Ketika bekerja dengan sistem EEG Flex 2.0 dari EMOTIV, satu detail teknis kunci sering menimbulkan pertanyaan: data awalnya diambil pada 2048 Hz tetapi kemudian diturunkan untuk transmisi menjadi 128 atau 256 Hz. Mengapa ini terjadi? Dan bagaimana hal itu mempengaruhi kualitas data — terutama dalam skenario dunia nyata seperti eksperimen tugas motorik?

Mari kita menjelajahi alasan di balik keputusan desain penting ini.

Masalah: Gangguan dari Saluran Listrik

Salah satu tantangan terbesar dalam sistem EEG bergerak adalah interferensi elektromagnetik dari lingkungan — terutama dari saluran listrik dan pencahayaan buatan. Sistem ini memancarkan energi terutama pada frekuensi dasar saluran listrik (baik 50Hz atau 60Hz, tergantung daerahnya), tetapi tidak secara eksklusif.

Karena sifat arus yang tidak sinusoidal dalam sistem listrik, energi yang signifikan juga dipancarkan pada frekuensi harmonik — misalnya, 100Hz, 150Hz, 200Hz, dan seterusnya. Harmonik ini dapat tumpang tindih dan mendistorsi sinyal otak yang sebenarnya selama pengumpulan data, menghadirkan tantangan serius untuk analisis EEG yang akurat.

Mengapa Sampling 2048 Hz?

Untuk mengatasi ini, Flex 2.0 mengambil sampel semua saluran EEG pada frekuensi tinggi 2048 Hz. Tingkat pengambilan sampel yang tinggi ini memberikan rentang tanpa alias yang luas (hingga 1024 Hz, menurut teorema Nyquist) yang mempertahankan sinyal otak yang sebenarnya dan sumber noise di posisi spektral aslinya. Dengan kata lain, kami mendapatkan versi sinyal yang bersih dan penuh fidelitas sebelum pemrosesan terjadi.

Peran Penyaringan

Setelah sinyal ditangkap pada 2048 Hz, EMOTIV menerapkan filter digital low-pass dengan cutoff 43 Hz. Ini secara efektif menghilangkan sebagian besar noise frekuensi tinggi, termasuk artefak otot dan sinyal non-serebral lainnya yang biasanya tidak berguna dalam penelitian EEG. Selain itu, filter notch telah dibangun pada 50 Hz dan 60 Hz untuk secara langsung menekan noise saluran dari sistem listrik, memastikan sinyal yang tersisa bersih dan dapat digunakan.

Mengapa menurunkan sampel?

Setelah penyaringan, sinyal EEG diturunkan ke 128 Hz atau 256 Hz, sesuai yang dipilih oleh pengguna. Ini memiliki tiga tujuan utama:

1. Prevensi Aliasing: Karena penyaringan dilakukan sebelum menurunkan, sinyal tidak lagi mengandung frekuensi di atas batas Nyquist yaitu 64 Hz (untuk sampling 128 Hz) atau 128 Hz (untuk 256 Hz). Ini menghilangkan risiko noise frekuensi tinggi melipat kembali ke dalam band EEG frekuensi rendah — fenomena yang dikenal sebagai aliasing.

2. Transmisi yang Efisien: Mengirimkan data EEG mentah secara nirkabel pada 2048 Hz akan sangat tidak efisien dan memerlukan bandwidth yang besar. Menurunkan sampel secara drastis mengurangi jumlah data yang ditransmisikan — dengan faktor 8x atau 4x — sehingga menghasilkan masa pakai baterai yang lebih lama dan kinerja nirkabel yang lebih stabil.

3. Keberlangsungan Fidelity EEG: Sinyal EEG yang menarik (seperti Alpha, Theta, Beta, dan bahkan Gamma rendah) biasanya terjadi jauh di bawah 43 Hz. Itu berarti pengambilan sampel pada 128 atau 256 Hz lebih dari cukup untuk menangkap pola gelombang otak ini dengan akurasi tinggi.
   
   
   

Aplikasi Dunia Nyata dalam Tugas Motorik

Dalam eksperimen yang melibatkan fungsi motorik, perhatian, atau pengambilan keputusan, frekuensi yang dicari umumnya tetap di bawah 40 Hz. Oleh karena itu, menurunkan sampel menjadi 128 Hz atau 256 Hz tidak menurunkan kualitas atau kegunaan data EEG untuk penelitian perilaku dunia nyata.

Pengambilan sampel frekuensi tinggi awal dan penyaringan yang ketat memastikan bahwa sinyal bersih dan tepat — dan data yang diturunkan tetap mempertahankan kualitas itu untuk analisis waktu nyata atau pasca-hoc yang efektif.

Ringkasan

Keputusan EMOTIV untuk mengambil sampel sinyal EEG pada 2048 Hz dan kemudian menurunkannya adalah pendekatan yang disengaja dan secara teknis sah yang dirancang untuk menyeimbangkan kualitas data dengan efisiensi daya dan kinerja nirkabel. Dengan mengatasi masalah noise lingkungan di tingkat perangkat keras dan preprocessing, Flex 2.0 memastikan peneliti menerima data berkualitas tinggi yang dioptimalkan untuk aplikasi EEG dunia nyata.

Apakah Anda mempelajari perilaku motorik, beban kognitif, atau kondisi emosional, Anda dapat mempercayai bahwa EEG yang diturunkan dari Flex 2.0 EMOTIV telah dirancang untuk akurasi dan kegunaan.