***ข้อจำกัดความรับผิดชอบ - ผลิตภัณฑ์ของ Emotiv มีจุดประสงค์เพื่อใช้สำหรับการวิจัยและการใช้งานส่วนบุคคลเท่านั้น ผลิตภัณฑ์ของเราไม่ได้จำหน่ายในฐานะอุปกรณ์ทางการแพทย์ (Medical Devices) ตามที่กำหนดไว้ในข้อบังคับ EU directive 93/42/EEC ผลิตภัณฑ์ของเราไม่ได้ออกแบบหรือมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ในการวินิจฉัยหรือรักษาโรค

คำจำกัดความของ EEG

EEG ย่อมาจาก "electroencephalography" (การตรวจคลื่นไฟฟ้าสมอง) ซึ่งเป็นกระบวนการทางสรีรวิทยาไฟฟ้าเพื่อบันทึกกิจกรรมทางไฟฟ้าของสมอง EEG จะวัดการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมทางไฟฟ้าที่ผลิตโดยสมอง การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้ามาจากกระแสไอออนิกภายในและระหว่างเซลล์สมองบางชนิดที่เรียกว่านิวรอน (เซลล์ประสาท)

EEG คืออะไร?

การทดสอบ EEG จะประเมินกิจกรรมทางไฟฟ้าของสมอง การสแกน EEG ทำได้โดยการวางเซนเซอร์ EEG ซึ่งเป็นแผ่นโลหะขนาดเล็กที่เรียกว่าอิเล็กโทรด EEG ไว้บนหนังศีรษะของคุณ อิเล็กโทรดเหล่านี้จะตรวจจับและบันทึกกิจกรรมทางไฟฟ้าในสมองของคุณ สัญญาณ EEG ที่รวบรวมได้จะถูกขยายสัญญาณ แปลงเป็นระบบดิจิทัล จากนั้นจึงส่งไปยังคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์เคลื่อนที่เพื่อจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลต่อไป

การวิเคราะห์ข้อมูล EEG เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการศึกษากระบวนการรับรู้และการคิด ซึ่งสามารถช่วยแพทย์ในการวินิจฉัยทางการแพทย์ ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจกระบวนการของสมองที่เป็นพื้นฐานของพฤติกรรมมนุษย์ และช่วยให้บุคคลทั่วไปสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและการมีสุขภาพที่ดีได้

EEG ทำงานอย่างไร?

เซลล์นับพันล้านเซลล์ในสมองของคุณผลิตสัญญาณไฟฟ้าขนาดเล็กมากที่ก่อตัวเป็นรูปแบบที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่เรียกว่าคลื่นสมอง เครื่อง EEG จะวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าในเปลือกสมอง (cerebral cortex) ซึ่งเป็นชั้นนอกของสมองในระหว่างการทดสอบ EEG เซนเซอร์ EEG จะถูกวางไว้บนศีรษะของผู้เข้าร่วม จากนั้นอิเล็กโทรดจะตรวจจับคลื่นสมองจากผู้ทดสอบโดยไม่ลุกล้ำเข้าไปในร่างกาย

เซนเซอร์ EEG สามารถบันทึกภาพรวมของกิจกรรมทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในสมองได้มากถึงหลายพันภาพภายในเวลาเพียงหนึ่งวินาที คลื่นสมองที่บันทึกไว้จะถูกส่งไปยังเครื่องขยายสัญญาณ จากนั้นส่งไปยังคอมพิวเตอร์หรือระบบคลาวด์เพื่อประมวลผลข้อมูล สัญญาณที่ขยายแล้วซึ่งมีลักษณะคล้ายเส้นหยัก สามารถบันทึกไว้ในคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์เคลื่อนที่ หรือบนฐานข้อมูลคลาวด์ได้

ซอฟต์แวร์ประมวลผลบนคลาวด์ถือเป็นนวัตกรรมที่สำคัญในการประมวลผลข้อมูล EEG เนื่องจากช่วยให้สามารถวิเคราะห์การบันทึกข้อมูลแบบเรียลไทม์ในวงกว้างได้ โดยในยุคแรกๆ ของการวัด EEG คลื่นจะถูกบันทึกไว้บนกระดาษกราฟเท่านั้น ระบบ EEG ในการวิจัยทางวิชาการและเชิงพาณิชย์ มักจะแสดงข้อมูลเป็นอนุกรมเวลา (time series) หรือเป็นกระแสแรงดันไฟฟ้าที่ต่อเนื่องเสมอ

คลื่น EEG ที่บันทึกบนกระดาษกราฟ

คลื่น EEG ที่บันทึกในรูปแบบดิจิทัล

คลื่น EEG ในซอฟต์แวร์จำลองภาพสมองที่ทันสมัย

ในการทำแผนที่กิจกรรมทางไฟฟ้าของสมอง การวัดค่า EEG จากสัญญาณผ่านโครงสร้างคอร์เทกซ์ต่างๆ มากมายที่อยู่รอบๆ พื้นผิวของสมองจะช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า

คลื่น EEG ในกราฟอนุกรมเวลาของซอฟต์แวร์จำลองภาพสมองที่ทันสมัย

ประเภทของคลื่นสมองที่ EEG วัดได้

อิเล็กโทรดของอุปกรณ์ EEG จะจับกิจกรรมทางไฟฟ้าที่แสดงออกในความถี่ EEG ต่างๆ โดยการใช้อัลกอริทึมที่เรียกว่า Fast Fourier Transform (FFT) สัญญาณ EEG ดิบเหล่านี้สามารถระบุได้ว่าเป็นคลื่นประเภทต่างๆ ที่มีความถี่ที่ต่างกัน ความถี่ซึ่งหมายถึงความเร็วของการแกว่งตัวของไฟฟ้า วัดเป็นรอบต่อวินาที โดยหนึ่งเฮิรตซ์ (Hz) เท่ากับหนึ่งรอบต่อวินาที คลื่นสมองแบ่งตามความถี่ออกเป็นสี่ประเภทหลัก ได้แก่ เบต้า, อัลฟ่า, ธีต้า และเดลต้า

ย่อหน้าต่อไปนี้จะกล่าวถึงฟังก์ชันพื้นฐานบางประการที่เกี่ยวข้องกับความถี่สมองหลักทั้งสี่ประเภท หน้าที่เหล่านี้เป็นเพียงสิ่งที่พบว่ามีความเชื่อมโยงกับความถี่ของสมองที่แตกต่างกันเท่านั้น ไม่มีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงแบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างย่านความถี่และฟังก์ชันการทำงานของสมองที่กำหนด

คลื่นเบต้า (ช่วงความถี่ตั้งแต่ 14 Hz ถึงประมาณ 30 Hz)

คลื่นเบต้ามีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดที่สุดกับการมีสติ หรือการอยู่ในสภาวะตื่นตัว ตั้งใจ และระมัดระวัง คลื่นเบต้าแอมพลิจูดต่ำเชื่อมโยงกับการมีสมาธิอย่างกระตือรือร้น หรือกับสภาวะจิตใจที่กำลังยุ่งเหยิงหรือวิตกกังวล คลื่นเบต้ายังเกี่ยวข้องกับการตัดสินใจของระบบสั่งการเคลื่อนไหว (การยับยั้งการเคลื่อนไหวและการตอบสนองทางประสาทสัมผัสของการเคลื่อนไหว) เมื่อวัดโดยอุปกรณ์ EEG สัญญาณเหล่านี้มักถูกเรียกว่า คลื่นเบต้า EEG

คลื่นอัลฟ่า (ช่วงความถี่ตั้งแต่ 7 Hz ถึง 13 Hz)

คลื่นอัลฟ่ามักเชื่อมโยงกับสภาวะจิตใจที่ผ่อนคลาย สงบ และมีสติ คลื่นอัลฟ่าสามารถพบได้ในส่วนท้ายทอย (occipital) และส่วนหลัง (posterior) ของสมอง คลื่นอัลฟ่าสามารถเกิดขึ้นได้ด้วยการหลับตาและผ่อนคลาย และไม่ค่อยปรากฏในระหว่างกระบวนการคิดขั้นสูง เช่น การคิดเชิงลึก การคำนวณในใจ และการแก้ปัญหาที่ซับซ้อน ในผู้ใหญ่ส่วนใหญ่ คลื่นอัลฟ่าจะมีช่วงความถี่ตั้งแต่ 9 ถึง 11 Hz เมื่อวัดโดยอุปกรณ์ EEG คลื่นเหล่านี้มักถูกเรียกว่า คลื่นอัลฟ่า EEG

คลื่นธีต้า (ช่วงความถี่ตั้งแต่ 4 Hz ถึง 7 Hz)

กิจกรรมของสมองที่อยู่ภายในช่วงความถี่ระหว่าง 4 ถึง 7 Hz จะถูกเรียกว่า กิจกรรมธีต้า จังหวะธีต้าที่ตรวจพบในการวัด EEG มักพบในผู้ใหญ่ตอนต้น โดยเฉพาะในบริเวณขมับ (temporal) และระหว่างการหายใจเร็วเกินไป (hyperventilation) ในผู้สูงอายุ กิจกรรมธีต้าที่มีแอมพลิจูดมากกว่าประมาณ 30 มิลลิโวลต์ (mV) จะพบได้น้อยกว่า ยกเว้นในขณะง่วงนอน เมื่อวัดโดยอุปกรณ์ EEG คลื่นเหล่านี้มักถูกเรียกว่า คลื่นธีต้า EEG

คลื่นเดลต้า (ช่วงความถี่สูงสุดถึง 4 Hz)

กิจกรรมเดลต้าส่วนใหญ่จะพบในทารก คลื่นเดลต้ามีความเกี่ยวข้องกับระยะการนอนหลับลึกในผู้ที่มีอายุมากกว่า มีการบันทึกคลื่นเดลต้าในระยะระหว่างอาการชัก (interictally) ในผู้ป่วยที่เป็นโรคลมชักชนิดเหม่อ (absence seizures) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสูญเสียความสนใจอย่างกะทันหันในช่วงสั้นๆ

คลื่นเดลต้ามีลักษณะเฉพาะคือเป็นคลื่นความถี่ต่ำ (ประมาณ 3 Hz) แอมพลิจูดสูง จังหวะเดลต้าสามารถเกิดขึ้นได้ในขณะที่ตื่นอยู่ โดยสามารถตอบสนองต่อการเปิดตาและอาจเพิ่มขึ้นได้จากการหายใจเร็วเกินไปเช่นกัน เมื่อวัดโดยอุปกรณ์ EEG คลื่นเหล่านี้มักถูกเรียกว่า คลื่นเดลต้า EEG

การใช้คลื่น EEG เพื่อทำความเข้าใจการทำงานของสมอง

EEG แสดงอะไรให้เห็นบ้าง?

สมองของคุณซึมซับและประมวลผลข้อมูลอยู่ตลอดเวลา แม้กระทั่งในตอนที่คุณนอนหลับ กิจกรรมทั้งหมดนี้จะสร้างสัญญาณไฟฟ้าที่เซนเซอร์ EEG ตรวจจับได้ สิ่งนี้ช่วยให้สามารถจับการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมสมองได้ แม้ว่าจะไม่มีการแสดงพฤติกรรมตอบสนองที่มองเห็นได้ เช่น การเคลื่อนไหวหรือการแสดงออกทางสีหน้าก็ตาม

จอภาพ EEG จะวัดการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าที่สมองของคุณสร้างขึ้น แต่ไม่สามารถวัดความคิดหรือความรู้สึกได้ และไม่มีการส่งกระแสไฟฟ้าเข้าสู่สมองของคุณแต่อย่างใด

การตรวจจับกิจกรรมในส่วนสมองคอร์เทกซ์หลักทั้งหมดเป็นสิ่งสำคัญในการได้รับข้อมูล EEG คุณภาพสูง ผลลัพธ์ที่ได้สามารถนำไปใช้เป็นตัวบ่งชี้เพื่อประเมินสภาวะทางอารมณ์ที่ได้รับผลกระทบจากสิ่งเร้าภายนอกได้

ประวัติโดยย่อของ EEG

การวิจัยเกี่ยวกับปรากฏการณ์ของกิจกรรมทางไฟฟ้าในสมองนั้น ทำการศึกษาในสัตว์ย้อนไปไกลถึงปี 1875 เมื่อนายแพทย์ Richard Caton ได้เผยแพร่ผลการทดลองในกระต่ายและลิงในวารสาร British Medical Journal

ในปี 1890 Adolf Beck ได้วางอิเล็กโทรดโดยตรงบนพื้นผิวสมองของสุนัขและกระต่ายเพื่อทดสอบการกระตุ้นประสาทสัมผัส การสังเกตการณ์ความผันผวนของกิจกรรมทางไฟฟ้าในสมองของเขา นำไปสู่การค้นพบคลื่นสมอง และทำให้ EEG กลายมาเป็นสาขาการศึกษาทางวิทยาศาสตร์

Hans Berger นักสรีรวิทยาและจิตแพทย์ชาวเยอรมัน ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้บันทึกคลื่นสมอง EEG ของมนุษย์เป็นครั้งแรกในปี 1924 Berger ได้ประดิษฐ์เครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้าสมอง (electroencephalogram) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่บันทึกสัญญาณ EEG ในหนังสือของเขาที่ชื่อว่า “The Origins of EEG” ผู้เขียน David Millet ได้อธิบายถึงนวัตกรรมนี้ว่าเป็น “หนึ่งในการพัฒนาที่น่าประหลาดใจ โดดเด่น และมีความสำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์ของประสาทวิทยาคลินิก”

การบันทึก EEG ของมนุษย์เป็นครั้งแรกโดย Hans Berger ในปี 1924 สัญญาณด้านบนคือ EEG และสัญญาณด้านล่างคือสัญญาณจับเวลาความถี่ 10 Hz

Hans Berger บุคคลแรกที่บันทึกคลื่นสมอง EEG ในมนุษย์

สาขาวิชาคลื่นไฟฟ้าสมองทางคลินิกเริ่มต้นขึ้นในปี 1935 โดยมีพื้นฐานมาจากการวิจัยของนักประสาทวิทยา Frederic Gibbs, Hallowell Davis และ William Lennox เกี่ยวกับสไปค์ของโรคลมชัก (epileptiform spikes), คลื่นสไปค์ระยะระหว่างอาการชัก (interictal spike waves) และวงจรอันเป็นลักษณะของโรคลมชักชนิดเหม่อ (absence seizures) ในการตรวจ EEG Gibbs และนักวิทยาศาสตร์ Herbert Jasper สรุปได้ว่าสไปค์ระยะระหว่างอาการชักเป็นคุณลักษณะเฉพาะของโรคลมชัก ห้องปฏิบัติการ EEG แห่งแรกเปิดตัวที่โรงพยาบาล Massachusetts General Hospital ในปี 1936

ในปี 1947 สมาคม American EEG Society ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ The American Clinical Neurophysiology Society ได้รับการก่อตั้งขึ้น และได้มีการจัดงานการประชุมใหญ่ EEG นานาชาติ (International EEG Congress) ขึ้นเป็นครั้งแรก

ในทศวรรษ 1950 William Grey Walter ได้พัฒนาแผนผังภูมิประเทศของสมองด้วย EEG (EEG topography) ซึ่งเป็นเทคนิคเสริมของ EEG ที่ช่วยให้สามารถจับแผนที่กิจกรรมทางไฟฟ้าทั่วพื้นผิวของสมองได้ วิธีนี้ได้รับความนิยมในทศวรรษ 1980 แต่ก็ไม่เคยถูกนำมาใช้เป็นแนวทางกระแสหลักในประสาทวิทยาคลินิก

Stevo Bozinovski, Liljana Bozinovska และ Mihail Sestakov เป็นนักวิทยาศาสตร์กลุ่มแรกที่สามารถควบคุมวัตถุทางกายภาพโดยใช้เครื่อง EEG ได้สำเร็จในปี 1988 ในปี 2011 เทคโนโลยี EEG ได้เข้าสู่ตลาดผู้บริโภค เมื่อนักธุรกิจด้านเทคโนโลยี Tan Le และ Dr. Geoff Mackellar ได้ร่วมกันก่อตั้งบริษัท Emotiv

เทคโนโลยี EEG เช่น ชุดสวมศีรษะและหมวกเป็นส่วนประกอบของ BCI (Brain-Computer Interface: การเชื่อมต่อสมองกับคอมพิวเตอร์) นอกจากนี้ BCI ยังถูกเรียกว่า HMI (Human Machine Interface), MMI (Mind Machine Interface), BMI (Brain Machine Interface) และ DNI (Direct Neural Interface) ซึ่ง DNI สามารถถอดรหัสสัญญาณจากสมองและส่วนอื่นๆ ของระบบประสาทได้ BCI มีเป้าหมายในการติดตามประสิทธิภาพการทำงานของการรับรู้และควบคุมวัตถุทั้งในรูปแบบเสมือนจริงและทางกายภาพ ผ่านระบบการเรียนรู้ของเครื่อง (machine learning) จากคำสั่งทางจิตที่ผ่านการฝึกฝนมาแล้ว

ในปี 2017 Rodrigo Hübner Mendes นักแข่งรถที่เป็นอัมพาตทั้งแขนและขา กลายเป็นบุคคลแรกในประวัติศาสตร์ที่สามารถขับรถฟอร์มูล่าวัน (Formula 1) ได้โดยใช้เพียงคลื่นสมองของเขาเท่านั้น ด้วยความช่วยเหลือจากชุดสวมศีรษะ Emotiv EEG Headset

EEG ใช้ทำอะไรบ้าง?

ประสิทธิภาพและการมีสุขภาพที่ดี

นักกีฬา นักไบโอแฮกเกอร์ และผู้บริโภคทั่วไปที่สนใจสามารถใช้ EEG เพื่อ "ติดตาม" กิจกรรมสมองของพวกเขาได้ในลักษณะเดียวกับการติดตามจำนวนก้าวที่พวกเขาเดินในแต่ละวัน EEG สามารถวัดการทำงานของการรับรู้และการคิด เช่น ความตั้งใจและการเสียสมาธิ ความเครียด และภาระทางปัญญา (ขีดความสามารถทั้งหมดของสมองในการทำงานของจิตใจที่ส่งผลต่อความจำใช้งานในขณะใดขณะหนึ่ง) ผลการค้นพบเหล่านี้สามารถเผยให้เห็นข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับวิธีการตอบสนองของสมองต่อเหตุการณ์ในชีวิตประจำวัน ข้อมูล EEG จะช่วยให้ข้อเสนอแนะที่สามารถนำไปใช้ออกแบบกลยุทธ์ตามหลักวิทยาศาสตร์เพื่อลดความเครียด ปรับปรุงการมีสมาธิ หรือส่งเสริมการทำสมาธิ

การวิจัยผู้บริโภค

ข้อมูล EEG สามารถเป็น เครื่องมือค้นหาที่ทรงประสิทธิภาพสำหรับข้อมูลเชิงลึกของผู้บริโภค การตอบสนองของสมองช่วยให้เข้าใจผลตอบรับของผู้บริโภคได้อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน เนื่องจากเราสามารถใช้ EEG เพื่อวัดช่องว่างระหว่างสิ่งที่ผู้บริโภคให้ความสนใจจริงๆ กับสิ่งที่พวกเขารายงานด้วยตัวเองว่าชอบหรือสังเกตเห็น การรวม EEG เข้ากับเซนเซอร์ชีวมิติอื่นๆ เช่น การติดตามสายตา (eye-tracking) การวิเคราะห์การแสดงออกทางสีหน้า และการวัดอัตราการเต้นของหัวใจ จะช่วยให้บริษัทต่างๆ เข้าใจพฤติกรรมของลูกค้าอย่างครบถ้วน การใช้เทคโนโลยีทางประสาท (neurotechnologies) เช่น EEG เพื่อศึกษาปฏิกิริยาของผู้บริโภคนี้เรียกว่า การตลาดประสาทวิทยา (neuromarketing)

การดูแลสุขภาพ

เนื่องจากการทดสอบ EEG จะแสดงกิจกรรมของสมองภายใต้กระบวนการที่ควบคุมอยู่ ผลลัพธ์จึงมีข้อมูลที่สามารถนำไปใช้ในการวินิจฉัยความผิดปกติของสมองต่างๆ ได้ ข้อมูล EEG ที่ผิดปกติจะแสดงออกมาผ่านทางคลื่นสมองที่ผิดปกติ ข้อมูล EEG ที่ผิดปกติสามารถบ่งบอกถึงสัญญาณของความผิดปกติของสมอง การบาดเจ็บที่ศีรษะ ความผิดปกติของการนอนหลับ ปัญหาเกี่ยวกับความจำ เนื้องอกในสมอง โรคหลอดเลือดสมอง โรคสมองเสื่อม โรคลมชัก และสภาวะอื่นๆ อีกมากมาย แพทย์อาจรวมการทดสอบ EEG เข้ากับทดสอบการรับรู้ การติดตามกิจกรรมของสมอง และ เทคนิคการสร้างภาพสมอง โดยขึ้นอยู่กับการวินิจฉัยที่มุ่งหวัง

การวินิจฉัยอาการชัก

การทดสอบ EEG มักจะแนะนำให้ใช้กับผู้ป่วยที่มีอาการชัก ในกรณีเหล่านี้ แพทย์อาจทำการทดสอบ EEG แบบพกพา (ambulatory EEG) เพื่อบันทึกข้อมูลอย่างต่อเนื่องยาวนานสูงสุดถึง 72 ชั่วโมง ในขณะที่การทำ EEG แบบดั้งเดิมจะใช้เวลาเพียง 1-2 ชั่วโมง ผู้ป่วยสามารถเคลื่อนไหวไปมารอบๆ บ้านของตนเองได้ขณะสวมใส่ชุดอุปกรณ์สวมศีรษะ EEG การขยายระยะเวลาบันทึกจะช่วยเพิ่มโอกาสในการตรวจบันทึกกิจกรรมในสมองที่ผิดปกติ ด้วยเหตุผลดังกล่าว การตรวจ EEG แบบพกพาจึงมักใช้เพื่อวินิจฉัยโรคลมชัก (EEG epilepsy) ความผิดปกติของอาการชัก หรือความผิดปกติของการนอนหลับ

การศึกษาพฤติกรรมการนอนหลับสำหรับความผิดปกติของการนอนหลับ

การศึกษาการนอนหลับด้วย EEG หรือการทดสอบ "polysomnography" (การตรวจวินิจฉัยโรคจากการนอนหลับ) จะวัดกิจกรรมของร่างกายเพิ่มเติมจากการสแกนสมอง นักเทคโนโลยี EEG จะติดตามอัตราการเต้นของหัวใจ การหายใจ และระดับออกซิเจนในเลือดของคุณในระหว่างกระบวนการข้ามคืน Polysomnography ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการวิจัยทางการแพทย์ และใช้ตรวจรับการวินิจฉัยสำหรับความผิดปกติของการนอนหลับ

ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงปริมาณ

เนื่องจาก EEG จะวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าในเปลือกสมอง ซึ่งเป็นชั้นนอกของสมอง เทคโนโลยีนี้จึงสามารถตรวจจับคลื่นสมองจากหนังศีรษะของคุณได้ โดยการเชื่อมโยงการทดสอบสมองด้วย EEG ร่วมกับข้อมูลจากเทคนิคการติดตามสมองอื่นๆ นักวิจัยจะสามารถรับข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับการปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นภายในสมองของเรา รวมถึงในร่างกายของเราด้วย

นั่นคือสิ่งสำคัญที่ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงปริมาณ (quantitative electroencephalography หรือ qEEG) มุ่งมั่นที่จะทำให้สำเร็จ qEEG จะบันทึกคลื่นสมองของคุณในแบบเดียวกับ EEG แบบดั้งเดิม การใช้ระบบการเรียนรู้ของเครื่อง (machine learning) ของ qEEG จะทำการเปรียบเทียบคลื่นสมองของคุณกับคลื่นสมองของบุคคลในกลุ่มเพศและช่วงอายุเดียวกัน แต่เป็นกลุ่มผู้ที่ไม่มีความผิดปกติของสมอง กระบวนการ qEEG จะสร้าง "แผนที่" สมองของคุณผ่านการเปรียบเทียบเชิงปริมาณ กระบวนการนี้พบบ่อยในสาขาย่อยของประสาทวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่า ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงคำนวณ (computational neuroscience)

การจัดวางตำแหน่งอิเล็กโทรด EEG เป็นส่วนสำคัญที่ทำให้การทำ qEEG สำเร็จ การวางตำแหน่งสาย EEG แบบดั้งเดิมจะทำตามระบบ 10-20 ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลสำหรับการใช้อิเล็กโทรดติดลงบนหนังศีรษะของคุณ "10-20" หมายถึงระยะห่างระหว่างสาย EEG ที่คิดเป็น 10% หรือ 20% ของระยะทางทั้งหมดของกะโหลกศีรษะ

จำนวนอิเล็กโทรดบนอุปกรณ์อาจแตกต่างกันไป โดยระบบบันทึก EEG บางระบบอาจมีอิเล็กโทรดมากถึง 256 ตัว การบันทึกค่า qEEG จะใช้หมวกเซนเซอร์ 19 ตัวเพื่อรวบรวมข้อมูลจากทั้ง 19 บริเวณบนหนังศีรษะของคุณ เนื่องจากสาย EEG ขยายสัญญาณจากจุดที่ติดตั้ง การจัดทำแผนที่สมองด้วย qEEG จึงช่วยระบุความเชื่อมโยงที่เกิดขึ้นในระดับสมองซึ่งเป็นสาเหตุของความผิดปกติที่พิจารณาเห็นได้ในระดับพฤติกรรมและ/หรือการรับรู้

การวิจัยทางวิชาการ

ผลตรวจ EEG ที่ผิดปกติไม่ใช่ข้อมูลที่มีค่าเพียงอย่างเดียวที่ได้รับจากผลทดสอบ EEG นักวิจัยจำนวนมากใช้ EEG ปกติในการวิจัยของตนเองด้วยเช่นกัน รวมถึงในการศึกษาวิจัยครั้งบุกเบิกในปี 1957 เกี่ยวกับกิจกรรมของสมองในระหว่างการนอนหลับช่วง REM (หลับฝัน)

ตามที่ได้แนะนำไว้ในส่วนหัวข้อประเภทของคลื่นสมองที่ EEG สามารถวัดได้ การศึกษาผลการบันทึก EEG เผยให้เห็นช่วงความถี่ต่างๆ ที่มีอยู่ในสัญญาณสมอง ความถี่เหล่านี้สะท้อนถึงสภาวะความตั้งใจและการรับรู้ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น นักวิจัยได้ติดตามกิจกรรมในย่านคลื่นแกมม่า (gamma-band) ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับความตั้งใจที่มีสติ ในขณะที่กำลังสืบค้นเกี่ยวกับการตอบสนองทางระบบประสาทในระหว่างการทำสมาธิ (EEG meditation)

กิจกรรมย่านคลื่นแกมม่ามีความสัมพันธ์กับประสิทธิภาพทางสติปัญญาหรือทางร่างกายในระดับสูงสุด การทดลองที่ผู้ทดสอบซึ่งสวมใส่อุปกรณ์ EEG กำลังปฏิบัติการทำสมาธิอย่างลึกซึ้ง ได้นำไปสู่ทฤษฎีที่ว่า คลื่นแกมม่ามีความเชื่อมโยงกับประสบการณ์ที่มีสติหรือสภาวะทางจิตใจที่เหนือสามัญสัญชาตญาณ อย่างไรก็ตาม สำหรับนักวิจัยทางวิชาการแล้ว ยังไม่มีข้อตกลงที่แน่ชัดเกี่ยวกับชนิดฟังก์ชันการรับรู้และการคิดที่กิจกรรมย่านแกมม่ามีความเกี่ยวข้องด้วย

นักวิจัยต้องการวิธีในการดำเนินงานและประมวลผลข้อมูลสมองจำนวนมหาศาลที่พวกเขารวบรวมมา และกระทำการแบ่งปันข้อมูลนั้นไปยังสถาบันต่างๆ "สารสนเทศประสาท (Neuroinformatics)" เป็นสาขาวิชาการวิจัยที่มุ่งจัดหาเครื่องมือคำนวณและแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับ ข้อมูลทางประสาทวิทยาศาสตร์ สารสนเทศประสาทมีเป้าหมายเพื่อสร้างเทคโนโลยีสำหรับจัดการฐานข้อมูล การแบ่งปันข้อมูล และการจำลองข้อมูล ซึ่งเกี่ยวข้องกับปริมาณข้อมูลที่หลากหลาย เนื่องจากสาขา "ประสาทวิทยาศาสตร์" ได้รับคำจำกัดความอย่างกว้างๆ ว่าเป็นการวิจัยเชิงวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับระบบประสาท หนึ่งในสาขาวิชาย่อยของประสาทวิทยาศาสตร์ ได้แก่ จิตวิทยาพุทธิปัญญา (cognitive psychology) ซึ่งใช้วิธีการสร้างภาพสมอง เช่น EEG เพื่อวิเคราะห์ว่าส่วนใดของสมองและระบบประสาทที่เป็นพื้นฐานรองรับกระบวนการคิดวิเคราะห์ประเภทใด

การวิจัยตลาด: การใช้ชุดสวมศีรษะ EEG เพื่อทำความเข้าใจสภาวะทางอารมณ์และการรับรู้

กระบวนการทดสอบ EEG

การเตรียมตัวสำหรับกระบวนการ EEG

ส่วนถัดไปเกี่ยวกับการติดตาม การตีความ และผลลัพธ์ของ EEG จะระบุข้อมูลสำหรับผู้เข้ารับการทดสอบ EEG ในสถานพยาบาล วิธีที่ดีที่สุดในการเตรียมตัวสำหรับการทดสอบคือการสอบถามผู้ดำเนินการทดสอบเพื่อขอคำแนะนำการเตรียมตัวเฉพาะทางเสมอ คำแนะนำสำหรับการเตรียมตัวอาจแตกต่างกันไปตามกรณีการใช้งาน เช่น การบันทึก EEG สำหรับการวิจัยผู้บริโภค การวิจัยทางวิชาการ หรือการวัดประสิทธิภาพและการมีสุขภาพที่ดี อาจกำหนดให้ผู้เข้าร่วมการทดสอบต้องทำกิจกรรมแทนการนอนราบลงไป

บริษัทต่างๆ อย่างเช่น Emotiv เป็นผู้บุกเบิกความก้าวหน้าและการพัฒนาในเทคโนโลยี EEG ซึ่งช่วยให้การดำเนินการ การประมวลผล และการตีความผลทดสอบเป็นไปอย่างรวดเร็วและสะดวกสบายยิ่งขึ้น ชุดสวมศีรษะ EEG แบบไร้สายและแบบพกพาของ Emotiv สามารถเตรียมความพร้อมติดตั้งใช้งานได้ภายในเวลาไม่ถึงห้านาที และช่วยให้ผู้เข้าร่วมนั่งหรือเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ ไม่ถูกจำกัดอยู่แต่เฉพาะในสถานที่ทดสอบเท่านั้น

ก่อนที่จะทำการทดสอบ EEG ให้แจ้งกับแพทย์ผู้ดำเนินการทดสอบ ไม่ว่าจะเป็นแพทย์ นายจ้าง หรือนักวิจัย เกี่ยวกับยาประจำตัวใดๆ ที่คุณรับประทานอยู่ ขอแนะนำให้คุณสระผมในคืนก่อนวันเข้ารับกระบวนการ และหลีกเลี่ยงการใช้ผลิตภัณฑ์บำรุงผมใดๆ หลีกเลี่ยงการดื่มหรือรับประทานคาเฟอีนใดๆ อย่างน้อย 8 ชั่วโมงก่อนทำการทดสอบ หากคุณจำเป็นต้องนอนหลับในระหว่างกระบวนการ EEG คุณอาจได้รับคำแนะนำให้จำกัดชั่วโมงการนอนหลับในคืนก่อนวันตรวจ เพื่อให้แน่ใจว่าสมองของคุณสามารถผ่อนคลายได้อย่างเหมาะสมในระหว่างการทดสอบ

การติดตามด้วย EEG

คุณจะไม่รู้สึกเจ็บปวดหรือไม่สบายตัวในระหว่างขั้นตอนกระบวนการของ EEG ในระหว่างขั้นตอนการทำ EEG ทางคลินิก คุณจะนอนบนเตียงหรือเก้าอี้เอนหลัง และได้รับคำสั่งให้หลับตา นักเทคนิค EEG จะวัดขนาดศีรษะของคุณและทำเครื่องหมายจุดที่จะติดตั้งสายนำไฟฟ้า

เมื่อการทดสอบเริ่มต้นขึ้น อิเล็กโทรดจะบันทึกคลื่นสมองของคุณและส่งกิจกรรมทางสัญญาณดังกล่าวไปยังเครื่องบันทึก จากนั้นเครื่องตรวจ EEG จะแปลงข้อมูลให้อยู่ในสัญญลักษณ์รูปแบบคลื่นเพื่อการตีความ หลังจากบันทึกเสร็จสิ้นแล้ว นักเทคนิคจะถอดอิเล็กโทรดออกจากหนังศีรษะของคุณ

การทดสอบ EEG ทั่วไปในสภาพแวดล้อมทางวิทยาศาสตร์หรือทางคลินิก จะใช้เวลา 30-60 นาทีในการดำเนินการให้เสร็จสิ้น ซึ่งรวมเวลาในการจัดเตรียมอุปกรณ์เบื้องต้นประมาณ 20 นาที การทดสอบ EEG สำหรับการวิจัยพฤติกรรมผู้บริโภค ประสิทธิภาพส่วนบุคคล และการทำงานในสถานที่ทำงาน อาจมีระยะเวลาสั้นหรือยาวกว่านั้นขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการทดสอบ ชุดสวมศีรษะ EEG ไร้สายของ Emotiv สนับสนุนการดำเนินการเตรียมความพร้อมที่รวดเร็วกว่าสำหรับกรณีการใช้งานเหล่านี้ (น้อยกว่าห้านาที)

ไม่จำเป็นต้องมีระยะเวลาสำหรับการพักฟื้นหลังจากเข้ารับกระบวนการ หากคุณได้รับยาประสาทเพื่อช่วยส่งเสริมการนอนหลับในระหว่างการทดสอบ ผู้ดูแลการทดสอบอาจแนะนำให้รอที่สถานพยาบาลจนกว่าฤทธิ์ยาจะหมดลง หรือมีญาติพากลับบ้าน

ผลข้างเคียงจากการทดสอบ EEG นั้นพบได้น้อยมาก อิเล็กโทรดไม่ได้ทำให้เกิดความรู้สึกสัมผัสใดๆ แต่อย่างใด เป็นเพียงแค่ทำหน้าที่บันทึกกิจกรรมของสมองเท่านั้น สำหรับผู้ป่วยโรคลมชักอาจมีความเสี่ยงที่จะเกิดอาการชักจากสิ่งเร้าจำพวกแสงกะพริบในระหว่างที่ดำเนินกระบวนการได้ อย่างไรก็ตาม อาการชักระหว่างกระบวนการทดสอบ EEG ไม่ใช่สิ่งที่น่ากลัว แต่จะสามารถช่วยให้คณะแพทย์วินิจฉัยประเภทของโรคลมชักได้อย่างถูกต้องเหมาะสม และช่วยกำหนดการบำบัดรักษาต่อไป

การตีความ EEG และผลลัพธ์ของกระบวนการ

หากคุณได้รับคำแนะนำให้ทำการทดสอบ EEG ด้วยเหตุผลทางคลินิก ผลการทดสอบของคุณจะได้รับการตีความโดยแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบประสาท แพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านประสาทวิทยาจะศึกษาการบันทึกสำหรับการตรวจหารูปแบบสมองที่ปกติและผิดปกติ รูปแบบของคลื่นสมองเป็นสิ่งที่สามารถจดจำได้ง่ายจากลักษณะของรูปทรงคลื่น ตัวอย่างเช่น รูปแบบคลื่น burst suppression ซึ่งมักพบในผู้ป่วยที่มีสภาวะสมองที่ไม่มีกิจกรรมตื่นตัว เช่น ผู้ป่วยโคม่าหรือได้รับการดมยาสลบ จะแสดงลักษณะสไปค์ช่วงสั้นๆ (burst) สลับกับช่วงระยะความราบเรียบ (suppression)

โรคลมชักประเภทต่างๆ จะมีรูปแบบ EEG ที่แตกต่างกันไป รูปแบบ spike-wave ซึ่งเป็นรูปแบบ EEG ที่สมมาตรและกระจายทั่วไป มักตรวจพบในระหว่างการชักแบบเหม่อ (absence seizure) ซึ่งบุคคลนั้นอาจมีอาการหมดสติชั่วระยะเวลาสั้นๆ ส่วนอาการชักเฉพาะที่ (partial focal seizure) ซึ่งกิจกรรมการชักส่งผลกระทบต่อพื้นที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของสมองเพียงด้านเดียว จะมีคุณลักษณะโดยรูปแบบจังหวะเร็ว แรงดันไฟฟ้าต่ำ ซึ่งจะปรากฏในช่องข้อมูล EEGs ที่สอดคล้องกับพ้นที่ส่วนของสมองนั้น

จากนั้นแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านประสาทวิทยาจะส่งผลการวัด EEG กลับไปยังแพทย์ผู้สั่งตรวจ แพทย์ของคุณอาจทำการนัดหมายเพื่อทบทวนดูภาพรวมของภาพถ่ายคลื่นสมอง EEG และพิจารณาให้คำปรึกษาเกี่ยวกับผลลัพธ์กับคุณ ขึ้นอยู่กับอาการสภาวะสุขภาพของคุณ คุณอาจได้รับคำแนะนำให้ใช้บริการบำบัดที่เรียกว่า EEG neurofeedback หรือ biofeedback เป็นลำดับขั้นตอนถัดไป ตัวอย่างเช่น ผู้คนสภาวะสมองปกติที่มองหาการ เสริมสร้างรูปแบบคลื่นสมองที่เกี่ยวข้องกับสมาธิ อาจเข้ารับประสาทป้อนกลับ (neurofeedback) เพื่อบำบัดภาวะสมาธิสั้น (ADHD)

การบำบัดด้วยการสะท้อนกลับทางชีวภาพ (Biofeedback therapy) ช่วยให้ผู้เข้ารับการอบรมเรียนรู้และควบคุมการทำงานของระบบกระบวนการทำงานของร่างกายส่วนที่อยู่นอกเหนือการควบคุมของจิตใจ สำหรับผู้เข้ารับการทดสอบที่พบว่า มีอาการความดันโลหิตสูง สามารถพิจารณาข้อมูลสถิติต่างๆ ของร่างกายผ่านจอบันทึกภาพซึ่งรับค่าข้อมูลที่ส่งมาจากแผ่นตรวจบนผิวหนัง การติดตามกิจกรรมนี้จะสามารถสอนแนวทางการผ่อนคลายและการฝึกจิตใจที่ช่วยบรรเทาอาการของระดับโรคได้อย่างเป็นระบบ

ในทำนองเดียวกัน ประสาทป้อนกลับ (Neurofeedback) อาศัยคลื่นสมอง EEG ในการฝึกฝนสมองให้ทำงานได้อย่างมีคุณภาพที่ดีขึ้น ในระหว่างการบำบัดรักษาร่วมกับการทดสอบนี้ ผู้ป่วยจะได้รับการเชื่อมต่อตัวนำสัญญาณเข้ากับเครื่องตรวจวัด EEG และจะมองเห็นภาพสอดคล้องกับกิจกรรมการขับเคลื่อนคลื่นสมองของตนไปพร้อมกัน ซึ่งบ่อยครั้งมีลักษณะคล้ายคลึงกับการเล่นวิดีโอเกมในลักษณะที่ผู้ป่วยกำลังกระทำ “แข่งขันควบคุมเกม” ด้วยสมองเพื่อปรับปรุงระดับกิจกรรมคลื่นสมองของตนไปในตัว ผู้ป่วยพยายามที่จะปรับปรุงย่านความถี่ที่มีส่วนเชื่อมโยงกับความผิดปกติของสมองให้มีประสิทธิผลลัพธ์ที่ดีขึ้น ซึ่งเปรียบได้กับการออกกำลังกายเสริมสร้างกล้ามเนื้อส่วนที่อ่อนแรงของนักกีฬา โดยทั่วไปจะได้รับการแนะแนวทางระบบการบำบัดรักษาประสาทป้อนกลับ EEG neurofeedback นี้สำหรับกรณีผู้ป่วย อาทิ โรคลมบ้าหมู โรคอารมณ์สองขั้ว โรคสมาธิสั้น (ADHD) และออทิสติก แม้ว่าแนวทางระบบดังกล่าวจะสามารถช่วยทุเลาอาการกระบวนการของความดันโรคร้ายแรงนั้นได้ แต่ทว่าไม่สามารถรักษาอาการให้หายขาดอย่างสมบูรณ์แบบได้

อุปกรณ์ EEG ประเภทต่างๆ

เครื่องตรวจคลื่นสมอง EEG มาในระบบรูปทรงของอุปกรณ์ ชนิดสวมใส่เพื่อการทำงานตรวจวัด EEG ที่แตกต่างกันออกไป ในระดับมาตรฐานสูงสุดคือ ความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์เทคโนโลยีสำหรับเชิงการแพทย์ (clinical EEG devices) (ซึ่งนำไปใช้ในโรงพยาบาลตลอดจนการวิจัยทางคลินิกอย่างจริงจัง) และอุปกรณ์ระบบตรวจวัดคลื่นทางพฤติกรรม (consumer EEG devices) (ออกแบบเหมาะสมกับการพิจารณาพฤติกรรมผู้บริโภค การศึกษาเชิงวิชาการทั่วไป รวมถึงแนวทางการปรับปรุงและวัดประสิทธิภาพด้านส่งเสริมสุขภาพด้านจิต) สำหรับกลุ่มอุปกรณ์ระดับการแพทย์อย่างเป็นทางการนั้น ผู้เข้ารับการวิจัยจะไม่สามารถเคลื่อนไหวใดๆ ได้ในขณะที่สวมใส่อุปกรณ์ และจำเป็นต้องรวบรวมข้อมูลในระบบห้องตรวจที่มีระบบป้องกันควบคุมป้องกันคลื่นรบกวนสัญญาณอย่างรอบคอบ เพื่อป้องกันปัญหาสัญญาณเพี้ยน สำหรับอุปกรณ์ในกลุ่มผู้บริโภคทั่วไป เช่น ชุดสวมศีรษะไร้สายของ Emotiv จะช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถติดตามวัดสัญญาณคลื่นสุขภาพสมองของพวกตนได้จากทุกที่ทั่วพื้นที่

ความหลากหลายรูปแบบความสวมใส่ของชนิดอุปกรณ์ EEG เพื่อสวมใส่นี้ ถือเป็นความสอดคล้องในการตอบสนองตามความต้องการด้านทักษะวิชาชีพของบุคคลภายนอก ตลอดจนการทำงานศึกษาหาข้อมูลวิจัยภายใต้สภาพพื้นที่แวดล้อมที่เหมาะสมต่างๆ ตัวอย่างเช่น ผู้เชี่ยวชาญด้านสมองและระบบประสาทรวมถึงนักประสาทวิทยา ค่อนข้างจำเป็นที่จะต้องเลือกใช้อุปกรณ์ที่มีระบบจำนวนหัวคิดอ่านตัวยึดจับเซนเซอร์ขั้นสูงมากกว่าที่ผู้ทำการวิจัยกระบวนการทางตลาดจำเป็นต้องการใช้ นอกจากเรื่องการจัดระเบียบตำแหน่งตรวจจัดวางขั้วไฟฟ้าระบบ EEG แล้ว ก็ยังมีลักษณะสำคัญด้านกระบวนการทำงานข้อกำหนดมาตรฐานอื่นๆ อีกเล็กน้อยของระบบการทำงานเครื่องวิเคราะห์สัญญาณ EEG ที่มีส่วนสำคัญที่ควรคำนึงถึง

หมวก EEG VS. ชุดสวมศีรษะ EEG

ความแตกต่างระหว่างหมวกสวมแบบ EEG และ ชุดสวมศีรษะระบบตรวจจับ EEG คืออะไร? ความแตกต่างสำคัญอันดับหน้าของทั้ง 2 รูปแบบยอดนิยมสำหรับอุปกรณ์ตรวจจับคลื่นชนิดสวมใส่นี้ คือสถิติเรื่องจำนวนปุ่มหัววัดตัวตรวจสัญญาณ (electrodes) ชุดสวมศีรษะโดยปกติจะติดตั้งขั้วปุ่มตรวจจับโดยเฉลี่ยประมาณ 5-20 จุดรับสัญญาณ ส่วนอุปกรณ์ในแบบระบบหมวกคลุมจะรองรับสัญญาณประสาทได้หนาแน่นมากกว่า เนื่องจากมีพื้นที่ผิวหน้าผิวสัมผัสคลอบคลุมตำแหน่งการตรวจของหนังศีรษะที่เยอะกว่า หมวก EEG อย่างชุดผลิตภัณฑ์ Emotiv Flex มาพร้อมทางเลือกในการปรับจัดขยับสลับเลื่อนตำแหน่งเซนเซอร์เพื่อให้สอดคล้องความยืดหยุ่นหน้าศีรษะของผู้สวมใส่ ขณะที่การจัดวางตำแหน่งที่รับตรวจเซนเซอร์ในชุดผลิตภัณฑ์ Emotiv Insight รวมถึง Epoc X ถูกออกแบบกำหนดมาเป็นแบบสถิติตายตัว

Flex

เซนเซอร์แบบเจล หรือน้ำเกลือ

EPOC+ และ Epoc X

เซนเซอร์แบบน้ำเกลือ

ขั้วไฟฟ้า EEG แบบเปียก VS. แบบแห้ง

อุปกรณ์ EEG ส่วนใหญ่ใช้ขั้วไฟฟ้าแบบเปียกหรือแบบแห้ง มีขั้วไฟฟ้ารูปแบบใหม่ที่เรียกว่า "tattoo electrodes" (ขั้วไฟฟ้าลายสัก) ซึ่งเป็นขั้วไฟฟ้าที่พิมพ์ขึ้นและใช้งานเหมือนแทททูชั่วคราว ขั้วไฟฟ้าแบบเปียกช่วยให้ข้อมูลมีความแม่นยำมากขึ้นเนื่องจากใช้เจลกาวเพื่อการสัมผัสกับหนังศีรษะที่ดีขึ้น ขั้วไฟฟ้าแบบเปียกส่วนใหญ่ใช้ในสถานพยาบาลและการวิจัย ส่วนขั้วไฟฟ้าแบบแห้งไม่จำเป็นต้องใช้เจลกาว อุปกรณ์ EEG ที่มีขั้วไฟฟ้าแบบแห้งมักใช้ในการวิจัยผู้บริโภคด้วย EEG เนื่องจากช่วยให้ตั้งค่าได้รวดเร็วกว่า นักวิจัยกำลังเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของขั้วไฟฟ้า EEG แบบเปียกและแบบแห้งอย่างต่อเนื่อง

อุปกรณ์ EEG แบบมีสาย VS. แบบไร้สาย

ในยุคแรกของ EEG ผู้ป่วยต้องเชื่อมต่อกับเครื่อง EEG ในสถานพยาบาล ปัจจุบันการทดสอบ EEG แบบไร้สายสามารถทำได้ เนื่องจากสัญญาณ EEG สามารถแปลงเป็นระบบดิจิทัลและส่งไปยังเครื่องบันทึก เช่น สมาร์ทโฟน คอมพิวเตอร์ หรือคลาวด์ได้ การทดสอบสามารถทำได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายโดยใช้ EEG แบบพกพา คุณสามารถทำการทดลองที่ผู้เข้าร่วมการทดสอบสวมใส่ ชุดสวมศีรษะ EEG แบบไร้สาย และเดินผ่านสวนสาธารณะได้ โดยการเคลื่อนไหวของผู้เข้าร่วมการทดสอบจะถูกจำกัดด้วยระยะการส่งข้อมูลเท่านั้น หากคุณต้องการควบคุมสภาพแวดล้อมการทดสอบเพื่อใช้สิ่งเร้า เช่น แสงกะพริบ คุณอาจเลือกใช้สถานพยาบาล ซึ่งในกรณีนี้ จะไม่มีข้อจำกัดในการใช้เครื่อง EEG แบบมีสาย

ชุดสวมศีรษะ EEG แบบมีสาย

การเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล

ชุดสวมศีรษะ Emotiv EEG แบบไร้สาย

เทคโนโลยีไร้สายบลูทูธ (Bluetooth)

การวัดค่า EEG เปรียบเทียบกับเทคนิคอื่นในการวัดค่าของสมอง

ข้อดีของการวัดคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) คือเป็นวิธีการวัดกิจกรรมของสมองที่รุกล้ำร่างกายน้อยที่สุดเท่าที่เรามีอยู่ และยังให้ข้อมูลเชิงปริมาณจำนวนมากในระหว่างกระบวนการรับรู้ที่เกี่ยวข้อง วิธีการอื่นๆ ในการศึกษาการทำงานของสมอง ได้แก่:

• Functional magnetic resonance imaging (fMRI)

• Magnetoencephalography (MEG)

• Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR หรือ MRS)

• Electrocorticography

• Single-photon emission computed tomography (SPECT)

• Positron emission tomography (PET)

• Near-infrared spectroscopy (NIRS)

• Event-related optical signal (EROS)

ข้อดีของ EEG

แม้ว่า EEG จะมีความไวในเชิงพื้นที่ค่อนข้างต่ำ แต่ก็มีข้อดีหลายประการเหนือการสร้างภาพจากโครงสร้างสมองและเทคโนโลยีศึกษาวิจัยสมองชิ้นอื่นๆ ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้:

• EEG มีความละเอียดเชิงเวลา (temporal resolution) ที่สูงมากเมื่อเทียบกับ fMRI สามารถตรวจจับแรงสะท้อนปฏิกิริยาอันน่าทึ่งระดับเสี้ยววินาทีของสมอง (milliseconds) ซึ่งช่วยให้จับคู่สัมพันธ์กันได้อย่างแม่นยำระหว่างเรื่องราวกิจกรรมที่ระบบสมองดำเนินการ กับสิ่งเร้าการแจ้งเตือนจากรอบด้าน สัญญาณ EEG ได้รับการบันทึกที่อัตราการสุ่มตัวอย่าง (sampling rates) ระหว่าง 250 ถึง 2,000 Hz ในการดำเนินการเพื่อผลการทดลองวิจัยระดับคลินิก ส่วนระบบบันทึก EEG ในแบบที่ทันสมัยสามารถจัดเก็บสถิติที่ความถี่ได้สูงกว่า 20,000 Hz ตามต้องการ

• ประหยัดงบต้นทุนการจัดหาตัวฮาร์ดแวร์ ตลอดจนประหยัดค่าใช้จ่ายด้านการบำรุงรักษาอุปกรณ์ (TCO) ที่ต่ำมากกว่าอย่างชัดเจน

• ระบบจัดเก็บของ EEG ไม่มีการลุกล้ำเข้าไปในส่วนอวัยวะร่างกาย (non-invasively) แตกต่างไปจากแนวทาง Electrocorticography ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้วิธีทางศัลยกรรมประสาทเพื่อการวางและติดตั้งอุปกรณ์หัวแผ่นตรวจรับสัญญาณลงบนพื้นผิวสมองโดยตรง

• อุปกรณ์ตรวจคลื่นแบบเคลื่อนย้ายได้ง่าย (Mobile EEG sensors) สามารถนำติดตัวเพื่อจัดเก็บศึกษาในสถานพยาบาลหรือสถานที่อื่นๆ ได้เยอะประหยัดกว่า เช่น เปรียบเทียบกับระบบ fMRI, SPECT, PET, MRS, หรือ MEG ซึ่งระบบเหล่านี้มักผลิตจากกลุ่มอุปกรณ์เครื่องมือขนาดใหญ่ ทรงน้ำหนักสูง ชำรุดง่าย และเคลื่อนย้ายเดินทางได้ลำบาก

• EEG ทำงานโดยปราศจากเสียง เพื่อสนับสนุนและเอื้อประโยชน์ในการศึกษาเรื่องอาการการได้รับเสียงตอบสนองต่อระบบโสตประสาท

• เปรียบเทียบระหว่างอุปกรณ์ fMRI และ MRI คลื่น EEG จะปราศจากอันตรายต่อสภาพร่างกายเนื่องจากไม่ใช้ชุดแม่เหล็กพลังงานไฟฟ้าสูง สารแม่เหล็กและพลังความดันของ fMRI และ MRI อาจส่งผลร้ายเป็นข้อห้ามต่อคนไข้ที่มียอดเสริมเติมโลหะภายใน เช่น กลุ่มบุคคลคนไข้ที่ติดตั้งตรวจวัดอุปกรณ์กระตุ้นระบบหัวใจ

• การทำงานของ fMRI, PET, MRS, และ SPECT อาจเป็นเหตุกระตุ้นให้อาการที่เกี่ยวข้องกับความรู้สึกกลัวพื้นที่แคบสั่นไหว (claustrophobia) ให้รุนแรงขึ้น ซึ่งเพิ่มโอกาสทำให้ข้อมูลผลวิจัยที่ถูกจัดทำขึ้นได้รับความเสียหายผิดพลาดได้ บันทึกจากคลื่น EEG จะป้องกันปัญหาในจุดนี้ เนื่องจากผู้รับตรวจไม่ต้องทนอยู่ในห้องสแกนแคบๆ เป็นเวลานาน

• กลุ่มการตรวจวัดด้วยคลื่นผู้บริโภค (Consumer EEG scans) เอื้อให้บุคคลผู้รับตรวจสามารถขยับเคลื่อนสัมผัสร่างกายตามธรรมชาติได้ดีกว่า ในสภาพตรวจแบบเครื่องวัดภาพสะท้อนแสงสมองส่วนใหญ่

• การประมวลคลื่น EEG ปราศจากการได้รับปริมาณรังสีหรือสารเภสัชรังสี (radioligands) แตกต่างไปจากระบบ PET (positron emission tomography) และหลีกเลี่ยงการสั่นไหวความดันย่านแม่เหล็กที่ทรงพลังงานอย่างระบบ MRI หรือ fMRI

• ระบบ EEG ไม่มีการกระตุ้นปล่อยค่าสร้างความรุนแรงความดันสะท้อนพลังงานสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (>1 tesla)

• เปรียบเทียบกับแนวคิดระบบการวัดวิเคราะทางพฤติกรรม (behavioral testing) ระบบตรวจสอบสแกนคลื่น EEG มีความละเอียดที่สามารถตรวจสอบแนวขั้นตอนสั่นไหวประสาทภายในที่ยังซ่อนเร้นได้เป็นพิเศษ (กระบวนการรับคิดที่อาจไม่แสดงสัญญลักษณ์หรือผลสะท้อนพฤติกรรมกายภายนอก) ซึ่งแนวทางเทคโนโลยีดังกล่าว ยังสามารถพิจารณานำไปใช้วัดในระดับคนไข้ที่มีสูญเสียความปลอดภัยจนไม่สามารถแสดงปฏิกิริยาทางกายสั่งการเคลื่อนไหวโต้ตอบปกติได้

• EEG มีกำแพงการเข้าถึงการใช้งานของผู้บริโภคที่ต่ำ ดังนั้น มันจึงเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับการติดตามและบันทึกกิจกรรมของสมองในช่วงกิจกรรมต่างๆ ที่หลากหลายของชีวิตประจำวัน ทำให้มีแอปพลิเคชันรองรับการใช้งานจำนวนไม่จำกัด

• กระบวนการจัดเปรียบเก็บการวัดคลื่นนอนหลับ (EEG sleep analysis) สามารถบ่งชี้ข้อค้นพบด้านมิติพิจารณากำหนดการเจริญตามวัยของสภาพพฤติกรรมประสาทคิดวิชาการเรียนได้ เช่นเดียวกับการตรวจจับติดตามความสมบูรณ์และเสื่อมชราของระบบประสาทสุขภาพในกลุ่มกลุ่มวัยรุ่น

• สามารถเข้าใจโครงสร้างและวิเคราะห์คุณสมบัติรูปแบบสถิติภาพรวมที่วัดจริงจากความต่างต่างศักย์คลื่น EEG ได้ง่ายและแม่นยำรวดเร็วกว่า เมื่อเลือกนำไปเปรียบความถูกต้องร่วมกับระบบสร้างข้อมูลสะท้อนภาพออกซิเจนในเลือดเฉลี่ย BOLD (Blood-oxygen-level-dependent) ซึ่งนิยมตรวจนำมาประยุกต์จัดสถิติร่วมกับเทคโนโลยีตรวจสอบ fMRI

เกมนอนหลับและเล่นเกมประสาทสัมผัสผ่านระบบ EEG

เครื่องมือเทคโนโลยีรูปแบบอุตสาหกรรม EEG ได้ถูกนำเอามาปฏิวัติประยุกต์สร้างผลงานในหน้าดินแดนโลกของการเล่นวิดีโอเกมยุคใหม่ ทั้งมิตินวัตกรรมบริการด้านผลิตภัณฑ์การแพทย์ตลอดจนความสุนทรียภาพภาคบันเทิง กลุ่มทางวิศวกรผู้สร้างผลงาน ต่างเลือกเลือกเอาแนวคิด EEG ไปสนับสนุนการปฏิสัมพันธ์แบบสมจริงร่วมกับเกมประเภท VR, AR และอุปกรณ์เชื่อมประสาท BCI อุปกรณ์ตัวเครื่อง EEG ตรวจวัดวิเคราะห์และส่งต่อไปประมวลตามขั้นตอนอัลกอริทึมซอฟต์แวร์ประยุกต์เพื่อจะแปลวิวัฒน์กระเพื่อมของคลื่นสมอง และนำไปจัดทิศทางสำหรับการสร้างการควบคุมตัวละคร (avatar) หรือภาพการเคลื่อนไหวบนจอภาพจำลอง

ผลิตภัณฑ์ชุดสวมประสาทหูฟัง Epoc ของ Emotiv เป็นแนวคิด ระบบเชื่อมต่อแลกเปลี่ยนคลื่นสัมผัสสมองกับคอมพิวเตอร์แบบคุณภาพความจงรักระดับสูง (high-fidelity BCI (Brain-Computer Interface)) รุ่นเริ่มแรกสุดที่ได้รับการยืนยันว่า สามารถติดตามสัญญาณวิเคราะห์กระบวนการกระเจิงของจิตสำนึกความคิดของสมอง ตลอดจนการทำงานศึกษาด้านสุนทรียภาพ อารมณ์และสติ ซึ่งมีความละเอียดอ่อนและประสาทหวั่นไหว การทำงานอันล้ำสมัยของ BCI ชิ้นนี้มีอานุภาพที่ครอบคลุมถึงขีดความสามารถการตรวจรับความถี่สั่นไหวลึกของความต่างทางอารมณ์ได้หลากหลายถึง 30 รูปแบบอารมณ์เชิงพฤติกรรม ซึ่งการถอดรหัสนี้สำเร็จลุล่วงขึ้นผ่านระบบเทคโนโลยีการเรียนรู้ของเครื่อง (machine learning) อัลกอริทึมการประมวลค่าได้รับการจัดโครงสร้างและการจดจำเปรียบเทียบกับกลุ่มลักษณะฐานข้อมูลสมองในแบบโครงสร้างสถิติต่างๆ ในขณะผู้ใช้งานนั้นมีการประมวลผลกระทำหรือรับรู้ความรู้สึกแปลสภาพอารมณ์เชิงประสาทที่ต่างประเภทกันออกไป

เมื่อขั้นตอนการทำอัลกอริทึมวิเคราะห์สามารถตรวจจับประสาทสัมผัสคลื่นความต้านทานที่ตรงแนวทางคลื่นที่มีความสอดคล้องกัน ระบบป้อนคืน BCI จะถอดข้อมูลให้สอดรับกับการเลื่อนสภาพของการเคลื่อนไหวจริงหรือข้อมูลในทิศทางแนวจำลอง ยกตัวอย่างเช่น เมื่อคิดสร้างภาพคำสั่งภายในสมองว่า “ผลัก!” ตัวระบบสแกนสมองประสาทจะส่งการสั่งให้ตัวละครจำลองในฉากทำการเดินหน้าเพื่อผลักปุ่มหรือขจัดอุปสรรคกีดขวางไปข้างหน้า

TechCrunch TV: อุปกรณ์ที่ควบคุมด้วยความคิด และอื่นๆ อีกมากมายโดยใช้ EEG

กรณีตัวอย่างการใช้งาน EEG

การประยุกต์ใช้งานในปัจจุบันของการวัดค่า EEG มีอยู่มากมาย กรณีตัวอย่างการใช้งาน EEG ที่น่าสนใจ ได้แก่:

• ประสาทวิทยาศาสตร์

• โปรแกรมการเรียนรู้เรื่องสมอง

• การตลาดประสาทวิทยา (Neuromarketing)

• การวิเคราะห์การนอนหลับ

• ระบบเชื่อมต่อสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCI)

• ประสิทธิภาพการทำงานของการรับรู้และคิด

• การบันทึกสถิติข้อมูลของตนเอง (Self-Quantification)

• สภาวะทางอารมณ์

• การบำบัดรักษาโรคสมาธิสั้น (ADHD)

• ความผิดปกติต่างๆ ทางระบบประสาท

• การปรับคลื่นสมอง (Brainwave entrainment)

• การบำบัดรักษาทางความคิดและพฤติกรรม (Cognitive behavioral therapy)

• สารสนเทศประสาท (Neuroinformatics)

• การเล่นเกมด้วยคลื่นสมอง

• ส่วนประกอบสำหรับระบบ AR และ VR

• อาการกลืนลำบากและโรคสมองเสื่อม

• การฟื้นฟูสมรรถภาพผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง

• การทดสอบหน่วยความจำทำงาน (N-back)

หมายเหตุ: ข้อมูลนี้เป็นข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับ EEG เท่านั้น ผลิตภัณฑ์ของ Emotiv มีจุดประสงค์เพื่อใช้สำหรับการวิจัยและการใช้งานส่วนบุคคลเท่านั้น ผลิตภัณฑ์ของเราไม่ได้จำหน่ายในฐานะอุปกรณ์ทางการแพทย์ตามที่กำหนดไว้ในข้อบังคับ EU directive 93/42/EEC ผลิตภัณฑ์ของเราไม่ได้ออกแบบหรือมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ในการวินิจฉัยหรือรักษาโรค