Ce este EEG (electroencefalografia) și cum funcționează?

Creierul dumneavoastră conduce spectacolul. Gândiți-vă la ultima dată când ați încercat să rezolvați un rebus sau ați început să învățați o limbă nouă. Amintiți-vă ultima dată când v-ați trezit în mijlocul unui vis ciudat sau când ați avut nevoie să vă orientați într-un oraș în care nu ați mai fost niciodată.

În timp ce gândiți, visați, vedeți și simțiți, creierul dumneavoastră este în permanență activ, absorbind toate informațiile, compactând și reconectând datele existente și integrând totul într-o experiență coerentă. Pentru tine, acea experiență constituie realitatea ta.

Creierul tău este viu. Creierul tău modelează modul în care îți vezi mediul înconjurător, filtrează sau evidențiază obiectele și informațiile cele mai relevante pentru tine. Își creează propriile povești pe baza gândurilor, emoțiilor, dorințelor și experiențelor tale, conducând în cele din urmă comportamentul tău.

În acest articol veți obține o prezentare generală de bază a EEG și a modului în care funcționează:

• EEG măsoară activitatea electrică a creierului
• Ce este EEG și cum funcționează
• Cum pot fi interpretate datele EEG
• Integrații EEG
• .
• Prețuri EEG
• EEG și prezentarea stimulilor

EEG măsoară activitatea electrică a creierului

Creierul este format din miliarde de celule, dintre care jumătate sunt neuroni, iar cealaltă jumătate ajută și facilitează activitatea neuronilor. Acești neuroni sunt interconectați în mod dens prin sinapse, care acționează ca porți ale activității inhibitoare sau excitatoare.

Care activitate sinaptică generează un impuls electric subtil denumit potențial postsinaptic. Desigur, explozia unui singur neuron este dificil de detectat în mod fiabil fără un contact direct cu acesta. Cu toate acestea, ori de câte ori mii de neuroni pornesc în sincronizare, ei generează un câmp electric suficient de puternic pentru a se răspândi prin țesuturi, oase și craniu. În cele din urmă, acesta poate fi măsurat pe suprafața capului.

Gândiți-vă la acest lucru ca la un vuiet constant de cutremure subtile. Luată de una singură, fiecare explozie ar putea fi prea mică pentru a fi observată, dar dacă mai multe dintre ele se produc în același timp, în același loc și în același ritm, toate se adaugă la un mega-cutremur care va fi perceptibil chiar și la sute de kilometri distanță.

Ce este EEG și cum funcționează?

Electroencefalografia , sau EEG, este metoda fiziologică aleasă pentru a înregistra activitatea electrică generată de creier prin intermediul unor electrozi plasați pe suprafața scalpului. Pentru o aplicare mai rapidă, electrozii sunt montați în capace elastice asemănătoare celor de baie, asigurându-se că datele pot fi colectate din poziții identice ale scalpului la toți respondenții.

În ciuda numelui (și a pronunției) sale oarecum descurajatoare, înțelegerea elementelor esențiale ale electroencefalografiei este surprinzător de simplă:

Electroencefalografie (EEG) Definiție:

• măsoară activitatea electrică generată de activitatea sincronizată a mii de neuroni (în volți)
• oferă o rezoluție temporală excelentă, permițând detectarea activității în interiorul zonelor corticale -inclusiv la scări temporale de sub o secundă

Pentru că fluctuațiile de tensiune măsurate la electrozi sunt foarte mici, datele înregistrate sunt digitizate și trimise la un amplificator. Datele amplificate pot fi apoi afișate ca o secvență de valori de tensiune.

Diferențele de preț ale sistemelor EEG se datorează de obicei numărului de electrozi, calității digitizării, calității amplificatorului și numărului de instantanee pe care dispozitivul le poate realiza pe secundă (aceasta este rata de eșantionare în Hz).

EEG este una dintre cele mai rapide tehnici de imagistică disponibile, deoarece are adesea o rată de eșantionare ridicată. În urmă cu o sută de ani, evoluția în timp a unui EEG era trasată pe hârtie – în prezent, datele sunt (din fericire) afișate digital sub forma unui flux continuu de tensiuni pe un ecran. Dar acesta este doar începutul – trebuie, de asemenea, să înțelegeți ce vă spun datele.

Back to Top

Cum pot fi interpretate datele EEG?

Pentru că EEG monitorizează evoluția în timp a activității electrice generate de creier, puteți interpreta ce zone ale cortexului sunt responsabile pentru procesarea informațiilor la un moment dat:

Zonele creierului și ceea ce fac

1. Cortexul occipital

Cortexul occipital este centrul de procesare vizuală al creierului nostru, situat în porțiunea cea mai din spate a craniului. Toate lucrurile pe care le vedem sunt procesate aici (deși o anumită procesare are loc și înainte și după sosirea semnalului). Experimentele EEG cu stimuli vizuali (videoclipuri, imagini) se concentrează adesea pe efectele din regiunile occipitale.

1. Cortexul parietal

Cortexul parietal se ocupă de integrarea informațiilor provenite din surse externe și a feedback-ului senzorial intern din corpul nostru. Cortexul parietal este responsabil de îmbinarea tuturor acestor surse de informații într-o reprezentare coerentă a modului în care corpul nostru se raportează la mediul înconjurător și a modului în care toate lucrurile (obiecte, oameni) din mediul înconjurător se raportează spațial la noi. Sarcinile care necesită mișcări ale ochilor sau ale mâinilor, precum și coordonarea ochi-mână ar fi imposibile fără cortexul parietal, care, de asemenea, procesează, stochează și recuperează forma, dimensiunea și orientarea obiectelor care urmează să fie apucate.

1. Cortexul temporal

Cortexul temporal este asociat cu procesarea intrărilor senzoriale pentru a obține semnificații derivate, sau superioare, folosind amintiri vizuale, limbaj și asociații emoționale. Cortexul temporal stâng este implicat în înțelegerea limbajului scris și vorbit. Regiunile mediale (interioare) sunt mai active în timpul navigației spațiale.

1. Cortexul frontal

Partea frontală a creierului uman este mărită în comparație cu majoritatea celorlalte mamifere. Practic, cortexul frontal se referă la funcția executivă: ne ajută să ne menținem controlul, să planificăm pentru viitor și să ne monitorizăm comportamentul. În afară de caracteristicile regionale ale locului de unde provine o anumită activitate electrică, puteți analiza, de asemenea, ce frecvențe conduc în principal activitatea în curs de desfășurare.

Oscilațiile neuronale care pot fi măsurate cu EEG sunt vizibile chiar și în datele brute nefiltrate, neprocesate. Cu toate acestea, semnalul este întotdeauna un amestec de mai multe frecvențe de bază subiacente, care se consideră că reflectă anumite stări cognitive, afective sau atenționale. Ori de câte ori creierul dumneavoastră se află într-o anumită stare, modelele de frecvență se schimbă, oferind o perspectivă asupra proceselor cognitive.

FrecvențeEEG Benzile de frecvență / Benzile de frecvență

Delta (1 – 4 Hz)

• Delta în laboratoarele de somn, undele delta sunt examinate pentru a evalua profunzimea somnului. Cu cât ritmul delta este mai puternic, cu atât somnul este mai profund. S-a constatat, de asemenea, că o putere delta crescută (o cantitate crescută de înregistrări ale undelor delta) este asociată cu o concentrare crescută pe sarcini interne de memorie de lucru .
  

Theta (4 – 7 Hz)

• Theta este asociată cu o gamă largă de procesări cognitive, cum ar fi codificarea și recuperarea memoriei, precum și cu volumul de muncă cognitivă . Ori de câte ori ne confruntăm cu sarcini dificile (numărarea inversă de la 100 în pași de 7 sau atunci când ne amintim drumul spre casă de la serviciu, de exemplu), undele theta devin mai proeminente. Theta este, de asemenea, asociată cu creșterea nivelului de oboseală .
  

Alpha (7 – 12 Hz)

• Alfa ori de câte ori închidem ochii și ne aducem într-o stare de calm, undele alfa preiau controlul. Nivelurile alfa sunt crescute atunci când ne aflăm într-o stare de veghe relaxată. Antrenamentul de biofeedback utilizează adesea undele alfa pentru a monitoriza relaxarea. Ele sunt, de asemenea, legate de inhibiție și atenție .
  

Beta (12 – 30 Hz)

• Beta peste regiunile motorii, frecvențele beta devin mai puternice atunci când planificăm sau executăm mișcări ale oricărei părți a corpului . Interesant, această creștere a frecvențelor beta este de asemenea vizibilă atunci când observăm mișcările corporale ale altor persoane . Creierul nostru pare să imite mișcările membrelor lor, ceea ce indică faptul că în creierul nostru există un „sistem complex de neuroni oglindă” care este potențial coordonat de frecvențele beta.
  
  

  Gamma (>30 Hz, de obicei 40 Hz)

• Gamma – Unii cercetători susțin că gamma reflectă concentrarea atentă și servește ca frecvență purtătoare pentru a facilita schimbul de date între regiunile creierului . Alții asociază gamma cu mișcările rapide ale ochilor, așa-numitele micro-saccade, care sunt considerate părți integrante pentru procesarea senzorială și asimilarea informațiilor .

Analiza datelor EEG poate deveni destul de dificilă. Prelucrarea semnalelor, detectarea și atenuarea artefactelor, extragerea caracteristicilor și calcularea parametrilor mentali, cum ar fi volumul de muncă, implicarea, somnolența sau vigilența, toate acestea necesită un anumit nivel de expertiză și experiență pentru a identifica și extrage în mod corespunzător informații valoroase din datele colectate.
Modul iMotions EEG oferă mai multe instrumente și capacități pentru a vă permite să începeți rapid cercetarea EEG și este capabil să efectueze o parte din această prelucrare a datelor în mod automat. Mai jos vom trece în revistă modurile în care modulul EEG poate contribui la avansarea cercetării.

Înapoi sus

Date și analiză EEG

Analiza datelor EEG poate fi, în mod cert, un proces complex, motiv pentru care iMotions are mai multe caracteristici concepute pentru a reduce povara acestei etape.

Asimetria alfa frontală, o măsură utilizată ca indicator al sentimentelor de apropiere sau de evitare, este utilizată de obicei pentru a oferi o evaluare a cât de atrăgător sau respingător este un stimul. Aceasta și densitatea spectrală de putere (PSD) pot fi calculate automat în iMotions, iar codul R utilizat pentru a construi analiza este complet disponibil și transparent.

Alți producători, cum ar fi ABM și Emotiv, pot oferi, de asemenea, capacitatea de a calcula măsurători proprietare – cum ar fi nivelurile de somnolență sau de implicare. Acești indicatori sunt, de asemenea, furnizați în cadrul software-ului iMotions, oferindu-vă acces ușor la informații detaliate.

Este posibil să existe, de asemenea, părți ale analizei pe care doriți să le excludeți sau să le examinați mai în detaliu. iMotions oferă un instrument de adnotare care poate fi utilizat fie în direct, în timp ce are loc colectarea datelor, fie după colectarea datelor. Este simplu să marcați datele și să selectați segmente specifice pentru procesare sau export.

Datele, fie că sunt brute, procesate sau segmentate, pot fi, bineînțeles, exportate și în formate ușor de transferat, permițându-vă să vă duceți analiza pe orice platformă preferați. Există, de asemenea, informații despre utilizarea computerului, cum ar fi clicuri de mouse și apăsări de taste, deosebit de utile atunci când se face legătura între interacțiunea stimulilor și datele biosenzorilor.

Integrări EEG

iMotions permite integrări native cu opt căști EEG diferite de la patru companii de hardware EEG de top. Fie că doriți să adunați date de la dispozitive cu o rată de eșantionare ridicată, cu 32 de canale, dispozitive flexibile și fără fir cu 24 de canale sau să măsurați asimetria frontală cu o bandă de cap cu 8 canale, iMotions oferă soluții directe pentru fiecare dintre acestea.

iMotions oferă, de asemenea, posibilitatea de a conecta mai mulți biosenzori diferiți împreună pentru a crea o analiză mai profundă a comportamentului uman. Biosenzori precum urmăritori oculari (pe ecran, ochelari sau realitate virtuală), analiza expresiei faciale, EDA, ECG și EMG (printre altele) pot fi ușor de inclus în orice experiment.

Vezi: Studiul comportamentului uman: Măsurarea, analiza și înțelegerea

Datele provenite de la acești senzori sunt complementare – fiecare oferă informații noi despre expresiile emoționale ale participanților, excitația fiziologică sau atenția vizuală, care nu sunt disponibile atunci când se ia în considerare doar EEG.

De asemenea, este posibilă conectarea unei varietăți de alți senzori care nu sunt integrați în mod nativ prin utilizarea protocolului Lab Streaming Layer (LSL). Acest lucru permite ca datele de la alți senzori să fie trimise în iMotions și sincronizate cu alte surse de date. Acest lucru este completat de posibilitatea de a utiliza API-ul deschis pentru a conecta practic orice alt flux de date. Practic, orice dispozitiv care produce date poate fi conectat în iMotions, creând noi posibilități de cercetare.

Prețuri EEG

Ca în cazul multor dispozitive (și al majorității lucrurilor din viață): primești ceea ce plătești. Multe dintre dispozitivele aflate la capetele superioare ale gamei de prețuri sunt dispozitive deosebit de avansate, de nivel de cercetare, care oferă o sensibilitate incredibilă, având și un număr mare de senzori. O parte a compensației este că durează mai mult timp pentru a colecta și analiza datele, dar oricare ar fi nevoile dumneavoastră – este întotdeauna bine să vorbiți mai întâi cu experții.

De aceea am stabilit gama de prețuri pe care este probabil să o găsiți atunci când căutați căștile EEG care se potrivesc perfect nevoilor dumneavoastră. Prețurile specifice pot fi greu de stabilit, deoarece unele nu sunt publice, sau pot face obiectul unor reduceri academice și pot fluctua în funcție de schimbarea prețurilor în valută, printre alte motive.

Verificați: Prețurile căștilor EEG – O prezentare generală a peste 15 dispozitive EEG

Facerea unei alegeri între dispozitive este, desigur, cel mai bine făcută cu un expert la îndemână, iar noi suntem întotdeauna disponibili dacă doriți să discutăm despre nevoile dumneavoastră. Mai jos veți găsi gama de prețuri a căștilor de la unii dintre cei mai importanți producători.

EEG și prezentarea stimulilor

Experimentele sunt rareori la fel, iar acest lucru se reflectă în diversitatea tipurilor de stimuli. iMotions permite, într-o singură platformă, prezentarea practic a oricărei forme de stimuli – fie că este vorba de imagini, video, audio, jocuri, pagini web, realitate virtuală (VR), dispozitive mobile sau în lumea reală (deși există aspecte care trebuie luate în considerare dacă se utilizează EEG în medii dinamice). Dispozitivele EEG sunt sincronizate automat cu stimulii și cu orice alte dispozitive care ar putea fi conectate – permițându-vă să lăsați iMotions să deruleze experimentul în locul dvs.

Platforma experimentală completă

iMotions este un laborator comportamental complet într-un singur software – de la proiectarea experimentului, integrarea și sincronizarea dispozitivelor, până la prezentarea stimulilor, colectarea, procesarea și exportul datelor. În funcție de nevoile dumneavoastră, iMotions oferă, de asemenea, mai multe capacități de analiză care pot ajuta la accelerarea procesului experimental. Acest lucru înseamnă că nu este nevoie de o configurație complexă și costisitoare a unui mozaic de software – întregul experiment poate fi controlat și realizat în iMotions.

Back to Top

Cum se citează articolul:

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

Harmony, T. (2013). Semnificația funcțională a oscilațiilor delta în procesarea cognitivă. Frontiers in Integrative Neuroscience.7:83 10.3389/fnint.2013.00083

Klimesch, W. (1999). Oscilațiile EEG alfa și theta reflectă performanța cognitivă și de memorie: o revizuire și o analiză. Brain Res. Rev., 29 (2-3), 169-195

Craig, A., Tran, Y., Wijesuriya, N., Nguyen, H. (2012). Modificări ale activității regionale a undelor cerebrale asociate cu oboseala. Psychophysiology 49:574-582

Klimesch, W. (2012). Oscilațiile din banda alfa, atenția și accesul controlat la informațiile stocate. 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). Propagarea undelor în cortexul motor uman. Front Hum Neurosci. 5(40):40

Halder, S., Agorastos, D., Veit, R., Hammer, E. M., Lee, S., Varkuti, B., et al. (2011). Mecanisme neuronale de control al interfeței creier-computer. Neuroimage 55, 1779-1790. Doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.01.021

Jia, X., Kohn, A. (2011). Ritmurile gamma în creier. 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). Răspunsul gamma-bandă indus tranzitoriu indus în EEG ca o manifestare a sacadelor miniaturale. Neuron. 58: 429-41. doi: 10.1016/j.neuron.2008.03.027

.