***免責事項 - EMOTIV製品は研究用途および個人使用のみを目的としています。当社の製品はEU指令93/42/EECで定義される医療機器として販売されていません。当社の製品は病気の診断や治療に使用するために設計または意図されていません。
EEGの定義
EEGは「脳波計測」を指し、脳の電気的活動を記録するための電気生理学的プロセスです。EEGは脳によって生成される電気的活動の変化を測定します。電圧の変化はニューロンと呼ばれる脳細胞の内外でのイオン流から来ています。
EEGとは何ですか？
EEGテストは脳の電気活動を評価します。EEGスキャンは、EEGセンサー — EEG電極と呼ばれる小さな金属ディスク — を頭皮に置くことによって行われます。これらの電極が脳内の電気的活動をキャッチし記録します。収集されたEEG信号は増幅され、デジタル化され、コンピュータやモバイルデバイスに送信され、保存およびデータ処理が行われます。
EEGデータを解析することは、認知プロセスを研究するための優れた方法です。これにより、医師が医学的診断を確立し、研究者が人間の行動の根底にある脳のプロセスを理解し、個人が生産性や健康を向上させる手助けをすることができます。
EEGはどのように機能しますか？
脳内の数十億の細胞は、脳波と呼ばれる非線形パターンを形成する非常に小さな電気信号を生成します。EEG機器は、EEGテスト中に脳の外層である皮質の電気的活動を測定します。EEGセンサーは参加者の頭に配置され、その後、電極が非侵襲的に被験者の脳波を検出します。
EEGセンサーは、1秒間に脳内で生成された電気活動の数千のスナップショットを記録できます。記録された脳波は増幅され、その後データ処理のためにコンピュータまたはクラウドに送信されます。増幅された信号は、波状の線に似ており、コンピュータ、モバイルデバイス、またはクラウドデータベースに記録されることがあります。
クラウドコンピューティングソフトウェアは、EEGデータ処理において重要な革新と見なされており、スケールでのリアルタイム分析を可能にします — EEG測定の初期段階では、波は単にグラフ用紙に記録されていました。学術および商業研究におけるEEGシステムは、データを時系列として、または電圧の連続した流れとして表示します。
グラフ用紙に記録されたEEG波
デジタルで記録されたEEG波
現代の脳視覚化ソフトウェアのEEG波
脳の電気活動をマッピングするためには、脳の表面にあるさまざまな皮質構造からの信号を取得することが重要です。
現代の脳視覚化の時系列グラフのEEG波
EEGが測定する脳波の種類
EEGデバイスの電極は、さまざまなEEG周波数で表現された電気的活動をキャッチします。ファストフーリエ変換（FFT）と呼ばれるアルゴリズムを使用することで、これらの生のEEG信号は異なる周波数を持つ異なる波として特定されることがあります。周波数は電気的振動の速さを指し、毎秒サイクルで測定されます — 1ヘルツ（Hz）は1秒間の1サイクルに相当します。脳波は、周波数によって4つの主なタイプにカテゴライズされます：ベータ、アルファ、シータ、デルタ。
以下の段落では、4つの主な脳周波数に関連付けられた機能のいくつかについて説明します。これらの機能は、異なる脳周波数に関連付けられていることが見出されただけで、周波数帯域と脳の特定の機能の間に一対一の線形対応はありません。
ベータ波（周波数範囲14 Hzから約30 Hz）
ベータ波は、意識があるか、目覚めて注意深く警戒な状態と最も密接に関連しています。低振幅のベータ波は、積極的な集中、または忙しいまたは不安な心の状態に関連しています。ベータ波は運動の決定（動きの抑制および動きの感覚フィードバック）とも関連しています。EEGデバイスで測定すると、信号はしばしばEEGベータ波と呼ばれます。
アルファ波（周波数範囲7 Hzから13 Hz）
アルファ波は、リラックスした、穏やかで、明晰な精神状態にしばしば関連付けられます。アルファ波は脳の後頭部および後部領域に見られます。アルファ波は、目を閉じてリラックスすることによって誘導され、思考、メンタル計算、問題解決のような強度の高い認知プロセス中にはめったに存在しません。ほとんどの大人の場合、アルファ波の周波数範囲は9 Hzから11 Hzです。EEGデバイスで測定すると、これらはしばしばEEGアルファ波と呼ばれます。
シータ波（周波数範囲4 Hzから7 Hz）
脳の活動が4 Hzから7 Hzの周波数範囲にあるものはシータ活動と呼ばれます。EEG測定で検出されるシータリズムは、特に青年成人の側頭部で見られます。年配の個人では、振幅が約30ミリボルト（mV）を超えるシータ活動は、眠気の間を除いてあまり一般的に見られません。EEGデバイスで測定すると、これらはしばしばEEGシータ波と呼ばれます。
デルタ波（周波数範囲4 Hz以下）
デルタ活動は主に乳児に見られます。デルタ波は、年配者の深い睡眠ステージに関連しています。デルタ波は、欠神発作を伴う患者において発作の間に記録されています。デルタ波は、低周波（約3 Hz）、高振幅波として特徴付けられます。デルタリズムは目覚めているときにも存在することがあり、目を開けることに反応し、さらに過換気によって強化されることがあります。EEGデバイスで測定すると、これらはしばしばEEGデルタ波と呼ばれます。
EEG波を使用して脳の働きを理解する
EEGは何を示しますか？
あなたの脳は、睡眠中でさえ常に情報を吸収し処理しています。これらすべての活動は、EEGセンサーがキャッチする電気信号を生成します。これにより、動きや顔の表情などの目に見えない行動反応がない場合でも、脳の活動の変化をキャッチできます。
EEGモニターは、あなたの脳が生成する電気の変化を測定しますが、思考や感情は測定しません。脳に電気を送ることはありません。
脳の主要な皮質での活動を検出することは、高品質のEEGデータを得るために重要です。結果は、外部刺激によって影響を受ける感情的な状態を評価するための代用となります。
EEGの簡単な歴史
脳内の電気活動の現象に関する研究は、1875年にさかのぼり、医師リチャード・ケイソンが英国医学ジャーナルにてウサギやサルでの実験結果を発表しました。
1890年、アドルフ・ベックは犬とウサギの脳の表面に直接電極を置き、感覚刺激を確認するための実験を行いました。彼は、変動する電気的脳活動の観察を通じて脳波の発見に至り、EEGは科学の分野となりました。
ドイツの生理学者および精神科医であるハンス・ベルガーは、1924年に人間のEEG脳波を最初に記録したことが評価されています。ベルガーは、EEG信号を記録する装置である脳波計を発明しました。著者デビッド・ミレットは、彼の著書「EEGの起源」で、この発明を「臨床神経学の歴史における最も驚くべき、注目すべき、画期的な発展の一つである」と述べました。
最初の人間のEEG記録は1924年にハンス・ベルガーによって取得されました。上段の信号はEEGで、下段は10 Hzのタイミング信号です。
人間の脳波を初めて記録したハンス・ベルガー。
臨床脳波計測の分野は1935年に始まりました。この分野は、神経科学者フレデリック・ギブス、ハロウェル・デイビス、ウィリアム・レノックスが癲癇発作とその関係の研究から生まれました。ギブス氏と科学者ハーバート・ジャスパーは、発作の間に見られるインターバルスパイクが癲癇の独特なサインであることを結論づけました。最初のEEGラボは1936年にマサチューセッツ総合病院で開設されました。
1947年、アメリカEEG学会（現在のアメリカ臨床神経生理学会）が設立され、最初の国際EEG大会が開催されました。
1950年代には、ウィリアム・グレイ・ウォルターがEEGトポグラフィーを開発しました。これはEEGの補完機能であり、脳の表面全体にわたる電気的活動のマッピングを可能にしました。これは1980年代に人気を博しましたが、メインストリームの神経学には採用されませんでした。
スティーヴォ・ボジノフスキー、リリャナ・ボジノフスカ、ミハイル・セスタコフは、1988年にEEG機械を用いて物理オブジェクトの制御を最初に達成した科学者です。2011年、テクノロジー起業家タン・レとDr. ジェフ・マッケラーがEMOTIV社を設立し、EEGが消費者市場に登場しました。
EEG技術（ヘッドセットやキャップなど）はBCI（脳-コンピュータインターフェース）の構成要素です。BCIはHMI（ヒューマン・マシン・インターフェース）、MMI（マインド・マシン・インターフェース）、BMI（脳・機械インターフェース）、DNI（ダイレクト・ニューロ・インターフェース）とも呼ばれ、DNIは脳や神経系の他の部分から信号をデコードできます。BCIは認知パフォーマンスを追跡し、トレーニングされたメンタルコマンドによる仮想および物理オブジェクトの制御を目指しています。
2017年、四肢麻痺のレーサーであるロドリゴ・ヒュブナー・メンデスは、EMOTIV EEGヘッドセットを使用して脳波のみで初めてF1カーを運転した人物となりました。
EEGは何に使われますか？
パフォーマンスとウェルネス
アスリート、バイオハッカー、および興味のある消費者は、EEGを使用して、日常のステップ数を追跡するのと同じように自分の脳活動を“追跡”することができます。EEGは、注意力や気が散ること、ストレス、認知負荷（その瞬間に作業記憶に課せられる脳の精神活動の総能力）などの認知機能を測定します。これらの発見は、脳が日常の出来事にどのように反応するかに関する貴重な洞察を提供します。EEGデータは、ストレスを軽減し、集中力を向上させるか、または瞑想を強化するための科学的に情報に基づいた戦略を設計するために使用できるフィードバックを提供します。
消費者調査
EEGデータは消費者洞察を得るための強力な検索ツールとなることができます。脳の反応は、消費者が実際に注意を向けていることと、自分が好んだり気にかけていることとの間のギャップを測定するためにEEGが使用されているため、前例のない消費者フィードバックを提供します。EEGをアイ・トラッキング、顔の表情分析、心拍測定などの他の生体センサーと組み合わせることで、企業に顧客行動を完全に理解することができます。消費者反応を研究するためにEEGのような神経技術を使用することは、神経マーケティングと呼ばれます。
ヘルスケア
EEGテストは制御された手続きの間の脳の活動を示すため、その結果はさまざまな脳障害を診断するために使われる情報を含むことがあります。異常なEEGデータは、規則的でない脳波として表示されます。異常なEEGデータは、脳機能不全、頭部外傷、睡眠障害、記憶問題、脳腫瘍、脳卒中、認知症、てんかんのような発作障害およびさまざまな他の状態の兆候を示すことがあります。所望の診断に応じて、医師は時々EEGを認知テスト、脳活動モニタリングおよび神経画像技術と組み合わせます。
発作診断
EEGテストは、発作活動を経験している患者にしばしば推奨されます。この場合、医師は外来EEGを実施することがあります。外来EEGは最大72時間連続で記録される一方で、従来のEEGは1〜2時間の間続きます。患者は自宅でEEGヘッドセットを装着し、自由に動き回ることが許可されています。記録の延長は異常な脳活動を記録する可能性を高めます。そのため、外来EEGはてんかん（EEGてんかん）、発作障害、または睡眠障害の診断によく使用されます。
睡眠障害のための睡眠研究
EEG睡眠研究または「ポリソモノグラフィー」テストは、脳スキャンを行うほかに、体の活動を測定します。EEG技術者は、夜間の手続き中に心拍数、呼吸、および血液中の酸素レベルを監視します。ポリソモノグラフィーは主に医療研究や睡眠障害の診断テストとして使用されます。
定量神経科学
EEGは脳の外部層（皮質）の電気活動を測定するため、頭皮から脳波をキャッチすることができます。他の脳モニタリング技術からのデータとEEG脳テストを組み合わせることにより、研究者は脳内および身体内で発生している複雑な相互作用に関する新たな洞察を得ることができます。
定量的脳波計測（qEEG）が実現しようとしているのはまさにそれです。定量的EEGは、従来のEEGのように脳波を記録します。機械学習を使用し、qEEGはあなたの脳波を同じ性別・年齢の脳機能不全のない個人の脳波と比較します。qEEGプロセスは、定量的比較を通じて脳の「マップ」を作成します。このプロセスは、定量計算神経科学と呼ばれる神経科学のサブディシプリンで一般的に行われます。
EEG電極の配置は、成功したqEEGの重要な部分です。従来のEEGリード配置は、電極を頭皮に取り付けるための国際的な標準である10-20システムに従っています。「10-20」とは、EEGリードの間の距離が頭蓋骨全体の距離の10％または20％であることを指します。
デバイスに取り付けられる電極の数は様々で、いくつかのEEG記録システムは256の電極を持つことがあります。qEEGの記録は19センサーキャップを使用して、頭皮の全19地区からデータを取得します。EEGリードは設置された場所から信号を増幅するため、qEEG脳マッピングを獲得することで観察された機能不全の原因を脳レベルで特定できます。
学術研究
異常なEEG結果だけがEEGテストから得られる価値のある情報ではありません。多くの研究者は正常なEEGを研究に使用しており、1957年のREM睡眠中の脳活動に関する画期的な研究が含まれています。
EEGが測定する脳波の種類に関するセクションで紹介されているように、EEG記録を研究することで、脳信号に含まれるさまざまな周波数が明らかになります。これらの周波数は、異なる注意力や認知状態を反映しています。たとえば、研究者は瞑想中の神経学的反応を調査する際に（EEG瞑想）意識的注意と関連付けられていることが多いガンマ帯の活動を監視してきました。
ガンマ帯活動は、精神的または肉体的パフォーマンスのピークに関連しています。被験者がEEGデバイスを装着して深い瞑想を実践している実験は、ガンマ波が意識的な経験や超越的な精神状態と関連しているという理論を生み出しました。しかし、ガンマ帯活動に関連する認知機能が何であるかについて、学術研究者の間で合意は得られていません。
研究者は、収集した脳データの豊富さを処理し、取り扱う方法を必要としています — そして、さまざまな機関とそれを共有できるようにする必要があります。「神経情報学」は、神経科学データのための計算ツールや数学モデルを提供する研究分野です。神経情報学は、データベースの整理、データの共有、データのモデリングのための技術を作成することを目指しています。これは、多様なデータに関わるものです。「神経科学」とは、神経系の科学的研究を広く定義したものです。神経科学のサブディシプリンの一つには、EEGのような神経画像手法を使用して脳と神経系のどの部分がどの認知プロセスの下にあるかを分析する認知心理学があります。
市場調査：EEGヘッドセットを使用して感情と認知状態を理解する
EEGテストプロセス
EEG手順の準備
EEGモニタリング、解釈、結果についての以下のセクションには、医療環境でEEGテストを受けるオーディエンスに関する情報が含まれています。テストの準備をする最良の方法は、常にテストを実施する関連者に具体的な準備指示を尋ねることです。準備のための指示は使用ケースによって異なることがあります — たとえば、消費者調査、学術研究、パフォーマンスとウェルネスのためのEEG記録では、被験者は横になるのではなく活発であることが求められる場合があります。
EMOTIVのような企業は、テストの実施、処理、解釈をより速く便利にするEEG技術の進歩を先導してきました。EMOTIVのモバイルおよびワイヤレスEEGヘッドセットは、5分以内にセットアップ可能で、参加者はテスト施設に閉じ込められることなく自由に移動できます。
EEGテストの前に、テストを実施する専門家に — 医師、雇用者、研究者など — 日常的に服用している薬についても知らせておくことをお勧めします。その前の夜に髪を洗うこと、また製品を使わずに髪を自由にしておくことが推奨されます。テストの8時間前にはカフェインを飲んだり食べたりしないでください。EEG手順中に眠る必要がある場合は、テスト中に脳が正しくリラックスできるようにするために、前の晩の睡眠を制限するように指示されることがあります。
EEGモニタリング
EEG手順中は痛みや不快感を感じることはありません。臨床EEG手順中はベッドまたはリクライニングチェアに横たわり、目を閉じるように指示されます。EEG技術者があなたの頭を測定し、リードを適用する場所をマークします。
テストが始まると、電極があなたの脳波を記録し、その活動を記録機械に送信します。EEG機械はその後、データを解釈のための波形パターンに変換します。記録が終了すると、技術者が頭皮から電極を取り外します。
科学的または臨床的な環境での定期的なEEGテストは、初期セットアップ時間の約20分を含めて30〜60分で完了します。消費者、個人のパフォーマンス、職場研究のために行われるEEGテストは、テストの目的に応じて、より短いまたは長い場合があります。EMOTIVのワイヤレスEEGヘッドセットは、これらの使用例に対しても迅速なセットアップをサポートします（5分未満）。
手順後に回復時間は必要ありません。テスト中に寝るために、眠気を引き起こす薬を服用した場合は、その効果が切れるまでは施設で待っているか、誰かに自宅まで運転してもらうことを推奨される場合があります。
EEGテストの副作用はまれです。電極は感覚を生じさせず、脳の活動を記録するだけです。てんかんの人は、手順中のフラッシュライトなどの刺激により発作を起こすことがあります。EEGテスト中の発作は恐れるべきものではありません — 実際、医師がてんかんの種類を診断し、適切に治療を調整するのを助ける可能性があります。
EEGの解釈と結果
臨床的な理由でEEGテストを推奨された場合、あなたのテスト結果は神経系を専門とする医師によって解釈されます。神経科医は、通常パターンと異常パターンに対して記録を評価します。脳波パターンは、波形の特徴に基づいて非常に認識しやすくなります。たとえば、短いスパイク（バースト）が平坦な期間（サプレッション）と交互に観察されるバースト抑制パターンは、昏睡状態や全身麻酔などの脳が活動していない状態に見られることがよくあります。
異なる種類のてんかんは、特有のEEGパターンによって特徴付けられます。スパイク-ウェーブパターン — 一般的で対称的なEEGパターン — は、短い意識を失う欠神発作中にしばしば観察されます。部分焦点発作では、発作活動が脳の一部分だけに影響するため、関連するEEGデータチャンネルには低電圧の速いリズムパターンが見えます。
神経科医は、EEG測定を再度、テストを依頼した医師に送ります。あなたの医師はEEG画像を確認し、結果についてあなたと話すためのアポイントメントをスケジュールする場合があります。あなたの状態に応じて、次にEEGニューロフィードバックまたはバイオフィードバックと呼ばれるサービスが推奨されることがあるかもしれません。たとえば、集中力を高めるための脳波パターンを強化しようとする人は、ADHDのためのニューロフィードバック療法を行うかもしれません。
バイオフィードバック療法は、被験者が無意識の身体プロセスを制御するのを助けます。たとえば、高血圧を経験している被験者は、皮膚に取り付けた電極からデータを受信しているモニターで自分の身体的測定値を見ることができます。この活動を監視することにより、リラクゼーションやメンタルエクササイズを教えるのに役立ち、症状を軽減します。
同様に、ニューロフィードバックはEEGを利用して脳の機能を向上させる訓練です。この訓練中、患者はEEG機械に接続され、自分の脳の活動を目にしながらトレーニングを行います。これは、患者が自分の脳波を制御するために「演じる」ビデオゲームの一種に似ています。患者は、定期的な運動と同様に、脳機能不全に関連する脳波の周波数を改善しようとします。EEGニューロフィードバックは、てんかん、双極性障害、ADHD、自閉症などの状態に推奨されます。これらの障害を助けることができますが、治すことはできません。
さまざまな種類のEEGデバイス
EEG機器は、いくつかの異なるウェアラブルEEGデバイスの形で提供されます。最も高いレベルは、臨床EEGデバイス（医療および科学研究環境で使用されるもの）と消費者EEGデバイス（消費者調査、学術研究、パフォーマンス、ウェルネスで使用されるもの）の違いです。臨床機器では、参加者はデバイスを装着している間に動くことができず、データは信号の歪みを避けるために制御されたシールド環境内で収集する必要があります。EMOTIVのワイヤレスヘッドセットのような消費者EEGデバイスは、ユーザーがどこでも脳活動を監視することを可能にします。
異なる種類のウェアラブルEEGデバイスの変化は、EEGシステムを使用する専門家の要件やデータが収集される環境の要件をサポートするために必要です。たとえば、神経科医や神経科学者は、消費者研究者が必要とするよりもデータ分析を行うために、より高い密度のセンサーが必要です。EEG電極の配置の他にも、考慮すべきいくつかの顕著な変化があります。
EEGキャップ vs. EEGヘッドセット
EEGキャップとEEGヘッドセットの違いは何ですか？これら2つの最も一般的なウェアラブルEEGデバイスの間の主な違いは、電極の数にあります。ヘッドセットは通常5〜20の電極を使用します。キャップは、電極配置のための表面積が大きいため、より多くのセンサーをサポートできます。EEGキャップは、EMOTIV EPOC FLEXのような可動式センサーを提供します。EMOTIV INSIGHTおよびEPOC Xヘッドセットのセンサー構成は固定されています。
EPOC Flex
ゲルまたは生理食塩水センサー
EPOC+およびEPOC X
生理食塩水センサー
湿式 vs. 乾式EEG電極
EEGデバイスは主に湿式または乾式電極を使用します。最近開発された形の電極が「タトゥー電極」と呼ばれ、これは一時的なタトゥーのように適用される印刷された電極です。湿式電極は、頭皮との接触を良好にするための接着剤のゲルを使用しているため、より良いデータの精度を提供します。湿式電極は主に臨床および研究環境で使用されます。乾式電極は接着剤のゲルを必要としません。乾式電極を使用したEEGデバイスは、セットアップ時間が短いため、EEG消費者調査でよく使用されます。研究者は、湿式と乾式EEG電極の長所と短所を常に比較しています。
有線 vs. ワイヤレスEEGデバイス
EEGの初期段階では、患者は臨床環境のEEG機械に接続されました。現在のワイヤレスEEGテストは、EEG信号がデジタル化され、スマートフォン、コンピュータ、またはクラウドのような記録機器に送信されることが可能です。テストは、ポータブルEEGを使用して様々な環境で行うことができます。被験者がワイヤレスEEGヘッドセットを装着して公園を歩く実験を行うことができ、被験者の動きはデータ送信範囲に限定されます。フラッシュライトなどの刺激を管理するためにテスト環境を制御する必要がある場合は、臨床環境を選択することができ、その場合は有線EEG機械の使用には制限がありません。
有線EEGヘッドセット
ケーブル接続
ワイヤレスEMOTIV EEGヘッドセット
Bluetoothワイヤレス技術
EEG測定と他の脳測定技術との比較
EEG測定の利点は、脳活動の侵襲が最も少なく、関連する認知プロセスの間、多くの定量的情報を提供することです。脳機能を研究する他の方法には以下が含まれます：
機能的磁気共鳴画像法（fMRI）
磁気脳波計（MEG）
核磁気共鳴分光法（NMRまたはMRS）
脳皮質内電極計測
単一光子放射コンピュータトモグラフィー（SPECT）
陽電子放射トモグラフィー（PET）
近赤外分光法（NIRS）
事象関連光信号（EROS）
EEGの利点
相対的に低い空間感度のEEGにもかかわらず、いくつかの以前の脳イメージングおよび脳研究技術に対して多くの利点を主張します：
EEGはfMRIに比べて非常に高い時間的解像度を持ちます。ミリ秒の速度で発生する脳の迅速な反応を捉えることができるため、脳内および環境内の出来事を正確に同期させることができます。EEGは、臨床および研究環境で250〜2000 Hzのサンプリングレートで記録されます。最新のEEGデータ収集システムは、望まれれば20000 Hzを超えるサンプリングレートで記録できます。
ハードウェアコストおよび所有総コスト（TCO）が大幅に低い。
EEGデータは侵襲的ではない方法で集められ、脳の表面に直接電極を置くために神経外科手術が必要な脳皮質内電極のような方法とは異なります。
モバイルEEGセンサーは、fMRI、SPECT、PET、MRS、MEGが依存する重い、高価で動かせない機器に比べて多くの場所で使用できます。
EEGは無音であり、聴覚刺激への反応を研究することを可能にします。
fMRIおよびMRIに比べてEEG機械の周囲には物理的危険がありません。fMRIおよびMRIは強力な磁石であり、ペースメーカーなどの金属装置を持つ患者の使用を制限します。
fMRI、PET、MRS、SPECTは、狭所恐怖を悪化させ、テスト結果を腐敗させる可能性がありますが、EEGは狭い空間に制限されていないため、狭所恐怖を引き起こしません。
消費者EEGスキャンは、他のほとんどの神経イメージング技術とは異なり、テスト中の被験者の動きを許可します。
EEGは、陽電子放射トモグラフィーのように放射性リガンドへの暴露を伴わず、MRIやfMRIのように高レベルの磁場にも暴露しません。
EEGは、高強度（>1テスラ）磁場への暴露を伴いません。
行動テスト法に比べ、EEGはコーヴァートプロセッシングを検出できます（応答を必要としないプロセッシング）。この技術は、自発的な反応ができない被験者にも使用されます。
EEGは消費者使用に対する障壁が低く、日常生活のさまざまな活動中の脳活動を追跡および記録するための強力なツールです。
EEGの睡眠分析は、脳の発達のタイミングに関連する重要な側面を示すことができ、思春期の脳成熟を評価できます。
EEGで測定される信号は、fMRIで使用されるBOLD（血液酸素レベル依存）イメージングと比較して、正確に何を測定しているかがよりよく理解されています。
EEGゲーム
EEG技術は、医療および娯楽目的でゲームの世界に適応されています。企業は、EEGを使用してVR、AR、BCIのビデオゲームとのインタラクションの方法を提供しています。EEG機械は信号を検出し、ソフトウェア内のアルゴリズムは脳波を解釈して画面上のアバターを制御します。
EMOTIVのEPOCヘッドセットは、意識的および無意識的な思考や感情を監視し解釈することができる最初の高精度の脳-コンピュータインターフェース（BCI）です。BCIは、30種類の異なる表情、感情、動作の複雑な脳波を検出できます。この検出は、機械学習を通じて達成されます。機械学習アルゴリズムは、参加者がさまざまな表情、感情、動作を処理する間に発生する脳のパターンを認識するように訓練されています。
アルゴリズムがデータセット内でEEG脳波を検出すると、BCIはそのパターンを物理的またはデジタルなコマンドと関連付けることができます。たとえば、「押して！」というトリガーワードを考えると、アバターが物体を自分の道から押し出すことができます。
TechCrunch TV：EEGを使用したマインドコントロールデバイスなど
EEGユースケース
EEG測定には多くの現代の応用があります。いくつかの注目すべきEEGユースケースには、以下が含まれます：
神経科学
脳教育プログラム
神経マーケティング
睡眠研究
脳-コンピュータインターフェース（BCI）
認知パフォーマンス
自己定量化
感情状態
ADHD療法
神経障害
脳波のエントレインメント
認知行動療法
神経情報学
脳波ゲーム
AR & VRの補完
摂食障害と認知症
脳卒中リハビリテーション
作業メモリテスト（Nバック）
注意：これはEEGに関する一般情報です。EMOTIV製品は研究用途および個人使用のみを目的としています。当社の製品はEU指令93/42/EECで定義される医療機器として販売されていません。当社の製品は病気の診断や治療に使用するために設計または意図されていません。
***免責事項 - EMOTIV製品は研究用途および個人使用のみを目的としています。当社の製品はEU指令93/42/EECで定義される医療機器として販売されていません。当社の製品は病気の診断や治療に使用するために設計または意図されていません。
EEGの定義
EEGは「脳波計測」を指し、脳の電気的活動を記録するための電気生理学的プロセスです。EEGは脳によって生成される電気的活動の変化を測定します。電圧の変化はニューロンと呼ばれる脳細胞の内外でのイオン流から来ています。
EEGとは何ですか？
EEGテストは脳の電気活動を評価します。EEGスキャンは、EEGセンサー — EEG電極と呼ばれる小さな金属ディスク — を頭皮に置くことによって行われます。これらの電極が脳内の電気的活動をキャッチし記録します。収集されたEEG信号は増幅され、デジタル化され、コンピュータやモバイルデバイスに送信され、保存およびデータ処理が行われます。
EEGデータを解析することは、認知プロセスを研究するための優れた方法です。これにより、医師が医学的診断を確立し、研究者が人間の行動の根底にある脳のプロセスを理解し、個人が生産性や健康を向上させる手助けをすることができます。
EEGはどのように機能しますか？
脳内の数十億の細胞は、脳波と呼ばれる非線形パターンを形成する非常に小さな電気信号を生成します。EEG機器は、EEGテスト中に脳の外層である皮質の電気的活動を測定します。EEGセンサーは参加者の頭に配置され、その後、電極が非侵襲的に被験者の脳波を検出します。
EEGセンサーは、1秒間に脳内で生成された電気活動の数千のスナップショットを記録できます。記録された脳波は増幅され、その後データ処理のためにコンピュータまたはクラウドに送信されます。増幅された信号は、波状の線に似ており、コンピュータ、モバイルデバイス、またはクラウドデータベースに記録されることがあります。
クラウドコンピューティングソフトウェアは、EEGデータ処理において重要な革新と見なされており、スケールでのリアルタイム分析を可能にします — EEG測定の初期段階では、波は単にグラフ用紙に記録されていました。学術および商業研究におけるEEGシステムは、データを時系列として、または電圧の連続した流れとして表示します。
グラフ用紙に記録されたEEG波
デジタルで記録されたEEG波
現代の脳視覚化ソフトウェアのEEG波
脳の電気活動をマッピングするためには、脳の表面にあるさまざまな皮質構造からの信号を取得することが重要です。
現代の脳視覚化の時系列グラフのEEG波
EEGが測定する脳波の種類
EEGデバイスの電極は、さまざまなEEG周波数で表現された電気的活動をキャッチします。ファストフーリエ変換（FFT）と呼ばれるアルゴリズムを使用することで、これらの生のEEG信号は異なる周波数を持つ異なる波として特定されることがあります。周波数は電気的振動の速さを指し、毎秒サイクルで測定されます — 1ヘルツ（Hz）は1秒間の1サイクルに相当します。脳波は、周波数によって4つの主なタイプにカテゴライズされます：ベータ、アルファ、シータ、デルタ。
以下の段落では、4つの主な脳周波数に関連付けられた機能のいくつかについて説明します。これらの機能は、異なる脳周波数に関連付けられていることが見出されただけで、周波数帯域と脳の特定の機能の間に一対一の線形対応はありません。
ベータ波（周波数範囲14 Hzから約30 Hz）
ベータ波は、意識があるか、目覚めて注意深く警戒な状態と最も密接に関連しています。低振幅のベータ波は、積極的な集中、または忙しいまたは不安な心の状態に関連しています。ベータ波は運動の決定（動きの抑制および動きの感覚フィードバック）とも関連しています。EEGデバイスで測定すると、信号はしばしばEEGベータ波と呼ばれます。
アルファ波（周波数範囲7 Hzから13 Hz）
アルファ波は、リラックスした、穏やかで、明晰な精神状態にしばしば関連付けられます。アルファ波は脳の後頭部および後部領域に見られます。アルファ波は、目を閉じてリラックスすることによって誘導され、思考、メンタル計算、問題解決のような強度の高い認知プロセス中にはめったに存在しません。ほとんどの大人の場合、アルファ波の周波数範囲は9 Hzから11 Hzです。EEGデバイスで測定すると、これらはしばしばEEGアルファ波と呼ばれます。
シータ波（周波数範囲4 Hzから7 Hz）
脳の活動が4 Hzから7 Hzの周波数範囲にあるものはシータ活動と呼ばれます。EEG測定で検出されるシータリズムは、特に青年成人の側頭部で見られます。年配の個人では、振幅が約30ミリボルト（mV）を超えるシータ活動は、眠気の間を除いてあまり一般的に見られません。EEGデバイスで測定すると、これらはしばしばEEGシータ波と呼ばれます。
デルタ波（周波数範囲4 Hz以下）
デルタ活動は主に乳児に見られます。デルタ波は、年配者の深い睡眠ステージに関連しています。デルタ波は、欠神発作を伴う患者において発作の間に記録されています。デルタ波は、低周波（約3 Hz）、高振幅波として特徴付けられます。デルタリズムは目覚めているときにも存在することがあり、目を開けることに反応し、さらに過換気によって強化されることがあります。EEGデバイスで測定すると、これらはしばしばEEGデルタ波と呼ばれます。
EEG波を使用して脳の働きを理解する
EEGは何を示しますか？
あなたの脳は、睡眠中でさえ常に情報を吸収し処理しています。これらすべての活動は、EEGセンサーがキャッチする電気信号を生成します。これにより、動きや顔の表情などの目に見えない行動反応がない場合でも、脳の活動の変化をキャッチできます。
EEGモニターは、あなたの脳が生成する電気の変化を測定しますが、思考や感情は測定しません。脳に電気を送ることはありません。
脳の主要な皮質での活動を検出することは、高品質のEEGデータを得るために重要です。結果は、外部刺激によって影響を受ける感情的な状態を評価するための代用となります。
EEGの簡単な歴史
脳内の電気活動の現象に関する研究は、1875年にさかのぼり、医師リチャード・ケイソンが英国医学ジャーナルにてウサギやサルでの実験結果を発表しました。
1890年、アドルフ・ベックは犬とウサギの脳の表面に直接電極を置き、感覚刺激を確認するための実験を行いました。彼は、変動する電気的脳活動の観察を通じて脳波の発見に至り、EEGは科学の分野となりました。
ドイツの生理学者および精神科医であるハンス・ベルガーは、1924年に人間のEEG脳波を最初に記録したことが評価されています。ベルガーは、EEG信号を記録する装置である脳波計を発明しました。著者デビッド・ミレットは、彼の著書「EEGの起源」で、この発明を「臨床神経学の歴史における最も驚くべき、注目すべき、画期的な発展の一つである」と述べました。
最初の人間のEEG記録は1924年にハンス・ベルガーによって取得されました。上段の信号はEEGで、下段は10 Hzのタイミング信号です。
人間の脳波を初めて記録したハンス・ベルガー。
臨床脳波計測の分野は1935年に始まりました。この分野は、神経科学者フレデリック・ギブス、ハロウェル・デイビス、ウィリアム・レノックスが癲癇発作とその関係の研究から生まれました。ギブス氏と科学者ハーバート・ジャスパーは、発作の間に見られるインターバルスパイクが癲癇の独特なサインであることを結論づけました。最初のEEGラボは1936年にマサチューセッツ総合病院で開設されました。
1947年、アメリカEEG学会（現在のアメリカ臨床神経生理学会）が設立され、最初の国際EEG大会が開催されました。
1950年代には、ウィリアム・グレイ・ウォルターがEEGトポグラフィーを開発しました。これはEEGの補完機能であり、脳の表面全体にわたる電気的活動のマッピングを可能にしました。これは1980年代に人気を博しましたが、メインストリームの神経学には採用されませんでした。
スティーヴォ・ボジノフスキー、リリャナ・ボジノフスカ、ミハイル・セスタコフは、1988年にEEG機械を用いて物理オブジェクトの制御を最初に達成した科学者です。2011年、テクノロジー起業家タン・レとDr. ジェフ・マッケラーがEMOTIV社を設立し、EEGが消費者市場に登場しました。
EEG技術（ヘッドセットやキャップなど）はBCI（脳-コンピュータインターフェース）の構成要素です。BCIはHMI（ヒューマン・マシン・インターフェース）、MMI（マインド・マシン・インターフェース）、BMI（脳・機械インターフェース）、DNI（ダイレクト・ニューロ・インターフェース）とも呼ばれ、DNIは脳や神経系の他の部分から信号をデコードできます。BCIは認知パフォーマンスを追跡し、トレーニングされたメンタルコマンドによる仮想および物理オブジェクトの制御を目指しています。
2017年、四肢麻痺のレーサーであるロドリゴ・ヒュブナー・メンデスは、EMOTIV EEGヘッドセットを使用して脳波のみで初めてF1カーを運転した人物となりました。
EEGは何に使われますか？
パフォーマンスとウェルネス
アスリート、バイオハッカー、および興味のある消費者は、EEGを使用して、日常のステップ数を追跡するのと同じように自分の脳活動を“追跡”することができます。EEGは、注意力や気が散ること、ストレス、認知負荷（その瞬間に作業記憶に課せられる脳の精神活動の総能力）などの認知機能を測定します。これらの発見は、脳が日常の出来事にどのように反応するかに関する貴重な洞察を提供します。EEGデータは、ストレスを軽減し、集中力を向上させるか、または瞑想を強化するための科学的に情報に基づいた戦略を設計するために使用できるフィードバックを提供します。
消費者調査
EEGデータは消費者洞察を得るための強力な検索ツールとなることができます。脳の反応は、消費者が実際に注意を向けていることと、自分が好んだり気にかけていることとの間のギャップを測定するためにEEGが使用されているため、前例のない消費者フィードバックを提供します。EEGをアイ・トラッキング、顔の表情分析、心拍測定などの他の生体センサーと組み合わせることで、企業に顧客行動を完全に理解することができます。消費者反応を研究するためにEEGのような神経技術を使用することは、神経マーケティングと呼ばれます。
ヘルスケア
EEGテストは制御された手続きの間の脳の活動を示すため、その結果はさまざまな脳障害を診断するために使われる情報を含むことがあります。異常なEEGデータは、規則的でない脳波として表示されます。異常なEEGデータは、脳機能不全、頭部外傷、睡眠障害、記憶問題、脳腫瘍、脳卒中、認知症、てんかんのような発作障害およびさまざまな他の状態の兆候を示すことがあります。所望の診断に応じて、医師は時々EEGを認知テスト、脳活動モニタリングおよび神経画像技術と組み合わせます。
発作診断
EEGテストは、発作活動を経験している患者にしばしば推奨されます。この場合、医師は外来EEGを実施することがあります。外来EEGは最大72時間連続で記録される一方で、従来のEEGは1〜2時間の間続きます。患者は自宅でEEGヘッドセットを装着し、自由に動き回ることが許可されています。記録の延長は異常な脳活動を記録する可能性を高めます。そのため、外来EEGはてんかん（EEGてんかん）、発作障害、または睡眠障害の診断によく使用されます。
睡眠障害のための睡眠研究
EEG睡眠研究または「ポリソモノグラフィー」テストは、脳スキャンを行うほかに、体の活動を測定します。EEG技術者は、夜間の手続き中に心拍数、呼吸、および血液中の酸素レベルを監視します。ポリソモノグラフィーは主に医療研究や睡眠障害の診断テストとして使用されます。
定量神経科学
EEGは脳の外部層（皮質）の電気活動を測定するため、頭皮から脳波をキャッチすることができます。他の脳モニタリング技術からのデータとEEG脳テストを組み合わせることにより、研究者は脳内および身体内で発生している複雑な相互作用に関する新たな洞察を得ることができます。
定量的脳波計測（qEEG）が実現しようとしているのはまさにそれです。定量的EEGは、従来のEEGのように脳波を記録します。機械学習を使用し、qEEGはあなたの脳波を同じ性別・年齢の脳機能不全のない個人の脳波と比較します。qEEGプロセスは、定量的比較を通じて脳の「マップ」を作成します。このプロセスは、定量計算神経科学と呼ばれる神経科学のサブディシプリンで一般的に行われます。
EEG電極の配置は、成功したqEEGの重要な部分です。従来のEEGリード配置は、電極を頭皮に取り付けるための国際的な標準である10-20システムに従っています。「10-20」とは、EEGリードの間の距離が頭蓋骨全体の距離の10％または20％であることを指します。
デバイスに取り付けられる電極の数は様々で、いくつかのEEG記録システムは256の電極を持つことがあります。qEEGの記録は19センサーキャップを使用して、頭皮の全19地区からデータを取得します。EEGリードは設置された場所から信号を増幅するため、qEEG脳マッピングを獲得することで観察された機能不全の原因を脳レベルで特定できます。
学術研究
異常なEEG結果だけがEEGテストから得られる価値のある情報ではありません。多くの研究者は正常なEEGを研究に使用しており、1957年のREM睡眠中の脳活動に関する画期的な研究が含まれています。
EEGが測定する脳波の種類に関するセクションで紹介されているように、EEG記録を研究することで、脳信号に含まれるさまざまな周波数が明らかになります。これらの周波数は、異なる注意力や認知状態を反映しています。たとえば、研究者は瞑想中の神経学的反応を調査する際に（EEG瞑想）意識的注意と関連付けられていることが多いガンマ帯の活動を監視してきました。
ガンマ帯活動は、精神的または肉体的パフォーマンスのピークに関連しています。被験者がEEGデバイスを装着して深い瞑想を実践している実験は、ガンマ波が意識的な経験や超越的な精神状態と関連しているという理論を生み出しました。しかし、ガンマ帯活動に関連する認知機能が何であるかについて、学術研究者の間で合意は得られていません。
研究者は、収集した脳データの豊富さを処理し、取り扱う方法を必要としています — そして、さまざまな機関とそれを共有できるようにする必要があります。「神経情報学」は、神経科学データのための計算ツールや数学モデルを提供する研究分野です。神経情報学は、データベースの整理、データの共有、データのモデリングのための技術を作成することを目指しています。これは、多様なデータに関わるものです。「神経科学」とは、神経系の科学的研究を広く定義したものです。神経科学のサブディシプリンの一つには、EEGのような神経画像手法を使用して脳と神経系のどの部分がどの認知プロセスの下にあるかを分析する認知心理学があります。
市場調査：EEGヘッドセットを使用して感情と認知状態を理解する
EEGテストプロセス
EEG手順の準備
EEGモニタリング、解釈、結果についての以下のセクションには、医療環境でEEGテストを受けるオーディエンスに関する情報が含まれています。テストの準備をする最良の方法は、常にテストを実施する関連者に具体的な準備指示を尋ねることです。準備のための指示は使用ケースによって異なることがあります — たとえば、消費者調査、学術研究、パフォーマンスとウェルネスのためのEEG記録では、被験者は横になるのではなく活発であることが求められる場合があります。
EMOTIVのような企業は、テストの実施、処理、解釈をより速く便利にするEEG技術の進歩を先導してきました。EMOTIVのモバイルおよびワイヤレスEEGヘッドセットは、5分以内にセットアップ可能で、参加者はテスト施設に閉じ込められることなく自由に移動できます。
EEGテストの前に、テストを実施する専門家に — 医師、雇用者、研究者など — 日常的に服用している薬についても知らせておくことをお勧めします。その前の夜に髪を洗うこと、また製品を使わずに髪を自由にしておくことが推奨されます。テストの8時間前にはカフェインを飲んだり食べたりしないでください。EEG手順中に眠る必要がある場合は、テスト中に脳が正しくリラックスできるようにするために、前の晩の睡眠を制限するように指示されることがあります。
EEGモニタリング
EEG手順中は痛みや不快感を感じることはありません。臨床EEG手順中はベッドまたはリクライニングチェアに横たわり、目を閉じるように指示されます。EEG技術者があなたの頭を測定し、リードを適用する場所をマークします。
テストが始まると、電極があなたの脳波を記録し、その活動を記録機械に送信します。EEG機械はその後、データを解釈のための波形パターンに変換します。記録が終了すると、技術者が頭皮から電極を取り外します。
科学的または臨床的な環境での定期的なEEGテストは、初期セットアップ時間の約20分を含めて30〜60分で完了します。消費者、個人のパフォーマンス、職場研究のために行われるEEGテストは、テストの目的に応じて、より短いまたは長い場合があります。EMOTIVのワイヤレスEEGヘッドセットは、これらの使用例に対しても迅速なセットアップをサポートします（5分未満）。
手順後に回復時間は必要ありません。テスト中に寝るために、眠気を引き起こす薬を服用した場合は、その効果が切れるまでは施設で待っているか、誰かに自宅まで運転してもらうことを推奨される場合があります。
EEGテストの副作用はまれです。電極は感覚を生じさせず、脳の活動を記録するだけです。てんかんの人は、手順中のフラッシュライトなどの刺激により発作を起こすことがあります。EEGテスト中の発作は恐れるべきものではありません — 実際、医師がてんかんの種類を診断し、適切に治療を調整するのを助ける可能性があります。
EEGの解釈と結果
臨床的な理由でEEGテストを推奨された場合、あなたのテスト結果は神経系を専門とする医師によって解釈されます。神経科医は、通常パターンと異常パターンに対して記録を評価します。脳波パターンは、波形の特徴に基づいて非常に認識しやすくなります。たとえば、短いスパイク（バースト）が平坦な期間（サプレッション）と交互に観察されるバースト抑制パターンは、昏睡状態や全身麻酔などの脳が活動していない状態に見られることがよくあります。
異なる種類のてんかんは、特有のEEGパターンによって特徴付けられます。スパイク-ウェーブパターン — 一般的で対称的なEEGパターン — は、短い意識を失う欠神発作中にしばしば観察されます。部分焦点発作では、発作活動が脳の一部分だけに影響するため、関連するEEGデータチャンネルには低電圧の速いリズムパターンが見えます。
神経科医は、EEG測定を再度、テストを依頼した医師に送ります。あなたの医師はEEG画像を確認し、結果についてあなたと話すためのアポイントメントをスケジュールする場合があります。あなたの状態に応じて、次にEEGニューロフィードバックまたはバイオフィードバックと呼ばれるサービスが推奨されることがあるかもしれません。たとえば、集中力を高めるための脳波パターンを強化しようとする人は、ADHDのためのニューロフィードバック療法を行うかもしれません。
バイオフィードバック療法は、被験者が無意識の身体プロセスを制御するのを助けます。たとえば、高血圧を経験している被験者は、皮膚に取り付けた電極からデータを受信しているモニターで自分の身体的測定値を見ることができます。この活動を監視することにより、リラクゼーションやメンタルエクササイズを教えるのに役立ち、症状を軽減します。
同様に、ニューロフィードバックはEEGを利用して脳の機能を向上させる訓練です。この訓練中、患者はEEG機械に接続され、自分の脳の活動を目にしながらトレーニングを行います。これは、患者が自分の脳波を制御するために「演じる」ビデオゲームの一種に似ています。患者は、定期的な運動と同様に、脳機能不全に関連する脳波の周波数を改善しようとします。EEGニューロフィードバックは、てんかん、双極性障害、ADHD、自閉症などの状態に推奨されます。これらの障害を助けることができますが、治すことはできません。
さまざまな種類のEEGデバイス
EEG機器は、いくつかの異なるウェアラブルEEGデバイスの形で提供されます。最も高いレベルは、臨床EEGデバイス（医療および科学研究環境で使用されるもの）と消費者EEGデバイス（消費者調査、学術研究、パフォーマンス、ウェルネスで使用されるもの）の違いです。臨床機器では、参加者はデバイスを装着している間に動くことができず、データは信号の歪みを避けるために制御されたシールド環境内で収集する必要があります。EMOTIVのワイヤレスヘッドセットのような消費者EEGデバイスは、ユーザーがどこでも脳活動を監視することを可能にします。
異なる種類のウェアラブルEEGデバイスの変化は、EEGシステムを使用する専門家の要件やデータが収集される環境の要件をサポートするために必要です。たとえば、神経科医や神経科学者は、消費者研究者が必要とするよりもデータ分析を行うために、より高い密度のセンサーが必要です。EEG電極の配置の他にも、考慮すべきいくつかの顕著な変化があります。
EEGキャップ vs. EEGヘッドセット
EEGキャップとEEGヘッドセットの違いは何ですか？これら2つの最も一般的なウェアラブルEEGデバイスの間の主な違いは、電極の数にあります。ヘッドセットは通常5〜20の電極を使用します。キャップは、電極配置のための表面積が大きいため、より多くのセンサーをサポートできます。EEGキャップは、EMOTIV EPOC FLEXのような可動式センサーを提供します。EMOTIV INSIGHTおよびEPOC Xヘッドセットのセンサー構成は固定されています。
EPOC Flex
ゲルまたは生理食塩水センサー
EPOC+およびEPOC X
生理食塩水センサー
湿式 vs. 乾式EEG電極
EEGデバイスは主に湿式または乾式電極を使用します。最近開発された形の電極が「タトゥー電極」と呼ばれ、これは一時的なタトゥーのように適用される印刷された電極です。湿式電極は、頭皮との接触を良好にするための接着剤のゲルを使用しているため、より良いデータの精度を提供します。湿式電極は主に臨床および研究環境で使用されます。乾式電極は接着剤のゲルを必要としません。乾式電極を使用したEEGデバイスは、セットアップ時間が短いため、EEG消費者調査でよく使用されます。研究者は、湿式と乾式EEG電極の長所と短所を常に比較しています。
有線 vs. ワイヤレスEEGデバイス
EEGの初期段階では、患者は臨床環境のEEG機械に接続されました。現在のワイヤレスEEGテストは、EEG信号がデジタル化され、スマートフォン、コンピュータ、またはクラウドのような記録機器に送信されることが可能です。テストは、ポータブルEEGを使用して様々な環境で行うことができます。被験者がワイヤレスEEGヘッドセットを装着して公園を歩く実験を行うことができ、被験者の動きはデータ送信範囲に限定されます。フラッシュライトなどの刺激を管理するためにテスト環境を制御する必要がある場合は、臨床環境を選択することができ、その場合は有線EEG機械の使用には制限がありません。
有線EEGヘッドセット
ケーブル接続
ワイヤレスEMOTIV EEGヘッドセット
Bluetoothワイヤレス技術
EEG測定と他の脳測定技術との比較
EEG測定の利点は、脳活動の侵襲が最も少なく、関連する認知プロセスの間、多くの定量的情報を提供することです。脳機能を研究する他の方法には以下が含まれます：
機能的磁気共鳴画像法（fMRI）
磁気脳波計（MEG）
核磁気共鳴分光法（NMRまたはMRS）
脳皮質内電極計測
単一光子放射コンピュータトモグラフィー（SPECT）
陽電子放射トモグラフィー（PET）
近赤外分光法（NIRS）
事象関連光信号（EROS）
EEGの利点
相対的に低い空間感度のEEGにもかかわらず、いくつかの以前の脳イメージングおよび脳研究技術に対して多くの利点を主張します：
EEGはfMRIに比べて非常に高い時間的解像度を持ちます。ミリ秒の速度で発生する脳の迅速な反応を捉えることができるため、脳内および環境内の出来事を正確に同期させることができます。EEGは、臨床および研究環境で250〜2000 Hzのサンプリングレートで記録されます。最新のEEGデータ収集システムは、望まれれば20000 Hzを超えるサンプリングレートで記録できます。
ハードウェアコストおよび所有総コスト（TCO）が大幅に低い。
EEGデータは侵襲的ではない方法で集められ、脳の表面に直接電極を置くために神経外科手術が必要な脳皮質内電極のような方法とは異なります。
モバイルEEGセンサーは、fMRI、SPECT、PET、MRS、MEGが依存する重い、高価で動かせない機器に比べて多くの場所で使用できます。
EEGは無音であり、聴覚刺激への反応を研究することを可能にします。
fMRIおよびMRIに比べてEEG機械の周囲には物理的危険がありません。fMRIおよびMRIは強力な磁石であり、ペースメーカーなどの金属装置を持つ患者の使用を制限します。
fMRI、PET、MRS、SPECTは、狭所恐怖を悪化させ、テスト結果を腐敗させる可能性がありますが、EEGは狭い空間に制限されていないため、狭所恐怖を引き起こしません。
消費者EEGスキャンは、他のほとんどの神経イメージング技術とは異なり、テスト中の被験者の動きを許可します。
EEGは、陽電子放射トモグラフィーのように放射性リガンドへの暴露を伴わず、MRIやfMRIのように高レベルの磁場にも暴露しません。
EEGは、高強度（>1テスラ）磁場への暴露を伴いません。
行動テスト法に比べ、EEGはコーヴァートプロセッシングを検出できます（応答を必要としないプロセッシング）。この技術は、自発的な反応ができない被験者にも使用されます。
EEGは消費者使用に対する障壁が低く、日常生活のさまざまな活動中の脳活動を追跡および記録するための強力なツールです。
EEGの睡眠分析は、脳の発達のタイミングに関連する重要な側面を示すことができ、思春期の脳成熟を評価できます。
EEGで測定される信号は、fMRIで使用されるBOLD（血液酸素レベル依存）イメージングと比較して、正確に何を測定しているかがよりよく理解されています。
EEGゲーム
EEG技術は、医療および娯楽目的でゲームの世界に適応されています。企業は、EEGを使用してVR、AR、BCIのビデオゲームとのインタラクションの方法を提供しています。EEG機械は信号を検出し、ソフトウェア内のアルゴリズムは脳波を解釈して画面上のアバターを制御します。
EMOTIVのEPOCヘッドセットは、意識的および無意識的な思考や感情を監視し解釈することができる最初の高精度の脳-コンピュータインターフェース（BCI）です。BCIは、30種類の異なる表情、感情、動作の複雑な脳波を検出できます。この検出は、機械学習を通じて達成されます。機械学習アルゴリズムは、参加者がさまざまな表情、感情、動作を処理する間に発生する脳のパターンを認識するように訓練されています。
アルゴリズムがデータセット内でEEG脳波を検出すると、BCIはそのパターンを物理的またはデジタルなコマンドと関連付けることができます。たとえば、「押して！」というトリガーワードを考えると、アバターが物体を自分の道から押し出すことができます。
TechCrunch TV：EEGを使用したマインドコントロールデバイスなど
EEGユースケース
EEG測定には多くの現代の応用があります。いくつかの注目すべきEEGユースケースには、以下が含まれます：
神経科学
脳教育プログラム
神経マーケティング
睡眠研究
脳-コンピュータインターフェース（BCI）
認知パフォーマンス
自己定量化
感情状態
ADHD療法
神経障害
脳波のエントレインメント
認知行動療法
神経情報学
脳波ゲーム
AR & VRの補完
摂食障害と認知症
脳卒中リハビリテーション
作業メモリテスト（Nバック）
注意：これはEEGに関する一般情報です。EMOTIV製品は研究用途および個人使用のみを目的としています。当社の製品はEU指令93/42/EECで定義される医療機器として販売されていません。当社の製品は病気の診断や治療に使用するために設計または意図されていません。
***免責事項 - EMOTIV製品は研究用途および個人使用のみを目的としています。当社の製品はEU指令93/42/EECで定義される医療機器として販売されていません。当社の製品は病気の診断や治療に使用するために設計または意図されていません。
EEGの定義
EEGは「脳波計測」を指し、脳の電気的活動を記録するための電気生理学的プロセスです。EEGは脳によって生成される電気的活動の変化を測定します。電圧の変化はニューロンと呼ばれる脳細胞の内外でのイオン流から来ています。
EEGとは何ですか？
EEGテストは脳の電気活動を評価します。EEGスキャンは、EEGセンサー — EEG電極と呼ばれる小さな金属ディスク — を頭皮に置くことによって行われます。これらの電極が脳内の電気的活動をキャッチし記録します。収集されたEEG信号は増幅され、デジタル化され、コンピュータやモバイルデバイスに送信され、保存およびデータ処理が行われます。
EEGデータを解析することは、認知プロセスを研究するための優れた方法です。これにより、医師が医学的診断を確立し、研究者が人間の行動の根底にある脳のプロセスを理解し、個人が生産性や健康を向上させる手助けをすることができます。
EEGはどのように機能しますか？
脳内の数十億の細胞は、脳波と呼ばれる非線形パターンを形成する非常に小さな電気信号を生成します。EEG機器は、EEGテスト中に脳の外層である皮質の電気的活動を測定します。EEGセンサーは参加者の頭に配置され、その後、電極が非侵襲的に被験者の脳波を検出します。
EEGセンサーは、1秒間に脳内で生成された電気活動の数千のスナップショットを記録できます。記録された脳波は増幅され、その後データ処理のためにコンピュータまたはクラウドに送信されます。増幅された信号は、波状の線に似ており、コンピュータ、モバイルデバイス、またはクラウドデータベースに記録されることがあります。
クラウドコンピューティングソフトウェアは、EEGデータ処理において重要な革新と見なされており、スケールでのリアルタイム分析を可能にします — EEG測定の初期段階では、波は単にグラフ用紙に記録されていました。学術および商業研究におけるEEGシステムは、データを時系列として、または電圧の連続した流れとして表示します。
グラフ用紙に記録されたEEG波
デジタルで記録されたEEG波
現代の脳視覚化ソフトウェアのEEG波
脳の電気活動をマッピングするためには、脳の表面にあるさまざまな皮質構造からの信号を取得することが重要です。
現代の脳視覚化の時系列グラフのEEG波
EEGが測定する脳波の種類
EEGデバイスの電極は、さまざまなEEG周波数で表現された電気的活動をキャッチします。ファストフーリエ変換（FFT）と呼ばれるアルゴリズムを使用することで、これらの生のEEG信号は異なる周波数を持つ異なる波として特定されることがあります。周波数は電気的振動の速さを指し、毎秒サイクルで測定されます — 1ヘルツ（Hz）は1秒間の1サイクルに相当します。脳波は、周波数によって4つの主なタイプにカテゴライズされます：ベータ、アルファ、シータ、デルタ。
以下の段落では、4つの主な脳周波数に関連付けられた機能のいくつかについて説明します。これらの機能は、異なる脳周波数に関連付けられていることが見出されただけで、周波数帯域と脳の特定の機能の間に一対一の線形対応はありません。
ベータ波（周波数範囲14 Hzから約30 Hz）
ベータ波は、意識があるか、目覚めて注意深く警戒な状態と最も密接に関連しています。低振幅のベータ波は、積極的な集中、または忙しいまたは不安な心の状態に関連しています。ベータ波は運動の決定（動きの抑制および動きの感覚フィードバック）とも関連しています。EEGデバイスで測定すると、信号はしばしばEEGベータ波と呼ばれます。
アルファ波（周波数範囲7 Hzから13 Hz）
アルファ波は、リラックスした、穏やかで、明晰な精神状態にしばしば関連付けられます。アルファ波は脳の後頭部および後部領域に見られます。アルファ波は、目を閉じてリラックスすることによって誘導され、思考、メンタル計算、問題解決のような強度の高い認知プロセス中にはめったに存在しません。ほとんどの大人の場合、アルファ波の周波数範囲は9 Hzから11 Hzです。EEGデバイスで測定すると、これらはしばしばEEGアルファ波と呼ばれます。
シータ波（周波数範囲4 Hzから7 Hz）
脳の活動が4 Hzから7 Hzの周波数範囲にあるものはシータ活動と呼ばれます。EEG測定で検出されるシータリズムは、特に青年成人の側頭部で見られます。年配の個人では、振幅が約30ミリボルト（mV）を超えるシータ活動は、眠気の間を除いてあまり一般的に見られません。EEGデバイスで測定すると、これらはしばしばEEGシータ波と呼ばれます。
デルタ波（周波数範囲4 Hz以下）
デルタ活動は主に乳児に見られます。デルタ波は、年配者の深い睡眠ステージに関連しています。デルタ波は、欠神発作を伴う患者において発作の間に記録されています。デルタ波は、低周波（約3 Hz）、高振幅波として特徴付けられます。デルタリズムは目覚めているときにも存在することがあり、目を開けることに反応し、さらに過換気によって強化されることがあります。EEGデバイスで測定すると、これらはしばしばEEGデルタ波と呼ばれます。
EEG波を使用して脳の働きを理解する
EEGは何を示しますか？
あなたの脳は、睡眠中でさえ常に情報を吸収し処理しています。これらすべての活動は、EEGセンサーがキャッチする電気信号を生成します。これにより、動きや顔の表情などの目に見えない行動反応がない場合でも、脳の活動の変化をキャッチできます。
EEGモニターは、あなたの脳が生成する電気の変化を測定しますが、思考や感情は測定しません。脳に電気を送ることはありません。
脳の主要な皮質での活動を検出することは、高品質のEEGデータを得るために重要です。結果は、外部刺激によって影響を受ける感情的な状態を評価するための代用となります。
EEGの簡単な歴史
脳内の電気活動の現象に関する研究は、1875年にさかのぼり、医師リチャード・ケイソンが英国医学ジャーナルにてウサギやサルでの実験結果を発表しました。
1890年、アドルフ・ベックは犬とウサギの脳の表面に直接電極を置き、感覚刺激を確認するための実験を行いました。彼は、変動する電気的脳活動の観察を通じて脳波の発見に至り、EEGは科学の分野となりました。
ドイツの生理学者および精神科医であるハンス・ベルガーは、1924年に人間のEEG脳波を最初に記録したことが評価されています。ベルガーは、EEG信号を記録する装置である脳波計を発明しました。著者デビッド・ミレットは、彼の著書「EEGの起源」で、この発明を「臨床神経学の歴史における最も驚くべき、注目すべき、画期的な発展の一つである」と述べました。
最初の人間のEEG記録は1924年にハンス・ベルガーによって取得されました。上段の信号はEEGで、下段は10 Hzのタイミング信号です。
人間の脳波を初めて記録したハンス・ベルガー。
臨床脳波計測の分野は1935年に始まりました。この分野は、神経科学者フレデリック・ギブス、ハロウェル・デイビス、ウィリアム・レノックスが癲癇発作とその関係の研究から生まれました。ギブス氏と科学者ハーバート・ジャスパーは、発作の間に見られるインターバルスパイクが癲癇の独特なサインであることを結論づけました。最初のEEGラボは1936年にマサチューセッツ総合病院で開設されました。
1947年、アメリカEEG学会（現在のアメリカ臨床神経生理学会）が設立され、最初の国際EEG大会が開催されました。
1950年代には、ウィリアム・グレイ・ウォルターがEEGトポグラフィーを開発しました。これはEEGの補完機能であり、脳の表面全体にわたる電気的活動のマッピングを可能にしました。これは1980年代に人気を博しましたが、メインストリームの神経学には採用されませんでした。
スティーヴォ・ボジノフスキー、リリャナ・ボジノフスカ、ミハイル・セスタコフは、1988年にEEG機械を用いて物理オブジェクトの制御を最初に達成した科学者です。2011年、テクノロジー起業家タン・レとDr. ジェフ・マッケラーがEMOTIV社を設立し、EEGが消費者市場に登場しました。
EEG技術（ヘッドセットやキャップなど）はBCI（脳-コンピュータインターフェース）の構成要素です。BCIはHMI（ヒューマン・マシン・インターフェース）、MMI（マインド・マシン・インターフェース）、BMI（脳・機械インターフェース）、DNI（ダイレクト・ニューロ・インターフェース）とも呼ばれ、DNIは脳や神経系の他の部分から信号をデコードできます。BCIは認知パフォーマンスを追跡し、トレーニングされたメンタルコマンドによる仮想および物理オブジェクトの制御を目指しています。
2017年、四肢麻痺のレーサーであるロドリゴ・ヒュブナー・メンデスは、EMOTIV EEGヘッドセットを使用して脳波のみで初めてF1カーを運転した人物となりました。
EEGは何に使われますか？
パフォーマンスとウェルネス
アスリート、バイオハッカー、および興味のある消費者は、EEGを使用して、日常のステップ数を追跡するのと同じように自分の脳活動を“追跡”することができます。EEGは、注意力や気が散ること、ストレス、認知負荷（その瞬間に作業記憶に課せられる脳の精神活動の総能力）などの認知機能を測定します。これらの発見は、脳が日常の出来事にどのように反応するかに関する貴重な洞察を提供します。EEGデータは、ストレスを軽減し、集中力を向上させるか、または瞑想を強化するための科学的に情報に基づいた戦略を設計するために使用できるフィードバックを提供します。
消費者調査
EEGデータは消費者洞察を得るための強力な検索ツールとなることができます。脳の反応は、消費者が実際に注意を向けていることと、自分が好んだり気にかけていることとの間のギャップを測定するためにEEGが使用されているため、前例のない消費者フィードバックを提供します。EEGをアイ・トラッキング、顔の表情分析、心拍測定などの他の生体センサーと組み合わせることで、企業に顧客行動を完全に理解することができます。消費者反応を研究するためにEEGのような神経技術を使用することは、神経マーケティングと呼ばれます。
ヘルスケア
EEGテストは制御された手続きの間の脳の活動を示すため、その結果はさまざまな脳障害を診断するために使われる情報を含むことがあります。異常なEEGデータは、規則的でない脳波として表示されます。異常なEEGデータは、脳機能不全、頭部外傷、睡眠障害、記憶問題、脳腫瘍、脳卒中、認知症、てんかんのような発作障害およびさまざまな他の状態の兆候を示すことがあります。所望の診断に応じて、医師は時々EEGを認知テスト、脳活動モニタリングおよび神経画像技術と組み合わせます。
発作診断
EEGテストは、発作活動を経験している患者にしばしば推奨されます。この場合、医師は外来EEGを実施することがあります。外来EEGは最大72時間連続で記録される一方で、従来のEEGは1〜2時間の間続きます。患者は自宅でEEGヘッドセットを装着し、自由に動き回ることが許可されています。記録の延長は異常な脳活動を記録する可能性を高めます。そのため、外来EEGはてんかん（EEGてんかん）、発作障害、または睡眠障害の診断によく使用されます。
睡眠障害のための睡眠研究
EEG睡眠研究または「ポリソモノグラフィー」テストは、脳スキャンを行うほかに、体の活動を測定します。EEG技術者は、夜間の手続き中に心拍数、呼吸、および血液中の酸素レベルを監視します。ポリソモノグラフィーは主に医療研究や睡眠障害の診断テストとして使用されます。
定量神経科学
EEGは脳の外部層（皮質）の電気活動を測定するため、頭皮から脳波をキャッチすることができます。他の脳モニタリング技術からのデータとEEG脳テストを組み合わせることにより、研究者は脳内および身体内で発生している複雑な相互作用に関する新たな洞察を得ることができます。
定量的脳波計測（qEEG）が実現しようとしているのはまさにそれです。定量的EEGは、従来のEEGのように脳波を記録します。機械学習を使用し、qEEGはあなたの脳波を同じ性別・年齢の脳機能不全のない個人の脳波と比較します。qEEGプロセスは、定量的比較を通じて脳の「マップ」を作成します。このプロセスは、定量計算神経科学と呼ばれる神経科学のサブディシプリンで一般的に行われます。
EEG電極の配置は、成功したqEEGの重要な部分です。従来のEEGリード配置は、電極を頭皮に取り付けるための国際的な標準である10-20システムに従っています。「10-20」とは、EEGリードの間の距離が頭蓋骨全体の距離の10％または20％であることを指します。
デバイスに取り付けられる電極の数は様々で、いくつかのEEG記録システムは256の電極を持つことがあります。qEEGの記録は19センサーキャップを使用して、頭皮の全19地区からデータを取得します。EEGリードは設置された場所から信号を増幅するため、qEEG脳マッピングを獲得することで観察された機能不全の原因を脳レベルで特定できます。
学術研究
異常なEEG結果だけがEEGテストから得られる価値のある情報ではありません。多くの研究者は正常なEEGを研究に使用しており、1957年のREM睡眠中の脳活動に関する画期的な研究が含まれています。
EEGが測定する脳波の種類に関するセクションで紹介されているように、EEG記録を研究することで、脳信号に含まれるさまざまな周波数が明らかになります。これらの周波数は、異なる注意力や認知状態を反映しています。たとえば、研究者は瞑想中の神経学的反応を調査する際に（EEG瞑想）意識的注意と関連付けられていることが多いガンマ帯の活動を監視してきました。
ガンマ帯活動は、精神的または肉体的パフォーマンスのピークに関連しています。被験者がEEGデバイスを装着して深い瞑想を実践している実験は、ガンマ波が意識的な経験や超越的な精神状態と関連しているという理論を生み出しました。しかし、ガンマ帯活動に関連する認知機能が何であるかについて、学術研究者の間で合意は得られていません。
研究者は、収集した脳データの豊富さを処理し、取り扱う方法を必要としています — そして、さまざまな機関とそれを共有できるようにする必要があります。「神経情報学」は、神経科学データのための計算ツールや数学モデルを提供する研究分野です。神経情報学は、データベースの整理、データの共有、データのモデリングのための技術を作成することを目指しています。これは、多様なデータに関わるものです。「神経科学」とは、神経系の科学的研究を広く定義したものです。神経科学のサブディシプリンの一つには、EEGのような神経画像手法を使用して脳と神経系のどの部分がどの認知プロセスの下にあるかを分析する認知心理学があります。
市場調査：EEGヘッドセットを使用して感情と認知状態を理解する
EEGテストプロセス
EEG手順の準備
EEGモニタリング、解釈、結果についての以下のセクションには、医療環境でEEGテストを受けるオーディエンスに関する情報が含まれています。テストの準備をする最良の方法は、常にテストを実施する関連者に具体的な準備指示を尋ねることです。準備のための指示は使用ケースによって異なることがあります — たとえば、消費者調査、学術研究、パフォーマンスとウェルネスのためのEEG記録では、被験者は横になるのではなく活発であることが求められる場合があります。
EMOTIVのような企業は、テストの実施、処理、解釈をより速く便利にするEEG技術の進歩を先導してきました。EMOTIVのモバイルおよびワイヤレスEEGヘッドセットは、5分以内にセットアップ可能で、参加者はテスト施設に閉じ込められることなく自由に移動できます。
EEGテストの前に、テストを実施する専門家に — 医師、雇用者、研究者など — 日常的に服用している薬についても知らせておくことをお勧めします。その前の夜に髪を洗うこと、また製品を使わずに髪を自由にしておくことが推奨されます。テストの8時間前にはカフェインを飲んだり食べたりしないでください。EEG手順中に眠る必要がある場合は、テスト中に脳が正しくリラックスできるようにするために、前の晩の睡眠を制限するように指示されることがあります。
EEGモニタリング
EEG手順中は痛みや不快感を感じることはありません。臨床EEG手順中はベッドまたはリクライニングチェアに横たわり、目を閉じるように指示されます。EEG技術者があなたの頭を測定し、リードを適用する場所をマークします。
テストが始まると、電極があなたの脳波を記録し、その活動を記録機械に送信します。EEG機械はその後、データを解釈のための波形パターンに変換します。記録が終了すると、技術者が頭皮から電極を取り外します。
科学的または臨床的な環境での定期的なEEGテストは、初期セットアップ時間の約20分を含めて30〜60分で完了します。消費者、個人のパフォーマンス、職場研究のために行われるEEGテストは、テストの目的に応じて、より短いまたは長い場合があります。EMOTIVのワイヤレスEEGヘッドセットは、これらの使用例に対しても迅速なセットアップをサポートします（5分未満）。
手順後に回復時間は必要ありません。テスト中に寝るために、眠気を引き起こす薬を服用した場合は、その効果が切れるまでは施設で待っているか、誰かに自宅まで運転してもらうことを推奨される場合があります。
EEGテストの副作用はまれです。電極は感覚を生じさせず、脳の活動を記録するだけです。てんかんの人は、手順中のフラッシュライトなどの刺激により発作を起こすことがあります。EEGテスト中の発作は恐れるべきものではありません — 実際、医師がてんかんの種類を診断し、適切に治療を調整するのを助ける可能性があります。
EEGの解釈と結果
臨床的な理由でEEGテストを推奨された場合、あなたのテスト結果は神経系を専門とする医師によって解釈されます。神経科医は、通常パターンと異常パターンに対して記録を評価します。脳波パターンは、波形の特徴に基づいて非常に認識しやすくなります。たとえば、短いスパイク（バースト）が平坦な期間（サプレッション）と交互に観察されるバースト抑制パターンは、昏睡状態や全身麻酔などの脳が活動していない状態に見られることがよくあります。
異なる種類のてんかんは、特有のEEGパターンによって特徴付けられます。スパイク-ウェーブパターン — 一般的で対称的なEEGパターン — は、短い意識を失う欠神発作中にしばしば観察されます。部分焦点発作では、発作活動が脳の一部分だけに影響するため、関連するEEGデータチャンネルには低電圧の速いリズムパターンが見えます。
神経科医は、EEG測定を再度、テストを依頼した医師に送ります。あなたの医師はEEG画像を確認し、結果についてあなたと話すためのアポイントメントをスケジュールする場合があります。あなたの状態に応じて、次にEEGニューロフィードバックまたはバイオフィードバックと呼ばれるサービスが推奨されることがあるかもしれません。たとえば、集中力を高めるための脳波パターンを強化しようとする人は、ADHDのためのニューロフィードバック療法を行うかもしれません。
バイオフィードバック療法は、被験者が無意識の身体プロセスを制御するのを助けます。たとえば、高血圧を経験している被験者は、皮膚に取り付けた電極からデータを受信しているモニターで自分の身体的測定値を見ることができます。この活動を監視することにより、リラクゼーションやメンタルエクササイズを教えるのに役立ち、症状を軽減します。
同様に、ニューロフィードバックはEEGを利用して脳の機能を向上させる訓練です。この訓練中、患者はEEG機械に接続され、自分の脳の活動を目にしながらトレーニングを行います。これは、患者が自分の脳波を制御するために「演じる」ビデオゲームの一種に似ています。患者は、定期的な運動と同様に、脳機能不全に関連する脳波の周波数を改善しようとします。EEGニューロフィードバックは、てんかん、双極性障害、ADHD、自閉症などの状態に推奨されます。これらの障害を助けることができますが、治すことはできません。
さまざまな種類のEEGデバイス
EEG機器は、いくつかの異なるウェアラブルEEGデバイスの形で提供されます。最も高いレベルは、臨床EEGデバイス（医療および科学研究環境で使用されるもの）と消費者EEGデバイス（消費者調査、学術研究、パフォーマンス、ウェルネスで使用されるもの）の違いです。臨床機器では、参加者はデバイスを装着している間に動くことができず、データは信号の歪みを避けるために制御されたシールド環境内で収集する必要があります。EMOTIVのワイヤレスヘッドセットのような消費者EEGデバイスは、ユーザーがどこでも脳活動を監視することを可能にします。
異なる種類のウェアラブルEEGデバイスの変化は、EEGシステムを使用する専門家の要件やデータが収集される環境の要件をサポートするために必要です。たとえば、神経科医や神経科学者は、消費者研究者が必要とするよりもデータ分析を行うために、より高い密度のセンサーが必要です。EEG電極の配置の他にも、考慮すべきいくつかの顕著な変化があります。
EEGキャップ vs. EEGヘッドセット
EEGキャップとEEGヘッドセットの違いは何ですか？これら2つの最も一般的なウェアラブルEEGデバイスの間の主な違いは、電極の数にあります。ヘッドセットは通常5〜20の電極を使用します。キャップは、電極配置のための表面積が大きいため、より多くのセンサーをサポートできます。EEGキャップは、EMOTIV EPOC FLEXのような可動式センサーを提供します。EMOTIV INSIGHTおよびEPOC Xヘッドセットのセンサー構成は固定されています。
EPOC Flex
ゲルまたは生理食塩水センサー
EPOC+およびEPOC X
生理食塩水センサー
湿式 vs. 乾式EEG電極
EEGデバイスは主に湿式または乾式電極を使用します。最近開発された形の電極が「タトゥー電極」と呼ばれ、これは一時的なタトゥーのように適用される印刷された電極です。湿式電極は、頭皮との接触を良好にするための接着剤のゲルを使用しているため、より良いデータの精度を提供します。湿式電極は主に臨床および研究環境で使用されます。乾式電極は接着剤のゲルを必要としません。乾式電極を使用したEEGデバイスは、セットアップ時間が短いため、EEG消費者調査でよく使用されます。研究者は、湿式と乾式EEG電極の長所と短所を常に比較しています。
有線 vs. ワイヤレスEEGデバイス
EEGの初期段階では、患者は臨床環境のEEG機械に接続されました。現在のワイヤレスEEGテストは、EEG信号がデジタル化され、スマートフォン、コンピュータ、またはクラウドのような記録機器に送信されることが可能です。テストは、ポータブルEEGを使用して様々な環境で行うことができます。被験者がワイヤレスEEGヘッドセットを装着して公園を歩く実験を行うことができ、被験者の動きはデータ送信範囲に限定されます。フラッシュライトなどの刺激を管理するためにテスト環境を制御する必要がある場合は、臨床環境を選択することができ、その場合は有線EEG機械の使用には制限がありません。
有線EEGヘッドセット
ケーブル接続
ワイヤレスEMOTIV EEGヘッドセット
Bluetoothワイヤレス技術
EEG測定と他の脳測定技術との比較
EEG測定の利点は、脳活動の侵襲が最も少なく、関連する認知プロセスの間、多くの定量的情報を提供することです。脳機能を研究する他の方法には以下が含まれます：
機能的磁気共鳴画像法（fMRI）
磁気脳波計（MEG）
核磁気共鳴分光法（NMRまたはMRS）
脳皮質内電極計測
単一光子放射コンピュータトモグラフィー（SPECT）
陽電子放射トモグラフィー（PET）
近赤外分光法（NIRS）
事象関連光信号（EROS）
EEGの利点
相対的に低い空間感度のEEGにもかかわらず、いくつかの以前の脳イメージングおよび脳研究技術に対して多くの利点を主張します：
EEGはfMRIに比べて非常に高い時間的解像度を持ちます。ミリ秒の速度で発生する脳の迅速な反応を捉えることができるため、脳内および環境内の出来事を正確に同期させることができます。EEGは、臨床および研究環境で250〜2000 Hzのサンプリングレートで記録されます。最新のEEGデータ収集システムは、望まれれば20000 Hzを超えるサンプリングレートで記録できます。
ハードウェアコストおよび所有総コスト（TCO）が大幅に低い。
EEGデータは侵襲的ではない方法で集められ、脳の表面に直接電極を置くために神経外科手術が必要な脳皮質内電極のような方法とは異なります。
モバイルEEGセンサーは、fMRI、SPECT、PET、MRS、MEGが依存する重い、高価で動かせない機器に比べて多くの場所で使用できます。
EEGは無音であり、聴覚刺激への反応を研究することを可能にします。
fMRIおよびMRIに比べてEEG機械の周囲には物理的危険がありません。fMRIおよびMRIは強力な磁石であり、ペースメーカーなどの金属装置を持つ患者の使用を制限します。
fMRI、PET、MRS、SPECTは、狭所恐怖を悪化させ、テスト結果を腐敗させる可能性がありますが、EEGは狭い空間に制限されていないため、狭所恐怖を引き起こしません。
消費者EEGスキャンは、他のほとんどの神経イメージング技術とは異なり、テスト中の被験者の動きを許可します。
EEGは、陽電子放射トモグラフィーのように放射性リガンドへの暴露を伴わず、MRIやfMRIのように高レベルの磁場にも暴露しません。
EEGは、高強度（>1テスラ）磁場への暴露を伴いません。
行動テスト法に比べ、EEGはコーヴァートプロセッシングを検出できます（応答を必要としないプロセッシング）。この技術は、自発的な反応ができない被験者にも使用されます。
EEGは消費者使用に対する障壁が低く、日常生活のさまざまな活動中の脳活動を追跡および記録するための強力なツールです。
EEGの睡眠分析は、脳の発達のタイミングに関連する重要な側面を示すことができ、思春期の脳成熟を評価できます。
EEGで測定される信号は、fMRIで使用されるBOLD（血液酸素レベル依存）イメージングと比較して、正確に何を測定しているかがよりよく理解されています。
EEGゲーム
EEG技術は、医療および娯楽目的でゲームの世界に適応されています。企業は、EEGを使用してVR、AR、BCIのビデオゲームとのインタラクションの方法を提供しています。EEG機械は信号を検出し、ソフトウェア内のアルゴリズムは脳波を解釈して画面上のアバターを制御します。
EMOTIVのEPOCヘッドセットは、意識的および無意識的な思考や感情を監視し解釈することができる最初の高精度の脳-コンピュータインターフェース（BCI）です。BCIは、30種類の異なる表情、感情、動作の複雑な脳波を検出できます。この検出は、機械学習を通じて達成されます。機械学習アルゴリズムは、参加者がさまざまな表情、感情、動作を処理する間に発生する脳のパターンを認識するように訓練されています。
アルゴリズムがデータセット内でEEG脳波を検出すると、BCIはそのパターンを物理的またはデジタルなコマンドと関連付けることができます。たとえば、「押して！」というトリガーワードを考えると、アバターが物体を自分の道から押し出すことができます。
TechCrunch TV：EEGを使用したマインドコントロールデバイスなど
EEGユースケース
EEG測定には多くの現代の応用があります。いくつかの注目すべきEEGユースケースには、以下が含まれます：
神経科学
脳教育プログラム
神経マーケティング
睡眠研究
脳-コンピュータインターフェース（BCI）
認知パフォーマンス
自己定量化
感情状態
ADHD療法
神経障害
脳波のエントレインメント
認知行動療法
神経情報学
脳波ゲーム
AR & VRの補完
摂食障害と認知症
脳卒中リハビリテーション
作業メモリテスト（Nバック）
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