با فرکانسهای مختلف شناسایی کرد. فرکانس که به سرعت نوسانات الکتریکی اشاره دارد، با چرخه در ثانیه اندازهگیری میشود - یک هرتز (Hz) برابر است با یک چرخه در ثانیه. امواج مغزی بر اساس فرکانس به چهار نوع اصلی دستهبندی میشوند: بتا، آلفا، تتا و دلتا.
بخشهای زیر به بحث در مورد برخی از عملکردهای مرتبط با چهار فرکانس اصلی مغز میپردازند. این عملکردها صرفاً در ارتباط با فرکانسهای مختلف مغز شناسایی شدهاند - هیچ ارتباط خطی یکبهیک بین یک باند فرکانسی و یک عملکرد خاص مغز وجود ندارد.
امواج بتا (محدوده فرکانس از ۱۴ هرتز تا حدود ۳۰ هرتز)
امواج بتا بیشترین ارتباط را با هوشیاری یا حالت بیداری، توجه و گوشبهزنگ بودن دارند. امواج بتا با دامنه کم با تمرکز فعال یا با ذهن پرمشغله یا مضطرب مرتبط هستند. امواج بتا همچنین با تصمیمگیریهای حرکتی (سرکوب حرکت و بازخورد حسی حرکت) در ارتباط میباشند. هنگامی که توسط دستگاه EEG اندازهگیری میشوند، اغلب به این سیگنالها امواج بتای EEG گفته میشود.
امواج آلفا (محدوده فرکانس از ۷ هرتز تا ۱۳ هرتز)
امواج آلفا اغلب با حالت ذهنی آرام، خونسرد و شفاف مرتبط هستند. امواج آلفا را میتوان در نواحی پسسری و خلفی مغز یافت. امواج آلفا با بستن چشمها و آرامش یافتن تحریک میشوند و به ندرت در طول فرآیندهای شناختی شدید مانند تفکر، محاسبات ذهنی و حل مسئله حضور دارند. در بیشتر بزرگسالان، فرکانس امواج آلفا بین ۹ تا ۱۱ هرتز است. هنگام اندازهگیری توسط دستگاه EEG، اغلب به آنها امواج آلفای EEG میگویند.
امواج تتا (محدوده فرکانس از ۴ هرتز تا ۷ هرتز)
فعالیت مغز در محدوده فرکانسی بین ۴ تا ۷ هرتز به عنوان فعالیت تتا شناخته میشود. ریتم تتا شناسایی شده در اندازهگیریهای EEG اغلب در جوانان، به ویژه در نواحی گیجگاهی و در طول تهویه بیش از حد (تنفس سریع) مشاهده میشود. در افراد مسنتر، فعالیت تتا با دامنه بیشتر از حدود ۳۰ میلیولت (mV) کمتر اتفاق میافتد، به جز در هنگام خوابآلودگی. هنگام اندازهگیری توسط دستگاه EEG، اغلب به آنها امواج تتای EEG میگویند.
امواج دلتا (محدوده فرکانس تا ۴ هرتز)
فعالیت دلتا عمدتاً در نوزادان دیده میشود. در افراد مسنتر، امواج دلتا با مراحل عمیق خواب مرتبط است. امواج دلتا به صورت بینحملهای (بین تشنجها) در بیماران مبتلا به تشنج غائب که شامل کاهش کوتاهمدت و ناگهانی توجه است، ثبت شدهاند.
امواج دلتا با فرکانس پایین (حدود ۳ هرتز) و دامنه بالا مشخص میشوند. ریتمهای دلتا میتوانند در زمان بیداری نیز حضور داشته باشند - آنها به باز کردن چشم پاسخ میدهند و ممکن است با تنفس سریع نیز تقویت شوند. هنگام اندازهگیری توسط دستگاه EEG، اغلب به آنها امواج دلتای EEG میگویند.
استفاده از امواج EEG برای درک چگونگی کارکرد مغز
یک EEG چه چیزی را نشان میدهد؟
مغز شما به طور مداوم در حال جذب و پردازش اطلاعات است، حتی زمانی که خواب هستید. تمام این فعالیتها سیگنالهای الکتریکی تولید میکنند که سنسورهای EEG آنها را دریافت میکنند. این امر اجازه میدهد تغییرات در فعالیت مغز ثبت شوند، حتی اگر پاسخ رفتاری قابل مشاهدهای مانند حرکت یا تغییر حالت چهره وجود نداشته باشد.
یک مانیتور EEG تغییرات الکتریکی ایجاد شده توسط مغز شما را نشان میدهد، اما افکار یا احساسات را نشان نمیدهد. این دستگاه هیچگونه الکتریسیتهای به مغز شما ارسال نمیکند.
تشخیص فعالیت در بخشهای اصلی قشر مغز برای به دست آوردن دادههای EEG با کیفیت بالا بسیار حیاتی است. نتایج میتوانند به عنوان شاخصی برای ارزیابی وضعیتهای عاطفی تحت تأثیر محرکهای بیرونی مورد استفاده قرار گیرند.
تاریخچه کوتاه EEG
تحقیق در مورد پدیدههای فعالیت الکتریکی در مغز بر روی حیوانات به سال ۱۸۷۵ بازمیگردد، زمانی که پزشک ریچارد کاتون یافتههای خود را از آزمایش روی خرگوشها و میمونها در مجله پزشکی بریتانیا منتشر کرد.
در سال ۱۸۹۰، آدولف بک الکترودها را مستقیماً روی سطح مغز یک سگ و یک خرگوش قرار داد تا تحریک حسی را آزمایش کند. مشاهده او از نوسان فعالیت الکتریکی مغز منجر به کشف امواج مغزی شد و باعث شد EEG به یک حوزه علمی تبدیل شود.
فیزیولوژیست و روانپزشک آلمانی، هانس برگر، برای اولین ثبت امواج مغزی EEG انسان در سال ۱۹۲۴ مورد تحسین قرار گرفته است. برگر دستگاه الکتروانسفالوگرام را اختراع کرد، دستگاهی که سیگنالهای EEG را ثبت میکند. در کتاب «ریشههای EEG»، نویسنده دیوید میلت این اختراع را به عنوان «یکی از شگفتانگیزترین، برجستهترین و مهمترین پیشرفتها در تاریخ نورولوژی بالینی» توصیف کرده است.
اولین ثبت EEG انسان توسط هانس برگر در سال ۱۹۲۴ به دست آمد. سیگنال بالایی EEG و پایینی یک سیگنال زمانبندی ۱۰ هرتز است.
هانس برگر، اولین کسی که امواج مغزی EEG را در انسان ثبت کرد.
حوزه الکتروانسفالوگرافی بالینی در سال ۱۹۳۵ آغاز شد. این امر از تحقیقات دانشمندان علوم اعصاب، فردریک گیبز، هالوول دیویس و ویلیام لنوکس در مورد واکنشهای صرعی، امواج نوکتیز بینحملهای و سه چرخه تشنجهای غائب بالینی EEG نشأت گرفت. گیبز و دانشمند هربرت جاسپر به این نتیجه رسیدند که امواج تیز بینحملهای نشانه متمایزی از صرع هستند. اولین آزمایشگاه EEG در سال ۱۹۳۶ در بیمارستان عمومی ماساچوست افتتاح شد.
در سال ۱۹۴۷، انجمن EEG آمریکا که اکنون با نام انجمن نوروفیزیولوژی بالینی آمریکا شناخته میشود، تأسیس شد و اولین کنگره بینالمللی EEG برگزار گردید.
در دهه ۱۹۵۰، ویلیام گری والتر توپوگرافی EEG را توسعه داد که متمم EEG بود و امکان نقشهبرداری از فعالیت الکتریکی را در سراسر سطح مغز فراهم میکرد. این روش در دهه ۱۹۸۰ محبوب بود، اما هرگز در جریان اصلی نورولوژی پذیرفته نشد.
استیو بوزینوسکی، لیلیانا بوزینوسکا و میهایل سستاکوف اولین دانشمندانی بودند که در سال ۱۹۸۸ با استفاده از دستگاه EEG به کنترل یک جسم فیزیکی دست یافتند. در سال ۲۰۱۱، با راهاندازی شرکت Emotiv توسط کارآفرینان فناوری، تان لی و دکتر جف مککلار، فناوری EEG وارد بازار مصرفکننده شد.
فناوریهای EEG مانند هدستها و کلاهها، اجزای BCI (رابط مغز و رایانه) هستند. از BCI به عنوان HMI (رابط انسان و ماشین)، MMI (رابط ذهن و ماشین)، BMI (رابط مغز و ماشین) و DNI (رابط عصبی مستقیم) نیز یاد میشود - DNI میتواند سیگنالها را از مغز و دیگر بخشهای سیستم عصبی رمزگشایی کند. هدف BCI ردیابی عملکرد شناختی و کنترل اشیاء مجازی و فیزیکی از طریق یادگیری ماشین از دستورات ذهنی آموزشدیده است.
در سال ۲۰۱۷، راننده معلول حرکتی، رودریگو هوبنر مندس، اولین کسی شد که به لطف یک هدست EEG از برند Emotiv و تنها با استفاده از امواج مغزی خود یک خودروی فرمول ۱ را رانندگی کرد.
EEG برای چه مواردی استفاده میشود؟
عملکرد و سلامتی
ورزشکاران، بیوهکرها و هر مصرفکننده علاقهمند میتوانند از EEG برای «ردیابی» فعالیت مغزی خود استفاده کنند، همانطور که ممکن است تعداد گامهای روزانه خود را ردیابی کنند. EEG میتواند عملکردهای شناختی را اندازهگیری کند - مانند توجه و حواسپرتی، استرس و بار شناختی (ظرفیت کلی مغز برای فعالیت ذهنی اعمالشده بر روی حافظه کاری در هر لحظه). این یافتهها میتوانند بینشهای ارزشمندی را درباره نحوه پاسخ مغز به رویدادهای زندگی روزمره آشکار کنند. دادههای EEG بازخوردی را ارائه میدهند که با استفاده از آن میتوان استراتژیهای علمی و آگاهانهای را برای کاهش استرس، بهبود تمرکز یا تقویت مدیتیشن طراحی کرد.
تحقیقات مصرفکننده
دادههای EEG میتوانند یک ابزار جستجوی قدرتمند برای بینش مصرفکننده باشند. پاسخهای مغز بازخوردهای بیسابقهای از مصرفکننده ارائه میدهند - به این صورت که از EEG برای اندازهگیری شکاف بین آنچه مصرفکنندگان واقعاً به آن توجه میکنند در مقایسه با آنچه خودشان گزارش میدهند که دوست دارند یا متوجه شدهاند، استفاده میشود. ترکیب EEG با سایر سنسورهای بیومتریک مانند ردیابی چشم، تجزیه و تحلیل حالات چهره و اندازهگیری ضربان قلب میتواند درک کاملی از رفتار مشتری به شرکتها ارائه دهد. استفاده از فناوریهای عصبی مانند EEG برای مطالعه واکنشهای مصرفکننده، نورومارکتینگ (بازاریابی عصبی) نامیده میشود.
مراقبتهای بهداشتی
از آنجا که تستهای EEG فعالیت مغز را در طول یک فرآیند کنترلشده نشان میدهند، نتایج میتوانند حاوی اطلاعاتی باشند که برای تشخیص اختلالات مختلف مغزی مورد استفاده قرار میگیرند. دادههای غیرطبیعی EEG از طریق امواج مغزی نامنظم نمایش داده میشوند. دادههای غیرطبیعی EEG میتوانند نشاندهنده علائم ناکارآمدی مغز، ضربه به سر، اختلالات خواب، مشکلات حافظه، تومورهای مغزی، سکته مغزی، زوال عقل، اختلالات تشنجی مانند صرع و شرایط مختلف دیگر باشند. بسته به تشخیص مورد نظر، پزشکان گاهی اوقات EEG را با تستهای شناختی، نظارت بر فعالیت مغز و تکنیکهای تصویربرداری عصبی ترکیب میکنند.
تشخیص تشنج
تستهای EEG اغلب به بیمارانی که فعالیتهای تشنجی را تجربه میکنند توصیه میشود. در این موارد، پزشکان ممکن است یک EEG سرپایی انجام دهند. یک EEG سرپایی به طور مداوم تا ۷۲ ساعت ثبت انجام میدهد، در حالی که EEG سنتی ۱ الی ۲ ساعت طول میکشد. به بیمار اجازه داده میشود با استفاده از یک هدست EEG در خانه خود حرکت کند. افزایش مدت زمان ثبت، احتمال ثبت فعالیت غیرطبیعی مغز را افزایش میدهد. به همین دلیل، سیستمهای EEG سرپایی اغلب برای تشخیص صرع (صرع EEG)، اختلالات تشنج یا اختلالات خواب استفاده میشوند.
مطالعه خواب برای اختلالات خواب
یک مطالعه خواب با EEG یا تست «پلیسومنوگرافی»، علاوه بر انجام اسکن مغز، فعالیت بدن را نیز اندازهگیری میکند. تکنولوژیست EEG میزان ضربان قلب، تنفس و سطح اکسیژن خون شما را در طول یک فرآیند شبانه کنترل میکند. پلیسومنوگرافی بیشتر در تحقیقات پزشکی و به عنوان یک تست تشخیصی برای اختلالات خواب استفاده میشود.
علوم اعصاب محاسباتی
از آنجا که EEG فعالیت الکتریکی لایه بیرونی مغز (قشر مغز) را اندازهگیری میکند، میتواند امواج مغزی را از روی پوست سر شما دریافت کند. با ترکیب تستهای مغزی EEG با دادههای حاصل از سایر تکنیکهای نظارت بر مغز، محققان میتوانند به بینشهای جدیدی در مورد تعاملات پیچیدهای که در مغز و همچنین در بدن ما رخ میدهد، دست یابند.
این دقیقاً همان چیزی است که الکتروانسفالوگرافی کمی (qEEG) تلاش میکند به آن دست یابد. EEG کمی امواج مغزی شما را درست مانند یک EEG سنتی ثبت میکند. qEEG با استفاده از یادگیری ماشین، امواج مغزی شما را با امواج مغزی افراد در همان رده سنی و جنسیتی، اما کسانی که نارسایی مغزی ندارند، مقایسه میکند. فرآیند qEEG از طریق این مقایسه کمی، یک «نقشه» از مغز شما ایجاد میکند. این فرآیند در زیرشاخهای از علوم اعصاب به نام علوم اعصاب محاسباتی رایج است.
قرارگیری الکترودهای EEG بخش مهمی از موفقیت qEEG است. قرارگیری سنتی لیدهای EEG از سیستم ۲۰-۱۰ پیروی میکند که یک استاندارد بینالمللی شناخته شده برای اعمال الکترودهای متصل به پوست سر شماست. «۲۰-۱۰» به فاصله بین لیدهای EEG اشاره دارد که ۱۰٪ یا ۲۰٪ از کل فاصله جمجمه است.
تعداد الکترودهای روی یک دستگاه میتواند متفاوت باشد - برخی از سیستمهای ثبت EEG میتوانند تا ۲۵۶ الکترود داشته باشند. ثبتهای qEEG از یک کلاه با ۱۹ سنسور برای جمعآوری دادهها از تمامی ۱۹ ناحیه پوست سر شما استفاده میکنند. از آنجا که لیدهای EEG سیگنالها را از محلی که قرار گرفتهاند تقویت میکنند، دستیابی به نقشهبرداریهای مغز qEEG علت ناکارآمدی مشاهده شده در سطح رفتاری و/یا شناختی را در سطح مغز شناسایی میکند.
تحقیقات آکادمیک
نتایج غیرطبیعی EEG تنها اطلاعات ارزشمند بهدستآمده از نتیجه یک تست EEG نیستند. بسیاری از محققان از EEG نرمال در تحقیقات خود استفاده میکنند، از جمله مطالعه پیشگامانه سال ۱۹۵۷ در مورد فعالیت مغز در طول خواب REM (حرکات سریع چشم).
همانطور که در بخش مربوط به انواع امواج مغزی اندازهگیری شده توسط EEG معرفی شد، مطالعه ثبتهای EEG محدودهای از فرکانسهای موجود در سیگنالهای مغزی را نشان میدهد. این فرکانسها حالتهای توجهی و شناختی مختلف را منعکس میکنند. به عنوان مثال، محققان فعالیت باند گاما (که اغلب با توجه آگاهانه مرتبط است) را در حین بررسی پاسخهای عصبی در طول مدیتیشن (مدیتیشن EEG) زیر نظر گرفتهاند.
فعالیت باند گاما با اوج عملکرد ذهنی یا فیزیکی مرتبط است. آزمایشهایی که در آنها سوژهای با یک دستگاه EEG در حال انجام مدیتیشن عمیق است، فرضیههایی را ایجاد کردهاند مبنی بر اینکه امواج گاما با تجربیات آگاهانه یا حالتهای ذهنی متعالی مرتبط هستند. با این حال، توافقی میان محققان دانشگاهی در مورد اینکه فعالیت باند گاما با کدام عملکردهای شناختی مرتبط است، وجود ندارد.
محققان به روشی برای پردازش و مدیریت تمام دادههای مغزی ارزشمندی که جمعآوری میکنند نیاز دارند - و حتی نیاز دارند آنها را با موسسات مختلف به اشتراک بگذارند. «نوروانفورماتیک» حوزه تحقیقاتی است که ابزارهای محاسباتی و مدلهای ریاضی را برای دادههای علوم اعصاب فراهم میکند. هدف نوروانفورماتیک ایجاد فناوریهایی برای سازماندهی پایگاههای داده، اشتراکگذاری دادهها و مدلسازی دادهها است. این موضوع به حجم متنوعی از دادهها مربوط میشود، چرا که «علوم اعصاب» به طور گسترده به عنوان مطالعه علمی سیستم عصبی تعریف میشود. یکی از زیرشاخههای علوم اعصاب شامل روانشناسی شناختی است که از روشهای تصویربرداری عصبی مانند EEG استفاده میکند تا تجزیه و تحلیل کند که کدام بخش از مغز و سیستم عصبی زیربنای کدام فرآیندهای شناختی هستند.
تحقیقات بازار: استفاده از هدستهای EEG برای درک وضعیت عاطفی و شناختی
فرآیند تست EEG
آمادهسازی برای فرآیند EEG
بخشهای زیر در مورد نظارت، تفسیر و نتایج EEG شامل اطلاعاتی برای مخاطبانی است که تحت تستهای EEG در یک محیط درمانی قرار میگیرند. بهترین راه برای آماده شدن برای یک تست، همیشه این است که از مجریان تست دستورالعملهای آمادهسازی خاص را بخواهید. دستورالعملهای آمادهسازی میتوانند بسته به مورد استفاده متفاوت باشند - به عنوان مثال، ثبتهای EEG برای تحقیقات مصرفکننده، تحقیقات آکادمیک یا عملکرد و سلامتی ممکن است نیاز داشته باشد که سوژهها به جای دراز کشیدن، فعال باشند.
شرکتهایی مانند Emotiv پیشگام پیشرفتهایی در فناوری EEG بودهاند که انجام، پردازش و تفسیر تستها را سریعتر و راحتتر میکند. هدستهای بیسیم و سیار EEG شرکت Emotiv میتوانند در کمتر از پنج دقیقه راهاندازی شوند و به شرکتکننده اجازه میدهند به جای محدود شدن به یک مرکز آزمایش، آزادانه حرکت کند.
قبل از تست EEG، به متخصصی که تست را انجام میدهد - اعم از پزشک، کارفرما یا محقق - در مورد هرگونه داروی منظمی که مصرف میکنید اطلاع دهید. توصیه میشود شب قبل از فرآیند موهای خود را بشویید و آن را بدون هیچ نوع ماده حالتدهنده رها کنید. حداقل ۸ ساعت قبل از تست از نوشیدن یا خوردن هرگونه کافئین خودداری کنید. اگر مجبور هستید در طول فرآیند EEG بخوابید، ممکن است به شما دستور داده شود که خواب خود را در شب قبل محدود کنید تا مطمئن شوید که مغز شما میتواند در طول تست به درستی استراحت کند.
نظارت EEG
در طول فرآیند EEG هیچ درد و ناراحتی احساس نخواهید کرد. در طول یک فرآیند بالینی EEG، روی تخت یا صندلی خوابیده دراز میکشید و از شما خواسته میشود چشمهای خود را ببندید. تکنسین EEG سر شما را اندازهگیری میکند و محل قرار دادن لیدها را علامتگذاری میکند.
وقتی تست شروع میشود، الکترودها امواج مغزی شما را ثبت میکنند و فعالیت را به یک دستگاه ثبت ارسال میکنند. سپس دستگاه EEG دادهها را برای تفسیر به الگوی موج تبدیل میکند. پس از اتمام ثبت، تکنسین الکترودها را از روی پوست سر شما برمیدارد.
تستهای روتین EEG در محیطهای علمی یا بالینی بین ۳۰ تا ۶۰ دقیقه طول میکشد تا کامل شود، که شامل حدود ۲۰ دقیقه زمانِ آمادهسازی اولیه است. تستهای EEG انجام شده برای مصرفکننده، عملکرد فردی و تحقیقات محیط کار، بسته به اهداف آزمایش میتوانند کوتاهتر یا طولانیتر باشند. هدستهای بیسیم EEG برند Emotiv از راهاندازی سریعتر برای این موارد استفاده پشتیبانی میکنند (کمتر از پنج دقیقه).
پس از انجام فرآیند، نیازی به زمان ریکاوری نیست. اگر دارویی مصرف کردهاید که برای خوابیدن در طول تست باعث خوابآلودگی شما شده است، مجری تست ممکن است توصیه کند تا زمانی که اثرات آن از بین برود در مرکز منتظر بمانید یا از کسی بخواهید شما را به خانه برساند.
عوارض جانبی تست EEG نادر است. الکترودها هیچ احساسی ایجاد نمیکنند؛ آنها فقط فعالیت مغز را ثبت میکنند. افراد مبتلا به صرع ممکن است در طول فرآیند دچار تشنج ناشی از محرکهایی مانند چراغهای چشمکزن شوند. تشنج در طول تست EEG جای ترس ندارد - این امر در واقع میتواند به پزشکان در تشخیص نوع صرع و در نتیجه شخصیسازی درمان کمک کند.
تفسیر EEG و نتایج فرآیند
اگر به دلایل بالینی به شما یک تست EEG توصیه شده است، نتایج تست شما توسط پزشکی که در زمینه سیستم عصبی تخصص دارد تفسیر خواهد شد. متخصص اعصاب، ثبت را برای الگوهای عادی و غیرعادی مغز مطالعه خواهد کرد. الگوهای امواج مغزی بر اساس ویژگیهای شکل موج خود بسیار قابل تشخیص هستند. به عنوان مثال، یک الگوی سرکوب ناگهانی که اغلب در بیماران با حالتهای مغزی غیرفعال مانند کما یا بیهوشی عمومی مشاهده میشود، فعالیتهای نوکتیز کوتاه (انفجار) را نشان میدهد که با دورههایی از صافی (سرکوب) متناوب همراه است.
انواع مختلف صرع با الگوهای مشخصه متمایز EEG مشخص میشوند. یک الگوی موج نوکتیز - یک الگوی متقارن و تعمیمیافته EEG - اغلب در طول یک تشنج غائب مشاهده میشود، جایی که فرد کاهش کوتاهمدت هوشیاری را تجربه میکند. یک تشنج کانونی جزئی که در آن فعالیت تشنج تنها یک بخش از مغز را تحت تأثیر قرار میدهد، با الگوی ریتم سریع و ولتاژ پایین مشخص میشود که در کانال دادههای EEG مرتبط با آن بخش ظاهر میگردد.
سپس متخصص اعصاب اندازهگیری EEG را به پزشکی که تست را تجویز کرده است ارسال میکند. پزشک شما ممکن است برای بررسی تصاویر EEG و گفتگو در مورد نتایج با شما برنامهریزی کند. بسته به شرایط شما، ممکن است خدماتی به نام نوروفیدبک EEG یا بیوفیدبک به عنوان درمان تکمیلی به شما توصیه شود. به عنوان مثال، افرادی که به دنبال تقویت الگوهای امواج مغزی مرتبط با تمرکز هستند، ممکن است در درمان نوروفیدبک برای ADHD شرکت کنند.
درمان بیوفیدبک به سوژهها کمک میکند تا فرآیندهای غیرارادی بدن خود را کنترل کنند. به عنوان مثال، سوژهای که فشار خون بالا را تجربه میکند، میتواند اندازهگیریهای بدنی خود را روی یک مانیتور که دادهها را از الکترودهای روی پوست دریافت میکند، مشاهده کند. نظارت بر این فعالیت به آموزش تمرینات آرامشبخش و ذهنی کمک میکند که میتواند علائم را کاهش دهد.
به همین ترتیب، نوروفیدبک برای اینکه به مغز کمک کند عملکرد بهتری داشته باشد به EEG متکی است. در طول این آموزش، بیمار به یک دستگاه EEG متصل شده و فعالیت مغزی خود را به صورت زنده مشاهده میکند. این امر اغلب شبیه به یک نوع بازی ویدیویی است که در آن بیمار با مغز خود بازی میکند تا فعالیت مغزی خود را کنترل کند. بیمار تلاش میکند فرکانسهای مغزی مرتبط با نارسایی مغز را بهبود بخشد، همانطور که یک ورزشکار روی یک عضلۀ ضعیف کار میکند. نوروفیدبک EEG اغلب برای اختلالاتی مانند صرع، اختلال دوقطبی، ADHD و اوتیسم توصیه میشود. اگرچه این روش میتواند برای این اختلالات کمککننده باشد، اما نمیتواند آنها را درمان کند.
انواع مختلف دستگاههای EEG
دستگاههای EEG به شکل چند دستگاه پوشیدنی EEG مختلف عرضه میشوند. در بالاترین سطح، تفاوت بین دستگاههای بالینی EEG (مورد استفاده در مراقبتهای بهداشتی و محیطهای تحقیقات علمی) و دستگاههای مصرفکننده EEG (مورد استفاده در تحقیقات مصرفکننده، تحقیقات آکادمیک و عملکرد و سلامتی) وجود دارد. با دستگاههای بالینی، شرکتکنندگان نمیتوانند در حین پوشیدن دستگاه حرکت کنند و برای جلوگیری از مخدوش شدن سیگنال، دادهها باید در یک محیط کنترلشده و ایزوله جمعآوری شوند. دستگاههای مصرفکننده EEG مانند هدستهای بیسیم تفریحی Emotiv به کاربران اجازه میدهند فعالیت مغزی را در هر مکانی نظارت کنند.
تنوع بین انواع مختلف دستگاههای پوشیدنی EEG برای پشتیبانی از نیازهای متخصصانی که از سیستمهای EEG استفاده میکنند و محیطهایی که دادهها در آنها جمعآوری میشوند، ضروری است. به عنوان مثال، متخصصان اعصاب و دانشمندان علوم اعصاب اغلب برای انجام تجزیه و تحلیل دادههای خود نسبت به یک محقق مصرفکننده به تراکم سنسورهای بالاتری نیاز دارند. علاوه بر قرارگیری الکترودهای EEG، چند تفاوت قابل توجه دیگر بین سیستمهای EEG وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند.
کلاههای EEG در مقابل هدستهای EEG
تفاوت بین کلاه EEG و هدست EEG چیست؟ تفاوت اصلی بین این دو نوع رایج از دستگاههای پوشیدنی EEG در تعداد الکترودها است. هدستها معمولاً دارای ۵ تا ۲۰ الکترود هستند. کلاهها میتوانند از سنسورهای بیشتری پشتیبانی کنند، زیرا مساحت سطح بزرگتری برای قرار دادن الکترود دارند. کلاههای EEG، مانند EMOTIV EPOC FLEX سنسورهای متحرکی را برای موقعیتیابی انعطافپذیر ارائه میدهند. پیکربندی سنسور در هدستهای EMOTIV INSIGHT و Epoc X ثابت است.
Flex
سنسورهای ژلی یا سالین
EPOC+ و Epoc X
سنسورهای سالین
الکترودهای مرطوب در مقابل خشک EEG
دستگاههای EEG عمدتاً از الکترودهای مرطوب یا خشک استفاده میکنند. شکل جدیدی از الکترودها به نام «الکترودهای خالکوبی یا تتو» توسعه یافته است که الکترودهای چاپی هستند که مانند یک خالکوبی موقت اعمال میشوند. الکترودهای مرطوب به دلیل استفاده از یک ژل چسبناک برای برقراری تماس بهتر با پوست سر، دقت دادههای بهتری دارند. الکترودهای مرطوب بیشتر در محیطهای بالینی و تحقیقاتی استفاده میشوند. الکترودهای خشک نیازی به ژل چسبناک ندارند. دستگاههای EEG با الکترودهای خشک اغلب در تحقیقات مصرفکننده EEG استفاده میشوند، زیرا زمان راهاندازی سریعتری را فراهم میکنند. محققان به طور مداوم در حال مقایسه مزایا و معایب الکترودهای مرطوب در مقابل خشک EEG هستند.
دستگاههای سیمی در مقابل بیسیم EEG
در روزگار اولیه EEG، بیماران باید در یک محیط بالینی به دستگاه ثبت EEG متصل میشدند. اکنون تستهای بیسیم EEG امکانپذیر هستند، زیرا سیگنالهای EEG میتوانند دیجیتالی شده و مانند یک تلفن هوشمند، رایانه یا ابر به دستگاه ثبت ارسال شوند. تستها را میتوان با استفاده از EEGهای پرتابل در محیطهای مختلفی انجام داد. شما میتوانید آزمایشی انجام دهید که در آن سوژهها هدستهای بیسیم EEG را بپوشند و در پارک قدم بزنند، و حرکت سوژه شما تنها با محدوده انتقال داده محدود خواهد شد. اگر نیاز دارید محیط تست را کنترل کنید تا محرکهایی مانند چراغهای چشمکزن را ارائه دهید، ممکن است یک محیط بالینی را انتخاب کنید - که در این صورت، هیچ محدودیتی برای استفاده از یک دستگاه سیمی EEG وجود ندارد.
هدستهای سیمی EEG
اتصال کابل
هدست بیسیم Emotiv EEG
فناوری بیسیم بلوتوث
اندازهگیری EEG در برابر سایر تکنیکهای اندازهگیری مغزی
مزیت اندازهگیری EEG این است که کمتهاجمیترین روش اندازهگیری فعالیت مغز است که در دسترس داریم و اطلاعات کمی بسیاری را در طول فرآیندهای شناختی مربوطه ارائه میدهد. سایر روشها برای مطالعه عملکرد مغز عبارتند از:
تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI)
مگنتوانسفالوگرافی (MEG)
طیفسنجی تشدید مغناطیسی هستهای (NMR یا MRS)
الکتروکورتیکوگرافی
توموگرافی کامپیوتری با انتشار تک فوتون (SPECT)
توموگرافی گسیل پوزیترون (PET)
طیفنگاری مادون قرمز نزدیک (NIRS)
سیگنال نوری مرتبط با رویداد (EROS)
مزایای EEG
با وجود حساسیت فضایی نسبتاً پایین EEG، این شیوه ادعای مزایای متعددی نسبت به برخی از تکنیکهای تصویربرداری مغز و تحقیقات مغزی که قبلاً لیست شدهاند، دارد:
روش EEG وضوح زمانی بسیار بالایی در مقایسه با fMRI دارد. این روش میتواند واکنشهای سریع مغز را که با سرعت میلیثانیه رخ میدهند دریافت کند، که به آن اجازه میدهد تا آنچه در مغز و محیط اتفاق میافتد را به طور دقیق همگام کند. EEG با نرخهای نمونهبرداری بین ۲۵۰ تا ۲۰۰۰ هرتز در محیطهای بالینی و تحقیقاتی ثبت میشود. سیستمهای مدرنتر جمعآوری دادههای EEG در صورت تمایل میتوانند با نرخهای نمونهبرداری بیش از ۲۰,۰۰۰ هرتز ثبت انجام دهند.
هزینههای سختافزاری بسیار پایینتر و هزینه کل مالکیت (TCO) به مراتب کمتر است.
دادههای EEG برخلاف الکتروکورتیکوگرافی که برای قرار دادن مستقیم الکترودها روی سطح مغز نیاز به جراحی مغز و اعصاب دارد، به صورت غیرتهاجمی جمعآوری میشوند.
سنسورهای سیار EEG را میتوان در مکانهای بیشتری نسبت به fMRI، SPECT، PET، MRS یا MEG استفاده کرد، زیرا این تکنیکها به تجهیزات سنگین، پرهزینه و غیرقابل حمل تکیه دارند.
روش EEG بیصدا است تا امکان مطالعه پاسخها به محرکهای صوتی فراهم شود.
در مقایسه با fMRI و MRI، هیچ خطر فیزیکی در اطراف یک دستگاه EEG وجود ندارد. دستگاههای fMRI و MRI آهنرباهای قدرتمندی هستند که مانع از استفاده بیماران با قطعات فلزی مانند ضربانساز قلب میشوند.
تکنیکهای fMRI ،PET ،MRS و SPECT میتوانند کلاستروفوبیا (ترس از فضاهای بسته) را تشدید کنند که میتواند نتایج آزمایش را مخدوش کند. EEG کلاستروفوبیا ایجاد نمیکند زیرا سوژهها به فضای کوچکی محدود نمیشوند.
اسکنهای مصرفکننده EEG برخلاف اکثر تکنیکهای تصویربرداری عصبی، اجازه حرکتهای بیشتری را در حین آزمایش به سوژه میدهند.
روش EEG برخلاف توموگرافی گسیل پوزیترون شامل قرار گرفتن در معرض رادیولیگاندها، یا میدانهای مغناطیسی سطح بالا مانند MRI یا fMRI نمیشود.
روش EEG شامل قرار گرفتن در معرض میدانهای مغناطیسی با شدت بالا (بیش از ۱ تسلا) نمیشود.
در مقایسه با روشهای آزمایش رفتاری، EEG میتواند پردازش پنهان (پردازشی که نیاز به پاسخ ندارد) را تشخیص دهد. این فناوری در سوژههایی که قادر به ایجاد پاسخ حرکتی نیستند نیز استفاده میشود.
روش EEG مانع ورود کمی برای استفاده مصرفکننده دارد، بنابراین ابزاری قدرتمند برای ردیابی و ثبت فعالیت مغز در فعالیتهای مختلف زندگی روزمره است و امکان استفاده از تعداد بیشماری از برنامهها را فراهم میکند.
تجزیه و تحلیل خواب با EEG میتواند جنبههای مهم زمانبندی رشد مغز، از جمله ارزیابی بلوغ مغز نوجوانان را نشان دهد.
در مقایسه با تصویربرداری BOLD (وابسته به سطح اکسیژن خون) که در fMRI استفاده میشود، درک بهتری از اینکه دقیقاً چه سیگنالی با EEG اندازهگیری میشود وجود دارد.
بازیهای EEG
فناوری EEG برای اهداف درمانی و سرگرمی با دنیای بازی منطبق شده است. شرکتها از EEG برای ارائه روشهای تعاملی با بازیهای ویدیویی در VR، AR و BCI استفاده میکنند. دستگاههای EEG سیگنال را تشخیص میدهند و الگوریتمهای موجود در نرمافزار، امواج مغزی شما را برای کنترل آواتار روی صفحه تفسیر میکنند.
هدست EPOC از برند Emotiv اولین رابط مغز و رایانه با وفاداری بالا (BCI) است که میتواند افکار و احساسات خودآگاه و ناخودآگاه را نظارت و تفسیر کند. این BCI میتواند امواج مغزی پیچیده مربوط به ۳۰ حالت، احساس و عملکرد مختلف را تشخیص دهد. این تشخیص از طریق یادگیری ماشین به دست میآید. الگوریتمهای یادگیری ماشین آموزش دیدهاند تا الگوهای مغزی را که در حین پردازش این حالات، احساسات و واکنشها توسط شرکتکننده رخ میدهند، شناسایی کنند.
هنگامی که الگوریتمها یک موج مغزی EEG را در مجموعه دادههای خود دریافت میکنند، BCI میتواند الگو را با یک دستور فیزیکی یا دیجیتال مرتبط کند. به عنوان مثال، فکر کردن به یک کلمه محرک مانند «فشار بده!» باعث میشود آواتار شما شیئی را از مسیر خود به جلو فشار دهد.
TechCrunch TV: دستگاههای تحت کنترل ذهن و موارد دیگر با استفاده از EEG
موارد استفاده از EEG
امروزه کاربردهای مدرن بسیاری برای اندازهگیری EEG وجود دارد. برخی از موارد استفاده برجسته EEG عبارتند از:
علوم اعصاب
برنامههای آموزش مغز
بازاریابی عصبی (نورومارکتینگ)
مطالعات خواب
رابط کاربری مغز و کامپیوتر (BCI)
عملکرد شناختی
خودکمیسازی
حالتهای عاطفی
درمان ADHD
اختلالات عصبی
جذب امواج مغزی
درمان شناختی رفتاری
نوروانفورماتیک
بازیهای مرتبط با امواج مغزی
مکملهای واقعیت افزوده و واقعیت مجازی (AR & VR)
دیسفاژی و دمانس (زوال عقل)
توانبخشی پس از سکته مغزی
تستهای حافظه فعال (N-back)
توجه: این فقط یک اطلاعات عمومی در مورد EEG است. محصولات Emotiv صرفاً برای برنامههای تحقیقاتی و استفاده شخصی در نظر گرفته شدهاند. محصولات ما به عنوان تجهیزات پزشکی، آنگونه که در دستورالعمل اتحادیه اروپا 93/42/EEC تعریف شده است، به فروش نمیرسند. محصولات ما برای تشخیص یا درمان بیماری طراحی نشدهاند یا چنین هدفی ندارند.
***سلب مسئولیت - محصولات Emotiv صرفاً برای برنامههای تحقیقاتی و استفاده شخصی در نظر گرفته شدهاند. محصولات ما به عنوان تجهیزات پزشکی، آنگونه که در دستورالعمل اتحادیه اروپا 93/42/EEC تعریف شده است، به فروش نمیرسند. محصولات ما برای تشخیص یا درمان بیماری طراحی نشدهاند یا چنین هدفی ندارند.
تعریف EEG
عبارت EEG مخفف «الکتروانسفالوگرافی» (نوار مغزی) است که یک فرآیند الکتروفیزیولوژیک برای ثبت فعالیت الکتریکی مغز میباشد. EEG تغییرات در فعالیت الکتریکی تولید شده توسط مغز را اندازهگیری میکند. تغییرات ولتاژ ناشی از جریان یونی در داخل و بین برخی از سلولهای مغزی به نام نورونها است.
EEG چیست؟
یک تست EEG فعالیت الکتریکی مغز را ارزیابی میکند. اسکنهای EEG با قرار دادن سنسورهای EEG - دیسکهای فلزی کوچک که الکترودهای EEG نیز نامیده میشوند - روی پوست سر شما انجام میشوند. این الکترودها فعالیت الکتریکی مغز شما را دریافت و ثبت میکنند. سیگنالهای EEG جمعآوریشده، تقویت و دیجیتالی شده و سپس برای ذخیرهسازی و پردازش دادهها به رایانه یا دستگاه تلفن همراه ارسال میشوند.
تجزیه و تحلیل دادههای EEG یک روش استثنایی برای مطالعه فرآیندهای شناختی است. این روش میتواند به پزشکان در تشخیص پزشکی، به محققان در درک فرآیندههای مغزی که زیربنای رفتار انسان هستند و به افراد جهت بهبود بهرهوری و سلامت خود کمک کند.
یک EEG چگونه کار میکند؟
میلیاردها سلول در مغز شما سیگنالهای الکتریکی بسیار کوچکی تولید میکنند که الگوهای غیرخطی به نام امواج مغزی را تشکیل میدهند. یک دستگاه EEG فعالیت الکتریکی را در قشر مغز (لایه بیرونی مغز) در طول تست EEG اندازهگیری میکند. سنسورهای EEG روی سر شرکتکننده قرار میگیرند، سپس الکترودها به صورت غیرتهاجمی امواج مغزی سوژه را شناسایی میکنند.
سنسورهای EEG میتوانند تا چندین هزار تصویر لحظهای از فعالیت الکتریکی ایجاد شده در مغز را در یک ثانیه ثبت کنند. امواج مغزی ثبتشده به تقویتکنندهها ارسال میشوند، سپس به رایانه یا فضای ابری انتقال مییابند تا دادهها پردازش شوند. سیگنالهای تقویتشده که شبیه به خطوط موجدار هستند، میتوانند در رایانه، دستگاه تلفن همراه یا در یک پایگاه داده ابری ثبت شوند.
نرمافزار رایانش ابری نوآوری حیاتی در پردازش دادههای EEG در نظر گرفته میشود، زیرا امکان تجزیه و تحلیل همزمان ثبتها را در مقیاس بزرگ فراهم میکند - در روزهای اولیه اندازهگیری EEG، امواج به سادگی روی کاغذ نمودار ثبت میشدند. سیستمهای EEG در تحقیقات آکادمیک و تجاری معمولاً دادهها را به صورت سری زمانی یا به عنوان جریان پیوستهای از ولتاژ پیشبینی میکنند.
امواج EEG ثبتشده روی کاغذ نمودار
امواج EEG با ثبت دیجیتال
امواج EEG در نرمافزار مدرن تصویرساز مغز
به منظور نقشهبرداری از فعالیت الکتریکی مغز، بهتر است اندازهگیریهای EEG را از سیگنالهای بخشهای مختلف ساختار قشر مغز در سراسر سطح سر دریافت کنیم.
امواج EEG در نمودار سری زمانی مدرن نرمافزار تصویرساز مغز
انواع امواج مغزی که EEG اندازهگیری میکند
الکترودهای یک دستگاه EEG فعالیتهای الکتریکی را که در فرکانسهای مختلف EEG بیان میشوند، ثبت میکنند. با استفاده از الگوریتمی به نام تبدیل فوریه سریع (FFT)، این سیگنالهای خام EEG را میتوان به عنوان امواج متمایز با فرکانسهای مختلف شناسایی کرد. فرکانس که به سرعت نوسانات الکتریکی اشاره دارد، با چرخه در ثانیه اندازهگیری میشود - یک هرتز (Hz) برابر است با یک چرخه در ثانیه. امواج مغزی بر اساس فرکانس به چهار نوع اصلی دستهبندی میشوند: بتا، آلفا، تتا و دلتا.
بخشهای زیر به بحث در مورد برخی از عملکردهای مرتبط با چهار فرکانس اصلی مغز میپردازند. این عملکردها صرفاً در ارتباط با فرکانسهای مختلف مغز شناسایی شدهاند - هیچ ارتباط خطی یکبهیک بین یک باند فرکانسی و یک عملکرد خاص مغز وجود ندارد.
امواج بتا (محدوده فرکانس از ۱۴ هرتز تا حدود ۳۰ هرتز)
امواج بتا بیشترین ارتباط را با هوشیاری یا حالت بیداری، توجه و گوشبهزنگ بودن دارند. امواج بتا با دامنه کم با تمرکز فعال یا با ذهن پرمشغله یا مضطرب مرتبط هستند. امواج بتا همچنین با تصمیمگیریهای حرکتی (سرکوب حرکت و بازخورد حسی حرکت) در ارتباط میباشند. هنگامی که توسط دستگاه EEG اندازهگیری میشوند، اغلب به این سیگنالها امواج بتای EEG گفته میشود.
امواج آلفا (محدوده فرکانس از ۷ هرتز تا ۱۳ هرتز)
امواج آلفا اغلب با حالت ذهنی آرام، خونسرد و شفاف مرتبط هستند. امواج آلفا را میتوان در نواحی پسسری و خلفی مغز یافت. امواج آلفا با بستن چشمها و آرامش یافتن تحریک میشوند و به ندرت در طول فرآیندهای شناختی شدید مانند تفکر، محاسبات ذهنی و حل مسئله حضور دارند. در بیشتر بزرگسالان، فرکانس امواج آلفا بین ۹ تا ۱۱ هرتز است. هنگام اندازهگیری توسط دستگاه EEG، اغلب به آنها امواج آلفای EEG میگویند.
امواج تتا (محدوده فرکانس از ۴ هرتز تا ۷ هرتز)
فعالیت مغز در محدوده فرکانسی بین ۴ تا ۷ هرتز به عنوان فعالیت تتا شناخته میشود. ریتم تتا شناسایی شده در اندازهگیریهای EEG اغلب در جوانان، به ویژه در نواحی گیجگاهی و در طول تهویه بیش از حد (تنفس سریع) مشاهده میشود. در افراد مسنتر، فعالیت تتا با دامنه بیشتر از حدود ۳۰ میلیولت (mV) کمتر اتفاق میافتد، به جز در هنگام خوابآلودگی. هنگام اندازهگیری توسط دستگاه EEG، اغلب به آنها امواج تتای EEG میگویند.
امواج دلتا (محدوده فرکانس تا ۴ هرتز)
فعالیت دلتا عمدتاً در نوزادان دیده میشود. در افراد مسنتر، امواج دلتا با مراحل عمیق خواب مرتبط است. امواج دلتا به صورت بینحملهای (بین تشنجها) در بیماران مبتلا به تشنج غائب که شامل کاهش کوتاهمدت و ناگهانی توجه است، ثبت شدهاند.
امواج دلتا با فرکانس پایین (حدود ۳ هرتز) و دامنه بالا مشخص میشوند. ریتمهای دلتا میتوانند در زمان بیداری نیز حضور داشته باشند - آنها به باز کردن چشم پاسخ میدهند و ممکن است با تنفس سریع نیز تقویت شوند. هنگام اندازهگیری توسط دستگاه EEG، اغلب به آنها امواج دلتای EEG میگویند.
استفاده از امواج EEG برای درک چگونگی کارکرد مغز
یک EEG چه چیزی را نشان میدهد؟
مغز شما به طور مداوم در حال جذب و پردازش اطلاعات است، حتی زمانی که خواب هستید. تمام این فعالیتها سیگنالهای الکتریکی تولید میکنند که سنسورهای EEG آنها را دریافت میکنند. این امر اجازه میدهد تغییرات در فعالیت مغز ثبت شوند، حتی اگر پاسخ رفتاری قابل مشاهدهای مانند حرکت یا تغییر حالت چهره وجود نداشته باشد.
یک مانیتور EEG تغییرات الکتریکی ایجاد شده توسط مغز شما را نشان میدهد، اما افکار یا احساسات را نشان نمیدهد. این دستگاه هیچگونه الکتریسیتهای به مغز شما ارسال نمیکند.
تشخیص فعالیت در بخشهای اصلی قشر مغز برای به دست آوردن دادههای EEG با کیفیت بالا بسیار حیاتی است. نتایج میتوانند به عنوان شاخصی برای ارزیابی وضعیتهای عاطفی تحت تأثیر محرکهای بیرونی مورد استفاده قرار گیرند.
تاریخچه کوتاه EEG
تحقیق در مورد پدیدههای فعالیت الکتریکی در مغز بر روی حیوانات به سال ۱۸۷۵ بازمیگردد، زمانی که پزشک ریچارد کاتون یافتههای خود را از آزمایش روی خرگوشها و میمونها در مجله پزشکی بریتانیا منتشر کرد.
در سال ۱۸۹۰، آدولف بک الکترودها را مستقیماً روی سطح مغز یک سگ و یک خرگوش قرار داد تا تحریک حسی را آزمایش کند. مشاهده او از نوسان فعالیت الکتریکی مغز منجر به کشف امواج مغزی شد و باعث شد EEG به یک حوزه علمی تبدیل شود.
فیزیولوژیست و روانپزشک آلمانی، هانس برگر، برای اولین ثبت امواج مغزی EEG انسان در سال ۱۹۲۴ مورد تحسین قرار گرفته است. برگر دستگاه الکتروانسفالوگرام را اختراع کرد، دستگاهی که سیگنالهای EEG را ثبت میکند. در کتاب «ریشههای EEG»، نویسنده دیوید میلت این اختراع را به عنوان «یکی از شگفتانگیزترین، برجستهترین و مهمترین پیشرفتها در تاریخ نورولوژی بالینی» توصیف کرده است.
اولین ثبت EEG انسان توسط هانس برگر در سال ۱۹۲۴ به دست آمد. سیگنال بالایی EEG و پایینی یک سیگنال زمانبندی ۱۰ هرتز است.
هانس برگر، اولین کسی که امواج مغزی EEG را در انسان ثبت کرد.
حوزه الکتروانسفالوگرافی بالینی در سال ۱۹۳۵ آغاز شد. این امر از تحقیقات دانشمندان علوم اعصاب، فردریک گیبز، هالوول دیویس و ویلیام لنوکس در مورد واکنشهای صرعی، امواج نوکتیز بینحملهای و سه چرخه تشنجهای غائب بالینی EEG نشأت گرفت. گیبز و دانشمند هربرت جاسپر به این نتیجه رسیدند که امواج تیز بینحملهای نشانه متمایزی از صرع هستند. اولین آزمایشگاه EEG در سال ۱۹۳۶ در بیمارستان عمومی ماساچوست افتتاح شد.
در سال ۱۹۴۷، انجمن EEG آمریکا که اکنون با نام انجمن نوروفیزیولوژی بالینی آمریکا شناخته میشود، تأسیس شد و اولین کنگره بینالمللی EEG برگزار گردید.
در دهه ۱۹۵۰، ویلیام گری والتر توپوگرافی EEG را توسعه داد که متمم EEG بود و امکان نقشهبرداری از فعالیت الکتریکی را در سراسر سطح مغز فراهم میکرد. این روش در دهه ۱۹۸۰ محبوب بود، اما هرگز در جریان اصلی نورولوژی پذیرفته نشد.
استیو بوزینوسکی، لیلیانا بوزینوسکا و میهایل سستاکوف اولین دانشمندانی بودند که در سال ۱۹۸۸ با استفاده از دستگاه EEG به کنترل یک جسم فیزیکی دست یافتند. در سال ۲۰۱۱، با راهاندازی شرکت Emotiv توسط کارآفرینان فناوری، تان لی و دکتر جف مککلار، فناوری EEG وارد بازار مصرفکننده شد.
فناوریهای EEG مانند هدستها و کلاهها، اجزای BCI (رابط مغز و رایانه) هستند. از BCI به عنوان HMI (رابط انسان و ماشین)، MMI (رابط ذهن و ماشین)، BMI (رابط مغز و ماشین) و DNI (رابط عصبی مستقیم) نیز یاد میشود - DNI میتواند سیگنالها را از مغز و دیگر بخشهای سیستم عصبی رمزگشایی کند. هدف BCI ردیابی عملکرد شناختی و کنترل اشیاء مجازی و فیزیکی از طریق یادگیری ماشین از دستورات ذهنی آموزشدیده است.
در سال ۲۰۱۷، راننده معلول حرکتی، رودریگو هوبنر مندس، اولین کسی شد که به لطف یک هدست EEG از برند Emotiv و تنها با استفاده از امواج مغزی خود یک خودروی فرمول ۱ را رانندگی کرد.
EEG برای چه مواردی استفاده میشود؟
عملکرد و سلامتی
ورزشکاران، بیوهکرها و هر مصرفکننده علاقهمند میتوانند از EEG برای «ردیابی» فعالیت مغزی خود استفاده کنند، همانطور که ممکن است تعداد گامهای روزانه خود را ردیابی کنند. EEG میتواند عملکردهای شناختی را اندازهگیری کند - مانند توجه و حواسپرتی، استرس و بار شناختی (ظرفیت کلی مغز برای فعالیت ذهنی اعمالشده بر روی حافظه کاری در هر لحظه). این یافتهها میتوانند بینشهای ارزشمندی را درباره نحوه پاسخ مغز به رویدادهای زندگی روزمره آشکار کنند. دادههای EEG بازخوردی را ارائه میدهند که با استفاده از آن میتوان استراتژیهای علمی و آگاهانهای را برای کاهش استرس، بهبود تمرکز یا تقویت مدیتیشن طراحی کرد.
تحقیقات مصرفکننده
دادههای EEG میتوانند یک ابزار جستجوی قدرتمند برای بینش مصرفکننده باشند. پاسخهای مغز بازخوردهای بیسابقهای از مصرفکننده ارائه میدهند - به این صورت که از EEG برای اندازهگیری شکاف بین آنچه مصرفکنندگان واقعاً به آن توجه میکنند در مقایسه با آنچه خودشان گزارش میدهند که دوست دارند یا متوجه شدهاند، استفاده میشود. ترکیب EEG با سایر سنسورهای بیومتریک مانند ردیابی چشم، تجزیه و تحلیل حالات چهره و اندازهگیری ضربان قلب میتواند درک کاملی از رفتار مشتری به شرکتها ارائه دهد. استفاده از فناوریهای عصبی مانند EEG برای مطالعه واکنشهای مصرفکننده، نورومارکتینگ (بازاریابی عصبی) نامیده میشود.
مراقبتهای بهداشتی
از آنجا که تستهای EEG فعالیت مغز را در طول یک فرآیند کنترلشده نشان میدهند، نتایج میتوانند حاوی اطلاعاتی باشند که برای تشخیص اختلالات مختلف مغزی مورد استفاده قرار میگیرند. دادههای غیرطبیعی EEG از طریق امواج مغزی نامنظم نمایش داده میشوند. دادههای غیرطبیعی EEG میتوانند نشاندهنده علائم ناکارآمدی مغز، ضربه به سر، اختلالات خواب، مشکلات حافظه، تومورهای مغزی، سکته مغزی، زوال عقل، اختلالات تشنجی مانند صرع و شرایط مختلف دیگر باشند. بسته به تشخیص مورد نظر، پزشکان گاهی اوقات EEG را با تستهای شناختی، نظارت بر فعالیت مغز و تکنیکهای تصویربرداری عصبی ترکیب میکنند.
تشخیص تشنج
تستهای EEG اغلب به بیمارانی که فعالیتهای تشنجی را تجربه میکنند توصیه میشود. در این موارد، پزشکان ممکن است یک EEG سرپایی انجام دهند. یک EEG سرپایی به طور مداوم تا ۷۲ ساعت ثبت انجام میدهد، در حالی که EEG سنتی ۱ الی ۲ ساعت طول میکشد. به بیمار اجازه داده میشود با استفاده از یک هدست EEG در خانه خود حرکت کند. افزایش مدت زمان ثبت، احتمال ثبت فعالیت غیرطبیعی مغز را افزایش میدهد. به همین دلیل، سیستمهای EEG سرپایی اغلب برای تشخیص صرع (صرع EEG)، اختلالات تشنج یا اختلالات خواب استفاده میشوند.
مطالعه خواب برای اختلالات خواب
یک مطالعه خواب با EEG یا تست «پلیسومنوگرافی»، علاوه بر انجام اسکن مغز، فعالیت بدن را نیز اندازهگیری میکند. تکنولوژیست EEG میزان ضربان قلب، تنفس و سطح اکسیژن خون شما را در طول یک فرآیند شبانه کنترل میکند. پلیسومنوگرافی بیشتر در تحقیقات پزشکی و به عنوان یک تست تشخیصی برای اختلالات خواب استفاده میشود.
علوم اعصاب محاسباتی
از آنجا که EEG فعالیت الکتریکی لایه بیرونی مغز (قشر مغز) را اندازهگیری میکند، میتواند امواج مغزی را از روی پوست سر شما دریافت کند. با ترکیب تستهای مغزی EEG با دادههای حاصل از سایر تکنیکهای نظارت بر مغز، محققان میتوانند به بینشهای جدیدی در مورد تعاملات پیچیدهای که در مغز و همچنین در بدن ما رخ میدهد، دست یابند.
این دقیقاً همان چیزی است که الکتروانسفالوگرافی کمی (qEEG) تلاش میکند به آن دست یابد. EEG کمی امواج مغزی شما را درست مانند یک EEG سنتی ثبت میکند. qEEG با استفاده از یادگیری ماشین، امواج مغزی شما را با امواج مغزی افراد در همان رده سنی و جنسیتی، اما کسانی که نارسایی مغزی ندارند، مقایسه میکند. فرآیند qEEG از طریق این مقایسه کمی، یک «نقشه» از مغز شما ایجاد میکند. این فرآیند در زیرشاخهای از علوم اعصاب به نام علوم اعصاب محاسباتی رایج است.
قرارگیری الکترودهای EEG بخش مهمی از موفقیت qEEG است. قرارگیری سنتی لیدهای EEG از سیستم ۲۰-۱۰ پیروی میکند که یک استاندارد بینالمللی شناخته شده برای اعمال الکترودهای متصل به پوست سر شماست. «۲۰-۱۰» به فاصله بین لیدهای EEG اشاره دارد که ۱۰٪ یا ۲۰٪ از کل فاصله جمجمه است.
تعداد الکترودهای روی یک دستگاه میتواند متفاوت باشد - برخی از سیستمهای ثبت EEG میتوانند تا ۲۵۶ الکترود داشته باشند. ثبتهای qEEG از یک کلاه با ۱۹ سنسور برای جمعآوری دادهها از تمامی ۱۹ ناحیه پوست سر شما استفاده میکنند. از آنجا که لیدهای EEG سیگنالها را از محلی که قرار گرفتهاند تقویت میکنند، دستیابی به نقشهبرداریهای مغز qEEG علت ناکارآمدی مشاهده شده در سطح رفتاری و/یا شناختی را در سطح مغز شناسایی میکند.
تحقیقات آکادمیک
نتایج غیرطبیعی EEG تنها اطلاعات ارزشمند بهدستآمده از نتیجه یک تست EEG نیستند. بسیاری از محققان از EEG نرمال در تحقیقات خود استفاده میکنند، از جمله مطالعه پیشگامانه سال ۱۹۵۷ در مورد فعالیت مغز در طول خواب REM (حرکات سریع چشم).
همانطور که در بخش مربوط به انواع امواج مغزی اندازهگیری شده توسط EEG معرفی شد، مطالعه ثبتهای EEG محدودهای از فرکانسهای موجود در سیگنالهای مغزی را نشان میدهد. این فرکانسها حالتهای توجهی و شناختی مختلف را منعکس میکنند. به عنوان مثال، محققان فعالیت باند گاما (که اغلب با توجه آگاهانه مرتبط است) را در حین بررسی پاسخهای عصبی در طول مدیتیشن (مدیتیشن EEG) زیر نظر گرفتهاند.
فعالیت باند گاما با اوج عملکرد ذهنی یا فیزیکی مرتبط است. آزمایشهایی که در آنها سوژهای با یک دستگاه EEG در حال انجام مدیتیشن عمیق است، فرضیههایی را ایجاد کردهاند مبنی بر اینکه امواج گاما با تجربیات آگاهانه یا حالتهای ذهنی متعالی مرتبط هستند. با این حال، توافقی میان محققان دانشگاهی در مورد اینکه فعالیت باند گاما با کدام عملکردهای شناختی مرتبط است، وجود ندارد.
محققان به روشی برای پردازش و مدیریت تمام دادههای مغزی ارزشمندی که جمعآوری میکنند نیاز دارند - و حتی نیاز دارند آنها را با موسسات مختلف به اشتراک بگذارند. «نوروانفورماتیک» حوزه تحقیقاتی است که ابزارهای محاسباتی و مدلهای ریاضی را برای دادههای علوم اعصاب فراهم میکند. هدف نوروانفورماتیک ایجاد فناوریهایی برای سازماندهی پایگاههای داده، اشتراکگذاری دادهها و مدلسازی دادهها است. این موضوع به حجم متنوعی از دادهها مربوط میشود، چرا که «علوم اعصاب» به طور گسترده به عنوان مطالعه علمی سیستم عصبی تعریف میشود. یکی از زیرشاخههای علوم اعصاب شامل روانشناسی شناختی است که از روشهای تصویربرداری عصبی مانند EEG استفاده میکند تا تجزیه و تحلیل کند که کدام بخش از مغز و سیستم عصبی زیربنای کدام فرآیندهای شناختی هستند.
تحقیقات بازار: استفاده از هدستهای EEG برای درک وضعیت عاطفی و شناختی
فرآیند تست EEG
آمادهسازی برای فرآیند EEG
بخشهای زیر در مورد نظارت، تفسیر و نتایج EEG شامل اطلاعاتی برای مخاطبانی است که تحت تستهای EEG در یک محیط درمانی قرار میگیرند. بهترین راه برای آماده شدن برای یک تست، همیشه این است که از مجریان تست دستورالعملهای آمادهسازی خاص را بخواهید. دستورالعملهای آمادهسازی میتوانند بسته به مورد استفاده متفاوت باشند - به عنوان مثال، ثبتهای EEG برای تحقیقات مصرفکننده، تحقیقات آکادمیک یا عملکرد و سلامتی ممکن است نیاز داشته باشد که سوژهها به جای دراز کشیدن، فعال باشند.
شرکتهایی مانند Emotiv پیشگام پیشرفتهایی در فناوری EEG بودهاند که انجام، پردازش و تفسیر تستها را سریعتر و راحتتر میکند. هدستهای بیسیم و سیار EEG شرکت Emotiv میتوانند در کمتر از پنج دقیقه راهاندازی شوند و به شرکتکننده اجازه میدهند به جای محدود شدن به یک مرکز آزمایش، آزادانه حرکت کند.
قبل از تست EEG، به متخصصی که تست را انجام میدهد - اعم از پزشک، کارفرما یا محقق - در مورد هرگونه داروی منظمی که مصرف میکنید اطلاع دهید. توصیه میشود شب قبل از فرآیند موهای خود را بشویید و آن را بدون هیچ نوع ماده حالتدهنده رها کنید. حداقل ۸ ساعت قبل از تست از نوشیدن یا خوردن هرگونه کافئین خودداری کنید. اگر مجبور هستید در طول فرآیند EEG بخوابید، ممکن است به شما دستور داده شود که خواب خود را در شب قبل محدود کنید تا مطمئن شوید که مغز شما میتواند در طول تست به درستی استراحت کند.
نظارت EEG
در طول فرآیند EEG هیچ درد و ناراحتی احساس نخواهید کرد. در طول یک فرآیند بالینی EEG، روی تخت یا صندلی خوابیده دراز میکشید و از شما خواسته میشود چشمهای خود را ببندید. تکنسین EEG سر شما را اندازهگیری میکند و محل قرار دادن لیدها را علامتگذاری میکند.
وقتی تست شروع میشود، الکترودها امواج مغزی شما را ثبت میکنند و فعالیت را به یک دستگاه ثبت ارسال میکنند. سپس دستگاه EEG دادهها را برای تفسیر به الگوی موج تبدیل میکند. پس از اتمام ثبت، تکنسین الکترودها را از روی پوست سر شما برمیدارد.
تستهای روتین EEG در محیطهای علمی یا بالینی بین ۳۰ تا ۶۰ دقیقه طول میکشد تا کامل شود، که شامل حدود ۲۰ دقیقه زمانِ آمادهسازی اولیه است. تستهای EEG انجام شده برای مصرفکننده، عملکرد فردی و تحقیقات محیط کار، بسته به اهداف آزمایش میتوانند کوتاهتر یا طولانیتر باشند. هدستهای بیسیم EEG برند Emotiv از راهاندازی سریعتر برای این موارد استفاده پشتیبانی میکنند (کمتر از پنج دقیقه).
پس از انجام فرآیند، نیازی به زمان ریکاوری نیست. اگر دارویی مصرف کردهاید که برای خوابیدن در طول تست باعث خوابآلودگی شما شده است، مجری تست ممکن است توصیه کند تا زمانی که اثرات آن از بین برود در مرکز منتظر بمانید یا از کسی بخواهید شما را به خانه برساند.
عوارض جانبی تست EEG نادر است. الکترودها هیچ احساسی ایجاد نمیکنند؛ آنها فقط فعالیت مغز را ثبت میکنند. افراد مبتلا به صرع ممکن است در طول فرآیند دچار تشنج ناشی از محرکهایی مانند چراغهای چشمکزن شوند. تشنج در طول تست EEG جای ترس ندارد - این امر در واقع میتواند به پزشکان در تشخیص نوع صرع و در نتیجه شخصیسازی درمان کمک کند.
تفسیر EEG و نتایج فرآیند
اگر به دلایل بالینی به شما یک تست EEG توصیه شده است، نتایج تست شما توسط پزشکی که در زمینه سیستم عصبی تخصص دارد تفسیر خواهد شد. متخصص اعصاب، ثبت را برای الگوهای عادی و غیرعادی مغز مطالعه خواهد کرد. الگوهای امواج مغزی بر اساس ویژگیهای شکل موج خود بسیار قابل تشخیص هستند. به عنوان مثال، یک الگوی سرکوب ناگهانی که اغلب در بیماران با حالتهای مغزی غیرفعال مانند کما یا بیهوشی عمومی مشاهده میشود، فعالیتهای نوکتیز کوتاه (انفجار) را نشان میدهد که با دورههایی از صافی (سرکوب) متناوب همراه است.
انواع مختلف صرع با الگوهای مشخصه متمایز EEG مشخص میشوند. یک الگوی موج نوکتیز - یک الگوی متقارن و تعمیمیافته EEG - اغلب در طول یک تشنج غائب مشاهده میشود، جایی که فرد کاهش کوتاهمدت هوشیاری را تجربه میکند. یک تشنج کانونی جزئی که در آن فعالیت تشنج تنها یک بخش از مغز را تحت تأثیر قرار میدهد، با الگوی ریتم سریع و ولتاژ پایین مشخص میشود که در کانال دادههای EEG مرتبط با آن بخش ظاهر میگردد.
سپس متخصص اعصاب اندازهگیری EEG را به پزشکی که تست را تجویز کرده است ارسال میکند. پزشک شما ممکن است برای بررسی تصاویر EEG و گفتگو در مورد نتایج با شما برنامهریزی کند. بسته به شرایط شما، ممکن است خدماتی به نام نوروفیدبک EEG یا بیوفیدبک به عنوان درمان تکمیلی به شما توصیه شود. به عنوان مثال، افرادی که به دنبال تقویت الگوهای امواج مغزی مرتبط با تمرکز هستند، ممکن است در درمان نوروفیدبک برای ADHD شرکت کنند.
درمان بیوفیدبک به سوژهها کمک میکند تا فرآیندهای غیرارادی بدن خود را کنترل کنند. به عنوان مثال، سوژهای که فشار خون بالا را تجربه میکند، میتواند اندازهگیریهای بدنی خود را روی یک مانیتور که دادهها را از الکترودهای روی پوست دریافت میکند، مشاهده کند. نظارت بر این فعالیت به آموزش تمرینات آرامشبخش و ذهنی کمک میکند که میتواند علائم را کاهش دهد.
به همین ترتیب، نوروفیدبک برای اینکه به مغز کمک کند عملکرد بهتری داشته باشد به EEG متکی است. در طول این آموزش، بیمار به یک دستگاه EEG متصل شده و فعالیت مغزی خود را به صورت زنده مشاهده میکند. این امر اغلب شبیه به یک نوع بازی ویدیویی است که در آن بیمار با مغز خود بازی میکند تا فعالیت مغزی خود را کنترل کند. بیمار تلاش میکند فرکانسهای مغزی مرتبط با نارسایی مغز را بهبود بخشد، همانطور که یک ورزشکار روی یک عضلۀ ضعیف کار میکند. نوروفیدبک EEG اغلب برای اختلالاتی مانند صرع، اختلال دوقطبی، ADHD و اوتیسم توصیه میشود. اگرچه این روش میتواند برای این اختلالات کمککننده باشد، اما نمیتواند آنها را درمان کند.
انواع مختلف دستگاههای EEG
دستگاههای EEG به شکل چند دستگاه پوشیدنی EEG مختلف عرضه میشوند. در بالاترین سطح، تفاوت بین دستگاههای بالینی EEG (مورد استفاده در مراقبتهای بهداشتی و محیطهای تحقیقات علمی) و دستگاههای مصرفکننده EEG (مورد استفاده در تحقیقات مصرفکننده، تحقیقات آکادمیک و عملکرد و سلامتی) وجود دارد. با دستگاههای بالینی، شرکتکنندگان نمیتوانند در حین پوشیدن دستگاه حرکت کنند و برای جلوگیری از مخدوش شدن سیگنال، دادهها باید در یک محیط کنترلشده و ایزوله جمعآوری شوند. دستگاههای مصرفکننده EEG مانند هدستهای بیسیم تفریحی Emotiv به کاربران اجازه میدهند فعالیت مغزی را در هر مکانی نظارت کنند.
تنوع بین انواع مختلف دستگاههای پوشیدنی EEG برای پشتیبانی از نیازهای متخصصانی که از سیستمهای EEG استفاده میکنند و محیطهایی که دادهها در آنها جمعآوری میشوند، ضروری است. به عنوان مثال، متخصصان اعصاب و دانشمندان علوم اعصاب اغلب برای انجام تجزیه و تحلیل دادههای خود نسبت به یک محقق مصرفکننده به تراکم سنسورهای بالاتری نیاز دارند. علاوه بر قرارگیری الکترودهای EEG، چند تفاوت قابل توجه دیگر بین سیستمهای EEG وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند.
کلاههای EEG در مقابل هدستهای EEG
تفاوت بین کلاه EEG و هدست EEG چیست؟ تفاوت اصلی بین این دو نوع رایج از دستگاههای پوشیدنی EEG در تعداد الکترودها است. هدستها معمولاً دارای ۵ تا ۲۰ الکترود هستند. کلاهها میتوانند از سنسورهای بیشتری پشتیبانی کنند، زیرا مساحت سطح بزرگتری برای قرار دادن الکترود دارند. کلاههای EEG، مانند EMOTIV EPOC FLEX سنسورهای متحرکی را برای موقعیتیابی انعطافپذیر ارائه میدهند. پیکربندی سنسور در هدستهای EMOTIV INSIGHT و Epoc X ثابت است.
Flex
سنسورهای ژلی یا سالین
EPOC+ و Epoc X
سنسورهای سالین
الکترودهای مرطوب در مقابل خشک EEG
دستگاههای EEG عمدتاً از الکترودهای مرطوب یا خشک استفاده میکنند. شکل جدیدی از الکترودها به نام «الکترودهای خالکوبی یا تتو» توسعه یافته است که الکترودهای چاپی هستند که مانند یک خالکوبی موقت اعمال میشوند. الکترودهای مرطوب به دلیل استفاده از یک ژل چسبناک برای برقراری تماس بهتر با پوست سر، دقت دادههای بهتری دارند. الکترودهای مرطوب بیشتر در محیطهای بالینی و تحقیقاتی استفاده میشوند. الکترودهای خشک نیازی به ژل چسبناک ندارند. دستگاههای EEG با الکترودهای خشک اغلب در تحقیقات مصرفکننده EEG استفاده میشوند، زیرا زمان راهاندازی سریعتری را فراهم میکنند. محققان به طور مداوم در حال مقایسه مزایا و معایب الکترودهای مرطوب در مقابل خشک EEG هستند.
دستگاههای سیمی در مقابل بیسیم EEG
در روزگار اولیه EEG، بیماران باید در یک محیط بالینی به دستگاه ثبت EEG متصل میشدند. اکنون تستهای بیسیم EEG امکانپذیر هستند، زیرا سیگنالهای EEG میتوانند دیجیتالی شده و مانند یک تلفن هوشمند، رایانه یا ابر به دستگاه ثبت ارسال شوند. تستها را میتوان با استفاده از EEGهای پرتابل در محیطهای مختلفی انجام داد. شما میتوانید آزمایشی انجام دهید که در آن سوژهها هدستهای بیسیم EEG را بپوشند و در پارک قدم بزنند، و حرکت سوژه شما تنها با محدوده انتقال داده محدود خواهد شد. اگر نیاز دارید محیط تست را کنترل کنید تا محرکهایی مانند چراغهای چشمکزن را ارائه دهید، ممکن است یک محیط بالینی را انتخاب کنید - که در این صورت، هیچ محدودیتی برای استفاده از یک دستگاه سیمی EEG وجود ندارد.
هدستهای سیمی EEG
اتصال کابل
هدست بیسیم Emotiv EEG
فناوری بیسیم بلوتوث
اندازهگیری EEG در برابر سایر تکنیکهای اندازهگیری مغزی
مزیت اندازهگیری EEG این است که کمتهاجمیترین روش اندازهگیری فعالیت مغز است که در دسترس داریم و اطلاعات کمی بسیاری را در طول فرآیندهای شناختی مربوطه ارائه میدهد. سایر روشها برای مطالعه عملکرد مغز عبارتند از:
تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI)
مگنتوانسفالوگرافی (MEG)
طیفسنجی تشدید مغناطیسی هستهای (NMR یا MRS)
الکتروکورتیکوگرافی
توموگرافی کامپیوتری با انتشار تک فوتون (SPECT)
توموگرافی گسیل پوزیترون (PET)
طیفنگاری مادون قرمز نزدیک (NIRS)
سیگنال نوری مرتبط با رویداد (EROS)
مزایای EEG
با وجود حساسیت فضایی نسبتاً پایین EEG، این شیوه ادعای مزایای متعددی نسبت به برخی از تکنیکهای تصویربرداری مغز و تحقیقات مغزی که قبلاً لیست شدهاند، دارد:
روش EEG وضوح زمانی بسیار بالایی در مقایسه با fMRI دارد. این روش میتواند واکنشهای سریع مغز را که با سرعت میلیثانیه رخ میدهند دریافت کند، که به آن اجازه میدهد تا آنچه در مغز و محیط اتفاق میافتد را به طور دقیق همگام کند. EEG با نرخهای نمونهبرداری بین ۲۵۰ تا ۲۰۰۰ هرتز در محیطهای بالینی و تحقیقاتی ثبت میشود. سیستمهای مدرنتر جمعآوری دادههای EEG در صورت تمایل میتوانند با نرخهای نمونهبرداری بیش از ۲۰,۰۰۰ هرتز ثبت انجام دهند.
هزینههای سختافزاری بسیار پایینتر و هزینه کل مالکیت (TCO) به مراتب کمتر است.
دادههای EEG برخلاف الکتروکورتیکوگرافی که برای قرار دادن مستقیم الکترودها روی سطح مغز نیاز به جراحی مغز و اعصاب دارد، به صورت غیرتهاجمی جمعآوری میشوند.
سنسورهای سیار EEG را میتوان در مکانهای بیشتری نسبت به fMRI، SPECT، PET، MRS یا MEG استفاده کرد، زیرا این تکنیکها به تجهیزات سنگین، پرهزینه و غیرقابل حمل تکیه دارند.
روش EEG بیصدا است تا امکان مطالعه پاسخها به محرکهای صوتی فراهم شود.
در مقایسه با fMRI و MRI، هیچ خطر فیزیکی در اطراف یک دستگاه EEG وجود ندارد. دستگاههای fMRI و MRI آهنرباهای قدرتمندی هستند که مانع از استفاده بیماران با قطعات فلزی مانند ضربانساز قلب میشوند.
تکنیکهای fMRI ،PET ،MRS و SPECT میتوانند کلاستروفوبیا (ترس از فضاهای بسته) را تشدید کنند که میتواند نتایج آزمایش را مخدوش کند. EEG کلاستروفوبیا ایجاد نمیکند زیرا سوژهها به فضای کوچکی محدود نمیشوند.
اسکنهای مصرفکننده EEG برخلاف اکثر تکنیکهای تصویربرداری عصبی، اجازه حرکتهای بیشتری را در حین آزمایش به سوژه میدهند.
روش EEG برخلاف توموگرافی گسیل پوزیترون شامل قرار گرفتن در معرض رادیولیگاندها، یا میدانهای مغناطیسی سطح بالا مانند MRI یا fMRI نمیشود.
روش EEG شامل قرار گرفتن در معرض میدانهای مغناطیسی با شدت بالا (بیش از ۱ تسلا) نمیشود.
در مقایسه با روشهای آزمایش رفتاری، EEG میتواند پردازش پنهان (پردازشی که نیاز به پاسخ ندارد) را تشخیص دهد. این فناوری در سوژههایی که قادر به ایجاد پاسخ حرکتی نیستند نیز استفاده میشود.
روش EEG مانع ورود کمی برای استفاده مصرفکننده دارد، بنابراین ابزاری قدرتمند برای ردیابی و ثبت فعالیت مغز در فعالیتهای مختلف زندگی روزمره است و امکان استفاده از تعداد بیشماری از برنامهها را فراهم میکند.
تجزیه و تحلیل خواب با EEG میتواند جنبههای مهم زمانبندی رشد مغز، از جمله ارزیابی بلوغ مغز نوجوانان را نشان دهد.
در مقایسه با تصویربرداری BOLD (وابسته به سطح اکسیژن خون) که در fMRI استفاده میشود، درک بهتری از اینکه دقیقاً چه سیگنالی با EEG اندازهگیری میشود وجود دارد.
بازیهای EEG
فناوری EEG برای اهداف درمانی و سرگرمی با دنیای بازی منطبق شده است. شرکتها از EEG برای ارائه روشهای تعاملی با بازیهای ویدیویی در VR، AR و BCI استفاده میکنند. دستگاههای EEG سیگنال را تشخیص میدهند و الگوریتمهای موجود در نرمافزار، امواج مغزی شما را برای کنترل آواتار روی صفحه تفسیر میکنند.
هدست EPOC از برند Emotiv اولین رابط مغز و رایانه با وفاداری بالا (BCI) است که میتواند افکار و احساسات خودآگاه و ناخودآگاه را نظارت و تفسیر کند. این BCI میتواند امواج مغزی پیچیده مربوط به ۳۰ حالت، احساس و عملکرد مختلف را تشخیص دهد. این تشخیص از طریق یادگیری ماشین به دست میآید. الگوریتمهای یادگیری ماشین آموزش دیدهاند تا الگوهای مغزی را که در حین پردازش این حالات، احساسات و واکنشها توسط شرکتکننده رخ میدهند، شناسایی کنند.
هنگامی که الگوریتمها یک موج مغزی EEG را در مجموعه دادههای خود دریافت میکنند، BCI میتواند الگو را با یک دستور فیزیکی یا دیجیتال مرتبط کند. به عنوان مثال، فکر کردن به یک کلمه محرک مانند «فشار بده!» باعث میشود آواتار شما شیئی را از مسیر خود به جلو فشار دهد.
TechCrunch TV: دستگاههای تحت کنترل ذهن و موارد دیگر با استفاده از EEG
موارد استفاده از EEG
امروزه کاربردهای مدرن بسیاری برای اندازهگیری EEG وجود دارد. برخی از موارد استفاده برجسته EEG عبارتند از:
علوم اعصاب
برنامههای آموزش مغز
بازاریابی عصبی (نورومارکتینگ)
مطالعات خواب
رابط کاربری مغز و کامپیوتر (BCI)
عملکرد شناختی
خودکمیسازی
حالتهای عاطفی
درمان ADHD
اختلالات عصبی
جذب امواج مغزی
درمان شناختی رفتاری
نوروانفورماتیک
بازیهای مرتبط با امواج مغزی
مکملهای واقعیت افزوده و واقعیت مجازی (AR & VR)
دیسفاژی و دمانس (زوال عقل)
توانبخشی پس از سکته مغزی
تستهای حافظه فعال (N-back)
توجه: این فقط یک اطلاعات عمومی در مورد EEG است. محصولات Emotiv صرفاً برای برنامههای تحقیقاتی و استفاده شخصی در نظر گرفته شدهاند. محصولات ما به عنوان تجهیزات پزشکی، آنگونه که در دستورالعمل اتحادیه اروپا 93/42/EEC تعریف شده است، به فروش نمیرسند. محصولات ما برای تشخیص یا درمان بیماری طراحی نشدهاند یا چنین هدفی ندارند.
***سلب مسئولیت - محصولات Emotiv صرفاً برای برنامههای تحقیقاتی و استفاده شخصی در نظر گرفته شدهاند. محصولات ما به عنوان تجهیزات پزشکی، آنگونه که در دستورالعمل اتحادیه اروپا 93/42/EEC تعریف شده است، به فروش نمیرسند. محصولات ما برای تشخیص یا درمان بیماری طراحی نشدهاند یا چنین هدفی ندارند.
تعریف EEG
عبارت EEG مخفف «الکتروانسفالوگرافی» (نوار مغزی) است که یک فرآیند الکتروفیزیولوژیک برای ثبت فعالیت الکتریکی مغز میباشد. EEG تغییرات در فعالیت الکتریکی تولید شده توسط مغز را اندازهگیری میکند. تغییرات ولتاژ ناشی از جریان یونی در داخل و بین برخی از سلولهای مغزی به نام نورونها است.
EEG چیست؟
یک تست EEG فعالیت الکتریکی مغز را ارزیابی میکند. اسکنهای EEG با قرار دادن سنسورهای EEG - دیسکهای فلزی کوچک که الکترودهای EEG نیز نامیده میشوند - روی پوست سر شما انجام میشوند. این الکترودها فعالیت الکتریکی مغز شما را دریافت و ثبت میکنند. سیگنالهای EEG جمعآوریشده، تقویت و دیجیتالی شده و سپس برای ذخیرهسازی و پردازش دادهها به رایانه یا دستگاه تلفن همراه ارسال میشوند.
تجزیه و تحلیل دادههای EEG یک روش استثنایی برای مطالعه فرآیندهای شناختی است. این روش میتواند به پزشکان در تشخیص پزشکی، به محققان در درک فرآیندههای مغزی که زیربنای رفتار انسان هستند و به افراد جهت بهبود بهرهوری و سلامت خود کمک کند.
یک EEG چگونه کار میکند؟
میلیاردها سلول در مغز شما سیگنالهای الکتریکی بسیار کوچکی تولید میکنند که الگوهای غیرخطی به نام امواج مغزی را تشکیل میدهند. یک دستگاه EEG فعالیت الکتریکی را در قشر مغز (لایه بیرونی مغز) در طول تست EEG اندازهگیری میکند. سنسورهای EEG روی سر شرکتکننده قرار میگیرند، سپس الکترودها به صورت غیرتهاجمی امواج مغزی سوژه را شناسایی میکنند.
سنسورهای EEG میتوانند تا چندین هزار تصویر لحظهای از فعالیت الکتریکی ایجاد شده در مغز را در یک ثانیه ثبت کنند. امواج مغزی ثبتشده به تقویتکنندهها ارسال میشوند، سپس به رایانه یا فضای ابری انتقال مییابند تا دادهها پردازش شوند. سیگنالهای تقویتشده که شبیه به خطوط موجدار هستند، میتوانند در رایانه، دستگاه تلفن همراه یا در یک پایگاه داده ابری ثبت شوند.
نرمافزار رایانش ابری نوآوری حیاتی در پردازش دادههای EEG در نظر گرفته میشود، زیرا امکان تجزیه و تحلیل همزمان ثبتها را در مقیاس بزرگ فراهم میکند - در روزهای اولیه اندازهگیری EEG، امواج به سادگی روی کاغذ نمودار ثبت میشدند. سیستمهای EEG در تحقیقات آکادمیک و تجاری معمولاً دادهها را به صورت سری زمانی یا به عنوان جریان پیوستهای از ولتاژ پیشبینی میکنند.
امواج EEG ثبتشده روی کاغذ نمودار
امواج EEG با ثبت دیجیتال
امواج EEG در نرمافزار مدرن تصویرساز مغز
به منظور نقشهبرداری از فعالیت الکتریکی مغز، بهتر است اندازهگیریهای EEG را از سیگنالهای بخشهای مختلف ساختار قشر مغز در سراسر سطح سر دریافت کنیم.
امواج EEG در نمودار سری زمانی مدرن نرمافزار تصویرساز مغز
انواع امواج مغزی که EEG اندازهگیری میکند
الکترودهای یک دستگاه EEG فعالیتهای الکتریکی را که در فرکانسهای مختلف EEG بیان میشوند، ثبت میکنند. با استفاده از الگوریتمی به نام تبدیل فوریه سریع (FFT)، این سیگنالهای خام EEG را میتوان به عنوان امواج متمایز با فرکانسهای مختلف شناسایی کرد. فرکانس که به سرعت نوسانات الکتریکی اشاره دارد، با چرخه در ثانیه اندازهگیری میشود - یک هرتز (Hz) برابر است با یک چرخه در ثانیه. امواج مغزی بر اساس فرکانس به چهار نوع اصلی دستهبندی میشوند: بتا، آلفا، تتا و دلتا.
بخشهای زیر به بحث در مورد برخی از عملکردهای مرتبط با چهار فرکانس اصلی مغز میپردازند. این عملکردها صرفاً در ارتباط با فرکانسهای مختلف مغز شناسایی شدهاند - هیچ ارتباط خطی یکبهیک بین یک باند فرکانسی و یک عملکرد خاص مغز وجود ندارد.
امواج بتا (محدوده فرکانس از ۱۴ هرتز تا حدود ۳۰ هرتز)
امواج بتا بیشترین ارتباط را با هوشیاری یا حالت بیداری، توجه و گوشبهزنگ بودن دارند. امواج بتا با دامنه کم با تمرکز فعال یا با ذهن پرمشغله یا مضطرب مرتبط هستند. امواج بتا همچنین با تصمیمگیریهای حرکتی (سرکوب حرکت و بازخورد حسی حرکت) در ارتباط میباشند. هنگامی که توسط دستگاه EEG اندازهگیری میشوند، اغلب به این سیگنالها امواج بتای EEG گفته میشود.
امواج آلفا (محدوده فرکانس از ۷ هرتز تا ۱۳ هرتز)
امواج آلفا اغلب با حالت ذهنی آرام، خونسرد و شفاف مرتبط هستند. امواج آلفا را میتوان در نواحی پسسری و خلفی مغز یافت. امواج آلفا با بستن چشمها و آرامش یافتن تحریک میشوند و به ندرت در طول فرآیندهای شناختی شدید مانند تفکر، محاسبات ذهنی و حل مسئله حضور دارند. در بیشتر بزرگسالان، فرکانس امواج آلفا بین ۹ تا ۱۱ هرتز است. هنگام اندازهگیری توسط دستگاه EEG، اغلب به آنها امواج آلفای EEG میگویند.
امواج تتا (محدوده فرکانس از ۴ هرتز تا ۷ هرتز)
فعالیت مغز در محدوده فرکانسی بین ۴ تا ۷ هرتز به عنوان فعالیت تتا شناخته میشود. ریتم تتا شناسایی شده در اندازهگیریهای EEG اغلب در جوانان، به ویژه در نواحی گیجگاهی و در طول تهویه بیش از حد (تنفس سریع) مشاهده میشود. در افراد مسنتر، فعالیت تتا با دامنه بیشتر از حدود ۳۰ میلیولت (mV) کمتر اتفاق میافتد، به جز در هنگام خوابآلودگی. هنگام اندازهگیری توسط دستگاه EEG، اغلب به آنها امواج تتای EEG میگویند.
امواج دلتا (محدوده فرکانس تا ۴ هرتز)
فعالیت دلتا عمدتاً در نوزادان دیده میشود. در افراد مسنتر، امواج دلتا با مراحل عمیق خواب مرتبط است. امواج دلتا به صورت بینحملهای (بین تشنجها) در بیماران مبتلا به تشنج غائب که شامل کاهش کوتاهمدت و ناگهانی توجه است، ثبت شدهاند.
امواج دلتا با فرکانس پایین (حدود ۳ هرتز) و دامنه بالا مشخص میشوند. ریتمهای دلتا میتوانند در زمان بیداری نیز حضور داشته باشند - آنها به باز کردن چشم پاسخ میدهند و ممکن است با تنفس سریع نیز تقویت شوند. هنگام اندازهگیری توسط دستگاه EEG، اغلب به آنها امواج دلتای EEG میگویند.
استفاده از امواج EEG برای درک چگونگی کارکرد مغز
یک EEG چه چیزی را نشان میدهد؟
مغز شما به طور مداوم در حال جذب و پردازش اطلاعات است، حتی زمانی که خواب هستید. تمام این فعالیتها سیگنالهای الکتریکی تولید میکنند که سنسورهای EEG آنها را دریافت میکنند. این امر اجازه میدهد تغییرات در فعالیت مغز ثبت شوند، حتی اگر پاسخ رفتاری قابل مشاهدهای مانند حرکت یا تغییر حالت چهره وجود نداشته باشد.
یک مانیتور EEG تغییرات الکتریکی ایجاد شده توسط مغز شما را نشان میدهد، اما افکار یا احساسات را نشان نمیدهد. این دستگاه هیچگونه الکتریسیتهای به مغز شما ارسال نمیکند.
تشخیص فعالیت در بخشهای اصلی قشر مغز برای به دست آوردن دادههای EEG با کیفیت بالا بسیار حیاتی است. نتایج میتوانند به عنوان شاخصی برای ارزیابی وضعیتهای عاطفی تحت تأثیر محرکهای بیرونی مورد استفاده قرار گیرند.
تاریخچه کوتاه EEG
تحقیق در مورد پدیدههای فعالیت الکتریکی در مغز بر روی حیوانات به سال ۱۸۷۵ بازمیگردد، زمانی که پزشک ریچارد کاتون یافتههای خود را از آزمایش روی خرگوشها و میمونها در مجله پزشکی بریتانیا منتشر کرد.
در سال ۱۸۹۰، آدولف بک الکترودها را مستقیماً روی سطح مغز یک سگ و یک خرگوش قرار داد تا تحریک حسی را آزمایش کند. مشاهده او از نوسان فعالیت الکتریکی مغز منجر به کشف امواج مغزی شد و باعث شد EEG به یک حوزه علمی تبدیل شود.
فیزیولوژیست و روانپزشک آلمانی، هانس برگر، برای اولین ثبت امواج مغزی EEG انسان در سال ۱۹۲۴ مورد تحسین قرار گرفته است. برگر دستگاه الکتروانسفالوگرام را اختراع کرد، دستگاهی که سیگنالهای EEG را ثبت میکند. در کتاب «ریشههای EEG»، نویسنده دیوید میلت این اختراع را به عنوان «یکی از شگفتانگیزترین، برجستهترین و مهمترین پیشرفتها در تاریخ نورولوژی بالینی» توصیف کرده است.
اولین ثبت EEG انسان توسط هانس برگر در سال ۱۹۲۴ به دست آمد. سیگنال بالایی EEG و پایینی یک سیگنال زمانبندی ۱۰ هرتز است.
هانس برگر، اولین کسی که امواج مغزی EEG را در انسان ثبت کرد.
حوزه الکتروانسفالوگرافی بالینی در سال ۱۹۳۵ آغاز شد. این امر از تحقیقات دانشمندان علوم اعصاب، فردریک گیبز، هالوول دیویس و ویلیام لنوکس در مورد واکنشهای صرعی، امواج نوکتیز بینحملهای و سه چرخه تشنجهای غائب بالینی EEG نشأت گرفت. گیبز و دانشمند هربرت جاسپر به این نتیجه رسیدند که امواج تیز بینحملهای نشانه متمایزی از صرع هستند. اولین آزمایشگاه EEG در سال ۱۹۳۶ در بیمارستان عمومی ماساچوست افتتاح شد.
در سال ۱۹۴۷، انجمن EEG آمریکا که اکنون با نام انجمن نوروفیزیولوژی بالینی آمریکا شناخته میشود، تأسیس شد و اولین کنگره بینالمللی EEG برگزار گردید.
در دهه ۱۹۵۰، ویلیام گری والتر توپوگرافی EEG را توسعه داد که متمم EEG بود و امکان نقشهبرداری از فعالیت الکتریکی را در سراسر سطح مغز فراهم میکرد. این روش در دهه ۱۹۸۰ محبوب بود، اما هرگز در جریان اصلی نورولوژی پذیرفته نشد.
استیو بوزینوسکی، لیلیانا بوزینوسکا و میهایل سستاکوف اولین دانشمندانی بودند که در سال ۱۹۸۸ با استفاده از دستگاه EEG به کنترل یک جسم فیزیکی دست یافتند. در سال ۲۰۱۱، با راهاندازی شرکت Emotiv توسط کارآفرینان فناوری، تان لی و دکتر جف مککلار، فناوری EEG وارد بازار مصرفکننده شد.
فناوریهای EEG مانند هدستها و کلاهها، اجزای BCI (رابط مغز و رایانه) هستند. از BCI به عنوان HMI (رابط انسان و ماشین)، MMI (رابط ذهن و ماشین)، BMI (رابط مغز و ماشین) و DNI (رابط عصبی مستقیم) نیز یاد میشود - DNI میتواند سیگنالها را از مغز و دیگر بخشهای سیستم عصبی رمزگشایی کند. هدف BCI ردیابی عملکرد شناختی و کنترل اشیاء مجازی و فیزیکی از طریق یادگیری ماشین از دستورات ذهنی آموزشدیده است.
در سال ۲۰۱۷، راننده معلول حرکتی، رودریگو هوبنر مندس، اولین کسی شد که به لطف یک هدست EEG از برند Emotiv و تنها با استفاده از امواج مغزی خود یک خودروی فرمول ۱ را رانندگی کرد.
EEG برای چه مواردی استفاده میشود؟
عملکرد و سلامتی
ورزشکاران، بیوهکرها و هر مصرفکننده علاقهمند میتوانند از EEG برای «ردیابی» فعالیت مغزی خود استفاده کنند، همانطور که ممکن است تعداد گامهای روزانه خود را ردیابی کنند. EEG میتواند عملکردهای شناختی را اندازهگیری کند - مانند توجه و حواسپرتی، استرس و بار شناختی (ظرفیت کلی مغز برای فعالیت ذهنی اعمالشده بر روی حافظه کاری در هر لحظه). این یافتهها میتوانند بینشهای ارزشمندی را درباره نحوه پاسخ مغز به رویدادهای زندگی روزمره آشکار کنند. دادههای EEG بازخوردی را ارائه میدهند که با استفاده از آن میتوان استراتژیهای علمی و آگاهانهای را برای کاهش استرس، بهبود تمرکز یا تقویت مدیتیشن طراحی کرد.
تحقیقات مصرفکننده
دادههای EEG میتوانند یک ابزار جستجوی قدرتمند برای بینش مصرفکننده باشند. پاسخهای مغز بازخوردهای بیسابقهای از مصرفکننده ارائه میدهند - به این صورت که از EEG برای اندازهگیری شکاف بین آنچه مصرفکنندگان واقعاً به آن توجه میکنند در مقایسه با آنچه خودشان گزارش میدهند که دوست دارند یا متوجه شدهاند، استفاده میشود. ترکیب EEG با سایر سنسورهای بیومتریک مانند ردیابی چشم، تجزیه و تحلیل حالات چهره و اندازهگیری ضربان قلب میتواند درک کاملی از رفتار مشتری به شرکتها ارائه دهد. استفاده از فناوریهای عصبی مانند EEG برای مطالعه واکنشهای مصرفکننده، نورومارکتینگ (بازاریابی عصبی) نامیده میشود.
مراقبتهای بهداشتی
از آنجا که تستهای EEG فعالیت مغز را در طول یک فرآیند کنترلشده نشان میدهند، نتایج میتوانند حاوی اطلاعاتی باشند که برای تشخیص اختلالات مختلف مغزی مورد استفاده قرار میگیرند. دادههای غیرطبیعی EEG از طریق امواج مغزی نامنظم نمایش داده میشوند. دادههای غیرطبیعی EEG میتوانند نشاندهنده علائم ناکارآمدی مغز، ضربه به سر، اختلالات خواب، مشکلات حافظه، تومورهای مغزی، سکته مغزی، زوال عقل، اختلالات تشنجی مانند صرع و شرایط مختلف دیگر باشند. بسته به تشخیص مورد نظر، پزشکان گاهی اوقات EEG را با تستهای شناختی، نظارت بر فعالیت مغز و تکنیکهای تصویربرداری عصبی ترکیب میکنند.
تشخیص تشنج
تستهای EEG اغلب به بیمارانی که فعالیتهای تشنجی را تجربه میکنند توصیه میشود. در این موارد، پزشکان ممکن است یک EEG سرپایی انجام دهند. یک EEG سرپایی به طور مداوم تا ۷۲ ساعت ثبت انجام میدهد، در حالی که EEG سنتی ۱ الی ۲ ساعت طول میکشد. به بیمار اجازه داده میشود با استفاده از یک هدست EEG در خانه خود حرکت کند. افزایش مدت زمان ثبت، احتمال ثبت فعالیت غیرطبیعی مغز را افزایش میدهد. به همین دلیل، سیستمهای EEG سرپایی اغلب برای تشخیص صرع (صرع EEG)، اختلالات تشنج یا اختلالات خواب استفاده میشوند.
مطالعه خواب برای اختلالات خواب
یک مطالعه خواب با EEG یا تست «پلیسومنوگرافی»، علاوه بر انجام اسکن مغز، فعالیت بدن را نیز اندازهگیری میکند. تکنولوژیست EEG میزان ضربان قلب، تنفس و سطح اکسیژن خون شما را در طول یک فرآیند شبانه کنترل میکند. پلیسومنوگرافی بیشتر در تحقیقات پزشکی و به عنوان یک تست تشخیصی برای اختلالات خواب استفاده میشود.
علوم اعصاب محاسباتی
از آنجا که EEG فعالیت الکتریکی لایه بیرونی مغز (قشر مغز) را اندازهگیری میکند، میتواند امواج مغزی را از روی پوست سر شما دریافت کند. با ترکیب تستهای مغزی EEG با دادههای حاصل از سایر تکنیکهای نظارت بر مغز، محققان میتوانند به بینشهای جدیدی در مورد تعاملات پیچیدهای که در مغز و همچنین در بدن ما رخ میدهد، دست یابند.
این دقیقاً همان چیزی است که الکتروانسفالوگرافی کمی (qEEG) تلاش میکند به آن دست یابد. EEG کمی امواج مغزی شما را درست مانند یک EEG سنتی ثبت میکند. qEEG با استفاده از یادگیری ماشین، امواج مغزی شما را با امواج مغزی افراد در همان رده سنی و جنسیتی، اما کسانی که نارسایی مغزی ندارند، مقایسه میکند. فرآیند qEEG از طریق این مقایسه کمی، یک «نقشه» از مغز شما ایجاد میکند. این فرآیند در زیرشاخهای از علوم اعصاب به نام علوم اعصاب محاسباتی رایج است.
قرارگیری الکترودهای EEG بخش مهمی از موفقیت qEEG است. قرارگیری سنتی لیدهای EEG از سیستم ۲۰-۱۰ پیروی میکند که یک استاندارد بینالمللی شناخته شده برای اعمال الکترودهای متصل به پوست سر شماست. «۲۰-۱۰» به فاصله بین لیدهای EEG اشاره دارد که ۱۰٪ یا ۲۰٪ از کل فاصله جمجمه است.
تعداد الکترودهای روی یک دستگاه میتواند متفاوت باشد - برخی از سیستمهای ثبت EEG میتوانند تا ۲۵۶ الکترود داشته باشند. ثبتهای qEEG از یک کلاه با ۱۹ سنسور برای جمعآوری دادهها از تمامی ۱۹ ناحیه پوست سر شما استفاده میکنند. از آنجا که لیدهای EEG سیگنالها را از محلی که قرار گرفتهاند تقویت میکنند، دستیابی به نقشهبرداریهای مغز qEEG علت ناکارآمدی مشاهده شده در سطح رفتاری و/یا شناختی را در سطح مغز شناسایی میکند.
تحقیقات آکادمیک
نتایج غیرطبیعی EEG تنها اطلاعات ارزشمند بهدستآمده از نتیجه یک تست EEG نیستند. بسیاری از محققان از EEG نرمال در تحقیقات خود استفاده میکنند، از جمله مطالعه پیشگامانه سال ۱۹۵۷ در مورد فعالیت مغز در طول خواب REM (حرکات سریع چشم).
همانطور که در بخش مربوط به انواع امواج مغزی اندازهگیری شده توسط EEG معرفی شد، مطالعه ثبتهای EEG محدودهای از فرکانسهای موجود در سیگنالهای مغزی را نشان میدهد. این فرکانسها حالتهای توجهی و شناختی مختلف را منعکس میکنند. به عنوان مثال، محققان فعالیت باند گاما (که اغلب با توجه آگاهانه مرتبط است) را در حین بررسی پاسخهای عصبی در طول مدیتیشن (مدیتیشن EEG) زیر نظر گرفتهاند.
فعالیت باند گاما با اوج عملکرد ذهنی یا فیزیکی مرتبط است. آزمایشهایی که در آنها سوژهای با یک دستگاه EEG در حال انجام مدیتیشن عمیق است، فرضیههایی را ایجاد کردهاند مبنی بر اینکه امواج گاما با تجربیات آگاهانه یا حالتهای ذهنی متعالی مرتبط هستند. با این حال، توافقی میان محققان دانشگاهی در مورد اینکه فعالیت باند گاما با کدام عملکردهای شناختی مرتبط است، وجود ندارد.
محققان به روشی برای پردازش و مدیریت تمام دادههای مغزی ارزشمندی که جمعآوری میکنند نیاز دارند - و حتی نیاز دارند آنها را با موسسات مختلف به اشتراک بگذارند. «نوروانفورماتیک» حوزه تحقیقاتی است که ابزارهای محاسباتی و مدلهای ریاضی را برای دادههای علوم اعصاب فراهم میکند. هدف نوروانفورماتیک ایجاد فناوریهایی برای سازماندهی پایگاههای داده، اشتراکگذاری دادهها و مدلسازی دادهها است. این موضوع به حجم متنوعی از دادهها مربوط میشود، چرا که «علوم اعصاب» به طور گسترده به عنوان مطالعه علمی سیستم عصبی تعریف میشود. یکی از زیرشاخههای علوم اعصاب شامل روانشناسی شناختی است که از روشهای تصویربرداری عصبی مانند EEG استفاده میکند تا تجزیه و تحلیل کند که کدام بخش از مغز و سیستم عصبی زیربنای کدام فرآیندهای شناختی هستند.
تحقیقات بازار: استفاده از هدستهای EEG برای درک وضعیت عاطفی و شناختی
فرآیند تست EEG
آمادهسازی برای فرآیند EEG
بخشهای زیر در مورد نظارت، تفسیر و نتایج EEG شامل اطلاعاتی برای مخاطبانی است که تحت تستهای EEG در یک محیط درمانی قرار میگیرند. بهترین راه برای آماده شدن برای یک تست، همیشه این است که از مجریان تست دستورالعملهای آمادهسازی خاص را بخواهید. دستورالعملهای آمادهسازی میتوانند بسته به مورد استفاده متفاوت باشند - به عنوان مثال، ثبتهای EEG برای تحقیقات مصرفکننده، تحقیقات آکادمیک یا عملکرد و سلامتی ممکن است نیاز داشته باشد که سوژهها به جای دراز کشیدن، فعال باشند.
شرکتهایی مانند Emotiv پیشگام پیشرفتهایی در فناوری EEG بودهاند که انجام، پردازش و تفسیر تستها را سریعتر و راحتتر میکند. هدستهای بیسیم و سیار EEG شرکت Emotiv میتوانند در کمتر از پنج دقیقه راهاندازی شوند و به شرکتکننده اجازه میدهند به جای محدود شدن به یک مرکز آزمایش، آزادانه حرکت کند.
قبل از تست EEG، به متخصصی که تست را انجام میدهد - اعم از پزشک، کارفرما یا محقق - در مورد هرگونه داروی منظمی که مصرف میکنید اطلاع دهید. توصیه میشود شب قبل از فرآیند موهای خود را بشویید و آن را بدون هیچ نوع ماده حالتدهنده رها کنید. حداقل ۸ ساعت قبل از تست از نوشیدن یا خوردن هرگونه کافئین خودداری کنید. اگر مجبور هستید در طول فرآیند EEG بخوابید، ممکن است به شما دستور داده شود که خواب خود را در شب قبل محدود کنید تا مطمئن شوید که مغز شما میتواند در طول تست به درستی استراحت کند.
نظارت EEG
در طول فرآیند EEG هیچ درد و ناراحتی احساس نخواهید کرد. در طول یک فرآیند بالینی EEG، روی تخت یا صندلی خوابیده دراز میکشید و از شما خواسته میشود چشمهای خود را ببندید. تکنسین EEG سر شما را اندازهگیری میکند و محل قرار دادن لیدها را علامتگذاری میکند.
وقتی تست شروع میشود، الکترودها امواج مغزی شما را ثبت میکنند و فعالیت را به یک دستگاه ثبت ارسال میکنند. سپس دستگاه EEG دادهها را برای تفسیر به الگوی موج تبدیل میکند. پس از اتمام ثبت، تکنسین الکترودها را از روی پوست سر شما برمیدارد.
تستهای روتین EEG در محیطهای علمی یا بالینی بین ۳۰ تا ۶۰ دقیقه طول میکشد تا کامل شود، که شامل حدود ۲۰ دقیقه زمانِ آمادهسازی اولیه است. تستهای EEG انجام شده برای مصرفکننده، عملکرد فردی و تحقیقات محیط کار، بسته به اهداف آزمایش میتوانند کوتاهتر یا طولانیتر باشند. هدستهای بیسیم EEG برند Emotiv از راهاندازی سریعتر برای این موارد استفاده پشتیبانی میکنند (کمتر از پنج دقیقه).
پس از انجام فرآیند، نیازی به زمان ریکاوری نیست. اگر دارویی مصرف کردهاید که برای خوابیدن در طول تست باعث خوابآلودگی شما شده است، مجری تست ممکن است توصیه کند تا زمانی که اثرات آن از بین برود در مرکز منتظر بمانید یا از کسی بخواهید شما را به خانه برساند.
عوارض جانبی تست EEG نادر است. الکترودها هیچ احساسی ایجاد نمیکنند؛ آنها فقط فعالیت مغز را ثبت میکنند. افراد مبتلا به صرع ممکن است در طول فرآیند دچار تشنج ناشی از محرکهایی مانند چراغهای چشمکزن شوند. تشنج در طول تست EEG جای ترس ندارد - این امر در واقع میتواند به پزشکان در تشخیص نوع صرع و در نتیجه شخصیسازی درمان کمک کند.
تفسیر EEG و نتایج فرآیند
اگر به دلایل بالینی به شما یک تست EEG توصیه شده است، نتایج تست شما توسط پزشکی که در زمینه سیستم عصبی تخصص دارد تفسیر خواهد شد. متخصص اعصاب، ثبت را برای الگوهای عادی و غیرعادی مغز مطالعه خواهد کرد. الگوهای امواج مغزی بر اساس ویژگیهای شکل موج خود بسیار قابل تشخیص هستند. به عنوان مثال، یک الگوی سرکوب ناگهانی که اغلب در بیماران با حالتهای مغزی غیرفعال مانند کما یا بیهوشی عمومی مشاهده میشود، فعالیتهای نوکتیز کوتاه (انفجار) را نشان میدهد که با دورههایی از صافی (سرکوب) متناوب همراه است.
انواع مختلف صرع با الگوهای مشخصه متمایز EEG مشخص میشوند. یک الگوی موج نوکتیز - یک الگوی متقارن و تعمیمیافته EEG - اغلب در طول یک تشنج غائب مشاهده میشود، جایی که فرد کاهش کوتاهمدت هوشیاری را تجربه میکند. یک تشنج کانونی جزئی که در آن فعالیت تشنج تنها یک بخش از مغز را تحت تأثیر قرار میدهد، با الگوی ریتم سریع و ولتاژ پایین مشخص میشود که در کانال دادههای EEG مرتبط با آن بخش ظاهر میگردد.
سپس متخصص اعصاب اندازهگیری EEG را به پزشکی که تست را تجویز کرده است ارسال میکند. پزشک شما ممکن است برای بررسی تصاویر EEG و گفتگو در مورد نتایج با شما برنامهریزی کند. بسته به شرایط شما، ممکن است خدماتی به نام نوروفیدبک EEG یا بیوفیدبک به عنوان درمان تکمیلی به شما توصیه شود. به عنوان مثال، افرادی که به دنبال تقویت الگوهای امواج مغزی مرتبط با تمرکز هستند، ممکن است در درمان نوروفیدبک برای ADHD شرکت کنند.
درمان بیوفیدبک به سوژهها کمک میکند تا فرآیندهای غیرارادی بدن خود را کنترل کنند. به عنوان مثال، سوژهای که فشار خون بالا را تجربه میکند، میتواند اندازهگیریهای بدنی خود را روی یک مانیتور که دادهها را از الکترودهای روی پوست دریافت میکند، مشاهده کند. نظارت بر این فعالیت به آموزش تمرینات آرامشبخش و ذهنی کمک میکند که میتواند علائم را کاهش دهد.
به همین ترتیب، نوروفیدبک برای اینکه به مغز کمک کند عملکرد بهتری داشته باشد به EEG متکی است. در طول این آموزش، بیمار به یک دستگاه EEG متصل شده و فعالیت مغزی خود را به صورت زنده مشاهده میکند. این امر اغلب شبیه به یک نوع بازی ویدیویی است که در آن بیمار با مغز خود بازی میکند تا فعالیت مغزی خود را کنترل کند. بیمار تلاش میکند فرکانسهای مغزی مرتبط با نارسایی مغز را بهبود بخشد، همانطور که یک ورزشکار روی یک عضلۀ ضعیف کار میکند. نوروفیدبک EEG اغلب برای اختلالاتی مانند صرع، اختلال دوقطبی، ADHD و اوتیسم توصیه میشود. اگرچه این روش میتواند برای این اختلالات کمککننده باشد، اما نمیتواند آنها را درمان کند.
انواع مختلف دستگاههای EEG
دستگاههای EEG به شکل چند دستگاه پوشیدنی EEG مختلف عرضه میشوند. در بالاترین سطح، تفاوت بین دستگاههای بالینی EEG (مورد استفاده در مراقبتهای بهداشتی و محیطهای تحقیقات علمی) و دستگاههای مصرفکننده EEG (مورد استفاده در تحقیقات مصرفکننده، تحقیقات آکادمیک و عملکرد و سلامتی) وجود دارد. با دستگاههای بالینی، شرکتکنندگان نمیتوانند در حین پوشیدن دستگاه حرکت کنند و برای جلوگیری از مخدوش شدن سیگنال، دادهها باید در یک محیط کنترلشده و ایزوله جمعآوری شوند. دستگاههای مصرفکننده EEG مانند هدستهای بیسیم تفریحی Emotiv به کاربران اجازه میدهند فعالیت مغزی را در هر مکانی نظارت کنند.
تنوع بین انواع مختلف دستگاههای پوشیدنی EEG برای پشتیبانی از نیازهای متخصصانی که از سیستمهای EEG استفاده میکنند و محیطهایی که دادهها در آنها جمعآوری میشوند، ضروری است. به عنوان مثال، متخصصان اعصاب و دانشمندان علوم اعصاب اغلب برای انجام تجزیه و تحلیل دادههای خود نسبت به یک محقق مصرفکننده به تراکم سنسورهای بالاتری نیاز دارند. علاوه بر قرارگیری الکترودهای EEG، چند تفاوت قابل توجه دیگر بین سیستمهای EEG وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند.
کلاههای EEG در مقابل هدستهای EEG
تفاوت بین کلاه EEG و هدست EEG چیست؟ تفاوت اصلی بین این دو نوع رایج از دستگاههای پوشیدنی EEG در تعداد الکترودها است. هدستها معمولاً دارای ۵ تا ۲۰ الکترود هستند. کلاهها میتوانند از سنسورهای بیشتری پشتیبانی کنند، زیرا مساحت سطح بزرگتری برای قرار دادن الکترود دارند. کلاههای EEG، مانند EMOTIV EPOC FLEX سنسورهای متحرکی را برای موقعیتیابی انعطافپذیر ارائه میدهند. پیکربندی سنسور در هدستهای EMOTIV INSIGHT و Epoc X ثابت است.
Flex
سنسورهای ژلی یا سالین
EPOC+ و Epoc X
سنسورهای سالین
الکترودهای مرطوب در مقابل خشک EEG
دستگاههای EEG عمدتاً از الکترودهای مرطوب یا خشک استفاده میکنند. شکل جدیدی از الکترودها به نام «الکترودهای خالکوبی یا تتو» توسعه یافته است که الکترودهای چاپی هستند که مانند یک خالکوبی موقت اعمال میشوند. الکترودهای مرطوب به دلیل استفاده از یک ژل چسبناک برای برقراری تماس بهتر با پوست سر، دقت دادههای بهتری دارند. الکترودهای مرطوب بیشتر در محیطهای بالینی و تحقیقاتی استفاده میشوند. الکترودهای خشک نیازی به ژل چسبناک ندارند. دستگاههای EEG با الکترودهای خشک اغلب در تحقیقات مصرفکننده EEG استفاده میشوند، زیرا زمان راهاندازی سریعتری را فراهم میکنند. محققان به طور مداوم در حال مقایسه مزایا و معایب الکترودهای مرطوب در مقابل خشک EEG هستند.
دستگاههای سیمی در مقابل بیسیم EEG
در روزگار اولیه EEG، بیماران باید در یک محیط بالینی به دستگاه ثبت EEG متصل میشدند. اکنون تستهای بیسیم EEG امکانپذیر هستند، زیرا سیگنالهای EEG میتوانند دیجیتالی شده و مانند یک تلفن هوشمند، رایانه یا ابر به دستگاه ثبت ارسال شوند. تستها را میتوان با استفاده از EEGهای پرتابل در محیطهای مختلفی انجام داد. شما میتوانید آزمایشی انجام دهید که در آن سوژهها هدستهای بیسیم EEG را بپوشند و در پارک قدم بزنند، و حرکت سوژه شما تنها با محدوده انتقال داده محدود خواهد شد. اگر نیاز دارید محیط تست را کنترل کنید تا محرکهایی مانند چراغهای چشمکزن را ارائه دهید، ممکن است یک محیط بالینی را انتخاب کنید - که در این صورت، هیچ محدودیتی برای استفاده از یک دستگاه سیمی EEG وجود ندارد.
هدستهای سیمی EEG
اتصال کابل
هدست بیسیم Emotiv EEG
فناوری بیسیم بلوتوث
اندازهگیری EEG در برابر سایر تکنیکهای اندازهگیری مغزی
مزیت اندازهگیری EEG این است که کمتهاجمیترین روش اندازهگیری فعالیت مغز است که در دسترس داریم و اطلاعات کمی بسیاری را در طول فرآیندهای شناختی مربوطه ارائه میدهد. سایر روشها برای مطالعه عملکرد مغز عبارتند از:
تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI)
مگنتوانسفالوگرافی (MEG)
طیفسنجی تشدید مغناطیسی هستهای (NMR یا MRS)
الکتروکورتیکوگرافی
توموگرافی کامپیوتری با انتشار تک فوتون (SPECT)
توموگرافی گسیل پوزیترون (PET)
طیفنگاری مادون قرمز نزدیک (NIRS)
سیگنال نوری مرتبط با رویداد (EROS)
مزایای EEG
با وجود حساسیت فضایی نسبتاً پایین EEG، این شیوه ادعای مزایای متعددی نسبت به برخی از تکنیکهای تصویربرداری مغز و تحقیقات مغزی که قبلاً لیست شدهاند، دارد:
روش EEG وضوح زمانی بسیار بالایی در مقایسه با fMRI دارد. این روش میتواند واکنشهای سریع مغز را که با سرعت میلیثانیه رخ میدهند دریافت کند، که به آن اجازه میدهد تا آنچه در مغز و محیط اتفاق میافتد را به طور دقیق همگام کند. EEG با نرخهای نمونهبرداری بین ۲۵۰ تا ۲۰۰۰ هرتز در محیطهای بالینی و تحقیقاتی ثبت میشود. سیستمهای مدرنتر جمعآوری دادههای EEG در صورت تمایل میتوانند با نرخهای نمونهبرداری بیش از ۲۰,۰۰۰ هرتز ثبت انجام دهند.
هزینههای سختافزاری بسیار پایینتر و هزینه کل مالکیت (TCO) به مراتب کمتر است.
دادههای EEG برخلاف الکتروکورتیکوگرافی که برای قرار دادن مستقیم الکترودها روی سطح مغز نیاز به جراحی مغز و اعصاب دارد، به صورت غیرتهاجمی جمعآوری میشوند.
سنسورهای سیار EEG را میتوان در مکانهای بیشتری نسبت به fMRI، SPECT، PET، MRS یا MEG استفاده کرد، زیرا این تکنیکها به تجهیزات سنگین، پرهزینه و غیرقابل حمل تکیه دارند.
روش EEG بیصدا است تا امکان مطالعه پاسخها به محرکهای صوتی فراهم شود.
در مقایسه با fMRI و MRI، هیچ خطر فیزیکی در اطراف یک دستگاه EEG وجود ندارد. دستگاههای fMRI و MRI آهنرباهای قدرتمندی هستند که مانع از استفاده بیماران با قطعات فلزی مانند ضربانساز قلب میشوند.
تکنیکهای fMRI ،PET ،MRS و SPECT میتوانند کلاستروفوبیا (ترس از فضاهای بسته) را تشدید کنند که میتواند نتایج آزمایش را مخدوش کند. EEG کلاستروفوبیا ایجاد نمیکند زیرا سوژهها به فضای کوچکی محدود نمیشوند.
اسکنهای مصرفکننده EEG برخلاف اکثر تکنیکهای تصویربرداری عصبی، اجازه حرکتهای بیشتری را در حین آزمایش به سوژه میدهند.
روش EEG برخلاف توموگرافی گسیل پوزیترون شامل قرار گرفتن در معرض رادیولیگاندها، یا میدانهای مغناطیسی سطح بالا مانند MRI یا fMRI نمیشود.
روش EEG شامل قرار گرفتن در معرض میدانهای مغناطیسی با شدت بالا (بیش از ۱ تسلا) نمیشود.
در مقایسه با روشهای آزمایش رفتاری، EEG میتواند پردازش پنهان (پردازشی که نیاز به پاسخ ندارد) را تشخیص دهد. این فناوری در سوژههایی که قادر به ایجاد پاسخ حرکتی نیستند نیز استفاده میشود.
روش EEG مانع ورود کمی برای استفاده مصرفکننده دارد، بنابراین ابزاری قدرتمند برای ردیابی و ثبت فعالیت مغز در فعالیتهای مختلف زندگی روزمره است و امکان استفاده از تعداد بیشماری از برنامهها را فراهم میکند.
تجزیه و تحلیل خواب با EEG میتواند جنبههای مهم زمانبندی رشد مغز، از جمله ارزیابی بلوغ مغز نوجوانان را نشان دهد.
در مقایسه با تصویربرداری BOLD (وابسته به سطح اکسیژن خون) که در fMRI استفاده میشود، درک بهتری از اینکه دقیقاً چه سیگنالی با EEG اندازهگیری میشود وجود دارد.
بازیهای EEG
فناوری EEG برای اهداف درمانی و سرگرمی با دنیای بازی منطبق شده است. شرکتها از EEG برای ارائه روشهای تعاملی با بازیهای ویدیویی در VR، AR و BCI استفاده میکنند. دستگاههای EEG سیگنال را تشخیص میدهند و الگوریتمهای موجود در نرمافزار، امواج مغزی شما را برای کنترل آواتار روی صفحه تفسیر میکنند.
هدست EPOC از برند Emotiv اولین رابط مغز و رایانه با وفاداری بالا (BCI) است که میتواند افکار و احساسات خودآگاه و ناخودآگاه را نظارت و تفسیر کند. این BCI میتواند امواج مغزی پیچیده مربوط به ۳۰ حالت، احساس و عملکرد مختلف را تشخیص دهد. این تشخیص از طریق یادگیری ماشین به دست میآید. الگوریتمهای یادگیری ماشین آموزش دیدهاند تا الگوهای مغزی را که در حین پردازش این حالات، احساسات و واکنشها توسط شرکتکننده رخ میدهند، شناسایی کنند.
هنگامی که الگوریتمها یک موج مغزی EEG را در مجموعه دادههای خود دریافت میکنند، BCI میتواند الگو را با یک دستور فیزیکی یا دیجیتال مرتبط کند. به عنوان مثال، فکر کردن به یک کلمه محرک مانند «فشار بده!» باعث میشود آواتار شما شیئی را از مسیر خود به جلو فشار دهد.
TechCrunch TV: دستگاههای تحت کنترل ذهن و موارد دیگر با استفاده از EEG
موارد استفاده از EEG
امروزه کاربردهای مدرن بسیاری برای اندازهگیری EEG وجود دارد. برخی از موارد استفاده برجسته EEG عبارتند از:
علوم اعصاب
برنامههای آموزش مغز
بازاریابی عصبی (نورومارکتینگ)
مطالعات خواب
رابط کاربری مغز و کامپیوتر (BCI)
عملکرد شناختی
خودکمیسازی
حالتهای عاطفی
درمان ADHD
اختلالات عصبی
جذب امواج مغزی
درمان شناختی رفتاری
نوروانفورماتیک
بازیهای مرتبط با امواج مغزی
مکملهای واقعیت افزوده و واقعیت مجازی (AR & VR)
دیسفاژی و دمانس (زوال عقل)
توانبخشی پس از سکته مغزی
تستهای حافظه فعال (N-back)
توجه: این فقط یک اطلاعات عمومی در مورد EEG است. محصولات Emotiv صرفاً برای برنامههای تحقیقاتی و استفاده شخصی در نظر گرفته شدهاند. محصولات ما به عنوان تجهیزات پزشکی، آنگونه که در دستورالعمل اتحادیه اروپا 93/42/EEC تعریف شده است، به فروش نمیرسند. محصولات ما برای تشخیص یا درمان بیماری طراحی نشدهاند یا چنین هدفی ندارند.
