***Disclaimer - Emotiv-producten zijn uitsluitend bedoeld voor onderzoeksdoeleinden en persoonlijk gebruik. Onze producten worden niet verkocht als medische hulpmiddelen zoals gedefinieerd in EU-richtlijn 93/42/EEG. Onze producten zijn niet ontworpen of bedoeld om te worden gebruikt voor de diagnose of behandeling van ziekten.

EEG Definitie

EEG staat voor "elektro-encefalografie", een elektrofysiologisch proces om de elektrische activiteit van de hersenen te registreren. Een EEG meet veranderingen in de elektrische activiteit die door de hersenen wordt geproduceerd. Spanningsveranderingen zijn afkomstig van ionenstromen binnen en tussen bepaalde hersencellen, neuronen genoemd.

Wat is een EEG?

Een EEG-test evalueert de elektrische activiteit van de hersenen. EEG-scans worden uitgevoerd door EEG-sensoren — kleine metalen schijfjes die ook wel EEG-elektroden worden genoemd — op uw hoofdhuid te plaatsen. Deze elektroden vangen de elektrische activiteit in uw hersenen op en registreren deze. De verzamelde EEG-signalen worden versterkt, gedigitaliseerd en vervolgens naar een computer of mobiel apparaat gestuurd voor opslag en gegevensverwerking.

Het analyseren van EEG-gegevens is een uitzonderlijke manier om cognitieve processen te bestuderen. Het kan artsen helpen bij het stellen van een medische diagnose, onderzoekers helpen de hersenprocessen te begrijpen die ten grondslag liggen aan menselijk gedrag, en individuen helpen hun productiviteit en welzijn te verbeteren.

Hoe werkt een EEG?

De miljarden cellen in uw hersenen produceren zeer kleine elektrische signalen die niet-lineaire patronen vormen, hersengolven genoemd. Een EEG-apparaat meet tijdens een EEG-test de elektrische activiteit in de hersenschors, de buitenste laag van de hersenen. Er worden EEG-sensoren op het hoofd van een deelnemer geplaatst, waarna de elektroden op niet-invasieve wijze hersengolven van het subject detecteren.

EEG-sensoren kunnen binnen één seconde tot wel enkele duizenden momentopnamen registreren van de elektrische activiteit die in de hersenen wordt gegenereerd. De geregistreerde hersengolven worden naar versterkers gestuurd, en vervolgens naar een computer of de cloud om de gegevens te verwerken. De versterkte signalen, die lijken op golvende lijnen, kunnen worden opgenomen op een computer, mobiel apparaat of in een clouddatabase.

Cloud-computing software wordt beschouwd als een cruciale innovatie in EEG-gegevensverwerking, omdat het real-time analyse van opnames op grote schaal mogelijk maakt — in de begindagen van EEG-metingen werden golven simpelweg op grafiekpapier geregistreerd. EEG-systemen in academisch en commercieel onderzoek tonen de gegevens doorgaans als een tijdreeks, of als een continue stroom van spanningen.

EEG-golven geregistreerd op grafiekpapier

EEG-golven digitaal geregistreerd

EEG-golven in moderne visuele hersensoftware

Om de elektrische activiteit van de hersenen in kaart te brengen, is het beter om EEG-metingen te verkrijgen van signalen via veel verschillende corticale structuren die zich overal op het oppervlak van de hersenen bevinden.

EEG-golven in de tijdreekgrafiek van moderne visuele hersensoftware

Soorten hersengolven die een EEG meet

De elektroden van een EEG-apparaat vangen elektrische activiteit op die wordt uitgedrukt in verschillende EEG-frequenties. Met behulp van een algoritme dat Fast Fourier Transform (FFT) wordt genoemd, kunnen deze ruwe EEG-signalen worden geïdentificeerd als verschillende golven met verschillende frequenties. Frequentie, oftewel de snelheid van de elektrische trillingen, wordt gemeten in cycli per seconde — één Hertz (Hz) is gelijk aan één cyclus per seconde. Hersengolven worden op basis van frequentie ingedeeld in vier hoofdtypen: bèta, alfa, thèta en delta.

In de volgende paragrafen worden enkele functies besproken die samenhangen met de vier belangrijkste hersenfrequenties. Er is simpelweg geconstateerd dat deze functies geassocieerd zijn met verschillende hersenfrequenties — er is geen een-op-een lineair verband tussen een frequentieband en een bepaalde functie van de hersenen.

Bètagolven (frequentiebereik van 14 Hz tot ongeveer 30 Hz)

Bètagolven worden het meest geassocieerd met bewustzijn of met een wakkere, aandachtige en alerte toestand. Bètagolven met een lage amplitude worden geassocieerd met actieve concentratie of met een drukke of angstige gemoedstoestand. Bètagolven worden ook geassocieerd met motorische beslissingen (onderdrukking van beweging en sensorische feedback van beweging). Wanneer ze door een EEG-apparaat worden gemeten, worden de signalen vaak aangeduid als EEG-bètagolven.

Alfalifagolven (frequentiebereik van 7 Hz tot 13 Hz)

Alfalifagolven worden vaak geassocieerd met een ontspannen, rustige en heldere gemoedstoestand. Alfalifagolven zijn te vinden in de occipitale en posterieure hersengebieden. Alfalifagolven kunnen worden opgewekt door de ogen te sluiten en te ontspannen, en ze zijn zelden aanwezig tijdens intensieve cognitieve processen zoals nadenken, hoofdrekenen en probleemoplossing. Bij de meeste volwassenen varieert de frequentie van alfalifagolven van 9 tot 11 Hz. Wanneer ze door een EEG-apparaat worden gemeten, worden deze vaak aangeduid als EEG-alfalifagolven.

Thètagolven (frequentiebereik van 4 Hz to 7 Hz)

Hersenactiviteit binnen een frequentiebereik tussen 4 en 7 Hz wordt thèta-activiteit genoemd. Het thètaritme dat bij EEG-metingen wordt gedetecteerd, wordt vaak aangetroffen bij jonge volwassenen, met name boven de temporale regio's en tijdens hyperventilatie. Bij oudere personen wordt thèta-activiteit met een amplitude groter dan ongeveer 30 millivolt (mV) minder vaak gezien, behalve tijdens slaperigheid. Wanneer ze door een EEG-apparaat worden gemeten, worden deze vaak aangeduid als EEG-thètagolven.

Deltagolven (frequentiebereik tot 4 Hz)

Delta-activiteit wordt voornamelijk bij baby's aangetroffen. Deltagolven worden geassocieerd met diepe slaapstadia bij oudere proefpersonen. Deltagolven zijn interictaal (tussen aanvallen door) gedocumenteerd bij patiënten met absences, waarbij sprake is van korte, plotselinge aandachtsstoornissen.

Deltagolven worden gekenmerkt door golven met een lage frequentie (ongeveer 3 Hz) en een hoge amplitude. Deltaritmes kunnen aanwezig zijn tijdens waakzaamheid — ze reageren op het openen van de ogen en kunnen ook worden versterkt door hyperventilatie. Wanneer ze door een EEG-apparaat worden gemeten, worden deze vaak aangeduid als EEG-deltagolven.

EEG-golven gebruiken om te begrijpen hoe de hersenen werken

Wat laat een EEG zien?

Onze hersenen nemen voortdurend informatie op en verwerken deze, zelfs als we slapen. Al deze activiteit genereert elektrische signalen die door EEG-sensoren worden opgevangen. Hierdoor kunnen veranderingen in de hersenactiviteit in kaart worden gebracht, zelfs als er geen zichtbare gedragsreactie is, zoals een beweging of een gezichtsuitdrukking.

Een EEG controleert veranderingen in de elektriciteit die uw hersenen produceren, maar registreert geen gedachten of gevoelens. Het stuurt geen elektriciteit naar uw hersenen.

Het detecteren van activiteit in de belangrijkste hersenschorsen is cruciaal voor het verkrijgen van hoogwaardige EEG-gegevens. Resultaten kunnen een indicatie zijn voor het beoordelen van emotionele toestanden die worden beïnvloed door externe prikkels.

Een korte geschiedenis van het EEG

Onderzoek naar het fenomeen van elektrische activiteit in de hersenen werd al in 1875 op dieren uitgevoerd, toen arts Richard Caton zijn bevindingen van experimenten op konijnen en apen publiceerde in het British Medical Journal.

In 1890 plaatste Adolf Beck elektroden rechtstreeks op het oppervlak van de hersenen van een hond en een konijn om te testen op sensorische stimulatie. Zijn observatie van fluctuerende elektrische hersenactiviteit leidde tot de ontdekking van hersengolven en zorgde ervoor dat EEG een wetenschappelijk vakgebied werd.

De Duitse fysioloog en psychiater Hans Berger wordt toegeschreven dat hij in 1924 de eerste menselijke EEG-hersengolven registreerde. Berger vond het elektro-encefalogram uit, een apparaat dat EEG-signalen registreert. In zijn boek "The Origins of EEG" beschreef auteur David Millet de uitvinding als "een van de meest verrassende, opmerkelijke en gedenkwaardige ontwikkelingen in de geschiedenis van de klinische neurologie."