***免责声明 - EMOTIV 产品仅用于研究应用和个人使用。我们的产品不作为医疗设备销售，符合欧盟指令 93/42/EEC 的定义。我们的产品不是为诊断或治疗疾病而设计或打算使用的。
脑电图定义
脑电图（EEG）是“电生理图”（electroencephalography）的缩写，是记录大脑电活动的电生理过程。EEG 测量大脑产生的电活动变化。电压变化来自于一些被称为神经元的脑细胞之间和内部的离子电流。
什么是 EEG？
EEG 测试评估大脑的电活动。EEG 扫描是通过在头皮上放置 EEG 传感器——也称为 EEG 电极的小金属圆盘——来进行的。这些电极拾取并记录大脑的电活动。收集的 EEG 信号被放大、数字化，然后发送到计算机或移动设备进行存储和数据处理。
分析 EEG 数据是研究认知过程的卓越方式。它可以帮助医生建立医疗诊断，帮助研究人员理解人类行为背后的大脑过程，并帮助个人提高生产力和健康。
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EEG 如何工作？
你大脑中的数十亿个细胞产生非常微弱的电信号，形成称为脑波的非线性模式。EEG 机器在 EEG 测试期间测量大脑皮层（大脑的外层）中的电活动。EEG 传感器放置在参与者的头部，然后电极非侵入性地检测受试者的脑波。
EEG 传感器可以在一秒钟内记录多达数千个电活动快照。记录的脑波被发送到放大器，然后到计算机或云端处理数据。放大的信号类似于波浪线，可以记录在计算机、移动设备或云数据库上。
云计算软件被认为是 EEG 数据处理中的重要创新，因为它允许对录音进行实时分析——在 EEG 测量的早期阶段，波形仅在图表纸上记录。EEG 系统在学术和商业研究中，通常将数据以时间序列的形式显示，或者作为连续的电压流。
在图表纸上记录的 EEG 波
数字记录的 EEG 波
现代大脑可视化软件中的 EEG 波
为了绘制大脑的电活动图，最好从遍布大脑表面的许多不同皮层结构获取 EEG 测量。
现代大脑可视化时间序列图中的 EEG 波
EEG 测量的脑波类型
EEG 设备的电极捕捉以各种 EEG 频率表达的电活动。使用名为快速傅里叶变换（FFT）的算法，可以将这些原始 EEG 信号识别为具有不同频率的独特波。频率，指电振荡的速度，以每秒周期为单位测量——1 赫兹（Hz）等于每秒一个周期。脑波按频率分为四种主要类型：β、α、θ 和 δ。
以下段落讨论与四种主要脑频率相关的一些功能。这些功能只是被发现与不同的脑频率相关——频率带与大脑给定功能之间没有一对一的线性对应关系。
β 波（频率范围从 14 Hz 到约 30 Hz）
β 波最密切与意识状态或清醒、注意和警觉状态相关。低幅度的 β 波与积极集中或忙碌或焦虑的心态相关。β 波也与运动决策（抑制运动和运动的感觉反馈）相关。当通过 EEG 设备测量时，这些信号通常被称为 EEG β 波。
α 波（频率范围从 7 Hz 到 13 Hz）
α 波通常与放松、平静和清晰的心态相关。α 波可以在大脑的枕部和后部区域找到。闭眼放松时会产生 α 波，并且在思考、思维计算和解决问题等强烈的认知过程中，这些波往往很少出现。在大多数成年人中，α 波的频率范围为 9 到 11 Hz。当通过 EEG 设备测量时，通常将其称为 EEG α 波。
θ 波（频率范围从 4 Hz 到 7 Hz）
在 4 Hz 到 7 Hz 之间的频率范围内的大脑活动被称为 θ 活动。EEG 测量中检测到的 θ 节律通常在年轻人中发现，特别是在颞部区域和在过度通气时。在老年人中，幅度大于约 30 毫伏（mV）的 θ 活动不常见，除非在困倦期间。当通过 EEG 设备测量时，通常被称为 EEG θ 波。
δ 波（频率范围最多 4 Hz）
δ 活动主要在婴儿中发现。δ 波与老年人的深度睡眠阶段相关。已记录在患有缺席癫痫的患者中的 δ 波在发作之间出现，这涉及短暂、突然的注意力缺失。
δ 波的特征是低频率（约 3 Hz）、高幅度波。δ 节律在清醒时可能存在——对睁眼反应，并可能在过度通气时增强。当通过 EEG 设备测量时，通常被称为 EEG δ 波。
使用 EEG 波理解大脑如何工作
EEG 显示什么？
你的大脑不断吸收和处理信息，即使在睡觉时。所有这些活动都会产生电信号，EEG 传感器会捕捉到。这使得大脑活动的变化能够被捕捉到，即使没有可见的行为反应，例如运动或面部表情。
EEG 监测你大脑产生的电活动，但不监测思想或情感。它不会向你的大脑发送任何电流。
检测大脑主要皮层的活动对于获得高质量的 EEG 数据至关重要。结果可以作为评估受到外部刺激影响的情绪状态的指标。
EEG 简史
关于大脑电活动现象的研究早在 1875 年就开始于动物身上，当时医生理查德·凯顿在《英国医学杂志》上发表了他在兔子和猴子身上的实验结果。
在 1890 年，阿道夫·贝克将电极直接放置在犬和兔的大脑表面，以测试感官刺激。他对波动的电脑活动的观察导致了脑波的发现，并使 EEG 成为一个科学领域。
德国生理学家和精神病学家汉斯·伯格在 1924 年记录了第一组人类 EEG 脑波。伯格发明了脑电图（electroencephalogram），这是一种记录 EEG 信号的设备。在他的书《EEG 的起源》中，作者大卫·米列特将这一发明描述为“临床神经病学史上最令人惊讶、显著和重要的发展之一”。
1924 年汉斯·伯格获得的第一份人类 EEG 记录。上部信号是 EEG，下部是 10 Hz 定时信号。
汉斯·伯格，第一个记录人类脑波的人。
临床脑电图学领域于 1935 年开始。它源于神经科学家弗雷德里克·吉布斯、哈洛威尔·戴维斯和威廉·伦诺克斯围绕癫痫样尖峰、发作间歇尖峰波和三次临床缺席 EEG 发作的研究。吉布斯和科学家赫伯特·贾斯珀得出的结论是，发作间歇尖峰是癫痫的独特特征。第一家 EEG 实验室于 1936 年在马萨诸塞州总医院开设。
1947 年，美国 EEG 协会（现在被称为 美国临床神经生理学会）成立，并举行了第一次国际 EEG 大会。
在 1950 年代，威廉·格雷·沃尔特开发了 EEG 拓扑图，这是一种 EEG 的补充，允许对大脑表面电活动的绘制。这在1980 年代很流行，但从未被主流神经科学采用。
斯特沃·博津诺夫斯基、莉莉亚娜·博津诺夫斯基和米哈伊尔·赛斯塔科夫是 1988 年第一批利用 EEG 机器控制物体的科学家。2011 年，当科技企业家谭乐和杰夫·麦克拉尔推出 EMOTIV 公司时，EEG 进入了消费市场。
EEG 技术，如耳机和帽子，是 BCI（脑-计算机接口）的组成部分。BCI 也被称为 HMI（人机界面）、MMI（思想-机器接口）、BMI（大脑-机器接口）和 DNI（直接神经接口）——DNI 可以解码来自大脑和神经系统其他部分的信号。BCI 旨在跟踪认知表现，并通过学习训练的心理命令控制虚拟和物理对象。
2017 年，四肢瘫痪赛车手罗德里戈·休布纳·门德斯成为第一个仅使用脑波驾驶 F1 赛车的人，得益于 EMOTIV EEG 耳机。
EEG 用于什么？
性能与健康
运动员、生物黑客和任何感兴趣的消费者可以使用 EEG 来“跟踪”他们的大脑活动，就像他们可能在一天内跟踪步数一样。EEG 可以测量认知功能，例如，注意力与注意力分散、压力与认知负荷（大脑在任何时刻对工作记忆施加的总能力）。这些发现可以揭示大脑如何对日常生活事件做出反应的宝贵见解。EEG 数据提供的反馈可以用于设计科学指导的策略，以减少压力、提高专注力或增强冥想。
消费者研究
EEG 数据可以作为一个强大的 消费者洞察搜索工具。大脑反应提供了前所未有的消费者反馈——因为 EEG 正在用于测量消费者真正关注的内容与他们自我报告的喜欢或注意之间的差距。将 EEG 与其他生物传感器如眼动追踪、面部表情分析和心率测量结合在一起，可以为公司提供消费者行为的全面理解。研究消费者反应使用 EEG 的神经技术称为 神经营销。
医疗保健
因为 EEG 测试在受控程序中显示大脑活动，结果可以包含用于诊断各种脑障碍的信息。异常的 EEG 数据通过不规则的脑波显示。异常的 EEG 数据可能表明大脑功能障碍、头部创伤、睡眠障碍、记忆问题、脑肿瘤、中风、痴呆、癫痫等各种疾病的迹象。根据预期诊断，医生有时会将 EEG 与认知测试、大脑活动监测和 神经成像技术结合使用。
癫痫发作诊断
EEG 测试通常推荐给经历癫痫活动的患者。在这些情况下，医生可能会进行 动态 EEG。动态 EEG 连续记录长达 72 小时，而传统 EEG 持续 1-2 小时。患者被允许在自己的家中移动，同时佩戴 EEG 耳机。延长记录时间增加了记录异常脑活动的可能性。因此，动态 EEG 通常用于诊断癫痫（EEG 癫痫）、癫痫发作或睡眠障碍。
睡眠研究用于睡眠障碍
EEG 睡眠研究或“多导睡眠监测”测试测量身体活动以及进行大脑扫描。EEG 技术员监测你在过夜过程中的心率、呼吸和血液中的氧气水平。 多导睡眠监测 主要用于医学研究和作为诊断睡眠障碍的测试。
定量神经科学
由于 EEG 测量大脑外层（大脑皮层）的电活动，它可以从你的头皮上捕捉脑波。通过将 EEG 脑测试与其他大脑监测技术的数据结合，研究人员可以获得对我们大脑内部复杂相互作用的新见解，也包括我们身体的情况。
这正是定量脑电图（qEEG）旨在实现的目标。定量 EEG 记录你的脑波，就像传统 EEG 一样。通过机器学习，qEEG 将你的脑波与没有大脑功能障碍的同一性别和年龄范围个体的脑波进行比较。qEEG 的过程通过定量比较创建你大脑的“地图”。这一过程在神经科学的亚学科中称为 计算神经科学。
EEG 电极的放置是成功的 qEEG 的关键部分。传统 EEG 导线放置遵循 10-20 系统，这是一个国际公认的标准，用于在你的头皮上施加连接电极。“10-20”指 EEG 导线之间的距离占头骨总距离的 10% 或 20%。
设备上的电极数量可能会有所不同——某些 EEG 记录系统可以拥有多达 256 个电极。qEEG 的记录使用了 19 感应帽，从你的头皮的所有 19 个区域收集数据。由于 EEG 导线会放大从其放置的部位发出的信号，因此获取的 qEEG 大脑映射可以在大脑层面上识别观察到的功能障碍原因，该原因在行为和/或认知层面上表现出来。
学术研究
异常的 EEG 结果并不是从 EEG 测试结果中得出的唯一有价值的信息。许多研究人员在他们的研究中使用正常的 EEG，包括 1957 年一项关于 REM 睡眠期间大脑活动的开创性研究。
如同在 EEG 测量的脑波类型部分介绍的，研究 EEG 记录揭示了脑信号中包含的一系列频率。这些频率反映了不同的注意和认知状态。例如，研究人员在调查冥想期间的神经反应（EEG 冥想）时监测伽玛带活动（通常与意识注意相关）。
γ 波活动与最高的心理或身体表现相关。穿着 EEG 设备的被试在进行深度冥想时的实验引发了 γ 波与意识体验或超验心理状态相关联的理论。然而，学术研究人员对于 γ 波活动与哪些认知功能相关没有一致的意见。
研究人员需要一种方法来处理和处理和收集的丰富大脑数据——甚至与不同的机构分享。“神经信息学”是提供计算工具和数学模型用于 神经科学数据的研究领域。神经信息学旨在创建组织数据库、数据共享和数据建模的技术。它涉及多种数据，因为“神经科学”被广泛定义为对神经系统的科学研究。神经科学的一个亚学科包括认知心理学，它使用神经成像方法（如 EEG）分析大脑和神经系统的哪个部分与哪些认知过程相关。
市场研究：利用 EEG 耳机理解情感与认知状态
EEG 测试过程
准备 EEG 程序
EEG 监测、解释和结果的后续部分包括针对在医疗保健环境中进行 EEG 测试的受众的信息。准备测试的最佳方法始终是询问测试管理员的具体准备说明。准备的说明可能因使用案例而异——例如，消费研究、学术研究或性能和健康的 EEG 记录可能要求受试者在活动而不是躺平。
像 EMOTIV 这样的公司在 EEG 技术方面开创了前进，使测试的进行、处理和解释变得更加迅速和方便。EMOTIV 的移动和无线 EEG 耳机可以在五分钟内设置完毕，使参与者能够自由活动，而不是限制他们在测试设施内。
在 EEG 测试之前，告知专业人员 administering 测试——无论是医生、雇主还是研究人员——关于你所服用的任何常规药物。建议在手术前一天洗头，并保持头发无任何产品。避免在测试前至少 8 小时饮用或食用含咖啡因的食物。如果你必须在 EEG 程序中睡觉，可能会被告知限制前一天晚上的睡眠，以确保你的大脑在测试过程中可以适当放松。
EEG 监测
在 EEG 程序中你不会感到任何疼痛或不适。在临床 EEG 程序中，你将躺在床上或躺椅上，并被指示闭上你的眼睛。EEG 技术员测量你的头部并标记电极的应用位置。
测试开始时，电极记录你的脑波，并将活动发送到记录机器。EEG 机器然后将数据转换为波形模式进行解释。录音完成后，技术员将移除你头皮上的电极。
科学或临床环境中的常规 EEG 测试通常需要 30-60 分钟，包括约 20 分钟的初始设置时间。为消费者、个人性能和工作场所研究进行的 EEG 测试可能因测试目的而较短或较长。EMOTIV 的无线 EEG 耳机支持这些使用场景更快的设置（少于五分钟）。
在程序后不会需要恢复时间。如果你服用了导致嗜睡的药物来在测试期间入睡，测试管理员可能建议在设施内等待，直到药物效应消退或请人送你回家。
EEG 测试的副作用很少。电极不会产生任何感觉；它们只记录脑活动。癫痫患者可能在程序中受到闪烁光等刺激的影响而发生癫痫发作。 EEG 测试中的癫痫发作并不可怕——它实际上可以帮助医生诊断癫痫的类型，并相应地调整治疗。
EEG 解释和程序结果
如果因临床原因推荐进行了 EEG 测试，结果将由专门研究神经系统的医生进行解释。神经学家将研究记录以识别正常和异常脑模式。脑波模式很容易识别，因为它们的波形特征。例如，爆发抑制模式，这在处于昏迷或全身麻醉等无脑功能状态的患者中常被观察到，显示出短暂的峰值（爆发）与平坦期（抑制）交替出现。
不同类型的癫痫具有独特的 EEG 模式。尖峰波模式——一种广泛的、对称的 EEG 模式——常在缺席性癫痫发作期间被观察到，这种癫痫发作中一个人会经历短暂的意识丧失。部分局灶性癫痫发作，其中癫痫发作活动只影响大脑的一个区域，特征是产生于与该区域相关的 EEG 数据通道中的低电压、快速节律模式。
神经学家然后将 EEG 测量数据返回给下达测试的医生。你的医生可能会安排一个预约，审查 EEG 图像并与你讨论结果。根据你的病情，你可能会被推荐做 EEG 神经反馈或生物反馈作为后续服务。例如，想要 增强与专注力相关的脑波模式的人可能会参与神经反馈 ADHD 治疗。
生物反馈疗法帮助受试者控制不自主的身体过程。以高血压为例，受试者可以在监视器上查看通过皮肤上的电极接收数据的身体测量值。监测这种活动有助于教授放松和精神练习，以缓解症状。
类似地，神经反馈依赖于 EEG 训练大脑更好地运作。在这次训练中，患者连接到 EEG 机器，并观察自己大脑活动的动态。这通常类似于一种电子游戏，患者通过“大脑”玩游戏来控制其大脑活动。患者试图改善与大脑功能障碍相关的脑频率，像运动员一样锻炼虚弱的肌肉。 EEG 神经反馈通常推荐用于癫痫、双相情感障碍、ADHD 和自闭症等问题。尽管可以帮助这些疾病，但无法治愈它们。
不同类型的 EEG 设备
EEG 机器有几种不同形式的 可穿戴 EEG 设备。最高级别的区别在于临床 EEG 设备（在医疗保健和科学研究环境中使用）和消费 EEG 设备（在消费研究、学术研究和性能与健康中使用）之间的区别。使用临床设备时，参与者不能移动，数据需要在受控和屏蔽的环境中收集，以避免信号失真。像 EMOTIV 的无线耳机这样的消费 EEG 设备使用户可以在任何地方监测大脑活动。
不同类型的可穿戴 EEG 设备之间的变化是必要的，以支持使用 EEG 系统的专业人员的需求以及收集数据的环境。例如，神经科医生和神经科学家通常需要比消费研究人员执行数据分析时更高的传感器密度。除了 EEG 电极的放置，还有一些其他显著的变种 EEG 系统需要考虑。
EEG 帽子VS. EEG 耳机
EEG 帽子和 EEG 耳机之间有什么区别？这两种最常见的可穿戴 EEG 设备之间的主要区别在于电极数量。耳机的范围通常为 5-20 个电极。帽子可以支持更多的传感器，因为它们具有更大的电极放置面积。EEG 帽子，如 EMOTIV EPOC FLEX 提供可移动传感器以便灵活定位。 EMOTIV INSIGHT 和 EPOC X 耳机的传感器配置是固定的。
EPOC Flex
湿或盐水传感器
EPOC+ 和 EPOC X
盐水传感器
湿 VS. 干 EEG 电极
EEG 设备主要使用湿电极或干电极。目前有一种新开发的电极形式称为“纹身电极”，这是一种像临时纹身一样应用的印刷电极。湿电极由于使用粘合剂胶水与头皮更好接触而允许更好的数据准确性。湿电极主要用于临床和研究环境。干电极无需粘合剂胶水。使用干电极的 EEG 设备通常用于 EEG 消费研究，因为它们允许更快的设置时间。研究人员持续比较湿电极与干电极的优缺点。
有线与无线 EEG 设备
在 EEG 的早期阶段，患者必须在临床环境中连接到 EEG 机器。现在可以进行无线 EEG 测试，因为 EEG 信号可以数字化并像智能手机、计算机或云一样发送到记录机器。使用便携式 EEG 可以在各种环境中进行测试。你可以进行实验让受试者佩戴 无线 EEG 耳机 并在公园里散步，而受试者的运动只受数据传输范围的限制。如果需要控制测试环境以施加刺激，例如闪烁灯光，可以选择临床环境，在这种情况下，使用有线 EEG 机器没有任何限制。
有线 EEG 耳机
电缆连接
无线 EMOTIV EEG 耳机
蓝牙无线技术
EEG 测量与其他大脑测量技术
EEG 测量的优势在于它是我们所拥有的对大脑活动的侵入性最少的测量，也提供在相关认知过程中大量的定量信息。研究大脑功能的其他方法包括：
功能性磁共振成像 (fMRI)
磁脑电图 (MEG)
核磁共振波谱 (NMR 或 MRS)
皮层脑电图
单光子发射计算机断层扫描 (SPECT)
正电子发射断层扫描 (PET)
近红外光谱 (NIRS)
与事件相关的光学信号 (EROS)
EEG 的优点
尽管 EEG 的空间灵敏度相对较低，但它相比上述一些脑成像和脑研究技术拥有多个优势：
EEG 相较于 fMRI 具有非常高的时间分辨率。它可以以毫秒的速度捕捉到大脑的快速反应，从而能够准确同步大脑与环境中所发生的事情。临床和研究环境中的 EEG 记录采样率在 250 Hz 到 2000 Hz 之间。现代 EEG 数据收集系统可以在需要时以超过 20000 Hz 的速度进行记录。
显著较低的硬件成本和总拥有成本（TCO）。
与皮层脑电图不同，EEG 数据的收集是非侵入式的，后者需要神经外科手术将电极直接放置在大脑表面。
移动 EEG 传感器可以在比 fMRI、SPECT、PET、MRS 或 MEG 更为广泛的地方使用，因为这些技术依赖于笨重、昂贵且不可移动的设备。
EEG 是静音的，以便于研究对听觉刺激的反应。
与 fMRI 和 MRI 相比，EEG 机器没有物理危险。 fMRI 和 MRI 是强力磁铁，使戴有金属器件（如心脏起搏器）的患者无法使用。
fMRI、PET、MRS 和 SPECT 可能会加重幽闭恐惧症，从而导致测试结果受到影响。 EEG 不会引起幽闭恐惧症，因为受试者并不被限制在狭小的空间中。
消费者 EEG 扫描允许更多受试者在测试期间活动，这与其他神经影像技术相比有所不同。
EEG 不涉及暴露于放射性配体，不像正电子发射断层扫描，也不涉及高强度磁场（>>1 特斯拉），如 MRI 或 fMRI。
EEG 不涉及暴露于高强度（>1 特斯拉）磁场。
与行为测试方法相比，EEG 可以检测隐秘的处理（不需要反应的处理）。该技术也适用于无法作出运动反应的受试者。
EEG 对消费者使用的门槛较低，因此它是一个强大的工具，可以在日常生活的不同活动中跟踪和记录大脑活动，允许几乎无限的应用。
EEG 睡眠分析可以指出大脑发育时机的显著方面，包括评估青少年大脑的成熟。
相比于 BOLD（血氧水平依赖）成像，EEG 对所测量信号的了解较好，后者用于 fMRI。
EEG 游戏
EEG 技术已被应用于游戏世界，以用于医学和娱乐目的。公司正在利用 EEG 提供在 VR、AR 和 BCI 中与视频游戏进行交互的方式。 EEG 机器检测信号，软件中的算法解释你的脑波以控制屏幕上的角色。
EMOTIV 的 EPOC 耳机是第一款 高保真脑-计算机接口 (BCI) ，能够监测和解释意识和无意识的思想与情感。BCI 可以检测 30 种不同表情、情感和动作的复杂脑波。这种检测是通过机器学习实现的。机器学习算法已经训练得以识别参与者在处理各种表情、情感和动作时所产生的脑电模式。
当算法在其数据集中捕捉到 EEG 脑波时，BCI 可以将该模式与物理或数字命令关联。例如，思考一个触发词“推！”将使你的角色把某个物体推开。
TechCrunch TV：使用 EEG 的思想控制设备等
EEG 用例
EEG 测量的现代应用有很多。一些显著的 EEG 用例包括：
神经科学
大脑教育项目
神经营销
睡眠研究
脑-计算机接口 (BCI)
认知表现
自我量化
情绪状态
ADHD 治疗
神经系统疾病
脑波引导
认知行为疗法
神经信息学
脑波游戏
增强现实和虚拟现实补充
吞咽困难和痴呆症
中风康复
工作记忆测试（N-back）
注意：这只是关于 EEG 的一般信息。EMOTIV 产品仅用于研究应用和个人使用。我们的产品不作为医疗设备销售，符合欧盟指令 93/42/EEC 的定义。我们的产品不是为诊断或治疗疾病而设计或打算使用的。
***免责声明 - EMOTIV 产品仅用于研究应用和个人使用。我们的产品不作为医疗设备销售，符合欧盟指令 93/42/EEC 的定义。我们的产品不是为诊断或治疗疾病而设计或打算使用的。
脑电图定义
脑电图（EEG）是“电生理图”（electroencephalography）的缩写，是记录大脑电活动的电生理过程。EEG 测量大脑产生的电活动变化。电压变化来自于一些被称为神经元的脑细胞之间和内部的离子电流。
什么是 EEG？
EEG 测试评估大脑的电活动。EEG 扫描是通过在头皮上放置 EEG 传感器——也称为 EEG 电极的小金属圆盘——来进行的。这些电极拾取并记录大脑的电活动。收集的 EEG 信号被放大、数字化，然后发送到计算机或移动设备进行存储和数据处理。
分析 EEG 数据是研究认知过程的卓越方式。它可以帮助医生建立医疗诊断，帮助研究人员理解人类行为背后的大脑过程，并帮助个人提高生产力和健康。
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EEG 如何工作？
你大脑中的数十亿个细胞产生非常微弱的电信号，形成称为脑波的非线性模式。EEG 机器在 EEG 测试期间测量大脑皮层（大脑的外层）中的电活动。EEG 传感器放置在参与者的头部，然后电极非侵入性地检测受试者的脑波。
EEG 传感器可以在一秒钟内记录多达数千个电活动快照。记录的脑波被发送到放大器，然后到计算机或云端处理数据。放大的信号类似于波浪线，可以记录在计算机、移动设备或云数据库上。
云计算软件被认为是 EEG 数据处理中的重要创新，因为它允许对录音进行实时分析——在 EEG 测量的早期阶段，波形仅在图表纸上记录。EEG 系统在学术和商业研究中，通常将数据以时间序列的形式显示，或者作为连续的电压流。
在图表纸上记录的 EEG 波
数字记录的 EEG 波
现代大脑可视化软件中的 EEG 波
为了绘制大脑的电活动图，最好从遍布大脑表面的许多不同皮层结构获取 EEG 测量。
现代大脑可视化时间序列图中的 EEG 波
EEG 测量的脑波类型
EEG 设备的电极捕捉以各种 EEG 频率表达的电活动。使用名为快速傅里叶变换（FFT）的算法，可以将这些原始 EEG 信号识别为具有不同频率的独特波。频率，指电振荡的速度，以每秒周期为单位测量——1 赫兹（Hz）等于每秒一个周期。脑波按频率分为四种主要类型：β、α、θ 和 δ。
以下段落讨论与四种主要脑频率相关的一些功能。这些功能只是被发现与不同的脑频率相关——频率带与大脑给定功能之间没有一对一的线性对应关系。
β 波（频率范围从 14 Hz 到约 30 Hz）
β 波最密切与意识状态或清醒、注意和警觉状态相关。低幅度的 β 波与积极集中或忙碌或焦虑的心态相关。β 波也与运动决策（抑制运动和运动的感觉反馈）相关。当通过 EEG 设备测量时，这些信号通常被称为 EEG β 波。
α 波（频率范围从 7 Hz 到 13 Hz）
α 波通常与放松、平静和清晰的心态相关。α 波可以在大脑的枕部和后部区域找到。闭眼放松时会产生 α 波，并且在思考、思维计算和解决问题等强烈的认知过程中，这些波往往很少出现。在大多数成年人中，α 波的频率范围为 9 到 11 Hz。当通过 EEG 设备测量时，通常将其称为 EEG α 波。
θ 波（频率范围从 4 Hz 到 7 Hz）
在 4 Hz 到 7 Hz 之间的频率范围内的大脑活动被称为 θ 活动。EEG 测量中检测到的 θ 节律通常在年轻人中发现，特别是在颞部区域和在过度通气时。在老年人中，幅度大于约 30 毫伏（mV）的 θ 活动不常见，除非在困倦期间。当通过 EEG 设备测量时，通常被称为 EEG θ 波。
δ 波（频率范围最多 4 Hz）
δ 活动主要在婴儿中发现。δ 波与老年人的深度睡眠阶段相关。已记录在患有缺席癫痫的患者中的 δ 波在发作之间出现，这涉及短暂、突然的注意力缺失。
δ 波的特征是低频率（约 3 Hz）、高幅度波。δ 节律在清醒时可能存在——对睁眼反应，并可能在过度通气时增强。当通过 EEG 设备测量时，通常被称为 EEG δ 波。
使用 EEG 波理解大脑如何工作
EEG 显示什么？
你的大脑不断吸收和处理信息，即使在睡觉时。所有这些活动都会产生电信号，EEG 传感器会捕捉到。这使得大脑活动的变化能够被捕捉到，即使没有可见的行为反应，例如运动或面部表情。
EEG 监测你大脑产生的电活动，但不监测思想或情感。它不会向你的大脑发送任何电流。
检测大脑主要皮层的活动对于获得高质量的 EEG 数据至关重要。结果可以作为评估受到外部刺激影响的情绪状态的指标。
EEG 简史
关于大脑电活动现象的研究早在 1875 年就开始于动物身上，当时医生理查德·凯顿在《英国医学杂志》上发表了他在兔子和猴子身上的实验结果。
在 1890 年，阿道夫·贝克将电极直接放置在犬和兔的大脑表面，以测试感官刺激。他对波动的电脑活动的观察导致了脑波的发现，并使 EEG 成为一个科学领域。
德国生理学家和精神病学家汉斯·伯格在 1924 年记录了第一组人类 EEG 脑波。伯格发明了脑电图（electroencephalogram），这是一种记录 EEG 信号的设备。在他的书《EEG 的起源》中，作者大卫·米列特将这一发明描述为“临床神经病学史上最令人惊讶、显著和重要的发展之一”。
1924 年汉斯·伯格获得的第一份人类 EEG 记录。上部信号是 EEG，下部是 10 Hz 定时信号。
汉斯·伯格，第一个记录人类脑波的人。
临床脑电图学领域于 1935 年开始。它源于神经科学家弗雷德里克·吉布斯、哈洛威尔·戴维斯和威廉·伦诺克斯围绕癫痫样尖峰、发作间歇尖峰波和三次临床缺席 EEG 发作的研究。吉布斯和科学家赫伯特·贾斯珀得出的结论是，发作间歇尖峰是癫痫的独特特征。第一家 EEG 实验室于 1936 年在马萨诸塞州总医院开设。
1947 年，美国 EEG 协会（现在被称为 美国临床神经生理学会）成立，并举行了第一次国际 EEG 大会。
在 1950 年代，威廉·格雷·沃尔特开发了 EEG 拓扑图，这是一种 EEG 的补充，允许对大脑表面电活动的绘制。这在1980 年代很流行，但从未被主流神经科学采用。
斯特沃·博津诺夫斯基、莉莉亚娜·博津诺夫斯基和米哈伊尔·赛斯塔科夫是 1988 年第一批利用 EEG 机器控制物体的科学家。2011 年，当科技企业家谭乐和杰夫·麦克拉尔推出 EMOTIV 公司时，EEG 进入了消费市场。
EEG 技术，如耳机和帽子，是 BCI（脑-计算机接口）的组成部分。BCI 也被称为 HMI（人机界面）、MMI（思想-机器接口）、BMI（大脑-机器接口）和 DNI（直接神经接口）——DNI 可以解码来自大脑和神经系统其他部分的信号。BCI 旨在跟踪认知表现，并通过学习训练的心理命令控制虚拟和物理对象。
2017 年，四肢瘫痪赛车手罗德里戈·休布纳·门德斯成为第一个仅使用脑波驾驶 F1 赛车的人，得益于 EMOTIV EEG 耳机。
EEG 用于什么？
性能与健康
运动员、生物黑客和任何感兴趣的消费者可以使用 EEG 来“跟踪”他们的大脑活动，就像他们可能在一天内跟踪步数一样。EEG 可以测量认知功能，例如，注意力与注意力分散、压力与认知负荷（大脑在任何时刻对工作记忆施加的总能力）。这些发现可以揭示大脑如何对日常生活事件做出反应的宝贵见解。EEG 数据提供的反馈可以用于设计科学指导的策略，以减少压力、提高专注力或增强冥想。
消费者研究
EEG 数据可以作为一个强大的 消费者洞察搜索工具。大脑反应提供了前所未有的消费者反馈——因为 EEG 正在用于测量消费者真正关注的内容与他们自我报告的喜欢或注意之间的差距。将 EEG 与其他生物传感器如眼动追踪、面部表情分析和心率测量结合在一起，可以为公司提供消费者行为的全面理解。研究消费者反应使用 EEG 的神经技术称为 神经营销。
医疗保健
因为 EEG 测试在受控程序中显示大脑活动，结果可以包含用于诊断各种脑障碍的信息。异常的 EEG 数据通过不规则的脑波显示。异常的 EEG 数据可能表明大脑功能障碍、头部创伤、睡眠障碍、记忆问题、脑肿瘤、中风、痴呆、癫痫等各种疾病的迹象。根据预期诊断，医生有时会将 EEG 与认知测试、大脑活动监测和 神经成像技术结合使用。
癫痫发作诊断
EEG 测试通常推荐给经历癫痫活动的患者。在这些情况下，医生可能会进行 动态 EEG。动态 EEG 连续记录长达 72 小时，而传统 EEG 持续 1-2 小时。患者被允许在自己的家中移动，同时佩戴 EEG 耳机。延长记录时间增加了记录异常脑活动的可能性。因此，动态 EEG 通常用于诊断癫痫（EEG 癫痫）、癫痫发作或睡眠障碍。
睡眠研究用于睡眠障碍
EEG 睡眠研究或“多导睡眠监测”测试测量身体活动以及进行大脑扫描。EEG 技术员监测你在过夜过程中的心率、呼吸和血液中的氧气水平。 多导睡眠监测 主要用于医学研究和作为诊断睡眠障碍的测试。
定量神经科学
由于 EEG 测量大脑外层（大脑皮层）的电活动，它可以从你的头皮上捕捉脑波。通过将 EEG 脑测试与其他大脑监测技术的数据结合，研究人员可以获得对我们大脑内部复杂相互作用的新见解，也包括我们身体的情况。
这正是定量脑电图（qEEG）旨在实现的目标。定量 EEG 记录你的脑波，就像传统 EEG 一样。通过机器学习，qEEG 将你的脑波与没有大脑功能障碍的同一性别和年龄范围个体的脑波进行比较。qEEG 的过程通过定量比较创建你大脑的“地图”。这一过程在神经科学的亚学科中称为 计算神经科学。
EEG 电极的放置是成功的 qEEG 的关键部分。传统 EEG 导线放置遵循 10-20 系统，这是一个国际公认的标准，用于在你的头皮上施加连接电极。“10-20”指 EEG 导线之间的距离占头骨总距离的 10% 或 20%。
设备上的电极数量可能会有所不同——某些 EEG 记录系统可以拥有多达 256 个电极。qEEG 的记录使用了 19 感应帽，从你的头皮的所有 19 个区域收集数据。由于 EEG 导线会放大从其放置的部位发出的信号，因此获取的 qEEG 大脑映射可以在大脑层面上识别观察到的功能障碍原因，该原因在行为和/或认知层面上表现出来。
学术研究
异常的 EEG 结果并不是从 EEG 测试结果中得出的唯一有价值的信息。许多研究人员在他们的研究中使用正常的 EEG，包括 1957 年一项关于 REM 睡眠期间大脑活动的开创性研究。
如同在 EEG 测量的脑波类型部分介绍的，研究 EEG 记录揭示了脑信号中包含的一系列频率。这些频率反映了不同的注意和认知状态。例如，研究人员在调查冥想期间的神经反应（EEG 冥想）时监测伽玛带活动（通常与意识注意相关）。
γ 波活动与最高的心理或身体表现相关。穿着 EEG 设备的被试在进行深度冥想时的实验引发了 γ 波与意识体验或超验心理状态相关联的理论。然而，学术研究人员对于 γ 波活动与哪些认知功能相关没有一致的意见。
研究人员需要一种方法来处理和处理和收集的丰富大脑数据——甚至与不同的机构分享。“神经信息学”是提供计算工具和数学模型用于 神经科学数据的研究领域。神经信息学旨在创建组织数据库、数据共享和数据建模的技术。它涉及多种数据，因为“神经科学”被广泛定义为对神经系统的科学研究。神经科学的一个亚学科包括认知心理学，它使用神经成像方法（如 EEG）分析大脑和神经系统的哪个部分与哪些认知过程相关。
市场研究：利用 EEG 耳机理解情感与认知状态
EEG 测试过程
准备 EEG 程序
EEG 监测、解释和结果的后续部分包括针对在医疗保健环境中进行 EEG 测试的受众的信息。准备测试的最佳方法始终是询问测试管理员的具体准备说明。准备的说明可能因使用案例而异——例如，消费研究、学术研究或性能和健康的 EEG 记录可能要求受试者在活动而不是躺平。
像 EMOTIV 这样的公司在 EEG 技术方面开创了前进，使测试的进行、处理和解释变得更加迅速和方便。EMOTIV 的移动和无线 EEG 耳机可以在五分钟内设置完毕，使参与者能够自由活动，而不是限制他们在测试设施内。
在 EEG 测试之前，告知专业人员 administering 测试——无论是医生、雇主还是研究人员——关于你所服用的任何常规药物。建议在手术前一天洗头，并保持头发无任何产品。避免在测试前至少 8 小时饮用或食用含咖啡因的食物。如果你必须在 EEG 程序中睡觉，可能会被告知限制前一天晚上的睡眠，以确保你的大脑在测试过程中可以适当放松。
EEG 监测
在 EEG 程序中你不会感到任何疼痛或不适。在临床 EEG 程序中，你将躺在床上或躺椅上，并被指示闭上你的眼睛。EEG 技术员测量你的头部并标记电极的应用位置。
测试开始时，电极记录你的脑波，并将活动发送到记录机器。EEG 机器然后将数据转换为波形模式进行解释。录音完成后，技术员将移除你头皮上的电极。
科学或临床环境中的常规 EEG 测试通常需要 30-60 分钟，包括约 20 分钟的初始设置时间。为消费者、个人性能和工作场所研究进行的 EEG 测试可能因测试目的而较短或较长。EMOTIV 的无线 EEG 耳机支持这些使用场景更快的设置（少于五分钟）。
在程序后不会需要恢复时间。如果你服用了导致嗜睡的药物来在测试期间入睡，测试管理员可能建议在设施内等待，直到药物效应消退或请人送你回家。
EEG 测试的副作用很少。电极不会产生任何感觉；它们只记录脑活动。癫痫患者可能在程序中受到闪烁光等刺激的影响而发生癫痫发作。 EEG 测试中的癫痫发作并不可怕——它实际上可以帮助医生诊断癫痫的类型，并相应地调整治疗。
EEG 解释和程序结果
如果因临床原因推荐进行了 EEG 测试，结果将由专门研究神经系统的医生进行解释。神经学家将研究记录以识别正常和异常脑模式。脑波模式很容易识别，因为它们的波形特征。例如，爆发抑制模式，这在处于昏迷或全身麻醉等无脑功能状态的患者中常被观察到，显示出短暂的峰值（爆发）与平坦期（抑制）交替出现。
不同类型的癫痫具有独特的 EEG 模式。尖峰波模式——一种广泛的、对称的 EEG 模式——常在缺席性癫痫发作期间被观察到，这种癫痫发作中一个人会经历短暂的意识丧失。部分局灶性癫痫发作，其中癫痫发作活动只影响大脑的一个区域，特征是产生于与该区域相关的 EEG 数据通道中的低电压、快速节律模式。
神经学家然后将 EEG 测量数据返回给下达测试的医生。你的医生可能会安排一个预约，审查 EEG 图像并与你讨论结果。根据你的病情，你可能会被推荐做 EEG 神经反馈或生物反馈作为后续服务。例如，想要 增强与专注力相关的脑波模式的人可能会参与神经反馈 ADHD 治疗。
生物反馈疗法帮助受试者控制不自主的身体过程。以高血压为例，受试者可以在监视器上查看通过皮肤上的电极接收数据的身体测量值。监测这种活动有助于教授放松和精神练习，以缓解症状。
类似地，神经反馈依赖于 EEG 训练大脑更好地运作。在这次训练中，患者连接到 EEG 机器，并观察自己大脑活动的动态。这通常类似于一种电子游戏，患者通过“大脑”玩游戏来控制其大脑活动。患者试图改善与大脑功能障碍相关的脑频率，像运动员一样锻炼虚弱的肌肉。 EEG 神经反馈通常推荐用于癫痫、双相情感障碍、ADHD 和自闭症等问题。尽管可以帮助这些疾病，但无法治愈它们。
不同类型的 EEG 设备
EEG 机器有几种不同形式的 可穿戴 EEG 设备。最高级别的区别在于临床 EEG 设备（在医疗保健和科学研究环境中使用）和消费 EEG 设备（在消费研究、学术研究和性能与健康中使用）之间的区别。使用临床设备时，参与者不能移动，数据需要在受控和屏蔽的环境中收集，以避免信号失真。像 EMOTIV 的无线耳机这样的消费 EEG 设备使用户可以在任何地方监测大脑活动。
不同类型的可穿戴 EEG 设备之间的变化是必要的，以支持使用 EEG 系统的专业人员的需求以及收集数据的环境。例如，神经科医生和神经科学家通常需要比消费研究人员执行数据分析时更高的传感器密度。除了 EEG 电极的放置，还有一些其他显著的变种 EEG 系统需要考虑。
EEG 帽子VS. EEG 耳机
EEG 帽子和 EEG 耳机之间有什么区别？这两种最常见的可穿戴 EEG 设备之间的主要区别在于电极数量。耳机的范围通常为 5-20 个电极。帽子可以支持更多的传感器，因为它们具有更大的电极放置面积。EEG 帽子，如 EMOTIV EPOC FLEX 提供可移动传感器以便灵活定位。 EMOTIV INSIGHT 和 EPOC X 耳机的传感器配置是固定的。
EPOC Flex
湿或盐水传感器
EPOC+ 和 EPOC X
盐水传感器
湿 VS. 干 EEG 电极
EEG 设备主要使用湿电极或干电极。目前有一种新开发的电极形式称为“纹身电极”，这是一种像临时纹身一样应用的印刷电极。湿电极由于使用粘合剂胶水与头皮更好接触而允许更好的数据准确性。湿电极主要用于临床和研究环境。干电极无需粘合剂胶水。使用干电极的 EEG 设备通常用于 EEG 消费研究，因为它们允许更快的设置时间。研究人员持续比较湿电极与干电极的优缺点。
有线与无线 EEG 设备
在 EEG 的早期阶段，患者必须在临床环境中连接到 EEG 机器。现在可以进行无线 EEG 测试，因为 EEG 信号可以数字化并像智能手机、计算机或云一样发送到记录机器。使用便携式 EEG 可以在各种环境中进行测试。你可以进行实验让受试者佩戴 无线 EEG 耳机 并在公园里散步，而受试者的运动只受数据传输范围的限制。如果需要控制测试环境以施加刺激，例如闪烁灯光，可以选择临床环境，在这种情况下，使用有线 EEG 机器没有任何限制。
有线 EEG 耳机
电缆连接
无线 EMOTIV EEG 耳机
蓝牙无线技术
EEG 测量与其他大脑测量技术
EEG 测量的优势在于它是我们所拥有的对大脑活动的侵入性最少的测量，也提供在相关认知过程中大量的定量信息。研究大脑功能的其他方法包括：
功能性磁共振成像 (fMRI)
磁脑电图 (MEG)
核磁共振波谱 (NMR 或 MRS)
皮层脑电图
单光子发射计算机断层扫描 (SPECT)
正电子发射断层扫描 (PET)
近红外光谱 (NIRS)
与事件相关的光学信号 (EROS)
EEG 的优点
尽管 EEG 的空间灵敏度相对较低，但它相比上述一些脑成像和脑研究技术拥有多个优势：
EEG 相较于 fMRI 具有非常高的时间分辨率。它可以以毫秒的速度捕捉到大脑的快速反应，从而能够准确同步大脑与环境中所发生的事情。临床和研究环境中的 EEG 记录采样率在 250 Hz 到 2000 Hz 之间。现代 EEG 数据收集系统可以在需要时以超过 20000 Hz 的速度进行记录。
显著较低的硬件成本和总拥有成本（TCO）。
与皮层脑电图不同，EEG 数据的收集是非侵入式的，后者需要神经外科手术将电极直接放置在大脑表面。
移动 EEG 传感器可以在比 fMRI、SPECT、PET、MRS 或 MEG 更为广泛的地方使用，因为这些技术依赖于笨重、昂贵且不可移动的设备。
EEG 是静音的，以便于研究对听觉刺激的反应。
与 fMRI 和 MRI 相比，EEG 机器没有物理危险。 fMRI 和 MRI 是强力磁铁，使戴有金属器件（如心脏起搏器）的患者无法使用。
fMRI、PET、MRS 和 SPECT 可能会加重幽闭恐惧症，从而导致测试结果受到影响。 EEG 不会引起幽闭恐惧症，因为受试者并不被限制在狭小的空间中。
消费者 EEG 扫描允许更多受试者在测试期间活动，这与其他神经影像技术相比有所不同。
EEG 不涉及暴露于放射性配体，不像正电子发射断层扫描，也不涉及高强度磁场（>>1 特斯拉），如 MRI 或 fMRI。
EEG 不涉及暴露于高强度（>1 特斯拉）磁场。
与行为测试方法相比，EEG 可以检测隐秘的处理（不需要反应的处理）。该技术也适用于无法作出运动反应的受试者。
EEG 对消费者使用的门槛较低，因此它是一个强大的工具，可以在日常生活的不同活动中跟踪和记录大脑活动，允许几乎无限的应用。
EEG 睡眠分析可以指出大脑发育时机的显著方面，包括评估青少年大脑的成熟。
相比于 BOLD（血氧水平依赖）成像，EEG 对所测量信号的了解较好，后者用于 fMRI。
EEG 游戏
EEG 技术已被应用于游戏世界，以用于医学和娱乐目的。公司正在利用 EEG 提供在 VR、AR 和 BCI 中与视频游戏进行交互的方式。 EEG 机器检测信号，软件中的算法解释你的脑波以控制屏幕上的角色。
EMOTIV 的 EPOC 耳机是第一款 高保真脑-计算机接口 (BCI) ，能够监测和解释意识和无意识的思想与情感。BCI 可以检测 30 种不同表情、情感和动作的复杂脑波。这种检测是通过机器学习实现的。机器学习算法已经训练得以识别参与者在处理各种表情、情感和动作时所产生的脑电模式。
当算法在其数据集中捕捉到 EEG 脑波时，BCI 可以将该模式与物理或数字命令关联。例如，思考一个触发词“推！”将使你的角色把某个物体推开。
TechCrunch TV：使用 EEG 的思想控制设备等
EEG 用例
EEG 测量的现代应用有很多。一些显著的 EEG 用例包括：
神经科学
大脑教育项目
神经营销
睡眠研究
脑-计算机接口 (BCI)
认知表现
自我量化
情绪状态
ADHD 治疗
神经系统疾病
脑波引导
认知行为疗法
神经信息学
脑波游戏
增强现实和虚拟现实补充
吞咽困难和痴呆症
中风康复
工作记忆测试（N-back）
注意：这只是关于 EEG 的一般信息。EMOTIV 产品仅用于研究应用和个人使用。我们的产品不作为医疗设备销售，符合欧盟指令 93/42/EEC 的定义。我们的产品不是为诊断或治疗疾病而设计或打算使用的。
***免责声明 - EMOTIV 产品仅用于研究应用和个人使用。我们的产品不作为医疗设备销售，符合欧盟指令 93/42/EEC 的定义。我们的产品不是为诊断或治疗疾病而设计或打算使用的。
脑电图定义
脑电图（EEG）是“电生理图”（electroencephalography）的缩写，是记录大脑电活动的电生理过程。EEG 测量大脑产生的电活动变化。电压变化来自于一些被称为神经元的脑细胞之间和内部的离子电流。
什么是 EEG？
EEG 测试评估大脑的电活动。EEG 扫描是通过在头皮上放置 EEG 传感器——也称为 EEG 电极的小金属圆盘——来进行的。这些电极拾取并记录大脑的电活动。收集的 EEG 信号被放大、数字化，然后发送到计算机或移动设备进行存储和数据处理。
分析 EEG 数据是研究认知过程的卓越方式。它可以帮助医生建立医疗诊断，帮助研究人员理解人类行为背后的大脑过程，并帮助个人提高生产力和健康。
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EEG 如何工作？
你大脑中的数十亿个细胞产生非常微弱的电信号，形成称为脑波的非线性模式。EEG 机器在 EEG 测试期间测量大脑皮层（大脑的外层）中的电活动。EEG 传感器放置在参与者的头部，然后电极非侵入性地检测受试者的脑波。
EEG 传感器可以在一秒钟内记录多达数千个电活动快照。记录的脑波被发送到放大器，然后到计算机或云端处理数据。放大的信号类似于波浪线，可以记录在计算机、移动设备或云数据库上。
云计算软件被认为是 EEG 数据处理中的重要创新，因为它允许对录音进行实时分析——在 EEG 测量的早期阶段，波形仅在图表纸上记录。EEG 系统在学术和商业研究中，通常将数据以时间序列的形式显示，或者作为连续的电压流。
在图表纸上记录的 EEG 波
数字记录的 EEG 波
现代大脑可视化软件中的 EEG 波
为了绘制大脑的电活动图，最好从遍布大脑表面的许多不同皮层结构获取 EEG 测量。
现代大脑可视化时间序列图中的 EEG 波
EEG 测量的脑波类型
EEG 设备的电极捕捉以各种 EEG 频率表达的电活动。使用名为快速傅里叶变换（FFT）的算法，可以将这些原始 EEG 信号识别为具有不同频率的独特波。频率，指电振荡的速度，以每秒周期为单位测量——1 赫兹（Hz）等于每秒一个周期。脑波按频率分为四种主要类型：β、α、θ 和 δ。
以下段落讨论与四种主要脑频率相关的一些功能。这些功能只是被发现与不同的脑频率相关——频率带与大脑给定功能之间没有一对一的线性对应关系。
β 波（频率范围从 14 Hz 到约 30 Hz）
β 波最密切与意识状态或清醒、注意和警觉状态相关。低幅度的 β 波与积极集中或忙碌或焦虑的心态相关。β 波也与运动决策（抑制运动和运动的感觉反馈）相关。当通过 EEG 设备测量时，这些信号通常被称为 EEG β 波。
α 波（频率范围从 7 Hz 到 13 Hz）
α 波通常与放松、平静和清晰的心态相关。α 波可以在大脑的枕部和后部区域找到。闭眼放松时会产生 α 波，并且在思考、思维计算和解决问题等强烈的认知过程中，这些波往往很少出现。在大多数成年人中，α 波的频率范围为 9 到 11 Hz。当通过 EEG 设备测量时，通常将其称为 EEG α 波。
θ 波（频率范围从 4 Hz 到 7 Hz）
在 4 Hz 到 7 Hz 之间的频率范围内的大脑活动被称为 θ 活动。EEG 测量中检测到的 θ 节律通常在年轻人中发现，特别是在颞部区域和在过度通气时。在老年人中，幅度大于约 30 毫伏（mV）的 θ 活动不常见，除非在困倦期间。当通过 EEG 设备测量时，通常被称为 EEG θ 波。
δ 波（频率范围最多 4 Hz）
δ 活动主要在婴儿中发现。δ 波与老年人的深度睡眠阶段相关。已记录在患有缺席癫痫的患者中的 δ 波在发作之间出现，这涉及短暂、突然的注意力缺失。
δ 波的特征是低频率（约 3 Hz）、高幅度波。δ 节律在清醒时可能存在——对睁眼反应，并可能在过度通气时增强。当通过 EEG 设备测量时，通常被称为 EEG δ 波。
使用 EEG 波理解大脑如何工作
EEG 显示什么？
你的大脑不断吸收和处理信息，即使在睡觉时。所有这些活动都会产生电信号，EEG 传感器会捕捉到。这使得大脑活动的变化能够被捕捉到，即使没有可见的行为反应，例如运动或面部表情。
EEG 监测你大脑产生的电活动，但不监测思想或情感。它不会向你的大脑发送任何电流。
检测大脑主要皮层的活动对于获得高质量的 EEG 数据至关重要。结果可以作为评估受到外部刺激影响的情绪状态的指标。
EEG 简史
关于大脑电活动现象的研究早在 1875 年就开始于动物身上，当时医生理查德·凯顿在《英国医学杂志》上发表了他在兔子和猴子身上的实验结果。
在 1890 年，阿道夫·贝克将电极直接放置在犬和兔的大脑表面，以测试感官刺激。他对波动的电脑活动的观察导致了脑波的发现，并使 EEG 成为一个科学领域。
德国生理学家和精神病学家汉斯·伯格在 1924 年记录了第一组人类 EEG 脑波。伯格发明了脑电图（electroencephalogram），这是一种记录 EEG 信号的设备。在他的书《EEG 的起源》中，作者大卫·米列特将这一发明描述为“临床神经病学史上最令人惊讶、显著和重要的发展之一”。
1924 年汉斯·伯格获得的第一份人类 EEG 记录。上部信号是 EEG，下部是 10 Hz 定时信号。
汉斯·伯格，第一个记录人类脑波的人。
临床脑电图学领域于 1935 年开始。它源于神经科学家弗雷德里克·吉布斯、哈洛威尔·戴维斯和威廉·伦诺克斯围绕癫痫样尖峰、发作间歇尖峰波和三次临床缺席 EEG 发作的研究。吉布斯和科学家赫伯特·贾斯珀得出的结论是，发作间歇尖峰是癫痫的独特特征。第一家 EEG 实验室于 1936 年在马萨诸塞州总医院开设。
1947 年，美国 EEG 协会（现在被称为 美国临床神经生理学会）成立，并举行了第一次国际 EEG 大会。
在 1950 年代，威廉·格雷·沃尔特开发了 EEG 拓扑图，这是一种 EEG 的补充，允许对大脑表面电活动的绘制。这在1980 年代很流行，但从未被主流神经科学采用。
斯特沃·博津诺夫斯基、莉莉亚娜·博津诺夫斯基和米哈伊尔·赛斯塔科夫是 1988 年第一批利用 EEG 机器控制物体的科学家。2011 年，当科技企业家谭乐和杰夫·麦克拉尔推出 EMOTIV 公司时，EEG 进入了消费市场。
EEG 技术，如耳机和帽子，是 BCI（脑-计算机接口）的组成部分。BCI 也被称为 HMI（人机界面）、MMI（思想-机器接口）、BMI（大脑-机器接口）和 DNI（直接神经接口）——DNI 可以解码来自大脑和神经系统其他部分的信号。BCI 旨在跟踪认知表现，并通过学习训练的心理命令控制虚拟和物理对象。
2017 年，四肢瘫痪赛车手罗德里戈·休布纳·门德斯成为第一个仅使用脑波驾驶 F1 赛车的人，得益于 EMOTIV EEG 耳机。
EEG 用于什么？
性能与健康
运动员、生物黑客和任何感兴趣的消费者可以使用 EEG 来“跟踪”他们的大脑活动，就像他们可能在一天内跟踪步数一样。EEG 可以测量认知功能，例如，注意力与注意力分散、压力与认知负荷（大脑在任何时刻对工作记忆施加的总能力）。这些发现可以揭示大脑如何对日常生活事件做出反应的宝贵见解。EEG 数据提供的反馈可以用于设计科学指导的策略，以减少压力、提高专注力或增强冥想。
消费者研究
EEG 数据可以作为一个强大的 消费者洞察搜索工具。大脑反应提供了前所未有的消费者反馈——因为 EEG 正在用于测量消费者真正关注的内容与他们自我报告的喜欢或注意之间的差距。将 EEG 与其他生物传感器如眼动追踪、面部表情分析和心率测量结合在一起，可以为公司提供消费者行为的全面理解。研究消费者反应使用 EEG 的神经技术称为 神经营销。
医疗保健
因为 EEG 测试在受控程序中显示大脑活动，结果可以包含用于诊断各种脑障碍的信息。异常的 EEG 数据通过不规则的脑波显示。异常的 EEG 数据可能表明大脑功能障碍、头部创伤、睡眠障碍、记忆问题、脑肿瘤、中风、痴呆、癫痫等各种疾病的迹象。根据预期诊断，医生有时会将 EEG 与认知测试、大脑活动监测和 神经成像技术结合使用。
癫痫发作诊断
EEG 测试通常推荐给经历癫痫活动的患者。在这些情况下，医生可能会进行 动态 EEG。动态 EEG 连续记录长达 72 小时，而传统 EEG 持续 1-2 小时。患者被允许在自己的家中移动，同时佩戴 EEG 耳机。延长记录时间增加了记录异常脑活动的可能性。因此，动态 EEG 通常用于诊断癫痫（EEG 癫痫）、癫痫发作或睡眠障碍。
睡眠研究用于睡眠障碍
EEG 睡眠研究或“多导睡眠监测”测试测量身体活动以及进行大脑扫描。EEG 技术员监测你在过夜过程中的心率、呼吸和血液中的氧气水平。 多导睡眠监测 主要用于医学研究和作为诊断睡眠障碍的测试。
定量神经科学
由于 EEG 测量大脑外层（大脑皮层）的电活动，它可以从你的头皮上捕捉脑波。通过将 EEG 脑测试与其他大脑监测技术的数据结合，研究人员可以获得对我们大脑内部复杂相互作用的新见解，也包括我们身体的情况。
这正是定量脑电图（qEEG）旨在实现的目标。定量 EEG 记录你的脑波，就像传统 EEG 一样。通过机器学习，qEEG 将你的脑波与没有大脑功能障碍的同一性别和年龄范围个体的脑波进行比较。qEEG 的过程通过定量比较创建你大脑的“地图”。这一过程在神经科学的亚学科中称为 计算神经科学。
EEG 电极的放置是成功的 qEEG 的关键部分。传统 EEG 导线放置遵循 10-20 系统，这是一个国际公认的标准，用于在你的头皮上施加连接电极。“10-20”指 EEG 导线之间的距离占头骨总距离的 10% 或 20%。
设备上的电极数量可能会有所不同——某些 EEG 记录系统可以拥有多达 256 个电极。qEEG 的记录使用了 19 感应帽，从你的头皮的所有 19 个区域收集数据。由于 EEG 导线会放大从其放置的部位发出的信号，因此获取的 qEEG 大脑映射可以在大脑层面上识别观察到的功能障碍原因，该原因在行为和/或认知层面上表现出来。
学术研究
异常的 EEG 结果并不是从 EEG 测试结果中得出的唯一有价值的信息。许多研究人员在他们的研究中使用正常的 EEG，包括 1957 年一项关于 REM 睡眠期间大脑活动的开创性研究。
如同在 EEG 测量的脑波类型部分介绍的，研究 EEG 记录揭示了脑信号中包含的一系列频率。这些频率反映了不同的注意和认知状态。例如，研究人员在调查冥想期间的神经反应（EEG 冥想）时监测伽玛带活动（通常与意识注意相关）。
γ 波活动与最高的心理或身体表现相关。穿着 EEG 设备的被试在进行深度冥想时的实验引发了 γ 波与意识体验或超验心理状态相关联的理论。然而，学术研究人员对于 γ 波活动与哪些认知功能相关没有一致的意见。
研究人员需要一种方法来处理和处理和收集的丰富大脑数据——甚至与不同的机构分享。“神经信息学”是提供计算工具和数学模型用于 神经科学数据的研究领域。神经信息学旨在创建组织数据库、数据共享和数据建模的技术。它涉及多种数据，因为“神经科学”被广泛定义为对神经系统的科学研究。神经科学的一个亚学科包括认知心理学，它使用神经成像方法（如 EEG）分析大脑和神经系统的哪个部分与哪些认知过程相关。
市场研究：利用 EEG 耳机理解情感与认知状态
EEG 测试过程
准备 EEG 程序
EEG 监测、解释和结果的后续部分包括针对在医疗保健环境中进行 EEG 测试的受众的信息。准备测试的最佳方法始终是询问测试管理员的具体准备说明。准备的说明可能因使用案例而异——例如，消费研究、学术研究或性能和健康的 EEG 记录可能要求受试者在活动而不是躺平。
像 EMOTIV 这样的公司在 EEG 技术方面开创了前进，使测试的进行、处理和解释变得更加迅速和方便。EMOTIV 的移动和无线 EEG 耳机可以在五分钟内设置完毕，使参与者能够自由活动，而不是限制他们在测试设施内。
在 EEG 测试之前，告知专业人员 administering 测试——无论是医生、雇主还是研究人员——关于你所服用的任何常规药物。建议在手术前一天洗头，并保持头发无任何产品。避免在测试前至少 8 小时饮用或食用含咖啡因的食物。如果你必须在 EEG 程序中睡觉，可能会被告知限制前一天晚上的睡眠，以确保你的大脑在测试过程中可以适当放松。
EEG 监测
在 EEG 程序中你不会感到任何疼痛或不适。在临床 EEG 程序中，你将躺在床上或躺椅上，并被指示闭上你的眼睛。EEG 技术员测量你的头部并标记电极的应用位置。
测试开始时，电极记录你的脑波，并将活动发送到记录机器。EEG 机器然后将数据转换为波形模式进行解释。录音完成后，技术员将移除你头皮上的电极。
科学或临床环境中的常规 EEG 测试通常需要 30-60 分钟，包括约 20 分钟的初始设置时间。为消费者、个人性能和工作场所研究进行的 EEG 测试可能因测试目的而较短或较长。EMOTIV 的无线 EEG 耳机支持这些使用场景更快的设置（少于五分钟）。
在程序后不会需要恢复时间。如果你服用了导致嗜睡的药物来在测试期间入睡，测试管理员可能建议在设施内等待，直到药物效应消退或请人送你回家。
EEG 测试的副作用很少。电极不会产生任何感觉；它们只记录脑活动。癫痫患者可能在程序中受到闪烁光等刺激的影响而发生癫痫发作。 EEG 测试中的癫痫发作并不可怕——它实际上可以帮助医生诊断癫痫的类型，并相应地调整治疗。
EEG 解释和程序结果
如果因临床原因推荐进行了 EEG 测试，结果将由专门研究神经系统的医生进行解释。神经学家将研究记录以识别正常和异常脑模式。脑波模式很容易识别，因为它们的波形特征。例如，爆发抑制模式，这在处于昏迷或全身麻醉等无脑功能状态的患者中常被观察到，显示出短暂的峰值（爆发）与平坦期（抑制）交替出现。
不同类型的癫痫具有独特的 EEG 模式。尖峰波模式——一种广泛的、对称的 EEG 模式——常在缺席性癫痫发作期间被观察到，这种癫痫发作中一个人会经历短暂的意识丧失。部分局灶性癫痫发作，其中癫痫发作活动只影响大脑的一个区域，特征是产生于与该区域相关的 EEG 数据通道中的低电压、快速节律模式。
神经学家然后将 EEG 测量数据返回给下达测试的医生。你的医生可能会安排一个预约，审查 EEG 图像并与你讨论结果。根据你的病情，你可能会被推荐做 EEG 神经反馈或生物反馈作为后续服务。例如，想要 增强与专注力相关的脑波模式的人可能会参与神经反馈 ADHD 治疗。
生物反馈疗法帮助受试者控制不自主的身体过程。以高血压为例，受试者可以在监视器上查看通过皮肤上的电极接收数据的身体测量值。监测这种活动有助于教授放松和精神练习，以缓解症状。
类似地，神经反馈依赖于 EEG 训练大脑更好地运作。在这次训练中，患者连接到 EEG 机器，并观察自己大脑活动的动态。这通常类似于一种电子游戏，患者通过“大脑”玩游戏来控制其大脑活动。患者试图改善与大脑功能障碍相关的脑频率，像运动员一样锻炼虚弱的肌肉。 EEG 神经反馈通常推荐用于癫痫、双相情感障碍、ADHD 和自闭症等问题。尽管可以帮助这些疾病，但无法治愈它们。
不同类型的 EEG 设备
EEG 机器有几种不同形式的 可穿戴 EEG 设备。最高级别的区别在于临床 EEG 设备（在医疗保健和科学研究环境中使用）和消费 EEG 设备（在消费研究、学术研究和性能与健康中使用）之间的区别。使用临床设备时，参与者不能移动，数据需要在受控和屏蔽的环境中收集，以避免信号失真。像 EMOTIV 的无线耳机这样的消费 EEG 设备使用户可以在任何地方监测大脑活动。
不同类型的可穿戴 EEG 设备之间的变化是必要的，以支持使用 EEG 系统的专业人员的需求以及收集数据的环境。例如，神经科医生和神经科学家通常需要比消费研究人员执行数据分析时更高的传感器密度。除了 EEG 电极的放置，还有一些其他显著的变种 EEG 系统需要考虑。
EEG 帽子VS. EEG 耳机
EEG 帽子和 EEG 耳机之间有什么区别？这两种最常见的可穿戴 EEG 设备之间的主要区别在于电极数量。耳机的范围通常为 5-20 个电极。帽子可以支持更多的传感器，因为它们具有更大的电极放置面积。EEG 帽子，如 EMOTIV EPOC FLEX 提供可移动传感器以便灵活定位。 EMOTIV INSIGHT 和 EPOC X 耳机的传感器配置是固定的。
EPOC Flex
湿或盐水传感器
EPOC+ 和 EPOC X
盐水传感器
湿 VS. 干 EEG 电极
EEG 设备主要使用湿电极或干电极。目前有一种新开发的电极形式称为“纹身电极”，这是一种像临时纹身一样应用的印刷电极。湿电极由于使用粘合剂胶水与头皮更好接触而允许更好的数据准确性。湿电极主要用于临床和研究环境。干电极无需粘合剂胶水。使用干电极的 EEG 设备通常用于 EEG 消费研究，因为它们允许更快的设置时间。研究人员持续比较湿电极与干电极的优缺点。
有线与无线 EEG 设备
在 EEG 的早期阶段，患者必须在临床环境中连接到 EEG 机器。现在可以进行无线 EEG 测试，因为 EEG 信号可以数字化并像智能手机、计算机或云一样发送到记录机器。使用便携式 EEG 可以在各种环境中进行测试。你可以进行实验让受试者佩戴 无线 EEG 耳机 并在公园里散步，而受试者的运动只受数据传输范围的限制。如果需要控制测试环境以施加刺激，例如闪烁灯光，可以选择临床环境，在这种情况下，使用有线 EEG 机器没有任何限制。
有线 EEG 耳机
电缆连接
无线 EMOTIV EEG 耳机
蓝牙无线技术
EEG 测量与其他大脑测量技术
EEG 测量的优势在于它是我们所拥有的对大脑活动的侵入性最少的测量，也提供在相关认知过程中大量的定量信息。研究大脑功能的其他方法包括：
功能性磁共振成像 (fMRI)
磁脑电图 (MEG)
核磁共振波谱 (NMR 或 MRS)
皮层脑电图
单光子发射计算机断层扫描 (SPECT)
正电子发射断层扫描 (PET)
近红外光谱 (NIRS)
与事件相关的光学信号 (EROS)
EEG 的优点
尽管 EEG 的空间灵敏度相对较低，但它相比上述一些脑成像和脑研究技术拥有多个优势：
EEG 相较于 fMRI 具有非常高的时间分辨率。它可以以毫秒的速度捕捉到大脑的快速反应，从而能够准确同步大脑与环境中所发生的事情。临床和研究环境中的 EEG 记录采样率在 250 Hz 到 2000 Hz 之间。现代 EEG 数据收集系统可以在需要时以超过 20000 Hz 的速度进行记录。
显著较低的硬件成本和总拥有成本（TCO）。
与皮层脑电图不同，EEG 数据的收集是非侵入式的，后者需要神经外科手术将电极直接放置在大脑表面。
移动 EEG 传感器可以在比 fMRI、SPECT、PET、MRS 或 MEG 更为广泛的地方使用，因为这些技术依赖于笨重、昂贵且不可移动的设备。
EEG 是静音的，以便于研究对听觉刺激的反应。
与 fMRI 和 MRI 相比，EEG 机器没有物理危险。 fMRI 和 MRI 是强力磁铁，使戴有金属器件（如心脏起搏器）的患者无法使用。
fMRI、PET、MRS 和 SPECT 可能会加重幽闭恐惧症，从而导致测试结果受到影响。 EEG 不会引起幽闭恐惧症，因为受试者并不被限制在狭小的空间中。
消费者 EEG 扫描允许更多受试者在测试期间活动，这与其他神经影像技术相比有所不同。
EEG 不涉及暴露于放射性配体，不像正电子发射断层扫描，也不涉及高强度磁场（>>1 特斯拉），如 MRI 或 fMRI。
EEG 不涉及暴露于高强度（>1 特斯拉）磁场。
与行为测试方法相比，EEG 可以检测隐秘的处理（不需要反应的处理）。该技术也适用于无法作出运动反应的受试者。
EEG 对消费者使用的门槛较低，因此它是一个强大的工具，可以在日常生活的不同活动中跟踪和记录大脑活动，允许几乎无限的应用。
EEG 睡眠分析可以指出大脑发育时机的显著方面，包括评估青少年大脑的成熟。
相比于 BOLD（血氧水平依赖）成像，EEG 对所测量信号的了解较好，后者用于 fMRI。
EEG 游戏
EEG 技术已被应用于游戏世界，以用于医学和娱乐目的。公司正在利用 EEG 提供在 VR、AR 和 BCI 中与视频游戏进行交互的方式。 EEG 机器检测信号，软件中的算法解释你的脑波以控制屏幕上的角色。
EMOTIV 的 EPOC 耳机是第一款 高保真脑-计算机接口 (BCI) ，能够监测和解释意识和无意识的思想与情感。BCI 可以检测 30 种不同表情、情感和动作的复杂脑波。这种检测是通过机器学习实现的。机器学习算法已经训练得以识别参与者在处理各种表情、情感和动作时所产生的脑电模式。
当算法在其数据集中捕捉到 EEG 脑波时，BCI 可以将该模式与物理或数字命令关联。例如，思考一个触发词“推！”将使你的角色把某个物体推开。
TechCrunch TV：使用 EEG 的思想控制设备等
EEG 用例
EEG 测量的现代应用有很多。一些显著的 EEG 用例包括：
神经科学
大脑教育项目
神经营销
睡眠研究
脑-计算机接口 (BCI)
认知表现
自我量化
情绪状态
ADHD 治疗
神经系统疾病
脑波引导
认知行为疗法
神经信息学
脑波游戏
增强现实和虚拟现实补充
吞咽困难和痴呆症
中风康复
工作记忆测试（N-back）
注意：这只是关于 EEG 的一般信息。EMOTIV 产品仅用于研究应用和个人使用。我们的产品不作为医疗设备销售，符合欧盟指令 93/42/EEC 的定义。我们的产品不是为诊断或治疗疾病而设计或打算使用的。
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