Electroencefalografie - Electroencephalography

Electroencefalografie
Descărcările de vârf și de undă epileptice au monitorizat EEG
[ editați pe Wikidata ]

Electroencefalografia ( EEG ) este o metodă de monitorizare electrofiziologică pentru a înregistra activitatea electrică pe scalp care sa dovedit a reprezenta activitatea macroscopică a stratului de suprafață al creierului dedesubt. Este de obicei neinvaziv, cu electrozii așezați de-a lungul scalpului . Electrocorticografia , care implică electrozi invazivi, este uneori numită EEG intracranian.

EEG măsoară fluctuațiile de tensiune care rezultă din curent ionic in neuronilor din creier . Din punct de vedere clinic, EEG se referă la înregistrarea activității electrice spontane a creierului pe o perioadă de timp, așa cum este înregistrat de la mai mulți electrozi așezați pe scalp. Aplicațiile de diagnostic se concentrează, în general, fie pe potențialele legate de evenimente, fie pe conținutul spectral al EEG. Primul investighează fluctuațiile potențiale de timp blocat la un eveniment, cum ar fi „debutul stimulului” sau „apăsarea butonului”. Acesta din urmă analizează tipul de oscilații neuronale (denumite popular „unde cerebrale”) care pot fi observate în semnalele EEG din domeniul frecvenței.

EEG este cel mai adesea utilizat pentru a diagnostica epilepsia , care cauzează anomalii în citirile EEG. Este, de asemenea, utilizat pentru a diagnostica tulburările de somn , profunzimea anesteziei , coma , encefalopatiile și moartea creierului . EEG a fost o metodă de primă linie de diagnostic pentru tumori , accident vascular cerebral și alte afecțiuni ale creierului focal, dar această utilizare a scăzut odată cu apariția tehnicilor de imagistică anatomică de înaltă rezoluție, cum ar fi imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) și tomografia computerizată (CT). . În ciuda rezoluției spațiale limitate, EEG continuă să fie un instrument valoros pentru cercetare și diagnostic. Este una dintre puținele tehnici mobile disponibile și oferă rezoluție temporală de milisecundă, care nu este posibilă cu CT, PET sau RMN.

Derivații tehnicii EEG includ potențialele evocate (EP), care implică media activității EEG blocată în timp la prezentarea unui stimul de un fel (vizual, somatosenzorial sau auditiv). Potențialele legate de evenimente (ERP) se referă la răspunsurile EEG medii care sunt blocate în timp la procesarea mai complexă a stimulilor; această tehnică este folosită în științe cognitive , psihologia cognitivă , și psihofiziologice de cercetare.

Istorie

În 1875, Richard Caton (1842-1926), un medic care practică în Liverpool , și-a prezentat concluziile despre fenomenele electrice ale emisferelor cerebrale expuse ale iepurilor și maimuțelor în British Medical Journal . În 1890, fiziologul polonez Adolf Beck a publicat o investigație a activității electrice spontane a creierului iepurilor și câinilor care a inclus oscilații ritmice modificate de lumină. Beck a început experimente cu privire la activitatea cerebrală electrică a animalelor. Beck a plasat electrozi direct pe suprafața creierului pentru a testa stimularea senzorială. Observarea sa asupra fluctuației activității cerebrale a dus la concluzia undelor cerebrale.

În 1912, fiziologul ucrainean Vladimir Vladimirovici Pravdich-Neminsky a publicat primul EEG animal și potențialul evocat al mamiferului (câinelui). În 1914, Napoleon Cybulski și Jelenska-Macieszyna au fotografiat înregistrări EEG ale convulsiilor induse experimental.

Fiziologul și psihiatrul german Hans Berger (1873–1941) a înregistrat primul EEG uman în 1924. Extindându-și lucrările efectuate anterior pe animale de Richard Caton și alții, Berger a inventat și electroencefalograma (dând numele dispozitivului), o invenție descrisă „ca una dintre cele mai surprinzătoare, remarcabile și importante evoluții din istoria neurologiei clinice ". Descoperirile sale au fost confirmate pentru prima dată de oamenii de știință britanici Edgar Douglas Adrian și BHC Matthews în 1934 și dezvoltate de aceștia.

În 1934, Fisher și Lowenbach au demonstrat pentru prima dată vârfuri epileptiforme. În 1935, Gibbs, Davis și Lennox au descris undele inter- ictale și modelul celor trei cicluri / s ale convulsiilor de absență clinică , care au început domeniul electroencefalografiei clinice. Ulterior, în 1936 Gibbs și Jasper au raportat vârful interictal ca semnătura focală a epilepsiei. În același an, primul laborator EEG a fost deschis la Spitalul General din Massachusetts.

Franklin Offner (1911-1999), profesor de biofizică la Universitatea Northwestern a dezvoltat un prototip al EEG care încorporează un scriitor de cerneală piezoelectric numit Crystograph (întregul dispozitiv era cunoscut de obicei sub numele de Offner Dynograph ).

În 1947, a fost fondată Societatea Americană EEG și a avut loc primul congres internațional EEG. În 1953, Aserinsky și Kleitman au descris somnul REM .

În anii 1950, William Gray Walter a dezvoltat un adjuvant la EEG numit topografie EEG , care a permis cartarea activității electrice pe suprafața creierului. Aceasta s-a bucurat de o scurtă perioadă de popularitate în anii 1980 și părea deosebit de promițătoare pentru psihiatrie. Nu a fost niciodată acceptat de neurologi și rămâne în primul rând un instrument de cercetare.

Un sistem de electroencefalograf fabricat de Beckman Instruments a fost utilizat pe cel puțin unul dintre zborurile spațiale pilotate de Project Gemini (1965-1966) pentru a monitoriza undele cerebrale ale astronauților din zbor. A fost unul dintre multele instrumente Beckman specializate și utilizate de NASA.

În 1988, raportul a fost dat de Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov și Liljana Bozinovska despre controlul EEG al unui obiect fizic, un robot.

În octombrie 2018, oamenii de știință au conectat creierul a trei persoane pentru a experimenta procesul de împărtășire a gândurilor. Cinci grupuri de trei persoane au participat la experiment folosind EEG. Rata de succes a experimentului a fost de 81%.

Utilizare medicală

EEG este unul dintre principalele teste de diagnostic pentru epilepsie. O înregistrare clinică EEG de rutină durează de obicei 20-30 minute (plus timpul de pregătire). Este un test care detectează activitatea electrică din creier folosind mici discuri metalice (electrozi) atașate la nivelul scalpului. În mod obișnuit, EEG este utilizat în circumstanțe clinice pentru a determina modificările activității creierului care ar putea fi utile în diagnosticarea tulburărilor cerebrale, în special a epilepsiei sau a unei alte tulburări convulsive. Un EEG ar putea fi, de asemenea, util pentru diagnosticarea sau tratarea următoarelor tulburări:

• Tumoare pe creier
• Leziuni cerebrale cauzate de leziuni la nivelul capului
• Disfuncție cerebrală care poate avea o varietate de cauze (encefalopatie)
• Inflamația creierului (encefalită)
• Accident vascular cerebral
• Tulburari de somn

Poate deasemenea:

• distinge convulsiile epileptice de alte tipuri de vrăji, cum ar fi convulsiile psihogene non-epileptice , sincopa (leșin) , tulburările de mișcare sub-corticală și variantele de migrenă
• diferențiază encefalopatia „organică” sau delirul de sindroamele psihiatrice primare precum catatonia
• servesc drept test adjuvant al morții cerebrale la pacienții în comă
• prognostic la pacienții în comă (în anumite cazuri)
• stabiliți dacă trebuie să înțărcați medicamentele anti-epileptice.

Uneori, un EEG de rutină nu este suficient pentru a stabili diagnosticul sau pentru a determina cea mai bună acțiune în ceea ce privește tratamentul. În acest caz, se poate încerca înregistrarea unui EEG în timp ce are loc o criză. Aceasta este cunoscută sub numele de înregistrare ictală , spre deosebire de o înregistrare inter-ictală care se referă la înregistrarea EEG între convulsii. Pentru a obține o înregistrare ictală, un EEG prelungit este de obicei efectuat însoțit de o înregistrare video și audio sincronizată în timp. Acest lucru se poate face fie ca ambulatoriu (acasă), fie în timpul internării în spital, de preferință la o unitate de monitorizare a epilepsiei (UEM) cu asistenți medicali și alt personal instruit în îngrijirea pacienților cu convulsii. EEG video ambulatorii ambulatorii durează de obicei una până la trei zile. Admiterea la o unitate de monitorizare a epilepsiei durează de obicei câteva zile, dar poate dura o săptămână sau mai mult. În timp ce se află în spital, medicamentele pentru convulsii sunt de obicei retrase pentru a crește șansele ca o convulsie să apară în timpul internării. Din motive de siguranță, medicamentele nu sunt retrase în timpul unui EEG în afara spitalului. EEG-urile video ambulatorii, prin urmare, au avantajul comodității și sunt mai puțin costisitoare decât internarea în spital, dar dezavantajul unei probabilități reduse de înregistrare a unui eveniment clinic.

Monitorizarea epilepsiei se face de obicei pentru a distinge crizele epileptice de alte tipuri de vrăji, cum ar fi crizele psihogene neepileptice , sincopa (leșin) , tulburările de mișcare sub-corticală și variantele de migrenă , pentru a caracteriza crizele în scopul tratamentului și pentru a localiza regiune a creierului din care provine o criză pentru rezolvarea unei posibile intervenții chirurgicale. Spitalele folosesc un monitor EEG pentru a ajuta la diagnosticarea unei crize. Aceștia folosesc aceste informații pentru a ajuta la procesul de tratament, precum și la descoperirea riscurilor. "Mulți profesioniști au declarat importanța EEG atunci când vine vorba de convulsii suspectate, pentru diagnostic și evaluare". Medicii vor putea utiliza sistemul de monitorizare EEG pentru a ajuta la examinarea unor opțiuni de tratament, precum și a unor factori de risc. Pe măsură ce tehnologia avansează, cercetătorii găsesc noi monitoare care sunt mai precise în ceea ce privește convulsiile. „Tehnicile avansate cu EEG continuu și tehnica simplificată cu AEEG permit clinicienilor să detecteze mai multe convulsii la pat”. Un AEEG reprezintă electroencefalografie integrată în amplitudine și poate detecta orice activitate electrică a creierului la fel ca un monitor EEG. Un monitor AEEG poate monitoriza funcția creierului. pentru o perioadă lungă de timp, în timp ce un monitor EEG poate monitoriza funcția creierului doar câteva ore până la câteva zile. Acest lucru ajută la îmbunătățirea detectării mai rapide a convulsiilor, iar bebelușii prematuri care suferă de convulsii pot fi tratați mai devreme și au efecte mai puțin pe termen lung.

În plus, EEG poate fi utilizat pentru a monitoriza profunzimea anesteziei , ca indicator indirect al perfuziei cerebrale în endarterectomia carotidă sau pentru a monitoriza efectul amobarbital în timpul testului Wada .

EEG poate fi, de asemenea, utilizat în unități de terapie intensivă pentru monitorizarea funcției creierului pentru a monitoriza convulsiile neconvulsive / starea epileptică neconvulsivă, pentru a monitoriza efectul sedativului / anesteziei la pacienții aflați în comă indusă medical (pentru tratamentul convulsiilor refractare sau creșterea intracraniană presiune ) și pentru a monitoriza deteriorarea creierului secundar în condiții precum hemoragia subarahnoidă (în prezent o metodă de cercetare).

Dacă un pacient cu epilepsie este luat în considerare pentru o intervenție chirurgicală rezectivă , este adesea necesar să se localizeze focalizarea (sursa) activității epileptice a creierului cu o rezoluție mai mare decât cea oferită de scalpul EEG. Acest lucru se datorează faptului că lichidul cefalorahidian , craniul și pielea capului împrăștiază potențialele electrice înregistrate de scalpul EEG. În aceste cazuri, neurochirurgii implantează de obicei benzi și grile de electrozi (sau electrozi de adâncime penetrante) sub dura mater , fie printr-o craniotomie , fie printr- o gaură de bavură . Înregistrarea acestor semnale este denumită electrocorticografie (ECoG), EEG subdural (sdEEG) sau EEG intracranian (icEEG) - toți termenii pentru același lucru. Semnalul înregistrat de la ECoG este pe o scară de activitate diferită de activitatea creierului înregistrată de la scalpul EEG. Componentele de joasă tensiune și frecvență înaltă care nu pot fi văzute cu ușurință (sau deloc) în scalpul EEG pot fi văzute clar în ECoG. Mai mult decât atât, electrozi mai mici (care acoperă o parcelă mai mică de suprafață a creierului) permit să se vadă componente chiar mai mici de tensiune, mai rapide ale activității creierului. Unele situri clinice înregistrează la microelectrozi pătrunzători.

EEG nu este indicat pentru diagnosticarea cefaleei. Durerea de cap recurentă este o problemă obișnuită a durerii și această procedură este uneori utilizată în căutarea unui diagnostic, dar nu are niciun avantaj față de evaluarea clinică de rutină.

Utilizarea cercetării

EEG, precum și studiul pe aceeași temă a ERP - urilor sunt utilizate pe scară largă în neuroștiințe , științe cognitive , psihologia cognitivă , neurolinguistics și psihofiziologice de cercetare, dar , de asemenea , pentru funcțiile umane de studiu , cum ar fi înghițirea. Multe tehnici EEG utilizate în cercetare nu sunt standardizate suficient pentru utilizarea clinică, iar multe studii ERP nu reușesc să raporteze toate etapele de procesare necesare pentru colectarea și reducerea datelor, limitând reproductibilitatea și replicabilitatea multor studii. Dar cercetarea asupra dizabilităților mentale, cum ar fi tulburarea de procesare auditivă (APD), ADD sau ADHD , este din ce în ce mai cunoscută, iar EEG sunt utilizate ca cercetare și tratament.

Avantaje

Există mai multe alte metode pentru a studia funcția creierului, inclusiv imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI), tomografia cu emisie de pozitroni (PET), magnetoencefalografia (MEG), spectroscopia cu rezonanță magnetică nucleară (RMN sau MRS), electrocorticografia (ECoG), emisia unui foton calculată tomografie (SPECT), spectroscopie în infraroșu apropiat (NIRS) și semnal optic asociat evenimentelor (EROS). În ciuda sensibilității spațiale relativ slabe a EEG, „semnalele unidimensionale din regiunile periferice localizate de pe cap îl fac atractiv pentru fidelitatea sa simplistă și a permis un randament ridicat de cercetare clinică și de bază”. Astfel, EEG are câteva avantaje față de unele dintre aceste alte tehnici:

• Costurile hardware sunt semnificativ mai mici decât cele ale majorității celorlalte tehnici
• EEG previne disponibilitatea limitată a tehnologilor pentru a oferi îngrijire imediată în spitalele cu trafic intens.
• EEG necesită doar o cameră liniștită și un echipament de tip servietă, în timp ce fMRI, SPECT, PET, MRS sau MEG necesită echipamente voluminoase și imobile. De exemplu, MEG necesită echipamente constând din detectoare răcite cu heliu lichid care pot fi utilizate numai în încăperi ecranate magnetic, costând în total peste câteva milioane de dolari; iar fMRI necesită utilizarea unui magnet de 1 tonă, din nou, într-o cameră protejată.
• EEG poate avea cu ușurință o rezoluție temporală ridicată (deși rezoluția sub-milisecundă generează date din ce în ce mai puțin semnificative), deoarece cele două până la 32 de fluxuri de date generate de acel număr de electrozi sunt ușor stocate și procesate, în timp ce tehnologiile spațiale 3D oferă mii sau milioane de ori la fel de multe fluxuri de date de intrare și, prin urmare, sunt limitate de hardware și software. EEG este înregistrat în mod obișnuit la rate de eșantionare între 250 și 2000 Hz în setările clinice și de cercetare.
• EEG este relativ tolerant la mișcarea subiectului, spre deosebire de majoritatea celorlalte tehnici de neuroimagistică. Există chiar metode pentru minimizarea și chiar eliminarea artefactelor de mișcare din datele EEG
• EEG este silențios, ceea ce permite un studiu mai bun al răspunsurilor la stimulii auditivi.
• EEG nu agravează claustrofobia , spre deosebire de fMRI, PET, MRS, SPECT și uneori MEG
• EEG nu implică expunerea la câmpuri magnetice de intensitate mare (> 1 Tesla ), ca în unele dintre celelalte tehnici, în special RMN și MRS. Acestea pot provoca o varietate de probleme nedorite cu datele și, de asemenea, pot interzice utilizarea acestor tehnici cu participanții care au implanturi metalice în corp, cum ar fi stimulatoare cardiace care conțin metal.
• EEG nu implică expunerea la radioliganzi , spre deosebire de tomografia cu emisie de pozitroni .
• Studiile ERP pot fi realizate cu paradigme relativ simple, în comparație cu studiile fMRI cu design de bloc IE
• Relativ neinvaziv , spre deosebire de Electrocorticografie , care necesită plasarea electrozilor pe suprafața reală a creierului.

EEG are, de asemenea, unele caracteristici care se compară favorabil cu testarea comportamentală:

• EEG poate detecta procesarea sub acoperire (adică procesarea care nu necesită un răspuns)
• EEG poate fi utilizat la subiecți care sunt incapabili să producă un răspuns motor
• Unele componente ERP pot fi detectate chiar și atunci când subiectul nu se ocupă de stimuli
• Spre deosebire de alte mijloace de studiu a timpului de reacție, ERP-urile pot elucida etapele procesării (mai degrabă decât doar rezultatul final)
• simplitatea EEG asigură cu ușurință urmărirea modificărilor creierului în diferite faze ale vieții. Analiza somnului EEG poate indica aspecte semnificative ale momentului dezvoltării creierului, inclusiv evaluarea maturării creierului adolescentului.
• În EEG există o mai bună înțelegere a ce semnal este măsurat în comparație cu alte tehnici de cercetare, de exemplu, răspunsul BOLD în RMN.

Dezavantaje

• Rezoluție spațială redusă pe scalp. RMN-ul , de exemplu, poate afișa direct zone ale creierului care sunt active, în timp ce EEG necesită o interpretare intensă doar pentru a face ipoteza ce zone sunt activate de un anumit răspuns.
• EEG măsoară prost activitatea neuronală care apare sub straturile superioare ale creierului (cortexul).
• Spre deosebire de PET și MRS, nu poate identifica locații specifice din creier la care pot fi găsiți diferiți neurotransmițători, medicamente etc.
• Adesea durează mult timp pentru a conecta un subiect la EEG, deoarece necesită plasarea precisă a zeci de electrozi în jurul capului și utilizarea diferitelor geluri, soluții saline și / sau paste pentru a menține o conductivitate bună, iar un capac este folosit pentru a păstra le la locul lor. În timp ce durata diferă în funcție de dispozitivul EEG specific utilizat, ca regulă generală este nevoie de mult mai puțin timp pentru a pregăti un subiect pentru MEG, fMRI, MRS și SPECT.
• Raportul semnal-zgomot este slab, astfel încât sunt necesare analize de date sofisticate și un număr relativ mare de subiecți pentru a extrage informații utile din EEG.

Cu alte tehnici de neuroimagistică

Înregistrările simultane EEG și scanările fMRI au fost obținute cu succes, deși înregistrarea ambelor în același timp necesită în mod eficient depășirea mai multor dificultăți tehnice, cum ar fi prezența artefactului balistocardiografic, a artefactului pulsului RMN și inducerea curenților electrici în firele EEG care se deplasează în interior câmpurile magnetice puternice ale RMN-ului. Deși provocatoare, acestea au fost depășite cu succes într-o serie de studii.

RMN-ul produce imagini detaliate create prin generarea de câmpuri magnetice puternice care pot induce forța de deplasare și cuplul potențial dăunătoare. Aceste câmpuri produc încălzire cu frecvență radio potențial dăunătoare și creează artefacte de imagine care fac imaginile inutile. Datorită acestor riscuri potențiale, numai anumite dispozitive medicale pot fi utilizate într-un mediu MR.

În mod similar, au fost efectuate și înregistrări simultane cu MEG și EEG, care prezintă mai multe avantaje față de utilizarea oricărei tehnici:

• EEG necesită informații exacte despre anumite aspecte ale craniului care pot fi estimate doar, cum ar fi raza craniului și conductivitățile diferitelor locații ale craniului. MEG nu are această problemă, iar o analiză simultană permite corectarea acestui lucru.
• Ambele MEG și EEG detectează foarte puțin activitatea sub suprafața cortexului și, la fel ca EEG, nivelul de eroare crește odată cu adâncimea de sub suprafața cortexului pe care încercăm să îl examinăm. Cu toate acestea, erorile sunt foarte diferite între tehnici, iar combinarea acestora permite astfel corectarea unora dintre acest zgomot.
• MEG nu are acces practic la nici o sursă de activitate cerebrală sub câțiva centimetri sub cortex. EEG, pe de altă parte, poate primi semnale de la o adâncime mai mare, deși cu un grad ridicat de zgomot. Combinarea celor două facilitează determinarea a ceea ce în semnalul EEG vine de la suprafață (deoarece MEG este foarte precis în examinarea semnalelor de la suprafața creierului) și a ceea ce provine din adâncurile din creier, permițând astfel analiza creierului mai profund semnale decât EEG sau MEG pe cont propriu.

Recent, a fost investigată o abordare combinată EEG / MEG (EMEG) în scopul reconstrucției sursei în diagnosticul de epilepsie.

EEG a fost, de asemenea, combinat cu tomografie cu emisie de pozitroni . Acest lucru oferă avantajul de a permite cercetătorilor să vadă ce semnale EEG sunt asociate cu diferite acțiuni medicamentoase din creier.

Studii recente folosind tehnici de învățare automată , cum ar fi rețelele neuronale cu caracteristici temporale statistice extrase din lobul frontal EEG, datele undelor cerebrale au arătat niveluri ridicate de succes în clasificarea stărilor mentale (Relaxat, Neutru, Concentrant), stări emoționale mentale (Negativ, Neutru, Pozitiv) și aritmie talamocorticală .

Mecanisme

Încărcarea electrică a creierului este menținută de miliarde de neuroni . Neuronii sunt încărcați electric (sau „polarizați”) de proteinele de transport ale membranei care pompează ioni prin membranele lor. Neuronii schimbă constant ioni cu mediul extracelular, de exemplu pentru a menține potențialul de odihnă și pentru a propaga potențialele de acțiune . Ionii cu sarcină similară se resping reciproc și, atunci când mulți ioni sunt împinși afară din mai mulți neuroni în același timp, își pot împinge vecinii, care îi împing pe vecini și așa mai departe, într-o undă. Acest proces este cunoscut sub numele de conducere de volum. Când valul de ioni ajunge la electrozii de pe scalp, aceștia pot împinge sau trage electroni pe metalul din electrozi. Deoarece metalul conduce cu ușurință împingerea și tragerea electronilor, diferența dintre tensiunile de împingere sau tragere între oricare doi electrozi poate fi măsurată de un voltmetru . Înregistrarea acestor tensiuni în timp ne oferă EEG.

Potențialul electric generat de un neuron individ este mult prea mic pentru a fi preluat de către EEG sau MEG. Prin urmare, activitatea EEG reflectă întotdeauna sumarea activității sincrone a mii sau milioane de neuroni care au o orientare spațială similară. Dacă celulele nu au o orientare spațială similară, ionii lor nu se aliniază și creează unde pentru a fi detectate. Se crede că neuronii piramidali ai cortexului produc cel mai mare semnal EEG, deoarece sunt bine aliniați și trag împreună. Deoarece gradienții câmpului de tensiune cad cu pătratul distanței, activitatea din surse adânci este mai dificil de detectat decât curenții din apropierea craniului.

Activitatea EEG a scalpului prezintă oscilații la o varietate de frecvențe. Mai multe dintre aceste oscilații au intervale de frecvență caracteristice , distribuții spațiale și sunt asociate cu diferite stări de funcționare a creierului (de exemplu, trezirea și diferitele etape ale somnului ). Aceste oscilații reprezintă activitate sincronizată pe o rețea de neuroni. Rețelele neuronale care stau la baza unora dintre aceste oscilații sunt înțelese (de exemplu, rezonanța talamocorticală care stă la baza fusurilor de somn ), în timp ce multe altele nu sunt (de exemplu, sistemul care generează ritmul de bază posterior). Cercetările care măsoară atât EEG cât și creșterea neuronilor consideră că relația dintre cele două este complexă, cu o combinație a puterii EEG în banda gamma și faza din banda delta care se raportează cel mai puternic la activitatea vârfului neuronilor.

Metodă

În EEG cu scalp convențional, înregistrarea se obține prin plasarea electrozilor pe scalp cu un gel sau pastă conductoare, de obicei după pregătirea zonei scalpului prin abraziune ușoară pentru a reduce impedanța datorată celulelor moarte ale pielii. Multe sisteme folosesc de obicei electrozi, fiecare dintre aceștia fiind atașat la un fir individual. Unele sisteme folosesc capace sau plase în care sunt încorporați electrozi; acest lucru este deosebit de comun atunci când sunt necesare matrici de densitate mare de electrozi.

Locațiile și denumirile electrozilor sunt specificate de sistemul internațional 10-20 pentru majoritatea aplicațiilor clinice și de cercetare (cu excepția cazurilor în care sunt utilizate matrici de densitate mare). Acest sistem asigură faptul că denumirea electrozilor este consecventă în toate laboratoarele. În majoritatea aplicațiilor clinice, se utilizează 19 electrozi de înregistrare (plus referință la masă și sistem). Un număr mai mic de electrozi sunt de obicei folosiți la înregistrarea EEG de la nou-născuți . Electrozi suplimentari pot fi adăugați la setarea standard atunci când o aplicație clinică sau de cercetare necesită o rezoluție spațială sporită pentru o anumită zonă a creierului. Tablourile de înaltă densitate (de obicei prin capac sau rețea) pot conține până la 256 de electrozi mai mult sau mai puțin distanțați uniform în jurul scalpului.

Fiecare electrod este conectat la o intrare a unui amplificator diferențial (un amplificator per pereche de electrozi); un electrod comun de referință al sistemului este conectat la cealaltă intrare a fiecărui amplificator diferențial. Acești amplificatori amplifică tensiunea dintre electrodul activ și referință (de obicei de 1.000-100.000 de ori, sau 60-100 dB de câștig de tensiune). În EEG analogic, semnalul este apoi filtrat (paragraful următor), iar semnalul EEG este transmis ca devierea stilourilor pe măsură ce hârtia trece dedesubt. Cu toate acestea, majoritatea sistemelor EEG sunt în prezent digitale, iar semnalul amplificat este digitalizat printr-un convertor analog-digital , după ce a fost trecut printr-un filtru anti-aliasing . Eșantionarea analogică-digitală are loc de obicei la 256-512 Hz în EEG cu scalp clinic; rate de eșantionare de până la 20 kHz sunt utilizate în unele aplicații de cercetare.

În timpul înregistrării, pot fi utilizate o serie de proceduri de activare. Aceste proceduri pot induce o activitate normală sau anormală a EEG, care altfel s-ar putea să nu fie văzută. Aceste proceduri includ hiperventilația, stimularea fotică (cu lumină stroboscopică), închiderea ochilor, activitatea mentală, somnul și privarea de somn. În timpul monitorizării epilepsiei (internate), medicamentele tipice pentru convulsii ale unui pacient pot fi retrase.

Semnalul digital EEG este stocat electronic și poate fi filtrat pentru afișare. Setările tipice pentru filtrul trece în sus și filtru trece în jos sunt 0,5-1  Hz și respectiv 35-70 Hz. Filtrul trece sus filtrează în mod obișnuit artefactul lent, cum ar fi semnalele electrogalvanice și artefactul de mișcare, în timp ce filtrul trece jos filtrează artefactele de înaltă frecvență, cum ar fi semnalele electromiografice . Un filtru de crestături suplimentar este de obicei folosit pentru a elimina artefactul cauzat de liniile de alimentare electrică (60 Hz în Statele Unite și 50 Hz în multe alte țări).

Semnalele EEG pot fi capturate cu hardware open source, cum ar fi OpenBCI, iar semnalul poate fi procesat prin software EEG disponibil gratuit, cum ar fi EEGLAB sau Neurophysiological Biomarker Toolbox .

Ca parte a unei evaluări pentru intervenția chirurgicală de epilepsie, poate fi necesar să se introducă electrozi lângă suprafața creierului, sub suprafața durei mater . Acest lucru se realizează prin gaură de bav sau craniotomie . Aceasta este denumită în mod diferit ca „electrocorticografie (ECoG)” , „EEG intracranian (I-EEG)” sau „EEG subdural (SD-EEG)”. Electrozii de adâncime pot fi, de asemenea, plasați în structuri cerebrale, cum ar fi amigdala sau hipocampul , structuri, care sunt focare epileptice comune și nu pot fi „văzute” în mod clar de scalpul EEG. Semnalul electrocorticografic este procesat în același mod ca EEG digital al scalpului (de mai sus), cu câteva avertismente. ECoG este de obicei înregistrat la rate de eșantionare mai mari decât EEG-ul scalpului din cauza cerințelor teoremei Nyquist - semnalul subdural este compus dintr-o predominanță mai mare a componentelor de frecvență mai mare. De asemenea, multe dintre artefactele care afectează scalpul EEG nu au impact asupra ECoG și, prin urmare, filtrarea afișajului nu este adesea necesară.

Un semnal EEG uman tipic pentru adulți are o amplitudine de aproximativ 10 µV până la 100 µV atunci când este măsurat de pe scalp.

Deoarece un semnal de tensiune EEG reprezintă o diferență între tensiunile la doi electrozi, afișajul EEG pentru encefalograful de citire poate fi configurat într-unul din mai multe moduri. Reprezentarea canalelor EEG este denumită montaj.

Montaj secvențial

Fiecare canal (adică forma de undă) reprezintă diferența dintre doi electrozi adiacenți. Întregul montaj constă dintr-o serie de canale. De exemplu, canalul "Fp1-F3" reprezintă diferența de tensiune între electrodul Fp1 și electrodul F3. Următorul canal din montaj, „F3-C3”, reprezintă diferența de tensiune între F3 și C3 și așa mai departe prin întreaga gamă de electrozi.

Montaj referențial

Fiecare canal reprezintă diferența dintre un anumit electrod și un electrod de referință desemnat. Nu există o poziție standard pentru această referință; se află, totuși, într-o poziție diferită de electrozii „de înregistrare”. Pozițiile liniei medii sunt adesea folosite deoarece nu amplifică semnalul într-o emisferă față de cealaltă, cum ar fi Cz, Oz, Pz etc. ca referință online. Celelalte referințe offline populare sunt:

• Referință REST: care este o referință de calcul offline la infinit unde potențialul este zero. REST (tehnica de standardizare a electrodului de referință) ia sursele echivalente din creier oricărui set de înregistrări ale scalpului ca trambulină pentru a lega înregistrările reale cu orice referință non-zero online sau offline (medie, urechi legate etc.) la noile înregistrări cu infinit zero ca referință standardizată. Un software gratuit poate fi găsit la (Dong L, Li F, Liu Q, Wen X, Lai Y, Xu P și Yao D (2017) Casete de instrumente MATLAB pentru tehnica de standardizare a electrodului de referință (REST) ​​a scalpului EEG. Față. Neurosci. 11 : 601. doi : 10.3389 / fnins.2017.00601 ), și pentru mai multe detalii și performanțele sale, vă rugăm să consultați lucrarea originală (Yao, D. (2001). O metodă de standardizare a unei referințe a înregistrărilor EEG ale scalpului la un punct la infinit . Physiol. Meas. 22, 693–711. Doi : 10.1088 / 0967-3334 / 22/4/305 )
• „urechi legate”: care este o medie fizică sau matematică a electrozilor atașați atât la lobii urechii, fie la mastoizi .

Montaj mediu de referință

Ieșirile tuturor amplificatoarelor sunt însumate și mediate, iar acest semnal mediu este utilizat ca referință comună pentru fiecare canal.

Montaj laplacian

Fiecare canal reprezintă diferența dintre un electrod și o medie ponderată a electrozilor din jur.

Când se utilizează EEG analogice (pe hârtie), tehnologul comută între montaje în timpul înregistrării pentru a evidenția sau a caracteriza mai bine anumite caracteristici ale EEG. Cu EEG digital, toate semnalele sunt de obicei digitalizate și stocate într-un anumit montaj (de obicei referențial); deoarece orice montaj poate fi construit matematic din oricare altul, EEG poate fi vizualizat de către electroencefalograf în orice montaj de afișare dorit.

EEG este citit de un neurofiziolog sau neurolog clinic (în funcție de obiceiurile locale și de legea privind specialitățile medicale ), în mod optim, cel care are o pregătire specifică în interpretarea EEG în scopuri clinice. Acest lucru se face prin inspecția vizuală a formelor de undă, numite grafoelemente. Utilizarea procesării semnalelor computerizate a EEG - așa-numita electroencefalografie cantitativă - este oarecum controversată atunci când este utilizată în scopuri clinice (deși există multe utilizări de cercetare).

Electrozi EEG uscați

La începutul anilor 1990, Babak Taheri, de la Universitatea din California, Davis a demonstrat primele matrici de electrodi activi, simpli și multicanali, utilizând micro-prelucrare. Construcția și rezultatele electrodului EEG uscat cu un singur canal au fost publicate în 1994. De asemenea, s-a demonstrat că electrodul matricial funcționează bine în comparație cu electrozii de argint / clorură de argint . Dispozitivul consta din patru locații de senzori cu electronică integrată pentru a reduce zgomotul prin potrivirea impedanței . Avantajele acestor electrozi sunt: ​​(1) nu se folosește electroliți, (2) nu se prepară pielea, (3) se reduce semnificativ dimensiunea senzorului și (4) compatibilitatea cu sistemele de monitorizare EEG. Matricea activă de electrozi este un sistem integrat format dintr-o serie de senzori capacitivi cu circuite integrate integrate localizate într-un pachet cu baterii pentru alimentarea circuitelor. Acest nivel de integrare a fost necesar pentru a obține performanța funcțională obținută de electrod. Electrodul a fost testat pe o bancă de testare electrică și pe subiecți umani în patru modalități de activitate EEG, și anume: (1) EEG spontan, (2) potențiale senzoriale legate de evenimente, (3) potențiale ale trunchiului cerebral și (4) eveniment cognitiv -potențiale legate. Performanța electrodului uscat a fost comparată favorabil cu cea a electrozilor umedi standard în ceea ce privește pregătirea pielii, fără cerințe de gel (uscat) și un raport semnal-zgomot mai mare.

În 1999, cercetătorii de la Universitatea Case Western Reserve , din Cleveland , Ohio , conduși de Hunter Peckham, au folosit un capac EEG cu 64 de electrozi pentru a returna mișcări limitate ale mâinilor lui Jim Jatich tetraplegic . În timp ce Jatich s-a concentrat pe concepte simple, dar opuse, cum ar fi sus și jos, ieșirea sa EEG cu ritm beta a fost analizată folosind software pentru a identifica tiparele din zgomot. Un model de bază a fost identificat și utilizat pentru a controla un comutator: activitatea peste medie a fost setată la activată, sub medie oprită. Pe lângă faptul că i-a permis lui Jatich să controleze cursorul unui computer, semnalele au fost folosite și pentru a conduce controlerele nervoase încorporate în mâinile sale, restabilind o mișcare.

În 2018, a fost raportat un electrod uscat funcțional compus dintr-un elastomer polidimetilsiloxan umplut cu nanofibre de carbon conductoare . Această cercetare a fost efectuată la Laboratorul de Cercetare al Armatei SUA . Tehnologia EEG implică adesea aplicarea unui gel pe scalp care facilitează un raport puternic semnal-zgomot. Acest lucru are ca rezultat rezultate experimentale mai reproductibile și fiabile. Deoarece pacienților nu le place să aibă părul umplut cu gel, iar configurarea lungă necesită personal instruit la îndemână, utilizarea EEG în afara setului de laborator poate fi dificilă. În plus, s-a observat că performanța senzorilor de electrod umed se reduce după o perioadă de ore. Prin urmare, cercetările au fost direcționate către dezvoltarea interfețelor bioelectronice EEG uscate și semi-uscate.

Semnalele electrodului uscat depind de contactul mecanic. Prin urmare, poate fi dificil să obțineți un semnal utilizabil din cauza impedanței dintre piele și electrod. Unele sisteme EEG încearcă să ocolească această problemă prin aplicarea unei soluții saline. Altele au o natură semi-uscată și eliberează cantități mici de gel la contactul cu scalpul. O altă soluție utilizează setări de pin cu arc. Acestea pot fi inconfortabile. Ele pot fi, de asemenea, periculoase dacă au fost utilizate într-o situație în care un pacient ar putea să-și lovească capul, deoarece ar putea fi cazat după un incident de traumatism de impact.

ARL a dezvoltat, de asemenea, un instrument de vizualizare, Customizable Lighting Interface pentru vizualizarea EEG-urilor sau CLIVE, care a arătat cât de bine sunt sincronizate două creiere.

În prezent, căștile sunt disponibile încorporând electrozi uscați cu până la 30 de canale. Astfel de proiecte sunt capabile să compenseze o parte din degradarea calității semnalului legată de impedanțe ridicate prin optimizarea preamplificării, ecranării și sprijinirii mecanicii.

Limitări

EEG are mai multe limitări. Cel mai important este rezoluția spațială slabă. EEG este cel mai sensibil la un anumit set de potențiale post-sinaptice: cele generate în straturi superficiale ale cortexului, pe crestele giroscopice care se află direct pe craniu și radial pe craniu. Dendritele, care sunt mai adânci în cortex, în interiorul sulciilor , în structurile medii sau profunde (cum ar fi girusul cingulat sau hipocampul ) sau produc curenți care sunt tangenți la craniu, au o contribuție mult mai redusă la semnalul EEG.

Înregistrările EEG nu captează direct potențialele de acțiune axonală . Un potențial de acțiune poate fi reprezentat cu precizie ca un cvadrupol curent , ceea ce înseamnă că câmpul rezultat scade mai rapid decât cele produse de dipolul actual al potențialelor post-sinaptice. În plus, deoarece EEG reprezintă media a mii de neuroni, este necesară o populație mare de celule în activitate sincronă pentru a provoca o deviere semnificativă a înregistrărilor. Potențialele de acțiune sunt foarte rapide și, în consecință, șansele de adunare pe teren sunt reduse. Cu toate acestea, propagarea neuronală înapoi , ca dipol de curent dendritic de obicei mai lung, poate fi preluată de electrozii EEG și este o indicație fiabilă a apariției ieșirii neuronale.

Nu numai că EEG captează curenții dendritici aproape exclusiv spre deosebire de curenții axonali, dar prezintă și o preferință pentru activitate pe populațiile de dendrite paralele și care transmit curent în aceeași direcție în același timp. Neuronii piramidali ai straturilor corticale II / III și V extind dendritele apicale la stratul I. Curenții care se deplasează în sus sau în jos aceste procese stau la baza majorității semnalelor produse de electroencefalografie.

Prin urmare, EEG oferă informații cu o mare prejudecată pentru a selecta tipurile de neuroni și, în general, nu ar trebui să fie utilizate pentru a face afirmații despre activitatea creierului global. De meningelui , lichid cefalorahidian și craniu „frotiu“ semnalul EEG, eclipsând sursa intracraniană.

Este matematic imposibil să reconstituiți o sursă unică de curent intracranian pentru un semnal EEG dat, deoarece unii curenți produc potențiale care se anulează reciproc. Aceasta este denumită problema inversă . Cu toate acestea, s-a făcut mult pentru a produce estimări remarcabil de bune, cel puțin, pentru un dipol electric localizat care reprezintă curenții înregistrați.

EEG vs fMRI, fNIRS, fUS și PET

EEG are mai multe puncte tari ca instrument pentru explorarea activității creierului. EEG-urile pot detecta modificări de-a lungul milisecundelor, ceea ce este excelent având în vedere că un potențial de acțiune necesită aproximativ 0,5-130 milisecunde pentru a se propaga pe un singur neuron, în funcție de tipul de neuron. Alte metode de a privi activitatea creierului, cum ar fi PET , fMRI sau fUS au rezoluție de timp între secunde și minute. EEG măsoară activitatea electrică a creierului direct, în timp ce alte metode înregistrează modificări ale fluxului sanguin (de exemplu, SPECT , fMRI , fUS ) sau ale activității metabolice (de exemplu, PET , NIRS ), care sunt markeri indirecți ai activității electrice a creierului.

EEG poate fi utilizat simultan cu fMRI sau fUS, astfel încât datele cu rezoluție temporală înaltă să poată fi înregistrate în același timp cu datele cu rezoluție spațială înaltă, totuși, deoarece datele derivate din fiecare apar pe un curs de timp diferit, seturile de date nu reprezintă neapărat exact aceeași activitate cerebrală. Există dificultăți tehnice asociate combinării EEG și fMRI, inclusiv necesitatea de a elimina artefactul gradientului RMN prezent în timpul achiziției RMN. Mai mult, curenții pot fi induși în firele electrodului EEG în mișcare datorită câmpului magnetic al RMN-ului.

EEG poate fi utilizat simultan cu NIRS sau fUS fără dificultăți tehnice majore. Nu există nicio influență a acestor modalități unul pe celălalt și o măsurare combinată poate oferi informații utile despre activitatea electrică, precum și despre hemodinamică la rezoluție spațială medie.

EEG vs MEG

EEG reflectă activitatea sinaptică corelată cauzată de potențialele post-sinaptice ale neuronilor corticali . Curenții ionici implicați în generarea potențialelor de acțiune rapide pot să nu contribuie foarte mult la potențialele medii de câmp reprezentând EEG. Mai specific, potențialele electrice ale scalpului care produc EEG sunt, în general, considerate a fi cauzate de curenții ionici extracelulari cauzați de activitatea electrică dendritică , în timp ce câmpurile care produc semnale magnetoencefalografice sunt asociate cu curenții ionici intracelulari.

EEG poate fi înregistrat în același timp cu MEG, astfel încât datele din aceste tehnici complementare de rezoluție la timp înalt pot fi combinate.

De asemenea, s-au făcut studii privind modelarea numerică a EEG și MEG.

Activitate normală

• 

  O secundă de semnal EEG

• 

  EEG uman cu activitate proeminentă în stare de repaus - ritm alfa. Stânga: urmele EEG (orizontală - timp în secunde; verticală - amplitudini, scară 100 μV). Dreapta: spectrele de putere ale semnalelor afișate (liniile verticale - 10 și 20 Hz, scara este liniară). Ritmul alfa constă din unde asemănătoare sinusoidale cu frecvențe în intervalul 8-12 Hz (11 Hz în acest caz) mai proeminente în siturile posterioare. Gama alfa este roșie la graficul spectrului de putere.

• 

  EEG uman cu stare de repaus. Stânga: urmele EEG (orizontală - timp în secunde; verticală - amplitudini, scară 100 μV). Dreapta: spectrele de putere ale semnalelor afișate (liniile verticale - 10 și 20 Hz, scara este liniară). 80-90% dintre oameni au unde proeminente de tip sinusoidal cu frecvențe în intervalul 8-12 Hz - ritm alfa. Altora (ca aceasta) le lipsește acest tip de activitate.

• 

  Artefacte comune în EEG uman. 1: Artefact electrooculografic cauzat de excitația mușchilor globului ocular (de exemplu, legat de clipire). Unda pozitivă de amplitudine mare, lentă, proeminentă în electrozii frontali. 2: Artefactul electrodului cauzat de contactul defectuos (și deci o impedanță mai mare) între electrodul P3 și piele. 3: Inghitirea artefactului. 4: Artefactul comun al electrodului de referință cauzat de contactul defect între electrodul de referință și piele. Un val uriaș similar în toate canalele.

EEG este de obicei descris în termeni de (1) activitate ritmică și (2) tranzitorii. Activitatea ritmică este împărțită în benzi după frecvență. Într-o anumită măsură, aceste benzi de frecvență sunt o chestiune de nomenclatură (adică, orice activitate ritmică între 8-12 Hz poate fi descrisă ca "alfa"), dar aceste denumiri au apărut deoarece activitatea ritmică într-un anumit interval de frecvență a avut o anumită valoare distribuție pe scalp sau o anumită semnificație biologică. Benzile de frecvență sunt extrase de obicei folosind metode spectrale (de exemplu, Welch) implementate, de exemplu, în software-ul EEG disponibil gratuit, cum ar fi EEGLAB sau Neurophysiological Biomarker Toolbox . Prelucrarea computațională a EEG este deseori denumită electroencefalografie cantitativă (qEEG).

Cea mai mare parte a semnalului cerebral observat în scalpul EEG se încadrează în intervalul 1-20 Hz (activitatea sub sau peste acest interval este probabil să fie artifactuală, în cadrul tehnicilor standard de înregistrare clinică). Formele de undă sunt împărțite în lățimi de bandă cunoscute sub denumirea de alfa, beta, theta și delta pentru a semnifica majoritatea EEG utilizate în practica clinică.

Compararea benzilor EEG

Compararea benzilor EEG

Grup	Frecventa (Hz)	Locație	În mod normal	Patologic
Delta	<4	frontal la adulți, posterior la copii; unde de amplitudine mare	somn adulți cu undă lentă la bebeluși A fost găsit în timpul unor sarcini de atenție continuă	leziuni subcorticale leziuni difuze encefalopatie metabolică hidrocefalie leziuni profunde ale liniei medii
Theta	4-7	Găsit în locații care nu au legătură cu sarcina la îndemână	mai mare la copiii mici somnolență la adulți și adolescenți la ralanti Asociat cu inhibarea răspunsurilor provocate (sa constatat că crește în situațiile în care o persoană încearcă activ să reprime un răspuns sau o acțiune).	leziuni subcorticale focale encefalopatie metabolică tulburări ale liniei medii profunde unele cazuri de hidrocefalie
Alfa	8-15	regiunile posterioare ale capului, ambele părți, cu amplitudine mai mare pe partea dominantă. Site-uri centrale (c3-c4) în repaus	relaxat / reflectant închizând ochii De asemenea, asociat cu controlul inhibiției, aparent cu scopul de a sincroniza activitatea inhibitorie în diferite locații din creier.	comă
Beta	16–31	ambele părți, distribuție simetrică, cel mai evident frontal; unde de amplitudine mică	intervalul de acțiune: calm activ → intens → stresat → ușor obsesiv gândire activă, concentrare, alertă ridicată, anxietate	benzodiazepine Sindromul Dup15q
Gamma	> 32	Cortexul somatosenzorial	Afișează în timpul procesării senzoriale transversale (percepție care combină două simțuri diferite, cum ar fi sunetul și vederea) De asemenea, este afișat în timpul potrivirii memoriei pe termen scurt a obiectelor, sunetelor sau senzațiilor tactile recunoscute	O scădere a activității benzii gamma poate fi asociată cu declinul cognitiv, mai ales atunci când este legat de banda teta; cu toate acestea, acest lucru nu a fost dovedit pentru utilizare ca măsurare de diagnostic clinic
Mu	8-12	Cortexul senzorimotor	Afișează neuronii motori în stare de repaus.	Supresia Mu ar putea indica faptul că neuronii oglindă motoră funcționează. Deficiențele în suprimarea Mu și, prin urmare, în neuronii oglindă, ar putea juca un rol în autism .

Practica utilizării numai numerelor întregi în definiții provine din considerații practice în zilele în care numai ciclurile întregi puteau fi numărate pe înregistrările pe hârtie. Acest lucru duce la lacune în definiții, așa cum se vede în altă parte pe această pagină. Definițiile teoretice au fost întotdeauna mai atent definite pentru a include toate frecvențele. Din păcate, nu există un acord în lucrările de referință standard cu privire la ceea ce ar trebui să fie aceste intervale - valorile pentru capătul superior alfa și capătul inferior al beta includ 12, 13, 14 și 15. Dacă pragul este luat ca 14 Hz, atunci cel mai lent beta valul are aproximativ aceeași durată ca cea mai lungă vârf (70 ms), ceea ce face ca aceasta să fie cea mai utilă valoare.

Benzi de frecvență EEG: definiții îmbunătățite

Grup	Frecventa (Hz)
Delta	<4
Theta	≥ 4 și <8
Alfa	≥ 8 și <14
Beta	≥ 14

Alții împart uneori benzile în sub-benzi în scopul analizei datelor.

Modele val

• Delta Waves este gama de frecvențe de până la 4 Hz. Tinde să fie cea mai mare în amplitudine și cele mai lente unde. Este văzut în mod normal la adulți în somn cu undă lentă . De asemenea, este văzut în mod normal la copii. Poate să apară focal cu leziuni subcorticale și în distribuție generală cu leziuni difuze, encefalopatie metabolică hidrocefală sau leziuni de linie mediană profundă. Este de obicei cel mai proeminent frontal la adulți (de exemplu FIRDA - delta ritmică intermitentă frontală) și posterior la copii (de exemplu OIRDA - delta ritmică intermitentă occipitală).

• Theta este intervalul de frecvență de la 4 Hz la 7 Hz. Theta este văzut în mod normal la copiii mici. Poate fi observat în somnolență sau excitare la copii mai mari și adulți; poate fi văzut și în meditație . Excesul de theta pentru vârstă reprezintă activitate anormală. Poate fi văzut ca o tulburare focală în leziunile subcorticale focale; poate fi văzut în distribuție generalizată în tulburarea difuză sau encefalopatia metabolică sau tulburările liniei mediane profunde sau în unele cazuri de hidrocefalie. Dimpotrivă, acest interval a fost asociat cu rapoarte de stări relaxate, meditative și creative.

• Alfa este intervalul de frecvență de la 7 Hz la 13 Hz. Hans Berger a numit prima activitate ritmică EEG pe care a observat-o „undă alfa”. Acesta a fost „ritmul de bază posterior” (numit și „ritmul dominant posterior” sau „ritmul alfa posterior”), văzut în regiunile posterioare ale capului de ambele părți, cu amplitudine mai mare pe partea dominantă. Apare odată cu închiderea ochilor și cu relaxare și se atenuează cu deschiderea ochilor sau efortul mental. Ritmul de bază posterior este, de fapt, mai lent decât 8 Hz la copiii mici (prin urmare, din punct de vedere tehnic în gama theta).

În plus față de ritmul de bază posterior, există și alte ritmuri alfa normale, cum ar fi ritmul mu (activitate alfa în zonele contralaterale senzoriale și motorii corticale) care apare atunci când mâinile și brațele sunt inactive; și „al treilea ritm” (activitate alfa în lobii temporali sau frontali). Alfa poate fi anormală; de exemplu, un EEG care are alfa difuz care apare în comă și nu răspunde la stimuli externi este denumit „coma alfa”.

• Beta este intervalul de frecvență de la 14 Hz la aproximativ 30 Hz. Este văzut de obicei pe ambele părți în distribuție simetrică și este cel mai evident frontal. Activitatea beta este strâns legată de comportamentul motor și este în general atenuată în timpul mișcărilor active. Beta cu amplitudine redusă cu frecvențe multiple și variabile este adesea asociată cu gândirea activă, ocupată sau anxioasă și cu concentrarea activă. Beta ritmică cu un set dominant de frecvențe este asociată cu diferite patologii, cum ar fi sindromul Dup15q , și efecte medicamentoase, în special benzodiazepine . Poate fi absent sau redus în zonele cu leziuni corticale. Este ritmul dominant la pacienții atenți sau anxioși sau cu ochii deschiși.

• Gamma este intervalul de frecvență de aproximativ 30–100 Hz. Se crede că ritmurile gamma reprezintă legarea diferitelor populații de neuroni împreună într-o rețea în scopul îndeplinirii unei anumite funcții cognitive sau motorii.
• Intervalul Mu este de 8-13 Hz și se suprapune parțial cu alte frecvențe. Acesta reflectă declanșarea sincronă a neuronilor motori în stare de repaus. Supresia Mu se consideră că reflectă sistemele neuronilor cu oglindă motorie, deoarece atunci când se observă o acțiune, modelul se stinge, posibil pentru că sistemele neuronale normale și oglindă „ies din sincronizare” și interferează unul cu celălalt.

Activitatea „ultra-lentă” sau „aproape DC ” este înregistrată folosind amplificatoare DC în unele contexte de cercetare. Nu este de obicei înregistrat într-un context clinic deoarece semnalul la aceste frecvențe este susceptibil la o serie de artefacte.

Unele caracteristici ale EEG sunt mai degrabă tranzitorii decât ritmice. Piroanele și valurile ascuțite pot reprezenta activitate convulsivă sau activitate interictală la indivizii cu epilepsie sau cu predispoziție spre epilepsie. Alte caracteristici tranzitorii sunt normale: undele de vârf și fusurile de somn sunt observate în somnul normal.

Rețineți că există tipuri de activitate statistic mai puțin frecvente, dar care nu sunt asociate cu disfuncții sau boli. Acestea sunt adesea denumite „variante normale”. Ritmul mu este un exemplu de variantă normală.

Electroencefalograma normală (EEG) variază în funcție de vârstă. Prenatale EEG și neonatală EEG este destul de diferit de adult EEG. Fetusii din al treilea trimestru și nou-născuții prezintă două tipare comune de activitate cerebrală: „discontinuă” și „urme alternante”. Activitatea electrică „discontinuă” se referă la explozii puternice de activitate electrică urmate de unde de joasă frecvență. Activitatea electrică „Trace alternant” descrie explozii ascuțite urmate de intervale scurte de amplitudine ridicată și indică de obicei somn liniștit la nou-născuți. EEG în copilărie are, în general, oscilații de frecvență mai lente decât EEG adult.

EEG normal variază, de asemenea, în funcție de stare. EEG este utilizat împreună cu alte măsurători ( EOG , EMG ) pentru a defini etapele somnului în polisomnografie . Stadiul I de somn (echivalent cu somnolență în unele sisteme) apare pe EEG ca abandon al ritmului de bază posterior. Poate exista o creștere a frecvențelor theta. Santamaria și Chiappa au catalogat o serie de tipare asociate cu somnolența. Somnul din stadiul II este caracterizat prin fusuri de somn - curse tranzitorii de activitate ritmică în intervalul 12-14 Hz (uneori denumită banda „sigma”) care au un maxim frontal-central. Cea mai mare parte a activității în stadiul II este în intervalul 3-6 Hz. Somnul din stadiile III și IV este definit de prezența frecvențelor delta și este adesea denumit în mod colectiv „somn cu undă lentă”. Etapele I-IV cuprind somnul non-REM (sau „NREM”). EEG în somnul REM (mișcare rapidă a ochilor) pare oarecum similar cu EEG treaz.

EEG sub anestezie generală depinde de tipul de anestezic utilizat. Cu anestezice halogenate, cum ar fi halotan sau agenți intravenoși, cum ar fi propofolul , un model EEG rapid (alfa sau beta scăzut), non-reactiv, este observat pe majoritatea scalpului, în special anterior; în unele terminologii mai vechi, acest lucru a fost cunoscut ca un model WAR (răspândit anterior anterior), în contrast cu un model WAIS (răspândit lent) asociat cu doze mari de opiacee . Efectele anestezice asupra semnalelor EEG încep să fie înțelese la nivelul acțiunilor medicamentoase asupra diferitelor tipuri de sinapse și a circuitelor care permit activitatea neuronală sincronizată (a se vedea: http://www.stanford.edu/group/maciverlab/ ).

Artefacte

Artefacte biologice

Semnalele electrice detectate de-a lungul scalpului de către un EEG, dar care sunt de origine necerebrală, se numesc artefacte . Datele EEG sunt aproape întotdeauna contaminate de astfel de artefacte. Amplitudinea artefactelor poate fi destul de mare în raport cu mărimea amplitudinii semnalelor corticale de interes. Acesta este unul dintre motivele pentru care este nevoie de o experiență considerabilă pentru a interpreta corect EEG-urile clinic. Unele dintre cele mai comune tipuri de artefacte biologice includ:

• artefacte induse de ochi (includ clipiri ale ochilor, mișcări ale ochilor și activitate musculară extraoculară)
• Artefacte ECG (cardiace)
• Artefacte induse de EMG (activare musculară)
• artefacte glosocinetice
• artefacte cu defecte ale craniului, cum ar fi cele găsite la pacienții care au suferit o craniotomie care poate fi descrisă ca „efect de încălcare” sau „ritm de încălcare”

Cele mai proeminente artefacte induse de ochi sunt cauzate de diferența de potențial dintre cornee și retină , care este destul de mare în comparație cu potențialele cerebrale. Când ochii și pleoapele sunt complet nemișcate, acest dipol corneo-retinal nu afectează EEG. Cu toate acestea, clipirile apar de mai multe ori pe minut, mișcările ochilor apar de mai multe ori pe secundă. Mișcările pleoapelor, care apar cel mai mult în timpul mișcărilor intermitente sau verticale, determină un potențial mare observat mai ales în diferența dintre canalele de electrooculografie (EOG) deasupra și dedesubtul ochilor. O explicație stabilită a acestui potențial privește pleoapele ca niște electrozi alunecători care scurtcircuitează corneea încărcată pozitiv către pielea extraoculară. Rotația globilor oculari și, în consecință, a dipolului corneo-retinian, crește potențialul în electrozi spre care sunt rotiți ochii și scade potențialul din electrozii opuși. Mișcările oculare numite sacade generează, de asemenea , potențiale electromiografice tranzitorii , cunoscute sub numele de potențiale sacadice de vârf (SP). Spectrul acestor SP se suprapune pe banda gamma (a se vedea unda Gamma ) și confundă serios analiza răspunsurilor induse de banda gamma, necesitând abordări adaptate de corecție a artefactelor. Clipirea cu scop intenționată sau reflexivă a ochiului generează, de asemenea , potențiale electromiografice , dar, mai important, există o mișcare reflexivă a globului ocular în timpul clipirii care conferă un aspect caracteristic artefactual al EEG (vezi fenomenul lui Bell ).

Artefactele de fluturare ale pleoapelor de un tip caracteristic erau denumite anterior ritm Kappa (sau unde Kappa). Se vede de obicei în conductele prefrontale, adică chiar peste ochi. Uneori sunt văzuți cu activitate mentală. Sunt de obicei în intervalul Theta (4-7 Hz) sau Alpha (7-14 Hz). Au fost numiți pentru că se credea că provin din creier. Studiile ulterioare au arătat că acestea au fost generate de fluturarea rapidă a pleoapelor, uneori atât de minută încât a fost dificil de văzut. De fapt, acestea sunt zgomot în citirea EEG și nu ar trebui numite tehnic ritm sau undă. Prin urmare, utilizarea curentă în electroencefalografie se referă la fenomen ca un artefact care flutură pleoapele, mai degrabă decât un ritm Kappa (sau undă).

Unele dintre aceste artefacte pot fi utile în diverse aplicații. Semnalele EOG, de exemplu, pot fi utilizate pentru a detecta și urmări mișcările ochilor , care sunt foarte importante în polisomnografie , și este, de asemenea, în EEG convențional pentru evaluarea posibilelor modificări ale vigilenței, somnolenței sau somnului.

Artefactele ECG sunt destul de frecvente și pot fi confundate cu activitate de vârf. Din această cauză, achiziția modernă EEG include de obicei un ECG cu un singur canal de la extremități. Acest lucru permite, de asemenea, EEG să identifice aritmiile cardiace care sunt un diagnostic diferențial important pentru sincopă sau alte tulburări episodice / de atac.

Artefactele glosocinetice sunt cauzate de diferența de potențial dintre bază și vârful limbii. Mișcările minore ale limbii pot contamina EEG, în special în tulburările parkinsoniene și tremor .

Artefacte de mediu

În plus față de artefacte generate de corp, multe artefacte provin din afara corpului. Mișcarea de către pacient, sau chiar doar decantarea electrozilor, poate provoca apariția electrodului , vârfuri care provin dintr-o schimbare momentană a impedanței unui electrod dat. O împământare slabă a electrozilor EEG poate provoca artefacte semnificative de 50 sau 60 Hz, în funcție de frecvența sistemului de alimentare local . O a treia sursă de interferență posibilă poate fi prezența unui picurare IV ; astfel de dispozitive pot provoca explozii ritmice, rapide, de joasă tensiune, care pot fi confundate pentru vârfuri.

Artefactele de mișcare introduc zgomotul semnalului care poate masca semnalul neuronal de interes.

Un cap fantomă echipat cu EEG poate fi așezat pe o platformă de mișcare și mutat într-un mod sinusoidal. Această amețeală a permis cercetătorilor să studieze eficacitatea algoritmilor de îndepărtare a artefactelor mișcării. Folosind același model de cap fantomă și platformă de mișcare, s-a determinat că legătura cablului era un atribut major al artefactelor de mișcare. Cu toate acestea, creșterea suprafeței electrodului a avut un efect mic, dar semnificativ, asupra reducerii artefactului. Această cercetare a fost sponsorizată de Laboratorul de Cercetare al Armatei SUA ca parte a Alianței Tehnice Colaborative Cognitive și Neuroergonomice .

Corecția artefactului

O abordare simplă pentru a trata artefacte este de a elimina pur și simplu epoci de date care depășesc un anumit prag de contaminare, de exemplu, epoci cu amplitudini mai mari de ± 100 μV. Cu toate acestea, acest lucru ar putea duce la pierderea datelor care conțin încă informații fără artefacte. O altă abordare este de a aplica filtre spațiale și de frecvență pentru a elimina artefacte, cu toate acestea, artefactele se pot suprapune cu semnalul de interes din domeniul spectral, făcând această abordare ineficientă. Recent, tehnici de analiză independentă a componentelor (ICA) au fost utilizate pentru corectarea sau îndepărtarea contaminanților EEG. Aceste tehnici încearcă să „amestece” semnalele EEG într-un anumit număr de componente subiacente. Există mulți algoritmi de separare a surselor, presupunând adesea diverse comportamente sau naturi ale EEG. Indiferent, principiul care stă la baza oricărei metode anume permite „remixarea” numai a acelor componente care ar rezulta în EEG „curat” prin anularea (reducerea la zero) a greutății componentelor nedorite.

De obicei, corectarea artefactelor datelor EEG, inclusiv clasificarea componentelor artefactual ale ICA este efectuată de experți EEG. Cu toate acestea, odată cu apariția matricei EEG cu 64 până la 256 de electrozi și studii crescute cu populații mari, corectarea manuală a artefactelor a devenit extrem de consumatoare de timp. Pentru a face față acestui lucru, precum și subiectivității multor corecții ale artefactelor, au fost, de asemenea, dezvoltate conducte de respingere a artefactelor complet automatizate.

În ultimii câțiva ani, prin compararea datelor de la subiecții paralizați și neparalizați, contaminarea EEG de către mușchi s-a dovedit a fi mult mai răspândită decât se realizase anterior, în special în gama gamma de peste 20 Hz. Cu toate acestea, Laplacianul de suprafață s- a dovedit a fi eficient în eliminarea artefactului muscular, în special pentru electrozii centrali, care sunt mai departe de cei mai puternici contaminanți. Combinația de Laplacian de suprafață cu tehnici automate de îndepărtare a componentelor musculare folosind ICA s-a dovedit deosebit de eficientă într-un studiu de urmărire.

Activitate anormală

Activitatea anormală poate fi în general separată în activitate epileptiformă și neepileptiformă. De asemenea, poate fi separat în focal sau difuz.

Descărcările epileptiforme focale reprezintă potențiale rapide și sincrone într-un număr mare de neuroni într-o zonă oarecum discretă a creierului. Acestea pot apărea ca activitate interictală, între convulsii și reprezintă o zonă de iritabilitate corticală care poate fi predispusă la producerea convulsiilor epileptice. Descărcările interictale nu sunt pe deplin fiabile pentru a determina dacă un pacient are epilepsie și nici de unde ar putea proveni criza. (A se vedea epilepsia focală .)

Descărcările epileptiforme generalizate au adesea un maxim anterior, dar acestea sunt observate sincron pe întregul creier. Ele sugerează puternic o epilepsie generalizată.

Activitatea anormală non-epileptiformă focală poate apărea în zonele creierului în care există leziuni focale ale cortexului sau ale substanței albe . Adesea constă într-o creștere a ritmurilor de frecvență lentă și / sau o pierdere a ritmurilor normale de frecvență mai mare. Poate apărea și ca scădere focală sau unilaterală a amplitudinii semnalului EEG.

Activitatea anormală non-epileptiformă difuză se poate manifesta ca ritmuri difuze anormal de lente sau încetinirea bilaterală a ritmurilor normale, cum ar fi PBR.

Electrozii cu encefalogramă intracorticală și electrozii sub-durali pot fi folosiți în tandem pentru a discrimina și discreționa artefactul de epileptiform și alte evenimente neurologice severe.

Măsuri mai avansate ale semnalelor EEG anormale au primit, de asemenea, recent atenție ca posibili biomarkeri pentru diferite tulburări, cum ar fi boala Alzheimer .

Comunicare la distanță

Biroul de cercetare al armatei Statelor Unite a bugetat 4 milioane de dolari în 2009 cercetătorilor de la Universitatea din California, Irvine, pentru a dezvolta tehnici de procesare EEG pentru a identifica corelații de vorbire imaginați și direcția intenționată pentru a permite soldaților de pe câmpul de luptă să comunice prin reconstrucția computerizată a membrilor echipei „Semnalele EEG, sub formă de semnale inteligibile, cum ar fi cuvintele. Sistemele pentru decodarea vorbirii imaginate de la EEG au aplicații non-militare, cum ar fi în interfețele Brain-computer .

Diagnosticarea EEG

Departamentul Apararii (DoD) și Afaceri Veteranilor (VA), și US Army Research Laboratory (ARL), a colaborat la diagnosticarea EEG , în scopul de a detecta usoara pana la moderata post - traumatic Creierului (mTBI) în soldați de luptă. Între 2000 și 2012, șaptezeci și cinci la sută din operațiunile militare americane ale leziunilor cerebrale au fost clasificate mTBI. Ca răspuns, DoD a urmărit noi tehnologii capabile de detectare rapidă, precisă, neinvazivă și capabilă de câmp a mTBI pentru a aborda acest prejudiciu.

Personalul de luptă suferă adesea PTSD și mTBI în corelație. Ambele condiții prezintă oscilații modificate ale undelor cerebrale cu frecvență joasă. Undele cerebrale modificate de la pacienții cu PTSD prezintă scăderi ale oscilațiilor cu frecvență joasă, în timp ce leziunile mTBI sunt corelate cu oscilațiile crescute ale undelor cu frecvență joasă. Diagnosticarea EEG eficientă poate ajuta medicii să identifice cu precizie condițiile și să trateze în mod adecvat leziunile, pentru a atenua efectele pe termen lung.

În mod tradițional, evaluarea clinică a EEG implica o inspecție vizuală. În loc de o evaluare vizuală a topografiei oscilației undelor cerebrale, electroencefalografia cantitativă (qEEG), metodologiile algoritmice computerizate, analizează o regiune specifică a creierului și transformă datele într-un „spectru de putere” semnificativ al zonei. Diferențierea exactă între mTBI și PTSD poate crește semnificativ rezultatele pozitive de recuperare pentru pacienți, mai ales că modificările pe termen lung în comunicarea neuronală pot persista după un incident inițial de mTBI.

O altă măsurare obișnuită făcută din datele EEG este cea a măsurilor de complexitate, cum ar fi complexitatea Lempel-Ziv , dimensiunea fractală și planeitatea spectrală , care sunt asociate cu anumite patologii sau stadii de patologie.

Economie

Dispozitivele EEG ieftine există pentru piețele de cercetare și de consum ieftine. Recent, câteva companii au miniaturizat tehnologia EEG de calitate medicală pentru a crea versiuni accesibile publicului larg. Unele dintre aceste companii au construit cu amănuntul dispozitive comerciale EEG pentru mai puțin de 100 USD.

• În 2004 OpenEEG și-a lansat ModularEEG-ul ca hardware open source. Software-ul open source compatibil include un joc pentru echilibrarea unei mingi.
• În 2007, NeuroSky a lansat primul EEG accesibil bazat pe consumatori, împreună cu jocul NeuroBoy. Acesta a fost, de asemenea, primul dispozitiv EEG la scară largă care a folosit tehnologia senzorului uscat.
• În 2008 OCZ Technology a dezvoltat un dispozitiv pentru utilizarea în jocurile video bazându-se în principal pe electromiografie .
• În 2008, dezvoltatorul Final Fantasy Square Enix a anunțat că a colaborat cu NeuroSky pentru a crea un joc, Judecca.
• În 2009, Mattel a colaborat cu NeuroSky pentru a lansa Mindflex , un joc care folosea un EEG pentru a conduce o minge printr-o cursă de obstacole. De departe cel mai bine vândut EEG bazat pe consumatori până în prezent.
• În 2009, unchiul Milton Industries a colaborat cu NeuroSky pentru a lansa Star Wars Force Trainer , un joc conceput pentru a crea iluzia de a deține Forța .
• În 2009 Emotiv a lansat EPOC, un dispozitiv EEG cu 14 canale. EPOC este primul BCI comercial care nu folosește tehnologia senzorilor uscați, necesitând utilizatorilor să aplice o soluție salină pe tampoanele de electrod (care necesită dezumidificare după o oră sau două de utilizare).
• În 2010, NeuroSky a adăugat o funcție de clipire și electromiografie la MindSet.
• În 2011, NeuroSky a lansat MindWave, un dispozitiv EEG conceput în scopuri educaționale și jocuri. MindWave a câștigat premiul Guinness Book of World Records pentru „Cel mai greu aparat mutat folosind o interfață de control al creierului”.
• În 2012, un proiect de gadget japonez, neurowear , a lansat Necomimi: o cască cu urechi de pisică motorizate. Setul cu cască este o unitate NeuroSky MindWave cu două motoare pe bandă, unde ar putea fi urechile unei pisici. Furtunele în formă de urechi de pisică stau deasupra motoarelor, astfel încât pe măsură ce dispozitivul înregistrează stări emoționale, urechile se mișcă pentru a se relaționa. De exemplu, când sunt relaxați, urechile cad în lateral și se înalță atunci când sunt excitate din nou.
• În 2014, OpenBCI a lansat o interfață eponimă open source creier-computer după o campanie de succes kickstarter în 2013. OpenBCI de bază are 8 canale, extensibile la 16 și acceptă EEG, EKG și EMG . OpenBCI se bazează pe Texas Instruments ADS1299 IC și pe microcontrolerul Arduino sau PIC și costă 399 USD pentru versiunea de bază. Folosește electrozi metalici standard și pastă conductivă.
• În 2015, Mind Solutions Inc a lansat cel mai mic consumator BCI până în prezent, NeuroSync . Acest dispozitiv funcționează ca un senzor uscat la o dimensiune nu mai mare decât o ureche Bluetooth .
• În 2015, o companie chineză Macrotellect a lansat BrainLink Pro și BrainLink Lite , un produs portabil EEG pentru consumatori care oferă 20 de aplicații pentru îmbunătățirea fitnessului creierului în magazinele de aplicații Apple și Android .

Cercetare viitoare

EEG a fost utilizat în mai multe scopuri în afară de utilizările convenționale ale diagnosticului clinic și ale neuroștiințelor cognitive convenționale. O utilizare timpurie a fost în timpul celui de-al doilea război mondial de către Corpul Aerian al Armatei SUA pentru a-i examina pe piloții aflați în pericol de a avea convulsii; înregistrările EEG pe termen lung la pacienții cu epilepsie sunt folosite și astăzi pentru predicția convulsiilor . Neurofeedback-ul rămâne o extensie importantă și, în forma sa cea mai avansată, este încercată și ca bază a interfețelor creierului computer . EEG este, de asemenea, utilizat destul de mult în domeniul neuromarketingului .

EEG este modificat de medicamente care afectează funcțiile creierului, substanțele chimice care stau la baza psihofarmacologiei . Experimentele timpurii ale lui Berger au înregistrat efectele drogurilor asupra EEG. Știința farmaco-electroencefalografiei a dezvoltat metode de identificare a substanțelor care modifică sistematic funcțiile creierului pentru uz terapeutic și recreativ.

Honda încearcă să dezvolte un sistem care să permită unui operator să-și controleze robotul Asimo folosind EEG, o tehnologie pe care în cele din urmă speră să o încorporeze în automobilele sale.

EEGs au fost folosite ca probe în procesele penale în India statul Maharashtra . Profilul semnăturii de oscilație electrică a creierului (BEOS), o tehnică EEG, a fost folosit în procesul State of Maharashtra v. Sharma pentru a arăta că Sharma și-a amintit că a folosit arsenic pentru a-și otrăvi fostul logodnic, deși fiabilitatea și baza științifică a BEOS sunt contestate.

O mulțime de cercetări sunt în prezent efectuate pentru a face dispozitivele EEG mai mici, mai portabile și mai ușor de utilizat. Așa-numitul „EEG Wearable” se bazează pe crearea de electronice de colectare fără fir de mică putere și electrozi „uscați” care nu necesită utilizarea unui gel conductiv. EEG Wearable își propune să ofere dispozitive EEG mici, care sunt prezente doar pe cap și care pot înregistra EEG timp de zile, săptămâni sau luni la rând, ca EEG pentru urechi . O astfel de monitorizare prelungită și ușor de utilizat ar putea face o schimbare pas în diagnosticul afecțiunilor cronice, cum ar fi epilepsia, și ar îmbunătăți considerabil acceptarea de către utilizatorul final a sistemelor BCI. De asemenea, se efectuează cercetări privind identificarea soluțiilor specifice pentru a crește durata de viață a bateriei dispozitivelor EEG Wearable prin utilizarea abordării de reducere a datelor. De exemplu, în contextul diagnosticului de epilepsie, reducerea datelor a fost utilizată pentru a prelungi durata de viață a bateriei dispozitivelor EEG Wearable prin selectarea inteligentă și transmiterea numai a datelor EEG relevante din punct de vedere diagnostic.

În cercetare, în prezent EEG este adesea utilizat în combinație cu învățarea automată . Datele EEG sunt pre-procesate pentru a fi transmise algoritmilor de învățare automată. Acești algoritmi sunt apoi instruiți pentru a recunoaște diferite boli, cum ar fi schizofrenia , epilepsia sau demența . În plus, acestea sunt din ce în ce mai utilizate pentru a studia detectarea convulsiilor. Prin utilizarea învățării automate, datele pot fi analizate automat. Pe termen lung, această cercetare este menită să construiască algoritmi care să sprijine medicii în practica lor clinică și să ofere informații suplimentare despre boli. În această privință, sunt adesea calculate măsurători de complexitate a datelor EEG, cum ar fi complexitatea Lempel-Ziv , dimensiunea fractală și planeitatea spectrală . S-a demonstrat că combinarea sau multiplicarea unor astfel de măsuri poate dezvălui informații ascunse anterior în datele EEG.

Semnalele EEG de la interpreții muzicali au fost folosite pentru a crea compoziții instantanee și un CD de la Brainwave Music Project, rulat la Computer Music Center de la Columbia University de Brad Garton și Dave Soldier . În mod similar, o înregistrare de o oră a undelor creierului lui Ann Druyan a fost inclusă pe Voyager Golden Record , lansată pe sondele Voyager în 1977, în cazul în care orice inteligență extraterestră i-ar putea decoda gândurile, care includea cum era să te îndrăgostești.

Vezi si

Referințe

65. Keiper, A. (2006). Epoca neuroelectronicii. Noua Atlantida , 11, 4-41.

Lecturi suplimentare

• Nunez Paul L., Srinivasan Ramesh (2007). „PDF” . Scholarpedia . 2 (2): 1348. Bibcode : 2007SchpJ ... 2.1348N . doi : 10.4249 / scholarpedia.1348 .
• Arns, Martijn; Sterman, Maurice B. (2019). Neurofeedback: Cum a început totul . Nijmegen, Olanda: Brainclinics Insights. ISBN 9789083001302.

linkuri externe

• Tanzer Oguz I., (2006) Modelare numerică în Electro și Magnetoencefalografie, dr. Teză , Universitatea de Tehnologie din Helsinki, Finlanda.
• Un tutorial despre simularea și estimarea surselor EEG în Matlab
• Un tutorial despre analiza activității neuronale în curs, evocată și indusă: spectrele de putere, analiza de undă și coerența