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EEG 정의
EEG는 "뇌파 측정법"을 의미하며 뇌의 전기 활동을 기록하는 전기 생리학적 과정입니다. EEG는 뇌에서 발생하는 전기 활동의 변화를 측정합니다. 전압 변화는 신경세포라고 불리는 일부 뇌 세포 내 및 사이의 이온 전류에서 발생합니다.
EEG란 무엇인가요?
EEG 테스트는 뇌의 전기 활동을 평가합니다. EEG 스캔은 두피에 배치된 EEG 센서(EEG 전극이라고도 하는 작은 금속 원반)를 통해 수행됩니다. 이러한 전극은 뇌의 전기 활동을 감지하고 기록합니다. 수집된 EEG 신호는 증폭되고 디지털화되어 컴퓨터나 모바일 장치로 전송되어 저장 및 데이터 처리됩니다.
EEG 데이터를 분석하는 것은 인지 과정을 연구하는 탁월한 방법입니다. 이는 의사가 의학적 진단을 내리는데 도움이 되고, 연구자가 인간 행동의 기저에 있는 뇌 과정을 이해하는데 도움을 주며, 개인이 생산성과 웰빙을 향상시키는 데 도움을 줍니다.
EEG는 어떻게 작동하나요?
당신의 뇌에 있는 수십억 개의 세포는 비선형 패턴인 뇌파를 형성하는 매우 작은 전기 신호를 생성합니다. EEG 기계는 EEG 테스트 중에 대뇌 피질, 즉 뇌의 외부 층에서 발생하는 전기 활동을 측정합니다. EEG 센서는 참가자의 머리에 배치되고 전극은 비침습적으로 주제에서 뇌파를 감지합니다.
EEG 센서는 한 초 내에 생성된 뇌의 전기 활동의 수천 장의 스냅샷을 녹화할 수 있습니다. 기록된 뇌파는 증폭기로 전송된 후, 컴퓨터나 클라우드로 데이터 처리를 위해 전송됩니다. 증폭된 신호는 물결 모양의 선을 닮아 있으며, 이들은 컴퓨터, 모바일 장치 또는 클라우드 데이터베이스에 기록될 수 있습니다.
클라우드 컴퓨팅 소프트웨어는 EEG 데이터 처리에서 중요한 혁신으로 간주되며, 대규모로 기록을 실시간으로 분석할 수 있게 해줍니다. EEG 측정 초기에는 파동이 단순히 그래프 용지에 기록되었습니다. 학계 및 상업적 연구에서의 EEG 시스템은 일반적으로 데이터를 시간 시리즈 또는 연속적인 전압 흐름으로 표시합니다.
그래프 용지에 기록된 EEG 파동
디지털로 기록된 EEG 파동
현대 뇌 시각화 소프트웨어의 EEG 파동
뇌의 전기 활동을 매핑하기 위해서는 뇌 표면의 다양한 피질 구조에서 신호를 통해 EEG 측정값을 얻는 것이 더 좋습니다.
현대 뇌 시각화 시간 시리즈 그래프의 EEG 파동
EEG가 측정하는 뇌파의 종류
EEG 장치의 전극은 다양한 EEG 주파수로 표현된 전기 활동을 캡처합니다. Fast Fourier Transform (FFT)이라는 알고리즘을 사용하여 이러한 원시 EEG 신호는 서로 다른 주파수를 가진 뚜렷한 파동으로 식별될 수 있습니다. 주파수는 전기 진동의 속도를 나타내며, 초당 사이클 수로 측정됩니다. 1 헤르츠(Hz)는 초당 1 사이클에 해당합니다. 뇌파는 주파수에 따라 알파, 베타, 세타 및 델타의 네 가지 주요 유형으로 분류됩니다.
다음 단락에서는 네 가지 주요 뇌 주파수와 연관된 몇 가지 기능에 대해 설명합니다. 이러한 기능은 단순히 서로 다른 뇌 주파수와 연결된 것으로 밝혀졌습니다. 주파수 대역과 특정 뇌 기능 간에는 일대일 선형 대응관계가 없습니다.
베타파(주파수 범위 14 Hz에서 약 30 Hz)
베타파는 의식이 있는 상태나 깨어 있고 주의 집중하고 있는 상태와 가장 밀접하게 관련이 있습니다. 저진폭 베타파는 집중력이 활발하거나 바쁘거나 불안한 상태와 관련이 있습니다. 베타파는 또한 운동 결정(움직임 억제 및 운동의 감각 피드백)과도 연관됩니다. EEG 장치로 측정하면 신호는 종종 EEG 베타파라고 불립니다.
알파파(주파수 범위 7 Hz에서 13 Hz)
알파파는 종종 이완되고 차분하며 명확한 정신 상태와 관련이 있습니다. 알파파는 뇌의 후두 및 후방 영역에서 발견될 수 있습니다. 알파파는 눈을 감고 이완하는 것으로 유도될 수 있으며, 깊은 사고, 정신 계산 및 문제 해결과 같은 강렬한 인지 과정 중에는 거의 나타나지 않습니다. 대부분의 성인에서 알파파의 주파수는 9에서 11 Hz 범위입니다. EEG 장치로 측정하면 이는 종종 EEG 알파파라고 불립니다.
세타파(주파수 범위 4 Hz에서 7 Hz)
주파수 범위가 4에서 7 Hz 사이의 뇌 활동은 세타 활동이라고 합니다. EEG 측정에서 감지되는 세타 리듬은 주로 젊은 성인, 특히 측두엽 영역에서 및 과호흡 중에 발견됩니다. 나이가 많은 사람에서는 약 30밀리볼트(mV) 이상의 진폭을 가진 세타 활동이 덜 흔하게 관찰되며, 졸림 상태에서 제외하고는 그러합니다. EEG 장치로 측정하면 이는 종종 EEG 세타파라고 불립니다.
델타파(주파수 범위 4 Hz 이하)
델타 활동은 주로 영아에서 발견됩니다. 델타파는 나이가 많은 피험자의 깊은 수면 단계와 관련이 있습니다. 델타파는 무의식 발작과 같은 환자의 간질 발작 사이의 간격에서 문서화된 바 있습니다. 델타파는 저주파(약 3 Hz)와 고진폭 파동으로 특징지어집니다. 델타 리듬은 각성 중에도 존재할 수 있으며, 눈을 뜨면 반응할 수 있고 과호흡에 의해 향상될 수도 있습니다. EEG 장치로 측정하면 이는 종종 EEG 델타파라고 불립니다.
EEG 파동을 사용하여 뇌의 작동 방식을 이해하기
EEG는 무엇을 보여주나요?
당신의 뇌는 잠을 자고 있을 때도 계속해서 정보를 흡수하고 처리합니다. 이러한 모든 활동은 EEG 센서가 픽업하는 전기 신호를 생성합니다. 이는 행동 반응이 가시적이지 않더라도 뇌 활동의 변화를 포착할 수 있게 해줍니다. 예를 들어 운동이나 얼굴 표정과 같은 반응입니다.
EEG는 당신의 뇌가 생성하는 전기 변화를 감지하지만, 생각이나 감정은 감지하지 않습니다. EEG는 당신의 뇌로 어떤 전기 신호를 송신하지 않습니다.
뇌 주요 피질 전반에서 활동을 감지하는 것은 고품질 EEG 데이터를 확보하는 데 필수적입니다. 결과는 외부 자극에 의해 영향을 받는 감정 상태를 평가하는 대리 자료가 될 수 있습니다.
EEG의 간략한 역사
뇌의 전기 활동 현상에 대한 연구는 1875년 동물에서 시작되었으며, 의사 리처드 캐턴이 영국 의학 저널에 토끼와 원숭이에 대한 실험 결과를 발표했습니다.
1890년에 아돌프 베크는 감각 자극을 테스트하기 위해 개와 토끼 뇌의 표면에 전극을 직접 배치했습니다. 그의 변동하는 전기 뇌 활동 관찰은 뇌파의 발견으로 이어졌고 EEG를 과학 분야로 발전시켰습니다.
독일 생리학자이자 정신과 의사인 한스 베르거는 1924년에 첫 번째 인간 EEG 뇌파를 기록한 것으로 공로를 인정받고 있습니다. 베르거는 EEG 신호를 기록하는 장치인 뇌파계를 발명했습니다. 그의 저서 "EEG의 기원"에서 저자 데이비드 밀렛은 이 발명을 "임상 신경학 역사에서 가장 놀랍고 주목할만하며 중대한 발전 중 하나"라고 설명했습니다.
1924년 한스 베르거가 기록한 첫 번째 인간 EEG. 상단 신호는 EEG이고 하단 신호는 10Hz 타이밍 신호입니다.
인간의 뇌파를 최초로 기록한 한스 베르거.
임상 뇌파 검사는 1935년에 시작되었습니다. 이는 신경과학자 프레드릭 기브스, 할로웰 데이비스 및 윌리엄 레녹스가 간질형 스파이크, 발작 간격의 스파이크 웨이브 및 세 가지 사이클의 임상적 결여 EEG 발작을 연구한 결과에서 시작되었습니다. 기브스와 과학자 허버트 재스퍼는 발작 간격 스파이크가 간질의 뚜렷한 신호라고 결론지었습니다. 첫 번째 EEG 연구소는 1936년 매사추세츠 종합 병원에 개설되었습니다.
1947년 미국 EEG 학회(현재는 미국 임상 신경 생리학회)가 설립되었고, 첫 번째 국제 EEG 회의가 열렸습니다.
1950년대에 윌리엄 그레이 월터는 EEG에 대한 보충 자료인 EEG 토포그래피를 개발했으며, 이는 뇌 표면 전기 활동의 매핑을 가능하게 했습니다. 이는 1980년대에 인기를 얻었지만 주류 신경학에는 채택되지 않았습니다.
스테보 보지노프스키, 릴자나 보지노프스카, 미하일 세스타코프는 1988년 EEG 기계를 사용하여 물리적 객체를 제어한 최초의 과학자들입니다. 2011년 EEG는 기술 기업가 탐 레와 닥터 제프 매켈러가 EMOTIV 회사를 시작하면서 소비자 시장에 진입했습니다.
EEG 기술(헤드셋과 모자와 같은)은 BCI(브레인-컴퓨터 인터페이스)의 구성 요소입니다. BCI는 HMI(인간-기계 인터페이스), MMI(정신-기계 인터페이스), BMI(브레인-기계 인터페이스), DNI(직접 신경 인터페이스)라고도 하며, DNI는 뇌와 신경계의 다른 부분에서 신호를 해독할 수 있습니다. BCI의 목표는 인지 성과를 추적하고 기계 학습을 통해 훈련된 정신 명령을 통해 가상 및 물리적 객체를 제어하는 것입니다.
2017년 사지 마비 레이서 로드리고 흡너 멘데스가 EMOTIV EEG 헤드셋을 사용하여 처음으로 자신의 뇌파만으로 포뮬러 1 자동차를 운전한 사람이 되었습니다.
EEG는 무엇에 사용되나요?
성능 및 웰빙
운동선수, 바이오해커 및 관심 있는 소비자는 EEG를 사용하여 자신들의 뇌 활동을 추적할 수 있습니다. EEG는 인지 기능(주의와 방해, 스트레스 및 인지 부하 - 전부 작업 메모리에 부과된 정신 활동의 총 용량)을 측정할 수 있습니다. 이러한 발견은 뇌가 일상 생활 사건에 어떻게 반응하는지를 알려주는 귀중한 통찰력을 제공할 수 있습니다. EEG 데이터는 스트레스를 줄이고, 집중력을 높이거나 명상을 향상시키기 위해 과학적으로 입증된 전략을 디자인하는 데 사용될 수 있는 피드백을 제공합니다.
소비자 연구
EEG 데이터는 소비자 통찰력을 위한 강력한 탐색 도구가 될 수 있습니다. 뇌 반응은 소비자가 실제로 주의를 기울이는 것과 자가 보고 하는 것 사이의 격차를 측정하기 위해 EEG를 사용됩니다. EEG와 눈 추적, 얼굴 표현 분석 및 심박수 측정과 같은 다른 생체 신호 센서를 결합하면 회사에 대한 고객 행동에 대한 완전한 이해를 제공할 수 있습니다. 소비자 반응을 조사하기 위해 EEG와 같은 신경 기술을 사용하는 것을 신경 마케팅이라고 합니다.
의료 제공
EEG 테스트는 제어된 절차 중에 뇌 활동을 보여주므로, 결과는 다양한 뇌 장애를 진단하는 데 사용될 수 있는 정보를 포함할 수 있습니다. 비정상적인 EEG 데이터는 불규칙한 뇌파를 통해 표시됩니다. 비정상적인 EEG 데이터는 뇌 기능 장애, 두부 외상, 수면 장애, 기억 문제, 뇌종양, 뇌졸중, 치매, 간질과 같은 발작 장애 및 기타 여러 조건의 징후를 나타낼 수 있습니다. 예정된 진단에 따라 의사는 때때로 EEG를 인지 테스트, 뇌 활동 모니터링 및 신경영상 기법과 결합합니다.
발작 진단
EEG 테스트는 종종 발작 활동을 겪는 환자에게 권장됩니다. 이 경우 의사는 응급 EEG를 수행할 수 있습니다. 응급 EEG는 최대 72시간까지 지속적으로 기록되며, 전통적인 EEG는 1-2시간 동안 지속됩니다. 환자는 EEG 헤드셋을 착용하고 자신의 집에서 이동할 수 있습니다. 기록 기간을 늘리면 비정상적인 뇌 활동을 기록할 가능성이 높아집니다. 그러한 이유로 응급 EEG는 종종 간질(EEG 간질) 및 발작 장애 또는 수면 장애 진단에 사용됩니다.
수면 장애를 위한 수면 연구
EEG 수면 연구 또는 "폴리솜노그래피" 테스트는 뇌 스캔을 수행하는 것 외에도 신체 활동을 측정합니다. EEG 기술자는 하룻밤 절차 중에 심박수, 호흡 및 혈액의 산소 수치를 모니터링합니다. 폴리솜노그래피는 주로 의학 연구 및 수면 장애의 진단 테스트에 사용됩니다.
정량적 신경과학
EEG는 뇌의 외부 층(대뇌 피질)에서 전기 활동을 측정하므로 두피에서 뇌파를 감지할 수 있습니다. EEG 뇌 테스트를 다른 뇌 모니터링 기법에서 얻은 데이터와 결합하면 연구원들은 뇌와 신체 내에서 발생하는 복잡한 상호 작용에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다.
정량적 뇌파 측정(qEEG)은 바로 그 목표를 달성하는 것을 목표로 합니다. 정량적 EEG는 전통적인 EEG처럼 뇌파를 기록합니다. 기계 학습을 사용하여 qEEG는 뇌 기능이 없는 개인의 동일 성별 및 연령 범위에서 뇌파를 비교합니다. qEEG 프로세스는 정량적 비교를 통해 뇌의 "지도"를 만듭니다. 이 프로세스는 계산 신경과학이라고 하는 신경 과학의 하위 분야에서 일반적입니다.
qEEG의 성공적인 요소 중 하나는 EEG 전극의 배치입니다. 전통적인 EEG 리드 배치는 전극이 두피에 부착되는 국제적으로 인정받는 표준인 10-20 시스템을 따릅니다. "10-20"은 EEG 리드 간의 거리가 두개골의 전체 거리의 10% 또는 20%임을 나타냅니다.
장치의 전극 수는 다양할 수 있습니다. 일부 EEG 기록 시스템은 최대 256개의 전극을 가질 수 있습니다. qEEG의 경우 19개의 센서를 사용하는 캡을 사용하여 두피의 19개 영역에서 데이터를 수집합니다. EEG 리드는 위치에서 신호를 증폭하므로 qEEG 뇌 매핑을 통해 행동 및/또는 인지 수준에서 관찰되는 기능 장애의 원인을 뇌 수준에서 식별할 수 있습니다.
학술 연구
비정상적인 EEG 결과는 EEG 테스트 결과에서 파생된 유일한 귀중한 정보가 아닙니다. 많은 연구자는 EEG의 정상 데이터도 연구에서 사용하며, 1957년 REM 수면 중 뇌 활동에 대한 혁신적인 연구가 포함됩니다.
EEG 측정이 측정하는 뇌파의 종류에 대한 단락에서 설명했듯이, EEG 녹화를 연구하면 뇌 신호에 포함된 다양한 주파수를 밝힐 수 있습니다. 이러한 주파수는 서로 다른 주의 및 인지 상태를 반영합니다. 예를 들어, 연구자들은 명상 중 뇌의 신경 반응을 조사할 때(EEG 명상) 의식적인 주의와 관련된 감마 대역 활동의 모니터링을 수행했습니다.
감마 대역 활동은 최대의 정신적 혹은 신체적 성과와 관련이 있습니다. EEG 장치를 착용한 피험자가 깊은 명상을 진행하는 실험에서 감마파가 의식적 경험이나 초월적 정신 상태와 관련이 있다는 이론이 제기되었습니다. 그러나 감마 대역 활동과 관련된 인지 기능에 대해 학술 연구자 간의 의견 일치는 없습니다.
연구자들은 그들이 수집하는 모든 방대한 뇌 데이터를 처리하고 관리할 방법이 필요합니다 — 그리고 다양한 기관과 공유하는 방법도 필요합니다. "신경정보학"은 신경 과학 데이터에 대한 계산 도구 및 수학 모델을 제공하는 연구 분야입니다. 신경정보학은 데이터베이스 조직, 데이터 공유 및 데이터 모델링을 위한 기술을 만드는 것을 목표로 합니다. 이는 "신경 과학"이 신경계의 과학적 연구로 널리 정의되는 만큼 다양한 데이터와 관계가 있습니다. 신경 과학의 하위 분야 중 하나는 인지 심리학으로, 이는 EEG와 같은 신경영상 방법을 사용하여 뇌와 신경계의 어떤 부분이 어떤 인지 과정에 기초하는지 분석합니다.
시장 조사: EEG 헤드셋을 사용하여 감정 및 인지 상태 이해하기
EEG 테스트 절차
EEG 절차 준비하기
EEG 모니터링, 해석 및 결과에 대한 다음 섹션에는 의료 환경에서 EEG 테스트를 받고 있는 대상을 위한 정보가 포함되어 있습니다. 테스트를 준비하는 가장 좋은 방법은 항상 테스트 관리인에게 구체적인 준비 지침을 요청하는 것입니다. 준비에 대한 지침은 사용 사례에 따라 다를 수 있습니다 — 예를 들어 소비자 연구, 학술 연구 또는 성능 및 웰빙을 위한 EEG 녹화는 피험자가 누워 있는 것보다 활동적인 것을 요구할 수 있습니다.
EMOTIV와 같은 회사들은 테스트를 더 빠르고 편리하게 수행하고 처리할 수 있는 EEG 기술의 발전을 선도했습니다. EMOTIV의 모바일 및 무선 EEG 헤드셋은 5분 이내에 설정할 수 있으며, 참가자가 테스트 시설에 국한되지 않고 자유롭게 이동할 수 있습니다.
EEG 테스트 전, 테스트를 관리하는 전문가(의사, 고용주 또는 연구자 등)에게 복용 중인 일반적인 약물에 대해 알려주세요. 절차 전날 머리를 씻고 어떤 제품도 사용하지 않는 것이 좋습니다. 테스트 전 최소 8시간 동안 카페인을 피하고 음료수나 음식을 섭취하지 마십시오. EEG 절차 중에 수면을 취해야 한다면, 테스트 동안 뇌가 제대로 이완할 수 있도록 하기 위해 전날 밤 수면을 제한하라는 지침을 받을 수 있습니다.
EEG 모니터링
EEG 절차 중에는 통증이나 불편함을 느끼지 않을 것입니다. 임상 EEG 절차 중에는 침대나 조정 의자에 누워 눈을 감으라는 지시를 받게 됩니다. EEG 기술자는 머리를 측정하고 리드를 어디에 적용할지 표기합니다.
테스트가 시작되면 전극이 당신의 뇌파를 기록하고 활동을 기록 기계로 보냅니다. EEG 기계는 그런 다음 데이터를 해석을 위한 파형 패턴으로 변환합니다. 녹음이 끝난 후 기술자는 당신의 두피에서 전극을 제거할 것입니다.
과학적 또는 임상 환경에서의 체계적인 EEG 테스트는 30-60분 이내에 완료되며, 초기 설정 시간은 약 20분이 걸립니다. 소비자, 개인 성과 및 직장 연구를 위한 EEG 테스트는 테스트 목적에 따라 길거나 짧을 수 있습니다. EMOTIV의 무선 EEG 헤드셋은 이러한 사용 사례를 위해 더 빠른 설정을 지원합니다(5분 이내).
절차 후에 회복 시간이 필요하지 않아야 합니다. 테스트 중에 수면을 취하기 위해 졸음을 유발하는 약물을 복용한 경우, 테스터 관리자는 효과가 사라질 때까지 시설에 대기하라고 권장할 수 있습니다.
EEG 테스트의 부작용은 드뭅니다. 전극은 어떤 감각도 유발하지 않으며, 뇌 활동만 기록합니다. 간질 환자는 절차 중 깜박이는 빛과 같은 자극으로 발작이 발생할 수 있습니다. EEG 테스트 중 발작이 발생하는 것은 두려워할 일이 아닙니다. 이는 실제로 의사가 간질의 유형을 진단하고 그에 따라 치료를 조정하는데 도움을 줄 수 있습니다.
EEG 해석 및 절차 결과
임상적 이유로 EEG 테스트를 권장받았다면, 당신의 테스트 결과는 신경계 전문가인 의사가 해석할 것입니다. 신경과 전문의는 정상 및 비정상 뇌 패턴을 기록하기 위해 녹화된 데이터를 검토할 것입니다. 뇌파 패턴은 파형의 특성에 의해 매우 인식 가능합니다. 예를 들어, 발작하지 않는 뇌 상태(예: 혼수상태 또는 일반 마취)의 환자에서 자주 관찰되는 폭발 억제 패턴은 짧은 스파이크(폭발)가 평탄한 기간(억압)과 교대로 나타납니다.
비정상 EEG는 서로 다른 유형의 뇌전증을 특징짓습니다. 스파이크-웨이브 패턴 — 일반적이고 대칭적인 EEG 패턴 — 은 흔히 간질 발작 중에 관찰되며, 이 경우 개인은 짧은 의식 상실을 경험합니다. 발작 활동이 뇌의 한 영역에만 영향을 미치는 부분 초점 발작은 해당 영역과 연결된 EEG 데이터 채널에서 나타나는 낮은 전압의 빠른 리듬 패턴으로 특징 지어집니다.
신경과 전문의는 EEG 측정을 다시 테스트를 요청한 의사에게 보냅니다. 의사는 EEG 이미지를 검토하고 결과와 함께 논의하기 위해 약속을 잡을 수 있습니다. 당신의 상태에 따라, 의사에게 EEG 신경피드백 또는 바이오피드백이라는 서비스가 추천될 수 있습니다. 예를 들어, 집중과 관련된 뇌파 패턴을 강화하려는 사람들은 ADHD의 신경피드백 치료에 참여할 수 있습니다.
바이오피드백 치료는 피험자가 불수의적으로 진행되는 신체 과정을 제어할 수 있도록 도와줍니다. 예를 들어 높은 혈압을 경험하고 있는 피험자는 피부에 부착된 전극에서 데이터를 수신하는 모니터에서 자신의 생체 측정을 볼 수 있습니다. 이 활동을 모니터링하는 것은 이완 및 정신 운동을 가르치는 데 도움이 됩니다.
비슷하게, 신경피드백은 EEG를 사용하여 뇌가 더 잘 작동하도록 훈련합니다. 이 훈련 중에 환자는 EEG 기계에 연결되어 자신의 뇌 활동을 실제로 볼 수 있습니다. 이는 종종 환자가 자신의 뇌로 뇌 활동을 제어하기 위해 "게임을 하는" 비디오 게임을 진행하는 것과 유사합니다. 환자는 운동 능력이 약한 것과 관련된 뇌 주파수를 개선하려고 노력하며, 마치 운동 선수가 약한 근육을 키우는 것과 같습니다. EEG 신경피드백은 간질, 조울 증, ADHD 및 자폐증과 같은 질환에 추천되는 경우가 많습니다. 이 방법은 이러한 장애에 도움이 될 수 있지만, 이를 치료할 수는 없습니다.
다양한 종류의 EEG 장치
EEG 기계는 몇 개의 다른 착용 가능한 EEG 장치의 형태로 제공됩니다. 가장 높은 수준은 임상 EEG 장치(의료 및 과학적 연구 환경에서 사용됨)와 소비자 EEG 장치(소비자 연구, 학술 연구 및 성능과 웰빙에 사용됨) 간의 차이입니다. 임상 장치에서는 피험자가 기기를 착용하는 동안 움직일 수 없으며 신호 왜곡을 피하기 위해 통제된 차단된 환경에서 데이터를 수집해야 합니다. EMOTIV의 무선 헤드셋과 같은 소비자 EEG 장치들은 사용자가 해당 소프트웨어를 자유롭게 구성할 수 있습니다.
다양한 착용 가능한 EEG 장치 간의 차이는 EEG 시스템을 사용하는 전문가의 요구 사항과 데이터 수집 환경에 대한 요구 사항을 지원하기 위해 필요합니다. 예를 들어, 신경과 의사 및 신경과학자는 소비자 연구원이 필요로 하는 것보다 데이터 분석을 수행하기 위해 더 높은 센서 밀도를 필요로 하는 경우가 많습니다. EEG 전극 배치 외에도 EEG 시스템 간에 고려해야 할 몇 가지 다른 주목할 만한 변수가 있습니다.
EEG 캡과 EEG 헤드셋
EEG 캡과 EEG 헤드셋의 차이점은 무엇인가요? 두 가지 착용 가능한 EEG 장치에서 가장 중요한 차이점은 전극의 수입니다. 헤드셋은 일반적으로 5~20개의 전극을 포함하고 있습니다. 캡은 전극 설치를 위한 더 큰 표면적이 있어 더 많은 센서를 지원할 수 있습니다. EEG 캡은 EMOTIV EPOC FLEX와 같이 플렉서블한 위치 조정이 가능한 전극을 제공하는 경우도 있습니다. EMOTIV INSIGHT와 EPOC X 헤드셋의 센서 구성은 고정되어 있습니다.
EPOC Flex
젤 또는 식염수 센서
EPOC+ 및 EPOC X
식염수 센서
습식 EEG 전극 대 건식 EEG 전극
EEG 장치는 주로 습식 또는 건식 전극을 사용합니다. 최근 개발된 전극 형태인 "타투 전극"은 임시 타투처럼 붙이는 전극입니다. 습식 전극은 두피와의 더 나은 접촉을 위해 접착 젤을 사용하므로 데이터 정확도가 더 높습니다. 습식 전극은 주로 임상 및 연구 환경에서 사용됩니다. 건식 전극은 접착 젤이 필요 없습니다. 건식 전극을 사용하는 EEG 장치는 설정 시간이 빠르기 때문에 EEG 소비자 연구에 자주 사용됩니다. 연구자들은 습식 전극과 건식 전극의 장단점을 비교하고 있습니다.
유선 EEG 장치 대 무선 EEG 장치
EEG 초기 단계에서 환자는 임상 환경에서 EEG 기계에 연결되어야 했습니다. 이제는 EEG 신호를 디지털화하여 스마트폰, 컴퓨터 또는 클라우드와 같은 기록 기계로 전송할 수 있으므로 무선 EEG 테스트가 가능합니다. 다양한 환경에서 휴대용 EEG를 사용하여 테스트를 수행할 수 있습니다. 피험자가 무선 EEG 헤드셋를 착용하고 공원을 걷는 실험을 수행할 수 있으며, 피험자의 움직임은 데이터 전송 범위에만 제한됩니다. 깜박이는 빛과 같은 자극을 관리하고 테스트 환경을 제어해야 하는 경우, 임상 환경을 선택할 수 있습니다. 이 경우 유선 EEG 기계는 제한이 없습니다.
유선 EEG 헤드셋
케이블 연결
무선 EMOTIV EEG 헤드셋
블루투스 무선 기술
EEG 측정과 다른 뇌 측정 기술
EEG 측정의 장점은 우리가 가지고 있는 뇌 활동의 가장 덜 침습적인 측정 방법이며, 관련된 인지 과정에서 많은 정량적 정보를 제공합니다. 뇌 기능을 연구하는 다른 방법으로는:
기능적 자기공명영상(fMRI)
자기뇌파측정(MEG)
핵자기공명분광법(NMR 또는 MRS)
두피뇌파측정
단일광자 방출 전산화단층촬영(SPECT)
양전자 방출 전산화단층촬영(PET)
근적외선 분광법(NIRS)
사건 관련 광학 신호(EROS)
EEG의 장점
상대적으로 낮은 공간 감도에도 불구하고, EEG는 이전에 나열한 일부 뇌 이미징 및 뇌 연구 기술보다 여러 가지 장점을 주장합니다:
EEG는 fMRI에 비해 매우 높은 시간 해상도를 제공합니다. 밀리초의 속도로 발생하는 뇌의 빠른 반응을 포착할 수 있어, 뇌 속에서 일어나는 일과 환경에서의 사건을 정확하게 동기화할 수 있습니다. EEG는 임상 및 연구 환경에서 250 - 2000 Hz의 샘플링 속도로 기록됩니다. 더욱 현대적인 EEG 데이터 수집 시스템은 필요에 따라 20,000 Hz 이상의 샘플링 속도로 기록할 수 있습니다.
하드웨어 비용 및 총 소지 비용(TCO)이 현저히 낮습니다.
EEG 데이터는 비침습적으로 수집되며, 두피 표면에 직접 전극을 붙이기 위해 신경외과 수술이 필요한 두피뇌파측정과는 다릅니다.
이동 가능한 EEG 센서는 fMRI, SPECT, PET, MRS 또는 MEG보다 더 많은 장소에서 사용될 수 있습니다. 이러한 방법은 무겁고 비싸며 이동할 수 없는 장비에 의존하기 때문입니다.
EEG는 소리 자극에 대한 반응을 연구할 수 있도록 조용합니다.
EEG 기계에는 물리적인 위험이 없습니다. fMRI 및 MRI는 금속 장비(예: 심장 박동기)를 가진 환자에 의해 사용이 금지됩니다.
fMRI, PET, MRS, SPECT는 폐쇄공포증을 악화시켜 테스트 결과를 왜곡하거나 바꿀 수 있습니다. EEG는 피험자가 작은 공간에 갇히지 않기 때문에 폐쇄공포증을 유발하지 않습니다.
소비자 EEG 스캔은 대부분의 다른 신경영상 기술과 달리 테스트 중 피험자의 움직임을 허용합니다.
EEG는 양전자 방출 단층촬영(PET)과 같은 방사성 리간드에 노출되지 않으며, MRI나 fMRI처럼 높은 수준의 자기장에 노출되지 않습니다.
EEG는 1 테슬라(tesla) 이상의 고강도 자기장에 노출되지 않습니다.
행동 테스트 방법에 비해 EEG는 숨겨진 처리(반응이 필요하지 않은 처리)를 감지할 수 있습니다. 이 기술은 운동 반응을 할 수 없는 피험자에게도 사용됩니다.
EEG는 소비자 사용을 위한 진입 장벽이 낮기 때문에 일상 생활의 다양한 활동 동안 뇌 활동을 추적하고 기록할 수 있는 강력한 도구가 되어 거의 무한한 응용 프로그램을 가질 수 있습니다.
EEG 수면 분석은 청소년의 뇌 발달 시기 평가를 포함하여 뇌 발달의 타이밍에 대한 중요한 측면을 나타낼 수 있습니다.
EEG와 함께 측정하는 신호에 대해 더 좋은 이해가 생깁니다. 이는 fMRI에서 사용하는 BOLD(혈액 산소 수치 의존) 이미징과 비교됩니다.
EEG 게임
EEG 기술은 의료 및 오락 목적으로 게임 세계에 적용되었습니다. 기업들은 EEG를 사용하여 VR, AR 및 BCI에서 비디오 게임과 상호작용하는 방법을 제공합니다. EEG 기계는 신호를 감지하고 소프트웨어의 알고리즘은 당신의 뇌파를 해석하여 스크린에 있는 아바타를 제어합니다.
EMOTIV의 EPOC 헤드셋은 의식적이고 무의식적인 생각 및 감정을 모니터링하고 해석할 수 있는 최초의 고충실도 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)입니다. BCI는 30개 서로 다른 표현, 감정 및 행동의 복잡한 뇌파를 감지할 수 있습니다. 이러한 감지는 기계 학습을 통해 달성됩니다. 기계 학습 알고리즘은 참가자가 다양한 표현, 감정 및 행동을 처리하는 동안 발생하는 뇌 패턴을 인식하도록 훈련되었습니다.
알고리즘이 데이터 세트에서 EEG 뇌파를 감지하면 BCI는 해당 패턴을 물리적 또는 디지털 명령과 연관시킬 수 있습니다. 예를 들어 "밀어!"라는 트리거 단어를 생각하면 아바타가 물체를 지나가게 됩니다.
TechCrunch TV: EEG를 사용한 마음 제어 장치 및 기타
EEG 사용 사례
EEG 측정에는 많은 현대 응용 프로그램이 있습니다. 주목할만한 EEG 사용 사례는 다음과 같습니다:
신경 과학
뇌 교육 프로그램
신경 마케팅
수면 연구
브레인-컴퓨터 인터페이스(BCI)
인지 성과
자기 측정
감정 상태
ADHD 치료
신경 장애
뇌파 동조
인지 행동 치료
신경 정보학
뇌파 게임
AR 및 VR 보조 자료
삼킴 장애 및 치매
뇌졸중 재활
작업 기억 테스트(N-백)
참고: 이 정보는 EEG에 관한 일반적인 내용입니다. EMOTIV 제품은 연구 목적으로만 사용되며 개인 용도로만 사용해야 합니다. 우리의 제품은 EU 지침 93/42/EEC에서 정의된 의료 기기로 판매되지 않습니다. 우리의 제품은 질병의 진단이나 치료를 위해 설계되거나 의도되지 않았습니다.
***면책 조항 - EMOTIV 제품은 연구 목적으로만 사용하도록 설계되었으며 개인 용도로만 사용할 수 있습니다. 우리의 제품은 EU 지침 93/42/EEC에서 정의한 의료 기기로 판매되지 않습니다. 우리의 제품은 질병의 진단이나 치료를 위해 설계되거나 의도되지 않았습니다.
EEG 정의
EEG는 "뇌파 측정법"을 의미하며 뇌의 전기 활동을 기록하는 전기 생리학적 과정입니다. EEG는 뇌에서 발생하는 전기 활동의 변화를 측정합니다. 전압 변화는 신경세포라고 불리는 일부 뇌 세포 내 및 사이의 이온 전류에서 발생합니다.
EEG란 무엇인가요?
EEG 테스트는 뇌의 전기 활동을 평가합니다. EEG 스캔은 두피에 배치된 EEG 센서(EEG 전극이라고도 하는 작은 금속 원반)를 통해 수행됩니다. 이러한 전극은 뇌의 전기 활동을 감지하고 기록합니다. 수집된 EEG 신호는 증폭되고 디지털화되어 컴퓨터나 모바일 장치로 전송되어 저장 및 데이터 처리됩니다.
EEG 데이터를 분석하는 것은 인지 과정을 연구하는 탁월한 방법입니다. 이는 의사가 의학적 진단을 내리는데 도움이 되고, 연구자가 인간 행동의 기저에 있는 뇌 과정을 이해하는데 도움을 주며, 개인이 생산성과 웰빙을 향상시키는 데 도움을 줍니다.
EEG는 어떻게 작동하나요?
당신의 뇌에 있는 수십억 개의 세포는 비선형 패턴인 뇌파를 형성하는 매우 작은 전기 신호를 생성합니다. EEG 기계는 EEG 테스트 중에 대뇌 피질, 즉 뇌의 외부 층에서 발생하는 전기 활동을 측정합니다. EEG 센서는 참가자의 머리에 배치되고 전극은 비침습적으로 주제에서 뇌파를 감지합니다.
EEG 센서는 한 초 내에 생성된 뇌의 전기 활동의 수천 장의 스냅샷을 녹화할 수 있습니다. 기록된 뇌파는 증폭기로 전송된 후, 컴퓨터나 클라우드로 데이터 처리를 위해 전송됩니다. 증폭된 신호는 물결 모양의 선을 닮아 있으며, 이들은 컴퓨터, 모바일 장치 또는 클라우드 데이터베이스에 기록될 수 있습니다.
클라우드 컴퓨팅 소프트웨어는 EEG 데이터 처리에서 중요한 혁신으로 간주되며, 대규모로 기록을 실시간으로 분석할 수 있게 해줍니다. EEG 측정 초기에는 파동이 단순히 그래프 용지에 기록되었습니다. 학계 및 상업적 연구에서의 EEG 시스템은 일반적으로 데이터를 시간 시리즈 또는 연속적인 전압 흐름으로 표시합니다.
그래프 용지에 기록된 EEG 파동
디지털로 기록된 EEG 파동
현대 뇌 시각화 소프트웨어의 EEG 파동
뇌의 전기 활동을 매핑하기 위해서는 뇌 표면의 다양한 피질 구조에서 신호를 통해 EEG 측정값을 얻는 것이 더 좋습니다.
현대 뇌 시각화 시간 시리즈 그래프의 EEG 파동
EEG가 측정하는 뇌파의 종류
EEG 장치의 전극은 다양한 EEG 주파수로 표현된 전기 활동을 캡처합니다. Fast Fourier Transform (FFT)이라는 알고리즘을 사용하여 이러한 원시 EEG 신호는 서로 다른 주파수를 가진 뚜렷한 파동으로 식별될 수 있습니다. 주파수는 전기 진동의 속도를 나타내며, 초당 사이클 수로 측정됩니다. 1 헤르츠(Hz)는 초당 1 사이클에 해당합니다. 뇌파는 주파수에 따라 알파, 베타, 세타 및 델타의 네 가지 주요 유형으로 분류됩니다.
다음 단락에서는 네 가지 주요 뇌 주파수와 연관된 몇 가지 기능에 대해 설명합니다. 이러한 기능은 단순히 서로 다른 뇌 주파수와 연결된 것으로 밝혀졌습니다. 주파수 대역과 특정 뇌 기능 간에는 일대일 선형 대응관계가 없습니다.
베타파(주파수 범위 14 Hz에서 약 30 Hz)
베타파는 의식이 있는 상태나 깨어 있고 주의 집중하고 있는 상태와 가장 밀접하게 관련이 있습니다. 저진폭 베타파는 집중력이 활발하거나 바쁘거나 불안한 상태와 관련이 있습니다. 베타파는 또한 운동 결정(움직임 억제 및 운동의 감각 피드백)과도 연관됩니다. EEG 장치로 측정하면 신호는 종종 EEG 베타파라고 불립니다.
알파파(주파수 범위 7 Hz에서 13 Hz)
알파파는 종종 이완되고 차분하며 명확한 정신 상태와 관련이 있습니다. 알파파는 뇌의 후두 및 후방 영역에서 발견될 수 있습니다. 알파파는 눈을 감고 이완하는 것으로 유도될 수 있으며, 깊은 사고, 정신 계산 및 문제 해결과 같은 강렬한 인지 과정 중에는 거의 나타나지 않습니다. 대부분의 성인에서 알파파의 주파수는 9에서 11 Hz 범위입니다. EEG 장치로 측정하면 이는 종종 EEG 알파파라고 불립니다.
세타파(주파수 범위 4 Hz에서 7 Hz)
주파수 범위가 4에서 7 Hz 사이의 뇌 활동은 세타 활동이라고 합니다. EEG 측정에서 감지되는 세타 리듬은 주로 젊은 성인, 특히 측두엽 영역에서 및 과호흡 중에 발견됩니다. 나이가 많은 사람에서는 약 30밀리볼트(mV) 이상의 진폭을 가진 세타 활동이 덜 흔하게 관찰되며, 졸림 상태에서 제외하고는 그러합니다. EEG 장치로 측정하면 이는 종종 EEG 세타파라고 불립니다.
델타파(주파수 범위 4 Hz 이하)
델타 활동은 주로 영아에서 발견됩니다. 델타파는 나이가 많은 피험자의 깊은 수면 단계와 관련이 있습니다. 델타파는 무의식 발작과 같은 환자의 간질 발작 사이의 간격에서 문서화된 바 있습니다. 델타파는 저주파(약 3 Hz)와 고진폭 파동으로 특징지어집니다. 델타 리듬은 각성 중에도 존재할 수 있으며, 눈을 뜨면 반응할 수 있고 과호흡에 의해 향상될 수도 있습니다. EEG 장치로 측정하면 이는 종종 EEG 델타파라고 불립니다.
EEG 파동을 사용하여 뇌의 작동 방식을 이해하기
EEG는 무엇을 보여주나요?
당신의 뇌는 잠을 자고 있을 때도 계속해서 정보를 흡수하고 처리합니다. 이러한 모든 활동은 EEG 센서가 픽업하는 전기 신호를 생성합니다. 이는 행동 반응이 가시적이지 않더라도 뇌 활동의 변화를 포착할 수 있게 해줍니다. 예를 들어 운동이나 얼굴 표정과 같은 반응입니다.
EEG는 당신의 뇌가 생성하는 전기 변화를 감지하지만, 생각이나 감정은 감지하지 않습니다. EEG는 당신의 뇌로 어떤 전기 신호를 송신하지 않습니다.
뇌 주요 피질 전반에서 활동을 감지하는 것은 고품질 EEG 데이터를 확보하는 데 필수적입니다. 결과는 외부 자극에 의해 영향을 받는 감정 상태를 평가하는 대리 자료가 될 수 있습니다.
EEG의 간략한 역사
뇌의 전기 활동 현상에 대한 연구는 1875년 동물에서 시작되었으며, 의사 리처드 캐턴이 영국 의학 저널에 토끼와 원숭이에 대한 실험 결과를 발표했습니다.
1890년에 아돌프 베크는 감각 자극을 테스트하기 위해 개와 토끼 뇌의 표면에 전극을 직접 배치했습니다. 그의 변동하는 전기 뇌 활동 관찰은 뇌파의 발견으로 이어졌고 EEG를 과학 분야로 발전시켰습니다.
독일 생리학자이자 정신과 의사인 한스 베르거는 1924년에 첫 번째 인간 EEG 뇌파를 기록한 것으로 공로를 인정받고 있습니다. 베르거는 EEG 신호를 기록하는 장치인 뇌파계를 발명했습니다. 그의 저서 "EEG의 기원"에서 저자 데이비드 밀렛은 이 발명을 "임상 신경학 역사에서 가장 놀랍고 주목할만하며 중대한 발전 중 하나"라고 설명했습니다.
1924년 한스 베르거가 기록한 첫 번째 인간 EEG. 상단 신호는 EEG이고 하단 신호는 10Hz 타이밍 신호입니다.
인간의 뇌파를 최초로 기록한 한스 베르거.
임상 뇌파 검사는 1935년에 시작되었습니다. 이는 신경과학자 프레드릭 기브스, 할로웰 데이비스 및 윌리엄 레녹스가 간질형 스파이크, 발작 간격의 스파이크 웨이브 및 세 가지 사이클의 임상적 결여 EEG 발작을 연구한 결과에서 시작되었습니다. 기브스와 과학자 허버트 재스퍼는 발작 간격 스파이크가 간질의 뚜렷한 신호라고 결론지었습니다. 첫 번째 EEG 연구소는 1936년 매사추세츠 종합 병원에 개설되었습니다.
1947년 미국 EEG 학회(현재는 미국 임상 신경 생리학회)가 설립되었고, 첫 번째 국제 EEG 회의가 열렸습니다.
1950년대에 윌리엄 그레이 월터는 EEG에 대한 보충 자료인 EEG 토포그래피를 개발했으며, 이는 뇌 표면 전기 활동의 매핑을 가능하게 했습니다. 이는 1980년대에 인기를 얻었지만 주류 신경학에는 채택되지 않았습니다.
스테보 보지노프스키, 릴자나 보지노프스카, 미하일 세스타코프는 1988년 EEG 기계를 사용하여 물리적 객체를 제어한 최초의 과학자들입니다. 2011년 EEG는 기술 기업가 탐 레와 닥터 제프 매켈러가 EMOTIV 회사를 시작하면서 소비자 시장에 진입했습니다.
EEG 기술(헤드셋과 모자와 같은)은 BCI(브레인-컴퓨터 인터페이스)의 구성 요소입니다. BCI는 HMI(인간-기계 인터페이스), MMI(정신-기계 인터페이스), BMI(브레인-기계 인터페이스), DNI(직접 신경 인터페이스)라고도 하며, DNI는 뇌와 신경계의 다른 부분에서 신호를 해독할 수 있습니다. BCI의 목표는 인지 성과를 추적하고 기계 학습을 통해 훈련된 정신 명령을 통해 가상 및 물리적 객체를 제어하는 것입니다.
2017년 사지 마비 레이서 로드리고 흡너 멘데스가 EMOTIV EEG 헤드셋을 사용하여 처음으로 자신의 뇌파만으로 포뮬러 1 자동차를 운전한 사람이 되었습니다.
EEG는 무엇에 사용되나요?
성능 및 웰빙
운동선수, 바이오해커 및 관심 있는 소비자는 EEG를 사용하여 자신들의 뇌 활동을 추적할 수 있습니다. EEG는 인지 기능(주의와 방해, 스트레스 및 인지 부하 - 전부 작업 메모리에 부과된 정신 활동의 총 용량)을 측정할 수 있습니다. 이러한 발견은 뇌가 일상 생활 사건에 어떻게 반응하는지를 알려주는 귀중한 통찰력을 제공할 수 있습니다. EEG 데이터는 스트레스를 줄이고, 집중력을 높이거나 명상을 향상시키기 위해 과학적으로 입증된 전략을 디자인하는 데 사용될 수 있는 피드백을 제공합니다.
소비자 연구
EEG 데이터는 소비자 통찰력을 위한 강력한 탐색 도구가 될 수 있습니다. 뇌 반응은 소비자가 실제로 주의를 기울이는 것과 자가 보고 하는 것 사이의 격차를 측정하기 위해 EEG를 사용됩니다. EEG와 눈 추적, 얼굴 표현 분석 및 심박수 측정과 같은 다른 생체 신호 센서를 결합하면 회사에 대한 고객 행동에 대한 완전한 이해를 제공할 수 있습니다. 소비자 반응을 조사하기 위해 EEG와 같은 신경 기술을 사용하는 것을 신경 마케팅이라고 합니다.
의료 제공
EEG 테스트는 제어된 절차 중에 뇌 활동을 보여주므로, 결과는 다양한 뇌 장애를 진단하는 데 사용될 수 있는 정보를 포함할 수 있습니다. 비정상적인 EEG 데이터는 불규칙한 뇌파를 통해 표시됩니다. 비정상적인 EEG 데이터는 뇌 기능 장애, 두부 외상, 수면 장애, 기억 문제, 뇌종양, 뇌졸중, 치매, 간질과 같은 발작 장애 및 기타 여러 조건의 징후를 나타낼 수 있습니다. 예정된 진단에 따라 의사는 때때로 EEG를 인지 테스트, 뇌 활동 모니터링 및 신경영상 기법과 결합합니다.
발작 진단
EEG 테스트는 종종 발작 활동을 겪는 환자에게 권장됩니다. 이 경우 의사는 응급 EEG를 수행할 수 있습니다. 응급 EEG는 최대 72시간까지 지속적으로 기록되며, 전통적인 EEG는 1-2시간 동안 지속됩니다. 환자는 EEG 헤드셋을 착용하고 자신의 집에서 이동할 수 있습니다. 기록 기간을 늘리면 비정상적인 뇌 활동을 기록할 가능성이 높아집니다. 그러한 이유로 응급 EEG는 종종 간질(EEG 간질) 및 발작 장애 또는 수면 장애 진단에 사용됩니다.
수면 장애를 위한 수면 연구
EEG 수면 연구 또는 "폴리솜노그래피" 테스트는 뇌 스캔을 수행하는 것 외에도 신체 활동을 측정합니다. EEG 기술자는 하룻밤 절차 중에 심박수, 호흡 및 혈액의 산소 수치를 모니터링합니다. 폴리솜노그래피는 주로 의학 연구 및 수면 장애의 진단 테스트에 사용됩니다.
정량적 신경과학
EEG는 뇌의 외부 층(대뇌 피질)에서 전기 활동을 측정하므로 두피에서 뇌파를 감지할 수 있습니다. EEG 뇌 테스트를 다른 뇌 모니터링 기법에서 얻은 데이터와 결합하면 연구원들은 뇌와 신체 내에서 발생하는 복잡한 상호 작용에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다.
정량적 뇌파 측정(qEEG)은 바로 그 목표를 달성하는 것을 목표로 합니다. 정량적 EEG는 전통적인 EEG처럼 뇌파를 기록합니다. 기계 학습을 사용하여 qEEG는 뇌 기능이 없는 개인의 동일 성별 및 연령 범위에서 뇌파를 비교합니다. qEEG 프로세스는 정량적 비교를 통해 뇌의 "지도"를 만듭니다. 이 프로세스는 계산 신경과학이라고 하는 신경 과학의 하위 분야에서 일반적입니다.
qEEG의 성공적인 요소 중 하나는 EEG 전극의 배치입니다. 전통적인 EEG 리드 배치는 전극이 두피에 부착되는 국제적으로 인정받는 표준인 10-20 시스템을 따릅니다. "10-20"은 EEG 리드 간의 거리가 두개골의 전체 거리의 10% 또는 20%임을 나타냅니다.
장치의 전극 수는 다양할 수 있습니다. 일부 EEG 기록 시스템은 최대 256개의 전극을 가질 수 있습니다. qEEG의 경우 19개의 센서를 사용하는 캡을 사용하여 두피의 19개 영역에서 데이터를 수집합니다. EEG 리드는 위치에서 신호를 증폭하므로 qEEG 뇌 매핑을 통해 행동 및/또는 인지 수준에서 관찰되는 기능 장애의 원인을 뇌 수준에서 식별할 수 있습니다.
학술 연구
비정상적인 EEG 결과는 EEG 테스트 결과에서 파생된 유일한 귀중한 정보가 아닙니다. 많은 연구자는 EEG의 정상 데이터도 연구에서 사용하며, 1957년 REM 수면 중 뇌 활동에 대한 혁신적인 연구가 포함됩니다.
EEG 측정이 측정하는 뇌파의 종류에 대한 단락에서 설명했듯이, EEG 녹화를 연구하면 뇌 신호에 포함된 다양한 주파수를 밝힐 수 있습니다. 이러한 주파수는 서로 다른 주의 및 인지 상태를 반영합니다. 예를 들어, 연구자들은 명상 중 뇌의 신경 반응을 조사할 때(EEG 명상) 의식적인 주의와 관련된 감마 대역 활동의 모니터링을 수행했습니다.
감마 대역 활동은 최대의 정신적 혹은 신체적 성과와 관련이 있습니다. EEG 장치를 착용한 피험자가 깊은 명상을 진행하는 실험에서 감마파가 의식적 경험이나 초월적 정신 상태와 관련이 있다는 이론이 제기되었습니다. 그러나 감마 대역 활동과 관련된 인지 기능에 대해 학술 연구자 간의 의견 일치는 없습니다.
연구자들은 그들이 수집하는 모든 방대한 뇌 데이터를 처리하고 관리할 방법이 필요합니다 — 그리고 다양한 기관과 공유하는 방법도 필요합니다. "신경정보학"은 신경 과학 데이터에 대한 계산 도구 및 수학 모델을 제공하는 연구 분야입니다. 신경정보학은 데이터베이스 조직, 데이터 공유 및 데이터 모델링을 위한 기술을 만드는 것을 목표로 합니다. 이는 "신경 과학"이 신경계의 과학적 연구로 널리 정의되는 만큼 다양한 데이터와 관계가 있습니다. 신경 과학의 하위 분야 중 하나는 인지 심리학으로, 이는 EEG와 같은 신경영상 방법을 사용하여 뇌와 신경계의 어떤 부분이 어떤 인지 과정에 기초하는지 분석합니다.
시장 조사: EEG 헤드셋을 사용하여 감정 및 인지 상태 이해하기
EEG 테스트 절차
EEG 절차 준비하기
EEG 모니터링, 해석 및 결과에 대한 다음 섹션에는 의료 환경에서 EEG 테스트를 받고 있는 대상을 위한 정보가 포함되어 있습니다. 테스트를 준비하는 가장 좋은 방법은 항상 테스트 관리인에게 구체적인 준비 지침을 요청하는 것입니다. 준비에 대한 지침은 사용 사례에 따라 다를 수 있습니다 — 예를 들어 소비자 연구, 학술 연구 또는 성능 및 웰빙을 위한 EEG 녹화는 피험자가 누워 있는 것보다 활동적인 것을 요구할 수 있습니다.
EMOTIV와 같은 회사들은 테스트를 더 빠르고 편리하게 수행하고 처리할 수 있는 EEG 기술의 발전을 선도했습니다. EMOTIV의 모바일 및 무선 EEG 헤드셋은 5분 이내에 설정할 수 있으며, 참가자가 테스트 시설에 국한되지 않고 자유롭게 이동할 수 있습니다.
EEG 테스트 전, 테스트를 관리하는 전문가(의사, 고용주 또는 연구자 등)에게 복용 중인 일반적인 약물에 대해 알려주세요. 절차 전날 머리를 씻고 어떤 제품도 사용하지 않는 것이 좋습니다. 테스트 전 최소 8시간 동안 카페인을 피하고 음료수나 음식을 섭취하지 마십시오. EEG 절차 중에 수면을 취해야 한다면, 테스트 동안 뇌가 제대로 이완할 수 있도록 하기 위해 전날 밤 수면을 제한하라는 지침을 받을 수 있습니다.
EEG 모니터링
EEG 절차 중에는 통증이나 불편함을 느끼지 않을 것입니다. 임상 EEG 절차 중에는 침대나 조정 의자에 누워 눈을 감으라는 지시를 받게 됩니다. EEG 기술자는 머리를 측정하고 리드를 어디에 적용할지 표기합니다.
테스트가 시작되면 전극이 당신의 뇌파를 기록하고 활동을 기록 기계로 보냅니다. EEG 기계는 그런 다음 데이터를 해석을 위한 파형 패턴으로 변환합니다. 녹음이 끝난 후 기술자는 당신의 두피에서 전극을 제거할 것입니다.
과학적 또는 임상 환경에서의 체계적인 EEG 테스트는 30-60분 이내에 완료되며, 초기 설정 시간은 약 20분이 걸립니다. 소비자, 개인 성과 및 직장 연구를 위한 EEG 테스트는 테스트 목적에 따라 길거나 짧을 수 있습니다. EMOTIV의 무선 EEG 헤드셋은 이러한 사용 사례를 위해 더 빠른 설정을 지원합니다(5분 이내).
절차 후에 회복 시간이 필요하지 않아야 합니다. 테스트 중에 수면을 취하기 위해 졸음을 유발하는 약물을 복용한 경우, 테스터 관리자는 효과가 사라질 때까지 시설에 대기하라고 권장할 수 있습니다.
EEG 테스트의 부작용은 드뭅니다. 전극은 어떤 감각도 유발하지 않으며, 뇌 활동만 기록합니다. 간질 환자는 절차 중 깜박이는 빛과 같은 자극으로 발작이 발생할 수 있습니다. EEG 테스트 중 발작이 발생하는 것은 두려워할 일이 아닙니다. 이는 실제로 의사가 간질의 유형을 진단하고 그에 따라 치료를 조정하는데 도움을 줄 수 있습니다.
EEG 해석 및 절차 결과
임상적 이유로 EEG 테스트를 권장받았다면, 당신의 테스트 결과는 신경계 전문가인 의사가 해석할 것입니다. 신경과 전문의는 정상 및 비정상 뇌 패턴을 기록하기 위해 녹화된 데이터를 검토할 것입니다. 뇌파 패턴은 파형의 특성에 의해 매우 인식 가능합니다. 예를 들어, 발작하지 않는 뇌 상태(예: 혼수상태 또는 일반 마취)의 환자에서 자주 관찰되는 폭발 억제 패턴은 짧은 스파이크(폭발)가 평탄한 기간(억압)과 교대로 나타납니다.
비정상 EEG는 서로 다른 유형의 뇌전증을 특징짓습니다. 스파이크-웨이브 패턴 — 일반적이고 대칭적인 EEG 패턴 — 은 흔히 간질 발작 중에 관찰되며, 이 경우 개인은 짧은 의식 상실을 경험합니다. 발작 활동이 뇌의 한 영역에만 영향을 미치는 부분 초점 발작은 해당 영역과 연결된 EEG 데이터 채널에서 나타나는 낮은 전압의 빠른 리듬 패턴으로 특징 지어집니다.
신경과 전문의는 EEG 측정을 다시 테스트를 요청한 의사에게 보냅니다. 의사는 EEG 이미지를 검토하고 결과와 함께 논의하기 위해 약속을 잡을 수 있습니다. 당신의 상태에 따라, 의사에게 EEG 신경피드백 또는 바이오피드백이라는 서비스가 추천될 수 있습니다. 예를 들어, 집중과 관련된 뇌파 패턴을 강화하려는 사람들은 ADHD의 신경피드백 치료에 참여할 수 있습니다.
바이오피드백 치료는 피험자가 불수의적으로 진행되는 신체 과정을 제어할 수 있도록 도와줍니다. 예를 들어 높은 혈압을 경험하고 있는 피험자는 피부에 부착된 전극에서 데이터를 수신하는 모니터에서 자신의 생체 측정을 볼 수 있습니다. 이 활동을 모니터링하는 것은 이완 및 정신 운동을 가르치는 데 도움이 됩니다.
비슷하게, 신경피드백은 EEG를 사용하여 뇌가 더 잘 작동하도록 훈련합니다. 이 훈련 중에 환자는 EEG 기계에 연결되어 자신의 뇌 활동을 실제로 볼 수 있습니다. 이는 종종 환자가 자신의 뇌로 뇌 활동을 제어하기 위해 "게임을 하는" 비디오 게임을 진행하는 것과 유사합니다. 환자는 운동 능력이 약한 것과 관련된 뇌 주파수를 개선하려고 노력하며, 마치 운동 선수가 약한 근육을 키우는 것과 같습니다. EEG 신경피드백은 간질, 조울 증, ADHD 및 자폐증과 같은 질환에 추천되는 경우가 많습니다. 이 방법은 이러한 장애에 도움이 될 수 있지만, 이를 치료할 수는 없습니다.
다양한 종류의 EEG 장치
EEG 기계는 몇 개의 다른 착용 가능한 EEG 장치의 형태로 제공됩니다. 가장 높은 수준은 임상 EEG 장치(의료 및 과학적 연구 환경에서 사용됨)와 소비자 EEG 장치(소비자 연구, 학술 연구 및 성능과 웰빙에 사용됨) 간의 차이입니다. 임상 장치에서는 피험자가 기기를 착용하는 동안 움직일 수 없으며 신호 왜곡을 피하기 위해 통제된 차단된 환경에서 데이터를 수집해야 합니다. EMOTIV의 무선 헤드셋과 같은 소비자 EEG 장치들은 사용자가 해당 소프트웨어를 자유롭게 구성할 수 있습니다.
다양한 착용 가능한 EEG 장치 간의 차이는 EEG 시스템을 사용하는 전문가의 요구 사항과 데이터 수집 환경에 대한 요구 사항을 지원하기 위해 필요합니다. 예를 들어, 신경과 의사 및 신경과학자는 소비자 연구원이 필요로 하는 것보다 데이터 분석을 수행하기 위해 더 높은 센서 밀도를 필요로 하는 경우가 많습니다. EEG 전극 배치 외에도 EEG 시스템 간에 고려해야 할 몇 가지 다른 주목할 만한 변수가 있습니다.
EEG 캡과 EEG 헤드셋
EEG 캡과 EEG 헤드셋의 차이점은 무엇인가요? 두 가지 착용 가능한 EEG 장치에서 가장 중요한 차이점은 전극의 수입니다. 헤드셋은 일반적으로 5~20개의 전극을 포함하고 있습니다. 캡은 전극 설치를 위한 더 큰 표면적이 있어 더 많은 센서를 지원할 수 있습니다. EEG 캡은 EMOTIV EPOC FLEX와 같이 플렉서블한 위치 조정이 가능한 전극을 제공하는 경우도 있습니다. EMOTIV INSIGHT와 EPOC X 헤드셋의 센서 구성은 고정되어 있습니다.
EPOC Flex
젤 또는 식염수 센서
EPOC+ 및 EPOC X
식염수 센서
습식 EEG 전극 대 건식 EEG 전극
EEG 장치는 주로 습식 또는 건식 전극을 사용합니다. 최근 개발된 전극 형태인 "타투 전극"은 임시 타투처럼 붙이는 전극입니다. 습식 전극은 두피와의 더 나은 접촉을 위해 접착 젤을 사용하므로 데이터 정확도가 더 높습니다. 습식 전극은 주로 임상 및 연구 환경에서 사용됩니다. 건식 전극은 접착 젤이 필요 없습니다. 건식 전극을 사용하는 EEG 장치는 설정 시간이 빠르기 때문에 EEG 소비자 연구에 자주 사용됩니다. 연구자들은 습식 전극과 건식 전극의 장단점을 비교하고 있습니다.
유선 EEG 장치 대 무선 EEG 장치
EEG 초기 단계에서 환자는 임상 환경에서 EEG 기계에 연결되어야 했습니다. 이제는 EEG 신호를 디지털화하여 스마트폰, 컴퓨터 또는 클라우드와 같은 기록 기계로 전송할 수 있으므로 무선 EEG 테스트가 가능합니다. 다양한 환경에서 휴대용 EEG를 사용하여 테스트를 수행할 수 있습니다. 피험자가 무선 EEG 헤드셋를 착용하고 공원을 걷는 실험을 수행할 수 있으며, 피험자의 움직임은 데이터 전송 범위에만 제한됩니다. 깜박이는 빛과 같은 자극을 관리하고 테스트 환경을 제어해야 하는 경우, 임상 환경을 선택할 수 있습니다. 이 경우 유선 EEG 기계는 제한이 없습니다.
유선 EEG 헤드셋
케이블 연결
무선 EMOTIV EEG 헤드셋
블루투스 무선 기술
EEG 측정과 다른 뇌 측정 기술
EEG 측정의 장점은 우리가 가지고 있는 뇌 활동의 가장 덜 침습적인 측정 방법이며, 관련된 인지 과정에서 많은 정량적 정보를 제공합니다. 뇌 기능을 연구하는 다른 방법으로는:
기능적 자기공명영상(fMRI)
자기뇌파측정(MEG)
핵자기공명분광법(NMR 또는 MRS)
두피뇌파측정
단일광자 방출 전산화단층촬영(SPECT)
양전자 방출 전산화단층촬영(PET)
근적외선 분광법(NIRS)
사건 관련 광학 신호(EROS)
EEG의 장점
상대적으로 낮은 공간 감도에도 불구하고, EEG는 이전에 나열한 일부 뇌 이미징 및 뇌 연구 기술보다 여러 가지 장점을 주장합니다:
EEG는 fMRI에 비해 매우 높은 시간 해상도를 제공합니다. 밀리초의 속도로 발생하는 뇌의 빠른 반응을 포착할 수 있어, 뇌 속에서 일어나는 일과 환경에서의 사건을 정확하게 동기화할 수 있습니다. EEG는 임상 및 연구 환경에서 250 - 2000 Hz의 샘플링 속도로 기록됩니다. 더욱 현대적인 EEG 데이터 수집 시스템은 필요에 따라 20,000 Hz 이상의 샘플링 속도로 기록할 수 있습니다.
하드웨어 비용 및 총 소지 비용(TCO)이 현저히 낮습니다.
EEG 데이터는 비침습적으로 수집되며, 두피 표면에 직접 전극을 붙이기 위해 신경외과 수술이 필요한 두피뇌파측정과는 다릅니다.
이동 가능한 EEG 센서는 fMRI, SPECT, PET, MRS 또는 MEG보다 더 많은 장소에서 사용될 수 있습니다. 이러한 방법은 무겁고 비싸며 이동할 수 없는 장비에 의존하기 때문입니다.
EEG는 소리 자극에 대한 반응을 연구할 수 있도록 조용합니다.
EEG 기계에는 물리적인 위험이 없습니다. fMRI 및 MRI는 금속 장비(예: 심장 박동기)를 가진 환자에 의해 사용이 금지됩니다.
fMRI, PET, MRS, SPECT는 폐쇄공포증을 악화시켜 테스트 결과를 왜곡하거나 바꿀 수 있습니다. EEG는 피험자가 작은 공간에 갇히지 않기 때문에 폐쇄공포증을 유발하지 않습니다.
소비자 EEG 스캔은 대부분의 다른 신경영상 기술과 달리 테스트 중 피험자의 움직임을 허용합니다.
EEG는 양전자 방출 단층촬영(PET)과 같은 방사성 리간드에 노출되지 않으며, MRI나 fMRI처럼 높은 수준의 자기장에 노출되지 않습니다.
EEG는 1 테슬라(tesla) 이상의 고강도 자기장에 노출되지 않습니다.
행동 테스트 방법에 비해 EEG는 숨겨진 처리(반응이 필요하지 않은 처리)를 감지할 수 있습니다. 이 기술은 운동 반응을 할 수 없는 피험자에게도 사용됩니다.
EEG는 소비자 사용을 위한 진입 장벽이 낮기 때문에 일상 생활의 다양한 활동 동안 뇌 활동을 추적하고 기록할 수 있는 강력한 도구가 되어 거의 무한한 응용 프로그램을 가질 수 있습니다.
EEG 수면 분석은 청소년의 뇌 발달 시기 평가를 포함하여 뇌 발달의 타이밍에 대한 중요한 측면을 나타낼 수 있습니다.
EEG와 함께 측정하는 신호에 대해 더 좋은 이해가 생깁니다. 이는 fMRI에서 사용하는 BOLD(혈액 산소 수치 의존) 이미징과 비교됩니다.
EEG 게임
EEG 기술은 의료 및 오락 목적으로 게임 세계에 적용되었습니다. 기업들은 EEG를 사용하여 VR, AR 및 BCI에서 비디오 게임과 상호작용하는 방법을 제공합니다. EEG 기계는 신호를 감지하고 소프트웨어의 알고리즘은 당신의 뇌파를 해석하여 스크린에 있는 아바타를 제어합니다.
EMOTIV의 EPOC 헤드셋은 의식적이고 무의식적인 생각 및 감정을 모니터링하고 해석할 수 있는 최초의 고충실도 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)입니다. BCI는 30개 서로 다른 표현, 감정 및 행동의 복잡한 뇌파를 감지할 수 있습니다. 이러한 감지는 기계 학습을 통해 달성됩니다. 기계 학습 알고리즘은 참가자가 다양한 표현, 감정 및 행동을 처리하는 동안 발생하는 뇌 패턴을 인식하도록 훈련되었습니다.
알고리즘이 데이터 세트에서 EEG 뇌파를 감지하면 BCI는 해당 패턴을 물리적 또는 디지털 명령과 연관시킬 수 있습니다. 예를 들어 "밀어!"라는 트리거 단어를 생각하면 아바타가 물체를 지나가게 됩니다.
TechCrunch TV: EEG를 사용한 마음 제어 장치 및 기타
EEG 사용 사례
EEG 측정에는 많은 현대 응용 프로그램이 있습니다. 주목할만한 EEG 사용 사례는 다음과 같습니다:
신경 과학
뇌 교육 프로그램
신경 마케팅
수면 연구
브레인-컴퓨터 인터페이스(BCI)
인지 성과
자기 측정
감정 상태
ADHD 치료
신경 장애
뇌파 동조
인지 행동 치료
신경 정보학
뇌파 게임
AR 및 VR 보조 자료
삼킴 장애 및 치매
뇌졸중 재활
작업 기억 테스트(N-백)
참고: 이 정보는 EEG에 관한 일반적인 내용입니다. EMOTIV 제품은 연구 목적으로만 사용되며 개인 용도로만 사용해야 합니다. 우리의 제품은 EU 지침 93/42/EEC에서 정의된 의료 기기로 판매되지 않습니다. 우리의 제품은 질병의 진단이나 치료를 위해 설계되거나 의도되지 않았습니다.
***면책 조항 - EMOTIV 제품은 연구 목적으로만 사용하도록 설계되었으며 개인 용도로만 사용할 수 있습니다. 우리의 제품은 EU 지침 93/42/EEC에서 정의한 의료 기기로 판매되지 않습니다. 우리의 제품은 질병의 진단이나 치료를 위해 설계되거나 의도되지 않았습니다.
EEG 정의
EEG는 "뇌파 측정법"을 의미하며 뇌의 전기 활동을 기록하는 전기 생리학적 과정입니다. EEG는 뇌에서 발생하는 전기 활동의 변화를 측정합니다. 전압 변화는 신경세포라고 불리는 일부 뇌 세포 내 및 사이의 이온 전류에서 발생합니다.
EEG란 무엇인가요?
EEG 테스트는 뇌의 전기 활동을 평가합니다. EEG 스캔은 두피에 배치된 EEG 센서(EEG 전극이라고도 하는 작은 금속 원반)를 통해 수행됩니다. 이러한 전극은 뇌의 전기 활동을 감지하고 기록합니다. 수집된 EEG 신호는 증폭되고 디지털화되어 컴퓨터나 모바일 장치로 전송되어 저장 및 데이터 처리됩니다.
EEG 데이터를 분석하는 것은 인지 과정을 연구하는 탁월한 방법입니다. 이는 의사가 의학적 진단을 내리는데 도움이 되고, 연구자가 인간 행동의 기저에 있는 뇌 과정을 이해하는데 도움을 주며, 개인이 생산성과 웰빙을 향상시키는 데 도움을 줍니다.
EEG는 어떻게 작동하나요?
당신의 뇌에 있는 수십억 개의 세포는 비선형 패턴인 뇌파를 형성하는 매우 작은 전기 신호를 생성합니다. EEG 기계는 EEG 테스트 중에 대뇌 피질, 즉 뇌의 외부 층에서 발생하는 전기 활동을 측정합니다. EEG 센서는 참가자의 머리에 배치되고 전극은 비침습적으로 주제에서 뇌파를 감지합니다.
EEG 센서는 한 초 내에 생성된 뇌의 전기 활동의 수천 장의 스냅샷을 녹화할 수 있습니다. 기록된 뇌파는 증폭기로 전송된 후, 컴퓨터나 클라우드로 데이터 처리를 위해 전송됩니다. 증폭된 신호는 물결 모양의 선을 닮아 있으며, 이들은 컴퓨터, 모바일 장치 또는 클라우드 데이터베이스에 기록될 수 있습니다.
클라우드 컴퓨팅 소프트웨어는 EEG 데이터 처리에서 중요한 혁신으로 간주되며, 대규모로 기록을 실시간으로 분석할 수 있게 해줍니다. EEG 측정 초기에는 파동이 단순히 그래프 용지에 기록되었습니다. 학계 및 상업적 연구에서의 EEG 시스템은 일반적으로 데이터를 시간 시리즈 또는 연속적인 전압 흐름으로 표시합니다.
그래프 용지에 기록된 EEG 파동
디지털로 기록된 EEG 파동
현대 뇌 시각화 소프트웨어의 EEG 파동
뇌의 전기 활동을 매핑하기 위해서는 뇌 표면의 다양한 피질 구조에서 신호를 통해 EEG 측정값을 얻는 것이 더 좋습니다.
현대 뇌 시각화 시간 시리즈 그래프의 EEG 파동
EEG가 측정하는 뇌파의 종류
EEG 장치의 전극은 다양한 EEG 주파수로 표현된 전기 활동을 캡처합니다. Fast Fourier Transform (FFT)이라는 알고리즘을 사용하여 이러한 원시 EEG 신호는 서로 다른 주파수를 가진 뚜렷한 파동으로 식별될 수 있습니다. 주파수는 전기 진동의 속도를 나타내며, 초당 사이클 수로 측정됩니다. 1 헤르츠(Hz)는 초당 1 사이클에 해당합니다. 뇌파는 주파수에 따라 알파, 베타, 세타 및 델타의 네 가지 주요 유형으로 분류됩니다.
다음 단락에서는 네 가지 주요 뇌 주파수와 연관된 몇 가지 기능에 대해 설명합니다. 이러한 기능은 단순히 서로 다른 뇌 주파수와 연결된 것으로 밝혀졌습니다. 주파수 대역과 특정 뇌 기능 간에는 일대일 선형 대응관계가 없습니다.
베타파(주파수 범위 14 Hz에서 약 30 Hz)
베타파는 의식이 있는 상태나 깨어 있고 주의 집중하고 있는 상태와 가장 밀접하게 관련이 있습니다. 저진폭 베타파는 집중력이 활발하거나 바쁘거나 불안한 상태와 관련이 있습니다. 베타파는 또한 운동 결정(움직임 억제 및 운동의 감각 피드백)과도 연관됩니다. EEG 장치로 측정하면 신호는 종종 EEG 베타파라고 불립니다.
알파파(주파수 범위 7 Hz에서 13 Hz)
알파파는 종종 이완되고 차분하며 명확한 정신 상태와 관련이 있습니다. 알파파는 뇌의 후두 및 후방 영역에서 발견될 수 있습니다. 알파파는 눈을 감고 이완하는 것으로 유도될 수 있으며, 깊은 사고, 정신 계산 및 문제 해결과 같은 강렬한 인지 과정 중에는 거의 나타나지 않습니다. 대부분의 성인에서 알파파의 주파수는 9에서 11 Hz 범위입니다. EEG 장치로 측정하면 이는 종종 EEG 알파파라고 불립니다.
세타파(주파수 범위 4 Hz에서 7 Hz)
주파수 범위가 4에서 7 Hz 사이의 뇌 활동은 세타 활동이라고 합니다. EEG 측정에서 감지되는 세타 리듬은 주로 젊은 성인, 특히 측두엽 영역에서 및 과호흡 중에 발견됩니다. 나이가 많은 사람에서는 약 30밀리볼트(mV) 이상의 진폭을 가진 세타 활동이 덜 흔하게 관찰되며, 졸림 상태에서 제외하고는 그러합니다. EEG 장치로 측정하면 이는 종종 EEG 세타파라고 불립니다.
델타파(주파수 범위 4 Hz 이하)
델타 활동은 주로 영아에서 발견됩니다. 델타파는 나이가 많은 피험자의 깊은 수면 단계와 관련이 있습니다. 델타파는 무의식 발작과 같은 환자의 간질 발작 사이의 간격에서 문서화된 바 있습니다. 델타파는 저주파(약 3 Hz)와 고진폭 파동으로 특징지어집니다. 델타 리듬은 각성 중에도 존재할 수 있으며, 눈을 뜨면 반응할 수 있고 과호흡에 의해 향상될 수도 있습니다. EEG 장치로 측정하면 이는 종종 EEG 델타파라고 불립니다.
EEG 파동을 사용하여 뇌의 작동 방식을 이해하기
EEG는 무엇을 보여주나요?
당신의 뇌는 잠을 자고 있을 때도 계속해서 정보를 흡수하고 처리합니다. 이러한 모든 활동은 EEG 센서가 픽업하는 전기 신호를 생성합니다. 이는 행동 반응이 가시적이지 않더라도 뇌 활동의 변화를 포착할 수 있게 해줍니다. 예를 들어 운동이나 얼굴 표정과 같은 반응입니다.
EEG는 당신의 뇌가 생성하는 전기 변화를 감지하지만, 생각이나 감정은 감지하지 않습니다. EEG는 당신의 뇌로 어떤 전기 신호를 송신하지 않습니다.
뇌 주요 피질 전반에서 활동을 감지하는 것은 고품질 EEG 데이터를 확보하는 데 필수적입니다. 결과는 외부 자극에 의해 영향을 받는 감정 상태를 평가하는 대리 자료가 될 수 있습니다.
EEG의 간략한 역사
뇌의 전기 활동 현상에 대한 연구는 1875년 동물에서 시작되었으며, 의사 리처드 캐턴이 영국 의학 저널에 토끼와 원숭이에 대한 실험 결과를 발표했습니다.
1890년에 아돌프 베크는 감각 자극을 테스트하기 위해 개와 토끼 뇌의 표면에 전극을 직접 배치했습니다. 그의 변동하는 전기 뇌 활동 관찰은 뇌파의 발견으로 이어졌고 EEG를 과학 분야로 발전시켰습니다.
독일 생리학자이자 정신과 의사인 한스 베르거는 1924년에 첫 번째 인간 EEG 뇌파를 기록한 것으로 공로를 인정받고 있습니다. 베르거는 EEG 신호를 기록하는 장치인 뇌파계를 발명했습니다. 그의 저서 "EEG의 기원"에서 저자 데이비드 밀렛은 이 발명을 "임상 신경학 역사에서 가장 놀랍고 주목할만하며 중대한 발전 중 하나"라고 설명했습니다.
1924년 한스 베르거가 기록한 첫 번째 인간 EEG. 상단 신호는 EEG이고 하단 신호는 10Hz 타이밍 신호입니다.
인간의 뇌파를 최초로 기록한 한스 베르거.
임상 뇌파 검사는 1935년에 시작되었습니다. 이는 신경과학자 프레드릭 기브스, 할로웰 데이비스 및 윌리엄 레녹스가 간질형 스파이크, 발작 간격의 스파이크 웨이브 및 세 가지 사이클의 임상적 결여 EEG 발작을 연구한 결과에서 시작되었습니다. 기브스와 과학자 허버트 재스퍼는 발작 간격 스파이크가 간질의 뚜렷한 신호라고 결론지었습니다. 첫 번째 EEG 연구소는 1936년 매사추세츠 종합 병원에 개설되었습니다.
1947년 미국 EEG 학회(현재는 미국 임상 신경 생리학회)가 설립되었고, 첫 번째 국제 EEG 회의가 열렸습니다.
1950년대에 윌리엄 그레이 월터는 EEG에 대한 보충 자료인 EEG 토포그래피를 개발했으며, 이는 뇌 표면 전기 활동의 매핑을 가능하게 했습니다. 이는 1980년대에 인기를 얻었지만 주류 신경학에는 채택되지 않았습니다.
스테보 보지노프스키, 릴자나 보지노프스카, 미하일 세스타코프는 1988년 EEG 기계를 사용하여 물리적 객체를 제어한 최초의 과학자들입니다. 2011년 EEG는 기술 기업가 탐 레와 닥터 제프 매켈러가 EMOTIV 회사를 시작하면서 소비자 시장에 진입했습니다.
EEG 기술(헤드셋과 모자와 같은)은 BCI(브레인-컴퓨터 인터페이스)의 구성 요소입니다. BCI는 HMI(인간-기계 인터페이스), MMI(정신-기계 인터페이스), BMI(브레인-기계 인터페이스), DNI(직접 신경 인터페이스)라고도 하며, DNI는 뇌와 신경계의 다른 부분에서 신호를 해독할 수 있습니다. BCI의 목표는 인지 성과를 추적하고 기계 학습을 통해 훈련된 정신 명령을 통해 가상 및 물리적 객체를 제어하는 것입니다.
2017년 사지 마비 레이서 로드리고 흡너 멘데스가 EMOTIV EEG 헤드셋을 사용하여 처음으로 자신의 뇌파만으로 포뮬러 1 자동차를 운전한 사람이 되었습니다.
EEG는 무엇에 사용되나요?
성능 및 웰빙
운동선수, 바이오해커 및 관심 있는 소비자는 EEG를 사용하여 자신들의 뇌 활동을 추적할 수 있습니다. EEG는 인지 기능(주의와 방해, 스트레스 및 인지 부하 - 전부 작업 메모리에 부과된 정신 활동의 총 용량)을 측정할 수 있습니다. 이러한 발견은 뇌가 일상 생활 사건에 어떻게 반응하는지를 알려주는 귀중한 통찰력을 제공할 수 있습니다. EEG 데이터는 스트레스를 줄이고, 집중력을 높이거나 명상을 향상시키기 위해 과학적으로 입증된 전략을 디자인하는 데 사용될 수 있는 피드백을 제공합니다.
소비자 연구
EEG 데이터는 소비자 통찰력을 위한 강력한 탐색 도구가 될 수 있습니다. 뇌 반응은 소비자가 실제로 주의를 기울이는 것과 자가 보고 하는 것 사이의 격차를 측정하기 위해 EEG를 사용됩니다. EEG와 눈 추적, 얼굴 표현 분석 및 심박수 측정과 같은 다른 생체 신호 센서를 결합하면 회사에 대한 고객 행동에 대한 완전한 이해를 제공할 수 있습니다. 소비자 반응을 조사하기 위해 EEG와 같은 신경 기술을 사용하는 것을 신경 마케팅이라고 합니다.
의료 제공
EEG 테스트는 제어된 절차 중에 뇌 활동을 보여주므로, 결과는 다양한 뇌 장애를 진단하는 데 사용될 수 있는 정보를 포함할 수 있습니다. 비정상적인 EEG 데이터는 불규칙한 뇌파를 통해 표시됩니다. 비정상적인 EEG 데이터는 뇌 기능 장애, 두부 외상, 수면 장애, 기억 문제, 뇌종양, 뇌졸중, 치매, 간질과 같은 발작 장애 및 기타 여러 조건의 징후를 나타낼 수 있습니다. 예정된 진단에 따라 의사는 때때로 EEG를 인지 테스트, 뇌 활동 모니터링 및 신경영상 기법과 결합합니다.
발작 진단
EEG 테스트는 종종 발작 활동을 겪는 환자에게 권장됩니다. 이 경우 의사는 응급 EEG를 수행할 수 있습니다. 응급 EEG는 최대 72시간까지 지속적으로 기록되며, 전통적인 EEG는 1-2시간 동안 지속됩니다. 환자는 EEG 헤드셋을 착용하고 자신의 집에서 이동할 수 있습니다. 기록 기간을 늘리면 비정상적인 뇌 활동을 기록할 가능성이 높아집니다. 그러한 이유로 응급 EEG는 종종 간질(EEG 간질) 및 발작 장애 또는 수면 장애 진단에 사용됩니다.
수면 장애를 위한 수면 연구
EEG 수면 연구 또는 "폴리솜노그래피" 테스트는 뇌 스캔을 수행하는 것 외에도 신체 활동을 측정합니다. EEG 기술자는 하룻밤 절차 중에 심박수, 호흡 및 혈액의 산소 수치를 모니터링합니다. 폴리솜노그래피는 주로 의학 연구 및 수면 장애의 진단 테스트에 사용됩니다.
정량적 신경과학
EEG는 뇌의 외부 층(대뇌 피질)에서 전기 활동을 측정하므로 두피에서 뇌파를 감지할 수 있습니다. EEG 뇌 테스트를 다른 뇌 모니터링 기법에서 얻은 데이터와 결합하면 연구원들은 뇌와 신체 내에서 발생하는 복잡한 상호 작용에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다.
정량적 뇌파 측정(qEEG)은 바로 그 목표를 달성하는 것을 목표로 합니다. 정량적 EEG는 전통적인 EEG처럼 뇌파를 기록합니다. 기계 학습을 사용하여 qEEG는 뇌 기능이 없는 개인의 동일 성별 및 연령 범위에서 뇌파를 비교합니다. qEEG 프로세스는 정량적 비교를 통해 뇌의 "지도"를 만듭니다. 이 프로세스는 계산 신경과학이라고 하는 신경 과학의 하위 분야에서 일반적입니다.
qEEG의 성공적인 요소 중 하나는 EEG 전극의 배치입니다. 전통적인 EEG 리드 배치는 전극이 두피에 부착되는 국제적으로 인정받는 표준인 10-20 시스템을 따릅니다. "10-20"은 EEG 리드 간의 거리가 두개골의 전체 거리의 10% 또는 20%임을 나타냅니다.
장치의 전극 수는 다양할 수 있습니다. 일부 EEG 기록 시스템은 최대 256개의 전극을 가질 수 있습니다. qEEG의 경우 19개의 센서를 사용하는 캡을 사용하여 두피의 19개 영역에서 데이터를 수집합니다. EEG 리드는 위치에서 신호를 증폭하므로 qEEG 뇌 매핑을 통해 행동 및/또는 인지 수준에서 관찰되는 기능 장애의 원인을 뇌 수준에서 식별할 수 있습니다.
학술 연구
비정상적인 EEG 결과는 EEG 테스트 결과에서 파생된 유일한 귀중한 정보가 아닙니다. 많은 연구자는 EEG의 정상 데이터도 연구에서 사용하며, 1957년 REM 수면 중 뇌 활동에 대한 혁신적인 연구가 포함됩니다.
EEG 측정이 측정하는 뇌파의 종류에 대한 단락에서 설명했듯이, EEG 녹화를 연구하면 뇌 신호에 포함된 다양한 주파수를 밝힐 수 있습니다. 이러한 주파수는 서로 다른 주의 및 인지 상태를 반영합니다. 예를 들어, 연구자들은 명상 중 뇌의 신경 반응을 조사할 때(EEG 명상) 의식적인 주의와 관련된 감마 대역 활동의 모니터링을 수행했습니다.
감마 대역 활동은 최대의 정신적 혹은 신체적 성과와 관련이 있습니다. EEG 장치를 착용한 피험자가 깊은 명상을 진행하는 실험에서 감마파가 의식적 경험이나 초월적 정신 상태와 관련이 있다는 이론이 제기되었습니다. 그러나 감마 대역 활동과 관련된 인지 기능에 대해 학술 연구자 간의 의견 일치는 없습니다.
연구자들은 그들이 수집하는 모든 방대한 뇌 데이터를 처리하고 관리할 방법이 필요합니다 — 그리고 다양한 기관과 공유하는 방법도 필요합니다. "신경정보학"은 신경 과학 데이터에 대한 계산 도구 및 수학 모델을 제공하는 연구 분야입니다. 신경정보학은 데이터베이스 조직, 데이터 공유 및 데이터 모델링을 위한 기술을 만드는 것을 목표로 합니다. 이는 "신경 과학"이 신경계의 과학적 연구로 널리 정의되는 만큼 다양한 데이터와 관계가 있습니다. 신경 과학의 하위 분야 중 하나는 인지 심리학으로, 이는 EEG와 같은 신경영상 방법을 사용하여 뇌와 신경계의 어떤 부분이 어떤 인지 과정에 기초하는지 분석합니다.
시장 조사: EEG 헤드셋을 사용하여 감정 및 인지 상태 이해하기
EEG 테스트 절차
EEG 절차 준비하기
EEG 모니터링, 해석 및 결과에 대한 다음 섹션에는 의료 환경에서 EEG 테스트를 받고 있는 대상을 위한 정보가 포함되어 있습니다. 테스트를 준비하는 가장 좋은 방법은 항상 테스트 관리인에게 구체적인 준비 지침을 요청하는 것입니다. 준비에 대한 지침은 사용 사례에 따라 다를 수 있습니다 — 예를 들어 소비자 연구, 학술 연구 또는 성능 및 웰빙을 위한 EEG 녹화는 피험자가 누워 있는 것보다 활동적인 것을 요구할 수 있습니다.
EMOTIV와 같은 회사들은 테스트를 더 빠르고 편리하게 수행하고 처리할 수 있는 EEG 기술의 발전을 선도했습니다. EMOTIV의 모바일 및 무선 EEG 헤드셋은 5분 이내에 설정할 수 있으며, 참가자가 테스트 시설에 국한되지 않고 자유롭게 이동할 수 있습니다.
EEG 테스트 전, 테스트를 관리하는 전문가(의사, 고용주 또는 연구자 등)에게 복용 중인 일반적인 약물에 대해 알려주세요. 절차 전날 머리를 씻고 어떤 제품도 사용하지 않는 것이 좋습니다. 테스트 전 최소 8시간 동안 카페인을 피하고 음료수나 음식을 섭취하지 마십시오. EEG 절차 중에 수면을 취해야 한다면, 테스트 동안 뇌가 제대로 이완할 수 있도록 하기 위해 전날 밤 수면을 제한하라는 지침을 받을 수 있습니다.
EEG 모니터링
EEG 절차 중에는 통증이나 불편함을 느끼지 않을 것입니다. 임상 EEG 절차 중에는 침대나 조정 의자에 누워 눈을 감으라는 지시를 받게 됩니다. EEG 기술자는 머리를 측정하고 리드를 어디에 적용할지 표기합니다.
테스트가 시작되면 전극이 당신의 뇌파를 기록하고 활동을 기록 기계로 보냅니다. EEG 기계는 그런 다음 데이터를 해석을 위한 파형 패턴으로 변환합니다. 녹음이 끝난 후 기술자는 당신의 두피에서 전극을 제거할 것입니다.
과학적 또는 임상 환경에서의 체계적인 EEG 테스트는 30-60분 이내에 완료되며, 초기 설정 시간은 약 20분이 걸립니다. 소비자, 개인 성과 및 직장 연구를 위한 EEG 테스트는 테스트 목적에 따라 길거나 짧을 수 있습니다. EMOTIV의 무선 EEG 헤드셋은 이러한 사용 사례를 위해 더 빠른 설정을 지원합니다(5분 이내).
절차 후에 회복 시간이 필요하지 않아야 합니다. 테스트 중에 수면을 취하기 위해 졸음을 유발하는 약물을 복용한 경우, 테스터 관리자는 효과가 사라질 때까지 시설에 대기하라고 권장할 수 있습니다.
EEG 테스트의 부작용은 드뭅니다. 전극은 어떤 감각도 유발하지 않으며, 뇌 활동만 기록합니다. 간질 환자는 절차 중 깜박이는 빛과 같은 자극으로 발작이 발생할 수 있습니다. EEG 테스트 중 발작이 발생하는 것은 두려워할 일이 아닙니다. 이는 실제로 의사가 간질의 유형을 진단하고 그에 따라 치료를 조정하는데 도움을 줄 수 있습니다.
EEG 해석 및 절차 결과
임상적 이유로 EEG 테스트를 권장받았다면, 당신의 테스트 결과는 신경계 전문가인 의사가 해석할 것입니다. 신경과 전문의는 정상 및 비정상 뇌 패턴을 기록하기 위해 녹화된 데이터를 검토할 것입니다. 뇌파 패턴은 파형의 특성에 의해 매우 인식 가능합니다. 예를 들어, 발작하지 않는 뇌 상태(예: 혼수상태 또는 일반 마취)의 환자에서 자주 관찰되는 폭발 억제 패턴은 짧은 스파이크(폭발)가 평탄한 기간(억압)과 교대로 나타납니다.
비정상 EEG는 서로 다른 유형의 뇌전증을 특징짓습니다. 스파이크-웨이브 패턴 — 일반적이고 대칭적인 EEG 패턴 — 은 흔히 간질 발작 중에 관찰되며, 이 경우 개인은 짧은 의식 상실을 경험합니다. 발작 활동이 뇌의 한 영역에만 영향을 미치는 부분 초점 발작은 해당 영역과 연결된 EEG 데이터 채널에서 나타나는 낮은 전압의 빠른 리듬 패턴으로 특징 지어집니다.
신경과 전문의는 EEG 측정을 다시 테스트를 요청한 의사에게 보냅니다. 의사는 EEG 이미지를 검토하고 결과와 함께 논의하기 위해 약속을 잡을 수 있습니다. 당신의 상태에 따라, 의사에게 EEG 신경피드백 또는 바이오피드백이라는 서비스가 추천될 수 있습니다. 예를 들어, 집중과 관련된 뇌파 패턴을 강화하려는 사람들은 ADHD의 신경피드백 치료에 참여할 수 있습니다.
바이오피드백 치료는 피험자가 불수의적으로 진행되는 신체 과정을 제어할 수 있도록 도와줍니다. 예를 들어 높은 혈압을 경험하고 있는 피험자는 피부에 부착된 전극에서 데이터를 수신하는 모니터에서 자신의 생체 측정을 볼 수 있습니다. 이 활동을 모니터링하는 것은 이완 및 정신 운동을 가르치는 데 도움이 됩니다.
비슷하게, 신경피드백은 EEG를 사용하여 뇌가 더 잘 작동하도록 훈련합니다. 이 훈련 중에 환자는 EEG 기계에 연결되어 자신의 뇌 활동을 실제로 볼 수 있습니다. 이는 종종 환자가 자신의 뇌로 뇌 활동을 제어하기 위해 "게임을 하는" 비디오 게임을 진행하는 것과 유사합니다. 환자는 운동 능력이 약한 것과 관련된 뇌 주파수를 개선하려고 노력하며, 마치 운동 선수가 약한 근육을 키우는 것과 같습니다. EEG 신경피드백은 간질, 조울 증, ADHD 및 자폐증과 같은 질환에 추천되는 경우가 많습니다. 이 방법은 이러한 장애에 도움이 될 수 있지만, 이를 치료할 수는 없습니다.
다양한 종류의 EEG 장치
EEG 기계는 몇 개의 다른 착용 가능한 EEG 장치의 형태로 제공됩니다. 가장 높은 수준은 임상 EEG 장치(의료 및 과학적 연구 환경에서 사용됨)와 소비자 EEG 장치(소비자 연구, 학술 연구 및 성능과 웰빙에 사용됨) 간의 차이입니다. 임상 장치에서는 피험자가 기기를 착용하는 동안 움직일 수 없으며 신호 왜곡을 피하기 위해 통제된 차단된 환경에서 데이터를 수집해야 합니다. EMOTIV의 무선 헤드셋과 같은 소비자 EEG 장치들은 사용자가 해당 소프트웨어를 자유롭게 구성할 수 있습니다.
다양한 착용 가능한 EEG 장치 간의 차이는 EEG 시스템을 사용하는 전문가의 요구 사항과 데이터 수집 환경에 대한 요구 사항을 지원하기 위해 필요합니다. 예를 들어, 신경과 의사 및 신경과학자는 소비자 연구원이 필요로 하는 것보다 데이터 분석을 수행하기 위해 더 높은 센서 밀도를 필요로 하는 경우가 많습니다. EEG 전극 배치 외에도 EEG 시스템 간에 고려해야 할 몇 가지 다른 주목할 만한 변수가 있습니다.
EEG 캡과 EEG 헤드셋
EEG 캡과 EEG 헤드셋의 차이점은 무엇인가요? 두 가지 착용 가능한 EEG 장치에서 가장 중요한 차이점은 전극의 수입니다. 헤드셋은 일반적으로 5~20개의 전극을 포함하고 있습니다. 캡은 전극 설치를 위한 더 큰 표면적이 있어 더 많은 센서를 지원할 수 있습니다. EEG 캡은 EMOTIV EPOC FLEX와 같이 플렉서블한 위치 조정이 가능한 전극을 제공하는 경우도 있습니다. EMOTIV INSIGHT와 EPOC X 헤드셋의 센서 구성은 고정되어 있습니다.
EPOC Flex
젤 또는 식염수 센서
EPOC+ 및 EPOC X
식염수 센서
습식 EEG 전극 대 건식 EEG 전극
EEG 장치는 주로 습식 또는 건식 전극을 사용합니다. 최근 개발된 전극 형태인 "타투 전극"은 임시 타투처럼 붙이는 전극입니다. 습식 전극은 두피와의 더 나은 접촉을 위해 접착 젤을 사용하므로 데이터 정확도가 더 높습니다. 습식 전극은 주로 임상 및 연구 환경에서 사용됩니다. 건식 전극은 접착 젤이 필요 없습니다. 건식 전극을 사용하는 EEG 장치는 설정 시간이 빠르기 때문에 EEG 소비자 연구에 자주 사용됩니다. 연구자들은 습식 전극과 건식 전극의 장단점을 비교하고 있습니다.
유선 EEG 장치 대 무선 EEG 장치
EEG 초기 단계에서 환자는 임상 환경에서 EEG 기계에 연결되어야 했습니다. 이제는 EEG 신호를 디지털화하여 스마트폰, 컴퓨터 또는 클라우드와 같은 기록 기계로 전송할 수 있으므로 무선 EEG 테스트가 가능합니다. 다양한 환경에서 휴대용 EEG를 사용하여 테스트를 수행할 수 있습니다. 피험자가 무선 EEG 헤드셋를 착용하고 공원을 걷는 실험을 수행할 수 있으며, 피험자의 움직임은 데이터 전송 범위에만 제한됩니다. 깜박이는 빛과 같은 자극을 관리하고 테스트 환경을 제어해야 하는 경우, 임상 환경을 선택할 수 있습니다. 이 경우 유선 EEG 기계는 제한이 없습니다.
유선 EEG 헤드셋
케이블 연결
무선 EMOTIV EEG 헤드셋
블루투스 무선 기술
EEG 측정과 다른 뇌 측정 기술
EEG 측정의 장점은 우리가 가지고 있는 뇌 활동의 가장 덜 침습적인 측정 방법이며, 관련된 인지 과정에서 많은 정량적 정보를 제공합니다. 뇌 기능을 연구하는 다른 방법으로는:
기능적 자기공명영상(fMRI)
자기뇌파측정(MEG)
핵자기공명분광법(NMR 또는 MRS)
두피뇌파측정
단일광자 방출 전산화단층촬영(SPECT)
양전자 방출 전산화단층촬영(PET)
근적외선 분광법(NIRS)
사건 관련 광학 신호(EROS)
EEG의 장점
상대적으로 낮은 공간 감도에도 불구하고, EEG는 이전에 나열한 일부 뇌 이미징 및 뇌 연구 기술보다 여러 가지 장점을 주장합니다:
EEG는 fMRI에 비해 매우 높은 시간 해상도를 제공합니다. 밀리초의 속도로 발생하는 뇌의 빠른 반응을 포착할 수 있어, 뇌 속에서 일어나는 일과 환경에서의 사건을 정확하게 동기화할 수 있습니다. EEG는 임상 및 연구 환경에서 250 - 2000 Hz의 샘플링 속도로 기록됩니다. 더욱 현대적인 EEG 데이터 수집 시스템은 필요에 따라 20,000 Hz 이상의 샘플링 속도로 기록할 수 있습니다.
하드웨어 비용 및 총 소지 비용(TCO)이 현저히 낮습니다.
EEG 데이터는 비침습적으로 수집되며, 두피 표면에 직접 전극을 붙이기 위해 신경외과 수술이 필요한 두피뇌파측정과는 다릅니다.
이동 가능한 EEG 센서는 fMRI, SPECT, PET, MRS 또는 MEG보다 더 많은 장소에서 사용될 수 있습니다. 이러한 방법은 무겁고 비싸며 이동할 수 없는 장비에 의존하기 때문입니다.
EEG는 소리 자극에 대한 반응을 연구할 수 있도록 조용합니다.
EEG 기계에는 물리적인 위험이 없습니다. fMRI 및 MRI는 금속 장비(예: 심장 박동기)를 가진 환자에 의해 사용이 금지됩니다.
fMRI, PET, MRS, SPECT는 폐쇄공포증을 악화시켜 테스트 결과를 왜곡하거나 바꿀 수 있습니다. EEG는 피험자가 작은 공간에 갇히지 않기 때문에 폐쇄공포증을 유발하지 않습니다.
소비자 EEG 스캔은 대부분의 다른 신경영상 기술과 달리 테스트 중 피험자의 움직임을 허용합니다.
EEG는 양전자 방출 단층촬영(PET)과 같은 방사성 리간드에 노출되지 않으며, MRI나 fMRI처럼 높은 수준의 자기장에 노출되지 않습니다.
EEG는 1 테슬라(tesla) 이상의 고강도 자기장에 노출되지 않습니다.
행동 테스트 방법에 비해 EEG는 숨겨진 처리(반응이 필요하지 않은 처리)를 감지할 수 있습니다. 이 기술은 운동 반응을 할 수 없는 피험자에게도 사용됩니다.
EEG는 소비자 사용을 위한 진입 장벽이 낮기 때문에 일상 생활의 다양한 활동 동안 뇌 활동을 추적하고 기록할 수 있는 강력한 도구가 되어 거의 무한한 응용 프로그램을 가질 수 있습니다.
EEG 수면 분석은 청소년의 뇌 발달 시기 평가를 포함하여 뇌 발달의 타이밍에 대한 중요한 측면을 나타낼 수 있습니다.
EEG와 함께 측정하는 신호에 대해 더 좋은 이해가 생깁니다. 이는 fMRI에서 사용하는 BOLD(혈액 산소 수치 의존) 이미징과 비교됩니다.
EEG 게임
EEG 기술은 의료 및 오락 목적으로 게임 세계에 적용되었습니다. 기업들은 EEG를 사용하여 VR, AR 및 BCI에서 비디오 게임과 상호작용하는 방법을 제공합니다. EEG 기계는 신호를 감지하고 소프트웨어의 알고리즘은 당신의 뇌파를 해석하여 스크린에 있는 아바타를 제어합니다.
EMOTIV의 EPOC 헤드셋은 의식적이고 무의식적인 생각 및 감정을 모니터링하고 해석할 수 있는 최초의 고충실도 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)입니다. BCI는 30개 서로 다른 표현, 감정 및 행동의 복잡한 뇌파를 감지할 수 있습니다. 이러한 감지는 기계 학습을 통해 달성됩니다. 기계 학습 알고리즘은 참가자가 다양한 표현, 감정 및 행동을 처리하는 동안 발생하는 뇌 패턴을 인식하도록 훈련되었습니다.
알고리즘이 데이터 세트에서 EEG 뇌파를 감지하면 BCI는 해당 패턴을 물리적 또는 디지털 명령과 연관시킬 수 있습니다. 예를 들어 "밀어!"라는 트리거 단어를 생각하면 아바타가 물체를 지나가게 됩니다.
TechCrunch TV: EEG를 사용한 마음 제어 장치 및 기타
EEG 사용 사례
EEG 측정에는 많은 현대 응용 프로그램이 있습니다. 주목할만한 EEG 사용 사례는 다음과 같습니다:
신경 과학
뇌 교육 프로그램
신경 마케팅
수면 연구
브레인-컴퓨터 인터페이스(BCI)
인지 성과
자기 측정
감정 상태
ADHD 치료
신경 장애
뇌파 동조
인지 행동 치료
신경 정보학
뇌파 게임
AR 및 VR 보조 자료
삼킴 장애 및 치매
뇌졸중 재활
작업 기억 테스트(N-백)
참고: 이 정보는 EEG에 관한 일반적인 내용입니다. EMOTIV 제품은 연구 목적으로만 사용되며 개인 용도로만 사용해야 합니다. 우리의 제품은 EU 지침 93/42/EEC에서 정의된 의료 기기로 판매되지 않습니다. 우리의 제품은 질병의 진단이나 치료를 위해 설계되거나 의도되지 않았습니다.
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