ईईजी गाइड
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EEG की परिभाषा
EEG का मतलब "इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी" (electroencephalography) है जो मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड करने की एक इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल प्रक्रिया है। EEG मस्तिष्क द्वारा उत्पन्न विद्युत गतिविधि में होने वाले परिवर्तनों को मापता है। वोल्टेज में ये बदलाव न्यूरॉन्स कहलाने वाली मस्तिष्क कोशिकाओं के भीतर और उनके बीच आयनिक प्रवाह (ionic current) से आते हैं।
एक EEG क्या है?
एक EEG परीक्षण मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि का मूल्यांकन करता है। EEG स्कैन आपके स्कैल्प (सिर की त्वचा) पर EEG सेंसर — छोटे धातु के डिस्क जिन्हें EEG इलेक्ट्रोड भी कहा जाता है — रखकर किए जाते हैं। ये इलेक्ट्रोड आपके मस्तिष्क में होने वाली विद्युत गतिविधि को पकड़ते हैं और रिकॉर्ड करते हैं। एकत्रित किए गए EEG सिग्नलों को प्रवर्धित (amplified), डिजिटल और फिर डेटा प्रोसेसिंग और भंडारण के लिए कंप्यूटर या मोबाइल डिवाइस पर भेजा जाता है।
संज्ञानात्मक (cognitive) प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए EEG डेटा का विश्लेषण करना एक असाधारण तरीका है। यह डॉक्टरों को एक चिकित्सा निदान स्थापित करने में मदद कर सकता है, शोधकर्ताओं को मस्तिष्क की उन प्रक्रियाओं को समझने में मदद कर सकता है जो मानव व्यवहार को संचालित करती हैं, और व्यक्तियों को अपनी उत्पादकता और कल्याण में सुधार करने में मदद कर सकता है।
एक EEG कैसे काम करता है?
आपके मस्तिष्क की अरबों कोशिकाएं बहुत छोटे विद्युत सिग्नल उत्पन्न करती हैं जो गैर-रेखीय (non-linear) पैटर्न बनाती हैं जिन्हें मस्तिष्क तरंगें (brainwaves) कहा जाता है। एक EEG मशीन एक EEG परीक्षण के दौरान मस्तिष्क की बाहरी परत, सेरेब्रल कॉर्टेक्स में विद्युत गतिविधि को मापती है। EEG सेंसर को प्रतिभागी के सिर पर रखा जाता है, फिर इलेक्ट्रोड गैर-आक्रामक रूप से (non-invasively) विषय से मस्तिष्क तरंगों का पता लगाते हैं।
EEG सेंसर एक सेकंड के भीतर मस्तिष्क में उत्पन्न विद्युत गतिविधि के कई हजारों स्नैपशॉट रिकॉर्ड कर सकते हैं। रिकॉर्ड किए गए मस्तिष्क तरंगों को एम्पलीफायर और फिर डेटा को प्रोसेस करने के लिए कंप्यूटर या क्लाउड पर भेजा जाता है। प्रवर्धित सिग्नल, जो लहरदार रेखाओं से मिलते-जुलते हैं, उन्हें कंप्यूटर, मोबाइल डिवाइस या क्लाउड डेटाबेस पर रिकॉर्ड किया जा सकता है।
क्लाउड-कंप्यूटिंग सॉफ़्टवेयर को EEG डेटा प्रोसेसिंग में एक महत्वपूर्ण नवाचार माना जाता है, क्योंकि यह बड़े पैमाने पर रिकॉर्डिंग के वास्तविक समय विश्लेषण की अनुमति देता है — EEG माप के शुरुआती दिनों में, तरंगों को केवल एक ग्राफ पेपर पर रिकॉर्ड किया जाता था। शैक्षणिक और वाणिज्यिक अनुसंधान में EEG सिस्टम आमतौर पर डेटा को समय श्रृंखला (time series) के रूप में, या वोल्टेज के निरंतर प्रवाह के रूप में दिखाते हैं।
ग्राफ पेपर पर रिकॉर्ड की गईं EEG तरंगें
डिजिटल रूप से रिकॉर्ड की गईं EEG तरंगें
आधुनिक मस्तिष्क विज़ुअलाइज़र सॉफ़्टवेयर में EEG तरंगें
मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि का मानचित्रण (map) करने के लिए, मस्तिष्क की सतह के चारों ओर स्थित कई अलग-अलग कॉर्टिकल संरचनाओं के सिग्नलों के माध्यम से EEG माप प्राप्त करना बेहतर होता है।
आधुनिक मस्तिष्क विज़ुअलाइज़र समय श्रृंखला (time series) ग्राफ में EEG तरंगें
मस्तिष्क तरंगों के प्रकार जिन्हें EEG मापता है
एक EEG डिवाइस के इलेक्ट्रोड विभिन्न EEG आवृत्तियों (frequencies) में व्यक्त होने वाली विद्युत गतिविधि को पकड़ते हैं। फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म (FFT) नामक एक एल्गोरिदम का उपयोग करके, इन कच्चे EEG सिग्नलों को विभिन्न आवृत्तियों वाली अलग-अलग तरंगों के रूप में पहचाना जा सकता है। आवृत्ति, जो विद्युत दोलनों की गति को संदर्भित करती है, को प्रति सेकंड चक्र में मापा जाता है — एक हर्ट्ज़ (Hz) प्रति सेकंड एक चक्र के बराबर होता है। मस्तिष्क तरंगों को आवृत्ति के आधार पर चार मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है: बीटा, अल्फा, थीटा और डेल्टा।
निम्नलिखित पैराग्राफ चार मुख्य मस्तिष्क आवृत्तियों से जुड़े कुछ कार्यों पर चर्चा करते हैं। ये कार्य केवल विभिन्न मस्तिष्क आवृत्तियों से जुड़े पाए गए हैं — किसी विशेष आवृत्ति बैंड और मस्तिष्क के किसी दिए गए कार्य के बीच कोई एक-से-एक रैखिक संबंध नहीं है।
बीटा तरंगें (आवृत्ति सीमा 14 Hz से लगभग 30 Hz तक)
बीटा तरंगें सचेत होने या जागृत, चौकस और सतर्क स्थिति में होने से सबसे निकटता से जुड़ी हैं। कम-आयाम (low-amplitude) वाली बीटा तरंगें सक्रिय एकाग्रता, या मन की व्यस्त या चिंतित स्थिति से जुड़ी होती हैं। बीटा तरंगें मोटर निर्णयों (आंदोलन के दमन और गति के संवेदी फीडबैक) से भी जुड़ी हैं। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन सिग्नलों को अक्सर EEG बीटा तरंगें कहा जाता है।
अल्फा तरंगें (आवृत्ति सीमा 7 Hz से 13 Hz तक)
अल्फा तरंगें अक्सर मन की शांत, शिथिल और सुबोध स्थिति से जुड़ी होती हैं। अल्फा तरंगें मस्तिष्क के ओसीपिटल (occipital) और पोस्टीरियर (posterior) क्षेत्रों में पाई जा सकती हैं। अल्फा तरंगों को आँखें बंद करने और आराम करने से प्रेरित किया जा सकता है, और वे सोचने, मानसिक गणना और समस्या-समाधान जैसी जटिल संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के दौरान शायद ही कभी मौजूद होती हैं। अधिकांश वयस्कों में, अल्फा तरंगों की आवृत्ति 9 से 11 Hz तक होती है। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन्हें अक्सर EEG अल्फा तरंगें कहा जाता है।
theta तरंगें (आवृत्ति सीमा 4 Hz से 7 Hz तक)
4 और 7 Hz के बीच की आवृत्ति सीमा के भीतर मस्तिष्क की गतिविधि को थीटा गतिविधि कहा जाता है। EEG माप में पाई जाने वाली थीटा लय अक्सर युवा वयस्कों में पाई जाती है, विशेष रूप से टेम्पोरल (temporal) क्षेत्रों पर और हाइपरवेंटिलेशन (तेजी से सांस लेने) के दौरान। अधिक उम्र के व्यक्तियों में, लगभग 30 मिलिवोल्ट (mV) से अधिक आयाम वाली थीटा गतिविधि कम ही देखी जाती है, सिवाय उनींदेपन के दौरान। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन्हें अक्सर EEG थीटा तरंगें कहा जाता है।
डेल्टा तरंगें (4 Hz तक की आवृत्ति सीमा)
डेल्टा गतिविधि मुख्य रूप से शिशुओं में पाई जाती है। डेल्टा तरंगें वृद्ध वयस्कों में नींद के गहरे चरणों से जुड़ी होती हैं। अनुपस्थिति दौरे (absence seizures) वाले रोगियों में अंतःस्रावी रूप से (दौरों के बीच में) डेल्टा तरंगों के प्रमाण मिले हैं, जिनमें ध्यान में संक्षिप्त, अचानक कमी शामिल है।
डेल्टा तरंगें कम-आवृत्ति (लगभग 3 Hz) और उच्च-आयाम वाली तरंगों द्वारा पहचानी जाती हैं। डेल्टा लय जागने के दौरान भी मौजूद हो सकती है — ये आँखें खोलने के प्रति संवेदनशील होती हैं और हाइपरवेंटिलेशन द्वारा भी बढ़ाई जा सकती हैं। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन्हें अक्सर EEG डेल्टा तरंगें कहा जाता है।
मस्तिष्क कैसे काम करता है यह समझने के लिए EEG तरंगों का उपयोग करना
एक EEG क्या दिखाता है?
आपका मस्तिष्क लगातार जानकारी को अवशोषित और संसाधित करता रहता है, यहाँ तक कि जब आप सो रहे होते हैं तब भी। यह सभी गतिविधि विद्युत सिग्नलों को उत्पन्न करती है जिन्हें EEG सेंसर पकड़ते हैं। यह मस्तिष्क की गतिविधि में होने वाले परिवर्तनों को कैप्चर करने की अनुमति देता है, भले ही कोई दृश्यमान व्यवहारिक प्रतिक्रिया न हो, जैसे कि कोई हलचल या चेहरे का भाव।
एक EEG आपके मस्तिष्क द्वारा उत्पन्न बिजली में होने वाले परिवर्तनों की निगरानी करता है, न कि विचारों या भावनाओं की। यह आपके मस्तिष्क में कोई बिजली नहीं भेजता है।
उच्च गुणवत्ता वाले EEG डेटा प्राप्त करने के लिए मस्तिष्क के मुख्य प्रांतस्था (cortices) में होने वाली गतिविधि का पता लगाना महत्वपूर्ण है। इसके परिणाम बाहरी उत्तेजनाओं से प्रभावित भावनात्मक स्थितियों का आकलन करने के लिए एक प्रतिनिधि (proxy) हो सकते हैं।
EEG का एक संक्षिप्त इतिहास
मस्तिष्क में विद्युत गतिविधि की घटनाओं पर शोध 1875 की शुरुआत में जानवरों पर किया गया था, जब चिकित्सक रिचर्ड कैटन ने ब्रिटिश मेडिकल जर्नल में खरगोशों और बंदरों पर किए गए प्रयोगों से अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए थे।
1890 में, एडोल्फ बेक ने संवेदी उत्तेजना का परीक्षण करने के लिए सीधे कुत्ते और खरगोश के मस्तिष्क की सतह पर इलेक्ट्रोड रखे। उतार-चढ़ाव वाली विद्युत मस्तिष्क गतिविधि के उनके इस अवलोकन ने मस्तिष्क तरंगों की खोज का मार्ग प्रशस्त किया और EEG को एक वैज्ञानिक क्षेत्र बना दिया।
जर्मन फिजियोलॉजिस्ट और मनोचिकित्सक हंस बर्गर को 1924 में पहले मानव EEG मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करने का श्रेय दिया जाता है। बर्गर ने इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम का आविष्कार किया, जो कि एक ऐसा उपकरण है जो EEG सिग्नलों को रिकॉर्ड करता है। अपनी पुस्तक "द ओरिजिन ऑफ EEG" में लेखक डेविड मिलेट ने इस आविष्कार को "क्लिनिकल न्यूरोलॉजी के इतिहास में सबसे आश्चर्यजनक, उल्लेखनीय और महत्वपूर्ण विकासों में से एक" के रूप में वर्णित किया है।
पहला मानव EEG रिकॉर्डिंग 1924 में हंस बर्गर द्वारा प्राप्त किया गया था। ऊपरी सिग्नल EEG है और निचला सिग्नल 10 Hz का टाइमिंग सिग्नल है।
हंस बर्गर, मनुष्यों में EEG मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करने वाले पहले व्यक्ति।
क्लिनिकल इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी का क्षेत्र 1935 में शुरू हुआ था। यह न्यूरोसाइंटिस्ट फ्रेडरिक गिब्स, हेलोवेल डेविस और विलियम लेनोक्स के मिर्गी के दौरों (epileptiform spikes), अंतःस्रावी स्पाइक तरंगों (interictal spike waves) और नैदानिक अनुपस्थिति EEG दौरों के तीन चक्रों के आसपास किए गए शोध से उपजा था। गिब्स और वैज्ञानिक हरबर्ट जैस्पर ने निष्कर्ष निकाला कि अंतःस्रावी स्पाइक्स मिर्गी का एक विशिष्ट संकेत हैं। पहली EEG प्रयोगशाला 1936 में मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल में खोली गई थी।
1947 में, अमेरिकन EEG सोसाइटी, जिसे अब द अमेरिकन क्लिनिकल न्यूरोफिज़ियोलॉजी सोसाइटी के रूप में जाना जाता है, की स्थापना की गई और पहली अंतर्राष्ट्रीय EEG कांग्रेस आयोजित की गई।
1950 के दशक में, विलियम ग्रे वाल्टर ने EEG टोपोग्राफी विकसित की, जो कि EEG का एक पूरक रूप है, जिसने मस्तिष्क की सतह पर विद्युत गतिविधि के मानचित्रण की अनुमति दी। यह 1980 के दशक में लोकप्रिय था, लेकिन इसे कभी भी मुख्यधारा के न्यूरोलॉजी में नहीं अपनाया गया।
स्टीवो बोजिनोव्स्की, लिलजाना बोजिनोव्स्का और मिहाइल सेस्टाकोव पहले वैज्ञानिक थे जिन्होंने 1988 में एक EEG मशीन का उपयोग करके एक भौतिक वस्तु पर नियंत्रण हासिल किया था। 2011 में, EEG ने उपभोक्ता बाजार में प्रवेश किया जब टेक उद्यमियों टैन ले और डॉ. ज्योफ मैकेलर ने Emotiv कंपनी शुरू की।
हैंडसेट और कैप जैसी EEG तकनीक BCI (ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफ़ेस) के घटक हैं। BCI को HMI (ह्यूमन मशीन इंटरफ़ेस), MMI (माइंड मशीन इंटरफ़ेस), BMI (ब्रेन मशीन इंटरफ़ेस) और DNI (डायरेक्ट न्यूरल इंटरफ़ेस) भी कहा जाता है — DNI मस्तिष्क और तंत्रिका तंत्र के अन्य हिस्सों से आने वाले सिग्नलों को डिकोड कर सकता है। BCI का उद्देश्य संज्ञानात्मक प्रदर्शन को ट्रैक करना और प्रशिक्षित मानसिक आदेशों के मशीन लर्निंग के माध्यम से वर्चुअल और भौतिक दोनों वस्तुओं को नियंत्रित करना है।
2017 में, क्वाड्रिप्लेजिया (चारों अंगों के पक्षाघात) से पीड़ित रेसर रोड्रिगो ह्यूबनेर मेंडेस एक Emotiv EEG हेडसेट की मदद से केवल अपनी मस्तिष्क तरंगों का उपयोग करके फॉर्मूला 1 कार चलाने वाले पहले व्यक्ति बने।
EEG किसके लिए उपयोग किया जाता है?
प्रदर्शन और कल्याण
एथलीट, बायोहैकर, और कोई भी इच्छुक उपभोक्ता अपने मस्तिष्क की गतिविधि को "ट्रैक" करने के लिए ठीक उसी तरह EEG का उपयोग कर सकता है जैसे वे एक दिन में अपने कदमों की संख्या को ट्रैक कर सकते हैं। EEG संज्ञानात्मक कार्यों को माप सकता है — जैसे ध्यान और विकर्षण, तनाव और संज्ञानात्मक भार (कार्यशील स्मृति पर किसी भी क्षण डाले गए मानसिक गतिविधि के लिए मस्तिष्क की कुल क्षमता)। ये निष्कर्ष मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं कि मस्तिष्क दैनिक जीवन की घटनाओं के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देता है। EEG डेटा ऐसा फीडबैक प्रदान करता है जिसका उपयोग तनाव को कम करने, ध्यान केंद्रित करने या ध्यान साधना (मेडिटेशन) को बढ़ाने के लिए वैज्ञानिक रूप से सूचित रणनीतियों को तैयार करने में किया जा सकता है।
उपभोक्ता अनुसंधान
EEG डेटा उपभोक्ता अंतर्दृष्टि के लिए एक शक्तिशाली खोज उपकरण (search tool) हो सकता है। मस्तिष्क की प्रतिक्रियाएं अभूतपूर्व उपभोक्ता फीडबैक प्रदान करती हैं — जिसमें EEG का उपयोग यह मापने के लिए किया जा रहा है कि उपभोक्ता वास्तव में किस चीज़ पर ध्यान देते हैं और वे खुद को क्या पसंद करने या देखने की रिपोर्ट करते हैं, इसके बीच क्या अंतर है। EEG को आई-ट्रैकिंग (eye-tracking), चेहरे के हाव-भाव विश्लेषण और हृदय गति माप जैसे अन्य बायोमेट्रिक सेंसर के साथ जोड़कर कंपनियां ग्राहकों के व्यवहार की पूरी समझ हासिल कर सकती हैं। उपभोक्ता प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए EEG जैसी न्यूरोटेक्नोलॉजी के उपयोग को न्यूरोमार्केटिंग (neuromarketing) कहा जाता है।
स्वास्थ्य सेवा
चूंकि EEG परीक्षण एक नियंत्रित प्रक्रिया के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि दिखाते हैं, इसलिए परिणामों में विभिन्न मस्तिष्क विकारों के निदान के लिए उपयोग की जाने वाली जानकारी शामिल हो सकती है। असामान्य EEG डेटा अनियमित मस्तिष्क तरंगों के माध्यम से प्रदर्शित होता है। असामान्य EEG डेटा मस्तिष्क की शिथिलता, सिर आघात, नींद विकार, स्मृति समस्याओं, मस्तिष्क ट्यूमर, स्ट्रोक, मनोभ्रंश (डिमेंशिया), मिर्गी जैसी दौरे की विकारों और विभिन्न अन्य स्थितियों के संकेत दे सकता है। इच्छित निदान के आधार पर, डॉक्टर कभी-कभी संज्ञानात्मक परीक्षणों, मस्तिष्क गतिविधि की निगरानी और न्यूरोइमेजिंग तकनीकों के साथ EEG को जोड़ते हैं।
दौरे का निदान (Seizure Diagnosis)
दौरे की गतिविधि का अनुभव करने वाले रोगियों को अक्सर EEG परीक्षणों की सिफारिश की जाती है। इन मामलों में, डॉक्टर एक एंबुलेटरी EEG (ambulatory EEG) कर सकते हैं। एक एंबुलेटरी EEG 72 घंटे तक लगातार रिकॉर्ड करता है, जबकि पारंपरिक EEG 1-2 घंटे तक चलता है। मरीज को EEG हेडसेट पहनकर अपने ही घर में घूमने-फिरने की अनुमति होती है। रिकॉर्डिंग की अवधि बढ़ाने से असामान्य मस्तिष्क गतिविधि रिकॉर्ड होने की संभावना बढ़ जाती है। इसी कारण से, एंबुलेटरी EEG का उपयोग अक्सर मिर्गी (EEG मिर्गी), दौरे के विकारों या नींद के विकारों के निदान के लिए किया जाता है।
नींद संबंधी विकारों के लिए नींद का अध्ययन
एक EEG नींद अध्ययन या "पॉलीसोमनोग्राफी" (polysomnography) परीक्षण मस्तिष्क स्कैन करने के अलावा शरीर की गतिविधि को मापता है। एक EEG प्रौद्योगिकीविद् रात भर की प्रक्रिया के दौरान आपके रक्त में ऑक्सीजन के स्तर, सांस लेने और हृदय गति की निगरानी करता है। पॉलीसोमनोग्राफी का उपयोग ज्यादातर चिकित्सा अनुसंधान और नींद के विकारों के लिए एक नैदानिक परीक्षण के रूप में किया जाता है।
मात्रात्मक तंत्रिका विज्ञान (Quantitative Neuroscience)
चूंकि EEG मस्तिष्क की बाहरी परत (सेरेब्रल कॉर्टेक्स) में विद्युत गतिविधि को मापता है, इसलिए यह आपके स्कैल्प से मस्तिष्क तरंगों को पकड़ सकता है। अन्य मस्तिष्क निगरानी तकनीकों के डेटा के साथ EEG मस्तिष्क परीक्षणों को जोड़कर, शोधकर्ता हमारे मस्तिष्क में — साथ ही हमारे शरीर में होने वाली जटिल अंतःक्रियाओं के बारे में नई अंतर्दृष्टि प्राप्त कर सकते हैं।
क्वांटिटेटिव इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (qEEG) का बिल्कुल यही उद्देश्य है। क्वांटिटेटिव EEG पारंपरिक EEG की तरह ही आपकी मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करता है। मशीन लर्निंग का उपयोग करके, qEEG आपकी मस्तिष्क तरंगों की तुलना समान लिंग और आयु सीमा वाले उन व्यक्तियों की मस्तिष्क तरंगों से करता है जिन्हें कोई मस्तिष्क शिथिलता नहीं है। qEEG प्रक्रिया मात्रात्मक तुलना के माध्यम से आपके मस्तिष्क का एक "नक्शा" बनाती है। यह प्रक्रिया तंत्रिका विज्ञान की उस उप-विषय में आम है जिसे कम्प्यूटेशनल तंत्रिका विज्ञान (computational neuroscience) कहा जाता है।
EEG इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट सफल qEEG का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। पारंपरिक EEG लेड प्लेसमेंट 10-20 प्रणाली का पालन करते हैं, जो आपके स्कैल्प पर जुड़े इलेक्ट्रोड को लगाने के लिए एक अंतरराष्ट्रीय स्तर पर मान्यता प्राप्त मानक है। "10-20" का अर्थ है कि EEG लेड्स के बीच की दूरी खोपड़ी की कुल दूरी का 10% या 20% होना।
किसी डिवाइस पर इलेक्ट्रोड की संख्या भिन्न हो सकती है — कुछ EEG रिकॉर्डिंग सिस्टम में 256 तक इलेक्ट्रोड हो सकते हैं। qEEG की रिकॉर्डिंग आपके स्कैल्प के सभी 19 क्षेत्रों से डेटा एकत्र करने के लिए 19-सेंसर कैप का उपयोग करती है। चूंकि EEG लेड्स उस स्थान से सिग्नलों को प्रवर्धित करते हैं जहाँ वे रखे जाते हैं, इसलिए qEEG मस्तिष्क मानचित्रण प्राप्त करने से मस्तिष्क स्तर पर उस शिथिलता के कारण की पहचान होती है जो व्यवहारिक और/या संज्ञानात्मक स्तर पर देखी जाती है।
शैक्षणिक अनुसंधान
असामान्य EEG परिणाम ही केवल EEG परीक्षण के परिणाम से प्राप्त होने वाली बहुमूल्य जानकारी नहीं हैं। कई शोधकर्ता अपने शोध में सामान्य EEG का उपयोग करते हैं, जिसमें REM नींद के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि पर 1957 का एक ऐतिहासिक अध्ययन शामिल है।
जैसा कि EEG द्वारा मापे जाने वाले मस्तिष्क तरंगों के प्रकारों पर अनुभाग में बताया गया है, EEG रिकॉर्डिंग का अध्ययन करने से मस्तिष्क के सिग्नलों के भीतर मौजूद आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला का पता चलता है। ये आवृत्तियां विभिन्न ध्यानात्मक और संज्ञानात्मक स्थितियों को दर्शाती हैं। उदाहरण के लिए, शोधकर्ताओं ने ध्यान (EEG ध्यान) के दौरान न्यूरोलॉजिकल प्रतिक्रियाओं की जांच करते समय गामा-बैंड गतिविधि (जो अक्सर सचेत ध्यान से जुड़ी होती है) की निगरानी की है।
गामा बैंड गतिविधि चरम मानसिक या शारीरिक प्रदर्शन से जुड़ी है। ऐसे प्रयोग जिनमें EEG डिवाइस पहने हुए कोई विषय गहरे ध्यान का अभ्यास कर रहा है, ने इस सिद्धांत को जन्म दिया है कि गामा तरंगें जागरूक अनुभवों या पारलौकिक (transcendental) मानसिक स्थितियों से जुड़ी होती हैं। हालाँकि, शैक्षणिक शोधकर्ताओं के बीच इस बात को लेकर कोई सहमति नहीं है कि गामा-बैंड गतिविधि किन संज्ञानात्मक कार्यों से जुड़ी है।
शोधकर्ताओं को उनके द्वारा एकत्र किए गए सभी मस्तिष्क डेटा को संसाधित करने, संभालने और यहाँ तक कि इसे विभिन्न संस्थानों के साथ साझा करने की आवश्यकता है। "न्यूरोइन्फॉर्मेटिक्स" अनुसंधान का वह क्षेत्र है जो तंत्रिका विज्ञान डेटा (neuroscience data) के लिए कम्प्यूटेशनल उपकरण और गणितीय मॉडल प्रदान करता है। न्यूरोइन्फॉर्मेटिक्स का उद्देश्य डेटाबेस के आयोजन, डेटा साझाकरण और डेटा मॉडलिंग के लिए तकनीकों का निर्माण करना है। यह विविध मात्रा में डेटा से संबंधित है, क्योंकि "तंत्रिका विज्ञान" को व्यापक रूप से तंत्रिका तंत्र के वैज्ञानिक अध्ययन के रूप में परिभाषित किया गया है। तंत्रिका विज्ञान की उप-विषयों में से एक में संज्ञानात्मक मनोविज्ञान शामिल है, जो यह विश्लेषण करने के लिए EEG जैसी न्यूरोइमेजिंग विधियों का उपयोग करता है कि मस्तिष्क और तंत्रिका तंत्र के कौन से हिस्से किन संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को संचालित करते हैं।
बाजार अनुसंधान: भावनात्मक और संज्ञानात्मक स्थिति को समझने के लिए EEG हेडसेट का उपयोग करना
EEG परीक्षण प्रक्रिया
एक EEG प्रक्रिया के लिए तैयारी
EEG निगरानी, व्याख्या और परिणामों पर निम्नलिखित अनुभागों में उन दर्शकों के लिए जानकारी शामिल है जो स्वास्थ्य सेवा के माहौल में EEG परीक्षणों से गुजर रहे हैं। किसी परीक्षण की तैयारी करने का सबसे अच्छा तरीका हमेशा परीक्षण प्रशासकों से विशिष्ट तैयारी के निर्देश मांगना है। तैयारी के निर्देश उपयोग के मामलों के अनुसार भिन्न हो सकते हैं — उदाहरण के लिए, उपभोक्ता अनुसंधान, शैक्षणिक अनुसंधान या प्रदर्शन और कल्याण के लिए EEG रिकॉर्डिंग में विषयों को लेटने के बजाय सक्रिय रहने की आवश्यकता हो सकती है।
Emotiv जैसी कंपनियों ने EEG तकनीक में ऐसी प्रगति की है जो परीक्षणों के संचालन, प्रसंस्करण और व्याख्या को तेज़ और अधिक सुविधाजनक बनाती है। Emotiv के मोबाइल और वायरलेस EEG हेडसेट को पांच मिनट से भी कम समय में सेट किया जा सकता है, और वे प्रतिभागी को एक परीक्षण सुविधा तक सीमित रखने के बजाय स्वतंत्र रूप से घूमने-फिरने में सक्षम बनाते हैं।
EEG परीक्षण से पहले, परीक्षण का संचालन करने वाले पेशेवर को — चाहे वह डॉक्टर हो, नियोक्ता हो या शोधकर्ता हो — अपने द्वारा ली जाने वाली किसी भी नियमित दवा के बारे में बताएं। यह अनुशंसा की जाती है कि आप प्रक्रिया से एक रात पहले अपने बालों को धो लें और उन पर कोई भी उत्पाद न लगाएं। परीक्षण से कम से कम 8 घंटे पहले किसी भी कैफीन वाले पेय या खाद्य पदार्थ के सेवन से बचें। यदि आपको EEG प्रक्रिया के दौरान सोना है, तो आपको एक रात पहले अपनी नींद सीमित करने का निर्देश दिया जा सकता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि परीक्षण के दौरान आपका मस्तिष्क ठीक से आराम कर सके।
EEG निगरानी
EEG प्रक्रिया के दौरान आपको कोई दर्द या परेशानी महसूस नहीं होगी। एक नैदानिक EEG प्रक्रिया के दौरान, आप एक बिस्तर पर या झुकी हुई कुर्सी पर लेटे होंगे और आपको अपनी आँखें बंद करने का निर्देश दिया जाएगा। एक EEG तकनीशियन आपके सिर को मापता है और निशान लगाता है कि लेड्स कहाँ लगानी हैं।
जब परीक्षण शुरू होता है, तो इलेक्ट्रोड आपकी मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करते हैं और उस गतिविधि को एक रिकॉर्डिंग मशीन में भेजते हैं। फिर EEG मशीन व्याख्या के लिए डेटा को तरंग पैटर्न में बदल देती है। रिकॉर्डिंग समाप्त होने के बाद, तकनीशियन आपके स्कैल्प से इलेक्ट्रोड हटा देगा।
वैज्ञानिक या नैदानिक सेटिंग्स में नियमित EEG परीक्षणों को पूरा होने में 30-60 मिनट लगते हैं, जिसमें लगभग 20 मिनट का प्रारंभिक सेट-अप समय शामिल होता है। उपभोक्ता, व्यक्तिगत प्रदर्शन और कार्यस्थल अनुसंधान के लिए किए जाने वाले EEG परीक्षण परीक्षण के उद्देश्यों के आधार पर अवधि में कम या लंबे हो सकते हैं। Emotiv के वायरलेस EEG हेडसेट इन उपयोग के मामलों के लिए त्वरित सेट अप (पांच मिनट से भी कम) का समर्थन करते हैं।
प्रक्रिया के बाद किसी भी रिकवरी समय की आवश्यकता नहीं होनी चाहिए। यदि आपने परीक्षण के दौरान सोने के लिए कोई ऐसी दवा ली है जिससे उनींदापन हुआ है, तो परीक्षण प्रशासक सुविधा में तब तक प्रतीक्षा करने की सिफारिश कर सकता है जब तक कि उसका प्रभाव समाप्त न हो जाए या किसी के साथ घर जाने की व्यवस्था न कर ली जाए।
EEG परीक्षण के दुष्प्रभाव दुर्लभ हैं। इलेक्ट्रोड कोई संवेदना पैदा नहीं करते; वे केवल मस्तिष्क की गतिविधि को रिकॉर्ड करते हैं। मिर्गी से पीड़ित व्यक्तियों को प्रक्रिया के दौरान चमकती रोशनी जैसे उत्तेजनाओं से दौरा पड़ सकता है। EEG परीक्षण के दौरान दौरे से घबराने की कोई बात नहीं है — यह वास्तव में डॉक्टरों को मिर्गी के प्रकार का निदान करने और तदनुसार उपचार तैयार करने में मदद कर सकता है।
EEG व्याख्या और प्रक्रिया परिणाम
यदि आपको नैदानिक कारणों से EEG परीक्षण की सिफारिश की गई है, तो आपके परीक्षण के परिणामों की व्याख्या तंत्रिका तंत्र के विशेषज्ञ डॉक्टर द्वारा की जाएगी। न्यूरोलॉजिस्ट सामान्य और असामान्य मस्तिष्क पैटर्न के लिए रिकॉर्डिंग का अध्ययन करेगा। मस्तिष्क तरंगों के पैटर्न उनके तरंग रूप की विशेषताओं से बहुत आसानी से पहचाने जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक बर्स्ट सप्रेशन (burst suppression) पैटर्न, जो अक्सर कोमा या सामान्य संज्ञाहरण (एनेस्थीसिया) जैसी निष्क्रिय मस्तिष्क स्थितियों वाले रोगियों में देखा जाता है, समतलता की अवधि (दमन या सप्रेशन) के साथ बारी-बारी से आने वाले संक्षिप्त स्पाइक्स (बर्स्ट) को दिखाता है।
विभिन्न प्रकार की मिर्गी को विशिष्ट EEG पैटर्न द्वारा पहचाना जाता है। एक स्पाइक-वेव (spike-wave) पैटर्न — एक सामान्यीकृत, सममित (symmetrical) EEG पैटर्न — अक्सर एक अनुपस्थिति दौरे (absence seizure) के दौरान देखा जाता है, जहाँ एक व्यक्ति चेतना की क्षणिक हानि का अनुभव करता है। एक आंशिक फोकल दौरा (partial focal seizure), जिसमें दौरे की गतिविधि केवल मस्तिष्क के एक क्षेत्र को प्रभावित करती है, एक कम-वोल्टेज, तेज लय पैटर्न द्वारा पहचाने जाते हैं जो उस क्षेत्र से जुड़े EEG डेटा चैनल में दिखाई देता है।
न्यूरोलॉजिस्ट फिर उस डॉक्टर के पास EEG माप वापस भेजता है जिसने परीक्षण का आदेश दिया था। आपके डॉक्टर समीक्षा करने और आपके साथ परिणामों पर चर्चा करने के लिए एक अपॉइंटमेंट शेड्यूल कर सकते हैं। आपकी स्थिति के आधार पर, आपको अनुवर्ती कार्रवाई के रूप में EEG न्यूरोफीडबैक या बायोफीडबैक नामक सेवा की सिफारिश की जा सकती है। उदाहरण के लिए, ध्यान केंद्रित करने से जुड़ी मस्तिष्क तरंग पैटर्न को मजबूत करने की इच्छा रखने वाले लोग ADHD के लिए न्यूरोफीडबैक थेरेपी ले सकते हैं।
बायोफीडबैक थेरेपी विषयों को अनैच्छिक शारीरिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने में मदद करती है। उच्च रक्तचाप का अनुभव करने वाला कोई व्यक्ति अपनी त्वचा पर मौजूद इलेक्ट्रोड से डेटा प्राप्त करने वाले मॉनिटर पर अपनी शारीरिक माप देख सकता है। इस गतिविधि की निगरानी करने से विश्राम और मानसिक व्यायाम सीखने में मदद मिलती है जो लक्षणों को कम कर सकते हैं।
इसी तरह, न्यूरोफीडबैक मस्तिष्क को बेहतर ढंग से कार्य करने के लिए प्रशिक्षित करने हेतु EEG पर निर्भर करता है। इस प्रशिक्षण के दौरान, मरीज को एक EEG मशीन से जोड़ा जाता है और वह अपनी मस्तिष्क गतिविधि को लाइव देखता है। यह अक्सर एक प्रकार के वीडियो गेम जैसा दिखता है जहाँ रोगी अपनी मस्तिष्क गतिविधि को नियंत्रित करने के लिए अपने मस्तिष्क के साथ खेल खेल रहा होता है। रोगी मस्तिष्क की शिथिलता से जुड़ी मस्तिष्क आवृत्तियों में सुधार करने की कोशिश करता है, ठीक उसी तरह जैसे कोई एथलीट कमजोर मांसपेशी पर काम करता है। EEG न्यूरोफीडबैक की सिफारिश अक्सर मिर्गी, बाइपोलर डिसऑर्डर, ADHD और ऑटिज़्म जैसी स्थितियों के लिए की जाती है। जबकि यह इन विकारों में मदद कर सकता है, यह उन्हें पूरी तरह से ठीक नहीं कर सकता है।
विभिन्न प्रकार के EEG उपकरण
EEG मशीनें कुछ अलग-अलग पहनने योग्य EEG उपकरणों (wearable EEG devices) के रूप में आती हैं। उच्चतम स्तर पर नैदानिक (clinical) EEG उपकरणों (स्वास्थ्य सेवा और वैज्ञानिक अनुसंधान सेटिंग में उपयोग किए जाने वाले) और उपभोक्ता EEG उपकरणों (उपभोक्ता अनुसंधान, शैक्षणिक अनुसंधान और प्रदर्शन एवं कल्याण में उपयोग किए जाने वाले) के बीच अंतर होता है। नैदानिक उपकरणों के साथ, प्रतिभागी उपकरण पहनते समय हिल-डुल नहीं सकते हैं, और सिग्नल के विकृत होने से बचने के लिए अनुकूल और संरक्षित वातावरण में डेटा एकत्र करने की आवश्यकता होती है। उपभोक्ता EEG उपकरण जैसे कि Emotiv के वायरलेस हेडसेट उपयोगकर्ताओं को कहीं भी मस्तिष्क की गतिविधि की निगरानी करने की अनुमति देते हैं।
पहनने योग्य EEG उपकरणों के विभिन्न प्रकारों के बीच यह भिन्नता उन पेशेवरों की आवश्यकताओं का समर्थन करने के लिए आवश्यक है जो EEG सिस्टम का उपयोग करते हैं और जिन सेटिंग्स में डेटा एकत्र किया जाता है। उदाहरण के लिए, न्यूरोलॉजिस्ट और न्यूरोसाइंटिस्ट को अपने डेटा विश्लेषण करने के लिए अक्सर उपभोक्ता शोधकर्ता की तुलना में सेंसर के सघन घनत्व की आवश्यकता होती है। EEG इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के अलावा, विचार करने के लिए EEG प्रणालियों के बीच कुछ अन्य उल्लेखनीय भिन्नताएं हैं।
EEG कैप्स बनाम EEG हेडसेट्स
एक EEG कैप और एक EEG हेडसेट में क्या अंतर है? पहनने योग्य EEG उपकरणों के इन दो सबसे आम प्रकारों के बीच मुख्य अंतर इलेक्ट्रोड की संख्या में है। हेडसेट में आमतौर पर 5-20 इलेक्ट्रोड होते हैं। कैप अधिक सेंसर का समर्थन कर सकते हैं, क्योंकि उनके पास इलेक्ट्रोड लगाने के लिए बड़ा सतह क्षेत्र होता है। EEG कैप्स, जैसे कि Emotiv Epoc Flex लचीली ढंग से स्थिति निर्धारित करने के लिए चलने योग्य सेंसर प्रदान करते हैं। Emotiv Insight और Epoc X हेडसेट में सेंसर विन्यास स्थिर (fixed) होता है।
Epoc Flex
जेल या सेलाइन सेंसर
EPOC+ और Epoc X
सेलाइन सेंसर
गीले बनाम सूखे EEG इलेक्ट्रोड
EEG उपकरण मुख्य रूप से गीले या सूखे इलेक्ट्रोड का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रोड का एक नवनिर्मित रूप है जिसे "टैटू इलेक्ट्रोड" कहा जाता है, जो कि अस्थायी टैटू की तरह लगाए जाने वाले मुद्रित इलेक्ट्रोड होते हैं। गीले इलेक्ट्रोड बेहतर डेटा सटीकता की अनुमति देते हैं क्योंकि वे स्कैल्प के साथ बेहतर संपर्क के लिए चिपकने वाले जेल का उपयोग करते हैं। गीले इलेक्ट्रोड का उपयोग ज्यादातर नैदानिक और अनुसंधान सेटिंग्स में किया जाता है। सूखे इलेक्ट्रोड को चिपकने वाले जेल की आवश्यकता नहीं होती है। सूखे इलेक्ट्रोड वाले EEG उपकरणों का उपयोग अक्सर EEG उपभोक्ता अनुसंधान में किया जाता है, क्योंकि वे त्वरित सेटअप समय की अनुमति देते हैं। शोधकर्ता लगातार गीले बनाम सूखे EEG इलेक्ट्रोड के फायदे और नुकसान की तुलना कर रहे हैं।
वायर्ड बनाम वायरलेस EEG उपकरण
EEG के शुरुआती दौर में मरीजों को क्लिनिकल सेटिंग में EEG मशीन से जोड़कर रखना पड़ता था। अब, वायरलेस EEG परीक्षण संभव हैं, क्योंकि EEG सिग्नलों को डिजिटल किया जा सकता है और रिकॉर्डिंग मशीन जैसे कि स्मार्टफोन, कंप्यूटर या क्लाउड पर भेजा जा सकता है। पोर्टेबल EEG का उपयोग करके विभिन्न वातावरणों में परीक्षण किए जा सकते हैं। आप एक ऐसा प्रयोग कर सकते हैं जहाँ विषय वायरलेस EEG हेडसेट पहनकर पार्क में घूमते हैं, और आपके विषय की गतिविधि केवल डेटा ट्रांसमिशन रेंज द्वारा सीमित होगी। यदि आपको चमकती रोशनी जैसी उत्तेजना देने के लिए परीक्षण वातावरण को नियंत्रित करने की आवश्यकता है, तो आप एक क्लिनिकल सेटिंग चुन सकते हैं — जिस मामले में, वायर्ड EEG मशीन का उपयोग करने की कोई सीमा नहीं है।
वायर्ड EEG हेडसेट
केबल कनेक्शन
वायरलेस Emotiv EEG हेडसेट
ब्लूटूथ वायरलेस तकनीक
EEG माप बनाम अन्य मस्तिष्क माप तकनीकें
EEG माप का लाभ यह है कि यह हमारे पास उपलब्ध मस्तिष्क गतिविधि का सबसे कम आक्रामक माप है, और प्रासंगिक संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के दौरान बहुत सारी मात्रात्मक जानकारी प्रदान करता है। मस्तिष्क के कार्य का अध्ययन करने के अन्य तरीकों में शामिल हैं:
फंक्शनल मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिस (fMRI)
मैग्नेटोएन्सेफलोग्राफी (MEG)
न्यूक्लियर मैग्नेटिक रेजोनेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी (NMR या MRS)
इलेक्ट्रोकॉर्टिकोग्राफी
सिंगल-फोटॉन एमिशन कम्प्यूटेड टोमोग्राफी (SPECT)
पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (PET)
नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (NIRS)
इवेंट-रिलेटेड ऑप्टिकल सिग्नल (EROS)
EEG के लाभ
EEG की अपेक्षाकृत कम स्थानिक संवेदनशीलता (spatial sensitivity) के बावजूद, यह पहले से सूचीबद्ध कुछ मस्तिष्क इमेजिंग और मस्तिष्क अनुसंधान तकनीकों पर कई लाभों का दावा करता है:
fMRI की तुलना में EEG का टेम्पोरल रेजोल्यूशन (temporal resolution) बहुत अधिक है। यह मस्तिष्क की तीव्र प्रतिक्रियाओं को पकड़ सकता है जो मिलीसेकंड की गति से होती हैं, जिससे यह मस्तिष्क में और पर्यावरण में होने वाली घटनाओं को सटीक रूप से सिंक करने की अनुमति देता है। नैदानिक और अनुसंधान सेटिंग्स में EEG को 250 और 2000 Hz के बीच नमूना दरों (sampling rates) पर रिकॉर्ड किया जाता है। अधिक आधुनिक EEG डेटा संग्रह प्रणालियाँ यदि चाहें तो 20,000 Hz से अधिक की नमूना दरों पर रिकॉर्ड कर सकती हैं।
काफी कम हार्डवेयर लागत और स्वामित्व की कुल लागत (TCO)।
EEG डेटा गैर-आक्रामक रूप से एकत्र किया जाता है, इलेक्ट्रोकॉर्टिकोग्राफी के विपरीत, जिसमें इलेक्ट्रोड को सीधे मस्तिष्क की सतह पर रखने के लिए न्यूरोसर्जरी की आवश्यकता होती है।
fMRI, SPECT, PET, MRS या MEG की तुलना में मोबाइल EEG सेंसर का अधिक स्थानों पर उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि ये तकनीकें भारी, महंगी और स्थिर उपकरणों पर निर्भर करती हैं।
EEG मूक है, जिससे श्रवण उत्तेजनाओं के प्रति प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने की अनुमति मिलती है।
fMRI और MRI की तुलना में, EEG मशीन के आसपास कोई शारीरिक खतरा नहीं होता है। fMRI और MRI शक्तिशाली चुंबक हैं जो पेसमेकर जैसे धातु के उपकरण वाले रोगियों द्वारा उपयोग को रोकते हैं।
fMRI, PET, MRS और SPECT क्लॉस्ट्रोफोबिया (बंद स्थानों का डर) को बढ़ा सकते हैं जो परीक्षण के परिणामों को खराब कर सकते हैं। EEG क्लॉस्ट्रोफोबिया को प्रेरित नहीं करता है क्योंकि विषय किसी छोटी सी जगह तक सीमित नहीं होते हैं।
अधिकांश अन्य न्यूरोइमेजिंग तकनीकों के विपरीत, उपभोक्ता EEG स्कैन परीक्षण के दौरान अधिक विषय की हलचल की अनुमति देते हैं।
पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी के विपरीत EEG में रेडियोलिगैंड्स का संपर्क शामिल नहीं होता है, या MRI या fMRI की तरह उच्च स्तरीय चुंबकीय क्षेत्र शामिल नहीं होते हैं।
EEG में उच्च तीव्रता (>1 टेस्ला) चुंबकीय क्षेत्रों का संपर्क शामिल नहीं होता है।
व्यवहारिक परीक्षण विधियों की तुलना में, EEG गुप्त प्रसंस्करण (ऐसी प्रसंस्करण जिसके लिए प्रतिक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है) का पता लगा सकता है। इस तकनीक का उपयोग उन विषयों में भी किया जाता है जो मोटर प्रतिक्रिया करने में असमर्थ हैं।
उपभोक्ताओं के उपयोग के लिए EEG की प्रवेश बाधा कम है, इसलिए यह दैनिक जीवन की विभिन्न गतिविधियों के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि को ट्रैक और रिकॉर्ड करने का एक शक्तिशाली साधन है, जो इसे असीमित अनुप्रयोगों के योग्य बनाता है।
EEG नींद विश्लेषण मस्तिष्क के विकास के समय के महत्वपूर्ण पहलुओं का संकेत दे सकता है, जिसमें किशोर मस्तिष्क की परिपक्वता का मूल्यांकन करना शामिल है।
fMRI में उपयोग की जाने वाली BOLD (रक्त-ऑक्सीजन-स्तर-निर्भर) इमेजिंग की तुलना में EEG के साथ बिल्कुल कौन सा सिग्नल मापा जाता है, इसकी बेहतर समझ है।
EEG गेम्स
EEG तकनीक को चिकित्सा और मनोरंजन दोनों उद्देश्यों के लिए गेमिंग की दुनिया में अपनाया गया है। कंपनियाँ VR, AR और BCI में वीडियो गेम के साथ बातचीत करने के तरीके प्रदान करने के लिए EEG का उपयोग कर रही हैं। EEG मशीनें सिग्नल का पता लगाती हैं और सॉफ़्टवेयर में एल्गोरिदम स्क्रीन पर आपके अवतार को नियंत्रित करने के लिए आपकी मस्तिष्क तरंगों की व्याख्या करते हैं।
Emotiv का EPOC हेडसेट पहला हाई-फिडेलिटी ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस (BCI) है जो सचेत और अचेतन विचारों और भावनाओं की निगरानी और व्याख्या कर सकता है। BCI 30 विभिन्न भावों, भावनाओं और क्रियाओं की जटिल मस्तिष्क तरंगों का पता लगा सकता है। यह खोज मशीन लर्निंग के माध्यम से हासिल की जाती है। मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को मस्तिष्क के उन पैटर्नों को पहचानने के लिए प्रशिक्षित किया गया है जो तब होते हैं जब प्रतिभागी विभिन्न भावों, भावनाओं और क्रियाओं को संसाधित करता है।
जब एल्गोरिदम अपने डेटा सेट में EEG मस्तिष्क तरंग को पकड़ते हैं, तो BCI पैटर्न को भौतिक या डिजिटल कमांड के साथ जोड़ सकता है। उदाहरण के लिए, "पुश!" जैसे ट्रिगर शब्द को सोचने से आपका अवतार किसी वस्तु को उनके रास्ते से हटा देगा।
TechCrunch TV: EEG का उपयोग करके मन नियंत्रित उपकरण और बहुत कुछ
EEG उपयोग के मामले
EEG माप के कई आधुनिक अनुप्रयोग हैं। कुछ उल्लेखनीय EEG उपयोग के मामलों में शामिल हैं:
तंत्रिका विज्ञान (Neuroscience)
मस्तिष्क शिक्षा कार्यक्रम
न्यूरोमार्केटिंग
नींद का अध्ययन
ब्रेन कंप्यूटर इंटरफ़ेस (BCI)
संज्ञानात्मक प्रदर्शन
स्व-मात्राकरण
भावनात्मक स्थितियाँ
ADHD थेरेपी
न्यूरोलॉजिकल विकार
मस्तिष्क तरंग मनोरंजन (entrainment)
संज्ञानात्मक व्यवहार थेरेपी
न्यूरोइन्फॉर्मेटिक्स
ब्रेनवेव गेमिंग
AR और VR पूरक
डिस्फेगिया और मनोभ्रंश (डिमेंशिया)
स्ट्रोक पुनर्वास
कार्यशील स्मृति परीक्षण (N-back)
नोट: यह EEG के बारे में केवल सामान्य जानकारी है। Emotiv उत्पादों का उद्देश्य केवल अनुसंधान अनुप्रयोगों और व्यक्तिगत उपयोग के लिए है। हमारे उत्पाद यूरोपीय संघ के निर्देश 93/42/EEC में परिभाषित चिकित्सा उपकरणों के रूप में नहीं बेचे जाते हैं। हमारे उत्पाद बीमारी के निदान या उपचार के लिए डिज़ाइन या लक्षित नहीं हैं।
***अस्वीकरण - Emotiv उत्पादों का उद्देश्य केवल अनुसंधान अनुप्रयोगों और व्यक्तिगत उपयोग के लिए है। हमारे उत्पाद यूरोपीय संघ के निर्देश 93/42/EEC में परिभाषित चिकित्सा उपकरणों (Medical Devices) के रूप में नहीं बेचे जाते हैं। हमारे उत्पाद बीमारी के निदान या उपचार के लिए डिज़ाइन या लक्षित नहीं हैं।
EEG की परिभाषा
EEG का मतलब "इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी" (electroencephalography) है जो मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड करने की एक इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल प्रक्रिया है। EEG मस्तिष्क द्वारा उत्पन्न विद्युत गतिविधि में होने वाले परिवर्तनों को मापता है। वोल्टेज में ये बदलाव न्यूरॉन्स कहलाने वाली मस्तिष्क कोशिकाओं के भीतर और उनके बीच आयनिक प्रवाह (ionic current) से आते हैं।
एक EEG क्या है?
एक EEG परीक्षण मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि का मूल्यांकन करता है। EEG स्कैन आपके स्कैल्प (सिर की त्वचा) पर EEG सेंसर — छोटे धातु के डिस्क जिन्हें EEG इलेक्ट्रोड भी कहा जाता है — रखकर किए जाते हैं। ये इलेक्ट्रोड आपके मस्तिष्क में होने वाली विद्युत गतिविधि को पकड़ते हैं और रिकॉर्ड करते हैं। एकत्रित किए गए EEG सिग्नलों को प्रवर्धित (amplified), डिजिटल और फिर डेटा प्रोसेसिंग और भंडारण के लिए कंप्यूटर या मोबाइल डिवाइस पर भेजा जाता है।
संज्ञानात्मक (cognitive) प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए EEG डेटा का विश्लेषण करना एक असाधारण तरीका है। यह डॉक्टरों को एक चिकित्सा निदान स्थापित करने में मदद कर सकता है, शोधकर्ताओं को मस्तिष्क की उन प्रक्रियाओं को समझने में मदद कर सकता है जो मानव व्यवहार को संचालित करती हैं, और व्यक्तियों को अपनी उत्पादकता और कल्याण में सुधार करने में मदद कर सकता है।
एक EEG कैसे काम करता है?
आपके मस्तिष्क की अरबों कोशिकाएं बहुत छोटे विद्युत सिग्नल उत्पन्न करती हैं जो गैर-रेखीय (non-linear) पैटर्न बनाती हैं जिन्हें मस्तिष्क तरंगें (brainwaves) कहा जाता है। एक EEG मशीन एक EEG परीक्षण के दौरान मस्तिष्क की बाहरी परत, सेरेब्रल कॉर्टेक्स में विद्युत गतिविधि को मापती है। EEG सेंसर को प्रतिभागी के सिर पर रखा जाता है, फिर इलेक्ट्रोड गैर-आक्रामक रूप से (non-invasively) विषय से मस्तिष्क तरंगों का पता लगाते हैं।
EEG सेंसर एक सेकंड के भीतर मस्तिष्क में उत्पन्न विद्युत गतिविधि के कई हजारों स्नैपशॉट रिकॉर्ड कर सकते हैं। रिकॉर्ड किए गए मस्तिष्क तरंगों को एम्पलीफायर और फिर डेटा को प्रोसेस करने के लिए कंप्यूटर या क्लाउड पर भेजा जाता है। प्रवर्धित सिग्नल, जो लहरदार रेखाओं से मिलते-जुलते हैं, उन्हें कंप्यूटर, मोबाइल डिवाइस या क्लाउड डेटाबेस पर रिकॉर्ड किया जा सकता है।
क्लाउड-कंप्यूटिंग सॉफ़्टवेयर को EEG डेटा प्रोसेसिंग में एक महत्वपूर्ण नवाचार माना जाता है, क्योंकि यह बड़े पैमाने पर रिकॉर्डिंग के वास्तविक समय विश्लेषण की अनुमति देता है — EEG माप के शुरुआती दिनों में, तरंगों को केवल एक ग्राफ पेपर पर रिकॉर्ड किया जाता था। शैक्षणिक और वाणिज्यिक अनुसंधान में EEG सिस्टम आमतौर पर डेटा को समय श्रृंखला (time series) के रूप में, या वोल्टेज के निरंतर प्रवाह के रूप में दिखाते हैं।
ग्राफ पेपर पर रिकॉर्ड की गईं EEG तरंगें
डिजिटल रूप से रिकॉर्ड की गईं EEG तरंगें
आधुनिक मस्तिष्क विज़ुअलाइज़र सॉफ़्टवेयर में EEG तरंगें
मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि का मानचित्रण (map) करने के लिए, मस्तिष्क की सतह के चारों ओर स्थित कई अलग-अलग कॉर्टिकल संरचनाओं के सिग्नलों के माध्यम से EEG माप प्राप्त करना बेहतर होता है।
आधुनिक मस्तिष्क विज़ुअलाइज़र समय श्रृंखला (time series) ग्राफ में EEG तरंगें
मस्तिष्क तरंगों के प्रकार जिन्हें EEG मापता है
एक EEG डिवाइस के इलेक्ट्रोड विभिन्न EEG आवृत्तियों (frequencies) में व्यक्त होने वाली विद्युत गतिविधि को पकड़ते हैं। फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म (FFT) नामक एक एल्गोरिदम का उपयोग करके, इन कच्चे EEG सिग्नलों को विभिन्न आवृत्तियों वाली अलग-अलग तरंगों के रूप में पहचाना जा सकता है। आवृत्ति, जो विद्युत दोलनों की गति को संदर्भित करती है, को प्रति सेकंड चक्र में मापा जाता है — एक हर्ट्ज़ (Hz) प्रति सेकंड एक चक्र के बराबर होता है। मस्तिष्क तरंगों को आवृत्ति के आधार पर चार मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है: बीटा, अल्फा, थीटा और डेल्टा।
निम्नलिखित पैराग्राफ चार मुख्य मस्तिष्क आवृत्तियों से जुड़े कुछ कार्यों पर चर्चा करते हैं। ये कार्य केवल विभिन्न मस्तिष्क आवृत्तियों से जुड़े पाए गए हैं — किसी विशेष आवृत्ति बैंड और मस्तिष्क के किसी दिए गए कार्य के बीच कोई एक-से-एक रैखिक संबंध नहीं है।
बीटा तरंगें (आवृत्ति सीमा 14 Hz से लगभग 30 Hz तक)
बीटा तरंगें सचेत होने या जागृत, चौकस और सतर्क स्थिति में होने से सबसे निकटता से जुड़ी हैं। कम-आयाम (low-amplitude) वाली बीटा तरंगें सक्रिय एकाग्रता, या मन की व्यस्त या चिंतित स्थिति से जुड़ी होती हैं। बीटा तरंगें मोटर निर्णयों (आंदोलन के दमन और गति के संवेदी फीडबैक) से भी जुड़ी हैं। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन सिग्नलों को अक्सर EEG बीटा तरंगें कहा जाता है।
अल्फा तरंगें (आवृत्ति सीमा 7 Hz से 13 Hz तक)
अल्फा तरंगें अक्सर मन की शांत, शिथिल और सुबोध स्थिति से जुड़ी होती हैं। अल्फा तरंगें मस्तिष्क के ओसीपिटल (occipital) और पोस्टीरियर (posterior) क्षेत्रों में पाई जा सकती हैं। अल्फा तरंगों को आँखें बंद करने और आराम करने से प्रेरित किया जा सकता है, और वे सोचने, मानसिक गणना और समस्या-समाधान जैसी जटिल संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के दौरान शायद ही कभी मौजूद होती हैं। अधिकांश वयस्कों में, अल्फा तरंगों की आवृत्ति 9 से 11 Hz तक होती है। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन्हें अक्सर EEG अल्फा तरंगें कहा जाता है।
theta तरंगें (आवृत्ति सीमा 4 Hz से 7 Hz तक)
4 और 7 Hz के बीच की आवृत्ति सीमा के भीतर मस्तिष्क की गतिविधि को थीटा गतिविधि कहा जाता है। EEG माप में पाई जाने वाली थीटा लय अक्सर युवा वयस्कों में पाई जाती है, विशेष रूप से टेम्पोरल (temporal) क्षेत्रों पर और हाइपरवेंटिलेशन (तेजी से सांस लेने) के दौरान। अधिक उम्र के व्यक्तियों में, लगभग 30 मिलिवोल्ट (mV) से अधिक आयाम वाली थीटा गतिविधि कम ही देखी जाती है, सिवाय उनींदेपन के दौरान। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन्हें अक्सर EEG थीटा तरंगें कहा जाता है।
डेल्टा तरंगें (4 Hz तक की आवृत्ति सीमा)
डेल्टा गतिविधि मुख्य रूप से शिशुओं में पाई जाती है। डेल्टा तरंगें वृद्ध वयस्कों में नींद के गहरे चरणों से जुड़ी होती हैं। अनुपस्थिति दौरे (absence seizures) वाले रोगियों में अंतःस्रावी रूप से (दौरों के बीच में) डेल्टा तरंगों के प्रमाण मिले हैं, जिनमें ध्यान में संक्षिप्त, अचानक कमी शामिल है।
डेल्टा तरंगें कम-आवृत्ति (लगभग 3 Hz) और उच्च-आयाम वाली तरंगों द्वारा पहचानी जाती हैं। डेल्टा लय जागने के दौरान भी मौजूद हो सकती है — ये आँखें खोलने के प्रति संवेदनशील होती हैं और हाइपरवेंटिलेशन द्वारा भी बढ़ाई जा सकती हैं। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन्हें अक्सर EEG डेल्टा तरंगें कहा जाता है।
मस्तिष्क कैसे काम करता है यह समझने के लिए EEG तरंगों का उपयोग करना
एक EEG क्या दिखाता है?
आपका मस्तिष्क लगातार जानकारी को अवशोषित और संसाधित करता रहता है, यहाँ तक कि जब आप सो रहे होते हैं तब भी। यह सभी गतिविधि विद्युत सिग्नलों को उत्पन्न करती है जिन्हें EEG सेंसर पकड़ते हैं। यह मस्तिष्क की गतिविधि में होने वाले परिवर्तनों को कैप्चर करने की अनुमति देता है, भले ही कोई दृश्यमान व्यवहारिक प्रतिक्रिया न हो, जैसे कि कोई हलचल या चेहरे का भाव।
एक EEG आपके मस्तिष्क द्वारा उत्पन्न बिजली में होने वाले परिवर्तनों की निगरानी करता है, न कि विचारों या भावनाओं की। यह आपके मस्तिष्क में कोई बिजली नहीं भेजता है।
उच्च गुणवत्ता वाले EEG डेटा प्राप्त करने के लिए मस्तिष्क के मुख्य प्रांतस्था (cortices) में होने वाली गतिविधि का पता लगाना महत्वपूर्ण है। इसके परिणाम बाहरी उत्तेजनाओं से प्रभावित भावनात्मक स्थितियों का आकलन करने के लिए एक प्रतिनिधि (proxy) हो सकते हैं।
EEG का एक संक्षिप्त इतिहास
मस्तिष्क में विद्युत गतिविधि की घटनाओं पर शोध 1875 की शुरुआत में जानवरों पर किया गया था, जब चिकित्सक रिचर्ड कैटन ने ब्रिटिश मेडिकल जर्नल में खरगोशों और बंदरों पर किए गए प्रयोगों से अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए थे।
1890 में, एडोल्फ बेक ने संवेदी उत्तेजना का परीक्षण करने के लिए सीधे कुत्ते और खरगोश के मस्तिष्क की सतह पर इलेक्ट्रोड रखे। उतार-चढ़ाव वाली विद्युत मस्तिष्क गतिविधि के उनके इस अवलोकन ने मस्तिष्क तरंगों की खोज का मार्ग प्रशस्त किया और EEG को एक वैज्ञानिक क्षेत्र बना दिया।
जर्मन फिजियोलॉजिस्ट और मनोचिकित्सक हंस बर्गर को 1924 में पहले मानव EEG मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करने का श्रेय दिया जाता है। बर्गर ने इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम का आविष्कार किया, जो कि एक ऐसा उपकरण है जो EEG सिग्नलों को रिकॉर्ड करता है। अपनी पुस्तक "द ओरिजिन ऑफ EEG" में लेखक डेविड मिलेट ने इस आविष्कार को "क्लिनिकल न्यूरोलॉजी के इतिहास में सबसे आश्चर्यजनक, उल्लेखनीय और महत्वपूर्ण विकासों में से एक" के रूप में वर्णित किया है।
पहला मानव EEG रिकॉर्डिंग 1924 में हंस बर्गर द्वारा प्राप्त किया गया था। ऊपरी सिग्नल EEG है और निचला सिग्नल 10 Hz का टाइमिंग सिग्नल है।
हंस बर्गर, मनुष्यों में EEG मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करने वाले पहले व्यक्ति।
क्लिनिकल इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी का क्षेत्र 1935 में शुरू हुआ था। यह न्यूरोसाइंटिस्ट फ्रेडरिक गिब्स, हेलोवेल डेविस और विलियम लेनोक्स के मिर्गी के दौरों (epileptiform spikes), अंतःस्रावी स्पाइक तरंगों (interictal spike waves) और नैदानिक अनुपस्थिति EEG दौरों के तीन चक्रों के आसपास किए गए शोध से उपजा था। गिब्स और वैज्ञानिक हरबर्ट जैस्पर ने निष्कर्ष निकाला कि अंतःस्रावी स्पाइक्स मिर्गी का एक विशिष्ट संकेत हैं। पहली EEG प्रयोगशाला 1936 में मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल में खोली गई थी।
1947 में, अमेरिकन EEG सोसाइटी, जिसे अब द अमेरिकन क्लिनिकल न्यूरोफिज़ियोलॉजी सोसाइटी के रूप में जाना जाता है, की स्थापना की गई और पहली अंतर्राष्ट्रीय EEG कांग्रेस आयोजित की गई।
1950 के दशक में, विलियम ग्रे वाल्टर ने EEG टोपोग्राफी विकसित की, जो कि EEG का एक पूरक रूप है, जिसने मस्तिष्क की सतह पर विद्युत गतिविधि के मानचित्रण की अनुमति दी। यह 1980 के दशक में लोकप्रिय था, लेकिन इसे कभी भी मुख्यधारा के न्यूरोलॉजी में नहीं अपनाया गया।
स्टीवो बोजिनोव्स्की, लिलजाना बोजिनोव्स्का और मिहाइल सेस्टाकोव पहले वैज्ञानिक थे जिन्होंने 1988 में एक EEG मशीन का उपयोग करके एक भौतिक वस्तु पर नियंत्रण हासिल किया था। 2011 में, EEG ने उपभोक्ता बाजार में प्रवेश किया जब टेक उद्यमियों टैन ले और डॉ. ज्योफ मैकेलर ने Emotiv कंपनी शुरू की।
हैंडसेट और कैप जैसी EEG तकनीक BCI (ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफ़ेस) के घटक हैं। BCI को HMI (ह्यूमन मशीन इंटरफ़ेस), MMI (माइंड मशीन इंटरफ़ेस), BMI (ब्रेन मशीन इंटरफ़ेस) और DNI (डायरेक्ट न्यूरल इंटरफ़ेस) भी कहा जाता है — DNI मस्तिष्क और तंत्रिका तंत्र के अन्य हिस्सों से आने वाले सिग्नलों को डिकोड कर सकता है। BCI का उद्देश्य संज्ञानात्मक प्रदर्शन को ट्रैक करना और प्रशिक्षित मानसिक आदेशों के मशीन लर्निंग के माध्यम से वर्चुअल और भौतिक दोनों वस्तुओं को नियंत्रित करना है।
2017 में, क्वाड्रिप्लेजिया (चारों अंगों के पक्षाघात) से पीड़ित रेसर रोड्रिगो ह्यूबनेर मेंडेस एक Emotiv EEG हेडसेट की मदद से केवल अपनी मस्तिष्क तरंगों का उपयोग करके फॉर्मूला 1 कार चलाने वाले पहले व्यक्ति बने।
EEG किसके लिए उपयोग किया जाता है?
प्रदर्शन और कल्याण
एथलीट, बायोहैकर, और कोई भी इच्छुक उपभोक्ता अपने मस्तिष्क की गतिविधि को "ट्रैक" करने के लिए ठीक उसी तरह EEG का उपयोग कर सकता है जैसे वे एक दिन में अपने कदमों की संख्या को ट्रैक कर सकते हैं। EEG संज्ञानात्मक कार्यों को माप सकता है — जैसे ध्यान और विकर्षण, तनाव और संज्ञानात्मक भार (कार्यशील स्मृति पर किसी भी क्षण डाले गए मानसिक गतिविधि के लिए मस्तिष्क की कुल क्षमता)। ये निष्कर्ष मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं कि मस्तिष्क दैनिक जीवन की घटनाओं के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देता है। EEG डेटा ऐसा फीडबैक प्रदान करता है जिसका उपयोग तनाव को कम करने, ध्यान केंद्रित करने या ध्यान साधना (मेडिटेशन) को बढ़ाने के लिए वैज्ञानिक रूप से सूचित रणनीतियों को तैयार करने में किया जा सकता है।
उपभोक्ता अनुसंधान
EEG डेटा उपभोक्ता अंतर्दृष्टि के लिए एक शक्तिशाली खोज उपकरण (search tool) हो सकता है। मस्तिष्क की प्रतिक्रियाएं अभूतपूर्व उपभोक्ता फीडबैक प्रदान करती हैं — जिसमें EEG का उपयोग यह मापने के लिए किया जा रहा है कि उपभोक्ता वास्तव में किस चीज़ पर ध्यान देते हैं और वे खुद को क्या पसंद करने या देखने की रिपोर्ट करते हैं, इसके बीच क्या अंतर है। EEG को आई-ट्रैकिंग (eye-tracking), चेहरे के हाव-भाव विश्लेषण और हृदय गति माप जैसे अन्य बायोमेट्रिक सेंसर के साथ जोड़कर कंपनियां ग्राहकों के व्यवहार की पूरी समझ हासिल कर सकती हैं। उपभोक्ता प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए EEG जैसी न्यूरोटेक्नोलॉजी के उपयोग को न्यूरोमार्केटिंग (neuromarketing) कहा जाता है।
स्वास्थ्य सेवा
चूंकि EEG परीक्षण एक नियंत्रित प्रक्रिया के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि दिखाते हैं, इसलिए परिणामों में विभिन्न मस्तिष्क विकारों के निदान के लिए उपयोग की जाने वाली जानकारी शामिल हो सकती है। असामान्य EEG डेटा अनियमित मस्तिष्क तरंगों के माध्यम से प्रदर्शित होता है। असामान्य EEG डेटा मस्तिष्क की शिथिलता, सिर आघात, नींद विकार, स्मृति समस्याओं, मस्तिष्क ट्यूमर, स्ट्रोक, मनोभ्रंश (डिमेंशिया), मिर्गी जैसी दौरे की विकारों और विभिन्न अन्य स्थितियों के संकेत दे सकता है। इच्छित निदान के आधार पर, डॉक्टर कभी-कभी संज्ञानात्मक परीक्षणों, मस्तिष्क गतिविधि की निगरानी और न्यूरोइमेजिंग तकनीकों के साथ EEG को जोड़ते हैं।
दौरे का निदान (Seizure Diagnosis)
दौरे की गतिविधि का अनुभव करने वाले रोगियों को अक्सर EEG परीक्षणों की सिफारिश की जाती है। इन मामलों में, डॉक्टर एक एंबुलेटरी EEG (ambulatory EEG) कर सकते हैं। एक एंबुलेटरी EEG 72 घंटे तक लगातार रिकॉर्ड करता है, जबकि पारंपरिक EEG 1-2 घंटे तक चलता है। मरीज को EEG हेडसेट पहनकर अपने ही घर में घूमने-फिरने की अनुमति होती है। रिकॉर्डिंग की अवधि बढ़ाने से असामान्य मस्तिष्क गतिविधि रिकॉर्ड होने की संभावना बढ़ जाती है। इसी कारण से, एंबुलेटरी EEG का उपयोग अक्सर मिर्गी (EEG मिर्गी), दौरे के विकारों या नींद के विकारों के निदान के लिए किया जाता है।
नींद संबंधी विकारों के लिए नींद का अध्ययन
एक EEG नींद अध्ययन या "पॉलीसोमनोग्राफी" (polysomnography) परीक्षण मस्तिष्क स्कैन करने के अलावा शरीर की गतिविधि को मापता है। एक EEG प्रौद्योगिकीविद् रात भर की प्रक्रिया के दौरान आपके रक्त में ऑक्सीजन के स्तर, सांस लेने और हृदय गति की निगरानी करता है। पॉलीसोमनोग्राफी का उपयोग ज्यादातर चिकित्सा अनुसंधान और नींद के विकारों के लिए एक नैदानिक परीक्षण के रूप में किया जाता है।
मात्रात्मक तंत्रिका विज्ञान (Quantitative Neuroscience)
चूंकि EEG मस्तिष्क की बाहरी परत (सेरेब्रल कॉर्टेक्स) में विद्युत गतिविधि को मापता है, इसलिए यह आपके स्कैल्प से मस्तिष्क तरंगों को पकड़ सकता है। अन्य मस्तिष्क निगरानी तकनीकों के डेटा के साथ EEG मस्तिष्क परीक्षणों को जोड़कर, शोधकर्ता हमारे मस्तिष्क में — साथ ही हमारे शरीर में होने वाली जटिल अंतःक्रियाओं के बारे में नई अंतर्दृष्टि प्राप्त कर सकते हैं।
क्वांटिटेटिव इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (qEEG) का बिल्कुल यही उद्देश्य है। क्वांटिटेटिव EEG पारंपरिक EEG की तरह ही आपकी मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करता है। मशीन लर्निंग का उपयोग करके, qEEG आपकी मस्तिष्क तरंगों की तुलना समान लिंग और आयु सीमा वाले उन व्यक्तियों की मस्तिष्क तरंगों से करता है जिन्हें कोई मस्तिष्क शिथिलता नहीं है। qEEG प्रक्रिया मात्रात्मक तुलना के माध्यम से आपके मस्तिष्क का एक "नक्शा" बनाती है। यह प्रक्रिया तंत्रिका विज्ञान की उस उप-विषय में आम है जिसे कम्प्यूटेशनल तंत्रिका विज्ञान (computational neuroscience) कहा जाता है।
EEG इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट सफल qEEG का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। पारंपरिक EEG लेड प्लेसमेंट 10-20 प्रणाली का पालन करते हैं, जो आपके स्कैल्प पर जुड़े इलेक्ट्रोड को लगाने के लिए एक अंतरराष्ट्रीय स्तर पर मान्यता प्राप्त मानक है। "10-20" का अर्थ है कि EEG लेड्स के बीच की दूरी खोपड़ी की कुल दूरी का 10% या 20% होना।
किसी डिवाइस पर इलेक्ट्रोड की संख्या भिन्न हो सकती है — कुछ EEG रिकॉर्डिंग सिस्टम में 256 तक इलेक्ट्रोड हो सकते हैं। qEEG की रिकॉर्डिंग आपके स्कैल्प के सभी 19 क्षेत्रों से डेटा एकत्र करने के लिए 19-सेंसर कैप का उपयोग करती है। चूंकि EEG लेड्स उस स्थान से सिग्नलों को प्रवर्धित करते हैं जहाँ वे रखे जाते हैं, इसलिए qEEG मस्तिष्क मानचित्रण प्राप्त करने से मस्तिष्क स्तर पर उस शिथिलता के कारण की पहचान होती है जो व्यवहारिक और/या संज्ञानात्मक स्तर पर देखी जाती है।
शैक्षणिक अनुसंधान
असामान्य EEG परिणाम ही केवल EEG परीक्षण के परिणाम से प्राप्त होने वाली बहुमूल्य जानकारी नहीं हैं। कई शोधकर्ता अपने शोध में सामान्य EEG का उपयोग करते हैं, जिसमें REM नींद के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि पर 1957 का एक ऐतिहासिक अध्ययन शामिल है।
जैसा कि EEG द्वारा मापे जाने वाले मस्तिष्क तरंगों के प्रकारों पर अनुभाग में बताया गया है, EEG रिकॉर्डिंग का अध्ययन करने से मस्तिष्क के सिग्नलों के भीतर मौजूद आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला का पता चलता है। ये आवृत्तियां विभिन्न ध्यानात्मक और संज्ञानात्मक स्थितियों को दर्शाती हैं। उदाहरण के लिए, शोधकर्ताओं ने ध्यान (EEG ध्यान) के दौरान न्यूरोलॉजिकल प्रतिक्रियाओं की जांच करते समय गामा-बैंड गतिविधि (जो अक्सर सचेत ध्यान से जुड़ी होती है) की निगरानी की है।
गामा बैंड गतिविधि चरम मानसिक या शारीरिक प्रदर्शन से जुड़ी है। ऐसे प्रयोग जिनमें EEG डिवाइस पहने हुए कोई विषय गहरे ध्यान का अभ्यास कर रहा है, ने इस सिद्धांत को जन्म दिया है कि गामा तरंगें जागरूक अनुभवों या पारलौकिक (transcendental) मानसिक स्थितियों से जुड़ी होती हैं। हालाँकि, शैक्षणिक शोधकर्ताओं के बीच इस बात को लेकर कोई सहमति नहीं है कि गामा-बैंड गतिविधि किन संज्ञानात्मक कार्यों से जुड़ी है।
शोधकर्ताओं को उनके द्वारा एकत्र किए गए सभी मस्तिष्क डेटा को संसाधित करने, संभालने और यहाँ तक कि इसे विभिन्न संस्थानों के साथ साझा करने की आवश्यकता है। "न्यूरोइन्फॉर्मेटिक्स" अनुसंधान का वह क्षेत्र है जो तंत्रिका विज्ञान डेटा (neuroscience data) के लिए कम्प्यूटेशनल उपकरण और गणितीय मॉडल प्रदान करता है। न्यूरोइन्फॉर्मेटिक्स का उद्देश्य डेटाबेस के आयोजन, डेटा साझाकरण और डेटा मॉडलिंग के लिए तकनीकों का निर्माण करना है। यह विविध मात्रा में डेटा से संबंधित है, क्योंकि "तंत्रिका विज्ञान" को व्यापक रूप से तंत्रिका तंत्र के वैज्ञानिक अध्ययन के रूप में परिभाषित किया गया है। तंत्रिका विज्ञान की उप-विषयों में से एक में संज्ञानात्मक मनोविज्ञान शामिल है, जो यह विश्लेषण करने के लिए EEG जैसी न्यूरोइमेजिंग विधियों का उपयोग करता है कि मस्तिष्क और तंत्रिका तंत्र के कौन से हिस्से किन संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को संचालित करते हैं।
बाजार अनुसंधान: भावनात्मक और संज्ञानात्मक स्थिति को समझने के लिए EEG हेडसेट का उपयोग करना
EEG परीक्षण प्रक्रिया
एक EEG प्रक्रिया के लिए तैयारी
EEG निगरानी, व्याख्या और परिणामों पर निम्नलिखित अनुभागों में उन दर्शकों के लिए जानकारी शामिल है जो स्वास्थ्य सेवा के माहौल में EEG परीक्षणों से गुजर रहे हैं। किसी परीक्षण की तैयारी करने का सबसे अच्छा तरीका हमेशा परीक्षण प्रशासकों से विशिष्ट तैयारी के निर्देश मांगना है। तैयारी के निर्देश उपयोग के मामलों के अनुसार भिन्न हो सकते हैं — उदाहरण के लिए, उपभोक्ता अनुसंधान, शैक्षणिक अनुसंधान या प्रदर्शन और कल्याण के लिए EEG रिकॉर्डिंग में विषयों को लेटने के बजाय सक्रिय रहने की आवश्यकता हो सकती है।
Emotiv जैसी कंपनियों ने EEG तकनीक में ऐसी प्रगति की है जो परीक्षणों के संचालन, प्रसंस्करण और व्याख्या को तेज़ और अधिक सुविधाजनक बनाती है। Emotiv के मोबाइल और वायरलेस EEG हेडसेट को पांच मिनट से भी कम समय में सेट किया जा सकता है, और वे प्रतिभागी को एक परीक्षण सुविधा तक सीमित रखने के बजाय स्वतंत्र रूप से घूमने-फिरने में सक्षम बनाते हैं।
EEG परीक्षण से पहले, परीक्षण का संचालन करने वाले पेशेवर को — चाहे वह डॉक्टर हो, नियोक्ता हो या शोधकर्ता हो — अपने द्वारा ली जाने वाली किसी भी नियमित दवा के बारे में बताएं। यह अनुशंसा की जाती है कि आप प्रक्रिया से एक रात पहले अपने बालों को धो लें और उन पर कोई भी उत्पाद न लगाएं। परीक्षण से कम से कम 8 घंटे पहले किसी भी कैफीन वाले पेय या खाद्य पदार्थ के सेवन से बचें। यदि आपको EEG प्रक्रिया के दौरान सोना है, तो आपको एक रात पहले अपनी नींद सीमित करने का निर्देश दिया जा सकता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि परीक्षण के दौरान आपका मस्तिष्क ठीक से आराम कर सके।
EEG निगरानी
EEG प्रक्रिया के दौरान आपको कोई दर्द या परेशानी महसूस नहीं होगी। एक नैदानिक EEG प्रक्रिया के दौरान, आप एक बिस्तर पर या झुकी हुई कुर्सी पर लेटे होंगे और आपको अपनी आँखें बंद करने का निर्देश दिया जाएगा। एक EEG तकनीशियन आपके सिर को मापता है और निशान लगाता है कि लेड्स कहाँ लगानी हैं।
जब परीक्षण शुरू होता है, तो इलेक्ट्रोड आपकी मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करते हैं और उस गतिविधि को एक रिकॉर्डिंग मशीन में भेजते हैं। फिर EEG मशीन व्याख्या के लिए डेटा को तरंग पैटर्न में बदल देती है। रिकॉर्डिंग समाप्त होने के बाद, तकनीशियन आपके स्कैल्प से इलेक्ट्रोड हटा देगा।
वैज्ञानिक या नैदानिक सेटिंग्स में नियमित EEG परीक्षणों को पूरा होने में 30-60 मिनट लगते हैं, जिसमें लगभग 20 मिनट का प्रारंभिक सेट-अप समय शामिल होता है। उपभोक्ता, व्यक्तिगत प्रदर्शन और कार्यस्थल अनुसंधान के लिए किए जाने वाले EEG परीक्षण परीक्षण के उद्देश्यों के आधार पर अवधि में कम या लंबे हो सकते हैं। Emotiv के वायरलेस EEG हेडसेट इन उपयोग के मामलों के लिए त्वरित सेट अप (पांच मिनट से भी कम) का समर्थन करते हैं।
प्रक्रिया के बाद किसी भी रिकवरी समय की आवश्यकता नहीं होनी चाहिए। यदि आपने परीक्षण के दौरान सोने के लिए कोई ऐसी दवा ली है जिससे उनींदापन हुआ है, तो परीक्षण प्रशासक सुविधा में तब तक प्रतीक्षा करने की सिफारिश कर सकता है जब तक कि उसका प्रभाव समाप्त न हो जाए या किसी के साथ घर जाने की व्यवस्था न कर ली जाए।
EEG परीक्षण के दुष्प्रभाव दुर्लभ हैं। इलेक्ट्रोड कोई संवेदना पैदा नहीं करते; वे केवल मस्तिष्क की गतिविधि को रिकॉर्ड करते हैं। मिर्गी से पीड़ित व्यक्तियों को प्रक्रिया के दौरान चमकती रोशनी जैसे उत्तेजनाओं से दौरा पड़ सकता है। EEG परीक्षण के दौरान दौरे से घबराने की कोई बात नहीं है — यह वास्तव में डॉक्टरों को मिर्गी के प्रकार का निदान करने और तदनुसार उपचार तैयार करने में मदद कर सकता है।
EEG व्याख्या और प्रक्रिया परिणाम
यदि आपको नैदानिक कारणों से EEG परीक्षण की सिफारिश की गई है, तो आपके परीक्षण के परिणामों की व्याख्या तंत्रिका तंत्र के विशेषज्ञ डॉक्टर द्वारा की जाएगी। न्यूरोलॉजिस्ट सामान्य और असामान्य मस्तिष्क पैटर्न के लिए रिकॉर्डिंग का अध्ययन करेगा। मस्तिष्क तरंगों के पैटर्न उनके तरंग रूप की विशेषताओं से बहुत आसानी से पहचाने जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक बर्स्ट सप्रेशन (burst suppression) पैटर्न, जो अक्सर कोमा या सामान्य संज्ञाहरण (एनेस्थीसिया) जैसी निष्क्रिय मस्तिष्क स्थितियों वाले रोगियों में देखा जाता है, समतलता की अवधि (दमन या सप्रेशन) के साथ बारी-बारी से आने वाले संक्षिप्त स्पाइक्स (बर्स्ट) को दिखाता है।
विभिन्न प्रकार की मिर्गी को विशिष्ट EEG पैटर्न द्वारा पहचाना जाता है। एक स्पाइक-वेव (spike-wave) पैटर्न — एक सामान्यीकृत, सममित (symmetrical) EEG पैटर्न — अक्सर एक अनुपस्थिति दौरे (absence seizure) के दौरान देखा जाता है, जहाँ एक व्यक्ति चेतना की क्षणिक हानि का अनुभव करता है। एक आंशिक फोकल दौरा (partial focal seizure), जिसमें दौरे की गतिविधि केवल मस्तिष्क के एक क्षेत्र को प्रभावित करती है, एक कम-वोल्टेज, तेज लय पैटर्न द्वारा पहचाने जाते हैं जो उस क्षेत्र से जुड़े EEG डेटा चैनल में दिखाई देता है।
न्यूरोलॉजिस्ट फिर उस डॉक्टर के पास EEG माप वापस भेजता है जिसने परीक्षण का आदेश दिया था। आपके डॉक्टर समीक्षा करने और आपके साथ परिणामों पर चर्चा करने के लिए एक अपॉइंटमेंट शेड्यूल कर सकते हैं। आपकी स्थिति के आधार पर, आपको अनुवर्ती कार्रवाई के रूप में EEG न्यूरोफीडबैक या बायोफीडबैक नामक सेवा की सिफारिश की जा सकती है। उदाहरण के लिए, ध्यान केंद्रित करने से जुड़ी मस्तिष्क तरंग पैटर्न को मजबूत करने की इच्छा रखने वाले लोग ADHD के लिए न्यूरोफीडबैक थेरेपी ले सकते हैं।
बायोफीडबैक थेरेपी विषयों को अनैच्छिक शारीरिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने में मदद करती है। उच्च रक्तचाप का अनुभव करने वाला कोई व्यक्ति अपनी त्वचा पर मौजूद इलेक्ट्रोड से डेटा प्राप्त करने वाले मॉनिटर पर अपनी शारीरिक माप देख सकता है। इस गतिविधि की निगरानी करने से विश्राम और मानसिक व्यायाम सीखने में मदद मिलती है जो लक्षणों को कम कर सकते हैं।
इसी तरह, न्यूरोफीडबैक मस्तिष्क को बेहतर ढंग से कार्य करने के लिए प्रशिक्षित करने हेतु EEG पर निर्भर करता है। इस प्रशिक्षण के दौरान, मरीज को एक EEG मशीन से जोड़ा जाता है और वह अपनी मस्तिष्क गतिविधि को लाइव देखता है। यह अक्सर एक प्रकार के वीडियो गेम जैसा दिखता है जहाँ रोगी अपनी मस्तिष्क गतिविधि को नियंत्रित करने के लिए अपने मस्तिष्क के साथ खेल खेल रहा होता है। रोगी मस्तिष्क की शिथिलता से जुड़ी मस्तिष्क आवृत्तियों में सुधार करने की कोशिश करता है, ठीक उसी तरह जैसे कोई एथलीट कमजोर मांसपेशी पर काम करता है। EEG न्यूरोफीडबैक की सिफारिश अक्सर मिर्गी, बाइपोलर डिसऑर्डर, ADHD और ऑटिज़्म जैसी स्थितियों के लिए की जाती है। जबकि यह इन विकारों में मदद कर सकता है, यह उन्हें पूरी तरह से ठीक नहीं कर सकता है।
विभिन्न प्रकार के EEG उपकरण
EEG मशीनें कुछ अलग-अलग पहनने योग्य EEG उपकरणों (wearable EEG devices) के रूप में आती हैं। उच्चतम स्तर पर नैदानिक (clinical) EEG उपकरणों (स्वास्थ्य सेवा और वैज्ञानिक अनुसंधान सेटिंग में उपयोग किए जाने वाले) और उपभोक्ता EEG उपकरणों (उपभोक्ता अनुसंधान, शैक्षणिक अनुसंधान और प्रदर्शन एवं कल्याण में उपयोग किए जाने वाले) के बीच अंतर होता है। नैदानिक उपकरणों के साथ, प्रतिभागी उपकरण पहनते समय हिल-डुल नहीं सकते हैं, और सिग्नल के विकृत होने से बचने के लिए अनुकूल और संरक्षित वातावरण में डेटा एकत्र करने की आवश्यकता होती है। उपभोक्ता EEG उपकरण जैसे कि Emotiv के वायरलेस हेडसेट उपयोगकर्ताओं को कहीं भी मस्तिष्क की गतिविधि की निगरानी करने की अनुमति देते हैं।
पहनने योग्य EEG उपकरणों के विभिन्न प्रकारों के बीच यह भिन्नता उन पेशेवरों की आवश्यकताओं का समर्थन करने के लिए आवश्यक है जो EEG सिस्टम का उपयोग करते हैं और जिन सेटिंग्स में डेटा एकत्र किया जाता है। उदाहरण के लिए, न्यूरोलॉजिस्ट और न्यूरोसाइंटिस्ट को अपने डेटा विश्लेषण करने के लिए अक्सर उपभोक्ता शोधकर्ता की तुलना में सेंसर के सघन घनत्व की आवश्यकता होती है। EEG इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के अलावा, विचार करने के लिए EEG प्रणालियों के बीच कुछ अन्य उल्लेखनीय भिन्नताएं हैं।
EEG कैप्स बनाम EEG हेडसेट्स
एक EEG कैप और एक EEG हेडसेट में क्या अंतर है? पहनने योग्य EEG उपकरणों के इन दो सबसे आम प्रकारों के बीच मुख्य अंतर इलेक्ट्रोड की संख्या में है। हेडसेट में आमतौर पर 5-20 इलेक्ट्रोड होते हैं। कैप अधिक सेंसर का समर्थन कर सकते हैं, क्योंकि उनके पास इलेक्ट्रोड लगाने के लिए बड़ा सतह क्षेत्र होता है। EEG कैप्स, जैसे कि Emotiv Epoc Flex लचीली ढंग से स्थिति निर्धारित करने के लिए चलने योग्य सेंसर प्रदान करते हैं। Emotiv Insight और Epoc X हेडसेट में सेंसर विन्यास स्थिर (fixed) होता है।
Epoc Flex
जेल या सेलाइन सेंसर
EPOC+ और Epoc X
सेलाइन सेंसर
गीले बनाम सूखे EEG इलेक्ट्रोड
EEG उपकरण मुख्य रूप से गीले या सूखे इलेक्ट्रोड का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रोड का एक नवनिर्मित रूप है जिसे "टैटू इलेक्ट्रोड" कहा जाता है, जो कि अस्थायी टैटू की तरह लगाए जाने वाले मुद्रित इलेक्ट्रोड होते हैं। गीले इलेक्ट्रोड बेहतर डेटा सटीकता की अनुमति देते हैं क्योंकि वे स्कैल्प के साथ बेहतर संपर्क के लिए चिपकने वाले जेल का उपयोग करते हैं। गीले इलेक्ट्रोड का उपयोग ज्यादातर नैदानिक और अनुसंधान सेटिंग्स में किया जाता है। सूखे इलेक्ट्रोड को चिपकने वाले जेल की आवश्यकता नहीं होती है। सूखे इलेक्ट्रोड वाले EEG उपकरणों का उपयोग अक्सर EEG उपभोक्ता अनुसंधान में किया जाता है, क्योंकि वे त्वरित सेटअप समय की अनुमति देते हैं। शोधकर्ता लगातार गीले बनाम सूखे EEG इलेक्ट्रोड के फायदे और नुकसान की तुलना कर रहे हैं।
वायर्ड बनाम वायरलेस EEG उपकरण
EEG के शुरुआती दौर में मरीजों को क्लिनिकल सेटिंग में EEG मशीन से जोड़कर रखना पड़ता था। अब, वायरलेस EEG परीक्षण संभव हैं, क्योंकि EEG सिग्नलों को डिजिटल किया जा सकता है और रिकॉर्डिंग मशीन जैसे कि स्मार्टफोन, कंप्यूटर या क्लाउड पर भेजा जा सकता है। पोर्टेबल EEG का उपयोग करके विभिन्न वातावरणों में परीक्षण किए जा सकते हैं। आप एक ऐसा प्रयोग कर सकते हैं जहाँ विषय वायरलेस EEG हेडसेट पहनकर पार्क में घूमते हैं, और आपके विषय की गतिविधि केवल डेटा ट्रांसमिशन रेंज द्वारा सीमित होगी। यदि आपको चमकती रोशनी जैसी उत्तेजना देने के लिए परीक्षण वातावरण को नियंत्रित करने की आवश्यकता है, तो आप एक क्लिनिकल सेटिंग चुन सकते हैं — जिस मामले में, वायर्ड EEG मशीन का उपयोग करने की कोई सीमा नहीं है।
वायर्ड EEG हेडसेट
केबल कनेक्शन
वायरलेस Emotiv EEG हेडसेट
ब्लूटूथ वायरलेस तकनीक
EEG माप बनाम अन्य मस्तिष्क माप तकनीकें
EEG माप का लाभ यह है कि यह हमारे पास उपलब्ध मस्तिष्क गतिविधि का सबसे कम आक्रामक माप है, और प्रासंगिक संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के दौरान बहुत सारी मात्रात्मक जानकारी प्रदान करता है। मस्तिष्क के कार्य का अध्ययन करने के अन्य तरीकों में शामिल हैं:
फंक्शनल मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिस (fMRI)
मैग्नेटोएन्सेफलोग्राफी (MEG)
न्यूक्लियर मैग्नेटिक रेजोनेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी (NMR या MRS)
इलेक्ट्रोकॉर्टिकोग्राफी
सिंगल-फोटॉन एमिशन कम्प्यूटेड टोमोग्राफी (SPECT)
पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (PET)
नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (NIRS)
इवेंट-रिलेटेड ऑप्टिकल सिग्नल (EROS)
EEG के लाभ
EEG की अपेक्षाकृत कम स्थानिक संवेदनशीलता (spatial sensitivity) के बावजूद, यह पहले से सूचीबद्ध कुछ मस्तिष्क इमेजिंग और मस्तिष्क अनुसंधान तकनीकों पर कई लाभों का दावा करता है:
fMRI की तुलना में EEG का टेम्पोरल रेजोल्यूशन (temporal resolution) बहुत अधिक है। यह मस्तिष्क की तीव्र प्रतिक्रियाओं को पकड़ सकता है जो मिलीसेकंड की गति से होती हैं, जिससे यह मस्तिष्क में और पर्यावरण में होने वाली घटनाओं को सटीक रूप से सिंक करने की अनुमति देता है। नैदानिक और अनुसंधान सेटिंग्स में EEG को 250 और 2000 Hz के बीच नमूना दरों (sampling rates) पर रिकॉर्ड किया जाता है। अधिक आधुनिक EEG डेटा संग्रह प्रणालियाँ यदि चाहें तो 20,000 Hz से अधिक की नमूना दरों पर रिकॉर्ड कर सकती हैं।
काफी कम हार्डवेयर लागत और स्वामित्व की कुल लागत (TCO)।
EEG डेटा गैर-आक्रामक रूप से एकत्र किया जाता है, इलेक्ट्रोकॉर्टिकोग्राफी के विपरीत, जिसमें इलेक्ट्रोड को सीधे मस्तिष्क की सतह पर रखने के लिए न्यूरोसर्जरी की आवश्यकता होती है।
fMRI, SPECT, PET, MRS या MEG की तुलना में मोबाइल EEG सेंसर का अधिक स्थानों पर उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि ये तकनीकें भारी, महंगी और स्थिर उपकरणों पर निर्भर करती हैं।
EEG मूक है, जिससे श्रवण उत्तेजनाओं के प्रति प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने की अनुमति मिलती है।
fMRI और MRI की तुलना में, EEG मशीन के आसपास कोई शारीरिक खतरा नहीं होता है। fMRI और MRI शक्तिशाली चुंबक हैं जो पेसमेकर जैसे धातु के उपकरण वाले रोगियों द्वारा उपयोग को रोकते हैं।
fMRI, PET, MRS और SPECT क्लॉस्ट्रोफोबिया (बंद स्थानों का डर) को बढ़ा सकते हैं जो परीक्षण के परिणामों को खराब कर सकते हैं। EEG क्लॉस्ट्रोफोबिया को प्रेरित नहीं करता है क्योंकि विषय किसी छोटी सी जगह तक सीमित नहीं होते हैं।
अधिकांश अन्य न्यूरोइमेजिंग तकनीकों के विपरीत, उपभोक्ता EEG स्कैन परीक्षण के दौरान अधिक विषय की हलचल की अनुमति देते हैं।
पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी के विपरीत EEG में रेडियोलिगैंड्स का संपर्क शामिल नहीं होता है, या MRI या fMRI की तरह उच्च स्तरीय चुंबकीय क्षेत्र शामिल नहीं होते हैं।
EEG में उच्च तीव्रता (>1 टेस्ला) चुंबकीय क्षेत्रों का संपर्क शामिल नहीं होता है।
व्यवहारिक परीक्षण विधियों की तुलना में, EEG गुप्त प्रसंस्करण (ऐसी प्रसंस्करण जिसके लिए प्रतिक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है) का पता लगा सकता है। इस तकनीक का उपयोग उन विषयों में भी किया जाता है जो मोटर प्रतिक्रिया करने में असमर्थ हैं।
उपभोक्ताओं के उपयोग के लिए EEG की प्रवेश बाधा कम है, इसलिए यह दैनिक जीवन की विभिन्न गतिविधियों के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि को ट्रैक और रिकॉर्ड करने का एक शक्तिशाली साधन है, जो इसे असीमित अनुप्रयोगों के योग्य बनाता है।
EEG नींद विश्लेषण मस्तिष्क के विकास के समय के महत्वपूर्ण पहलुओं का संकेत दे सकता है, जिसमें किशोर मस्तिष्क की परिपक्वता का मूल्यांकन करना शामिल है।
fMRI में उपयोग की जाने वाली BOLD (रक्त-ऑक्सीजन-स्तर-निर्भर) इमेजिंग की तुलना में EEG के साथ बिल्कुल कौन सा सिग्नल मापा जाता है, इसकी बेहतर समझ है।
EEG गेम्स
EEG तकनीक को चिकित्सा और मनोरंजन दोनों उद्देश्यों के लिए गेमिंग की दुनिया में अपनाया गया है। कंपनियाँ VR, AR और BCI में वीडियो गेम के साथ बातचीत करने के तरीके प्रदान करने के लिए EEG का उपयोग कर रही हैं। EEG मशीनें सिग्नल का पता लगाती हैं और सॉफ़्टवेयर में एल्गोरिदम स्क्रीन पर आपके अवतार को नियंत्रित करने के लिए आपकी मस्तिष्क तरंगों की व्याख्या करते हैं।
Emotiv का EPOC हेडसेट पहला हाई-फिडेलिटी ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस (BCI) है जो सचेत और अचेतन विचारों और भावनाओं की निगरानी और व्याख्या कर सकता है। BCI 30 विभिन्न भावों, भावनाओं और क्रियाओं की जटिल मस्तिष्क तरंगों का पता लगा सकता है। यह खोज मशीन लर्निंग के माध्यम से हासिल की जाती है। मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को मस्तिष्क के उन पैटर्नों को पहचानने के लिए प्रशिक्षित किया गया है जो तब होते हैं जब प्रतिभागी विभिन्न भावों, भावनाओं और क्रियाओं को संसाधित करता है।
जब एल्गोरिदम अपने डेटा सेट में EEG मस्तिष्क तरंग को पकड़ते हैं, तो BCI पैटर्न को भौतिक या डिजिटल कमांड के साथ जोड़ सकता है। उदाहरण के लिए, "पुश!" जैसे ट्रिगर शब्द को सोचने से आपका अवतार किसी वस्तु को उनके रास्ते से हटा देगा।
TechCrunch TV: EEG का उपयोग करके मन नियंत्रित उपकरण और बहुत कुछ
EEG उपयोग के मामले
EEG माप के कई आधुनिक अनुप्रयोग हैं। कुछ उल्लेखनीय EEG उपयोग के मामलों में शामिल हैं:
तंत्रिका विज्ञान (Neuroscience)
मस्तिष्क शिक्षा कार्यक्रम
न्यूरोमार्केटिंग
नींद का अध्ययन
ब्रेन कंप्यूटर इंटरफ़ेस (BCI)
संज्ञानात्मक प्रदर्शन
स्व-मात्राकरण
भावनात्मक स्थितियाँ
ADHD थेरेपी
न्यूरोलॉजिकल विकार
मस्तिष्क तरंग मनोरंजन (entrainment)
संज्ञानात्मक व्यवहार थेरेपी
न्यूरोइन्फॉर्मेटिक्स
ब्रेनवेव गेमिंग
AR और VR पूरक
डिस्फेगिया और मनोभ्रंश (डिमेंशिया)
स्ट्रोक पुनर्वास
कार्यशील स्मृति परीक्षण (N-back)
नोट: यह EEG के बारे में केवल सामान्य जानकारी है। Emotiv उत्पादों का उद्देश्य केवल अनुसंधान अनुप्रयोगों और व्यक्तिगत उपयोग के लिए है। हमारे उत्पाद यूरोपीय संघ के निर्देश 93/42/EEC में परिभाषित चिकित्सा उपकरणों के रूप में नहीं बेचे जाते हैं। हमारे उत्पाद बीमारी के निदान या उपचार के लिए डिज़ाइन या लक्षित नहीं हैं।
***अस्वीकरण - Emotiv उत्पादों का उद्देश्य केवल अनुसंधान अनुप्रयोगों और व्यक्तिगत उपयोग के लिए है। हमारे उत्पाद यूरोपीय संघ के निर्देश 93/42/EEC में परिभाषित चिकित्सा उपकरणों (Medical Devices) के रूप में नहीं बेचे जाते हैं। हमारे उत्पाद बीमारी के निदान या उपचार के लिए डिज़ाइन या लक्षित नहीं हैं।
EEG की परिभाषा
EEG का मतलब "इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी" (electroencephalography) है जो मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड करने की एक इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल प्रक्रिया है। EEG मस्तिष्क द्वारा उत्पन्न विद्युत गतिविधि में होने वाले परिवर्तनों को मापता है। वोल्टेज में ये बदलाव न्यूरॉन्स कहलाने वाली मस्तिष्क कोशिकाओं के भीतर और उनके बीच आयनिक प्रवाह (ionic current) से आते हैं।
एक EEG क्या है?
एक EEG परीक्षण मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि का मूल्यांकन करता है। EEG स्कैन आपके स्कैल्प (सिर की त्वचा) पर EEG सेंसर — छोटे धातु के डिस्क जिन्हें EEG इलेक्ट्रोड भी कहा जाता है — रखकर किए जाते हैं। ये इलेक्ट्रोड आपके मस्तिष्क में होने वाली विद्युत गतिविधि को पकड़ते हैं और रिकॉर्ड करते हैं। एकत्रित किए गए EEG सिग्नलों को प्रवर्धित (amplified), डिजिटल और फिर डेटा प्रोसेसिंग और भंडारण के लिए कंप्यूटर या मोबाइल डिवाइस पर भेजा जाता है।
संज्ञानात्मक (cognitive) प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए EEG डेटा का विश्लेषण करना एक असाधारण तरीका है। यह डॉक्टरों को एक चिकित्सा निदान स्थापित करने में मदद कर सकता है, शोधकर्ताओं को मस्तिष्क की उन प्रक्रियाओं को समझने में मदद कर सकता है जो मानव व्यवहार को संचालित करती हैं, और व्यक्तियों को अपनी उत्पादकता और कल्याण में सुधार करने में मदद कर सकता है।
एक EEG कैसे काम करता है?
आपके मस्तिष्क की अरबों कोशिकाएं बहुत छोटे विद्युत सिग्नल उत्पन्न करती हैं जो गैर-रेखीय (non-linear) पैटर्न बनाती हैं जिन्हें मस्तिष्क तरंगें (brainwaves) कहा जाता है। एक EEG मशीन एक EEG परीक्षण के दौरान मस्तिष्क की बाहरी परत, सेरेब्रल कॉर्टेक्स में विद्युत गतिविधि को मापती है। EEG सेंसर को प्रतिभागी के सिर पर रखा जाता है, फिर इलेक्ट्रोड गैर-आक्रामक रूप से (non-invasively) विषय से मस्तिष्क तरंगों का पता लगाते हैं।
EEG सेंसर एक सेकंड के भीतर मस्तिष्क में उत्पन्न विद्युत गतिविधि के कई हजारों स्नैपशॉट रिकॉर्ड कर सकते हैं। रिकॉर्ड किए गए मस्तिष्क तरंगों को एम्पलीफायर और फिर डेटा को प्रोसेस करने के लिए कंप्यूटर या क्लाउड पर भेजा जाता है। प्रवर्धित सिग्नल, जो लहरदार रेखाओं से मिलते-जुलते हैं, उन्हें कंप्यूटर, मोबाइल डिवाइस या क्लाउड डेटाबेस पर रिकॉर्ड किया जा सकता है।
क्लाउड-कंप्यूटिंग सॉफ़्टवेयर को EEG डेटा प्रोसेसिंग में एक महत्वपूर्ण नवाचार माना जाता है, क्योंकि यह बड़े पैमाने पर रिकॉर्डिंग के वास्तविक समय विश्लेषण की अनुमति देता है — EEG माप के शुरुआती दिनों में, तरंगों को केवल एक ग्राफ पेपर पर रिकॉर्ड किया जाता था। शैक्षणिक और वाणिज्यिक अनुसंधान में EEG सिस्टम आमतौर पर डेटा को समय श्रृंखला (time series) के रूप में, या वोल्टेज के निरंतर प्रवाह के रूप में दिखाते हैं।
ग्राफ पेपर पर रिकॉर्ड की गईं EEG तरंगें
डिजिटल रूप से रिकॉर्ड की गईं EEG तरंगें
आधुनिक मस्तिष्क विज़ुअलाइज़र सॉफ़्टवेयर में EEG तरंगें
मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि का मानचित्रण (map) करने के लिए, मस्तिष्क की सतह के चारों ओर स्थित कई अलग-अलग कॉर्टिकल संरचनाओं के सिग्नलों के माध्यम से EEG माप प्राप्त करना बेहतर होता है।
आधुनिक मस्तिष्क विज़ुअलाइज़र समय श्रृंखला (time series) ग्राफ में EEG तरंगें
मस्तिष्क तरंगों के प्रकार जिन्हें EEG मापता है
एक EEG डिवाइस के इलेक्ट्रोड विभिन्न EEG आवृत्तियों (frequencies) में व्यक्त होने वाली विद्युत गतिविधि को पकड़ते हैं। फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म (FFT) नामक एक एल्गोरिदम का उपयोग करके, इन कच्चे EEG सिग्नलों को विभिन्न आवृत्तियों वाली अलग-अलग तरंगों के रूप में पहचाना जा सकता है। आवृत्ति, जो विद्युत दोलनों की गति को संदर्भित करती है, को प्रति सेकंड चक्र में मापा जाता है — एक हर्ट्ज़ (Hz) प्रति सेकंड एक चक्र के बराबर होता है। मस्तिष्क तरंगों को आवृत्ति के आधार पर चार मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है: बीटा, अल्फा, थीटा और डेल्टा।
निम्नलिखित पैराग्राफ चार मुख्य मस्तिष्क आवृत्तियों से जुड़े कुछ कार्यों पर चर्चा करते हैं। ये कार्य केवल विभिन्न मस्तिष्क आवृत्तियों से जुड़े पाए गए हैं — किसी विशेष आवृत्ति बैंड और मस्तिष्क के किसी दिए गए कार्य के बीच कोई एक-से-एक रैखिक संबंध नहीं है।
बीटा तरंगें (आवृत्ति सीमा 14 Hz से लगभग 30 Hz तक)
बीटा तरंगें सचेत होने या जागृत, चौकस और सतर्क स्थिति में होने से सबसे निकटता से जुड़ी हैं। कम-आयाम (low-amplitude) वाली बीटा तरंगें सक्रिय एकाग्रता, या मन की व्यस्त या चिंतित स्थिति से जुड़ी होती हैं। बीटा तरंगें मोटर निर्णयों (आंदोलन के दमन और गति के संवेदी फीडबैक) से भी जुड़ी हैं। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन सिग्नलों को अक्सर EEG बीटा तरंगें कहा जाता है।
अल्फा तरंगें (आवृत्ति सीमा 7 Hz से 13 Hz तक)
अल्फा तरंगें अक्सर मन की शांत, शिथिल और सुबोध स्थिति से जुड़ी होती हैं। अल्फा तरंगें मस्तिष्क के ओसीपिटल (occipital) और पोस्टीरियर (posterior) क्षेत्रों में पाई जा सकती हैं। अल्फा तरंगों को आँखें बंद करने और आराम करने से प्रेरित किया जा सकता है, और वे सोचने, मानसिक गणना और समस्या-समाधान जैसी जटिल संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के दौरान शायद ही कभी मौजूद होती हैं। अधिकांश वयस्कों में, अल्फा तरंगों की आवृत्ति 9 से 11 Hz तक होती है। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन्हें अक्सर EEG अल्फा तरंगें कहा जाता है।
theta तरंगें (आवृत्ति सीमा 4 Hz से 7 Hz तक)
4 और 7 Hz के बीच की आवृत्ति सीमा के भीतर मस्तिष्क की गतिविधि को थीटा गतिविधि कहा जाता है। EEG माप में पाई जाने वाली थीटा लय अक्सर युवा वयस्कों में पाई जाती है, विशेष रूप से टेम्पोरल (temporal) क्षेत्रों पर और हाइपरवेंटिलेशन (तेजी से सांस लेने) के दौरान। अधिक उम्र के व्यक्तियों में, लगभग 30 मिलिवोल्ट (mV) से अधिक आयाम वाली थीटा गतिविधि कम ही देखी जाती है, सिवाय उनींदेपन के दौरान। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन्हें अक्सर EEG थीटा तरंगें कहा जाता है।
डेल्टा तरंगें (4 Hz तक की आवृत्ति सीमा)
डेल्टा गतिविधि मुख्य रूप से शिशुओं में पाई जाती है। डेल्टा तरंगें वृद्ध वयस्कों में नींद के गहरे चरणों से जुड़ी होती हैं। अनुपस्थिति दौरे (absence seizures) वाले रोगियों में अंतःस्रावी रूप से (दौरों के बीच में) डेल्टा तरंगों के प्रमाण मिले हैं, जिनमें ध्यान में संक्षिप्त, अचानक कमी शामिल है।
डेल्टा तरंगें कम-आवृत्ति (लगभग 3 Hz) और उच्च-आयाम वाली तरंगों द्वारा पहचानी जाती हैं। डेल्टा लय जागने के दौरान भी मौजूद हो सकती है — ये आँखें खोलने के प्रति संवेदनशील होती हैं और हाइपरवेंटिलेशन द्वारा भी बढ़ाई जा सकती हैं। जब एक EEG डिवाइस द्वारा मापा जाता है, तो इन्हें अक्सर EEG डेल्टा तरंगें कहा जाता है।
मस्तिष्क कैसे काम करता है यह समझने के लिए EEG तरंगों का उपयोग करना
एक EEG क्या दिखाता है?
आपका मस्तिष्क लगातार जानकारी को अवशोषित और संसाधित करता रहता है, यहाँ तक कि जब आप सो रहे होते हैं तब भी। यह सभी गतिविधि विद्युत सिग्नलों को उत्पन्न करती है जिन्हें EEG सेंसर पकड़ते हैं। यह मस्तिष्क की गतिविधि में होने वाले परिवर्तनों को कैप्चर करने की अनुमति देता है, भले ही कोई दृश्यमान व्यवहारिक प्रतिक्रिया न हो, जैसे कि कोई हलचल या चेहरे का भाव।
एक EEG आपके मस्तिष्क द्वारा उत्पन्न बिजली में होने वाले परिवर्तनों की निगरानी करता है, न कि विचारों या भावनाओं की। यह आपके मस्तिष्क में कोई बिजली नहीं भेजता है।
उच्च गुणवत्ता वाले EEG डेटा प्राप्त करने के लिए मस्तिष्क के मुख्य प्रांतस्था (cortices) में होने वाली गतिविधि का पता लगाना महत्वपूर्ण है। इसके परिणाम बाहरी उत्तेजनाओं से प्रभावित भावनात्मक स्थितियों का आकलन करने के लिए एक प्रतिनिधि (proxy) हो सकते हैं।
EEG का एक संक्षिप्त इतिहास
मस्तिष्क में विद्युत गतिविधि की घटनाओं पर शोध 1875 की शुरुआत में जानवरों पर किया गया था, जब चिकित्सक रिचर्ड कैटन ने ब्रिटिश मेडिकल जर्नल में खरगोशों और बंदरों पर किए गए प्रयोगों से अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए थे।
1890 में, एडोल्फ बेक ने संवेदी उत्तेजना का परीक्षण करने के लिए सीधे कुत्ते और खरगोश के मस्तिष्क की सतह पर इलेक्ट्रोड रखे। उतार-चढ़ाव वाली विद्युत मस्तिष्क गतिविधि के उनके इस अवलोकन ने मस्तिष्क तरंगों की खोज का मार्ग प्रशस्त किया और EEG को एक वैज्ञानिक क्षेत्र बना दिया।
जर्मन फिजियोलॉजिस्ट और मनोचिकित्सक हंस बर्गर को 1924 में पहले मानव EEG मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करने का श्रेय दिया जाता है। बर्गर ने इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम का आविष्कार किया, जो कि एक ऐसा उपकरण है जो EEG सिग्नलों को रिकॉर्ड करता है। अपनी पुस्तक "द ओरिजिन ऑफ EEG" में लेखक डेविड मिलेट ने इस आविष्कार को "क्लिनिकल न्यूरोलॉजी के इतिहास में सबसे आश्चर्यजनक, उल्लेखनीय और महत्वपूर्ण विकासों में से एक" के रूप में वर्णित किया है।
पहला मानव EEG रिकॉर्डिंग 1924 में हंस बर्गर द्वारा प्राप्त किया गया था। ऊपरी सिग्नल EEG है और निचला सिग्नल 10 Hz का टाइमिंग सिग्नल है।
हंस बर्गर, मनुष्यों में EEG मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करने वाले पहले व्यक्ति।
क्लिनिकल इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी का क्षेत्र 1935 में शुरू हुआ था। यह न्यूरोसाइंटिस्ट फ्रेडरिक गिब्स, हेलोवेल डेविस और विलियम लेनोक्स के मिर्गी के दौरों (epileptiform spikes), अंतःस्रावी स्पाइक तरंगों (interictal spike waves) और नैदानिक अनुपस्थिति EEG दौरों के तीन चक्रों के आसपास किए गए शोध से उपजा था। गिब्स और वैज्ञानिक हरबर्ट जैस्पर ने निष्कर्ष निकाला कि अंतःस्रावी स्पाइक्स मिर्गी का एक विशिष्ट संकेत हैं। पहली EEG प्रयोगशाला 1936 में मैसाचुसेट्स जनरल अस्पताल में खोली गई थी।
1947 में, अमेरिकन EEG सोसाइटी, जिसे अब द अमेरिकन क्लिनिकल न्यूरोफिज़ियोलॉजी सोसाइटी के रूप में जाना जाता है, की स्थापना की गई और पहली अंतर्राष्ट्रीय EEG कांग्रेस आयोजित की गई।
1950 के दशक में, विलियम ग्रे वाल्टर ने EEG टोपोग्राफी विकसित की, जो कि EEG का एक पूरक रूप है, जिसने मस्तिष्क की सतह पर विद्युत गतिविधि के मानचित्रण की अनुमति दी। यह 1980 के दशक में लोकप्रिय था, लेकिन इसे कभी भी मुख्यधारा के न्यूरोलॉजी में नहीं अपनाया गया।
स्टीवो बोजिनोव्स्की, लिलजाना बोजिनोव्स्का और मिहाइल सेस्टाकोव पहले वैज्ञानिक थे जिन्होंने 1988 में एक EEG मशीन का उपयोग करके एक भौतिक वस्तु पर नियंत्रण हासिल किया था। 2011 में, EEG ने उपभोक्ता बाजार में प्रवेश किया जब टेक उद्यमियों टैन ले और डॉ. ज्योफ मैकेलर ने Emotiv कंपनी शुरू की।
हैंडसेट और कैप जैसी EEG तकनीक BCI (ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफ़ेस) के घटक हैं। BCI को HMI (ह्यूमन मशीन इंटरफ़ेस), MMI (माइंड मशीन इंटरफ़ेस), BMI (ब्रेन मशीन इंटरफ़ेस) और DNI (डायरेक्ट न्यूरल इंटरफ़ेस) भी कहा जाता है — DNI मस्तिष्क और तंत्रिका तंत्र के अन्य हिस्सों से आने वाले सिग्नलों को डिकोड कर सकता है। BCI का उद्देश्य संज्ञानात्मक प्रदर्शन को ट्रैक करना और प्रशिक्षित मानसिक आदेशों के मशीन लर्निंग के माध्यम से वर्चुअल और भौतिक दोनों वस्तुओं को नियंत्रित करना है।
2017 में, क्वाड्रिप्लेजिया (चारों अंगों के पक्षाघात) से पीड़ित रेसर रोड्रिगो ह्यूबनेर मेंडेस एक Emotiv EEG हेडसेट की मदद से केवल अपनी मस्तिष्क तरंगों का उपयोग करके फॉर्मूला 1 कार चलाने वाले पहले व्यक्ति बने।
EEG किसके लिए उपयोग किया जाता है?
प्रदर्शन और कल्याण
एथलीट, बायोहैकर, और कोई भी इच्छुक उपभोक्ता अपने मस्तिष्क की गतिविधि को "ट्रैक" करने के लिए ठीक उसी तरह EEG का उपयोग कर सकता है जैसे वे एक दिन में अपने कदमों की संख्या को ट्रैक कर सकते हैं। EEG संज्ञानात्मक कार्यों को माप सकता है — जैसे ध्यान और विकर्षण, तनाव और संज्ञानात्मक भार (कार्यशील स्मृति पर किसी भी क्षण डाले गए मानसिक गतिविधि के लिए मस्तिष्क की कुल क्षमता)। ये निष्कर्ष मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं कि मस्तिष्क दैनिक जीवन की घटनाओं के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देता है। EEG डेटा ऐसा फीडबैक प्रदान करता है जिसका उपयोग तनाव को कम करने, ध्यान केंद्रित करने या ध्यान साधना (मेडिटेशन) को बढ़ाने के लिए वैज्ञानिक रूप से सूचित रणनीतियों को तैयार करने में किया जा सकता है।
उपभोक्ता अनुसंधान
EEG डेटा उपभोक्ता अंतर्दृष्टि के लिए एक शक्तिशाली खोज उपकरण (search tool) हो सकता है। मस्तिष्क की प्रतिक्रियाएं अभूतपूर्व उपभोक्ता फीडबैक प्रदान करती हैं — जिसमें EEG का उपयोग यह मापने के लिए किया जा रहा है कि उपभोक्ता वास्तव में किस चीज़ पर ध्यान देते हैं और वे खुद को क्या पसंद करने या देखने की रिपोर्ट करते हैं, इसके बीच क्या अंतर है। EEG को आई-ट्रैकिंग (eye-tracking), चेहरे के हाव-भाव विश्लेषण और हृदय गति माप जैसे अन्य बायोमेट्रिक सेंसर के साथ जोड़कर कंपनियां ग्राहकों के व्यवहार की पूरी समझ हासिल कर सकती हैं। उपभोक्ता प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए EEG जैसी न्यूरोटेक्नोलॉजी के उपयोग को न्यूरोमार्केटिंग (neuromarketing) कहा जाता है।
स्वास्थ्य सेवा
चूंकि EEG परीक्षण एक नियंत्रित प्रक्रिया के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि दिखाते हैं, इसलिए परिणामों में विभिन्न मस्तिष्क विकारों के निदान के लिए उपयोग की जाने वाली जानकारी शामिल हो सकती है। असामान्य EEG डेटा अनियमित मस्तिष्क तरंगों के माध्यम से प्रदर्शित होता है। असामान्य EEG डेटा मस्तिष्क की शिथिलता, सिर आघात, नींद विकार, स्मृति समस्याओं, मस्तिष्क ट्यूमर, स्ट्रोक, मनोभ्रंश (डिमेंशिया), मिर्गी जैसी दौरे की विकारों और विभिन्न अन्य स्थितियों के संकेत दे सकता है। इच्छित निदान के आधार पर, डॉक्टर कभी-कभी संज्ञानात्मक परीक्षणों, मस्तिष्क गतिविधि की निगरानी और न्यूरोइमेजिंग तकनीकों के साथ EEG को जोड़ते हैं।
दौरे का निदान (Seizure Diagnosis)
दौरे की गतिविधि का अनुभव करने वाले रोगियों को अक्सर EEG परीक्षणों की सिफारिश की जाती है। इन मामलों में, डॉक्टर एक एंबुलेटरी EEG (ambulatory EEG) कर सकते हैं। एक एंबुलेटरी EEG 72 घंटे तक लगातार रिकॉर्ड करता है, जबकि पारंपरिक EEG 1-2 घंटे तक चलता है। मरीज को EEG हेडसेट पहनकर अपने ही घर में घूमने-फिरने की अनुमति होती है। रिकॉर्डिंग की अवधि बढ़ाने से असामान्य मस्तिष्क गतिविधि रिकॉर्ड होने की संभावना बढ़ जाती है। इसी कारण से, एंबुलेटरी EEG का उपयोग अक्सर मिर्गी (EEG मिर्गी), दौरे के विकारों या नींद के विकारों के निदान के लिए किया जाता है।
नींद संबंधी विकारों के लिए नींद का अध्ययन
एक EEG नींद अध्ययन या "पॉलीसोमनोग्राफी" (polysomnography) परीक्षण मस्तिष्क स्कैन करने के अलावा शरीर की गतिविधि को मापता है। एक EEG प्रौद्योगिकीविद् रात भर की प्रक्रिया के दौरान आपके रक्त में ऑक्सीजन के स्तर, सांस लेने और हृदय गति की निगरानी करता है। पॉलीसोमनोग्राफी का उपयोग ज्यादातर चिकित्सा अनुसंधान और नींद के विकारों के लिए एक नैदानिक परीक्षण के रूप में किया जाता है।
मात्रात्मक तंत्रिका विज्ञान (Quantitative Neuroscience)
चूंकि EEG मस्तिष्क की बाहरी परत (सेरेब्रल कॉर्टेक्स) में विद्युत गतिविधि को मापता है, इसलिए यह आपके स्कैल्प से मस्तिष्क तरंगों को पकड़ सकता है। अन्य मस्तिष्क निगरानी तकनीकों के डेटा के साथ EEG मस्तिष्क परीक्षणों को जोड़कर, शोधकर्ता हमारे मस्तिष्क में — साथ ही हमारे शरीर में होने वाली जटिल अंतःक्रियाओं के बारे में नई अंतर्दृष्टि प्राप्त कर सकते हैं।
क्वांटिटेटिव इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (qEEG) का बिल्कुल यही उद्देश्य है। क्वांटिटेटिव EEG पारंपरिक EEG की तरह ही आपकी मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करता है। मशीन लर्निंग का उपयोग करके, qEEG आपकी मस्तिष्क तरंगों की तुलना समान लिंग और आयु सीमा वाले उन व्यक्तियों की मस्तिष्क तरंगों से करता है जिन्हें कोई मस्तिष्क शिथिलता नहीं है। qEEG प्रक्रिया मात्रात्मक तुलना के माध्यम से आपके मस्तिष्क का एक "नक्शा" बनाती है। यह प्रक्रिया तंत्रिका विज्ञान की उस उप-विषय में आम है जिसे कम्प्यूटेशनल तंत्रिका विज्ञान (computational neuroscience) कहा जाता है।
EEG इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट सफल qEEG का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। पारंपरिक EEG लेड प्लेसमेंट 10-20 प्रणाली का पालन करते हैं, जो आपके स्कैल्प पर जुड़े इलेक्ट्रोड को लगाने के लिए एक अंतरराष्ट्रीय स्तर पर मान्यता प्राप्त मानक है। "10-20" का अर्थ है कि EEG लेड्स के बीच की दूरी खोपड़ी की कुल दूरी का 10% या 20% होना।
किसी डिवाइस पर इलेक्ट्रोड की संख्या भिन्न हो सकती है — कुछ EEG रिकॉर्डिंग सिस्टम में 256 तक इलेक्ट्रोड हो सकते हैं। qEEG की रिकॉर्डिंग आपके स्कैल्प के सभी 19 क्षेत्रों से डेटा एकत्र करने के लिए 19-सेंसर कैप का उपयोग करती है। चूंकि EEG लेड्स उस स्थान से सिग्नलों को प्रवर्धित करते हैं जहाँ वे रखे जाते हैं, इसलिए qEEG मस्तिष्क मानचित्रण प्राप्त करने से मस्तिष्क स्तर पर उस शिथिलता के कारण की पहचान होती है जो व्यवहारिक और/या संज्ञानात्मक स्तर पर देखी जाती है।
शैक्षणिक अनुसंधान
असामान्य EEG परिणाम ही केवल EEG परीक्षण के परिणाम से प्राप्त होने वाली बहुमूल्य जानकारी नहीं हैं। कई शोधकर्ता अपने शोध में सामान्य EEG का उपयोग करते हैं, जिसमें REM नींद के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि पर 1957 का एक ऐतिहासिक अध्ययन शामिल है।
जैसा कि EEG द्वारा मापे जाने वाले मस्तिष्क तरंगों के प्रकारों पर अनुभाग में बताया गया है, EEG रिकॉर्डिंग का अध्ययन करने से मस्तिष्क के सिग्नलों के भीतर मौजूद आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला का पता चलता है। ये आवृत्तियां विभिन्न ध्यानात्मक और संज्ञानात्मक स्थितियों को दर्शाती हैं। उदाहरण के लिए, शोधकर्ताओं ने ध्यान (EEG ध्यान) के दौरान न्यूरोलॉजिकल प्रतिक्रियाओं की जांच करते समय गामा-बैंड गतिविधि (जो अक्सर सचेत ध्यान से जुड़ी होती है) की निगरानी की है।
गामा बैंड गतिविधि चरम मानसिक या शारीरिक प्रदर्शन से जुड़ी है। ऐसे प्रयोग जिनमें EEG डिवाइस पहने हुए कोई विषय गहरे ध्यान का अभ्यास कर रहा है, ने इस सिद्धांत को जन्म दिया है कि गामा तरंगें जागरूक अनुभवों या पारलौकिक (transcendental) मानसिक स्थितियों से जुड़ी होती हैं। हालाँकि, शैक्षणिक शोधकर्ताओं के बीच इस बात को लेकर कोई सहमति नहीं है कि गामा-बैंड गतिविधि किन संज्ञानात्मक कार्यों से जुड़ी है।
शोधकर्ताओं को उनके द्वारा एकत्र किए गए सभी मस्तिष्क डेटा को संसाधित करने, संभालने और यहाँ तक कि इसे विभिन्न संस्थानों के साथ साझा करने की आवश्यकता है। "न्यूरोइन्फॉर्मेटिक्स" अनुसंधान का वह क्षेत्र है जो तंत्रिका विज्ञान डेटा (neuroscience data) के लिए कम्प्यूटेशनल उपकरण और गणितीय मॉडल प्रदान करता है। न्यूरोइन्फॉर्मेटिक्स का उद्देश्य डेटाबेस के आयोजन, डेटा साझाकरण और डेटा मॉडलिंग के लिए तकनीकों का निर्माण करना है। यह विविध मात्रा में डेटा से संबंधित है, क्योंकि "तंत्रिका विज्ञान" को व्यापक रूप से तंत्रिका तंत्र के वैज्ञानिक अध्ययन के रूप में परिभाषित किया गया है। तंत्रिका विज्ञान की उप-विषयों में से एक में संज्ञानात्मक मनोविज्ञान शामिल है, जो यह विश्लेषण करने के लिए EEG जैसी न्यूरोइमेजिंग विधियों का उपयोग करता है कि मस्तिष्क और तंत्रिका तंत्र के कौन से हिस्से किन संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को संचालित करते हैं।
बाजार अनुसंधान: भावनात्मक और संज्ञानात्मक स्थिति को समझने के लिए EEG हेडसेट का उपयोग करना
EEG परीक्षण प्रक्रिया
एक EEG प्रक्रिया के लिए तैयारी
EEG निगरानी, व्याख्या और परिणामों पर निम्नलिखित अनुभागों में उन दर्शकों के लिए जानकारी शामिल है जो स्वास्थ्य सेवा के माहौल में EEG परीक्षणों से गुजर रहे हैं। किसी परीक्षण की तैयारी करने का सबसे अच्छा तरीका हमेशा परीक्षण प्रशासकों से विशिष्ट तैयारी के निर्देश मांगना है। तैयारी के निर्देश उपयोग के मामलों के अनुसार भिन्न हो सकते हैं — उदाहरण के लिए, उपभोक्ता अनुसंधान, शैक्षणिक अनुसंधान या प्रदर्शन और कल्याण के लिए EEG रिकॉर्डिंग में विषयों को लेटने के बजाय सक्रिय रहने की आवश्यकता हो सकती है।
Emotiv जैसी कंपनियों ने EEG तकनीक में ऐसी प्रगति की है जो परीक्षणों के संचालन, प्रसंस्करण और व्याख्या को तेज़ और अधिक सुविधाजनक बनाती है। Emotiv के मोबाइल और वायरलेस EEG हेडसेट को पांच मिनट से भी कम समय में सेट किया जा सकता है, और वे प्रतिभागी को एक परीक्षण सुविधा तक सीमित रखने के बजाय स्वतंत्र रूप से घूमने-फिरने में सक्षम बनाते हैं।
EEG परीक्षण से पहले, परीक्षण का संचालन करने वाले पेशेवर को — चाहे वह डॉक्टर हो, नियोक्ता हो या शोधकर्ता हो — अपने द्वारा ली जाने वाली किसी भी नियमित दवा के बारे में बताएं। यह अनुशंसा की जाती है कि आप प्रक्रिया से एक रात पहले अपने बालों को धो लें और उन पर कोई भी उत्पाद न लगाएं। परीक्षण से कम से कम 8 घंटे पहले किसी भी कैफीन वाले पेय या खाद्य पदार्थ के सेवन से बचें। यदि आपको EEG प्रक्रिया के दौरान सोना है, तो आपको एक रात पहले अपनी नींद सीमित करने का निर्देश दिया जा सकता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि परीक्षण के दौरान आपका मस्तिष्क ठीक से आराम कर सके।
EEG निगरानी
EEG प्रक्रिया के दौरान आपको कोई दर्द या परेशानी महसूस नहीं होगी। एक नैदानिक EEG प्रक्रिया के दौरान, आप एक बिस्तर पर या झुकी हुई कुर्सी पर लेटे होंगे और आपको अपनी आँखें बंद करने का निर्देश दिया जाएगा। एक EEG तकनीशियन आपके सिर को मापता है और निशान लगाता है कि लेड्स कहाँ लगानी हैं।
जब परीक्षण शुरू होता है, तो इलेक्ट्रोड आपकी मस्तिष्क तरंगों को रिकॉर्ड करते हैं और उस गतिविधि को एक रिकॉर्डिंग मशीन में भेजते हैं। फिर EEG मशीन व्याख्या के लिए डेटा को तरंग पैटर्न में बदल देती है। रिकॉर्डिंग समाप्त होने के बाद, तकनीशियन आपके स्कैल्प से इलेक्ट्रोड हटा देगा।
वैज्ञानिक या नैदानिक सेटिंग्स में नियमित EEG परीक्षणों को पूरा होने में 30-60 मिनट लगते हैं, जिसमें लगभग 20 मिनट का प्रारंभिक सेट-अप समय शामिल होता है। उपभोक्ता, व्यक्तिगत प्रदर्शन और कार्यस्थल अनुसंधान के लिए किए जाने वाले EEG परीक्षण परीक्षण के उद्देश्यों के आधार पर अवधि में कम या लंबे हो सकते हैं। Emotiv के वायरलेस EEG हेडसेट इन उपयोग के मामलों के लिए त्वरित सेट अप (पांच मिनट से भी कम) का समर्थन करते हैं।
प्रक्रिया के बाद किसी भी रिकवरी समय की आवश्यकता नहीं होनी चाहिए। यदि आपने परीक्षण के दौरान सोने के लिए कोई ऐसी दवा ली है जिससे उनींदापन हुआ है, तो परीक्षण प्रशासक सुविधा में तब तक प्रतीक्षा करने की सिफारिश कर सकता है जब तक कि उसका प्रभाव समाप्त न हो जाए या किसी के साथ घर जाने की व्यवस्था न कर ली जाए।
EEG परीक्षण के दुष्प्रभाव दुर्लभ हैं। इलेक्ट्रोड कोई संवेदना पैदा नहीं करते; वे केवल मस्तिष्क की गतिविधि को रिकॉर्ड करते हैं। मिर्गी से पीड़ित व्यक्तियों को प्रक्रिया के दौरान चमकती रोशनी जैसे उत्तेजनाओं से दौरा पड़ सकता है। EEG परीक्षण के दौरान दौरे से घबराने की कोई बात नहीं है — यह वास्तव में डॉक्टरों को मिर्गी के प्रकार का निदान करने और तदनुसार उपचार तैयार करने में मदद कर सकता है।
EEG व्याख्या और प्रक्रिया परिणाम
यदि आपको नैदानिक कारणों से EEG परीक्षण की सिफारिश की गई है, तो आपके परीक्षण के परिणामों की व्याख्या तंत्रिका तंत्र के विशेषज्ञ डॉक्टर द्वारा की जाएगी। न्यूरोलॉजिस्ट सामान्य और असामान्य मस्तिष्क पैटर्न के लिए रिकॉर्डिंग का अध्ययन करेगा। मस्तिष्क तरंगों के पैटर्न उनके तरंग रूप की विशेषताओं से बहुत आसानी से पहचाने जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक बर्स्ट सप्रेशन (burst suppression) पैटर्न, जो अक्सर कोमा या सामान्य संज्ञाहरण (एनेस्थीसिया) जैसी निष्क्रिय मस्तिष्क स्थितियों वाले रोगियों में देखा जाता है, समतलता की अवधि (दमन या सप्रेशन) के साथ बारी-बारी से आने वाले संक्षिप्त स्पाइक्स (बर्स्ट) को दिखाता है।
विभिन्न प्रकार की मिर्गी को विशिष्ट EEG पैटर्न द्वारा पहचाना जाता है। एक स्पाइक-वेव (spike-wave) पैटर्न — एक सामान्यीकृत, सममित (symmetrical) EEG पैटर्न — अक्सर एक अनुपस्थिति दौरे (absence seizure) के दौरान देखा जाता है, जहाँ एक व्यक्ति चेतना की क्षणिक हानि का अनुभव करता है। एक आंशिक फोकल दौरा (partial focal seizure), जिसमें दौरे की गतिविधि केवल मस्तिष्क के एक क्षेत्र को प्रभावित करती है, एक कम-वोल्टेज, तेज लय पैटर्न द्वारा पहचाने जाते हैं जो उस क्षेत्र से जुड़े EEG डेटा चैनल में दिखाई देता है।
न्यूरोलॉजिस्ट फिर उस डॉक्टर के पास EEG माप वापस भेजता है जिसने परीक्षण का आदेश दिया था। आपके डॉक्टर समीक्षा करने और आपके साथ परिणामों पर चर्चा करने के लिए एक अपॉइंटमेंट शेड्यूल कर सकते हैं। आपकी स्थिति के आधार पर, आपको अनुवर्ती कार्रवाई के रूप में EEG न्यूरोफीडबैक या बायोफीडबैक नामक सेवा की सिफारिश की जा सकती है। उदाहरण के लिए, ध्यान केंद्रित करने से जुड़ी मस्तिष्क तरंग पैटर्न को मजबूत करने की इच्छा रखने वाले लोग ADHD के लिए न्यूरोफीडबैक थेरेपी ले सकते हैं।
बायोफीडबैक थेरेपी विषयों को अनैच्छिक शारीरिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने में मदद करती है। उच्च रक्तचाप का अनुभव करने वाला कोई व्यक्ति अपनी त्वचा पर मौजूद इलेक्ट्रोड से डेटा प्राप्त करने वाले मॉनिटर पर अपनी शारीरिक माप देख सकता है। इस गतिविधि की निगरानी करने से विश्राम और मानसिक व्यायाम सीखने में मदद मिलती है जो लक्षणों को कम कर सकते हैं।
इसी तरह, न्यूरोफीडबैक मस्तिष्क को बेहतर ढंग से कार्य करने के लिए प्रशिक्षित करने हेतु EEG पर निर्भर करता है। इस प्रशिक्षण के दौरान, मरीज को एक EEG मशीन से जोड़ा जाता है और वह अपनी मस्तिष्क गतिविधि को लाइव देखता है। यह अक्सर एक प्रकार के वीडियो गेम जैसा दिखता है जहाँ रोगी अपनी मस्तिष्क गतिविधि को नियंत्रित करने के लिए अपने मस्तिष्क के साथ खेल खेल रहा होता है। रोगी मस्तिष्क की शिथिलता से जुड़ी मस्तिष्क आवृत्तियों में सुधार करने की कोशिश करता है, ठीक उसी तरह जैसे कोई एथलीट कमजोर मांसपेशी पर काम करता है। EEG न्यूरोफीडबैक की सिफारिश अक्सर मिर्गी, बाइपोलर डिसऑर्डर, ADHD और ऑटिज़्म जैसी स्थितियों के लिए की जाती है। जबकि यह इन विकारों में मदद कर सकता है, यह उन्हें पूरी तरह से ठीक नहीं कर सकता है।
विभिन्न प्रकार के EEG उपकरण
EEG मशीनें कुछ अलग-अलग पहनने योग्य EEG उपकरणों (wearable EEG devices) के रूप में आती हैं। उच्चतम स्तर पर नैदानिक (clinical) EEG उपकरणों (स्वास्थ्य सेवा और वैज्ञानिक अनुसंधान सेटिंग में उपयोग किए जाने वाले) और उपभोक्ता EEG उपकरणों (उपभोक्ता अनुसंधान, शैक्षणिक अनुसंधान और प्रदर्शन एवं कल्याण में उपयोग किए जाने वाले) के बीच अंतर होता है। नैदानिक उपकरणों के साथ, प्रतिभागी उपकरण पहनते समय हिल-डुल नहीं सकते हैं, और सिग्नल के विकृत होने से बचने के लिए अनुकूल और संरक्षित वातावरण में डेटा एकत्र करने की आवश्यकता होती है। उपभोक्ता EEG उपकरण जैसे कि Emotiv के वायरलेस हेडसेट उपयोगकर्ताओं को कहीं भी मस्तिष्क की गतिविधि की निगरानी करने की अनुमति देते हैं।
पहनने योग्य EEG उपकरणों के विभिन्न प्रकारों के बीच यह भिन्नता उन पेशेवरों की आवश्यकताओं का समर्थन करने के लिए आवश्यक है जो EEG सिस्टम का उपयोग करते हैं और जिन सेटिंग्स में डेटा एकत्र किया जाता है। उदाहरण के लिए, न्यूरोलॉजिस्ट और न्यूरोसाइंटिस्ट को अपने डेटा विश्लेषण करने के लिए अक्सर उपभोक्ता शोधकर्ता की तुलना में सेंसर के सघन घनत्व की आवश्यकता होती है। EEG इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के अलावा, विचार करने के लिए EEG प्रणालियों के बीच कुछ अन्य उल्लेखनीय भिन्नताएं हैं।
EEG कैप्स बनाम EEG हेडसेट्स
एक EEG कैप और एक EEG हेडसेट में क्या अंतर है? पहनने योग्य EEG उपकरणों के इन दो सबसे आम प्रकारों के बीच मुख्य अंतर इलेक्ट्रोड की संख्या में है। हेडसेट में आमतौर पर 5-20 इलेक्ट्रोड होते हैं। कैप अधिक सेंसर का समर्थन कर सकते हैं, क्योंकि उनके पास इलेक्ट्रोड लगाने के लिए बड़ा सतह क्षेत्र होता है। EEG कैप्स, जैसे कि Emotiv Epoc Flex लचीली ढंग से स्थिति निर्धारित करने के लिए चलने योग्य सेंसर प्रदान करते हैं। Emotiv Insight और Epoc X हेडसेट में सेंसर विन्यास स्थिर (fixed) होता है।
Epoc Flex
जेल या सेलाइन सेंसर
EPOC+ और Epoc X
सेलाइन सेंसर
गीले बनाम सूखे EEG इलेक्ट्रोड
EEG उपकरण मुख्य रूप से गीले या सूखे इलेक्ट्रोड का उपयोग करते हैं। इलेक्ट्रोड का एक नवनिर्मित रूप है जिसे "टैटू इलेक्ट्रोड" कहा जाता है, जो कि अस्थायी टैटू की तरह लगाए जाने वाले मुद्रित इलेक्ट्रोड होते हैं। गीले इलेक्ट्रोड बेहतर डेटा सटीकता की अनुमति देते हैं क्योंकि वे स्कैल्प के साथ बेहतर संपर्क के लिए चिपकने वाले जेल का उपयोग करते हैं। गीले इलेक्ट्रोड का उपयोग ज्यादातर नैदानिक और अनुसंधान सेटिंग्स में किया जाता है। सूखे इलेक्ट्रोड को चिपकने वाले जेल की आवश्यकता नहीं होती है। सूखे इलेक्ट्रोड वाले EEG उपकरणों का उपयोग अक्सर EEG उपभोक्ता अनुसंधान में किया जाता है, क्योंकि वे त्वरित सेटअप समय की अनुमति देते हैं। शोधकर्ता लगातार गीले बनाम सूखे EEG इलेक्ट्रोड के फायदे और नुकसान की तुलना कर रहे हैं।
वायर्ड बनाम वायरलेस EEG उपकरण
EEG के शुरुआती दौर में मरीजों को क्लिनिकल सेटिंग में EEG मशीन से जोड़कर रखना पड़ता था। अब, वायरलेस EEG परीक्षण संभव हैं, क्योंकि EEG सिग्नलों को डिजिटल किया जा सकता है और रिकॉर्डिंग मशीन जैसे कि स्मार्टफोन, कंप्यूटर या क्लाउड पर भेजा जा सकता है। पोर्टेबल EEG का उपयोग करके विभिन्न वातावरणों में परीक्षण किए जा सकते हैं। आप एक ऐसा प्रयोग कर सकते हैं जहाँ विषय वायरलेस EEG हेडसेट पहनकर पार्क में घूमते हैं, और आपके विषय की गतिविधि केवल डेटा ट्रांसमिशन रेंज द्वारा सीमित होगी। यदि आपको चमकती रोशनी जैसी उत्तेजना देने के लिए परीक्षण वातावरण को नियंत्रित करने की आवश्यकता है, तो आप एक क्लिनिकल सेटिंग चुन सकते हैं — जिस मामले में, वायर्ड EEG मशीन का उपयोग करने की कोई सीमा नहीं है।
वायर्ड EEG हेडसेट
केबल कनेक्शन
वायरलेस Emotiv EEG हेडसेट
ब्लूटूथ वायरलेस तकनीक
EEG माप बनाम अन्य मस्तिष्क माप तकनीकें
EEG माप का लाभ यह है कि यह हमारे पास उपलब्ध मस्तिष्क गतिविधि का सबसे कम आक्रामक माप है, और प्रासंगिक संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं के दौरान बहुत सारी मात्रात्मक जानकारी प्रदान करता है। मस्तिष्क के कार्य का अध्ययन करने के अन्य तरीकों में शामिल हैं:
फंक्शनल मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिस (fMRI)
मैग्नेटोएन्सेफलोग्राफी (MEG)
न्यूक्लियर मैग्नेटिक रेजोनेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी (NMR या MRS)
इलेक्ट्रोकॉर्टिकोग्राफी
सिंगल-फोटॉन एमिशन कम्प्यूटेड टोमोग्राफी (SPECT)
पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (PET)
नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (NIRS)
इवेंट-रिलेटेड ऑप्टिकल सिग्नल (EROS)
EEG के लाभ
EEG की अपेक्षाकृत कम स्थानिक संवेदनशीलता (spatial sensitivity) के बावजूद, यह पहले से सूचीबद्ध कुछ मस्तिष्क इमेजिंग और मस्तिष्क अनुसंधान तकनीकों पर कई लाभों का दावा करता है:
fMRI की तुलना में EEG का टेम्पोरल रेजोल्यूशन (temporal resolution) बहुत अधिक है। यह मस्तिष्क की तीव्र प्रतिक्रियाओं को पकड़ सकता है जो मिलीसेकंड की गति से होती हैं, जिससे यह मस्तिष्क में और पर्यावरण में होने वाली घटनाओं को सटीक रूप से सिंक करने की अनुमति देता है। नैदानिक और अनुसंधान सेटिंग्स में EEG को 250 और 2000 Hz के बीच नमूना दरों (sampling rates) पर रिकॉर्ड किया जाता है। अधिक आधुनिक EEG डेटा संग्रह प्रणालियाँ यदि चाहें तो 20,000 Hz से अधिक की नमूना दरों पर रिकॉर्ड कर सकती हैं।
काफी कम हार्डवेयर लागत और स्वामित्व की कुल लागत (TCO)।
EEG डेटा गैर-आक्रामक रूप से एकत्र किया जाता है, इलेक्ट्रोकॉर्टिकोग्राफी के विपरीत, जिसमें इलेक्ट्रोड को सीधे मस्तिष्क की सतह पर रखने के लिए न्यूरोसर्जरी की आवश्यकता होती है।
fMRI, SPECT, PET, MRS या MEG की तुलना में मोबाइल EEG सेंसर का अधिक स्थानों पर उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि ये तकनीकें भारी, महंगी और स्थिर उपकरणों पर निर्भर करती हैं।
EEG मूक है, जिससे श्रवण उत्तेजनाओं के प्रति प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने की अनुमति मिलती है।
fMRI और MRI की तुलना में, EEG मशीन के आसपास कोई शारीरिक खतरा नहीं होता है। fMRI और MRI शक्तिशाली चुंबक हैं जो पेसमेकर जैसे धातु के उपकरण वाले रोगियों द्वारा उपयोग को रोकते हैं।
fMRI, PET, MRS और SPECT क्लॉस्ट्रोफोबिया (बंद स्थानों का डर) को बढ़ा सकते हैं जो परीक्षण के परिणामों को खराब कर सकते हैं। EEG क्लॉस्ट्रोफोबिया को प्रेरित नहीं करता है क्योंकि विषय किसी छोटी सी जगह तक सीमित नहीं होते हैं।
अधिकांश अन्य न्यूरोइमेजिंग तकनीकों के विपरीत, उपभोक्ता EEG स्कैन परीक्षण के दौरान अधिक विषय की हलचल की अनुमति देते हैं।
पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी के विपरीत EEG में रेडियोलिगैंड्स का संपर्क शामिल नहीं होता है, या MRI या fMRI की तरह उच्च स्तरीय चुंबकीय क्षेत्र शामिल नहीं होते हैं।
EEG में उच्च तीव्रता (>1 टेस्ला) चुंबकीय क्षेत्रों का संपर्क शामिल नहीं होता है।
व्यवहारिक परीक्षण विधियों की तुलना में, EEG गुप्त प्रसंस्करण (ऐसी प्रसंस्करण जिसके लिए प्रतिक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है) का पता लगा सकता है। इस तकनीक का उपयोग उन विषयों में भी किया जाता है जो मोटर प्रतिक्रिया करने में असमर्थ हैं।
उपभोक्ताओं के उपयोग के लिए EEG की प्रवेश बाधा कम है, इसलिए यह दैनिक जीवन की विभिन्न गतिविधियों के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि को ट्रैक और रिकॉर्ड करने का एक शक्तिशाली साधन है, जो इसे असीमित अनुप्रयोगों के योग्य बनाता है।
EEG नींद विश्लेषण मस्तिष्क के विकास के समय के महत्वपूर्ण पहलुओं का संकेत दे सकता है, जिसमें किशोर मस्तिष्क की परिपक्वता का मूल्यांकन करना शामिल है।
fMRI में उपयोग की जाने वाली BOLD (रक्त-ऑक्सीजन-स्तर-निर्भर) इमेजिंग की तुलना में EEG के साथ बिल्कुल कौन सा सिग्नल मापा जाता है, इसकी बेहतर समझ है।
EEG गेम्स
EEG तकनीक को चिकित्सा और मनोरंजन दोनों उद्देश्यों के लिए गेमिंग की दुनिया में अपनाया गया है। कंपनियाँ VR, AR और BCI में वीडियो गेम के साथ बातचीत करने के तरीके प्रदान करने के लिए EEG का उपयोग कर रही हैं। EEG मशीनें सिग्नल का पता लगाती हैं और सॉफ़्टवेयर में एल्गोरिदम स्क्रीन पर आपके अवतार को नियंत्रित करने के लिए आपकी मस्तिष्क तरंगों की व्याख्या करते हैं।
Emotiv का EPOC हेडसेट पहला हाई-फिडेलिटी ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस (BCI) है जो सचेत और अचेतन विचारों और भावनाओं की निगरानी और व्याख्या कर सकता है। BCI 30 विभिन्न भावों, भावनाओं और क्रियाओं की जटिल मस्तिष्क तरंगों का पता लगा सकता है। यह खोज मशीन लर्निंग के माध्यम से हासिल की जाती है। मशीन लर्निंग एल्गोरिदम को मस्तिष्क के उन पैटर्नों को पहचानने के लिए प्रशिक्षित किया गया है जो तब होते हैं जब प्रतिभागी विभिन्न भावों, भावनाओं और क्रियाओं को संसाधित करता है।
जब एल्गोरिदम अपने डेटा सेट में EEG मस्तिष्क तरंग को पकड़ते हैं, तो BCI पैटर्न को भौतिक या डिजिटल कमांड के साथ जोड़ सकता है। उदाहरण के लिए, "पुश!" जैसे ट्रिगर शब्द को सोचने से आपका अवतार किसी वस्तु को उनके रास्ते से हटा देगा।
TechCrunch TV: EEG का उपयोग करके मन नियंत्रित उपकरण और बहुत कुछ
EEG उपयोग के मामले
EEG माप के कई आधुनिक अनुप्रयोग हैं। कुछ उल्लेखनीय EEG उपयोग के मामलों में शामिल हैं:
तंत्रिका विज्ञान (Neuroscience)
मस्तिष्क शिक्षा कार्यक्रम
न्यूरोमार्केटिंग
नींद का अध्ययन
ब्रेन कंप्यूटर इंटरफ़ेस (BCI)
संज्ञानात्मक प्रदर्शन
स्व-मात्राकरण
भावनात्मक स्थितियाँ
ADHD थेरेपी
न्यूरोलॉजिकल विकार
मस्तिष्क तरंग मनोरंजन (entrainment)
संज्ञानात्मक व्यवहार थेरेपी
न्यूरोइन्फॉर्मेटिक्स
ब्रेनवेव गेमिंग
AR और VR पूरक
डिस्फेगिया और मनोभ्रंश (डिमेंशिया)
स्ट्रोक पुनर्वास
कार्यशील स्मृति परीक्षण (N-back)
नोट: यह EEG के बारे में केवल सामान्य जानकारी है। Emotiv उत्पादों का उद्देश्य केवल अनुसंधान अनुप्रयोगों और व्यक्तिगत उपयोग के लिए है। हमारे उत्पाद यूरोपीय संघ के निर्देश 93/42/EEC में परिभाषित चिकित्सा उपकरणों के रूप में नहीं बेचे जाते हैं। हमारे उत्पाद बीमारी के निदान या उपचार के लिए डिज़ाइन या लक्षित नहीं हैं।
