腦電圖 (EEG) 數據的質量始於可靠的電極接觸。無論您是在進行認知神經科學研究、開發腦機介面 (BCI)，還是在真實環境中研究人類行為，合適的 EEG 電極帽都可以提高設置效率、受試者體驗和數據收集的一致性。

當今的研究人員需要的精神不僅僅是可靠的訊號採集。他們需要能夠適應不同研究設計、受試者群體和研究環境的系統。從傳統的實驗室研究到移動野外研究，EEG 帽的選擇都會影響數據收集的效率以及研究推廣的難易程度。

本指南介紹了 EEG 電極帽的工作原理、凝膠和生理食鹽水系統之間的差異，以及選擇基於電極帽的 EEG 解決方案時需要考慮的關鍵因素。

什麼是 EEG 電極帽？

EEG 電極帽是一種可穿戴的帽子，可將電極定位在整個頭皮的標準化位置，以記錄大腦產生的電活動。

大多數 EEG 帽遵循國際 10-20 系統，幫助研究人員在不同的受試者和研究環節中保持一致的感測器放置。標準化放置提高了可重複性，並支持對跨數據集進行更可靠的比較。

與單獨放置電極相比，基於電極帽的系統簡化了設置，同時減少了手動定位感測器所帶來的變異性。

EEG 電極帽的工作原理

EEG 測量大腦中神經元群產生的電活動。為了準確捕捉這些訊號，電極必須在整個記錄過程中與頭皮保持可靠的接觸。

EEG 帽通過將電極固定在預定位置來實現這一點，同時導電材料可降低感測器與頭皮之間的阻抗。

根據系統的不同，導電性是通過使用以下物質建立的：

• 導電凝膠

• 生理食鹽水濕潤的感測器

這兩種方法都支持可靠的 EEG 採集。最佳選擇取決於研究要求、工作流程偏好和受試者考量。

上圖：作為 BCI4Kids 計劃的一部分，一名兒童在用她的腦波創作藝術之前戴上了 Emotiv Flex Saline EEG 帽。生理食鹽水提供了一種舒適且清理工作最少的解決方案。來源：艾伯塔省兒童醫院基金會 (Alberta Children's Hospital Foundation)

凝膠與生理食鹽水 EEG 帽

對於大多數研究人員來說，選擇 EEG 帽歸結為選擇最能支持研究目標的工作流程。

基於凝膠的 EEG 帽

基於凝膠的 EEG 帽使用導電凝膠在電極和頭皮之間建立穩定的連接。

當低阻抗和傳統的 EEG 採集工作流程是首要任務時，研究人員通常會選擇基於凝膠的系統。

好處包括：

• 穩定的電極與頭皮接觸

• 低阻抗記錄

• 非常適合較長期的記錄環節

考量因素包括：

• 更長的設置時間

• 額外的準備工作要求

• 記錄環節後的清理工作

基於生理食鹽水的 EEG 帽

基於生理食鹽山的 EEG 帽使用生理食鹽水濕潤的感測器，而不是導電凝膠。

這種方法簡化了準備工作，同時保持了可靠的 EEG 採集，使生理食鹽水系統在學術研究、消費神經科學、人因研究和可用性研究中廣受歡迎。

好處包括：

• 比傳統凝膠系統更快的設置

• 最少的清理工作

• 可靠的 EEG 採集

• 能夠在記錄過程中為感測器重新補充水分

能夠在不摘下帽子的情況下刷新感測器的水分，有助於減少較長研究期間的中斷，並支持高效的受試者工作流程。

Flex Gel 和 Flex Saline

Flex Gel 和 Flex Saline 是無線 EEG 電極帽系統，旨在支持廣泛的研究應用，同時讓研究人員能夠自由地圍繞其特定目標配置研究。

這兩個系統都支持多達 32 個 EEG 通道，允許研究人員根據研究需要定位盡可能多或儘可能少的感測器。研究人員可以量身定制電極放置，以針對特定的大腦區域、實驗範式和研究問題，而不是在固定的感測器佈局內工作。

因為 Flex 系統支持無線 EEG 採集，研究人員可以在不將受試者繫留在電腦上的情況下收集數據，從而擴大了在教室、工作場所、零售環境、實驗室和其他真實世界設置中進行研究的機會。

Flex Gel

Flex Gel 支持具有高達 32 個通道的可配置電極放置，專為偏好傳統凝膠型 EEG 工作流程的研究人員而設計。

集成的補充開口允許研究人員在記錄過程中補充導電凝膠，而無需摘下帽子。這有助於在較長的研究中保持電極接觸和記錄質量，同時盡量減少對受試者和數據收集的中斷。

探索 Flex Gel

Flex Saline

Flex Saline 將可配置的電極放置與基於生理食鹽水的感測器相結合，旨在實現高效的設置和清理。

集成的補充開口允許研究人員在記錄過程中為感測器重新補充水分，而無需摘下帽子。這有助於在較長的研究中保持感測器接觸質量，同時支持高效的受試者工作流程。

對於運行多名受試者或在傳統實驗室環境之外進行研究的研究團隊，Flex Saline 在記錄質量和操作效率之間提供了有效的平衡。

探索 Flex Saline

為您的受試者選擇合適的電極帽

受試者群體會影響電極帽的選擇、尺寸要求和整體研究設計。

Flex 電極帽有三種尺寸可供選擇：

• 54 厘米

• 56 厘米

• 58 厘米

多種尺寸選擇可幫助研究人員獲得合適的貼合度、保持感測器接觸質量，並支持在廣泛的受試者群體中保持一致的電極放置。

Flex 還已在兒童 EEG 數據收集方面獲得驗證，證明了其適用於發育神經科學、教育研究和其他兒科研究應用。在 2025 年發表於《Frontiers in Human Neuroscience》上的一項研究中，研究人員成功使用 Flex 收集了兒童的 EEG 數據，支持其在不同受試者群體中的使用。

上圖：一名研究參與者正在佩戴 Emotiv Flex Gel 電極帽，以測量 VR 模擬中的情緒。可重新填充的凝膠感測器可在延長的記錄過程中提供可靠的數據收集。來源：Kamińska 等 (2021)

如何選擇合適的 EEG 電極帽

定義您的研究目標

最有效的 EEG 系統是與研究目標一致的系統。

在選擇電極帽之前，請考慮：

• 目標大腦區域

• 所需的通道數

• 記錄環節持續時間

• 研究環境

• 受試者群體

這些因素通常決定了基於凝膠還是生理食鹽水的工作流程更合適。

考慮研究將在何處進行

並非所有的 EEG 研究都在受控的實驗室環境中進行。

無線 EEG 系統使在教室、工作場所、公共場所、消費者測試環境和其他實境環境中進行研究成為可能。如果移動性和便攜性很重要，則在系統選擇期間應考慮這些因素。

評估工作流程效率

設置時間、受試者周轉和研究物流可能會對項目時程產生重大影響。

運行大型受試者群體或重複測試環節的研究團隊可能會從簡化準備工作並在數據收集期間盡量減少中斷的系統中受益。

優先考慮受試者體驗

受試者的舒適度在成功的 EEG 研究中起着重要作用。

合適的電極帽有助於保持穩定的感測器接觸，同時減少與運動相關的假訊號。舒適的受試者也更有可能在較長的記錄過程中保持參與度。

EEG 帽、耳機和頭帶

EEG 電極帽是獲取大腦數據的一種選擇，但它們不是唯一可用的形式。

需要靈活電極放置和可配置通道佈局的研究人員通常會選擇基於電極帽的系統，例如 Flex Gel 和 Flex Saline。

對於優先考慮便攜性和快速部署的應用，其他可穿戴設計可能更合適。

Emotiv Epoc X 是一款 14 通道無線 EEG 耳機，專為研究、BCI 開發和移動數據收集而設計。

Emotiv Insight 是一款輕便的 5 通道無線 EEG 頭帶，專為在研究、健康和教育應用中快速設置、便攜和易於使用而設計。

在電極帽、耳機或頭帶之間進行選擇取決於項目的目標、所需的通道數和操作工作流程。例如，在添加 VR 耳機等元素時，請考慮耳機或頭帶的固定感測器放置位置。

EEG 電極帽的常見應用

認知與學術研究

研究人員使用 EEG 帽來研究注意力、記憶、學習、決策、工作量以及跨神經科學、心理學和教育的其他認知過程。

腦機介面開發

可配置的電極放置允許研究人員和開發人員針對 BCI 應用和實驗範式優化感測器覆蓋範圍。

人因與實境研究

無線 EEG 帽允許研究人員在傳統實驗室環境之外研究行為和認知過程，支持在教室、零售設置和其他自然環境中進行調查。

常見問題

凝膠和生理食鹽水 EEG 帽有什麼區別？

基於凝膠的系統使用導電凝膠與頭皮建立接觸，而基於生理食鹽水的系統使用生理食鹽水濕潤的感測器。兩者都支持可靠的 EEG 採集，但生理食鹽水系統通常可以減少設置和清理要求。

在較長的記錄過程中可以重新整理感測器嗎？

是的。Flex Gel 和 Flex Saline 都具有集成的補充開口，允許研究人員在不摘下帽子的情況下補充凝膠或為生理食鹽水感測器重新補充水分。

EEG 帽可以用於兒童嗎？

是的。Flex 帽提供多種尺寸，並且已通過驗證可用於兒科 EEG 研究。

Flex 提供哪些電極帽尺寸？

Flex 電極帽有 54 厘米、56 厘米和 58 厘米尺寸可供選擇，幫助研究人員在廣泛的受試者群體中獲得合適的貼合度。

我需要多少個 EEG 通道？

通道要求取決於研究的目標。Flex 系統支持多達 32 個通道，允許研究人員根據項目的需要配置感測器的放置。

為什麼選擇無線 EEG 帽？

無線係統允許受試者更自然地移動，並能在傳統有線 EEG 係統可能不切實際的環境中收集數據。

來源

Alberta Children’s Hospital Foundation. (2025年12月22日). Everything Possible: Brain-Computer Interface [影片]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=0sEKJRNg130

Hammond, L., Rowley, D., Tuck, C., Floreani, E. D., Wieler, A., Kim, V. S., Bahari, H., Andersen, J., Kirton, A., & Kinney-Lang, E. (2025). BCI move: exploring pediatric BCI-controlled power mobility. Frontiers in Human Neuroscience, 19, 1456692. https://doi.org/10.3389/fnhum.2025.1456692

Kamińska, D., Smółka, K., & Zwoliński, G. (2021). Detection of Mental Stress through EEG Signal in Virtual Reality Environment. Electronics, 10(22), 2840. https://doi.org/10.3390/electronics10222840