Mi az EEG (elektroenkefalográfia) és hogyan működik?

Agyunk irányítja a műsort. Gondoljon arra, amikor legutóbb megpróbált megoldani egy keresztrejtvényt, vagy elkezdett megtanulni egy új nyelvet. Idézze fel, mikor ébredt fel utoljára egy furcsa álom közepén, vagy mikor kellett eligazodnia egy olyan városban, ahol még sosem járt.

Amíg gondolkodik, álmodik, lát és érzékel, az agya folyamatosan aktív, minden információt befogad, a meglévő adatokat tömöríti és újra összekapcsolja, és mindent egységes tapasztalattá integrál. Számodra ez a tapasztalat alkotja a valóságodat.

Agyad él. Az agyad alakítja, hogyan látod a környezetedet, megszűri vagy kiemeli a számodra legfontosabb tárgyakat és információkat. Gondolatai, érzelmei, vágyai és tapasztalatai alapján megalkotja saját történeteit, és végső soron a viselkedését irányítja.

Ebben a cikkben alapvető áttekintést kap az EEG-ről és működéséről:

• EEG az agy elektromos aktivitását méri
• Mi az EEG és hogyan működik
• Hogyan lehet az EEG-adatokat értelmezni
• EEG integrációk

.

• EEG árak
• EEG és az ingerek bemutatása

Az EEG az agy elektromos aktivitását méri

Az agy sejtek milliárdjaiból áll, amelyek fele neuronokból áll, fele pedig segíti és elősegíti a neuronok tevékenységét. Ezek a neuronok sűrűn összekapcsolódnak a szinapszisokon keresztül, amelyek a gátló vagy gerjesztő aktivitás kapujaként működnek.

Minden szinaptikus aktivitás egy finom elektromos impulzust generál, amelyet posztszinaptikus potenciálnak neveznek. Természetesen egyetlen neuron kirobbanását nehéz megbízhatóan érzékelni közvetlen érintkezés nélkül. Amikor azonban neuronok ezrei tüzelnek szinkronban, olyan elektromos mezőt hoznak létre, amely elég erős ahhoz, hogy átterjedjen a szöveteken, a csontokon és a koponyán. Végül a fej felszínén is mérhető.

Gondoljunk erre úgy, mint finom földrengések állandó morajlására. Önmagában véve minden egyes kitörés túl kicsi lehet ahhoz, hogy észrevegyük, de ha több is bekövetkezik egyszerre, ugyanazon a helyen és ugyanabban a ritmusban, akkor ezek mind egy megarengéssé állnak össze, ami még több száz mérföldre is észrevehető lesz.

Mi az az EEG és hogyan működik?

Az elektroenkefalográfia , vagy EEG, a fiziológiai módszer az agy által generált elektromos aktivitás rögzítésére a fejbőr felületén elhelyezett elektródákon keresztül. A gyorsabb alkalmazás érdekében az elektródákat a fürdősapkákhoz hasonló rugalmas sapkákba szerelik, biztosítva, hogy az adatokat minden válaszadó esetében azonos fejbőrpozícióból lehessen gyűjteni.

A kissé ijesztő neve (és kiejtése) ellenére az elektroenkefalográfia lényegének megragadása meglepően egyszerű:

Elektroenkefalográfia (EEG) Definíció:

• méri a neuronok ezreinek szinkronizált tevékenysége által generált elektromos aktivitást (feszültségben)
• kiváló időbeli felbontást biztosít, lehetővé téve az agykérgi területeken belüli aktivitás kimutatását – akár másodperc alatti időskálán is

Mivel az elektródákon mért feszültségingadozás nagyon kicsi, a rögzített adatokat digitalizálják és egy erősítőhöz küldik. Az erősített adatok ezután feszültségértékek sorozataként jeleníthetők meg.

Az EEG-rendszerek közötti árkülönbségek jellemzően az elektródák számából, a digitalizálás minőségéből, az erősítő minőségéből és az eszköz által másodpercenként készíthető pillanatfelvételek számából (ez a mintavételi frekvencia Hz-ben) adódnak.

Az EEG az egyik leggyorsabb képalkotó technika, mivel gyakran nagy mintavételi frekvenciával rendelkezik. Száz évvel ezelőtt az EEG időbeli lefolyását papírra rajzolták – manapság az adatokat (szerencsére) digitálisan, feszültségek folyamatos áramlásaként jelenítik meg egy képernyőn. De ez még csak a kezdet – meg kell érteni azt is, hogy mit mondanak az adatok.

Vissza a tetejére

Hogyan értelmezhetők az EEG-adatok?

Mivel az EEG az agy által generált elektromos aktivitás időbeli lefolyását figyeli, értelmezni lehet, hogy az adott időpontban az agykéreg mely területei felelősek az információ feldolgozásáért:

Agyterületek és feladatuk

1. Nyakszirtkéreg

A nyakszirtkéreg agyunk vizuális feldolgozó központja, amely a koponya leghátsó részén található. Minden, amit látunk, itt kerül feldolgozásra (bár némi feldolgozás a jel beérkezése előtt és után is történik). A vizuális ingerekkel (videókkal, képekkel) végzett EEG-kísérletek gyakran az occipitális régiókban jelentkező hatásokra összpontosítanak.

1. Parietális kéreg

A parietális kéreg feladata a külső forrásokból származó információk és a testünkből származó belső érzékszervi visszajelzések integrálása. A parietális kéreg felelős azért, hogy ezeket az információforrásokat összevonja egy koherens reprezentációvá arról, hogyan viszonyul a testünk a környezethez, és hogyan viszonyulnak hozzánk térben a környezetben lévő dolgok (tárgyak, emberek). A szem- vagy kézmozdulatokat, valamint a szem-kéz koordinációt igénylő feladatok lehetetlenek lennének a parietális kéreg nélkül, amely a megragadandó tárgyak alakját, méretét és tájolását is feldolgozza, tárolja és előhívja.

1. Temporális kéreg

A temporális kéreg az érzékszervi input feldolgozásához kapcsolódik, hogy vizuális emlékek, nyelvi és érzelmi asszociációk segítségével származtatott, vagyis magasabb szintű jelentéseket hozzon létre. A bal oldali halántékkéreg részt vesz az írott és a beszélt nyelv megértésében. A mediális (belső) régiók aktívabbak a térbeli navigáció során.

1. Frontális kéreg

Az emberi agy frontális része a legtöbb más emlőshöz képest megnagyobbodott. Alapvetően a frontális kéreg a végrehajtó funkciókról szól: segít fenntartani az irányítást, tervezni a jövőt, és figyelemmel kísérni a viselkedésünket. A regionális jellemzők mellett, hogy honnan származik bizonyos elektromos aktivitás, azt is elemezhetjük, hogy mely frekvenciák hajtják elsősorban a folyamatban lévő aktivitást.

Az EEG-vel mérhető neurális oszcillációk még a nyers, szűretlen, feldolgozatlan adatokban is láthatóak. A jel azonban mindig több mögöttes alapfrekvencia keveréke, amelyekről úgy vélik, hogy bizonyos kognitív, affektív vagy figyelmi állapotokat tükröznek. Amikor az agy egy bizonyos állapotban van, a frekvenciaminták megváltoznak, így betekintést engednek a kognitív folyamatokba.

EEG frekvenciatartományok / frekvenciasávok

Delta (1 – 4 Hz)

• Delta Az alváslaborokban a deltahullámokat az alvás mélységének felmérésére vizsgálják. Minél erősebb a delta ritmus, annál mélyebb az alvás. A megnövekedett delta teljesítmény (a delta hullámfelvételek megnövekedett mennyisége) összefüggésbe hozható a belső munkamemória feladatokra való fokozott koncentrációval is .
  

Theta (4 – 7 Hz)

• A théta a kognitív feldolgozás széles körével, például a memória kódolásával és előhívásával, valamint a kognitív munkaterheléssel van összefüggésben . Amikor nehéz feladatokkal szembesülünk (például 100-tól visszafelé számolunk 7-es lépésekben, vagy amikor felidézzük a munkából hazafelé vezető utat), a théta-hullámok jobban előtérbe kerülnek. A théta a fokozott fáradtsággal is összefüggésbe hozható .
  

Alfa (7 – 12 Hz)

• Alfa valahányszor becsukjuk a szemünket és nyugalmi állapotba hozzuk magunkat, az alfa hullámok veszik át az uralmat. Az alfa szintek megnövekednek, amikor a nyugodt ébrenlét állapotában vagyunk. A biofeedback tréning gyakran használja az alfa-hullámokat a relaxáció megfigyelésére. A gátláshoz és a figyelemhez is kapcsolódnak .
  

Béta (12 – 30 Hz)

• Béta a motoros régiók felett, a béta frekvenciák erősödnek, amikor bármilyen testrész mozgását tervezzük vagy végrehajtjuk . Érdekes módon ez a béta emelkedés akkor is észrevehető, amikor más emberek testmozgásait figyeljük . Agyunk látszólag utánozza végtagjaik mozgását, ami arra utal, hogy agyunkban létezik egy bonyolult “tükörneuronrendszer”, amelyet potenciálisan a béta frekvenciák koordinálnak.
  
  

  Gamma (>30 Hz, jellemzően 40 Hz)

• Gamma – Egyes kutatók szerint a gamma a figyelmes összpontosítást tükrözi, és hordozófrekvenciaként szolgál az agyi régiók közötti adatcsere megkönnyítésére . Mások a gammát a gyors szemmozgásokkal, az úgynevezett mikro-saccadokkal hozzák összefüggésbe, amelyeket az érzékszervi feldolgozás és az információfelvétel szerves részének tartanak .

Az EEG-adatok elemzése igen nagy kihívást jelenthet. A jelfeldolgozás, az artefaktumok észlelése és csillapítása, a jellemzők kinyerése és az olyan mentális mérőszámok kiszámítása, mint a munkaterhelés, elkötelezettség, álmosság vagy éberség, mind bizonyos szintű szakértelmet és tapasztalatot igényel ahhoz, hogy megfelelően azonosítsa és értékes információkat nyerjen ki az összegyűjtött adatokból.
Az iMotions EEG modul számos eszközt és képességet kínál ahhoz, hogy Ön gyorsan elkezdhesse az EEG-kutatást, és képes ezen adatfeldolgozás egy részét automatikusan elvégezni. Az alábbiakban áttekintjük, hogy az EEG modul milyen módon segíthet a kutatás előrehaladásában.

Back to Top

EEG-adatok és elemzés

Az EEG-adatok elemzése bevallottan összetett folyamat lehet, ezért az iMotions számos olyan funkcióval rendelkezik, amelyek célja e lépés terhének csökkentése.

A frontális alfa-aszimmetriát, a közeledés vagy az elkerülés érzésének helyettesítőjeként használt mérőszámot általában annak értékelésére használják, hogy mennyire vonzó vagy taszító egy inger. Ez és a teljesítmény spektrális sűrűség (PSD) automatikusan kiszámítható az iMotions-ban, és az elemzés elkészítéséhez használt R-kód teljes mértékben elérhető és átlátható.

Más gyártók, mint például az ABM és az Emotiv is biztosíthatják a saját mérőszámok – például az álmosság vagy az elkötelezettség szintjének – kiszámításának lehetőségét. Ezek a mérőszámok szintén rendelkezésre állnak az iMotions szoftverben, így könnyen hozzáférhet a részletes meglátásokhoz.

Az elemzésnek lehetnek olyan részei is, amelyeket ki szeretne zárni, vagy részletesebben meg akar vizsgálni. iMotions egy megjegyzési eszközt biztosít, amelyet akár az adatgyűjtés során élőben, akár az adatgyűjtést követően lehet használni. Egyszerű az adatok megjelölése és bizonyos szegmensek kiválasztása feldolgozásra vagy exportálásra.

A nyers, feldolgozott vagy szegmentált adatok természetesen könnyen átvihető formátumban is exportálhatók, így az elemzést bármelyik platformra átviheti. A számítógép használatáról, például az egérkattintásokról és a billentyűleütésekről is van információ, ami különösen hasznos, ha az ingerek interakcióját a bioszenzor adatokkal hozzák összefüggésbe.

EEG integrációk

Az iMotions lehetővé teszi a négy vezető EEG hardvercég nyolc különböző EEG headsetjével való natív integrációt. Akár nagy mintavételi sebességű 32 csatornás eszközökről, akár rugalmas és vezeték nélküli 24 csatornás eszközökről szeretne adatokat gyűjteni, vagy frontális aszimmetriát mérni egy 8 csatornás fejpánttal, az iMotions mindegyikre egyszerű megoldást kínál.

Az iMotions lehetőséget biztosít több, különböző bioszenzor összekapcsolására is, hogy az emberi viselkedés mélyebb elemzését hozza létre. Az olyan bioszenzorok, mint a szemkövető (képernyő alapú, szemüveges vagy virtuális valóság), arckifejezés-elemzés, EDA, EKG és EMG (többek között) könnyen bevonhatók bármely kísérletbe.

Check out: Az emberi viselkedés tanulmányozása: Measuring, analyzing and understanding

Az ezekből az érzékelőkből származó adatok kiegészítik egymást – mindegyikük újszerű információkat szolgáltat a résztvevő érzelmi megnyilvánulásairól, fiziológiai izgalmáról vagy vizuális figyelméről, amelyek nem állnak rendelkezésre, ha csak az EEG-t vesszük figyelembe.

A Lab Streaming Layer (LSL) protokoll használatával számos más, natívan nem integrált érzékelő is csatlakoztatható. Ez lehetővé teszi, hogy más érzékelőkből származó adatokat küldjenek be az iMotionsba, és szinkronizálják azokat más adatforrásokkal. Ezt kiegészíti az a lehetőség, hogy a nyílt API segítségével lényegében bármilyen más adatfolyam csatlakoztatható. Gyakorlatilag bármilyen adattermelő eszköz csatlakoztatható az iMotionshoz, ami új kutatási lehetőségeket teremt.

EEG árak

Mint sok eszközzel (és a legtöbb dologgal az életben): azt kapod, amiért fizetsz. Az árkategória felső határán lévő készülékek közül sok különösen fejlett, kutatási célú készülék, amelyek hihetetlen érzékenységet biztosítanak, ráadásul nagyszámú érzékelővel. Ennek részben az az ellentételezése, hogy az adatok gyűjtése és elemzése hosszabb időt vesz igénybe, de bármi is legyen az igénye – mindig jó, ha először a szakértőkkel beszél.

Ez az oka annak, hogy meghatároztuk azt az ársávot, amellyel valószínűleg találkozhat, amikor az Ön igényeinek tökéletesen megfelelő EEG-fejhallgatót keresi. A konkrét árakat nehéz lehet pontosan meghatározni, mivel egyesek nem nyilvánosak, vagy akadémiai kedvezményekhez köthetők, és többek között a változó valutaárak miatt ingadozhatnak.

Nézze meg: EEG-fejhallgató árak – 15+ EEG-készülék áttekintése

A készülékek közötti választás természetesen a legjobb, ha szakértővel a kézben történik, és mi mindig rendelkezésre állunk, ha meg szeretné beszélni az igényeit. Az alábbiakban a vezető gyártók néhány headsetjének árkategóriáját találja.

EEG és az ingerek bemutatása

A kísérletek ritkán egyformák, és ez tükröződik az ingerek típusainak sokféleségében. iMotions lehetővé teszi, hogy egyetlen platformon gyakorlatilag bármilyen inger megjeleníthető legyen – legyen az kép, videó, hang, játék, weboldal, virtuális valóság (VR), mobileszközök vagy a való világban (bár vannak szempontok, amelyeket figyelembe kell venni, ha az EEG-t dinamikus környezetben használjuk). Az EEG-eszközök automatikusan szinkronizálódnak az ingerekkel és az esetlegesen csatlakoztatott egyéb eszközökkel – lehetővé téve, hogy az iMotions futtassa Ön helyett a kísérletet.

Teljes kísérleti platform

Az iMotions egy teljes viselkedési laboratórium egy szoftverben – a kísérlettervezéstől, az eszközök integrációjától és szinkronizációjától kezdve az ingerek bemutatásán át az adatgyűjtésig, feldolgozásig és exportálásig. Az iMotions az Ön igényeitől függően számos elemzési lehetőséget is kínál, amelyek segíthetnek a kísérleti folyamat felgyorsításában. Ez azt jelenti, hogy nincs szükség a szoftverek összetett és költséges patchwork beállítására – a teljes kísérletet az iMotions-ban lehet irányítani és végrehajtani.

Back to Top

How to cite the article:

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

Harmony, T. (2013). A delta oszcillációk funkcionális jelentősége a kognitív feldolgozásban. Frontiers in Integrative Neuroscience. 7:83 10.3389/fnint.2013.00083

Klimesch, W. (1999). Az EEG alfa- és théta-oszcillációk tükrözik a kognitív és memóriateljesítményt: áttekintés és elemzés. Brain Res. Rev., 29 (2-3), 169-195

Craig, A., Tran, Y., Wijesuriya, N., Nguyen, H. (2012). A fáradtsággal összefüggő regionális agyhullám-aktivitás változásai. Psychophysiology 49:574-582

Klimesch, W. (2012). Alfa-sávos oszcillációk, figyelem és a tárolt információhoz való kontrollált hozzáférés. 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). Hullámok terjedése az emberi motoros kéregben. Front Hum Neurosci. 5(40):40

Halder, S., Agorastos, D., Veit, R., Hammer, E. M., Lee, S., Varkuti, B., et al. (2011). Az agy-számítógép interfész vezérlésének neurális mechanizmusai. Neuroimage 55, 1779-1790. Doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.01.021

Jia, X., Kohn, A. (2011). Gamma ritmusok az agyban. 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). Átmeneti indukált gamma-sávos válasz az EEG-ben, mint a miniatűr szakkádok megnyilvánulása. Neuron. 58: 429-41. doi: 10.1016/j.neuron.2008.03.027

.