Vad är EEG (elektroencefalografi) och hur fungerar det?

Din hjärna styr allt. Tänk på när du senast försökte lösa ett korsord eller började lära dig ett nytt språk. Minns den senaste gången du vaknade mitt i en konstig dröm eller behövde hitta rätt i en stad du aldrig varit i förut.

När du tänker, drömmer, ser och känner är din hjärna ständigt aktiv, absorberar all information, komprimerar och återkopplar befintliga data och integrerar allt till en enhetlig upplevelse. För dig utgör den upplevelsen din verklighet.

Din hjärna är levande. Din hjärna formar hur du ser din omgivning, filtrerar eller lyfter fram objekt och information som är mest relevanta för dig. Den skapar sina egna berättelser utifrån dina tankar, känslor, önskemål och upplevelser och styr i slutändan ditt beteende.

I den här artikeln får du en grundläggande översikt över EEG och hur det fungerar:

• EEG mäter elektrisk aktivitet i hjärnan
• Vad är EEG och hur fungerar det
• Hur kan EEG-data tolkas
• EEG-integrationer
• EEG Priser
• EEG och stimuluspresentation

EEG mäter elektrisk aktivitet i hjärnan

Hjärnan består av miljarder celler, varav hälften är neuroner, hälften hjälper och underlättar neuronernas aktivitet. Dessa neuroner är tätt sammankopplade via synapser, som fungerar som portar för hämmande eller exciterande aktivitet.

Alla synaptiska aktiviteter genererar en subtil elektrisk impuls som kallas postsynaptisk potential. Naturligtvis är det svårt att på ett tillförlitligt sätt upptäcka utbrottet från en enskild neuron utan direktkontakt med den. Men när tusentals neuroner avfyras synkront genererar de ett elektriskt fält som är tillräckligt starkt för att spridas genom vävnad, ben och skalle. Så småningom kan det mätas på huvudets yta.

Tänk på detta som ett konstant mullrande av subtila jordbävningar. I sig självt kan varje utbrott vara för litet för att märkas, men om flera av dem inträffar samtidigt, på samma plats och i samma rytm, så summerar de alla till en megabävning som kommer att märkas till och med på flera hundra mils avstånd.

Vad är EEG och hur fungerar det?

Elektroencefalografi , eller EEG, är den fysiologiska metod som används för att registrera den elektriska aktivitet som genereras av hjärnan via elektroder som placeras på hårbotten. För snabbare tillämpning monteras elektroderna i elastiska kepsar som liknar badmössor, vilket säkerställer att data kan samlas in från identiska skalppositioner hos alla respondenter.

Trots dess något skrämmande namn (och uttal) är det förvånansvärt enkelt att förstå det väsentliga i elektroencefalografi:

Elektroencefalografi (EEG) Definition:

• mäter elektrisk aktivitet som genereras av den synkroniserade aktiviteten hos tusentals neuroner (i volt)
• ger utmärkt tidsupplösning, vilket gör det möjligt att upptäcka aktivitet inom kortikala områden – till och med på subsekunders tidsskalor

Då spänningsfluktuationerna som uppmäts vid elektroderna är mycket små, digitaliseras de inspelade uppgifterna och skickas till en förstärkare. De förstärkta uppgifterna kan sedan visas som en sekvens av spänningsvärden.

Prisskillnader i EEG-system beror vanligtvis på antalet elektroder, digitaliseringens kvalitet, förstärkarens kvalitet och antalet ögonblicksbilder som enheten kan ta per sekund (detta är samplingsfrekvensen i Hz).

EEG är en av de snabbaste avbildningsmetoderna som finns tillgängliga eftersom den ofta har en hög samplingsfrekvens. För hundra år sedan ritades tidsförloppet för ett EEG ut på papper – numera visas data (tack och lov) digitalt som ett kontinuerligt flöde av spänningar på en skärm. Men det är bara början – du måste också förstå vad data berättar för dig.

Back to Top

Hur kan EEG-data tolkas?

Då EEG övervakar tidsförloppet för den elektriska aktivitet som genereras av hjärnan kan du tolka vilka områden i hjärnbarken som är ansvariga för att bearbeta information vid en viss tidpunkt:

Hjärnans områden och vad de gör

1. Occipitala hjärnbarken

Occipitala hjärnbarken är det visuella bearbetningscentret i vår hjärna, och är belägen i den bakersta delen av kraniet. Allt som vi ser bearbetas här (även om viss bearbetning också sker före och efter att signalen anländer). EEG-experiment med visuella stimuli (videor, bilder) fokuserar ofta på effekter i occipitala regioner.

1. Parietalcortex

Parietalcortex handlar om att integrera information som härrör från externa källor och intern sensorisk feedback från vår kropp. Den parietala hjärnbarken ansvarar för att slå samman alla dessa informationskällor till en sammanhängande representation av hur vår kropp förhåller sig till omgivningen och hur alla saker (föremål, människor) i omgivningen förhåller sig rumsligt till oss. Uppgifter som kräver ögon- eller handrörelser samt ögon-handkoordination skulle vara omöjliga utan parietalcortex, som också bearbetar, lagrar och hämtar formen, storleken och orienteringen av föremål som ska gripas.

1. Temporala cortex

Temporalcortex är förknippad med att bearbeta sensorisk input till härledda, eller högre, betydelser med hjälp av visuella minnen, språk och känslomässiga associationer. Den vänstra temporala cortex är involverad i förståelsen av skrivet och talat språk. Mediala (inre) regioner är mer aktiva under rumslig navigering.

1. Frontal cortex

Den främre delen av människans hjärna är förstorad jämfört med de flesta andra däggdjur. I grund och botten handlar den främre hjärnbarken om verkställande funktioner: den hjälper oss att behålla kontrollen, planera för framtiden och övervaka vårt beteende. Förutom de regionala egenskaperna för var viss elektrisk aktivitet har sitt ursprung kan man också analysera vilka frekvenser som i första hand driver den pågående aktiviteten.

De neurala oscillationer som kan mätas med EEG är till och med synliga i råa ofiltrerade, obearbetade data. Signalen är dock alltid en blandning av flera underliggande basfrekvenser, som anses återspegla vissa kognitiva, affektiva eller uppmärksamhetstillstånd. När hjärnan befinner sig i ett visst tillstånd förändras frekvensmönstren, vilket ger en inblick i kognitiva processer.

EEG Frekvensområden / frekvensband

Delta (1 – 4 Hz)

• Delta i sömnlaboratorier undersöks deltavågor för att bedöma djupet av sömnen. Ju starkare deltarytmen är, desto djupare är sömnen. Ökad deltakraft (en ökad mängd deltavågsregistreringar) har också visat sig vara förknippad med ökad koncentration vid interna arbetsminnesuppgifter .
  

Teta (4 – 7 Hz)

• Theta är förknippat med ett stort antal kognitiva bearbetningar, t.ex. minneskodning och minnesåterhämtning samt kognitiv arbetsbelastning . När vi ställs inför svåra uppgifter (t.ex. när vi räknar baklänges från 100 i steg om 7 eller när vi minns vägen hem från jobbet) blir thetavågorna mer framträdande. Theta är också förknippat med ökade trötthetsnivåer .
  

Alpha (7 – 12 Hz)

• Alpha närhelst vi sluter ögonen och för in oss i ett lugnt tillstånd tar alfavågorna över. Alpha-nivåerna ökar när vi befinner oss i ett tillstånd av avslappnad vakenhet. Vid biofeedbackträning används ofta alfavågor för att övervaka avslappning. De är också kopplade till hämning och uppmärksamhet .
  

Beta (12 – 30 Hz)

• Beta över motoriska regioner, betafrekvenser blir starkare när vi planerar eller utför rörelser av någon kroppsdel . Intressant nog är denna ökning av betafrekvenser också märkbar när vi observerar andra människors kroppsrörelser . Vår hjärna tycks efterlikna deras kroppsrörelser, vilket tyder på att det finns ett invecklat ”spegelneuronsystem” i vår hjärna som potentiellt samordnas av betafrekvenser.
  
  

  Gamma (>30 Hz, typiskt 40 Hz)

• Gamma – Vissa forskare hävdar att gamma speglar uppmärksam fokusering och tjänar som bärfrekvens för att underlätta datautbyte mellan hjärnans regioner . Andra associerar gamma med snabba ögonrörelser, så kallade mikrosaccader, som anses vara integrerade delar för sensorisk bearbetning och informationsupptagning .

Analysering av EEG-data kan bli ganska utmanande. Signalbehandling, upptäckt och dämpning av artefakter, utvinning av funktioner och beräkning av mentala mått som arbetsbelastning, engagemang, sömnighet eller vakenhet kräver alla en viss nivå av expertis och erfarenhet för att korrekt identifiera och utvinna värdefull information från de insamlade uppgifterna.
IMotions EEG-modul erbjuder flera verktyg och möjligheter för att du snabbt ska kunna komma igång med EEG-forskningen, och den kan utföra en del av denna databehandling automatiskt. Nedan kommer vi att gå igenom de sätt på vilka EEG-modulen kan hjälpa till att föra forskningen framåt.

Tillbaka till början

EEG-data och analys

EEG-dataanalys kan visserligen vara en komplicerad process, vilket är anledningen till att iMotions har flera funktioner som är utformade för att minska bördan av detta steg.

Frontal alfaasymmetri, ett mått som används som en representant för känslor av närmande eller undvikande, används vanligtvis för att ge en bedömning av hur tilltalande eller motbjudande ett stimulus är. Detta och Power Spectral Density (PSD) kan beräknas automatiskt i iMotions, och den R-kod som används för att bygga upp analysen är helt tillgänglig och transparent.

Andra tillverkare, t.ex. ABM och Emotiv, kan också ge möjlighet att beräkna egenutvecklade mätvärden – t.ex. nivåer av sömnighet eller engagemang. Dessa mätvärden finns också i iMotions programvara, vilket ger dig enkel tillgång till detaljerade insikter.

Det kan också finnas delar av analysen som du vill utesluta eller titta närmare på. iMotions tillhandahåller ett annoteringsverktyg som kan användas antingen live när datainsamlingen sker eller efter datainsamlingen. Det är enkelt att markera data och välja specifika segment för bearbetning eller export.

Data, oavsett om de är obearbetade, bearbetade eller segmenterade, kan naturligtvis också exporteras i lätt överförbara format, så att du kan ta med dig din analys till vilken plattform du än föredrar. Det finns också information om datoranvändning, t.ex. musklick och tangenttryckningar, vilket är särskilt användbart när man relaterar stimulusinteraktion till biosensordata.

EEG-integrationer

iMotions möjliggör native integrationer med åtta olika EEG-headsets från fyra ledande EEG-hårdvaruföretag. Oavsett om du vill samla in data från enheter med 32 kanaler med hög samplingsfrekvens, flexibla och trådlösa enheter med 24 kanaler eller mäta frontal asymmetri med ett 8-kanaligt pannband erbjuder iMotions enkla lösningar för var och en av dem.

iMotions ger också möjlighet att koppla ihop flera olika biosensorer för att skapa en djupare analys av mänskligt beteende. Biosensorer som eye trackers (skärmbaserade, glasögon eller virtual reality), ansiktsuttrycksanalys, EDA, ECG och EMG (bland annat) kan enkelt inkluderas i alla experiment.

Kolla in: Läs mer: The Study of Human Behavior: The Study of Human Behavior:

Data från dessa sensorer kompletterar varandra – var och en av dem ger ny information om deltagarens känslouttryck, fysiologiska upphetsning eller visuella uppmärksamhet, vilket inte är tillgängligt om man enbart tar hänsyn till EEG.

Det är också möjligt att ansluta en mängd andra sensorer som inte är nativt integrerade genom att använda Lab Streaming Layer (LSL)-protokollet. Detta gör att data från andra sensorer kan skickas in till iMotions och synkroniseras med andra datakällor. Detta kompletteras av möjligheten att använda det öppna API:t för att ansluta i princip alla andra dataströmmar. Praktiskt taget vilken dataproducerande enhet som helst kan anslutas till iMotions, vilket skapar nya forskningsmöjligheter.

EEG-priser

Som med många enheter (och de flesta saker i livet): man får vad man betalar för. Många av enheterna i de övre delarna av prisintervallet är särskilt avancerade enheter av forskningsklass som ger en otrolig känslighet, med ett stort antal sensorer också. En del av kompromissen är att det tar längre tid att samla in och analysera data, men oavsett vilka behov du har – det är alltid bra att prata med experterna först.

Det är därför vi har satt upp prisintervallet som du sannolikt kommer att hitta när du letar efter det EEG-headset som är perfekt anpassat till dina behov. De specifika priserna kan vara svåra att fastställa, eftersom vissa inte är offentliga, eller kan vara föremål för akademiska rabatter, och kan fluktuera med förändrade valutapriser, bland andra anledningar.

Kolla in: Att göra ett val mellan olika enheter görs naturligtvis bäst med en expert till hands, och vi är alltid tillgängliga om du vill diskutera dina behov. Nedan hittar du prisintervallet för headsets från några av de ledande tillverkarna.

EEG och stimuluspresentation

Experiment är sällan likadana, och detta återspeglas i mångfalden av stimulustyper. iMotions gör det möjligt att, i en enda plattform, presentera praktiskt taget vilken form av stimulus som helst – oavsett om det är bilder, video, ljud, spel, webbsidor, virtuell verklighet (VR), mobila enheter eller ute i den verkliga världen (även om det finns aspekter att beakta om man använder EEG i dynamiska miljöer). EEG-enheterna synkroniseras automatiskt med stimuli och eventuella andra enheter som kan vara anslutna – vilket gör att du kan låta iMotions köra experimentet åt dig.

Komplett experimentell plattform

iMotions är ett komplett beteendemässigt labb i en och samma mjukvara – från experimentdesign, integrering och synkronisering av enheter, till stimulipresentation, datainsamling, bearbetning och export. Beroende på dina behov erbjuder iMotions också flera analysfunktioner som kan hjälpa till att påskynda den experimentella processen. Detta innebär att det inte finns något behov av en komplex och kostsam lappverkskonfiguration av programvara – hela experimentet kan styras och utföras i iMotions.

Back to Top

Hur man citerar artikeln:

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 funktionella betydelsen av deltaoscillationer vid kognitiv bearbetning. Frontiers in Integrative Neuroscience. 7:83 10.3389/fnint.2013.00083

Klimesch, W. (1999). EEG alfa- och thetasvängningar återspeglar kognitiv och minnesprestanda: en genomgång och analys. Brain Res. Rev., 29 (2-3), 169-195

Craig, A., Tran, Y., Wijesuriya, N., Nguyen, H. (2012). Regionala förändringar av hjärnvågsaktivitet i samband med trötthet. Psychophysiology 49:574-582

Klimesch, W. (2012). Alfabandsoscillationer, uppmärksamhet och kontrollerad tillgång till lagrad 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). Propagerande vågor i mänsklig motorisk cortex. Front Hum Neurosci. 5(40):40

Halder, S., Agorastos, D., Veit, R., Hammer, E. M., Lee, S., Varkuti, B., et al. (2011). Neurala mekanismer för styrning av hjärnans datorgränssnitt. Neuroimage 55, 1779-1790. Doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.01.021

Jia, X., Kohn, A. (2011). Gamma rytmer i hjärnan. 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). Övergående inducerad gammabandsrespons i EEG som en manifestation av miniatyrsackader. Neuron. 58: 429-41. doi: 10.1016/j.neuron.2008.03.027

.