Hvad er EEG (elektroencefalografi), og hvordan virker det?

Din hjerne styrer showet. Tænk på sidste gang, du forsøgte at løse en kryds og tværs eller begyndte at lære et nyt sprog. Husk sidste gang, du vågnede midt i en underlig drøm eller skulle finde vej i en by, du aldrig har været i før.

Mens du tænker, drømmer, ser og fornemmer, er din hjerne konstant aktiv, idet den optager alle oplysninger, komprimerer og genforeninger eksisterende data og integrerer alt til en sammenhængende oplevelse. For dig udgør denne oplevelse din virkelighed.

Din hjerne er levende. Din hjerne former den måde, du ser dine omgivelser på, filtrerer eller fremhæver de objekter og oplysninger, der er mest relevante for dig. Den skaber sine egne historier baseret på dine tanker, følelser, ønsker og oplevelser, hvilket i sidste ende styrer din adfærd.

I denne artikel får du et grundlæggende overblik over EEG, og hvordan det fungerer:

• EEG måler elektrisk aktivitet i hjernen
• Hvad er EEG, og hvordan virker det
• Hvordan kan EEG-data fortolkes
• EEG-integrationer
• EEG Priser
• EEG og stimuluspræsentation

EEG måler elektrisk aktivitet i hjernen

Hjernen består af milliarder af celler, hvoraf halvdelen er neuroner, og halvdelen hjælper og letter neuronernes aktivitet. Disse neuroner er tæt forbundet via synapser, der fungerer som portaler for hæmmende eller exciterende aktivitet.

Alle synaptiske aktiviteter genererer en subtil elektrisk impuls, der betegnes som et postsynaptisk potentiale. Selvfølgelig er det vanskeligt at detektere en enkelt neurons udbrud pålideligt uden direkte kontakt med den. Men når tusindvis af neuroner affyres synkront, skaber de et elektrisk felt, som er stærkt nok til at sprede sig gennem væv, knogler og kranium. Til sidst kan det måles på hovedets overflade.

Tænk på dette som et konstant rumlen af subtile jordskælv. I sig selv er hvert enkelt udbrud måske for lille til at blive bemærket, men hvis flere af dem opstår på samme tid, samme sted og i samme rytme, så bliver de alle sammen til et megabælte, som vil kunne mærkes selv på flere hundrede kilometers afstand.

Hvad er EEG, og hvordan virker det?

Elektroencefalografi , eller EEG, er den foretrukne fysiologiske metode til at registrere den elektriske aktivitet, der genereres af hjernen, via elektroder placeret på hovedbundens overflade. For hurtigere anvendelse er elektroderne monteret i elastiske hætter svarende til badehætter, hvilket sikrer, at dataene kan indsamles fra identiske hovedbundspositioner hos alle respondenter.

På trods af det noget skræmmende navn (og udtale) er det overraskende enkelt at forstå det væsentlige i elektroencefalografi:

Elektroencefalografi (EEG) Definition:

• måler den elektriske aktivitet, der genereres af den synkroniserede aktivitet af tusindvis af neuroner (i volt)
• giver en fremragende tidsopløsning, så du kan registrere aktivitet inden for kortikale områder – selv på sub-sekunders tidsskalaer

Da de spændingsudsving, der måles ved elektroderne, er meget små, digitaliseres de registrerede data og sendes til en forstærker. De forstærkede data kan derefter vises som en sekvens af spændingsværdier.

Prisforskelle i EEG-systemer skyldes typisk antallet af elektroder, digitaliseringens kvalitet, forstærkerens kvalitet og antallet af øjebliksbilleder, som apparatet kan tage pr. sekund (dette er samplingfrekvensen i Hz).

EEG er en af de hurtigste billeddannelsesteknikker, der er til rådighed, da den ofte har en høj samplingfrekvens. For hundrede år siden blev tidsforløbet af et EEG plottet på papir – i dag vises dataene (heldigvis) digitalt som en kontinuerlig strøm af spændinger på en skærm. Men det er kun begyndelsen – du skal også forstå, hvad dataene fortæller dig.

Back to Top

Hvordan kan EEG-data fortolkes?

Da EEG overvåger tidsforløbet af den elektriske aktivitet, der genereres af hjernen, kan du fortolke, hvilke områder af hjernebarken der er ansvarlige for at behandle information på et givet tidspunkt:

Hjernens områder, og hvad de gør

1. Occipital cortex

Occipital cortex er vores hjernes visuelle behandlingscenter og ligger i den bagerste del af kraniet. Alle de ting, vi ser, behandles her (selv om der også sker en del behandling før og efter signalet ankommer). EEG-eksperimenter med visuelle stimuli (videoer, billeder) fokuserer ofte på effekter i occipitale regioner.

1. Parietal cortex

Den parietale cortex handler om at integrere information, der stammer fra eksterne kilder og intern sensorisk feedback fra vores krop. Den parietale cortex er ansvarlig for at sammensmelte alle disse informationskilder til en sammenhængende repræsentation af, hvordan vores krop forholder sig til omgivelserne, og hvordan alle ting (objekter, mennesker) i omgivelserne forholder sig rumligt til os. Opgaver, der kræver øjen- eller håndbevægelser samt øje-hånd-koordinering, ville være umulige uden parietal cortex, som også behandler, lagrer og henter form, størrelse og orientering af genstande, der skal gribes.

1. Temporal cortex

Temporal cortex er forbundet med behandling af sensorisk input til afledte, eller højere, betydninger ved hjælp af visuelle erindringer, sprog og følelsesmæssige associationer. Den venstre temporale cortex er involveret i forståelsen af skrevet og talt sprog. De mediale (indre) regioner er mere aktive under rumlig navigation.

1. Frontal cortex

Den frontale del af den menneskelige hjerne er forstørret sammenlignet med de fleste andre pattedyr. Dybest set handler den frontale cortex om eksekutive funktioner: den hjælper os med at bevare kontrollen, planlægge fremtiden og overvåge vores adfærd. Ud over de regionale karakteristika for, hvor en bestemt elektrisk aktivitet stammer fra, kan man også analysere, hvilke frekvenser der primært driver den igangværende aktivitet.

De neurale svingninger, der kan måles med EEG, er endda synlige i rå ufiltrerede, ubehandlede data. Signalet er dog altid en blanding af flere underliggende grundfrekvenser, som anses for at afspejle bestemte kognitive, affektive eller opmærksomhedstilstande. Når din hjerne er i en bestemt tilstand, ændrer frekvensmønstrene sig, hvilket giver indsigt i kognitive processer.

EEG Frekvensområder / frekvensbånd

Delta (1 – 4 Hz)

• Delta i søvnlaboratorier undersøges deltabølger for at vurdere dybden af søvnen. Jo stærkere delta-rytmen er, jo dybere er søvnen. Øget deltakraft (en øget mængde deltabølgeoptagelser) har også vist sig at være forbundet med øget koncentration på interne arbejdshukommelsesopgaver .
  

Theta (4 – 7 Hz)

• Theta er forbundet med en lang række kognitive bearbejdninger som f.eks. hukommelseskodning og genfinding samt kognitiv arbejdsbelastning . Når vi står over for vanskelige opgaver (f.eks. at tælle baglæns fra 100 i 7-trin, eller når vi husker vejen hjem fra arbejde), bliver thetabølger mere fremtrædende. Theta er også forbundet med øget træthedsniveau .
  

Alpha (7 – 12 Hz)

• Alpha når vi lukker øjnene og bringer os selv i en rolig tilstand, tager alfa-bølgerne over. Alpha-niveauet øges, når vi er i en tilstand af afslappet vågenhed. Biofeedbacktræning bruger ofte alfabølger til at overvåge afslapning. De er også forbundet med hæmning og opmærksomhed .
  

Beta (12 – 30 Hz)

• Beta over motoriske regioner, betafrekvenser bliver stærkere, når vi planlægger eller udfører bevægelser af en hvilken som helst kropsdel . Interessant nok er denne stigning i beta også mærkbar, når vi observerer andre menneskers kropslige bevægelser . Vores hjerne efterligner tilsyneladende deres lembevægelser, hvilket tyder på, at der findes et indviklet “spejlneuronsystem” i vores hjerne, som potentielt koordineres af betafrekvenser.
  
  

  Gamma (>30 Hz, typisk 40 Hz)

• Gamma – Nogle forskere hævder, at gamma afspejler opmærksom fokusering og tjener som bærefrekvens til at lette dataudveksling mellem hjerneområder . Andre forbinder gamma med hurtige øjenbevægelser, såkaldte mikro-saccader, som anses for at være integrerende dele for sansebehandling og informationsoptagelse .

Analyse af EEG-data kan blive ret udfordrende. Signalbehandling, artefaktdetektion og -dæmpning, udtrækning af funktioner og beregning af mentale målinger såsom arbejdsbelastning, engagement, døsighed eller årvågenhed kræver alle et vist niveau af ekspertise og erfaring for korrekt at identificere og udtrække værdifulde oplysninger fra de indsamlede data.
iMotions EEG-modulet tilbyder flere værktøjer og funktioner, så du hurtigt kan komme i gang med EEG-undersøgelser, og det er i stand til at udføre en del af denne databehandling automatisk. Nedenfor vil vi gennemgå de måder, hvorpå EEG-modulet kan hjælpe med at fremme forskningen.

Back to Top

EEG-data og -analyse

EEG-dataanalyse kan ganske vist være en kompleks proces, og derfor har iMotions flere funktioner, der er designet til at reducere byrden ved dette trin.

Frontal alpha asymmetri, et mål, der bruges som en proxy for følelser af tilgang eller undgåelse, bruges typisk til at give en vurdering af, hvor tiltrækkende eller frastødende en stimulus er. Dette og power spectral density (PSD) kan beregnes automatisk i iMotions, og den R-kode, der bruges til at opbygge analysen, er fuldt tilgængelig og gennemsigtig.

Andre producenter, såsom ABM og Emotiv, kan også give mulighed for at beregne proprietære målinger – såsom niveauer af døsighed eller engagement. Disse målinger er også tilgængelige i iMotions-softwaren, hvilket giver dig nem adgang til detaljeret indsigt.

Der kan også være dele af analysen, som du ønsker at udelukke eller se mere detaljeret på. iMotions indeholder et annotationsværktøj, der kan bruges enten live, mens dataindsamlingen finder sted, eller efter dataindsamlingen. Det er ligetil at markere dataene og vælge specifikke segmenter til behandling eller eksport.

Dataene, uanset om de er rå, bearbejdede eller segmenterede, kan naturligvis også eksporteres i let overførbare formater, så du kan tage din analyse med til den platform, du foretrækker. Der er også oplysninger om computerbrug, såsom museklik og tastetryk, hvilket er særligt nyttigt, når du relaterer stimulusinteraktion til biosensordata.

EEG-integrationer

iMotions muliggør native integrationer med otte forskellige EEG-headsets fra fire førende EEG-hardwarevirksomheder. Uanset om du ønsker at indsamle data fra 32-kanals enheder med høj samplingfrekvens, fleksible og trådløse 24-kanals enheder eller måle frontal asymmetri med et 8-kanals hovedbånd, giver iMotions ukomplicerede løsninger til hver enkelt.

iMotions giver også mulighed for at forbinde flere, forskellige biosensorer sammen for at skabe en dybere analyse af menneskelig adfærd. Biosensorer såsom eye trackers (skærmbaserede, briller eller virtual reality), analyse af ansigtsudtryk, EDA, ECG og EMG (blandt andre) kan let inkluderes i ethvert eksperiment.

Tjek ud: Undersøgelse af menneskelig adfærd:

Dataene fra disse sensorer supplerer hinanden – de giver hver især nye oplysninger om deltagerens følelsesmæssige udtryk, fysiologiske ophidselse eller visuelle opmærksomhed, som ikke er tilgængelige, når man kun betragter EEG.

Det er også muligt at tilslutte en række andre sensorer, der ikke er nativt integrerede, ved hjælp af Lab Streaming Layer (LSL)-protokollen (Lab Streaming Layer). Dette gør det muligt at sende data fra andre sensorer ind til iMotions og synkronisere dem med andre datakilder. Dette suppleres af muligheden for at bruge den åbne API til at forbinde stort set enhver anden datastrøm. Stort set enhver dataproducerende enhed kan tilsluttes i iMotions, hvilket skaber nye forskningsmuligheder.

EEG Priser

Som med mange enheder (og de fleste ting i livet): man får, hvad man betaler for. Mange af enhederne i den øvre ende af prisklassen er særligt avancerede enheder af forskningskvalitet, der giver en utrolig følsomhed, og som også har et stort antal sensorer. En del af modydelsen er, at det tager længere tid at indsamle og analysere dataene, men uanset hvad dit behov er – er det altid godt at tale med eksperterne først.

Det er derfor, at vi har opstillet det prisinterval, du sandsynligvis vil finde, når du søger efter det EEG-headset, der passer perfekt til dine behov. De specifikke priser kan være svære at sætte fingeren på, da nogle ikke er offentlige, eller kan være omfattet af akademiske rabatter, og kan svinge med skiftende valutapriser, blandt andre årsager.

Tjek ud: EEG Headset Priser – Et overblik over 15+ EEG-enheder

Det er naturligvis bedst at træffe et valg mellem enheder med en ekspert ved hånden, og vi er altid tilgængelige, hvis du ønsker at diskutere dine behov. Nedenfor finder du prisklassen for headsets fra nogle af de førende producenter.

EEG og stimuluspræsentation

Eksperimenter er sjældent ens, og det afspejles i mangfoldigheden af stimuli-typer. iMotions gør det muligt i en enkelt platform at præsentere stort set enhver form for stimulus – uanset om det er billeder, video, lyd, spil, websider, virtual reality (VR), mobile enheder eller ude i den virkelige verden (selv om der er aspekter at overveje, hvis man bruger EEG i dynamiske miljøer). EEG-enhederne synkroniseres automatisk med stimuli og eventuelle andre enheder, der måtte være tilsluttet – så du kan lade iMotions køre eksperimentet for dig.

Komplet eksperimentel platform

iMotions er et komplet adfærdslaboratorium i én software – fra eksperimentdesign, integration og synkronisering af enheder, til stimulipræsentation, dataindsamling, behandling og eksport. Afhængigt af dine behov tilbyder iMotions også flere analysefunktioner, der kan hjælpe med at fremskynde den eksperimentelle proces. Det betyder, at der ikke er behov for en kompleks og dyr patchworkopsætning af software – hele eksperimentet kan styres og udføres i iMotions.

Back to Top

Hvordan citeres artiklen:

Bryn Franswoth, What is EEG (Electroencephalography) and How Does it Work?, (DATE ACCESSED), Available: https://imotions.com/blog/what-is-eeg/.

Harmony, T. (2013). Den funktionelle betydning af delta-svingninger i kognitiv behandling. Frontiers in Integrative Neuroscience. 7:83 10.3389/fnint.2013.00083

Klimesch, W. (1999). EEG alfa- og theta-svingninger afspejler kognitiv og hukommelsespræstation: en gennemgang og analyse. Brain Res. Rev., 29 (2-3), 169-195

Craig, A., Tran, Y., Wijesuriya, N., Nguyen, H. (2012). Regionale hjernebølgeaktivitetsændringer forbundet med træthed. Psykofysiologi 49:574-582

Klimesch, W. (2012). Alpha-bandsvingninger, opmærksomhed og kontrolleret adgang til lagret information. Trends Cogn Sci.16(12):606-17. 10.1016/j.tics.2012.10.007

Takahashi, K., Saleh, M., Penn, R. D., Hatsopoulos, N. G. (2011). Propagerende bølger i menneskelig motorisk cortex. Front Hum Neurosci. 5(40):40

Halder, S., Agorastos, D., Veit, R., Hammer, E. M., Lee, S., Varkuti, B., et al. (2011). Neurale mekanismer for hjerne-computergrænsefladekontrol. Neuroimage 55, 1779-1790. Doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.01.021

Jia, X., Kohn, A. (2011). Gamma rytmer i hjernen. PLOS Biology. 9(4):e1001045 doi: 10.1371/journal.pbio.1001045

Yuval-Greenberg, S., Tomer, O., Keren, A. S., Nelken, I., Deouell, L. Y. (2008). Forbigående induceret gamma-båndsrespons i EEG som en manifestation af miniature saccader. Neuron. 58: 429-41. doi: 10.1016/j.neuron.2008.03.027