Guia de EEG
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***Isenção de responsabilidade - Os produtos EMOTIV são destinados a serem usados apenas para aplicações de pesquisa e uso pessoal. Nossos produtos não são vendidos como Dispositivos Médicos conforme definido na diretiva da UE 93/42/EEC. Nossos produtos não são projetados ou destinados a serem usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
Definição de EEG
EEG significa “eletroencefalografia”, que é um processo eletrofisiológico para registrar a atividade elétrica do cérebro. O EEG mede as mudanças na atividade elétrica produzida pelo cérebro. As mudanças de voltagem vêm de correntes iônicas dentro e entre algumas células cerebrais chamadas neurônios.
O que é um EEG?
Um teste de EEG avalia a atividade elétrica do cérebro. Os exames de EEG são realizados colocando sensores de EEG — pequenos discos de metal também chamados de eletrodos de EEG — no seu couro cabeludo. Esses eletrodos captam e registram a atividade elétrica em seu cérebro. Os sinais de EEG coletados são amplificados, digitalizados e, em seguida, enviados a um computador ou dispositivo móvel para armazenamento e processamento de dados.
Analisar os dados do EEG é uma maneira excepcional de estudar processos cognitivos. Pode ajudar médicos a estabelecer um diagnóstico médico, pesquisadores a entender os processos cerebrais que estão por trás do comportamento humano e indivíduos a melhorar sua produtividade e bem-estar.
Como um EEG Funciona?
Os bilhões de células em seu cérebro produzem sinais elétricos muito pequenos que formam padrões não lineares chamados ondas cerebrais. Uma máquina de EEG mede a atividade elétrica no córtex cerebral, a camada externa do cérebro, durante um teste de EEG. Sensores de EEG são colocados na cabeça de um participante, então os eletrodos detectam ondas cerebrais do sujeito de forma não invasiva.
Os sensores de EEG podem gravar até várias milhares de instantâneas da atividade elétrica gerada no cérebro em um único segundo. As ondas cerebrais registradas são enviadas para amplificadores, depois para um computador ou nuvem para processar os dados. Os sinais amplificados, que se assemelham a linhas onduladas, podem ser gravados em um computador, dispositivo móvel ou em um banco de dados em nuvem.
O software de computação em nuvem é considerado uma inovação crítica no processamento de dados de EEG, pois permite análise em tempo real de gravações em escala — nos primeiros dias da medição de EEG, as ondas eram simplesmente registradas em papel gráfico. Sistemas de EEG, em pesquisas acadêmicas e comerciais, geralmente apresentam os dados como uma série temporal ou como um fluxo contínuo de voltagens.
Ondas de EEG registradas em papel gráfico
Ondas de EEG registradas digitalmente
Ondas de EEG em software moderno de visualização cerebral
Para mapear a atividade elétrica do cérebro, é melhor obter medições de EEG a partir de sinais de várias estruturas corticais diferentes localizadas em toda a superfície do cérebro.
Ondas de EEG em gráfico de série temporal de visualização cerebral moderna
Tipos de Ondas Cerebrais que o EEG Mede
Os eletrodos de um dispositivo EEG capturam a atividade elétrica expressa em várias frequências de EEG. Usando um algoritmo chamado Transformada Rápida de Fourier (FFT), esses sinais brutos de EEG podem ser identificados como ondas distintas com diferentes frequências. Frequência, que se refere à velocidade das oscilações elétricas, é medida em ciclos por segundo — um Hertz (Hz) é igual a um ciclo por segundo. As ondas cerebrais são categorizadas por frequência em quatro tipos principais: Beta, Alpha, Theta e Delta.
Os parágrafos a seguir discutem algumas das funções associadas às quatro frequências cerebrais principais. Essas funções simplesmente foram encontradas associadas a diferentes frequências cerebrais — não há correspondência linear um-a-um entre uma faixa de frequência e uma função dada do cérebro.
Ondas Beta (faixa de frequência de 14 Hz a cerca de 30 Hz)
As ondas beta estão mais intimamente associadas a estar consciente ou em um estado de alerta, atento e desperto. Ondas beta de baixa amplitude estão associadas a concentração ativa ou a um estado mental agitado ou ansioso. As ondas beta também estão associadas a decisões motoras (supressão do movimento e feedback sensorial de movimento). Quando medidas por um dispositivo EEG, os sinais costumam ser chamados de ondas beta de EEG.
Ondas Alpha (faixa de frequência de 7 Hz a 13 Hz)
As ondas alpha estão frequentemente associadas a um estado mental relaxado, calmo e lúcido. Ondas alpha podem ser encontradas nas regiões occipitais e posteriores do cérebro. As ondas alpha podem ser induzidas ao fechar os olhos e relaxar, e raramente estão presentes durante processos cognitivos intensos, como pensamento, cálculo mental e resolução de problemas. Na maioria dos adultos, as ondas alpha variam em frequência de 9 a 11 Hz. Quando medidas por um dispositivo EEG, estas geralmente são chamadas de ondas alpha de EEG.
Ondas Theta (faixa de frequência de 4 Hz a 7 Hz)
A atividade cerebral dentro de uma faixa de frequência composta entre 4 e 7 Hz é chamada de atividade Theta. O ritmo theta detectado na medição de EEG é frequentemente encontrado em jovens adultos, particularmente sobre as regiões temporais e durante a hiperventilação. Em indivíduos mais velhos, a atividade theta com uma amplitude maior que cerca de 30 milivolts (mV) é vista menos comumente, exceto durante a sonolência. Quando medidas por um dispositivo EEG, estas geralmente são chamadas de ondas theta de EEG.
Ondas Delta (faixa de frequência de até 4 Hz)
A atividade Delta é predominantemente encontrada em bebês. Ondas delta estão associadas a estágios profundos do sono em sujeitos mais velhos. Ondas delta foram documentadas interictalmente (entre convulsões) em pacientes com convulsões de ausência, que envolvem breves e súbitas lapsos de atenção.
Ondas delta são caracterizadas por ondas de baixa frequência (cerca de 3 Hz) e alta amplitude. Os ritmos delta podem estar presentes durante a vigília — eles respondem à abertura dos olhos e podem ser aumentados pela hiperventilação também. Quando medidas por um dispositivo EEG, estas geralmente são chamadas de ondas delta de EEG.
Usando Ondas de EEG para Entender Como o Cérebro Funciona
O que um EEG Mostra?
Seu cérebro está constantemente absorvendo e processando informações, mesmo quando você dorme. Toda essa atividade gera sinais elétricos que os sensores de EEG captam. Isso permite que mudanças na atividade cerebral sejam capturadas, mesmo que não haja resposta comportamental visível, como um movimento ou uma expressão facial.
Um monitor de EEG muda na eletricidade que seu cérebro gera, mas não em pensamentos ou sentimentos. Não envia eletricidade para seu cérebro.
Detectar atividade nos principais córtices do cérebro é crucial para obter dados de EEG de alta qualidade. Os resultados podem ser um proxy para avaliar estados emocionais afetados por estímulos externos.
Uma Breve História do EEG
A pesquisa sobre os fenômenos da atividade elétrica no cérebro foi realizada em animais desde 1875, quando o médico Richard Caton publicou suas descobertas de experimentos em coelhos e macacos no British Medical Journal.
Em 1890, Adolf Beck colocou eletrodos diretamente na superfície do cérebro de um cachorro e de um coelho para testar a estimulação sensorial. Sua observação da atividade elétrica cerebral flutuante levou à descoberta das ondas cerebrais e fez com que o EEG se tornasse um campo científico.
O fisiologista e psiquiatra alemão Hans Berger é creditado por registrar as primeiras ondas cerebrais humanas de EEG em 1924. Berger inventou o eletroencefalograma, um dispositivo que registra sinais de EEG. Em seu livro “As Origens do EEG”, o autor David Millet descreveu a invenção como “um dos desenvolvimentos mais surpreendentes, notáveis e importantes na história da neurologia clínica.”
A primeira gravação humana de EEG foi obtida por Hans Berger em 1924. O sinal superior é EEG e o inferior é um sinal de tempo de 10 Hz.
Hans Berger, a primeira pessoa a registrar ondas cerebrais de EEG em humanos.
O campo da eletroencefalografia clínica começou em 1935. Ele surgiu a partir da pesquisa do neurocientista Frederic Gibbs, Hallowell Davis e William Lennox em torno de picos epileptiformes, ondas de pico interictais e os três ciclos de convulsões de ausência clínicas do EEG. Gibbs e o cientista Herbert Jasper concluíram que os picos interictais são uma assinatura distinta da epilepsia. O primeiro laboratório de EEG foi inaugurado no Massachusetts General Hospital em 1936.
Em 1947, a American EEG Society, agora conhecida como The American Clinical Neurophysiology Society, foi fundada e o primeiro Congresso Internacional de EEG ocorreu.
Na década de 1950, William Grey Walter desenvolveu a topografia de EEG, um suplemento ao EEG, que permitiu o mapeamento da atividade elétrica na superfície do cérebro. Isso foi popular na década de 1980, mas nunca foi adotado na neurologia convencional.
Stevo Bozinovski, Liljana Bozinovska e Mihail Sestakov foram os primeiros cientistas a conseguir controlar um objeto físico usando uma máquina de EEG em 1988. Em 2011, o EEG entrou no mercado consumidor quando os empreendedores de tecnologia Tan Le e Dr. Geoff Mackellar lançaram a empresa EMOTIV.
A tecnologia de EEG, como fones de ouvido e toucas, são componentes de BCI (Interface Cérebro-Computador). BCI também é referido como HMI (Interface Humano-Máquina), MMI (Interface Mente-Máquina), BMI (Interface Cérebro-Máquina) e DNI (Interface Neural Direta) — DNI pode decodificar sinais do cérebro e de outras partes do sistema neural. O BCI visa acompanhar o desempenho cognitivo e controlar objetos virtuais e físicos via aprendizado de máquina de comandos mentais treinados.
Em 2017, o corredor tetraplégico Rodrigo Hübner Mendes se tornou a primeira pessoa a dirigir um carro de Formula 1 usando apenas suas ondas cerebrais, graças a um fone de ouvido EEG da EMOTIV.
Para que o EEG é Usado?
Desempenho e Bem-Estar
Athletes, biohackers e qualquer consumidor interessado podem usar EEG para “rastrear” a atividade cerebral da mesma forma que poderiam rastrear o número de passos que dão em um dia. O EEG pode medir funções cognitivas — como atenção e distração, estresse e carga cognitiva (a capacidade total do cérebro para atividade mental imposta à memória de trabalho em qualquer momento). Essas descobertas podem revelar insights valiosos sobre como o cérebro responde a eventos da vida diária. Os dados do EEG fornecem feedback que pode ser usado para projetar estratégias informadas cientificamente para reduzir o estresse, melhorar o foco ou potencializar a meditação.
Pesquisa de Consumidores
Dados de EEG podem ser uma poderosa ferramenta de busca para insights do consumidor. As respostas do cérebro fornecem feedback sem precedentes do consumidor — uma vez que o EEG está sendo usado para medir a diferença entre o que os consumidores realmente prestam atenção e o que relatam gostar ou notar. Combinar EEG com outros sensores biométricos, como rastreamento ocular, análise de expressão facial e medições de frequência cardíaca pode fornecer uma compreensão completa do comportamento do cliente para as empresas. O uso de neurotecnologias como o EEG para estudar reações do consumidor é chamado de neuromarketing.
Cuidados de Saúde
Como os testes de EEG mostram a atividade cerebral durante um procedimento controlado, os resultados podem conter informações usadas para diagnosticar vários distúrbios cerebrais. Dados de EEG anormais são exibidos por meio de ondas cerebrais irregulares. Dados anormais de EEG podem indicar sinais de disfunção cerebral, trauma craniano, distúrbios do sono, problemas de memória, tumores cerebrais, acidente vascular cerebral, demência, distúrbios convulsivos como epilepsia e várias outras condições. Dependendo do diagnóstico pretendido, os médicos às vezes combinam EEG com testes cognitivos, monitoramento de atividade cerebral e técnicas de neuroimagem.
Diagnóstico de Convulsões
Os testes de EEG são frequentemente recomendados para pacientes que estão experimentando atividade convulsiva. Nesses casos, os médicos podem realizar um EEG ambulatorial. Um EEG ambulatorial grava continuamente por até 72 horas, enquanto o EEG tradicional dura de 1 a 2 horas. O paciente é autorizado a se mover em sua própria casa usando um fone de ouvido de EEG. A extensão da gravação aumenta a probabilidade de gravar atividade cerebral anormal. Por essa razão, os EEGs ambulatoriais são frequentemente usados para diagnosticar epilepsia (EEG epilepsia), distúrbios convulsivos ou distúrbios do sono.
Estudo do Sono para Distúrbios do Sono
Um estudo do sono EEG ou teste de “polissonografia” mede a atividade do corpo além de realizar um exame cerebral. Um tecnólogo de EEG monitora a frequência cardíaca, a respiração e os níveis de oxigênio em seu sangue durante um procedimento noturno. Polissonografia é mais usado em pesquisas médicas e como um teste diagnóstico para distúrbios do sono.
Neurociência Quantitativa
Uma vez que o EEG mede a atividade elétrica na camada externa do cérebro (o córtex cerebral), ele pode captar ondas cerebrais do seu couro cabeludo. Ao combinar testes cerebrais de EEG com dados de outras técnicas de monitoramento cerebral, os pesquisadores podem obter novos insights sobre as interações complexas que ocorrem em nossos cérebros — assim como em nossos corpos.
É exatamente isso que a eletroencefalografia quantitativa (qEEG) visa realizar. O EEG quantitativo registra suas ondas cerebrais assim como um EEG tradicional. Usando aprendizado de máquina, o qEEG compara suas ondas cerebrais com as ondas cerebrais de indivíduos na mesma faixa etária e de mesmo sexo, mas que não apresentam disfunção cerebral. O processo de qEEG cria um “mapa” de seu cérebro através da comparação quantitativa. Este processo é comum na subdisciplina da neurociência chamada neurociência computacional.
A colocação de eletrodos de EEG é uma parte crítica do sucesso do qEEG. As colocações de eletrodos de EEG tradicionais seguem o sistema 10-20, um padrão internacionalmente reconhecido para a aplicação dos eletrodos conectados ao seu couro cabeludo. “10-20” se refere à distância entre os eletrodos de EEG sendo 10% ou 20% da distância total do crânio.
O número de eletrodos em um dispositivo pode variar — alguns sistemas de gravação de EEG podem ter até 256 eletrodos. As gravações de qEEG usam uma touca de 19 sensores para coletar dados de todas as 19 áreas do seu couro cabeludo. Como os eletrodos de EEG amplificam sinais do local onde estão colocados, a aquisição de mapeamentos de qEEG identifica no nível cerebral a causa da disfunção observada no nível comportamental e/ou cognitivo.
Pesquisa Acadêmica
Resultados anormais de EEG não são a única informação valiosa derivada de um teste de EEG. Muitos pesquisadores utilizam EEG normal em suas pesquisas, incluindo um estudo inovador de 1957 sobre a atividade cerebral durante o sono REM.
Como apresentado na seção sobre os tipos de ondas cerebrais que o EEG mede, o estudo de gravações de EEG revela uma gama de frequências contidas dentro dos sinais cerebrais. Essas frequências refletem diferentes estados de atenção e cognitivos. Por exemplo, os pesquisadores monitoraram a atividade da banda gama (frequentemente associada à atenção consciente) enquanto investigavam as respostas neurológicas durante a meditação (EEG meditação).
A atividade da banda gama está associada ao desempenho mental ou físico de pico. Experimentos em que um sujeito usando um dispositivo EEG pratica meditação profunda provocaram teorias de que as ondas gama estão associadas a experiências conscientes ou estados mentais transcendentes. No entanto, não há consenso entre os pesquisadores acadêmicos sobre quais funções cognitivas a atividade da banda gama está associada.
Os pesquisadores precisam de uma maneira de processar e lidar com toda a riqueza de dados cerebrais que coletam — e até mesmo compartilhá-los com diferentes instituições. “Neuroinformática” é o campo de pesquisa que fornece ferramentas computacionais e modelos matemáticos para dados de neurociência. A neuroinformática visa criar tecnologias para organizar bancos de dados, compartilhamento de dados e modelagem de dados. Trata-se de uma quantidade diversa de dados, uma vez que “neurociência” é amplamente definida como o estudo científico do sistema nervoso. Uma das subdisciplinas da neurociência inclui a psicologia cognitiva, que usa métodos de neuroimagem, como o EEG, para analisar quais partes do cérebro e do sistema nervoso subjazem quais processos cognitivos.
Pesquisa de Mercado: Usando Fones de Ouvido de EEG para Entender o Estado Emocional e Cognitivo
Processo de Teste de EEG
Preparando-se para um Procedimento de EEG
As seções a seguir sobre monitoramento, interpretação e resultados de EEG incluem informações para públicos que estão passando por testes de EEG em um ambiente de saúde. A melhor maneira de se preparar para um teste é sempre perguntar aos administradores do teste sobre as instruções específicas de preparação. As instruções de preparação podem variar conforme o caso de uso — por exemplo, gravações de EEG para pesquisa de consumidores, pesquisa acadêmica ou desempenho e bem-estar podem exigir que os sujeitos estejam ativos em vez de deitados.
Empresas como EMOTIV têm sido pioneiras em avanços na tecnologia de EEG que tornam a realização, processamento e interpretação de testes mais rápidas e convenientes. Os fones de ouvido de EEG móveis e sem fio da EMOTIV podem ser configurados em menos de cinco minutos, e permitem que o participante se mova livremente em vez de confiná-lo a uma instalação de testes.
Antes de um teste de EEG, informe ao profissional que está administrando o teste — seja um médico, empregador ou pesquisador — sobre quaisquer medicamentos regulares que você toma. É recomendável que você lave o cabelo na noite anterior ao procedimento e o deixe livre de quaisquer produtos. Evite beber ou comer qualquer cafeína pelo menos 8 horas antes do teste. Se você tiver que dormir durante o procedimento de EEG, pode ser orientado a limitar seu sono na noite anterior para garantir que seu cérebro possa relaxar adequadamente durante o teste.
Monitoramento de EEG
Você não sentirá dor ou desconforto durante um procedimento de EEG. Durante um procedimento clínico de EEG, você estará deitado em uma cama ou cadeira reclinável e instruído a fechar os olhos. Um técnico de EEG mede sua cabeça e marca onde aplicar os eletrodos.
Quando o teste começa, os eletrodos gravam suas ondas cerebrais e enviam a atividade para uma máquina de gravação. A máquina de EEG então converte os dados em um padrão de onda para interpretação. Após a gravação, o técnico removerá os eletrodos do seu couro cabeludo.
Os testes rotineiros de EEG em ambientes científicos ou clínicos levam de 30 a 60 minutos para serem concluídos, incluindo cerca de 20 minutos de tempo inicial de configuração. Testes de EEG realizados para pesquisa de consumos, desempenho individual e pesquisa no local de trabalho podem ser mais curtos ou mais longos em duração, dependendo dos objetivos dos testes. Os fones de ouvido sem fio da EMOTIV suportam uma configuração mais rápida para esses casos de uso (menos de cinco minutos).
Não deve haver tempo de recuperação necessário após um procedimento. Se você tomou um medicamento que causou sonolência para dormir durante o teste, o administrador do teste pode recomendar que você aguarde na instalação até que os efeitos tenham desaparecido ou que alguém o leve para casa.
Efeitos colaterais nos testes de EEG são raros. Os eletrodos não produzem sensações; eles apenas registram a atividade cerebral. Pessoas com epilepsia podem experimentar uma convulsão devido a estímulos como luzes piscando durante o procedimento. Uma convulsão durante um teste de EEG não é algo a temer — pode na verdade ajudar os médicos a diagnosticar o tipo de epilepsia e ajustar adequadamente o tratamento.
Interpretação do EEG e Resultados do Procedimento
Se você foi recomendado para um teste de EEG por razões clínicas, seus resultados de teste serão interpretados por um médico que é especialista no sistema nervoso. O neurologista estudará a gravação em busca de padrões cerebrais normais e anormais. Os padrões de ondas cerebrais são muito reconhecíveis pelas características de suas formas de onda. Por exemplo, um padrão de supressão de explosões, que é frequentemente observado em pacientes com estados cerebrais inativos, como coma ou anestesia geral, mostra picos breves (a explosão) alternando com períodos de planicidade (a supressão).
Diversos tipos de epilepsia são caracterizados por padrões de EEG distintos. Um padrão de onda de picos — um padrão de EEG generalizado e simétrico — é frequentemente observado durante uma convulsão de ausência, onde uma pessoa experimenta uma breve perda de consciência. Uma convulsão focada parcial, na qual a atividade convulsiva afeta apenas uma área do cérebro, é caracterizada por um padrão de ritmo rápido e de baixa voltagem que aparece no canal de dados de EEG associado àquela área.
O neurologista então envia a medição de EEG de volta ao médico que solicitou o teste. Seu médico pode agendar uma consulta para revisar as imagens do EEG e discutir os resultados com você. Dependendo da sua condição, pode ser recomendada a um serviço chamado neurofeedback de EEG ou biofeedback como seguimento. Por exemplo, pessoas que buscam fortalecer padrões de ondas cerebrais associadas ao foco podem se envolver em terapia de neurofeedback para TDAH.
A terapia de biofeedback ajuda os sujeitos a controlar processos corporais involuntários. Um sujeito que está experimentando, por exemplo, hipertensão pode visualizar suas medições corporais em um monitor que está recebendo dados de eletrodos em sua pele. Monitorar essa atividade ajuda a ensinar exercícios de relaxamento e mentais que podem aliviar sintomas.
Da mesma forma, o Neurofeedback se baseia no EEG para treinar o cérebro a funcionar melhor. Durante este treinamento, o paciente é conectado a uma máquina de EEG e visualiza sua atividade cerebral em ação. Isso frequentemente se assemelha a um tipo de videogame onde o paciente está “jogando” o jogo com seu cérebro para controlar sua atividade cerebral. O paciente tenta melhorar as frequências cerebrais associadas à disfunção cerebral, da mesma forma que um atleta trabalha em um músculo fraco. O neurofeedback de EEG é frequentemente recomendado para condições como epilepsia, transtorno bipolar, TDAH e autismo. Embora possa ajudar essas desordens, não pode curá-las.
Diferentes Tipos de Dispositivos de EEG
As máquinas de EEG vêm em várias dispositivos de EEG vestíveis. No mais alto nível, está a diferença entre dispositivos de EEG clínicos (usados em ambientes de saúde e pesquisa científica) e dispositivos de EEG de consumo (usados em pesquisa de consumidores, pesquisa acadêmica e desempenho e bem-estar). Com dispositivos clínicos, os participantes não podem se mover enquanto usam o dispositivo, e os dados precisam ser coletados em um ambiente controlado e protegido para evitar distorções no sinal. Dispositivos de EEG de consumo, como os fones de ouvido sem fio da EMOTIV, permitem que usuários monitorem a atividade cerebral em qualquer lugar.
A variação entre diferentes tipos de dispositivos de EEG vestíveis é necessária para suportar os requisitos dos profissionais que usam sistemas de EEG e os ambientes em que os dados são coletados. Por exemplo, neurologistas e neurocientistas geralmente precisam de uma densidade mais alta de sensores para realizar sua análise de dados do que um pesquisador de consumidores pode precisar. Além da colocação do eletrodo de EEG, há algumas outras variações notáveis entre os sistemas de EEG a serem consideradas.
Capacetes de EEG VS. Fones de Ouvido de EEG
Qual é a diferença entre um capacete de EEG e um fone de ouvido de EEG? A principal diferença entre esses dois tipos mais comuns de dispositivos de EEG vestíveis está no número de eletrodos. Fones de ouvido geralmente variam de 5 a 20 eletrodos. Capacetes podem suportar mais sensores, pois têm uma área de superfície maior para a colocação de eletrodos. Capacetes de EEG, como o EMOTIV EPOC FLEX oferecem sensores móveis para posicionamento flexível. A configuração de sensores nos fones de ouvido EMOTIV INSIGHT e EPOC X é fixa.
EPOC Flex
Sensores de gel ou salina
EPOC+ e EPOC X
Sensores de salina
Eletrodos de EEG Úmidos VS. Secos
Os dispositivos de EEG usam principalmente eletrodos úmidos ou secos. Existe uma forma recém-desenvolvida de eletrodos chamada “eletrodos tatuados”, que são eletrodos impressos aplicados como uma tatuagem temporária. Eletrodos úmidos permitem melhor precisão de dados, pois usam um gel adesivo para melhor contato com o couro cabeludo. Eletrodos úmidos são mais usados em ambientes clínicos e de pesquisa. Eletrodos secos não requerem gel adesivo. Dispositivos de EEG com eletrodos secos são frequentemente usados em pesquisas de consumidores de EEG, uma vez que permitem um tempo de configuração mais rápido. Os pesquisadores estão continuamente comparando os prós e contras de eletrodos de EEG úmidos versus secos.
Dispositivos de EEG com Fio VS. Sem Fio
Na era inicial de EEG, os pacientes tinham que ser conectados à máquina de EEG em um ambiente clínico. Agora, testes de EEG sem fio são possíveis, pois os sinais de EEG podem ser digitalizados e enviados para a máquina de gravação como um smartphone, um computador ou a nuvem. Testes podem ser realizados em uma variedade de ambientes usando EEGs portáteis. Você pode realizar um experimento onde os sujeitos usam fones de ouvido EEG sem fio e caminham por um parque, e o movimento do seu sujeito será limitado apenas pelo alcance da transmissão de dados. Se você precisar controlar o ambiente de teste para administrar estímulos como luzes piscando, pode optar por um ambiente clínico — nesse caso, não há limitações no uso de uma máquina de EEG com fio.
Fones de ouvido EEG com fio
Conexão por cabo
Fone de Ouvido EEG Sem Fio da EMOTIV
Tecnologia sem fio Bluetooth
Medição de EEG vs. Outras Técnicas de Medição Cerebral
A vantagem da medição de EEG é que é a medida menos invasiva da atividade cerebral que temos disponível e fornece muitas informações quantitativas durante processos cognitivos relevantes. Outros métodos para estudar a função cerebral incluem:
Imagem por Ressonância Magnética Funcional (fMRI)
Magnetoencefalografia (MEG)
Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR ou MRS)
Eletrocorticografia
Tomografia por emissão de fóton único (SPECT)
Tomografia por emissão de pósitrons (PET)
Espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS)
Sinal óptico relacionado a eventos (EROS)
Vantagens do EEG
Apesar da sensibilidade espacial relativamente baixa do EEG, ele apresenta várias vantagens em relação a algumas das técnicas de imagem cerebral e pesquisa cerebral listadas anteriormente:
O EEG tem uma resolução temporal muito alta em comparação com fMRI. Ele pode capturar as reações rápidas do cérebro que ocorrem na velocidade de milissegundos, o que permite sincronizar exatamente o que acontece no cérebro e no ambiente. O EEG é registrado em taxas de amostragem entre 250 e 2000 Hz em ambientes clínicos e de pesquisa. Sistemas de coleta de dados de EEG mais modernos podem registrar em taxas de amostragem acima de 20.000 Hz, se desejado.
Custos de hardware significativamente mais baixos e custo total de propriedade (TCO).
Dados de EEG são coletados de forma não invasiva, ao contrário da eletrocorticografia, que requer neurocirurgia para que os eletrodos sejam colocados diretamente na superfície do cérebro.
Sensores móveis de EEG podem ser usados em mais lugares do que fMRI, SPECT, PET, MRS ou MEG, já que essas técnicas dependem de equipamentos pesados, caros e imóveis.
O EEG é silencioso, permitindo o estudo das respostas a estímulos auditivos.
Comparado à fMRI e IRM, não há perigo físico em torno de uma máquina de EEG. fMRI e IRM são poderosos ímãs que impedem a utilização por pacientes com equipamentos metálicos, como marcapassos.
fMRI, PET, MRS e SPECT podem agravar a claustrofobia, o que pode corromper os resultados do teste. O EEG não induz claustrofobia, pois os sujeitos não são confinados em um espaço pequeno.
Os exames de EEG de consumo permitem mais movimento do sujeito durante os testes, ao contrário da maioria das outras técnicas de neuroimagem.
O EEG não envolve exposição a radioligandos, ao contrário da tomografia por emissão de pósitrons, ou campos magnéticos de alta intensidade, como IRM ou fMRI.
O EEG não envolve exposição a campos magnéticos de alta intensidade (>1 tesla).
Em comparação com métodos de teste comportamental, o EEG pode detectar processamento encoberto (processamento que não requer uma resposta). Essa tecnologia também é usada em sujeitos que não podem fazer uma resposta motora.
O EEG tem uma barreira de entrada baixa para uso por consumidores, tornando-se uma ferramenta poderosa para rastrear e gravar a atividade cerebral durante diferentes atividades do dia a dia, permitindo um número quase ilimitado de aplicações.
A análise do sono de EEG pode indicar aspectos significativos da temporização do desenvolvimento cerebral, incluindo a avaliação da maturação cerebral adolescente.
Há uma melhor compreensão do que exatamente o sinal medido com EEG é, comparado à imagem BOLD (dependente do nível de oxigênio no sangue) usada em fMRI.
Jogos de EEG
A tecnologia de EEG foi adaptada para o mundo dos jogos tanto para fins médicos quanto de entretenimento. As empresas estão usando EEG para fornecer maneiras de interagir com videogames em VR, AR e BCI. As máquinas de EEG detectam o sinal e os algoritmos no software interpretam suas ondas cerebrais para controlar seu avatar na tela.
O fone de ouvido EPOC da EMOTIV é a primeira interface cérebro-computador de alta fidelidade (BCI) que pode monitorar e interpretar pensamentos e emoções conscientes e inconscientes. O BCI pode detectar as complexas ondas cerebrais de 30 expressões, emoções e ações diferentes. Essa detecção é alcançada por meio de aprendizado de máquina. Algoritmos de aprendizado de máquina foram treinados para reconhecer os padrões cerebrais que ocorrem enquanto o participante processa as várias expressões, emoções e ações.
Quando os algoritmos captam uma onda cerebral de EEG em seu conjunto de dados, o BCI pode associar o padrão a um comando físico ou digital. Por exemplo, pensar em uma palavra de gatilho como “empurre!” fará com que seu avatar empurre um objeto para fora de seu caminho.
TechCrunch TV: Dispositivos Controlados pela Mente e Mais Usando EEG
Casos de Uso de EEG
Existem muitas aplicações modernas para a medição de EEG. Alguns casos de uso notáveis de EEG incluem:
Neurociência
Programas de educação cerebral
Neuromarketing
Estudos do Sono
Interface Cérebro-Computador (BCI)
Desempenho Cognitivo
Auto-Quantificação
Estados Emocionais
Terapia para TDAH
Distúrbios neurológicos
Entrenamento de ondas cerebrais
Terapia comportamental cognitiva
Neuroinformática
Jogos de Ondas Cerebrais
Suplemento AR & VR
Disfagia e Demência
Reabilitação pós-AVC
Testes de memória de trabalho (N-back)
Nota: Esta é apenas uma informação geral sobre EEG. Os produtos EMOTIV são destinados a serem usados apenas para aplicações de pesquisa e uso pessoal. Nossos produtos não são vendidos como Dispositivos Médicos conforme definido na diretiva da UE 93/42/EEC. Nossos produtos não são projetados ou destinados a serem usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
***Isenção de responsabilidade - Os produtos EMOTIV são destinados a serem usados apenas para aplicações de pesquisa e uso pessoal. Nossos produtos não são vendidos como Dispositivos Médicos conforme definido na diretiva da UE 93/42/EEC. Nossos produtos não são projetados ou destinados a serem usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
Definição de EEG
EEG significa “eletroencefalografia”, que é um processo eletrofisiológico para registrar a atividade elétrica do cérebro. O EEG mede as mudanças na atividade elétrica produzida pelo cérebro. As mudanças de voltagem vêm de correntes iônicas dentro e entre algumas células cerebrais chamadas neurônios.
O que é um EEG?
Um teste de EEG avalia a atividade elétrica do cérebro. Os exames de EEG são realizados colocando sensores de EEG — pequenos discos de metal também chamados de eletrodos de EEG — no seu couro cabeludo. Esses eletrodos captam e registram a atividade elétrica em seu cérebro. Os sinais de EEG coletados são amplificados, digitalizados e, em seguida, enviados a um computador ou dispositivo móvel para armazenamento e processamento de dados.
Analisar os dados do EEG é uma maneira excepcional de estudar processos cognitivos. Pode ajudar médicos a estabelecer um diagnóstico médico, pesquisadores a entender os processos cerebrais que estão por trás do comportamento humano e indivíduos a melhorar sua produtividade e bem-estar.
Como um EEG Funciona?
Os bilhões de células em seu cérebro produzem sinais elétricos muito pequenos que formam padrões não lineares chamados ondas cerebrais. Uma máquina de EEG mede a atividade elétrica no córtex cerebral, a camada externa do cérebro, durante um teste de EEG. Sensores de EEG são colocados na cabeça de um participante, então os eletrodos detectam ondas cerebrais do sujeito de forma não invasiva.
Os sensores de EEG podem gravar até várias milhares de instantâneas da atividade elétrica gerada no cérebro em um único segundo. As ondas cerebrais registradas são enviadas para amplificadores, depois para um computador ou nuvem para processar os dados. Os sinais amplificados, que se assemelham a linhas onduladas, podem ser gravados em um computador, dispositivo móvel ou em um banco de dados em nuvem.
O software de computação em nuvem é considerado uma inovação crítica no processamento de dados de EEG, pois permite análise em tempo real de gravações em escala — nos primeiros dias da medição de EEG, as ondas eram simplesmente registradas em papel gráfico. Sistemas de EEG, em pesquisas acadêmicas e comerciais, geralmente apresentam os dados como uma série temporal ou como um fluxo contínuo de voltagens.
Ondas de EEG registradas em papel gráfico
Ondas de EEG registradas digitalmente
Ondas de EEG em software moderno de visualização cerebral
Para mapear a atividade elétrica do cérebro, é melhor obter medições de EEG a partir de sinais de várias estruturas corticais diferentes localizadas em toda a superfície do cérebro.
Ondas de EEG em gráfico de série temporal de visualização cerebral moderna
Tipos de Ondas Cerebrais que o EEG Mede
Os eletrodos de um dispositivo EEG capturam a atividade elétrica expressa em várias frequências de EEG. Usando um algoritmo chamado Transformada Rápida de Fourier (FFT), esses sinais brutos de EEG podem ser identificados como ondas distintas com diferentes frequências. Frequência, que se refere à velocidade das oscilações elétricas, é medida em ciclos por segundo — um Hertz (Hz) é igual a um ciclo por segundo. As ondas cerebrais são categorizadas por frequência em quatro tipos principais: Beta, Alpha, Theta e Delta.
Os parágrafos a seguir discutem algumas das funções associadas às quatro frequências cerebrais principais. Essas funções simplesmente foram encontradas associadas a diferentes frequências cerebrais — não há correspondência linear um-a-um entre uma faixa de frequência e uma função dada do cérebro.
Ondas Beta (faixa de frequência de 14 Hz a cerca de 30 Hz)
As ondas beta estão mais intimamente associadas a estar consciente ou em um estado de alerta, atento e desperto. Ondas beta de baixa amplitude estão associadas a concentração ativa ou a um estado mental agitado ou ansioso. As ondas beta também estão associadas a decisões motoras (supressão do movimento e feedback sensorial de movimento). Quando medidas por um dispositivo EEG, os sinais costumam ser chamados de ondas beta de EEG.
Ondas Alpha (faixa de frequência de 7 Hz a 13 Hz)
As ondas alpha estão frequentemente associadas a um estado mental relaxado, calmo e lúcido. Ondas alpha podem ser encontradas nas regiões occipitais e posteriores do cérebro. As ondas alpha podem ser induzidas ao fechar os olhos e relaxar, e raramente estão presentes durante processos cognitivos intensos, como pensamento, cálculo mental e resolução de problemas. Na maioria dos adultos, as ondas alpha variam em frequência de 9 a 11 Hz. Quando medidas por um dispositivo EEG, estas geralmente são chamadas de ondas alpha de EEG.
Ondas Theta (faixa de frequência de 4 Hz a 7 Hz)
A atividade cerebral dentro de uma faixa de frequência composta entre 4 e 7 Hz é chamada de atividade Theta. O ritmo theta detectado na medição de EEG é frequentemente encontrado em jovens adultos, particularmente sobre as regiões temporais e durante a hiperventilação. Em indivíduos mais velhos, a atividade theta com uma amplitude maior que cerca de 30 milivolts (mV) é vista menos comumente, exceto durante a sonolência. Quando medidas por um dispositivo EEG, estas geralmente são chamadas de ondas theta de EEG.
Ondas Delta (faixa de frequência de até 4 Hz)
A atividade Delta é predominantemente encontrada em bebês. Ondas delta estão associadas a estágios profundos do sono em sujeitos mais velhos. Ondas delta foram documentadas interictalmente (entre convulsões) em pacientes com convulsões de ausência, que envolvem breves e súbitas lapsos de atenção.
Ondas delta são caracterizadas por ondas de baixa frequência (cerca de 3 Hz) e alta amplitude. Os ritmos delta podem estar presentes durante a vigília — eles respondem à abertura dos olhos e podem ser aumentados pela hiperventilação também. Quando medidas por um dispositivo EEG, estas geralmente são chamadas de ondas delta de EEG.
Usando Ondas de EEG para Entender Como o Cérebro Funciona
O que um EEG Mostra?
Seu cérebro está constantemente absorvendo e processando informações, mesmo quando você dorme. Toda essa atividade gera sinais elétricos que os sensores de EEG captam. Isso permite que mudanças na atividade cerebral sejam capturadas, mesmo que não haja resposta comportamental visível, como um movimento ou uma expressão facial.
Um monitor de EEG muda na eletricidade que seu cérebro gera, mas não em pensamentos ou sentimentos. Não envia eletricidade para seu cérebro.
Detectar atividade nos principais córtices do cérebro é crucial para obter dados de EEG de alta qualidade. Os resultados podem ser um proxy para avaliar estados emocionais afetados por estímulos externos.
Uma Breve História do EEG
A pesquisa sobre os fenômenos da atividade elétrica no cérebro foi realizada em animais desde 1875, quando o médico Richard Caton publicou suas descobertas de experimentos em coelhos e macacos no British Medical Journal.
Em 1890, Adolf Beck colocou eletrodos diretamente na superfície do cérebro de um cachorro e de um coelho para testar a estimulação sensorial. Sua observação da atividade elétrica cerebral flutuante levou à descoberta das ondas cerebrais e fez com que o EEG se tornasse um campo científico.
O fisiologista e psiquiatra alemão Hans Berger é creditado por registrar as primeiras ondas cerebrais humanas de EEG em 1924. Berger inventou o eletroencefalograma, um dispositivo que registra sinais de EEG. Em seu livro “As Origens do EEG”, o autor David Millet descreveu a invenção como “um dos desenvolvimentos mais surpreendentes, notáveis e importantes na história da neurologia clínica.”
A primeira gravação humana de EEG foi obtida por Hans Berger em 1924. O sinal superior é EEG e o inferior é um sinal de tempo de 10 Hz.
Hans Berger, a primeira pessoa a registrar ondas cerebrais de EEG em humanos.
O campo da eletroencefalografia clínica começou em 1935. Ele surgiu a partir da pesquisa do neurocientista Frederic Gibbs, Hallowell Davis e William Lennox em torno de picos epileptiformes, ondas de pico interictais e os três ciclos de convulsões de ausência clínicas do EEG. Gibbs e o cientista Herbert Jasper concluíram que os picos interictais são uma assinatura distinta da epilepsia. O primeiro laboratório de EEG foi inaugurado no Massachusetts General Hospital em 1936.
Em 1947, a American EEG Society, agora conhecida como The American Clinical Neurophysiology Society, foi fundada e o primeiro Congresso Internacional de EEG ocorreu.
Na década de 1950, William Grey Walter desenvolveu a topografia de EEG, um suplemento ao EEG, que permitiu o mapeamento da atividade elétrica na superfície do cérebro. Isso foi popular na década de 1980, mas nunca foi adotado na neurologia convencional.
Stevo Bozinovski, Liljana Bozinovska e Mihail Sestakov foram os primeiros cientistas a conseguir controlar um objeto físico usando uma máquina de EEG em 1988. Em 2011, o EEG entrou no mercado consumidor quando os empreendedores de tecnologia Tan Le e Dr. Geoff Mackellar lançaram a empresa EMOTIV.
A tecnologia de EEG, como fones de ouvido e toucas, são componentes de BCI (Interface Cérebro-Computador). BCI também é referido como HMI (Interface Humano-Máquina), MMI (Interface Mente-Máquina), BMI (Interface Cérebro-Máquina) e DNI (Interface Neural Direta) — DNI pode decodificar sinais do cérebro e de outras partes do sistema neural. O BCI visa acompanhar o desempenho cognitivo e controlar objetos virtuais e físicos via aprendizado de máquina de comandos mentais treinados.
Em 2017, o corredor tetraplégico Rodrigo Hübner Mendes se tornou a primeira pessoa a dirigir um carro de Formula 1 usando apenas suas ondas cerebrais, graças a um fone de ouvido EEG da EMOTIV.
Para que o EEG é Usado?
Desempenho e Bem-Estar
Athletes, biohackers e qualquer consumidor interessado podem usar EEG para “rastrear” a atividade cerebral da mesma forma que poderiam rastrear o número de passos que dão em um dia. O EEG pode medir funções cognitivas — como atenção e distração, estresse e carga cognitiva (a capacidade total do cérebro para atividade mental imposta à memória de trabalho em qualquer momento). Essas descobertas podem revelar insights valiosos sobre como o cérebro responde a eventos da vida diária. Os dados do EEG fornecem feedback que pode ser usado para projetar estratégias informadas cientificamente para reduzir o estresse, melhorar o foco ou potencializar a meditação.
Pesquisa de Consumidores
Dados de EEG podem ser uma poderosa ferramenta de busca para insights do consumidor. As respostas do cérebro fornecem feedback sem precedentes do consumidor — uma vez que o EEG está sendo usado para medir a diferença entre o que os consumidores realmente prestam atenção e o que relatam gostar ou notar. Combinar EEG com outros sensores biométricos, como rastreamento ocular, análise de expressão facial e medições de frequência cardíaca pode fornecer uma compreensão completa do comportamento do cliente para as empresas. O uso de neurotecnologias como o EEG para estudar reações do consumidor é chamado de neuromarketing.
Cuidados de Saúde
Como os testes de EEG mostram a atividade cerebral durante um procedimento controlado, os resultados podem conter informações usadas para diagnosticar vários distúrbios cerebrais. Dados de EEG anormais são exibidos por meio de ondas cerebrais irregulares. Dados anormais de EEG podem indicar sinais de disfunção cerebral, trauma craniano, distúrbios do sono, problemas de memória, tumores cerebrais, acidente vascular cerebral, demência, distúrbios convulsivos como epilepsia e várias outras condições. Dependendo do diagnóstico pretendido, os médicos às vezes combinam EEG com testes cognitivos, monitoramento de atividade cerebral e técnicas de neuroimagem.
Diagnóstico de Convulsões
Os testes de EEG são frequentemente recomendados para pacientes que estão experimentando atividade convulsiva. Nesses casos, os médicos podem realizar um EEG ambulatorial. Um EEG ambulatorial grava continuamente por até 72 horas, enquanto o EEG tradicional dura de 1 a 2 horas. O paciente é autorizado a se mover em sua própria casa usando um fone de ouvido de EEG. A extensão da gravação aumenta a probabilidade de gravar atividade cerebral anormal. Por essa razão, os EEGs ambulatoriais são frequentemente usados para diagnosticar epilepsia (EEG epilepsia), distúrbios convulsivos ou distúrbios do sono.
Estudo do Sono para Distúrbios do Sono
Um estudo do sono EEG ou teste de “polissonografia” mede a atividade do corpo além de realizar um exame cerebral. Um tecnólogo de EEG monitora a frequência cardíaca, a respiração e os níveis de oxigênio em seu sangue durante um procedimento noturno. Polissonografia é mais usado em pesquisas médicas e como um teste diagnóstico para distúrbios do sono.
Neurociência Quantitativa
Uma vez que o EEG mede a atividade elétrica na camada externa do cérebro (o córtex cerebral), ele pode captar ondas cerebrais do seu couro cabeludo. Ao combinar testes cerebrais de EEG com dados de outras técnicas de monitoramento cerebral, os pesquisadores podem obter novos insights sobre as interações complexas que ocorrem em nossos cérebros — assim como em nossos corpos.
É exatamente isso que a eletroencefalografia quantitativa (qEEG) visa realizar. O EEG quantitativo registra suas ondas cerebrais assim como um EEG tradicional. Usando aprendizado de máquina, o qEEG compara suas ondas cerebrais com as ondas cerebrais de indivíduos na mesma faixa etária e de mesmo sexo, mas que não apresentam disfunção cerebral. O processo de qEEG cria um “mapa” de seu cérebro através da comparação quantitativa. Este processo é comum na subdisciplina da neurociência chamada neurociência computacional.
A colocação de eletrodos de EEG é uma parte crítica do sucesso do qEEG. As colocações de eletrodos de EEG tradicionais seguem o sistema 10-20, um padrão internacionalmente reconhecido para a aplicação dos eletrodos conectados ao seu couro cabeludo. “10-20” se refere à distância entre os eletrodos de EEG sendo 10% ou 20% da distância total do crânio.
O número de eletrodos em um dispositivo pode variar — alguns sistemas de gravação de EEG podem ter até 256 eletrodos. As gravações de qEEG usam uma touca de 19 sensores para coletar dados de todas as 19 áreas do seu couro cabeludo. Como os eletrodos de EEG amplificam sinais do local onde estão colocados, a aquisição de mapeamentos de qEEG identifica no nível cerebral a causa da disfunção observada no nível comportamental e/ou cognitivo.
Pesquisa Acadêmica
Resultados anormais de EEG não são a única informação valiosa derivada de um teste de EEG. Muitos pesquisadores utilizam EEG normal em suas pesquisas, incluindo um estudo inovador de 1957 sobre a atividade cerebral durante o sono REM.
Como apresentado na seção sobre os tipos de ondas cerebrais que o EEG mede, o estudo de gravações de EEG revela uma gama de frequências contidas dentro dos sinais cerebrais. Essas frequências refletem diferentes estados de atenção e cognitivos. Por exemplo, os pesquisadores monitoraram a atividade da banda gama (frequentemente associada à atenção consciente) enquanto investigavam as respostas neurológicas durante a meditação (EEG meditação).
A atividade da banda gama está associada ao desempenho mental ou físico de pico. Experimentos em que um sujeito usando um dispositivo EEG pratica meditação profunda provocaram teorias de que as ondas gama estão associadas a experiências conscientes ou estados mentais transcendentes. No entanto, não há consenso entre os pesquisadores acadêmicos sobre quais funções cognitivas a atividade da banda gama está associada.
Os pesquisadores precisam de uma maneira de processar e lidar com toda a riqueza de dados cerebrais que coletam — e até mesmo compartilhá-los com diferentes instituições. “Neuroinformática” é o campo de pesquisa que fornece ferramentas computacionais e modelos matemáticos para dados de neurociência. A neuroinformática visa criar tecnologias para organizar bancos de dados, compartilhamento de dados e modelagem de dados. Trata-se de uma quantidade diversa de dados, uma vez que “neurociência” é amplamente definida como o estudo científico do sistema nervoso. Uma das subdisciplinas da neurociência inclui a psicologia cognitiva, que usa métodos de neuroimagem, como o EEG, para analisar quais partes do cérebro e do sistema nervoso subjazem quais processos cognitivos.
Pesquisa de Mercado: Usando Fones de Ouvido de EEG para Entender o Estado Emocional e Cognitivo
Processo de Teste de EEG
Preparando-se para um Procedimento de EEG
As seções a seguir sobre monitoramento, interpretação e resultados de EEG incluem informações para públicos que estão passando por testes de EEG em um ambiente de saúde. A melhor maneira de se preparar para um teste é sempre perguntar aos administradores do teste sobre as instruções específicas de preparação. As instruções de preparação podem variar conforme o caso de uso — por exemplo, gravações de EEG para pesquisa de consumidores, pesquisa acadêmica ou desempenho e bem-estar podem exigir que os sujeitos estejam ativos em vez de deitados.
Empresas como EMOTIV têm sido pioneiras em avanços na tecnologia de EEG que tornam a realização, processamento e interpretação de testes mais rápidas e convenientes. Os fones de ouvido de EEG móveis e sem fio da EMOTIV podem ser configurados em menos de cinco minutos, e permitem que o participante se mova livremente em vez de confiná-lo a uma instalação de testes.
Antes de um teste de EEG, informe ao profissional que está administrando o teste — seja um médico, empregador ou pesquisador — sobre quaisquer medicamentos regulares que você toma. É recomendável que você lave o cabelo na noite anterior ao procedimento e o deixe livre de quaisquer produtos. Evite beber ou comer qualquer cafeína pelo menos 8 horas antes do teste. Se você tiver que dormir durante o procedimento de EEG, pode ser orientado a limitar seu sono na noite anterior para garantir que seu cérebro possa relaxar adequadamente durante o teste.
Monitoramento de EEG
Você não sentirá dor ou desconforto durante um procedimento de EEG. Durante um procedimento clínico de EEG, você estará deitado em uma cama ou cadeira reclinável e instruído a fechar os olhos. Um técnico de EEG mede sua cabeça e marca onde aplicar os eletrodos.
Quando o teste começa, os eletrodos gravam suas ondas cerebrais e enviam a atividade para uma máquina de gravação. A máquina de EEG então converte os dados em um padrão de onda para interpretação. Após a gravação, o técnico removerá os eletrodos do seu couro cabeludo.
Os testes rotineiros de EEG em ambientes científicos ou clínicos levam de 30 a 60 minutos para serem concluídos, incluindo cerca de 20 minutos de tempo inicial de configuração. Testes de EEG realizados para pesquisa de consumos, desempenho individual e pesquisa no local de trabalho podem ser mais curtos ou mais longos em duração, dependendo dos objetivos dos testes. Os fones de ouvido sem fio da EMOTIV suportam uma configuração mais rápida para esses casos de uso (menos de cinco minutos).
Não deve haver tempo de recuperação necessário após um procedimento. Se você tomou um medicamento que causou sonolência para dormir durante o teste, o administrador do teste pode recomendar que você aguarde na instalação até que os efeitos tenham desaparecido ou que alguém o leve para casa.
Efeitos colaterais nos testes de EEG são raros. Os eletrodos não produzem sensações; eles apenas registram a atividade cerebral. Pessoas com epilepsia podem experimentar uma convulsão devido a estímulos como luzes piscando durante o procedimento. Uma convulsão durante um teste de EEG não é algo a temer — pode na verdade ajudar os médicos a diagnosticar o tipo de epilepsia e ajustar adequadamente o tratamento.
Interpretação do EEG e Resultados do Procedimento
Se você foi recomendado para um teste de EEG por razões clínicas, seus resultados de teste serão interpretados por um médico que é especialista no sistema nervoso. O neurologista estudará a gravação em busca de padrões cerebrais normais e anormais. Os padrões de ondas cerebrais são muito reconhecíveis pelas características de suas formas de onda. Por exemplo, um padrão de supressão de explosões, que é frequentemente observado em pacientes com estados cerebrais inativos, como coma ou anestesia geral, mostra picos breves (a explosão) alternando com períodos de planicidade (a supressão).
Diversos tipos de epilepsia são caracterizados por padrões de EEG distintos. Um padrão de onda de picos — um padrão de EEG generalizado e simétrico — é frequentemente observado durante uma convulsão de ausência, onde uma pessoa experimenta uma breve perda de consciência. Uma convulsão focada parcial, na qual a atividade convulsiva afeta apenas uma área do cérebro, é caracterizada por um padrão de ritmo rápido e de baixa voltagem que aparece no canal de dados de EEG associado àquela área.
O neurologista então envia a medição de EEG de volta ao médico que solicitou o teste. Seu médico pode agendar uma consulta para revisar as imagens do EEG e discutir os resultados com você. Dependendo da sua condição, pode ser recomendada a um serviço chamado neurofeedback de EEG ou biofeedback como seguimento. Por exemplo, pessoas que buscam fortalecer padrões de ondas cerebrais associadas ao foco podem se envolver em terapia de neurofeedback para TDAH.
A terapia de biofeedback ajuda os sujeitos a controlar processos corporais involuntários. Um sujeito que está experimentando, por exemplo, hipertensão pode visualizar suas medições corporais em um monitor que está recebendo dados de eletrodos em sua pele. Monitorar essa atividade ajuda a ensinar exercícios de relaxamento e mentais que podem aliviar sintomas.
Da mesma forma, o Neurofeedback se baseia no EEG para treinar o cérebro a funcionar melhor. Durante este treinamento, o paciente é conectado a uma máquina de EEG e visualiza sua atividade cerebral em ação. Isso frequentemente se assemelha a um tipo de videogame onde o paciente está “jogando” o jogo com seu cérebro para controlar sua atividade cerebral. O paciente tenta melhorar as frequências cerebrais associadas à disfunção cerebral, da mesma forma que um atleta trabalha em um músculo fraco. O neurofeedback de EEG é frequentemente recomendado para condições como epilepsia, transtorno bipolar, TDAH e autismo. Embora possa ajudar essas desordens, não pode curá-las.
Diferentes Tipos de Dispositivos de EEG
As máquinas de EEG vêm em várias dispositivos de EEG vestíveis. No mais alto nível, está a diferença entre dispositivos de EEG clínicos (usados em ambientes de saúde e pesquisa científica) e dispositivos de EEG de consumo (usados em pesquisa de consumidores, pesquisa acadêmica e desempenho e bem-estar). Com dispositivos clínicos, os participantes não podem se mover enquanto usam o dispositivo, e os dados precisam ser coletados em um ambiente controlado e protegido para evitar distorções no sinal. Dispositivos de EEG de consumo, como os fones de ouvido sem fio da EMOTIV, permitem que usuários monitorem a atividade cerebral em qualquer lugar.
A variação entre diferentes tipos de dispositivos de EEG vestíveis é necessária para suportar os requisitos dos profissionais que usam sistemas de EEG e os ambientes em que os dados são coletados. Por exemplo, neurologistas e neurocientistas geralmente precisam de uma densidade mais alta de sensores para realizar sua análise de dados do que um pesquisador de consumidores pode precisar. Além da colocação do eletrodo de EEG, há algumas outras variações notáveis entre os sistemas de EEG a serem consideradas.
Capacetes de EEG VS. Fones de Ouvido de EEG
Qual é a diferença entre um capacete de EEG e um fone de ouvido de EEG? A principal diferença entre esses dois tipos mais comuns de dispositivos de EEG vestíveis está no número de eletrodos. Fones de ouvido geralmente variam de 5 a 20 eletrodos. Capacetes podem suportar mais sensores, pois têm uma área de superfície maior para a colocação de eletrodos. Capacetes de EEG, como o EMOTIV EPOC FLEX oferecem sensores móveis para posicionamento flexível. A configuração de sensores nos fones de ouvido EMOTIV INSIGHT e EPOC X é fixa.
EPOC Flex
Sensores de gel ou salina
EPOC+ e EPOC X
Sensores de salina
Eletrodos de EEG Úmidos VS. Secos
Os dispositivos de EEG usam principalmente eletrodos úmidos ou secos. Existe uma forma recém-desenvolvida de eletrodos chamada “eletrodos tatuados”, que são eletrodos impressos aplicados como uma tatuagem temporária. Eletrodos úmidos permitem melhor precisão de dados, pois usam um gel adesivo para melhor contato com o couro cabeludo. Eletrodos úmidos são mais usados em ambientes clínicos e de pesquisa. Eletrodos secos não requerem gel adesivo. Dispositivos de EEG com eletrodos secos são frequentemente usados em pesquisas de consumidores de EEG, uma vez que permitem um tempo de configuração mais rápido. Os pesquisadores estão continuamente comparando os prós e contras de eletrodos de EEG úmidos versus secos.
Dispositivos de EEG com Fio VS. Sem Fio
Na era inicial de EEG, os pacientes tinham que ser conectados à máquina de EEG em um ambiente clínico. Agora, testes de EEG sem fio são possíveis, pois os sinais de EEG podem ser digitalizados e enviados para a máquina de gravação como um smartphone, um computador ou a nuvem. Testes podem ser realizados em uma variedade de ambientes usando EEGs portáteis. Você pode realizar um experimento onde os sujeitos usam fones de ouvido EEG sem fio e caminham por um parque, e o movimento do seu sujeito será limitado apenas pelo alcance da transmissão de dados. Se você precisar controlar o ambiente de teste para administrar estímulos como luzes piscando, pode optar por um ambiente clínico — nesse caso, não há limitações no uso de uma máquina de EEG com fio.
Fones de ouvido EEG com fio
Conexão por cabo
Fone de Ouvido EEG Sem Fio da EMOTIV
Tecnologia sem fio Bluetooth
Medição de EEG vs. Outras Técnicas de Medição Cerebral
A vantagem da medição de EEG é que é a medida menos invasiva da atividade cerebral que temos disponível e fornece muitas informações quantitativas durante processos cognitivos relevantes. Outros métodos para estudar a função cerebral incluem:
Imagem por Ressonância Magnética Funcional (fMRI)
Magnetoencefalografia (MEG)
Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR ou MRS)
Eletrocorticografia
Tomografia por emissão de fóton único (SPECT)
Tomografia por emissão de pósitrons (PET)
Espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS)
Sinal óptico relacionado a eventos (EROS)
Vantagens do EEG
Apesar da sensibilidade espacial relativamente baixa do EEG, ele apresenta várias vantagens em relação a algumas das técnicas de imagem cerebral e pesquisa cerebral listadas anteriormente:
O EEG tem uma resolução temporal muito alta em comparação com fMRI. Ele pode capturar as reações rápidas do cérebro que ocorrem na velocidade de milissegundos, o que permite sincronizar exatamente o que acontece no cérebro e no ambiente. O EEG é registrado em taxas de amostragem entre 250 e 2000 Hz em ambientes clínicos e de pesquisa. Sistemas de coleta de dados de EEG mais modernos podem registrar em taxas de amostragem acima de 20.000 Hz, se desejado.
Custos de hardware significativamente mais baixos e custo total de propriedade (TCO).
Dados de EEG são coletados de forma não invasiva, ao contrário da eletrocorticografia, que requer neurocirurgia para que os eletrodos sejam colocados diretamente na superfície do cérebro.
Sensores móveis de EEG podem ser usados em mais lugares do que fMRI, SPECT, PET, MRS ou MEG, já que essas técnicas dependem de equipamentos pesados, caros e imóveis.
O EEG é silencioso, permitindo o estudo das respostas a estímulos auditivos.
Comparado à fMRI e IRM, não há perigo físico em torno de uma máquina de EEG. fMRI e IRM são poderosos ímãs que impedem a utilização por pacientes com equipamentos metálicos, como marcapassos.
fMRI, PET, MRS e SPECT podem agravar a claustrofobia, o que pode corromper os resultados do teste. O EEG não induz claustrofobia, pois os sujeitos não são confinados em um espaço pequeno.
Os exames de EEG de consumo permitem mais movimento do sujeito durante os testes, ao contrário da maioria das outras técnicas de neuroimagem.
O EEG não envolve exposição a radioligandos, ao contrário da tomografia por emissão de pósitrons, ou campos magnéticos de alta intensidade, como IRM ou fMRI.
O EEG não envolve exposição a campos magnéticos de alta intensidade (>1 tesla).
Em comparação com métodos de teste comportamental, o EEG pode detectar processamento encoberto (processamento que não requer uma resposta). Essa tecnologia também é usada em sujeitos que não podem fazer uma resposta motora.
O EEG tem uma barreira de entrada baixa para uso por consumidores, tornando-se uma ferramenta poderosa para rastrear e gravar a atividade cerebral durante diferentes atividades do dia a dia, permitindo um número quase ilimitado de aplicações.
A análise do sono de EEG pode indicar aspectos significativos da temporização do desenvolvimento cerebral, incluindo a avaliação da maturação cerebral adolescente.
Há uma melhor compreensão do que exatamente o sinal medido com EEG é, comparado à imagem BOLD (dependente do nível de oxigênio no sangue) usada em fMRI.
Jogos de EEG
A tecnologia de EEG foi adaptada para o mundo dos jogos tanto para fins médicos quanto de entretenimento. As empresas estão usando EEG para fornecer maneiras de interagir com videogames em VR, AR e BCI. As máquinas de EEG detectam o sinal e os algoritmos no software interpretam suas ondas cerebrais para controlar seu avatar na tela.
O fone de ouvido EPOC da EMOTIV é a primeira interface cérebro-computador de alta fidelidade (BCI) que pode monitorar e interpretar pensamentos e emoções conscientes e inconscientes. O BCI pode detectar as complexas ondas cerebrais de 30 expressões, emoções e ações diferentes. Essa detecção é alcançada por meio de aprendizado de máquina. Algoritmos de aprendizado de máquina foram treinados para reconhecer os padrões cerebrais que ocorrem enquanto o participante processa as várias expressões, emoções e ações.
Quando os algoritmos captam uma onda cerebral de EEG em seu conjunto de dados, o BCI pode associar o padrão a um comando físico ou digital. Por exemplo, pensar em uma palavra de gatilho como “empurre!” fará com que seu avatar empurre um objeto para fora de seu caminho.
TechCrunch TV: Dispositivos Controlados pela Mente e Mais Usando EEG
Casos de Uso de EEG
Existem muitas aplicações modernas para a medição de EEG. Alguns casos de uso notáveis de EEG incluem:
Neurociência
Programas de educação cerebral
Neuromarketing
Estudos do Sono
Interface Cérebro-Computador (BCI)
Desempenho Cognitivo
Auto-Quantificação
Estados Emocionais
Terapia para TDAH
Distúrbios neurológicos
Entrenamento de ondas cerebrais
Terapia comportamental cognitiva
Neuroinformática
Jogos de Ondas Cerebrais
Suplemento AR & VR
Disfagia e Demência
Reabilitação pós-AVC
Testes de memória de trabalho (N-back)
Nota: Esta é apenas uma informação geral sobre EEG. Os produtos EMOTIV são destinados a serem usados apenas para aplicações de pesquisa e uso pessoal. Nossos produtos não são vendidos como Dispositivos Médicos conforme definido na diretiva da UE 93/42/EEC. Nossos produtos não são projetados ou destinados a serem usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
***Isenção de responsabilidade - Os produtos EMOTIV são destinados a serem usados apenas para aplicações de pesquisa e uso pessoal. Nossos produtos não são vendidos como Dispositivos Médicos conforme definido na diretiva da UE 93/42/EEC. Nossos produtos não são projetados ou destinados a serem usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
Definição de EEG
EEG significa “eletroencefalografia”, que é um processo eletrofisiológico para registrar a atividade elétrica do cérebro. O EEG mede as mudanças na atividade elétrica produzida pelo cérebro. As mudanças de voltagem vêm de correntes iônicas dentro e entre algumas células cerebrais chamadas neurônios.
O que é um EEG?
Um teste de EEG avalia a atividade elétrica do cérebro. Os exames de EEG são realizados colocando sensores de EEG — pequenos discos de metal também chamados de eletrodos de EEG — no seu couro cabeludo. Esses eletrodos captam e registram a atividade elétrica em seu cérebro. Os sinais de EEG coletados são amplificados, digitalizados e, em seguida, enviados a um computador ou dispositivo móvel para armazenamento e processamento de dados.
Analisar os dados do EEG é uma maneira excepcional de estudar processos cognitivos. Pode ajudar médicos a estabelecer um diagnóstico médico, pesquisadores a entender os processos cerebrais que estão por trás do comportamento humano e indivíduos a melhorar sua produtividade e bem-estar.
Como um EEG Funciona?
Os bilhões de células em seu cérebro produzem sinais elétricos muito pequenos que formam padrões não lineares chamados ondas cerebrais. Uma máquina de EEG mede a atividade elétrica no córtex cerebral, a camada externa do cérebro, durante um teste de EEG. Sensores de EEG são colocados na cabeça de um participante, então os eletrodos detectam ondas cerebrais do sujeito de forma não invasiva.
Os sensores de EEG podem gravar até várias milhares de instantâneas da atividade elétrica gerada no cérebro em um único segundo. As ondas cerebrais registradas são enviadas para amplificadores, depois para um computador ou nuvem para processar os dados. Os sinais amplificados, que se assemelham a linhas onduladas, podem ser gravados em um computador, dispositivo móvel ou em um banco de dados em nuvem.
O software de computação em nuvem é considerado uma inovação crítica no processamento de dados de EEG, pois permite análise em tempo real de gravações em escala — nos primeiros dias da medição de EEG, as ondas eram simplesmente registradas em papel gráfico. Sistemas de EEG, em pesquisas acadêmicas e comerciais, geralmente apresentam os dados como uma série temporal ou como um fluxo contínuo de voltagens.
Ondas de EEG registradas em papel gráfico
Ondas de EEG registradas digitalmente
Ondas de EEG em software moderno de visualização cerebral
Para mapear a atividade elétrica do cérebro, é melhor obter medições de EEG a partir de sinais de várias estruturas corticais diferentes localizadas em toda a superfície do cérebro.
Ondas de EEG em gráfico de série temporal de visualização cerebral moderna
Tipos de Ondas Cerebrais que o EEG Mede
Os eletrodos de um dispositivo EEG capturam a atividade elétrica expressa em várias frequências de EEG. Usando um algoritmo chamado Transformada Rápida de Fourier (FFT), esses sinais brutos de EEG podem ser identificados como ondas distintas com diferentes frequências. Frequência, que se refere à velocidade das oscilações elétricas, é medida em ciclos por segundo — um Hertz (Hz) é igual a um ciclo por segundo. As ondas cerebrais são categorizadas por frequência em quatro tipos principais: Beta, Alpha, Theta e Delta.
Os parágrafos a seguir discutem algumas das funções associadas às quatro frequências cerebrais principais. Essas funções simplesmente foram encontradas associadas a diferentes frequências cerebrais — não há correspondência linear um-a-um entre uma faixa de frequência e uma função dada do cérebro.
Ondas Beta (faixa de frequência de 14 Hz a cerca de 30 Hz)
As ondas beta estão mais intimamente associadas a estar consciente ou em um estado de alerta, atento e desperto. Ondas beta de baixa amplitude estão associadas a concentração ativa ou a um estado mental agitado ou ansioso. As ondas beta também estão associadas a decisões motoras (supressão do movimento e feedback sensorial de movimento). Quando medidas por um dispositivo EEG, os sinais costumam ser chamados de ondas beta de EEG.
Ondas Alpha (faixa de frequência de 7 Hz a 13 Hz)
As ondas alpha estão frequentemente associadas a um estado mental relaxado, calmo e lúcido. Ondas alpha podem ser encontradas nas regiões occipitais e posteriores do cérebro. As ondas alpha podem ser induzidas ao fechar os olhos e relaxar, e raramente estão presentes durante processos cognitivos intensos, como pensamento, cálculo mental e resolução de problemas. Na maioria dos adultos, as ondas alpha variam em frequência de 9 a 11 Hz. Quando medidas por um dispositivo EEG, estas geralmente são chamadas de ondas alpha de EEG.
Ondas Theta (faixa de frequência de 4 Hz a 7 Hz)
A atividade cerebral dentro de uma faixa de frequência composta entre 4 e 7 Hz é chamada de atividade Theta. O ritmo theta detectado na medição de EEG é frequentemente encontrado em jovens adultos, particularmente sobre as regiões temporais e durante a hiperventilação. Em indivíduos mais velhos, a atividade theta com uma amplitude maior que cerca de 30 milivolts (mV) é vista menos comumente, exceto durante a sonolência. Quando medidas por um dispositivo EEG, estas geralmente são chamadas de ondas theta de EEG.
Ondas Delta (faixa de frequência de até 4 Hz)
A atividade Delta é predominantemente encontrada em bebês. Ondas delta estão associadas a estágios profundos do sono em sujeitos mais velhos. Ondas delta foram documentadas interictalmente (entre convulsões) em pacientes com convulsões de ausência, que envolvem breves e súbitas lapsos de atenção.
Ondas delta são caracterizadas por ondas de baixa frequência (cerca de 3 Hz) e alta amplitude. Os ritmos delta podem estar presentes durante a vigília — eles respondem à abertura dos olhos e podem ser aumentados pela hiperventilação também. Quando medidas por um dispositivo EEG, estas geralmente são chamadas de ondas delta de EEG.
Usando Ondas de EEG para Entender Como o Cérebro Funciona
O que um EEG Mostra?
Seu cérebro está constantemente absorvendo e processando informações, mesmo quando você dorme. Toda essa atividade gera sinais elétricos que os sensores de EEG captam. Isso permite que mudanças na atividade cerebral sejam capturadas, mesmo que não haja resposta comportamental visível, como um movimento ou uma expressão facial.
Um monitor de EEG muda na eletricidade que seu cérebro gera, mas não em pensamentos ou sentimentos. Não envia eletricidade para seu cérebro.
Detectar atividade nos principais córtices do cérebro é crucial para obter dados de EEG de alta qualidade. Os resultados podem ser um proxy para avaliar estados emocionais afetados por estímulos externos.
Uma Breve História do EEG
A pesquisa sobre os fenômenos da atividade elétrica no cérebro foi realizada em animais desde 1875, quando o médico Richard Caton publicou suas descobertas de experimentos em coelhos e macacos no British Medical Journal.
Em 1890, Adolf Beck colocou eletrodos diretamente na superfície do cérebro de um cachorro e de um coelho para testar a estimulação sensorial. Sua observação da atividade elétrica cerebral flutuante levou à descoberta das ondas cerebrais e fez com que o EEG se tornasse um campo científico.
O fisiologista e psiquiatra alemão Hans Berger é creditado por registrar as primeiras ondas cerebrais humanas de EEG em 1924. Berger inventou o eletroencefalograma, um dispositivo que registra sinais de EEG. Em seu livro “As Origens do EEG”, o autor David Millet descreveu a invenção como “um dos desenvolvimentos mais surpreendentes, notáveis e importantes na história da neurologia clínica.”
A primeira gravação humana de EEG foi obtida por Hans Berger em 1924. O sinal superior é EEG e o inferior é um sinal de tempo de 10 Hz.
Hans Berger, a primeira pessoa a registrar ondas cerebrais de EEG em humanos.
O campo da eletroencefalografia clínica começou em 1935. Ele surgiu a partir da pesquisa do neurocientista Frederic Gibbs, Hallowell Davis e William Lennox em torno de picos epileptiformes, ondas de pico interictais e os três ciclos de convulsões de ausência clínicas do EEG. Gibbs e o cientista Herbert Jasper concluíram que os picos interictais são uma assinatura distinta da epilepsia. O primeiro laboratório de EEG foi inaugurado no Massachusetts General Hospital em 1936.
Em 1947, a American EEG Society, agora conhecida como The American Clinical Neurophysiology Society, foi fundada e o primeiro Congresso Internacional de EEG ocorreu.
Na década de 1950, William Grey Walter desenvolveu a topografia de EEG, um suplemento ao EEG, que permitiu o mapeamento da atividade elétrica na superfície do cérebro. Isso foi popular na década de 1980, mas nunca foi adotado na neurologia convencional.
Stevo Bozinovski, Liljana Bozinovska e Mihail Sestakov foram os primeiros cientistas a conseguir controlar um objeto físico usando uma máquina de EEG em 1988. Em 2011, o EEG entrou no mercado consumidor quando os empreendedores de tecnologia Tan Le e Dr. Geoff Mackellar lançaram a empresa EMOTIV.
A tecnologia de EEG, como fones de ouvido e toucas, são componentes de BCI (Interface Cérebro-Computador). BCI também é referido como HMI (Interface Humano-Máquina), MMI (Interface Mente-Máquina), BMI (Interface Cérebro-Máquina) e DNI (Interface Neural Direta) — DNI pode decodificar sinais do cérebro e de outras partes do sistema neural. O BCI visa acompanhar o desempenho cognitivo e controlar objetos virtuais e físicos via aprendizado de máquina de comandos mentais treinados.
Em 2017, o corredor tetraplégico Rodrigo Hübner Mendes se tornou a primeira pessoa a dirigir um carro de Formula 1 usando apenas suas ondas cerebrais, graças a um fone de ouvido EEG da EMOTIV.
Para que o EEG é Usado?
Desempenho e Bem-Estar
Athletes, biohackers e qualquer consumidor interessado podem usar EEG para “rastrear” a atividade cerebral da mesma forma que poderiam rastrear o número de passos que dão em um dia. O EEG pode medir funções cognitivas — como atenção e distração, estresse e carga cognitiva (a capacidade total do cérebro para atividade mental imposta à memória de trabalho em qualquer momento). Essas descobertas podem revelar insights valiosos sobre como o cérebro responde a eventos da vida diária. Os dados do EEG fornecem feedback que pode ser usado para projetar estratégias informadas cientificamente para reduzir o estresse, melhorar o foco ou potencializar a meditação.
Pesquisa de Consumidores
Dados de EEG podem ser uma poderosa ferramenta de busca para insights do consumidor. As respostas do cérebro fornecem feedback sem precedentes do consumidor — uma vez que o EEG está sendo usado para medir a diferença entre o que os consumidores realmente prestam atenção e o que relatam gostar ou notar. Combinar EEG com outros sensores biométricos, como rastreamento ocular, análise de expressão facial e medições de frequência cardíaca pode fornecer uma compreensão completa do comportamento do cliente para as empresas. O uso de neurotecnologias como o EEG para estudar reações do consumidor é chamado de neuromarketing.
Cuidados de Saúde
Como os testes de EEG mostram a atividade cerebral durante um procedimento controlado, os resultados podem conter informações usadas para diagnosticar vários distúrbios cerebrais. Dados de EEG anormais são exibidos por meio de ondas cerebrais irregulares. Dados anormais de EEG podem indicar sinais de disfunção cerebral, trauma craniano, distúrbios do sono, problemas de memória, tumores cerebrais, acidente vascular cerebral, demência, distúrbios convulsivos como epilepsia e várias outras condições. Dependendo do diagnóstico pretendido, os médicos às vezes combinam EEG com testes cognitivos, monitoramento de atividade cerebral e técnicas de neuroimagem.
Diagnóstico de Convulsões
Os testes de EEG são frequentemente recomendados para pacientes que estão experimentando atividade convulsiva. Nesses casos, os médicos podem realizar um EEG ambulatorial. Um EEG ambulatorial grava continuamente por até 72 horas, enquanto o EEG tradicional dura de 1 a 2 horas. O paciente é autorizado a se mover em sua própria casa usando um fone de ouvido de EEG. A extensão da gravação aumenta a probabilidade de gravar atividade cerebral anormal. Por essa razão, os EEGs ambulatoriais são frequentemente usados para diagnosticar epilepsia (EEG epilepsia), distúrbios convulsivos ou distúrbios do sono.
Estudo do Sono para Distúrbios do Sono
Um estudo do sono EEG ou teste de “polissonografia” mede a atividade do corpo além de realizar um exame cerebral. Um tecnólogo de EEG monitora a frequência cardíaca, a respiração e os níveis de oxigênio em seu sangue durante um procedimento noturno. Polissonografia é mais usado em pesquisas médicas e como um teste diagnóstico para distúrbios do sono.
Neurociência Quantitativa
Uma vez que o EEG mede a atividade elétrica na camada externa do cérebro (o córtex cerebral), ele pode captar ondas cerebrais do seu couro cabeludo. Ao combinar testes cerebrais de EEG com dados de outras técnicas de monitoramento cerebral, os pesquisadores podem obter novos insights sobre as interações complexas que ocorrem em nossos cérebros — assim como em nossos corpos.
É exatamente isso que a eletroencefalografia quantitativa (qEEG) visa realizar. O EEG quantitativo registra suas ondas cerebrais assim como um EEG tradicional. Usando aprendizado de máquina, o qEEG compara suas ondas cerebrais com as ondas cerebrais de indivíduos na mesma faixa etária e de mesmo sexo, mas que não apresentam disfunção cerebral. O processo de qEEG cria um “mapa” de seu cérebro através da comparação quantitativa. Este processo é comum na subdisciplina da neurociência chamada neurociência computacional.
A colocação de eletrodos de EEG é uma parte crítica do sucesso do qEEG. As colocações de eletrodos de EEG tradicionais seguem o sistema 10-20, um padrão internacionalmente reconhecido para a aplicação dos eletrodos conectados ao seu couro cabeludo. “10-20” se refere à distância entre os eletrodos de EEG sendo 10% ou 20% da distância total do crânio.
O número de eletrodos em um dispositivo pode variar — alguns sistemas de gravação de EEG podem ter até 256 eletrodos. As gravações de qEEG usam uma touca de 19 sensores para coletar dados de todas as 19 áreas do seu couro cabeludo. Como os eletrodos de EEG amplificam sinais do local onde estão colocados, a aquisição de mapeamentos de qEEG identifica no nível cerebral a causa da disfunção observada no nível comportamental e/ou cognitivo.
Pesquisa Acadêmica
Resultados anormais de EEG não são a única informação valiosa derivada de um teste de EEG. Muitos pesquisadores utilizam EEG normal em suas pesquisas, incluindo um estudo inovador de 1957 sobre a atividade cerebral durante o sono REM.
Como apresentado na seção sobre os tipos de ondas cerebrais que o EEG mede, o estudo de gravações de EEG revela uma gama de frequências contidas dentro dos sinais cerebrais. Essas frequências refletem diferentes estados de atenção e cognitivos. Por exemplo, os pesquisadores monitoraram a atividade da banda gama (frequentemente associada à atenção consciente) enquanto investigavam as respostas neurológicas durante a meditação (EEG meditação).
A atividade da banda gama está associada ao desempenho mental ou físico de pico. Experimentos em que um sujeito usando um dispositivo EEG pratica meditação profunda provocaram teorias de que as ondas gama estão associadas a experiências conscientes ou estados mentais transcendentes. No entanto, não há consenso entre os pesquisadores acadêmicos sobre quais funções cognitivas a atividade da banda gama está associada.
Os pesquisadores precisam de uma maneira de processar e lidar com toda a riqueza de dados cerebrais que coletam — e até mesmo compartilhá-los com diferentes instituições. “Neuroinformática” é o campo de pesquisa que fornece ferramentas computacionais e modelos matemáticos para dados de neurociência. A neuroinformática visa criar tecnologias para organizar bancos de dados, compartilhamento de dados e modelagem de dados. Trata-se de uma quantidade diversa de dados, uma vez que “neurociência” é amplamente definida como o estudo científico do sistema nervoso. Uma das subdisciplinas da neurociência inclui a psicologia cognitiva, que usa métodos de neuroimagem, como o EEG, para analisar quais partes do cérebro e do sistema nervoso subjazem quais processos cognitivos.
Pesquisa de Mercado: Usando Fones de Ouvido de EEG para Entender o Estado Emocional e Cognitivo
Processo de Teste de EEG
Preparando-se para um Procedimento de EEG
As seções a seguir sobre monitoramento, interpretação e resultados de EEG incluem informações para públicos que estão passando por testes de EEG em um ambiente de saúde. A melhor maneira de se preparar para um teste é sempre perguntar aos administradores do teste sobre as instruções específicas de preparação. As instruções de preparação podem variar conforme o caso de uso — por exemplo, gravações de EEG para pesquisa de consumidores, pesquisa acadêmica ou desempenho e bem-estar podem exigir que os sujeitos estejam ativos em vez de deitados.
Empresas como EMOTIV têm sido pioneiras em avanços na tecnologia de EEG que tornam a realização, processamento e interpretação de testes mais rápidas e convenientes. Os fones de ouvido de EEG móveis e sem fio da EMOTIV podem ser configurados em menos de cinco minutos, e permitem que o participante se mova livremente em vez de confiná-lo a uma instalação de testes.
Antes de um teste de EEG, informe ao profissional que está administrando o teste — seja um médico, empregador ou pesquisador — sobre quaisquer medicamentos regulares que você toma. É recomendável que você lave o cabelo na noite anterior ao procedimento e o deixe livre de quaisquer produtos. Evite beber ou comer qualquer cafeína pelo menos 8 horas antes do teste. Se você tiver que dormir durante o procedimento de EEG, pode ser orientado a limitar seu sono na noite anterior para garantir que seu cérebro possa relaxar adequadamente durante o teste.
Monitoramento de EEG
Você não sentirá dor ou desconforto durante um procedimento de EEG. Durante um procedimento clínico de EEG, você estará deitado em uma cama ou cadeira reclinável e instruído a fechar os olhos. Um técnico de EEG mede sua cabeça e marca onde aplicar os eletrodos.
Quando o teste começa, os eletrodos gravam suas ondas cerebrais e enviam a atividade para uma máquina de gravação. A máquina de EEG então converte os dados em um padrão de onda para interpretação. Após a gravação, o técnico removerá os eletrodos do seu couro cabeludo.
Os testes rotineiros de EEG em ambientes científicos ou clínicos levam de 30 a 60 minutos para serem concluídos, incluindo cerca de 20 minutos de tempo inicial de configuração. Testes de EEG realizados para pesquisa de consumos, desempenho individual e pesquisa no local de trabalho podem ser mais curtos ou mais longos em duração, dependendo dos objetivos dos testes. Os fones de ouvido sem fio da EMOTIV suportam uma configuração mais rápida para esses casos de uso (menos de cinco minutos).
Não deve haver tempo de recuperação necessário após um procedimento. Se você tomou um medicamento que causou sonolência para dormir durante o teste, o administrador do teste pode recomendar que você aguarde na instalação até que os efeitos tenham desaparecido ou que alguém o leve para casa.
Efeitos colaterais nos testes de EEG são raros. Os eletrodos não produzem sensações; eles apenas registram a atividade cerebral. Pessoas com epilepsia podem experimentar uma convulsão devido a estímulos como luzes piscando durante o procedimento. Uma convulsão durante um teste de EEG não é algo a temer — pode na verdade ajudar os médicos a diagnosticar o tipo de epilepsia e ajustar adequadamente o tratamento.
Interpretação do EEG e Resultados do Procedimento
Se você foi recomendado para um teste de EEG por razões clínicas, seus resultados de teste serão interpretados por um médico que é especialista no sistema nervoso. O neurologista estudará a gravação em busca de padrões cerebrais normais e anormais. Os padrões de ondas cerebrais são muito reconhecíveis pelas características de suas formas de onda. Por exemplo, um padrão de supressão de explosões, que é frequentemente observado em pacientes com estados cerebrais inativos, como coma ou anestesia geral, mostra picos breves (a explosão) alternando com períodos de planicidade (a supressão).
Diversos tipos de epilepsia são caracterizados por padrões de EEG distintos. Um padrão de onda de picos — um padrão de EEG generalizado e simétrico — é frequentemente observado durante uma convulsão de ausência, onde uma pessoa experimenta uma breve perda de consciência. Uma convulsão focada parcial, na qual a atividade convulsiva afeta apenas uma área do cérebro, é caracterizada por um padrão de ritmo rápido e de baixa voltagem que aparece no canal de dados de EEG associado àquela área.
O neurologista então envia a medição de EEG de volta ao médico que solicitou o teste. Seu médico pode agendar uma consulta para revisar as imagens do EEG e discutir os resultados com você. Dependendo da sua condição, pode ser recomendada a um serviço chamado neurofeedback de EEG ou biofeedback como seguimento. Por exemplo, pessoas que buscam fortalecer padrões de ondas cerebrais associadas ao foco podem se envolver em terapia de neurofeedback para TDAH.
A terapia de biofeedback ajuda os sujeitos a controlar processos corporais involuntários. Um sujeito que está experimentando, por exemplo, hipertensão pode visualizar suas medições corporais em um monitor que está recebendo dados de eletrodos em sua pele. Monitorar essa atividade ajuda a ensinar exercícios de relaxamento e mentais que podem aliviar sintomas.
Da mesma forma, o Neurofeedback se baseia no EEG para treinar o cérebro a funcionar melhor. Durante este treinamento, o paciente é conectado a uma máquina de EEG e visualiza sua atividade cerebral em ação. Isso frequentemente se assemelha a um tipo de videogame onde o paciente está “jogando” o jogo com seu cérebro para controlar sua atividade cerebral. O paciente tenta melhorar as frequências cerebrais associadas à disfunção cerebral, da mesma forma que um atleta trabalha em um músculo fraco. O neurofeedback de EEG é frequentemente recomendado para condições como epilepsia, transtorno bipolar, TDAH e autismo. Embora possa ajudar essas desordens, não pode curá-las.
Diferentes Tipos de Dispositivos de EEG
As máquinas de EEG vêm em várias dispositivos de EEG vestíveis. No mais alto nível, está a diferença entre dispositivos de EEG clínicos (usados em ambientes de saúde e pesquisa científica) e dispositivos de EEG de consumo (usados em pesquisa de consumidores, pesquisa acadêmica e desempenho e bem-estar). Com dispositivos clínicos, os participantes não podem se mover enquanto usam o dispositivo, e os dados precisam ser coletados em um ambiente controlado e protegido para evitar distorções no sinal. Dispositivos de EEG de consumo, como os fones de ouvido sem fio da EMOTIV, permitem que usuários monitorem a atividade cerebral em qualquer lugar.
A variação entre diferentes tipos de dispositivos de EEG vestíveis é necessária para suportar os requisitos dos profissionais que usam sistemas de EEG e os ambientes em que os dados são coletados. Por exemplo, neurologistas e neurocientistas geralmente precisam de uma densidade mais alta de sensores para realizar sua análise de dados do que um pesquisador de consumidores pode precisar. Além da colocação do eletrodo de EEG, há algumas outras variações notáveis entre os sistemas de EEG a serem consideradas.
Capacetes de EEG VS. Fones de Ouvido de EEG
Qual é a diferença entre um capacete de EEG e um fone de ouvido de EEG? A principal diferença entre esses dois tipos mais comuns de dispositivos de EEG vestíveis está no número de eletrodos. Fones de ouvido geralmente variam de 5 a 20 eletrodos. Capacetes podem suportar mais sensores, pois têm uma área de superfície maior para a colocação de eletrodos. Capacetes de EEG, como o EMOTIV EPOC FLEX oferecem sensores móveis para posicionamento flexível. A configuração de sensores nos fones de ouvido EMOTIV INSIGHT e EPOC X é fixa.
EPOC Flex
Sensores de gel ou salina
EPOC+ e EPOC X
Sensores de salina
Eletrodos de EEG Úmidos VS. Secos
Os dispositivos de EEG usam principalmente eletrodos úmidos ou secos. Existe uma forma recém-desenvolvida de eletrodos chamada “eletrodos tatuados”, que são eletrodos impressos aplicados como uma tatuagem temporária. Eletrodos úmidos permitem melhor precisão de dados, pois usam um gel adesivo para melhor contato com o couro cabeludo. Eletrodos úmidos são mais usados em ambientes clínicos e de pesquisa. Eletrodos secos não requerem gel adesivo. Dispositivos de EEG com eletrodos secos são frequentemente usados em pesquisas de consumidores de EEG, uma vez que permitem um tempo de configuração mais rápido. Os pesquisadores estão continuamente comparando os prós e contras de eletrodos de EEG úmidos versus secos.
Dispositivos de EEG com Fio VS. Sem Fio
Na era inicial de EEG, os pacientes tinham que ser conectados à máquina de EEG em um ambiente clínico. Agora, testes de EEG sem fio são possíveis, pois os sinais de EEG podem ser digitalizados e enviados para a máquina de gravação como um smartphone, um computador ou a nuvem. Testes podem ser realizados em uma variedade de ambientes usando EEGs portáteis. Você pode realizar um experimento onde os sujeitos usam fones de ouvido EEG sem fio e caminham por um parque, e o movimento do seu sujeito será limitado apenas pelo alcance da transmissão de dados. Se você precisar controlar o ambiente de teste para administrar estímulos como luzes piscando, pode optar por um ambiente clínico — nesse caso, não há limitações no uso de uma máquina de EEG com fio.
Fones de ouvido EEG com fio
Conexão por cabo
Fone de Ouvido EEG Sem Fio da EMOTIV
Tecnologia sem fio Bluetooth
Medição de EEG vs. Outras Técnicas de Medição Cerebral
A vantagem da medição de EEG é que é a medida menos invasiva da atividade cerebral que temos disponível e fornece muitas informações quantitativas durante processos cognitivos relevantes. Outros métodos para estudar a função cerebral incluem:
Imagem por Ressonância Magnética Funcional (fMRI)
Magnetoencefalografia (MEG)
Espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR ou MRS)
Eletrocorticografia
Tomografia por emissão de fóton único (SPECT)
Tomografia por emissão de pósitrons (PET)
Espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS)
Sinal óptico relacionado a eventos (EROS)
Vantagens do EEG
Apesar da sensibilidade espacial relativamente baixa do EEG, ele apresenta várias vantagens em relação a algumas das técnicas de imagem cerebral e pesquisa cerebral listadas anteriormente:
O EEG tem uma resolução temporal muito alta em comparação com fMRI. Ele pode capturar as reações rápidas do cérebro que ocorrem na velocidade de milissegundos, o que permite sincronizar exatamente o que acontece no cérebro e no ambiente. O EEG é registrado em taxas de amostragem entre 250 e 2000 Hz em ambientes clínicos e de pesquisa. Sistemas de coleta de dados de EEG mais modernos podem registrar em taxas de amostragem acima de 20.000 Hz, se desejado.
Custos de hardware significativamente mais baixos e custo total de propriedade (TCO).
Dados de EEG são coletados de forma não invasiva, ao contrário da eletrocorticografia, que requer neurocirurgia para que os eletrodos sejam colocados diretamente na superfície do cérebro.
Sensores móveis de EEG podem ser usados em mais lugares do que fMRI, SPECT, PET, MRS ou MEG, já que essas técnicas dependem de equipamentos pesados, caros e imóveis.
O EEG é silencioso, permitindo o estudo das respostas a estímulos auditivos.
Comparado à fMRI e IRM, não há perigo físico em torno de uma máquina de EEG. fMRI e IRM são poderosos ímãs que impedem a utilização por pacientes com equipamentos metálicos, como marcapassos.
fMRI, PET, MRS e SPECT podem agravar a claustrofobia, o que pode corromper os resultados do teste. O EEG não induz claustrofobia, pois os sujeitos não são confinados em um espaço pequeno.
Os exames de EEG de consumo permitem mais movimento do sujeito durante os testes, ao contrário da maioria das outras técnicas de neuroimagem.
O EEG não envolve exposição a radioligandos, ao contrário da tomografia por emissão de pósitrons, ou campos magnéticos de alta intensidade, como IRM ou fMRI.
O EEG não envolve exposição a campos magnéticos de alta intensidade (>1 tesla).
Em comparação com métodos de teste comportamental, o EEG pode detectar processamento encoberto (processamento que não requer uma resposta). Essa tecnologia também é usada em sujeitos que não podem fazer uma resposta motora.
O EEG tem uma barreira de entrada baixa para uso por consumidores, tornando-se uma ferramenta poderosa para rastrear e gravar a atividade cerebral durante diferentes atividades do dia a dia, permitindo um número quase ilimitado de aplicações.
A análise do sono de EEG pode indicar aspectos significativos da temporização do desenvolvimento cerebral, incluindo a avaliação da maturação cerebral adolescente.
Há uma melhor compreensão do que exatamente o sinal medido com EEG é, comparado à imagem BOLD (dependente do nível de oxigênio no sangue) usada em fMRI.
Jogos de EEG
A tecnologia de EEG foi adaptada para o mundo dos jogos tanto para fins médicos quanto de entretenimento. As empresas estão usando EEG para fornecer maneiras de interagir com videogames em VR, AR e BCI. As máquinas de EEG detectam o sinal e os algoritmos no software interpretam suas ondas cerebrais para controlar seu avatar na tela.
O fone de ouvido EPOC da EMOTIV é a primeira interface cérebro-computador de alta fidelidade (BCI) que pode monitorar e interpretar pensamentos e emoções conscientes e inconscientes. O BCI pode detectar as complexas ondas cerebrais de 30 expressões, emoções e ações diferentes. Essa detecção é alcançada por meio de aprendizado de máquina. Algoritmos de aprendizado de máquina foram treinados para reconhecer os padrões cerebrais que ocorrem enquanto o participante processa as várias expressões, emoções e ações.
Quando os algoritmos captam uma onda cerebral de EEG em seu conjunto de dados, o BCI pode associar o padrão a um comando físico ou digital. Por exemplo, pensar em uma palavra de gatilho como “empurre!” fará com que seu avatar empurre um objeto para fora de seu caminho.
TechCrunch TV: Dispositivos Controlados pela Mente e Mais Usando EEG
Casos de Uso de EEG
Existem muitas aplicações modernas para a medição de EEG. Alguns casos de uso notáveis de EEG incluem:
Neurociência
Programas de educação cerebral
Neuromarketing
Estudos do Sono
Interface Cérebro-Computador (BCI)
Desempenho Cognitivo
Auto-Quantificação
Estados Emocionais
Terapia para TDAH
Distúrbios neurológicos
Entrenamento de ondas cerebrais
Terapia comportamental cognitiva
Neuroinformática
Jogos de Ondas Cerebrais
Suplemento AR & VR
Disfagia e Demência
Reabilitação pós-AVC
Testes de memória de trabalho (N-back)
Nota: Esta é apenas uma informação geral sobre EEG. Os produtos EMOTIV são destinados a serem usados apenas para aplicações de pesquisa e uso pessoal. Nossos produtos não são vendidos como Dispositivos Médicos conforme definido na diretiva da UE 93/42/EEC. Nossos produtos não são projetados ou destinados a serem usados para diagnóstico ou tratamento de doenças.
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