腦電圖指南

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***免責聲明 - Emotiv 產品僅適用於研究應用和個人用途。根據歐盟指令 93/42/EEC 的定義,我們的產品 不作為醫療設備銷售。我們的產品並非專為診斷或治療疾病而設計,亦不適用於診斷或治療疾病。

 

EEG 定義

EEG 代表「腦電圖」(electroencephalography),這是一種記錄大腦電活動的電生理學過程。EEG 測量大腦產生的電活動變化。電壓變化來自被稱為神經元的某些腦細胞內以及腦細胞之間的離子電流。

 

什麼是 EEG?

EEG 測試評估大腦的電活動。EEG 掃描是藉由在頭皮上放置 EEG 感測器(也稱為 EEG 電極的小型金屬盤)來進行的。這些電極會收集並記錄您大腦中的電活動。收集到的 EEG 信號會被放大、數位化,然後發送到電腦或行動裝置進行儲存和數據處理。

分析 EEG 數據是研究認知過程的最佳方法。它可以幫助醫生建立醫學診斷、幫助研究人員了解構成人類行為基礎的大腦過程,並幫助個人提高生產力和健康水準。



EEG 是如何工作的?

您大腦中數以十億計的細胞會產生非常微小的電信號,這些電信號會形成稱為腦波的非線性圖案。在 EEG 測試期間,EEG 儀器會測量大腦外層大腦皮質的電活動。將 EEG 感測器放置在參與者的頭部,然後電極以非侵入方式檢測受試者的腦波。

EEG 感測器在一秒鐘內可以記錄多達數千張大腦產生的電活動快照。記錄下的腦波會被發送到放大器,然後發送到電腦或雲端以處理數據。這些放大的信號類似於波浪線,可以記錄在電腦、行動裝置或雲端資料庫中。

雲端運算軟體被認為是 EEG 數據處理中的一項關鍵創新,因為它允許對大規模記錄進行即時分析——在 EEG 測量的早期,腦波只是記錄在圖表紙上。在學術和商業研究中,EEG 系統通常將數據顯示為時間序列或持續的電壓流。

在圖表紙上記錄的 EEG 波

以數位方式記錄的 EEG 波

現代大腦視覺化軟體中的 EEG 波

為了繪製大腦的電活動圖,最好是從分佈在大腦表面周圍許多不同皮質結構的信號中獲取 EEG 測量值。

現代大腦視覺化時間序列圖中的 EEG 波


EEG 測量的腦波類型

EEG 設備的電極會捕捉以各種 EEG 頻率表示的電活動。使用一種稱為快速傅立葉變換(FFT)的演算法,可以將這些原始 EEG 信號識別為具有不同頻率的獨特波。頻率是指電振盪的速度,以每秒週期數為單位進行測量——1 赫茲(Hz)等於每秒一個週期。腦波按頻率分為四個主要類型:Beta 波、Alpha 波、Theta 波和 Delta 波。

以下段落討論與四個主要大腦頻率相關的一些功能。這些功能只是被發現與不同的腦頻率相關——頻帶與給定的大腦功能之間沒有一一對應的線性關係。


Beta 波(頻率範圍從 14 Hz 到約 30 Hz)

Beta 波與有意識或處於清醒、專注和警覺狀態最密切相關。低振幅 beta 波與主動集中注意力或忙碌或焦慮的心態有關。Beta 波也與運動決策(動作抑制和運動的感官反饋)相關。當使用 EEG 設備測量時,這些信號通常被稱為 EEG beta 波。


Alpha 波(頻率範圍從 7 Hz 到 13 Hz)

Alpha 波通常與放鬆、平靜和清醒的心態有關。Alpha 波可以在大腦枕骨和後部區域找到。Alpha 波可以透過閉上眼睛和放鬆來誘發,在思考、心算和解決問題等劇烈的認知過程中,它們很少出現。在大多數成年人中,alpha 波的頻率範圍為 9 到 11 Hz。當使用 EEG 設備測量時,這些通常被稱為 EEG alpha 波。


Theta 波(頻率範圍從 4 Hz 到 7 Hz)

介於 4 到 7 Hz 頻率範圍內的大腦活動被稱為 Theta 活動。在 EEG 測量中檢測到的 Theta 節律通常出現在年輕人中,特別是在顳葉區域和過度換氣期間。在年長者中,振幅大於約 30 毫伏(mV)的 theta 活動較少見,睡意朦朧時除外。當使用 EEG 設備測量時,這些通常被稱為 EEG theta 波。


Delta 波(頻率範圍高至 4 Hz)

Delta 活動主要發現在嬰兒中。在年長受試者中,Delta 波與深度睡眠階段有關。在失神發作(涉及短暫、突然的注意力喪失)患者的發作間期(兩次發作之間),也有 delta 波的記錄。

Delta 波的特徵是低頻(約 3 Hz)和高振幅。Delta 節律可能在清醒狀態下出現——它們對睜眼有反應,也可能因過度換氣而增強。當使用 EEG 設備測量時,這些通常被稱為 EEG delta 波。


使用 EEG 波了解大腦如何運作

EEG 顯示什麼?

您的大腦一直在吸收和處理資訊,甚至在您睡覺時也是如此。所有這些活動都會產生 EEG 感測器捕捉到的電信號。這使得大腦活動的變化能夠被捕捉到,即使沒有明顯的行為反應,例如動作或面部表情。

EEG 監測您大腦產生的電變化,但不監測想法或感受。它不會向您的大腦發送任何電。

檢測大腦主要皮質的活動對於獲得高品質的 EEG 數據至關重要。結果可以作為評估受外部刺激影響的情緒狀態的指標。


EEG 的簡史

早在 1875 年,醫生 Richard Caton 就在《英國醫學期刊》上發表了他在兔子和猴子身上進行實驗的研究結果,對大腦電活動現象的研究就已經展開。

1890 年,Adolf Beck 將電極直接放置在狗和兔子的腦部表面,以測試感覺刺激。他對波動的大腦電活動的觀察導致了腦波的發現,並使 EEG 成為一個科學領域。

德國生理學家和精神病學家 Hans Berger 被認為在 1924 年記錄了第一個世界人類 EEG 腦波。Berger 發明了腦電圖儀,這是一種記錄 EEG 信號的設備。作者 David Millet 在其著作《EEG 的起源》中將這項發明描述為「臨床神經科學史上最令人驚訝、最非凡且最重大的發展之一」。

第一個世界人類 EEG 記錄是由 Hans Berger 於 1924 年獲得的。上方的信號是 EEG,下方是 10 Hz 的計時信號。


Hans Berger 氏,世界上第一個記錄人類 EEG 腦波的人。

臨床腦電圖領域始於 1935 年。它源於神經科學家 Frederic Gibbs、Hallowell Davis 和 William Lennox 圍繞癲癇樣棘波、發作間期棘慢波和臨床失神 EEG 發作的三個週期進行的研究。Gibbs 和科學家 Herbert Jasper 得出結論,發作間期棘波是癲癇的獨特特徵。第一家 EEG 實驗室於 1936 年在麻省總醫院開設。

1947 年,美國 EEG 學會(現稱為 美國臨床神經生理學學會)成立,並舉行了第一屆國際 EEG 大會。

在 1950 年代,William Grey Walter 開發了 EEG 地形圖(EEG 的補充),這使得繪製大腦表面的電活動圖成為可能。這在 1980 年代很流行,但從未被主流神經學所採用。

Stevo Bozinovski、Liljana Bozinovska 和 Mihail Sestakov 是 1988 年第一批利用 EEG 儀器實現對物理對象控制的科學家。2011 年,科技企業家 Tan Le 和 Geoff Mackellar 博士創立了 Emotiv 公司,EEG 由此進入消費市場。

諸如耳機和帽子之類的 EEG 技術是 BCI(腦機介面)的組成部分。BCI 也被稱為 HMI(人機介面)、MMI(心靈機器介面)、BMI(腦機介面)和 DNI(直接神經介面)——DNI 可以解碼來自大腦和神經系統其他部分的信號。BCI 旨在透過對訓練有素的心智指令進行機器學習,來追蹤認知表現並控制虛擬和物理對象。

2017 年,四肢癱瘓的賽車手 Rodrigo Hübner Mendes 成為有史以來第一位僅使用腦波駕駛一級方程式賽車的人,這得益於 Emotiv EEG 耳機。


EEG 是用來做什麼的?

表現與健康

運動員、生物黑客和任何有興趣的消費者都可以使用 EEG 來「追蹤」他們的大腦活動,就像他們追蹤一天中行走的步數一樣。EEG 可以測量認知功能——例如注意力和分心、壓力和認知負荷(大腦在任何時刻對工作記憶施加的精神活動總容量)。這些發現可以揭示有關大腦如何應對日常生活中事件的寶貴見解。EEG 數據提供反饋,可用於設計經科學證實的策略,以減輕壓力、提高專注力或加強冥想。


消費者研究

EEG 數據可以成為獲取 消費者洞察的強大搜尋工具。大腦反應提供了前所未有的消費者反饋——其中,EEG 正被用來衡量消費者真正關注的事物與他們自我報告喜歡或注意到的事物之間的差距。將 EEG 與眼動追蹤、面部表情分析和心率測量等其他生物識別感測器結合使用,可以使公司完全了解客戶的行為。使用 EEG 等神經技術來研究消費者的反應被稱為 神經行銷學


醫療保健

因為 EEG 測試顯示了在受控程序期間的大腦活動,所以結果可能包含用於診斷各種大腦疾病的資訊。異常的 EEG 數據會透過不規則的腦波顯示出來。異常的 EEG 數據可能表明大腦功能障礙、頭部外傷、睡眠障礙、記憶問題、腦瘤、中風、失智症、癲癇等發作性疾病以及其他各種狀況。根據擬進行的診斷,醫生有時會將 EEG 與認知測試、大腦活動監測和 神經影像技術相結合。


癲癇發作診斷

經常向癲癇發作的患者推薦 EEG 測試。在這些情況下,醫生可能會進行 動態 EEG。動態 EEG 最長可連續記錄 72 小時,而傳統的 EEG 則持續 1 到 2 小時。允許患者戴著 EEG 耳機在自己家中走動。延長記錄時間可增加記錄到異常大腦活動的可能性。因此,動態 EEG 常用於診斷癲癇(EEG 癲癇)、發作性疾病或睡眠障礙。


睡眠障礙的睡眠研究

EEG 睡眠研究或「多導睡眠圖」測試除了進行大腦掃描外,還會測量身體活動。在整夜的程序中,EEG 技術人員會監測您的心率、呼吸和血液中的氧氣含量。 多導睡眠圖 主要用於醫學研究以及作為睡眠障礙的診斷測試。


定量神經科學

由於 EEG 測量的是大腦外層(大腦皮質)的電活動,因此它可以從您的頭皮收集腦波。透過將 EEG 大腦測試與其他大腦監測技術的數據相結合,研究人員可以對我們大腦以及身體中發生的複雜相互作用獲得全新的見解。

這正是定量腦電圖(qEEG)旨在實現的目標。定量 EEG 的記錄方式與傳統 EEG 一樣。使用機器學習,qEEG 將您的腦波與同性別和年齡範圍但沒有大腦功能障礙的個人的腦波進行比較。qEEG 過程透過定量比較創建您的大腦「地圖」。這個過程在被稱為 計算神經科學的神經科學子領域中很常見。

EEG 電極的放置是成功進行 qEEG 的關鍵部分。傳統的 EEG 導極放置遵循 10-20 系統,這是將電極連接到頭皮的國際公認標準。「10-20」是指 EEG 導極之間的距離為顱骨總距離的 10% 或 20%。

設備上的電極數量可能會有所不同——有些 EEG 記錄系統可以有多達 256 個電極。qEEG 的記錄使用一個擁有 19 個感測器的頭罩來收集您頭皮所有 19 個區域的數據。因為 EEG 導極會放大放置位置的信號,所以獲取 qEEG 大腦對應圖可以在大腦水平上識別出在行為和/或認知水平上觀察到的功能障礙原因。


學術研究

異常的 EEG 結果並非 EEG 測試結果所能派生出的唯一有價值資訊。許多研究人員在他們的研究中使用正常的 EEG,包括 1957 年一項關於 REM 睡眠期間大腦活動的突破性研究。

正如在關於 EEG 測量腦波類型的部分中介紹的那樣,研究 EEG 記錄可以揭示大腦信號中包含的一系列頻率。這些頻率反映了不同的注意力和認知狀態。例如,研究人員在調查冥想期間的神經學反應(EEG 冥想)時,監測了 gamma 波段活動(通常與有意識的注意力相關)。

Gamma 波段活動與身心表現的巔峰狀態相關。在受試者佩戴 EEG 設備練習深度冥想的實驗中,人們提出了 gamma 波與意識體驗或超然精神狀態相關的理論。然而,學術研究人員對 gamma 波段活動與哪些認知功能相關還沒有達成共識。

研究人員需要一種方法來處理和應對他們收集到的一切豐富的大腦數據——甚至與不同的機構分享。「神經資訊學」是為 神經科學數據提供計算工具和數學模型的研究領域。神經資訊學旨在創建用於組織資料庫、數據共享和數據建模的技術。它涉及大量的資料,因為「神經科學」被廣泛定義為神經系統的科學研究。神經科學的子領域之一包括認知心理學,它使用 EEG 等神經影像學方法來分析大腦和神經系統的哪些部分是哪些認知過程的基礎。


市場研究:利用 EEG 耳機了解情緒與認知狀態


EEG 測試過程

為 EEG 程序做好準備

以下關於 EEG 監測、解讀和結果的章節包含了在醫療保健環境中接受 EEG 測試的受眾所需的資訊。為測試做好準備的最佳方式,始終是向測試管理人員索取具體的準備說明。準備工作說明可能因使用案例而異——例如,用於消費者研究、學術研究或表現和健康的 EEG 記錄,可能要求受試者保持活躍,而不是躺下。

像 Emotiv 這樣的公司引領了 EEG 技術的進步,使進行、處理和解讀測試變得更快速、更便利。Emotiv 的行動和無線 EEG 耳機可在不到五分鐘的時間內設定完成,並能讓參與者自由活動,而不會將其限制在測試設施中。

在進行 EEG 測試之前,請告訴測試管理專業人員(無論是醫生、雇主還是研究人員)您服用的任何常規藥物。建議您在手術前一天晚上洗頭,並不要留有任何美髮產品。測試前至少 8 小時內避免飲用或食用任何咖啡因。如果您必須在 EEG 程序中睡覺,您可能會被指示限制前一天晚上的睡眠,以確保您的大腦在測試期間能夠適當地放鬆。


EEG 監測

在 EEG 程序期間,您不會感到疼痛或不適。在臨床 EEG 程序中,您將躺在床或躺椅上,並被指示閉上眼睛。EEG 技術人員會測量您的頭部,並標記放置導極的位置。

測試開始時,電極會記錄您的腦波並將活動發送到記錄儀器上。隨後,EEG 儀器會將數據轉換為波形圖,以便進行解讀。記錄完成後,技術人員將從您的頭皮上取下電極。

在科學或臨床環境中,常規的 EEG 測試需要 30 到 60 分鐘才能完成,其中包含大約 20 分鐘的初始設定時間。針對消費者、個人表現和工作場所研究進行的 EEG 測試,其持續時間可能會更短或更長,具體取決於測試目的。Emotiv 的無線 EEG 耳機支援針對這些使用案例的快速設定(少於五分鐘)。

程序完成後,應該不需要復原時間。如果您為了在測試期間入睡而服用了會導致嗜睡的藥物,測試管理人員可能會建議您在設施中等待,直到藥效消失,或者請人開車送您回家。

EEG 測試的副作用很少見。電極不會產生任何感覺;它們只記錄大腦活動。癲癇患者在程序期間可能會因閃光等刺激而引發癲癇發作。在 EEG 測試期間發生癲癇發作並不可怕——它實際上可以幫助醫生診斷癲癇的類型,並據此量身定制治療方案。


EEG 解讀與程序結果

如果您出於臨床原因被建議進行 EEG 測試,您的測試結果將由專攻神經學的醫生進行解讀。神經學家將研究該記錄,以尋找正常和異常的大腦模式。大腦波形圖透過其波形的特徵非常容易辨識。例如,爆發抑制模式(常在處於非活躍大腦狀態(如昏迷或全身麻醉)的患者中觀察到)顯示短暫的尖峰(爆發)與平坦期(抑制)交替出現。

不同類型的癲癇具有不同的 EEG 模式特徵。棘慢波模式(一種廣泛的、對稱的 EEG 模式)常在失神發作期間觀察到,此時人會經歷短暫的意識喪失。局灶性發作(其中癲癇活動僅影響大腦的一個區域)的特徵是,在與該區域相關聯的 EEG 數據通道中出現低電壓、快速的節律模式。

隨後,神經學家會將 EEG 測量結果發送回預約測試的醫生。您的醫生可能會安排一次預約,與您一起查看 EEG 影像並討論結果。根據您的病情,可能建議您將一種名為 EEG 神經回饋或生物回饋的服務作為後續行動。例如,想要加強與專注力相關之腦波模式的人,可能會接受針對 ADHD 的神經回饋治療

生物回饋療法可幫助受試者控制不自主的身體過程。例如,經歷高血壓的受試者可以在監控器上查看其身體測量值,該監控器接收來自其皮膚上電極的數據。監控此活動有助於教授可以緩解症狀的放鬆和精神練習。

同樣地,神經回饋依靠 EEG 來訓練大腦更好地發揮功能。在這種訓練中,患者連接到 EEG 儀器上,並正在查看其運作中的大腦活動。這通常類似於一種影像遊戲,患者正在用他們的大腦「玩」遊戲,以控制他們的大腦活動。患者試圖改善與大腦功能障礙相關的大腦頻率,就像運動員鍛鍊弱小的肌肉一樣。通常建議將 EEG 神經回饋用於癲癇、躁鬱症、ADHD 和自閉症等病症。雖然它可以幫助改善這些疾病,但它不能治癒它們。


不同類型的 EEG 設備

EEG 儀器以幾種不同的 穿戴式 EEG 設備形式出現。最高層次的區別在於臨床 EEG 設備(用於醫療保健和科學研究環境)與消費級 EEG 設備(用於消費者研究、學術研究以及表現與健康)之間的差異。使用臨床設備時,參與者在佩戴設備時無法移動,並且需要在受控且有屏蔽的環境中收集數據,以避免信號失真。像 Emotiv 的無線耳機這樣的消費級 EEG 設備允許使用者在任何地方監控大腦活動。

不同類型穿戴式 EEG 設備之間的差異是有必要的,這可以滿足使用 EEG 系統之專業人員的要求以及收集數據之環境的要求。例如,與消費者研究人員相比,神經學家和神經科學家通常需要更高密度的感測器來執行數據分析。除了 EEG 電極的放置外,EEG 系統之間還有一些其他值得注意的差異需要考慮。


EEG 帽子與 EEG 耳機

EEG 帽子與 EEG 耳機之間有什麼區別?這兩種最常見的穿戴式 EEG 設備類型之間的主要區別在於電極的數量。耳機的電極數量通常在 5 到 20 個之間。帽子可以支援更多的感測器,因為它們有用於放置電極的更大表面積。EEG 帽子(如 Emotiv Epoc Flex)提供可移動的感測器以進行靈活的定位。 Emotiv Insight 和 Epoc X 耳機中的感測器組態是固定的。


Epoc Flex

凝膠或生理食鹽水感測器


EPOC+ 和 Epoc X

生理食鹽水感測器


濕式與乾式 EEG 電極

EEG 設備主要使用濕式或乾式電極。有一種新開發的電極形式被稱為「紋身電極」,它們是像臨時紋身一樣貼在皮膚上的印刷電極。濕式電極可以提供更高的數據準確性,因為它們使用導電膠來與頭皮進行更好的接觸。濕式電極大多用於臨床和研究環境。乾式電極不需要導電膠。具有乾式電極的 EEG 設備常被用於 EEG 消費者研究,因為它們的設定時間更快。研究人員正不斷比較濕式與乾式 EEG 電極的優缺點。


有線與無線 EEG 設備

在 EEG 的早期階段,患者必須在臨床環境中連接到 EEG 儀器上。現在,無線 EEG 測試已成為可能,因為 EEG 信號可以被數位化並傳送到智慧型手機、電腦或雲端等記錄儀器。可以使用可攜式 EEG 在各種環境中進行測試。您可以進行受試者佩戴 無線 EEG 耳機並在公園中散步的實驗,受試者的活動將僅受到數據傳輸範圍的限制。如果您需要控制測試環境以施加閃光等刺激,您可能會選擇臨床環境——在這種情況下,使用有線 EEG 儀器沒有任何限制。


有線 EEG 耳機

電纜連接


無線 Emotiv EEG 耳機

藍牙無線技術


EEG 測量與其他大腦測量技術的比較

EEG 測量的優勢在於,它是我們目前可用的對大腦活動最具非侵入性的測量方法,並能在相關的認知過程期間提供大量的定量資訊。研究大腦功能的神經影像技術和研究方法還包括:

  • 功能性磁振造影(fMRI)

  • 腦磁圖(MEG)

  • 核磁共振波譜法(NMR 或 MRS)

  • 皮質腦電圖

  • 單光子電腦斷層掃描(SPECT)

  • 正子斷層掃描(PET)

  • 近紅外光光譜儀(NIRS)

  • 事件相關光學信號(EROS)


EEG 的優勢

儘管 EEG 的空間敏感度相對較低,但與此前列出的一些大腦影像和研究方法相比,它具有多項優勢:

  • 與 fMRI 相比,EEG 具有非常高的時間解析度。它可以捕捉到大腦在毫秒級速度下發生的快速反應,這使得它能夠精確地同步大腦中和環境中所發生的事情。在臨床和研究環境中,EEG 的記錄取樣率在 250 到 2000 Hz 之間。如果需要,更現代的 EEG 數據收集系統可以記錄 20,000 Hz 以上的取樣率。

  • 硬體成本和總擁有成本(TCO)顯著降低。

  • 與皮質腦電圖不同,EEG 數據是以非侵入性方式收集的,皮質腦電圖需要進行神經外科手術才能將電極直接放置在大腦表面。

  • 行動 EEG 感測器可以使用的場所比 fMRI、SPECT、PET、MRS 或 MEG 更多,因為這些技術依賴於沈重、昂貴且不可移動的設備。

  • EEG 是無聲的,允許研究對聽覺刺激的反應。

  • 與 fMRI 和 MRI 相比,EEG 儀器周圍沒有物理危險。fMRI 和 MRI 是強大的磁鐵,無法供裝有心律調節器等金屬裝置的患者使用。

  • fMRI、PET、MRS 和 SPECT 可能會加劇幽閉恐懼症,從而損害測試結果。EEG 不會誘發幽閉恐懼症,因為受試者不會被限制在狹小的空間內。

  • 與大多數其他神經影像技術不同,消費級 EEG 掃描允許受試者在測試期間有更多的活動。

  • 與正子斷層掃描不同,EEG 不涉及接觸放射性配體,也不像 MRI 或 fMRI 那樣涉及接觸高水平磁場。

  • EEG 不涉及暴露於高強度(>1 特斯拉)磁場。

  • 與行為測試方法相比,EEG 可以檢測隱蔽處理(不需要做出反應的處理)。這種技術也用於無法做出運動反應的受試者。

  • EEG 的消費者使用門檻較低,因此是在日常生活的不同活動中追蹤和記錄大腦活動的強大工具,從而帶來了幾乎無限數量的應用。

  • EEG 睡眠分析可以表明大腦發育時機的重要方面,包括評估青少年的大腦成熟度。

  • 與 fMRI 中使用的 BOLD(血氧水平依賴性)成相相比,人們對使用 EEG 測量的精確信號有更好的理解。


EEG 遊戲

EEG 技術已被應用於電子遊戲世界,以用於醫療和娛樂目的。公司正在使用 EEG 來提供在 VR、AR 和 BCI 中與電子遊戲互動的方法。EEG 儀器檢測信號,軟體中的演算法解讀您的腦波,以控制您屏幕上的頭像。

Emotiv 的 EPOC 耳機是第一個 高保真腦機介面(BCI),它可以監控和解讀有意識與無意識的想法和情緒。BCI 技術可以檢測 30 種不同表情、情緒和動作的複雜腦波。這種檢測是透過機器學習實現的。機器學習演算法經過訓練,可以識別在參與者處理各種表情、情緒和動作時發生的大腦模式。

當演算法在其數據集中捕捉到 EEG 腦波時,BCI 可以將該模式與物理或數位指令相關聯。例如,想一個像「推!」這樣的觸發詞,會讓您的頭像把一個物體推開它的路徑。


TechCrunch TV:使用 EEG 技術的意念控制設備及更多


EEG 使用案例

EEG 測量有許多現代應用。一些著名的 EEG 使用案例包括:

  • 神經科學

  • 大腦教育計劃

  • 神經行銷學

  • 睡眠研究

  • 腦機介面(BCI)

  • 認知表現

  • 自我量化

  • 情緒狀態

  • ADHD 治療

  • 神經系統疾病

  • 腦波夾帶

  • 認知行為療法

  • 神經資訊學

  • 腦波遊戲

  • AR 和 VR 補充

  • 吞嚥困難與失智症

  • 中風復健

  • 工作記憶測試(N-back)


請注意:這只是關於 EEG 的一般資訊。Emotiv 產品僅適用於研究應用和個人用途。根據歐盟指令 93/42/EEC 的定義,我們的產品不作為醫療設備銷售。我們的產品並非專為診斷或治療疾病而設計,亦不適用於診斷或治療疾病。

***免責聲明 - Emotiv 產品僅適用於研究應用和個人用途。根據歐盟指令 93/42/EEC 的定義,我們的產品 不作為醫療設備銷售。我們的產品並非專為診斷或治療疾病而設計,亦不適用於診斷或治療疾病。

 

EEG 定義

EEG 代表「腦電圖」(electroencephalography),這是一種記錄大腦電活動的電生理學過程。EEG 測量大腦產生的電活動變化。電壓變化來自被稱為神經元的某些腦細胞內以及腦細胞之間的離子電流。

 

什麼是 EEG?

EEG 測試評估大腦的電活動。EEG 掃描是藉由在頭皮上放置 EEG 感測器(也稱為 EEG 電極的小型金屬盤)來進行的。這些電極會收集並記錄您大腦中的電活動。收集到的 EEG 信號會被放大、數位化,然後發送到電腦或行動裝置進行儲存和數據處理。

分析 EEG 數據是研究認知過程的最佳方法。它可以幫助醫生建立醫學診斷、幫助研究人員了解構成人類行為基礎的大腦過程,並幫助個人提高生產力和健康水準。



EEG 是如何工作的?

您大腦中數以十億計的細胞會產生非常微小的電信號,這些電信號會形成稱為腦波的非線性圖案。在 EEG 測試期間,EEG 儀器會測量大腦外層大腦皮質的電活動。將 EEG 感測器放置在參與者的頭部,然後電極以非侵入方式檢測受試者的腦波。

EEG 感測器在一秒鐘內可以記錄多達數千張大腦產生的電活動快照。記錄下的腦波會被發送到放大器,然後發送到電腦或雲端以處理數據。這些放大的信號類似於波浪線,可以記錄在電腦、行動裝置或雲端資料庫中。

雲端運算軟體被認為是 EEG 數據處理中的一項關鍵創新,因為它允許對大規模記錄進行即時分析——在 EEG 測量的早期,腦波只是記錄在圖表紙上。在學術和商業研究中,EEG 系統通常將數據顯示為時間序列或持續的電壓流。

在圖表紙上記錄的 EEG 波

以數位方式記錄的 EEG 波

現代大腦視覺化軟體中的 EEG 波

為了繪製大腦的電活動圖,最好是從分佈在大腦表面周圍許多不同皮質結構的信號中獲取 EEG 測量值。

現代大腦視覺化時間序列圖中的 EEG 波


EEG 測量的腦波類型

EEG 設備的電極會捕捉以各種 EEG 頻率表示的電活動。使用一種稱為快速傅立葉變換(FFT)的演算法,可以將這些原始 EEG 信號識別為具有不同頻率的獨特波。頻率是指電振盪的速度,以每秒週期數為單位進行測量——1 赫茲(Hz)等於每秒一個週期。腦波按頻率分為四個主要類型:Beta 波、Alpha 波、Theta 波和 Delta 波。

以下段落討論與四個主要大腦頻率相關的一些功能。這些功能只是被發現與不同的腦頻率相關——頻帶與給定的大腦功能之間沒有一一對應的線性關係。


Beta 波(頻率範圍從 14 Hz 到約 30 Hz)

Beta 波與有意識或處於清醒、專注和警覺狀態最密切相關。低振幅 beta 波與主動集中注意力或忙碌或焦慮的心態有關。Beta 波也與運動決策(動作抑制和運動的感官反饋)相關。當使用 EEG 設備測量時,這些信號通常被稱為 EEG beta 波。


Alpha 波(頻率範圍從 7 Hz 到 13 Hz)

Alpha 波通常與放鬆、平靜和清醒的心態有關。Alpha 波可以在大腦枕骨和後部區域找到。Alpha 波可以透過閉上眼睛和放鬆來誘發,在思考、心算和解決問題等劇烈的認知過程中,它們很少出現。在大多數成年人中,alpha 波的頻率範圍為 9 到 11 Hz。當使用 EEG 設備測量時,這些通常被稱為 EEG alpha 波。


Theta 波(頻率範圍從 4 Hz 到 7 Hz)

介於 4 到 7 Hz 頻率範圍內的大腦活動被稱為 Theta 活動。在 EEG 測量中檢測到的 Theta 節律通常出現在年輕人中,特別是在顳葉區域和過度換氣期間。在年長者中,振幅大於約 30 毫伏(mV)的 theta 活動較少見,睡意朦朧時除外。當使用 EEG 設備測量時,這些通常被稱為 EEG theta 波。


Delta 波(頻率範圍高至 4 Hz)

Delta 活動主要發現在嬰兒中。在年長受試者中,Delta 波與深度睡眠階段有關。在失神發作(涉及短暫、突然的注意力喪失)患者的發作間期(兩次發作之間),也有 delta 波的記錄。

Delta 波的特徵是低頻(約 3 Hz)和高振幅。Delta 節律可能在清醒狀態下出現——它們對睜眼有反應,也可能因過度換氣而增強。當使用 EEG 設備測量時,這些通常被稱為 EEG delta 波。


使用 EEG 波了解大腦如何運作

EEG 顯示什麼?

您的大腦一直在吸收和處理資訊,甚至在您睡覺時也是如此。所有這些活動都會產生 EEG 感測器捕捉到的電信號。這使得大腦活動的變化能夠被捕捉到,即使沒有明顯的行為反應,例如動作或面部表情。

EEG 監測您大腦產生的電變化,但不監測想法或感受。它不會向您的大腦發送任何電。

檢測大腦主要皮質的活動對於獲得高品質的 EEG 數據至關重要。結果可以作為評估受外部刺激影響的情緒狀態的指標。


EEG 的簡史

早在 1875 年,醫生 Richard Caton 就在《英國醫學期刊》上發表了他在兔子和猴子身上進行實驗的研究結果,對大腦電活動現象的研究就已經展開。

1890 年,Adolf Beck 將電極直接放置在狗和兔子的腦部表面,以測試感覺刺激。他對波動的大腦電活動的觀察導致了腦波的發現,並使 EEG 成為一個科學領域。

德國生理學家和精神病學家 Hans Berger 被認為在 1924 年記錄了第一個世界人類 EEG 腦波。Berger 發明了腦電圖儀,這是一種記錄 EEG 信號的設備。作者 David Millet 在其著作《EEG 的起源》中將這項發明描述為「臨床神經科學史上最令人驚訝、最非凡且最重大的發展之一」。

第一個世界人類 EEG 記錄是由 Hans Berger 於 1924 年獲得的。上方的信號是 EEG,下方是 10 Hz 的計時信號。


Hans Berger 氏,世界上第一個記錄人類 EEG 腦波的人。

臨床腦電圖領域始於 1935 年。它源於神經科學家 Frederic Gibbs、Hallowell Davis 和 William Lennox 圍繞癲癇樣棘波、發作間期棘慢波和臨床失神 EEG 發作的三個週期進行的研究。Gibbs 和科學家 Herbert Jasper 得出結論,發作間期棘波是癲癇的獨特特徵。第一家 EEG 實驗室於 1936 年在麻省總醫院開設。

1947 年,美國 EEG 學會(現稱為 美國臨床神經生理學學會)成立,並舉行了第一屆國際 EEG 大會。

在 1950 年代,William Grey Walter 開發了 EEG 地形圖(EEG 的補充),這使得繪製大腦表面的電活動圖成為可能。這在 1980 年代很流行,但從未被主流神經學所採用。

Stevo Bozinovski、Liljana Bozinovska 和 Mihail Sestakov 是 1988 年第一批利用 EEG 儀器實現對物理對象控制的科學家。2011 年,科技企業家 Tan Le 和 Geoff Mackellar 博士創立了 Emotiv 公司,EEG 由此進入消費市場。

諸如耳機和帽子之類的 EEG 技術是 BCI(腦機介面)的組成部分。BCI 也被稱為 HMI(人機介面)、MMI(心靈機器介面)、BMI(腦機介面)和 DNI(直接神經介面)——DNI 可以解碼來自大腦和神經系統其他部分的信號。BCI 旨在透過對訓練有素的心智指令進行機器學習,來追蹤認知表現並控制虛擬和物理對象。

2017 年,四肢癱瘓的賽車手 Rodrigo Hübner Mendes 成為有史以來第一位僅使用腦波駕駛一級方程式賽車的人,這得益於 Emotiv EEG 耳機。


EEG 是用來做什麼的?

表現與健康

運動員、生物黑客和任何有興趣的消費者都可以使用 EEG 來「追蹤」他們的大腦活動,就像他們追蹤一天中行走的步數一樣。EEG 可以測量認知功能——例如注意力和分心、壓力和認知負荷(大腦在任何時刻對工作記憶施加的精神活動總容量)。這些發現可以揭示有關大腦如何應對日常生活中事件的寶貴見解。EEG 數據提供反饋,可用於設計經科學證實的策略,以減輕壓力、提高專注力或加強冥想。


消費者研究

EEG 數據可以成為獲取 消費者洞察的強大搜尋工具。大腦反應提供了前所未有的消費者反饋——其中,EEG 正被用來衡量消費者真正關注的事物與他們自我報告喜歡或注意到的事物之間的差距。將 EEG 與眼動追蹤、面部表情分析和心率測量等其他生物識別感測器結合使用,可以使公司完全了解客戶的行為。使用 EEG 等神經技術來研究消費者的反應被稱為 神經行銷學


醫療保健

因為 EEG 測試顯示了在受控程序期間的大腦活動,所以結果可能包含用於診斷各種大腦疾病的資訊。異常的 EEG 數據會透過不規則的腦波顯示出來。異常的 EEG 數據可能表明大腦功能障礙、頭部外傷、睡眠障礙、記憶問題、腦瘤、中風、失智症、癲癇等發作性疾病以及其他各種狀況。根據擬進行的診斷,醫生有時會將 EEG 與認知測試、大腦活動監測和 神經影像技術相結合。


癲癇發作診斷

經常向癲癇發作的患者推薦 EEG 測試。在這些情況下,醫生可能會進行 動態 EEG。動態 EEG 最長可連續記錄 72 小時,而傳統的 EEG 則持續 1 到 2 小時。允許患者戴著 EEG 耳機在自己家中走動。延長記錄時間可增加記錄到異常大腦活動的可能性。因此,動態 EEG 常用於診斷癲癇(EEG 癲癇)、發作性疾病或睡眠障礙。


睡眠障礙的睡眠研究

EEG 睡眠研究或「多導睡眠圖」測試除了進行大腦掃描外,還會測量身體活動。在整夜的程序中,EEG 技術人員會監測您的心率、呼吸和血液中的氧氣含量。 多導睡眠圖 主要用於醫學研究以及作為睡眠障礙的診斷測試。


定量神經科學

由於 EEG 測量的是大腦外層(大腦皮質)的電活動,因此它可以從您的頭皮收集腦波。透過將 EEG 大腦測試與其他大腦監測技術的數據相結合,研究人員可以對我們大腦以及身體中發生的複雜相互作用獲得全新的見解。

這正是定量腦電圖(qEEG)旨在實現的目標。定量 EEG 的記錄方式與傳統 EEG 一樣。使用機器學習,qEEG 將您的腦波與同性別和年齡範圍但沒有大腦功能障礙的個人的腦波進行比較。qEEG 過程透過定量比較創建您的大腦「地圖」。這個過程在被稱為 計算神經科學的神經科學子領域中很常見。

EEG 電極的放置是成功進行 qEEG 的關鍵部分。傳統的 EEG 導極放置遵循 10-20 系統,這是將電極連接到頭皮的國際公認標準。「10-20」是指 EEG 導極之間的距離為顱骨總距離的 10% 或 20%。

設備上的電極數量可能會有所不同——有些 EEG 記錄系統可以有多達 256 個電極。qEEG 的記錄使用一個擁有 19 個感測器的頭罩來收集您頭皮所有 19 個區域的數據。因為 EEG 導極會放大放置位置的信號,所以獲取 qEEG 大腦對應圖可以在大腦水平上識別出在行為和/或認知水平上觀察到的功能障礙原因。


學術研究

異常的 EEG 結果並非 EEG 測試結果所能派生出的唯一有價值資訊。許多研究人員在他們的研究中使用正常的 EEG,包括 1957 年一項關於 REM 睡眠期間大腦活動的突破性研究。

正如在關於 EEG 測量腦波類型的部分中介紹的那樣,研究 EEG 記錄可以揭示大腦信號中包含的一系列頻率。這些頻率反映了不同的注意力和認知狀態。例如,研究人員在調查冥想期間的神經學反應(EEG 冥想)時,監測了 gamma 波段活動(通常與有意識的注意力相關)。

Gamma 波段活動與身心表現的巔峰狀態相關。在受試者佩戴 EEG 設備練習深度冥想的實驗中,人們提出了 gamma 波與意識體驗或超然精神狀態相關的理論。然而,學術研究人員對 gamma 波段活動與哪些認知功能相關還沒有達成共識。

研究人員需要一種方法來處理和應對他們收集到的一切豐富的大腦數據——甚至與不同的機構分享。「神經資訊學」是為 神經科學數據提供計算工具和數學模型的研究領域。神經資訊學旨在創建用於組織資料庫、數據共享和數據建模的技術。它涉及大量的資料,因為「神經科學」被廣泛定義為神經系統的科學研究。神經科學的子領域之一包括認知心理學,它使用 EEG 等神經影像學方法來分析大腦和神經系統的哪些部分是哪些認知過程的基礎。


市場研究:利用 EEG 耳機了解情緒與認知狀態


EEG 測試過程

為 EEG 程序做好準備

以下關於 EEG 監測、解讀和結果的章節包含了在醫療保健環境中接受 EEG 測試的受眾所需的資訊。為測試做好準備的最佳方式,始終是向測試管理人員索取具體的準備說明。準備工作說明可能因使用案例而異——例如,用於消費者研究、學術研究或表現和健康的 EEG 記錄,可能要求受試者保持活躍,而不是躺下。

像 Emotiv 這樣的公司引領了 EEG 技術的進步,使進行、處理和解讀測試變得更快速、更便利。Emotiv 的行動和無線 EEG 耳機可在不到五分鐘的時間內設定完成,並能讓參與者自由活動,而不會將其限制在測試設施中。

在進行 EEG 測試之前,請告訴測試管理專業人員(無論是醫生、雇主還是研究人員)您服用的任何常規藥物。建議您在手術前一天晚上洗頭,並不要留有任何美髮產品。測試前至少 8 小時內避免飲用或食用任何咖啡因。如果您必須在 EEG 程序中睡覺,您可能會被指示限制前一天晚上的睡眠,以確保您的大腦在測試期間能夠適當地放鬆。


EEG 監測

在 EEG 程序期間,您不會感到疼痛或不適。在臨床 EEG 程序中,您將躺在床或躺椅上,並被指示閉上眼睛。EEG 技術人員會測量您的頭部,並標記放置導極的位置。

測試開始時,電極會記錄您的腦波並將活動發送到記錄儀器上。隨後,EEG 儀器會將數據轉換為波形圖,以便進行解讀。記錄完成後,技術人員將從您的頭皮上取下電極。

在科學或臨床環境中,常規的 EEG 測試需要 30 到 60 分鐘才能完成,其中包含大約 20 分鐘的初始設定時間。針對消費者、個人表現和工作場所研究進行的 EEG 測試,其持續時間可能會更短或更長,具體取決於測試目的。Emotiv 的無線 EEG 耳機支援針對這些使用案例的快速設定(少於五分鐘)。

程序完成後,應該不需要復原時間。如果您為了在測試期間入睡而服用了會導致嗜睡的藥物,測試管理人員可能會建議您在設施中等待,直到藥效消失,或者請人開車送您回家。

EEG 測試的副作用很少見。電極不會產生任何感覺;它們只記錄大腦活動。癲癇患者在程序期間可能會因閃光等刺激而引發癲癇發作。在 EEG 測試期間發生癲癇發作並不可怕——它實際上可以幫助醫生診斷癲癇的類型,並據此量身定制治療方案。


EEG 解讀與程序結果

如果您出於臨床原因被建議進行 EEG 測試,您的測試結果將由專攻神經學的醫生進行解讀。神經學家將研究該記錄,以尋找正常和異常的大腦模式。大腦波形圖透過其波形的特徵非常容易辨識。例如,爆發抑制模式(常在處於非活躍大腦狀態(如昏迷或全身麻醉)的患者中觀察到)顯示短暫的尖峰(爆發)與平坦期(抑制)交替出現。

不同類型的癲癇具有不同的 EEG 模式特徵。棘慢波模式(一種廣泛的、對稱的 EEG 模式)常在失神發作期間觀察到,此時人會經歷短暫的意識喪失。局灶性發作(其中癲癇活動僅影響大腦的一個區域)的特徵是,在與該區域相關聯的 EEG 數據通道中出現低電壓、快速的節律模式。

隨後,神經學家會將 EEG 測量結果發送回預約測試的醫生。您的醫生可能會安排一次預約,與您一起查看 EEG 影像並討論結果。根據您的病情,可能建議您將一種名為 EEG 神經回饋或生物回饋的服務作為後續行動。例如,想要加強與專注力相關之腦波模式的人,可能會接受針對 ADHD 的神經回饋治療

生物回饋療法可幫助受試者控制不自主的身體過程。例如,經歷高血壓的受試者可以在監控器上查看其身體測量值,該監控器接收來自其皮膚上電極的數據。監控此活動有助於教授可以緩解症狀的放鬆和精神練習。

同樣地,神經回饋依靠 EEG 來訓練大腦更好地發揮功能。在這種訓練中,患者連接到 EEG 儀器上,並正在查看其運作中的大腦活動。這通常類似於一種影像遊戲,患者正在用他們的大腦「玩」遊戲,以控制他們的大腦活動。患者試圖改善與大腦功能障礙相關的大腦頻率,就像運動員鍛鍊弱小的肌肉一樣。通常建議將 EEG 神經回饋用於癲癇、躁鬱症、ADHD 和自閉症等病症。雖然它可以幫助改善這些疾病,但它不能治癒它們。


不同類型的 EEG 設備

EEG 儀器以幾種不同的 穿戴式 EEG 設備形式出現。最高層次的區別在於臨床 EEG 設備(用於醫療保健和科學研究環境)與消費級 EEG 設備(用於消費者研究、學術研究以及表現與健康)之間的差異。使用臨床設備時,參與者在佩戴設備時無法移動,並且需要在受控且有屏蔽的環境中收集數據,以避免信號失真。像 Emotiv 的無線耳機這樣的消費級 EEG 設備允許使用者在任何地方監控大腦活動。

不同類型穿戴式 EEG 設備之間的差異是有必要的,這可以滿足使用 EEG 系統之專業人員的要求以及收集數據之環境的要求。例如,與消費者研究人員相比,神經學家和神經科學家通常需要更高密度的感測器來執行數據分析。除了 EEG 電極的放置外,EEG 系統之間還有一些其他值得注意的差異需要考慮。


EEG 帽子與 EEG 耳機

EEG 帽子與 EEG 耳機之間有什麼區別?這兩種最常見的穿戴式 EEG 設備類型之間的主要區別在於電極的數量。耳機的電極數量通常在 5 到 20 個之間。帽子可以支援更多的感測器,因為它們有用於放置電極的更大表面積。EEG 帽子(如 Emotiv Epoc Flex)提供可移動的感測器以進行靈活的定位。 Emotiv Insight 和 Epoc X 耳機中的感測器組態是固定的。


Epoc Flex

凝膠或生理食鹽水感測器


EPOC+ 和 Epoc X

生理食鹽水感測器


濕式與乾式 EEG 電極

EEG 設備主要使用濕式或乾式電極。有一種新開發的電極形式被稱為「紋身電極」,它們是像臨時紋身一樣貼在皮膚上的印刷電極。濕式電極可以提供更高的數據準確性,因為它們使用導電膠來與頭皮進行更好的接觸。濕式電極大多用於臨床和研究環境。乾式電極不需要導電膠。具有乾式電極的 EEG 設備常被用於 EEG 消費者研究,因為它們的設定時間更快。研究人員正不斷比較濕式與乾式 EEG 電極的優缺點。


有線與無線 EEG 設備

在 EEG 的早期階段,患者必須在臨床環境中連接到 EEG 儀器上。現在,無線 EEG 測試已成為可能,因為 EEG 信號可以被數位化並傳送到智慧型手機、電腦或雲端等記錄儀器。可以使用可攜式 EEG 在各種環境中進行測試。您可以進行受試者佩戴 無線 EEG 耳機並在公園中散步的實驗,受試者的活動將僅受到數據傳輸範圍的限制。如果您需要控制測試環境以施加閃光等刺激,您可能會選擇臨床環境——在這種情況下,使用有線 EEG 儀器沒有任何限制。


有線 EEG 耳機

電纜連接


無線 Emotiv EEG 耳機

藍牙無線技術


EEG 測量與其他大腦測量技術的比較

EEG 測量的優勢在於,它是我們目前可用的對大腦活動最具非侵入性的測量方法,並能在相關的認知過程期間提供大量的定量資訊。研究大腦功能的神經影像技術和研究方法還包括:

  • 功能性磁振造影(fMRI)

  • 腦磁圖(MEG)

  • 核磁共振波譜法(NMR 或 MRS)

  • 皮質腦電圖

  • 單光子電腦斷層掃描(SPECT)

  • 正子斷層掃描(PET)

  • 近紅外光光譜儀(NIRS)

  • 事件相關光學信號(EROS)


EEG 的優勢

儘管 EEG 的空間敏感度相對較低,但與此前列出的一些大腦影像和研究方法相比,它具有多項優勢:

  • 與 fMRI 相比,EEG 具有非常高的時間解析度。它可以捕捉到大腦在毫秒級速度下發生的快速反應,這使得它能夠精確地同步大腦中和環境中所發生的事情。在臨床和研究環境中,EEG 的記錄取樣率在 250 到 2000 Hz 之間。如果需要,更現代的 EEG 數據收集系統可以記錄 20,000 Hz 以上的取樣率。

  • 硬體成本和總擁有成本(TCO)顯著降低。

  • 與皮質腦電圖不同,EEG 數據是以非侵入性方式收集的,皮質腦電圖需要進行神經外科手術才能將電極直接放置在大腦表面。

  • 行動 EEG 感測器可以使用的場所比 fMRI、SPECT、PET、MRS 或 MEG 更多,因為這些技術依賴於沈重、昂貴且不可移動的設備。

  • EEG 是無聲的,允許研究對聽覺刺激的反應。

  • 與 fMRI 和 MRI 相比,EEG 儀器周圍沒有物理危險。fMRI 和 MRI 是強大的磁鐵,無法供裝有心律調節器等金屬裝置的患者使用。

  • fMRI、PET、MRS 和 SPECT 可能會加劇幽閉恐懼症,從而損害測試結果。EEG 不會誘發幽閉恐懼症,因為受試者不會被限制在狹小的空間內。

  • 與大多數其他神經影像技術不同,消費級 EEG 掃描允許受試者在測試期間有更多的活動。

  • 與正子斷層掃描不同,EEG 不涉及接觸放射性配體,也不像 MRI 或 fMRI 那樣涉及接觸高水平磁場。

  • EEG 不涉及暴露於高強度(>1 特斯拉)磁場。

  • 與行為測試方法相比,EEG 可以檢測隱蔽處理(不需要做出反應的處理)。這種技術也用於無法做出運動反應的受試者。

  • EEG 的消費者使用門檻較低,因此是在日常生活的不同活動中追蹤和記錄大腦活動的強大工具,從而帶來了幾乎無限數量的應用。

  • EEG 睡眠分析可以表明大腦發育時機的重要方面,包括評估青少年的大腦成熟度。

  • 與 fMRI 中使用的 BOLD(血氧水平依賴性)成相相比,人們對使用 EEG 測量的精確信號有更好的理解。


EEG 遊戲

EEG 技術已被應用於電子遊戲世界,以用於醫療和娛樂目的。公司正在使用 EEG 來提供在 VR、AR 和 BCI 中與電子遊戲互動的方法。EEG 儀器檢測信號,軟體中的演算法解讀您的腦波,以控制您屏幕上的頭像。

Emotiv 的 EPOC 耳機是第一個 高保真腦機介面(BCI),它可以監控和解讀有意識與無意識的想法和情緒。BCI 技術可以檢測 30 種不同表情、情緒和動作的複雜腦波。這種檢測是透過機器學習實現的。機器學習演算法經過訓練,可以識別在參與者處理各種表情、情緒和動作時發生的大腦模式。

當演算法在其數據集中捕捉到 EEG 腦波時,BCI 可以將該模式與物理或數位指令相關聯。例如,想一個像「推!」這樣的觸發詞,會讓您的頭像把一個物體推開它的路徑。


TechCrunch TV:使用 EEG 技術的意念控制設備及更多


EEG 使用案例

EEG 測量有許多現代應用。一些著名的 EEG 使用案例包括:

  • 神經科學

  • 大腦教育計劃

  • 神經行銷學

  • 睡眠研究

  • 腦機介面(BCI)

  • 認知表現

  • 自我量化

  • 情緒狀態

  • ADHD 治療

  • 神經系統疾病

  • 腦波夾帶

  • 認知行為療法

  • 神經資訊學

  • 腦波遊戲

  • AR 和 VR 補充

  • 吞嚥困難與失智症

  • 中風復健

  • 工作記憶測試(N-back)


請注意:這只是關於 EEG 的一般資訊。Emotiv 產品僅適用於研究應用和個人用途。根據歐盟指令 93/42/EEC 的定義,我們的產品不作為醫療設備銷售。我們的產品並非專為診斷或治療疾病而設計,亦不適用於診斷或治療疾病。

***免責聲明 - Emotiv 產品僅適用於研究應用和個人用途。根據歐盟指令 93/42/EEC 的定義,我們的產品 不作為醫療設備銷售。我們的產品並非專為診斷或治療疾病而設計,亦不適用於診斷或治療疾病。

 

EEG 定義

EEG 代表「腦電圖」(electroencephalography),這是一種記錄大腦電活動的電生理學過程。EEG 測量大腦產生的電活動變化。電壓變化來自被稱為神經元的某些腦細胞內以及腦細胞之間的離子電流。

 

什麼是 EEG?

EEG 測試評估大腦的電活動。EEG 掃描是藉由在頭皮上放置 EEG 感測器(也稱為 EEG 電極的小型金屬盤)來進行的。這些電極會收集並記錄您大腦中的電活動。收集到的 EEG 信號會被放大、數位化,然後發送到電腦或行動裝置進行儲存和數據處理。

分析 EEG 數據是研究認知過程的最佳方法。它可以幫助醫生建立醫學診斷、幫助研究人員了解構成人類行為基礎的大腦過程,並幫助個人提高生產力和健康水準。



EEG 是如何工作的?

您大腦中數以十億計的細胞會產生非常微小的電信號,這些電信號會形成稱為腦波的非線性圖案。在 EEG 測試期間,EEG 儀器會測量大腦外層大腦皮質的電活動。將 EEG 感測器放置在參與者的頭部,然後電極以非侵入方式檢測受試者的腦波。

EEG 感測器在一秒鐘內可以記錄多達數千張大腦產生的電活動快照。記錄下的腦波會被發送到放大器,然後發送到電腦或雲端以處理數據。這些放大的信號類似於波浪線,可以記錄在電腦、行動裝置或雲端資料庫中。

雲端運算軟體被認為是 EEG 數據處理中的一項關鍵創新,因為它允許對大規模記錄進行即時分析——在 EEG 測量的早期,腦波只是記錄在圖表紙上。在學術和商業研究中,EEG 系統通常將數據顯示為時間序列或持續的電壓流。

在圖表紙上記錄的 EEG 波

以數位方式記錄的 EEG 波

現代大腦視覺化軟體中的 EEG 波

為了繪製大腦的電活動圖,最好是從分佈在大腦表面周圍許多不同皮質結構的信號中獲取 EEG 測量值。

現代大腦視覺化時間序列圖中的 EEG 波


EEG 測量的腦波類型

EEG 設備的電極會捕捉以各種 EEG 頻率表示的電活動。使用一種稱為快速傅立葉變換(FFT)的演算法,可以將這些原始 EEG 信號識別為具有不同頻率的獨特波。頻率是指電振盪的速度,以每秒週期數為單位進行測量——1 赫茲(Hz)等於每秒一個週期。腦波按頻率分為四個主要類型:Beta 波、Alpha 波、Theta 波和 Delta 波。

以下段落討論與四個主要大腦頻率相關的一些功能。這些功能只是被發現與不同的腦頻率相關——頻帶與給定的大腦功能之間沒有一一對應的線性關係。


Beta 波(頻率範圍從 14 Hz 到約 30 Hz)

Beta 波與有意識或處於清醒、專注和警覺狀態最密切相關。低振幅 beta 波與主動集中注意力或忙碌或焦慮的心態有關。Beta 波也與運動決策(動作抑制和運動的感官反饋)相關。當使用 EEG 設備測量時,這些信號通常被稱為 EEG beta 波。


Alpha 波(頻率範圍從 7 Hz 到 13 Hz)

Alpha 波通常與放鬆、平靜和清醒的心態有關。Alpha 波可以在大腦枕骨和後部區域找到。Alpha 波可以透過閉上眼睛和放鬆來誘發,在思考、心算和解決問題等劇烈的認知過程中,它們很少出現。在大多數成年人中,alpha 波的頻率範圍為 9 到 11 Hz。當使用 EEG 設備測量時,這些通常被稱為 EEG alpha 波。


Theta 波(頻率範圍從 4 Hz 到 7 Hz)

介於 4 到 7 Hz 頻率範圍內的大腦活動被稱為 Theta 活動。在 EEG 測量中檢測到的 Theta 節律通常出現在年輕人中,特別是在顳葉區域和過度換氣期間。在年長者中,振幅大於約 30 毫伏(mV)的 theta 活動較少見,睡意朦朧時除外。當使用 EEG 設備測量時,這些通常被稱為 EEG theta 波。


Delta 波(頻率範圍高至 4 Hz)

Delta 活動主要發現在嬰兒中。在年長受試者中,Delta 波與深度睡眠階段有關。在失神發作(涉及短暫、突然的注意力喪失)患者的發作間期(兩次發作之間),也有 delta 波的記錄。

Delta 波的特徵是低頻(約 3 Hz)和高振幅。Delta 節律可能在清醒狀態下出現——它們對睜眼有反應,也可能因過度換氣而增強。當使用 EEG 設備測量時,這些通常被稱為 EEG delta 波。


使用 EEG 波了解大腦如何運作

EEG 顯示什麼?

您的大腦一直在吸收和處理資訊,甚至在您睡覺時也是如此。所有這些活動都會產生 EEG 感測器捕捉到的電信號。這使得大腦活動的變化能夠被捕捉到,即使沒有明顯的行為反應,例如動作或面部表情。

EEG 監測您大腦產生的電變化,但不監測想法或感受。它不會向您的大腦發送任何電。

檢測大腦主要皮質的活動對於獲得高品質的 EEG 數據至關重要。結果可以作為評估受外部刺激影響的情緒狀態的指標。


EEG 的簡史

早在 1875 年,醫生 Richard Caton 就在《英國醫學期刊》上發表了他在兔子和猴子身上進行實驗的研究結果,對大腦電活動現象的研究就已經展開。

1890 年,Adolf Beck 將電極直接放置在狗和兔子的腦部表面,以測試感覺刺激。他對波動的大腦電活動的觀察導致了腦波的發現,並使 EEG 成為一個科學領域。

德國生理學家和精神病學家 Hans Berger 被認為在 1924 年記錄了第一個世界人類 EEG 腦波。Berger 發明了腦電圖儀,這是一種記錄 EEG 信號的設備。作者 David Millet 在其著作《EEG 的起源》中將這項發明描述為「臨床神經科學史上最令人驚訝、最非凡且最重大的發展之一」。

第一個世界人類 EEG 記錄是由 Hans Berger 於 1924 年獲得的。上方的信號是 EEG,下方是 10 Hz 的計時信號。


Hans Berger 氏,世界上第一個記錄人類 EEG 腦波的人。

臨床腦電圖領域始於 1935 年。它源於神經科學家 Frederic Gibbs、Hallowell Davis 和 William Lennox 圍繞癲癇樣棘波、發作間期棘慢波和臨床失神 EEG 發作的三個週期進行的研究。Gibbs 和科學家 Herbert Jasper 得出結論,發作間期棘波是癲癇的獨特特徵。第一家 EEG 實驗室於 1936 年在麻省總醫院開設。

1947 年,美國 EEG 學會(現稱為 美國臨床神經生理學學會)成立,並舉行了第一屆國際 EEG 大會。

在 1950 年代,William Grey Walter 開發了 EEG 地形圖(EEG 的補充),這使得繪製大腦表面的電活動圖成為可能。這在 1980 年代很流行,但從未被主流神經學所採用。

Stevo Bozinovski、Liljana Bozinovska 和 Mihail Sestakov 是 1988 年第一批利用 EEG 儀器實現對物理對象控制的科學家。2011 年,科技企業家 Tan Le 和 Geoff Mackellar 博士創立了 Emotiv 公司,EEG 由此進入消費市場。

諸如耳機和帽子之類的 EEG 技術是 BCI(腦機介面)的組成部分。BCI 也被稱為 HMI(人機介面)、MMI(心靈機器介面)、BMI(腦機介面)和 DNI(直接神經介面)——DNI 可以解碼來自大腦和神經系統其他部分的信號。BCI 旨在透過對訓練有素的心智指令進行機器學習,來追蹤認知表現並控制虛擬和物理對象。

2017 年,四肢癱瘓的賽車手 Rodrigo Hübner Mendes 成為有史以來第一位僅使用腦波駕駛一級方程式賽車的人,這得益於 Emotiv EEG 耳機。


EEG 是用來做什麼的?

表現與健康

運動員、生物黑客和任何有興趣的消費者都可以使用 EEG 來「追蹤」他們的大腦活動,就像他們追蹤一天中行走的步數一樣。EEG 可以測量認知功能——例如注意力和分心、壓力和認知負荷(大腦在任何時刻對工作記憶施加的精神活動總容量)。這些發現可以揭示有關大腦如何應對日常生活中事件的寶貴見解。EEG 數據提供反饋,可用於設計經科學證實的策略,以減輕壓力、提高專注力或加強冥想。


消費者研究

EEG 數據可以成為獲取 消費者洞察的強大搜尋工具。大腦反應提供了前所未有的消費者反饋——其中,EEG 正被用來衡量消費者真正關注的事物與他們自我報告喜歡或注意到的事物之間的差距。將 EEG 與眼動追蹤、面部表情分析和心率測量等其他生物識別感測器結合使用,可以使公司完全了解客戶的行為。使用 EEG 等神經技術來研究消費者的反應被稱為 神經行銷學


醫療保健

因為 EEG 測試顯示了在受控程序期間的大腦活動,所以結果可能包含用於診斷各種大腦疾病的資訊。異常的 EEG 數據會透過不規則的腦波顯示出來。異常的 EEG 數據可能表明大腦功能障礙、頭部外傷、睡眠障礙、記憶問題、腦瘤、中風、失智症、癲癇等發作性疾病以及其他各種狀況。根據擬進行的診斷,醫生有時會將 EEG 與認知測試、大腦活動監測和 神經影像技術相結合。


癲癇發作診斷

經常向癲癇發作的患者推薦 EEG 測試。在這些情況下,醫生可能會進行 動態 EEG。動態 EEG 最長可連續記錄 72 小時,而傳統的 EEG 則持續 1 到 2 小時。允許患者戴著 EEG 耳機在自己家中走動。延長記錄時間可增加記錄到異常大腦活動的可能性。因此,動態 EEG 常用於診斷癲癇(EEG 癲癇)、發作性疾病或睡眠障礙。


睡眠障礙的睡眠研究

EEG 睡眠研究或「多導睡眠圖」測試除了進行大腦掃描外,還會測量身體活動。在整夜的程序中,EEG 技術人員會監測您的心率、呼吸和血液中的氧氣含量。 多導睡眠圖 主要用於醫學研究以及作為睡眠障礙的診斷測試。


定量神經科學

由於 EEG 測量的是大腦外層(大腦皮質)的電活動,因此它可以從您的頭皮收集腦波。透過將 EEG 大腦測試與其他大腦監測技術的數據相結合,研究人員可以對我們大腦以及身體中發生的複雜相互作用獲得全新的見解。

這正是定量腦電圖(qEEG)旨在實現的目標。定量 EEG 的記錄方式與傳統 EEG 一樣。使用機器學習,qEEG 將您的腦波與同性別和年齡範圍但沒有大腦功能障礙的個人的腦波進行比較。qEEG 過程透過定量比較創建您的大腦「地圖」。這個過程在被稱為 計算神經科學的神經科學子領域中很常見。

EEG 電極的放置是成功進行 qEEG 的關鍵部分。傳統的 EEG 導極放置遵循 10-20 系統,這是將電極連接到頭皮的國際公認標準。「10-20」是指 EEG 導極之間的距離為顱骨總距離的 10% 或 20%。

設備上的電極數量可能會有所不同——有些 EEG 記錄系統可以有多達 256 個電極。qEEG 的記錄使用一個擁有 19 個感測器的頭罩來收集您頭皮所有 19 個區域的數據。因為 EEG 導極會放大放置位置的信號,所以獲取 qEEG 大腦對應圖可以在大腦水平上識別出在行為和/或認知水平上觀察到的功能障礙原因。


學術研究

異常的 EEG 結果並非 EEG 測試結果所能派生出的唯一有價值資訊。許多研究人員在他們的研究中使用正常的 EEG,包括 1957 年一項關於 REM 睡眠期間大腦活動的突破性研究。

正如在關於 EEG 測量腦波類型的部分中介紹的那樣,研究 EEG 記錄可以揭示大腦信號中包含的一系列頻率。這些頻率反映了不同的注意力和認知狀態。例如,研究人員在調查冥想期間的神經學反應(EEG 冥想)時,監測了 gamma 波段活動(通常與有意識的注意力相關)。

Gamma 波段活動與身心表現的巔峰狀態相關。在受試者佩戴 EEG 設備練習深度冥想的實驗中,人們提出了 gamma 波與意識體驗或超然精神狀態相關的理論。然而,學術研究人員對 gamma 波段活動與哪些認知功能相關還沒有達成共識。

研究人員需要一種方法來處理和應對他們收集到的一切豐富的大腦數據——甚至與不同的機構分享。「神經資訊學」是為 神經科學數據提供計算工具和數學模型的研究領域。神經資訊學旨在創建用於組織資料庫、數據共享和數據建模的技術。它涉及大量的資料,因為「神經科學」被廣泛定義為神經系統的科學研究。神經科學的子領域之一包括認知心理學,它使用 EEG 等神經影像學方法來分析大腦和神經系統的哪些部分是哪些認知過程的基礎。


市場研究:利用 EEG 耳機了解情緒與認知狀態


EEG 測試過程

為 EEG 程序做好準備

以下關於 EEG 監測、解讀和結果的章節包含了在醫療保健環境中接受 EEG 測試的受眾所需的資訊。為測試做好準備的最佳方式,始終是向測試管理人員索取具體的準備說明。準備工作說明可能因使用案例而異——例如,用於消費者研究、學術研究或表現和健康的 EEG 記錄,可能要求受試者保持活躍,而不是躺下。

像 Emotiv 這樣的公司引領了 EEG 技術的進步,使進行、處理和解讀測試變得更快速、更便利。Emotiv 的行動和無線 EEG 耳機可在不到五分鐘的時間內設定完成,並能讓參與者自由活動,而不會將其限制在測試設施中。

在進行 EEG 測試之前,請告訴測試管理專業人員(無論是醫生、雇主還是研究人員)您服用的任何常規藥物。建議您在手術前一天晚上洗頭,並不要留有任何美髮產品。測試前至少 8 小時內避免飲用或食用任何咖啡因。如果您必須在 EEG 程序中睡覺,您可能會被指示限制前一天晚上的睡眠,以確保您的大腦在測試期間能夠適當地放鬆。


EEG 監測

在 EEG 程序期間,您不會感到疼痛或不適。在臨床 EEG 程序中,您將躺在床或躺椅上,並被指示閉上眼睛。EEG 技術人員會測量您的頭部,並標記放置導極的位置。

測試開始時,電極會記錄您的腦波並將活動發送到記錄儀器上。隨後,EEG 儀器會將數據轉換為波形圖,以便進行解讀。記錄完成後,技術人員將從您的頭皮上取下電極。

在科學或臨床環境中,常規的 EEG 測試需要 30 到 60 分鐘才能完成,其中包含大約 20 分鐘的初始設定時間。針對消費者、個人表現和工作場所研究進行的 EEG 測試,其持續時間可能會更短或更長,具體取決於測試目的。Emotiv 的無線 EEG 耳機支援針對這些使用案例的快速設定(少於五分鐘)。

程序完成後,應該不需要復原時間。如果您為了在測試期間入睡而服用了會導致嗜睡的藥物,測試管理人員可能會建議您在設施中等待,直到藥效消失,或者請人開車送您回家。

EEG 測試的副作用很少見。電極不會產生任何感覺;它們只記錄大腦活動。癲癇患者在程序期間可能會因閃光等刺激而引發癲癇發作。在 EEG 測試期間發生癲癇發作並不可怕——它實際上可以幫助醫生診斷癲癇的類型,並據此量身定制治療方案。


EEG 解讀與程序結果

如果您出於臨床原因被建議進行 EEG 測試,您的測試結果將由專攻神經學的醫生進行解讀。神經學家將研究該記錄,以尋找正常和異常的大腦模式。大腦波形圖透過其波形的特徵非常容易辨識。例如,爆發抑制模式(常在處於非活躍大腦狀態(如昏迷或全身麻醉)的患者中觀察到)顯示短暫的尖峰(爆發)與平坦期(抑制)交替出現。

不同類型的癲癇具有不同的 EEG 模式特徵。棘慢波模式(一種廣泛的、對稱的 EEG 模式)常在失神發作期間觀察到,此時人會經歷短暫的意識喪失。局灶性發作(其中癲癇活動僅影響大腦的一個區域)的特徵是,在與該區域相關聯的 EEG 數據通道中出現低電壓、快速的節律模式。

隨後,神經學家會將 EEG 測量結果發送回預約測試的醫生。您的醫生可能會安排一次預約,與您一起查看 EEG 影像並討論結果。根據您的病情,可能建議您將一種名為 EEG 神經回饋或生物回饋的服務作為後續行動。例如,想要加強與專注力相關之腦波模式的人,可能會接受針對 ADHD 的神經回饋治療

生物回饋療法可幫助受試者控制不自主的身體過程。例如,經歷高血壓的受試者可以在監控器上查看其身體測量值,該監控器接收來自其皮膚上電極的數據。監控此活動有助於教授可以緩解症狀的放鬆和精神練習。

同樣地,神經回饋依靠 EEG 來訓練大腦更好地發揮功能。在這種訓練中,患者連接到 EEG 儀器上,並正在查看其運作中的大腦活動。這通常類似於一種影像遊戲,患者正在用他們的大腦「玩」遊戲,以控制他們的大腦活動。患者試圖改善與大腦功能障礙相關的大腦頻率,就像運動員鍛鍊弱小的肌肉一樣。通常建議將 EEG 神經回饋用於癲癇、躁鬱症、ADHD 和自閉症等病症。雖然它可以幫助改善這些疾病,但它不能治癒它們。


不同類型的 EEG 設備

EEG 儀器以幾種不同的 穿戴式 EEG 設備形式出現。最高層次的區別在於臨床 EEG 設備(用於醫療保健和科學研究環境)與消費級 EEG 設備(用於消費者研究、學術研究以及表現與健康)之間的差異。使用臨床設備時,參與者在佩戴設備時無法移動,並且需要在受控且有屏蔽的環境中收集數據,以避免信號失真。像 Emotiv 的無線耳機這樣的消費級 EEG 設備允許使用者在任何地方監控大腦活動。

不同類型穿戴式 EEG 設備之間的差異是有必要的,這可以滿足使用 EEG 系統之專業人員的要求以及收集數據之環境的要求。例如,與消費者研究人員相比,神經學家和神經科學家通常需要更高密度的感測器來執行數據分析。除了 EEG 電極的放置外,EEG 系統之間還有一些其他值得注意的差異需要考慮。


EEG 帽子與 EEG 耳機

EEG 帽子與 EEG 耳機之間有什麼區別?這兩種最常見的穿戴式 EEG 設備類型之間的主要區別在於電極的數量。耳機的電極數量通常在 5 到 20 個之間。帽子可以支援更多的感測器,因為它們有用於放置電極的更大表面積。EEG 帽子(如 Emotiv Epoc Flex)提供可移動的感測器以進行靈活的定位。 Emotiv Insight 和 Epoc X 耳機中的感測器組態是固定的。


Epoc Flex

凝膠或生理食鹽水感測器


EPOC+ 和 Epoc X

生理食鹽水感測器


濕式與乾式 EEG 電極

EEG 設備主要使用濕式或乾式電極。有一種新開發的電極形式被稱為「紋身電極」,它們是像臨時紋身一樣貼在皮膚上的印刷電極。濕式電極可以提供更高的數據準確性,因為它們使用導電膠來與頭皮進行更好的接觸。濕式電極大多用於臨床和研究環境。乾式電極不需要導電膠。具有乾式電極的 EEG 設備常被用於 EEG 消費者研究,因為它們的設定時間更快。研究人員正不斷比較濕式與乾式 EEG 電極的優缺點。


有線與無線 EEG 設備

在 EEG 的早期階段,患者必須在臨床環境中連接到 EEG 儀器上。現在,無線 EEG 測試已成為可能,因為 EEG 信號可以被數位化並傳送到智慧型手機、電腦或雲端等記錄儀器。可以使用可攜式 EEG 在各種環境中進行測試。您可以進行受試者佩戴 無線 EEG 耳機並在公園中散步的實驗,受試者的活動將僅受到數據傳輸範圍的限制。如果您需要控制測試環境以施加閃光等刺激,您可能會選擇臨床環境——在這種情況下,使用有線 EEG 儀器沒有任何限制。


有線 EEG 耳機

電纜連接


無線 Emotiv EEG 耳機

藍牙無線技術


EEG 測量與其他大腦測量技術的比較

EEG 測量的優勢在於,它是我們目前可用的對大腦活動最具非侵入性的測量方法,並能在相關的認知過程期間提供大量的定量資訊。研究大腦功能的神經影像技術和研究方法還包括:

  • 功能性磁振造影(fMRI)

  • 腦磁圖(MEG)

  • 核磁共振波譜法(NMR 或 MRS)

  • 皮質腦電圖

  • 單光子電腦斷層掃描(SPECT)

  • 正子斷層掃描(PET)

  • 近紅外光光譜儀(NIRS)

  • 事件相關光學信號(EROS)


EEG 的優勢

儘管 EEG 的空間敏感度相對較低,但與此前列出的一些大腦影像和研究方法相比,它具有多項優勢:

  • 與 fMRI 相比,EEG 具有非常高的時間解析度。它可以捕捉到大腦在毫秒級速度下發生的快速反應,這使得它能夠精確地同步大腦中和環境中所發生的事情。在臨床和研究環境中,EEG 的記錄取樣率在 250 到 2000 Hz 之間。如果需要,更現代的 EEG 數據收集系統可以記錄 20,000 Hz 以上的取樣率。

  • 硬體成本和總擁有成本(TCO)顯著降低。

  • 與皮質腦電圖不同,EEG 數據是以非侵入性方式收集的,皮質腦電圖需要進行神經外科手術才能將電極直接放置在大腦表面。

  • 行動 EEG 感測器可以使用的場所比 fMRI、SPECT、PET、MRS 或 MEG 更多,因為這些技術依賴於沈重、昂貴且不可移動的設備。

  • EEG 是無聲的,允許研究對聽覺刺激的反應。

  • 與 fMRI 和 MRI 相比,EEG 儀器周圍沒有物理危險。fMRI 和 MRI 是強大的磁鐵,無法供裝有心律調節器等金屬裝置的患者使用。

  • fMRI、PET、MRS 和 SPECT 可能會加劇幽閉恐懼症,從而損害測試結果。EEG 不會誘發幽閉恐懼症,因為受試者不會被限制在狹小的空間內。

  • 與大多數其他神經影像技術不同,消費級 EEG 掃描允許受試者在測試期間有更多的活動。

  • 與正子斷層掃描不同,EEG 不涉及接觸放射性配體,也不像 MRI 或 fMRI 那樣涉及接觸高水平磁場。

  • EEG 不涉及暴露於高強度(>1 特斯拉)磁場。

  • 與行為測試方法相比,EEG 可以檢測隱蔽處理(不需要做出反應的處理)。這種技術也用於無法做出運動反應的受試者。

  • EEG 的消費者使用門檻較低,因此是在日常生活的不同活動中追蹤和記錄大腦活動的強大工具,從而帶來了幾乎無限數量的應用。

  • EEG 睡眠分析可以表明大腦發育時機的重要方面,包括評估青少年的大腦成熟度。

  • 與 fMRI 中使用的 BOLD(血氧水平依賴性)成相相比,人們對使用 EEG 測量的精確信號有更好的理解。


EEG 遊戲

EEG 技術已被應用於電子遊戲世界,以用於醫療和娛樂目的。公司正在使用 EEG 來提供在 VR、AR 和 BCI 中與電子遊戲互動的方法。EEG 儀器檢測信號,軟體中的演算法解讀您的腦波,以控制您屏幕上的頭像。

Emotiv 的 EPOC 耳機是第一個 高保真腦機介面(BCI),它可以監控和解讀有意識與無意識的想法和情緒。BCI 技術可以檢測 30 種不同表情、情緒和動作的複雜腦波。這種檢測是透過機器學習實現的。機器學習演算法經過訓練,可以識別在參與者處理各種表情、情緒和動作時發生的大腦模式。

當演算法在其數據集中捕捉到 EEG 腦波時,BCI 可以將該模式與物理或數位指令相關聯。例如,想一個像「推!」這樣的觸發詞,會讓您的頭像把一個物體推開它的路徑。


TechCrunch TV:使用 EEG 技術的意念控制設備及更多


EEG 使用案例

EEG 測量有許多現代應用。一些著名的 EEG 使用案例包括:

  • 神經科學

  • 大腦教育計劃

  • 神經行銷學

  • 睡眠研究

  • 腦機介面(BCI)

  • 認知表現

  • 自我量化

  • 情緒狀態

  • ADHD 治療

  • 神經系統疾病

  • 腦波夾帶

  • 認知行為療法

  • 神經資訊學

  • 腦波遊戲

  • AR 和 VR 補充

  • 吞嚥困難與失智症

  • 中風復健

  • 工作記憶測試(N-back)


請注意:這只是關於 EEG 的一般資訊。Emotiv 產品僅適用於研究應用和個人用途。根據歐盟指令 93/42/EEC 的定義,我們的產品不作為醫療設備銷售。我們的產品並非專為診斷或治療疾病而設計,亦不適用於診斷或治療疾病。