Elektro-enfalografie

Elektro-enfalografie
Epileptiese piek- en golfontladings het EEG gemonitor
[ wysig op Wikidata ]

Elektro-enfalografie ( EEG ) is 'n elektrofisiologiese moniteringsmetode om elektriese aktiwiteit op die kopvel op te teken, wat getoon word dat dit die makroskopiese aktiwiteit van die onderlaag van die brein voorstel . Dit is gewoonlik nie-indringend, met die elektrode langs die kopvel . Elektrokortikografie , wat indringende elektrodes insluit, word soms intrakraniale EEG genoem.

EEG meet spanningskommelings as gevolg van ioniese stroom binne die neurone van die brein . ^[1] Klinies verwys EEG na die registrasie van die brein se spontane elektriese aktiwiteit oor 'n tydperk, soos aangeteken vanaf veelvuldige elektrodes wat op die kopvel geplaas is. ^[1] Diagnostiese toepassings fokus oor die algemeen op gebeurtenisverwante potensiaal of op die spektrale inhoud van EEG. Eersgenoemde ondersoek potensiële skommelinge wat deur 'n gebeurtenis opgesluit is, soos 'stimulus' of 'button button'. Laasgenoemde ontleed die tipe neurale ossillasies (in die volksmond "breingolwe" genoem) wat in EEG-seine in die frekwensiedomein waargeneem kan word.

EEG word meestal gebruik om epilepsie te diagnoseer , wat abnormaliteite in EEG-lesings veroorsaak. ^[2] Dit word ook gebruik om slaapstoornisse , diepte van narkose , koma , enkefalopatieë en breindood te diagnoseer . EEG was vroeër 'n eersteklas diagnosemetode vir gewasse , beroerte en ander fokale breinversteurings, ^{[3] [4]} maar hierdie gebruik het afgeneem met die koms van hoëresolusie-anatomiese beeldtegnieke soos magnetiese resonansbeelding (MRI) en rekenaartomografie(CT). Ondanks beperkte ruimtelike resolusie, bly EEG steeds 'n waardevolle instrument vir navorsing en diagnose. Dit is een van die min mobiele tegnieke wat beskikbaar is en bied tydelike resolusie van 'n millisekonde wat nie moontlik is met CT, PET of MRI nie.

Afgeleides van die EEG-tegniek sluit in evoked potentials (EP), wat behels dat die EEG-aktiwiteit tydsgesluit word vir die aanbieding van 'n stimulus van een of ander aard (visueel, somatosensories of ouditief). Gebeurtenisverwante potensiale (ERP's) verwys na gemiddelde EEG-reaksies wat tydsgebonde is vir meer komplekse verwerking van stimuli; hierdie tegniek word gebruik in kognitiewe wetenskap , kognitiewe sielkunde en psigofisiologiese navorsing.

Geskiedenis

Die eerste menslike EEG-opname wat Hans Berger in 1924 gekry het. Die boonste opsporing is EEG, en die onderste is 'n 10 Hz tydsberekeningsein.

Hans Berger

In 1875 het Richard Caton (1842–1926), 'n geneesheer in Liverpool , sy bevindings oor elektriese verskynsels van die blootgestelde serebrale hemisfere van konyne en ape in die British Medical Journal aangebied . In 1890 het die Poolse fisioloog Adolf Beck 'n ondersoek gepubliseer oor die spontane elektriese aktiwiteit van die brein van konyne en honde wat ritmiese ossillasies wat deur die lig verander, insluit. Beck het begin met eksperimente oor die elektriese breinaktiwiteit van diere. Beck het elektrodes direk op die breinoppervlak geplaas om vir sensoriese stimulasie te toets. Sy waarneming van wisselende breinaktiwiteit het gelei tot die afsluiting van breingolwe. ^[5]

In 1912 publiseer die Oekraïense fisioloog Vladimir Vladimirovich Pravdich-Neminsky die eerste EEG-dier en die ontlokte potensiaal van die soogdier (hond). ^[6] In 1914 fotografeer Napoleon Cybulski en Jelenska-Macieszyna EEG-opnames van aanvalle wat eksperimenteel veroorsaak word.

Die Duitse fisioloog en psigiater Hans Berger (1873–1941) het die eerste menslike EEG in 1924 opgeteken. ^[7] Berger brei uit oor werk wat voorheen deur Richard Caton en andere aan diere uitgevoer is, en het ook die elektroencefalogram uitgevind (met die naam van die toestel), 'n uitvinding beskryf "as een van die verrassendste, merkwaardigste en mees belangrike ontwikkelings in die geskiedenis van kliniese neurologie". ^[8] Sy ontdekkings is die eerste keer deur die Britse wetenskaplikes Edgar Douglas Adrian en BHC Matthews in 1934 bevestig en deur hulle ontwikkel.

In 1934 het Fisher en Lowenbach die eerste keer epileptiforme spykers getoon. In 1935 beskryf Gibbs, Davis en Lennox inter ictale piekgolwe en die drie siklusse / s patroon van kliniese afwesigheidsaanvalle , wat die veld van kliniese elektro-enfalografie begin het. ^[9] Vervolgens het Gibbs en Jasper in 1936 die interictale piek as die brandpunt van epilepsie gerapporteer. Dieselfde jaar is die eerste EEG-laboratorium in die Massachusetts General Hospital geopen.

Franklin Offner (1911–1999), professor in biofisika aan die Noordwes-Universiteit, het 'n prototipe van die EEG ontwikkel waarin 'n piëzo-elektriese inkskrywer met die naam Crystograph opgeneem is (die hele toestel was gewoonlik bekend as die Offner Dynograph ).

In 1947 is The American EEG Society gestig en die eerste Internasionale EEG-kongres is gehou. In 1953 het Aserinsky en Kleitman REM-slaap beskryf .

In die vyftigerjare ontwikkel William Gray Walter 'n aanvulling op EEG genaamd EEG-topografie , wat die toekenning van elektriese aktiwiteit oor die breinoppervlak moontlik maak. Dit het 'n kort tydperk van gewildheid in die 1980's geniet en dit was veral belowend vir psigiatrie. Dit is nooit deur neuroloë aanvaar nie en bly hoofsaaklik 'n navorsingsinstrument.

Chuck Kayser met elektro-enfalograaf-elektrode en 'n sein-opknapper vir gebruik in Project Gemini , 1965

'N Elektro-enkeograafstelsel wat deur Beckman Instruments vervaardig is, is op ten minste een van die Project Gemini- bemande ruimtevliegtuie (1965-1966) gebruik om die breingolwe van ruimtevaarders op die vlug te monitor. Dit was een van die vele Beckman-instrumente wat deur NASA gespesialiseer is en gebruik is. ^[10]

In 1988 is verslag gedoen deur Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov en Liljana Bozinovska oor EEG-beheer van 'n fisiese voorwerp, 'n robot. ^{[11] [12]}

In Oktober 2018 het wetenskaplikes die brein van drie mense verbind om te eksperimenteer met die deel van gedagtes. Vyf groepe van drie mense het met behulp van EEG aan die eksperiment deelgeneem. Die suksessyfer van die eksperiment was 81%. ^[13]

Mediese gebruik

'N EEG-opname-opstelling

EEG is een van die belangrikste diagnostiese toetse vir epilepsie. 'N Roetine kliniese EEG-opname duur gewoonlik 20-30 minute (plus voorbereidingstyd). Dit is 'n toets wat elektriese aktiwiteit in die brein opspoor deur klein metaalskyfies (elektrode) aan die kopvel te gebruik. Gewoonlik word EEG in kliniese omstandighede gebruik om veranderinge in die breinaktiwiteit te bepaal wat nuttig kan wees om breinstoornisse te diagnoseer, veral epilepsie of 'n ander aanval. 'N EEG kan ook nuttig wees vir die diagnose of behandeling van die volgende afwykings: ^[14]

• Breingewas
• Breinskade weens hoofbesering
• Breindisfunksie wat verskillende oorsake kan hê (enkefalopatie)
• Inflammasie van die brein (enkefalitis)
• Beroerte
• Slaapversteurings

Dit kan ook:

• onderskei epileptiese aanvalle van ander vorme van die spel, soos psigogeniese non-epileptiese aanvalle , sinkopee (flou) , sub-kortikale beweging versteurings en migraine variante
• onderskei "organiese" enkefalopatie of delirium van primêre psigiatriese sindrome soos katatonie
• dien as aanvullende toets van breindood by komatose pasiënte
• voorspel by komatose pasiënte (in sekere gevalle)
• bepaal of u anti-epileptiese medisyne moet speen.

Soms is 'n roetine-EEG nie voldoende om die diagnose vas te stel of om die beste manier van behandeling in terme van behandeling te bepaal nie. In hierdie geval kan gepoog word om 'n EEG op te neem terwyl 'n aanval plaasvind. Dit staan ​​bekend as 'n ictale opname, in teenstelling met 'n inter-ictale opname wat verwys na die EEG-opname tussen aanvalle. Om 'n ictale opname te verkry, word 'n langdurige EEG gewoonlik vergesel van 'n tydsinkroniseerde video- en klankopname. Dit kan gedoen word as 'n buitepasiënt (tuis) of tydens 'n hospitaalopname, verkieslik by 'n eenheid vir monitering van epilepsie.(EMU) met verpleegsters en ander personeel wat opgelei is in die versorging van pasiënte met aanvalle. Ambulante video-EEG's vir buitepasiënte duur gewoonlik een tot drie dae. Toelating tot 'n eenheid vir monitering van epilepsie duur gewoonlik etlike dae, maar kan 'n week of langer duur. In die hospitaal word beslagleggingsmedikasie gewoonlik onttrek om die kans te verhoog dat 'n aanval tydens opname plaasvind. Om veiligheidsredes word medisyne nie tydens 'n EEG buite die hospitaal onttrek nie. Ambulante video-EEG's het dus die voordeel dat dit gerieflik is en is goedkoper as 'n hospitaalopname, maar die nadeel is dat die waarskynlikheid om 'n kliniese gebeurtenis op te neem, verminder.

Epilepsie-monitering word gewoonlik gedoen om epileptiese aanvalle te onderskei van ander vorme van towerspreuke, soos psigogene nie-epileptiese aanvalle , sinkope (floute) , bewegingsversteurings onder-kortikale en migrainevariante , om aanvalle te karakteriseer vir die doeleindes van behandeling, en om die breingebied waaruit 'n aanval ontstaan ​​vir die opwerking van moontlike aanvalchirurgie.

Daarbenewens kan EEG gebruik word om die diepte van narkose te monitor , as 'n indirekte aanduiding van serebrale perfusie by halssiekte endarterektomie , of om die amobarbital effek tydens die Wada-toets te monitor .

EEG kan ook in intensiewe sorgeenhede gebruik word vir die monitering van breinfunksies om nie-konvulsiewe aanvalle / nie-konvulsiewe status epilepticus te monitor, om die effek van kalmeermiddel / narkose by pasiënte in medies geïnduseerde koma te monitor (vir die behandeling van vuurvaste aanvalle of verhoogde intrakraniale druk ), en om te monitor vir sekondêre breinskade in toestande soos subaragnoïese bloeding (tans 'n navorsingsmetode).

As 'n pasiënt met epilepsie oorweeg word vir resektiewe chirurgie , is dit dikwels nodig om die fokus (bron) van die epileptiese breinaktiwiteit te lokaliseer met 'n resolusie wat groter is as wat deur EEG in die kopvel voorsien word. Dit is omdat die serebrospinale vloeistof , skedel en kopvel smeer die elektriese potensiaal aangeteken deur kopvel EEG. In hierdie gevalle plant neurochirurge gewoonlik stroke en roosters van elektrode (of deurdringende diepte-elektrode) onder die dura mater in , deur middel van 'n kraniotomie of deur 'n gat . Die opname van hierdie seine word elektrokortikografie genoem(ECoG), subdurale EEG (sdEEG) of intrakraniale EEG (icEEG) - alles terme vir dieselfde ding. Die sein wat van ECoG opgeteken is, is op 'n ander skaal van aktiwiteit as die breinaktiwiteit wat van EEG se kopvel aangeteken word. Laespanning-, hoëfrekwensie-komponente wat nie maklik (of glad nie) in EEG in die kopvel gesien kan word nie, kan duidelik in ECoG gesien word. Verder kan kleiner elektrode (wat 'n kleiner breinoppervlak bedek) selfs laer spanning, vinniger komponente van breinaktiwiteit sien. Sommige kliniese terreine teken aan van indringende mikro-elektrode. ^[1]

EEG word nie aangedui vir die diagnose van hoofpyn nie. ^[15] Herhalende hoofpyn is 'n algemene pynprobleem, en hierdie prosedure word soms gebruik in 'n soeke na 'n diagnose, maar dit het geen voordeel bo kliniese evaluering nie. ^[15]

Gebruik van navorsing

EEG en die verwante studie van ERP 's word baie gebruik in neurowetenskap , kognitiewe wetenskap , kognitiewe sielkunde , neurolinguistiek en psigofisiologiese navorsing, maar ook om menslike funksies soos sluk te bestudeer. ^{[16] [17] [18]} Baie EEG-tegnieke wat in navorsing gebruik word, is nie voldoende gestandaardiseer vir kliniese gebruik nie, en baie ERP-studies slaag nie daarin om al die nodige verwerkingstappe vir die insameling en vermindering van data te rapporteer nie, ^[19] wat die reproduceerbaarheid en replikasie beperk. van baie studies. Maar navorsing oor geestesgestremdhede, soos gehoorverwerkingstoornis (APD),ADD , of ADHD , word al hoe meer bekend en EEG's word gebruik as navorsing en behandeling.

Voordele

Verskeie ander metodes om breinfunksie te bestudeer bestaan, insluitend funksionele magnetiese resonansbeelding (fMRI), positronemissietomografie (PET), magnetoencefalografie (MEG), kernmagnetiese resonansspektroskopie (NMR of MRS), elektrokortikografie (ECoG), enkelfoto-emissie bereken tomografie (SPECT), naby-infrarooi spektroskopie (NIRS), en gebeurtenis-verwante optiese sein (EROS). Ten spyte van die relatief swak ruimtelike sensitiwiteit van EEG, maak die 'eendimensionele seine van gelokaliseerde perifere streke op die kop dit aantreklik vir sy eenvoudigheid en het 'n hoë kliniese en basiese navorsingsuitset toegelaat'.^[20] EEG het dus 'n paar voordele bo sommige van die ander tegnieke:

• Hardewarekoste is aansienlik laer as dié van die meeste ander tegnieke ^[21]
• EEG verhoed die beperkte beskikbaarheid van tegnoloë om onmiddellike sorg in hospitale met baie verkeer. ^[22]
• EEG benodig slegs 'n stil kamer en toerusting op maat, terwyl fMRI, SPECT, PET, MRS of MEG lywige en onbeweeglike toerusting benodig. MEG benodig byvoorbeeld toerusting wat bestaan ​​uit vloeibare heliumgekoelde detektors wat slegs in magneties afgeskermde kamers gebruik kan word, wat altesaam 'n paar miljoen dollar kos; ^[23] en fMRI vereis die gebruik van 'n magneet van 1 ton in, weer, 'n afgeskermde kamer.
• EEG kan maklik 'n hoë tydelike resolusie hê (alhoewel die resolusie van submilisekonde minder betekenisvolle data genereer), omdat die twee tot 32 datastrome wat deur die aantal elektrodes gegenereer word, maklik gestoor en verwerk kan word, terwyl 3D-ruimtelike tegnologieë duisende of miljoene kere bied. soveel invoer datastrome, en word dus beperk deur hardeware en sagteware. ^[24] EEG word gewoonlik aangeteken teen monstersnelhede tussen 250 en 2000 Hz in kliniese en navorsingsinstellings.
• EEG is relatief verdraagsaam teenoor die beweging van die subjek, anders as die meeste ander neuro-beeldtegnieke. Daar bestaan ​​selfs metodes om bewegingsartefakte in EEG-data te minimaliseer en selfs uit te skakel ^[25]
• EEG is stil, wat 'n beter studie van die antwoorde op ouditiewe stimuli moontlik maak.
• EEG vererger nie claustrofobie nie , anders as fMRI, PET, MRS, SPECT en soms MEG ^[26]
• EEG behels nie blootstelling aan magnetiese velde met 'n hoë intensiteit (> 1 Tesla ), soos in sommige van die ander tegnieke nie, veral MRI en MRS. Dit kan 'n verskeidenheid ongewenste probleme met die data veroorsaak, en dit verbied ook die gebruik van hierdie tegnieke by deelnemers wat metaalinplantasies in hul liggaam het, soos metaalbevattende pasaangeërs ^[27]
• EEG behels nie blootstelling aan radioligande nie , anders as positronemissietomografie . ^[28]
• ERP-studies kan met relatief eenvoudige paradigmas uitgevoer word, vergeleke met IE-blokontwerp fMRI-studies
• Relatief nie-indringend , in teenstelling met elektrokortikografie , wat vereis dat elektrodes op die werklike oppervlak van die brein geplaas moet word.

EEG het ook 'n paar kenmerke wat gunstig met gedragstoetse vergelyk:

• EEG kan geheime verwerking opspoor (dws verwerking wat nie reaksie benodig nie) ^[29]
• EEG kan gebruik word by proefpersone wat nie in staat is om motoriese reaksie te lewer nie ^[30]
• Sommige ERP-komponente kan opgespoor word, selfs as die proefpersoon nie na die stimuli aandag gee nie
• Anders as ander maniere om reaksietyd te bestudeer, kan ERP's stadiums van verwerking toelig (eerder as net die finale eindresultaat) ^[31]
• die eenvoud van EEG sorg maklik vir die opsporing van breinveranderings gedurende verskillende lewensfases. EEG-slaapanalise kan belangrike aspekte van die tydsberekening van breinontwikkeling aandui, insluitend die evaluering van adolessente breinrypheid. ^[32]
• In EEG is daar 'n beter begrip van watter sein gemeet word in vergelyking met ander navorsingstegnieke, byvoorbeeld die BOLD-respons in MRI.

Nadele

• Lae ruimtelike resolusie op die kopvel. fMRI kan byvoorbeeld gebiede van die brein wat aktief is direk vertoon, terwyl EEG intensiewe interpretasie vereis net om te veronderstel watter areas deur 'n bepaalde reaksie geaktiveer word. ^[33]
• EEG meet die neurale aktiwiteit wat onder die boonste breinlae (die korteks) voorkom, sleg.
• Anders as PET en MRS, kan dit nie spesifieke liggings in die brein identifiseer waar verskillende neurotransmitters, middels, ens. Gevind kan word nie. ^[28]
• Dit neem dikwels lank om 'n onderwerp aan EEG te verbind, aangesien dit tientalle elektrodes presies moet plaas om die kop en die gebruik van verskillende gels, soutoplossings en / of pasta's om 'n goeie geleiding te handhaaf, en 'n kap word gebruik om hulle in plek. Terwyl die tydsduur verskil afhangend van die spesifieke gebruikte EEG-apparaat, neem dit in die algemeen aansienlik minder tyd om 'n onderwerp voor te berei vir MEG, fMRI, MRS en SPECT.
• Die sein-tot-ruis-verhouding is swak, dus is gevorderde data-analise en 'n relatiewe groot aantal proefpersone nodig om nuttige inligting uit EEG te haal. ^[34]

Met ander neuro-beeldtegnieke

Gelyktydige EEG-opnames en fMRI-skanderings is suksesvol verkry, ^{[35] [36] [37] [38]} alhoewel die opname van beide gelyktydig effektief vereis dat verskeie tegniese probleme oorkom moet word, soos die teenwoordigheid van ballistokardiografiese artefak, MRI-pols-artefak en die induksie van elektriese strome in EEG-drade wat binne die sterk magnetiese velde van die MRI beweeg. Alhoewel dit uitdagend is, is dit in 'n aantal studies suksesvol oorkom. ^{[39] [40]}

MRI's lewer gedetailleerde beelde wat geskep word deur die opwekking van sterk magnetiese velde wat potensiële skadelike verplasingskrag en wringkrag kan veroorsaak. Hierdie velde lewer moontlike skadelike radiofrekwensieverhitting en skep beeldartefakte wat beelde nutteloos maak. As gevolg van hierdie potensiële risiko's, kan slegs sekere mediese toestelle in 'n MR-omgewing gebruik word.

Net so is gelyktydige opnames met MEG en EEG ook gedoen, wat verskeie voordele inhou bo die gebruik van een van die tegnieke alleen:

• EEG benodig akkurate inligting oor sekere aspekte van die skedel wat net geskat kan word, soos skedelradius, en geleidingsvermoë van verskillende skedelplekke. MEG het hierdie probleem nie, en 'n gelyktydige ontleding kan dit regstel.
• MEG en EEG bespeur albei aktiwiteit onder die oppervlak van die korteks baie sleg, en net soos EEG, verhoog die foutvlak met die diepte onder die oppervlak van die korteks wat 'n mens probeer ondersoek. Die foute verskil egter baie tussen die tegnieke, en as u dit kombineer, kan dit sommige van hierdie geraas regstel.
• MEG het feitlik geen bronne van breinaktiwiteit onder 'n paar sentimeter onder die korteks nie. EEG, aan die ander kant, kan seine van groter diepte ontvang, al is dit met 'n hoë mate van geraas. Deur die twee te kombineer, is dit makliker om vas te stel wat in die EEG-sein van die oppervlak af kom (aangesien MEG baie akkuraat is in die ondersoek van seine vanaf die breinoppervlak), en wat dieper in die brein kom, waardeur dieper brein ontleed kan word. seine as EEG of MEG op sy eie. ^[41]

Onlangs is 'n gekombineerde EEG / MEG (EMEG) benadering ondersoek vir die heropbou van bronne in die diagnose van epilepsie. ^[42]

EEG is ook gekombineer met positron emissie tomografie . Dit bied die voordeel dat navorsers kan sien watter EEG-seine geassosieer word met verskillende dwelmaksies in die brein. ^[43]

Onlangse studies met behulp van masjienleertegnieke soos neurale netwerke met statistiese temporale kenmerke wat uit die voorste lob- EEG-breingolfdata onttrek is, het hoë vlakke van sukses getoon met die klassifikasie van geestestoestande (Ontspanne, Neutraal, Konsentrerende), ^[44] geestelike emosionele toestande (Negatief, Neutraal, Positief) ^[45] en thalamokortikale disritmie . ^[46]

Meganismes

Die brein se elektriese lading word deur miljarde neurone onderhou . ^[47] Neurone word elektries gelaai (of "gepolariseerd") deur membraantransportproteïene wat ione oor hul membrane pomp . Neurone voortdurend uitruil van ione met die ekstrasellulêre omgewing, byvoorbeeld om in stand te hou ruspotensiaal en te propageer aksiepotensiale. Ione met soortgelyke lading stoot mekaar af, en as baie ione gelyktydig uit baie neurone gestoot word, kan hulle hul bure, wat hul bure stoot, ensovoorts, in 'n golf stoot. Hierdie proses staan ​​bekend as volume geleiding. As die golf van ione die elektrodes in die kopvel bereik, kan dit elektrone op die metaal in die elektrodes druk of trek. Aangesien metaal die druk en trek van elektrone maklik gelei, kan die verskil in druk- of trekspanning tussen twee elektrodes met 'n voltmeter gemeet word . As u hierdie spanning oor tyd opneem, kry ons die EEG. ^[48]

Die elektriese potensiaal wat deur 'n individuele neuron gegenereer word, is heeltemal te klein om deur EEG of MEG opgevang te word. ^[49] EEG-aktiwiteit weerspieël dus altyd die opsomming van die sinchrone aktiwiteit van duisende of miljoene neurone wat soortgelyke ruimtelike oriëntasie het. As die selle nie soortgelyke ruimtelike oriëntasie het nie, staan ​​hulle ione nie in lyn nie en skep dit golwe wat opgespoor kan word. Daar word vermoed dat piramidale neurone van die korteks die meeste EEG-sein lewer, omdat hulle goed in lyn is en saam brand. Omdat die gradiënt van die spanningsveld met die kwadraat van die afstand afval, is die aktiwiteit van diep bronne moeiliker om op te spoor as strome naby die skedel. ^[50]

Kopvel-EEG-aktiwiteit toon ossillasies op verskillende frekwensies. Verskeie van hierdie ossillasies het kenmerkende frekwensies , ruimtelike verdeling en hou verband met verskillende toestande van breinfunksionering (bv. Wakker word en die verskillende slaapstadiums ). Hierdie ossillasies stel gesinkroniseerde aktiwiteit oor 'n netwerk van neurone voor. Die neuronale netwerke wat aan sommige van hierdie ossillasies ten grondslag lê , word verstaan ​​(bv. Die thalamokortikale resonansie onder die slaappindels ), terwyl baie ander dit nie verstaan ​​nie (bv. Die stelsel wat die posterior basiese ritme genereer). Navorsing wat beide EEG en neuron spiking meet, vind dat die verwantskap tussen die twee kompleks is, met 'n kombinasie van EEG-krag in diegammaband en fase in die delta- band wat die sterkste verband hou met neuron-piekaktiwiteit. ^[51]

Metode

Rekenaar-elektroencefalograaf Neurovisor-BMM 40

In konvensionele kopvel-EEG word die opname verkry deur elektrodes met 'n geleidende gel of pasta op die kopvel te plaas , gewoonlik na voorbereiding van die kopvelarea deur ligte skuur om die impedansie as gevolg van dooie velselle te verminder . Baie stelsels gebruik gewoonlik elektrodes, wat elkeen aan 'n individuele draad geheg is. Sommige stelsels gebruik doppe of nette waarin elektrode ingebed is; dit kom veral voor wanneer elektrodes met 'n hoë digtheidsreeks benodig word.

Elektrodeplekke en name word deur die International 10-20-stelsel ^[52] vir die meeste kliniese en navorsingstoepassings gespesifiseer (behalwe wanneer skikkings met hoë digtheid gebruik word). Hierdie stelsel verseker dat die benaming van elektrodes in laboratoriums konsekwent is. In die meeste kliniese toepassings word 19 opname-elektrode (plus grond- en stelselverwysing) gebruik. ^{[53] '} n Kleiner aantal elektrodes word gewoonlik gebruik wanneer EEG van neonate opgeteken word . Bykomende elektrodes kan bygevoeg word by die standaardopstelling wanneer 'n kliniese of navorsingstoepassing verhoogde ruimtelike resolusie vir 'n bepaalde area van die brein vereis. Skikkings met hoë digtheid (gewoonlik via kap of net) kan tot 256 elektrodes bevat wat min of meer eweredig oor die kopvel is.

Elke elektrode is gekoppel aan een ingang van 'n differensiaalversterker (een versterker per paar elektrodes); 'n algemene stelselverwysingselektrode is gekoppel aan die ander ingang van elke differensiaalversterker. Hierdie versterkers versterk die spanning tussen die aktiewe elektrode en die verwysing (gewoonlik 1 000–100 000 keer, of 60–100 dB spanningstoename). In analoog EEG word die sein dan gefiltreer (volgende paragraaf) en die EEG-sein word uitgevoer as die buiging van die penne as papier daar onder beweeg. Die meeste EEG-stelsels is deesdae egter digitaal en die versterkte sein word via 'n analoog-na-digitale omskakelaar gedigitaliseer nadat dit deur 'n anti-aliasing-filter gestuur is.. Analoog-tot-digitale steekproefneming vind tipies plaas by 256-512 Hz in kliniese kopvel-EEG; bemonsteringsnelhede van tot 20 kHz word in sommige navorsingstoepassings gebruik.

Tydens die opname kan 'n reeks aktiveringsprosedures gebruik word. Hierdie prosedures kan normale of abnormale EEG-aktiwiteit veroorsaak wat andersins nie gesien kan word nie. Hierdie prosedures sluit in hiperventilasie, fotostimulasie (met 'n stroboskoplig), oogsluiting, geestelike aktiwiteit, slaap en slaapgebrek. Tydens (binnepasiënt) epilepsie-monitering kan die pasiënt se tipiese aanvalmedisyne onttrek word.

Die digitale EEG-sein word elektronies gestoor en kan vir vertoon gefiltreer word. Tipiese instellings vir die hoogdeurgangsfilter en 'n laagdeurgangsfilter is onderskeidelik 0,5–1  Hz en 35–70 Hz. Die hoëdeurgangsfilter filtreer gewoonlik stadige artefakte, soos elektrogalvaniese seine en bewegingsartefakte, terwyl die laagdeurlaatfilters hoëfrekwensie artefakte, soos elektromyografiese seine , uitfilter . 'N Bykomende kerffilter word gewoonlik gebruik om artefakte wat deur elektriese kraglyne veroorsaak word, te verwyder (60 Hz in die Verenigde State en 50 Hz in baie ander lande). ^[1]

Die EEG-seine kan gevang word met open source-hardeware soos OpenBCI en die sein kan verwerk word deur vrylik beskikbare EEG-sagteware soos EEGLAB of die Neurophysiologiese Biomarker Toolbox .

As deel van 'n evaluering vir epilepsie-chirurgie, kan dit nodig wees om elektrode naby die oppervlak van die brein onder die oppervlak van die dura mater in te plaas . Dit word gedoen deur middel van gate of kraniotomie . Dit word verskillend na verwys as "elektrokortikografie (ECoG)" , "intrakraniale EEG (I-EEG)" of "subdurale EEG (SD-EEG)". Diepte-elektrode kan ook in breinstrukture geplaas word, soos die amygdala of die hippokampusstrukture, wat algemene epileptiese brandpunte is en wat nie duidelik deur die kopvel-EEG gesien kan word nie. Die elektrokortikografiese sein word op dieselfde manier verwerk as 'n digitale kopvel-EEG (hierbo), met enkele voorbehoude. ECoG word gewoonlik met 'n hoër steekproefsnelheid as EEG-kopvel aangeteken vanweë die vereistes van die Nyquist-stelling - die subdurale sein bestaan ​​uit 'n hoër oorweging van hoër frekwensie-komponente. Baie van die artefakte wat EEG se kopvel beïnvloed, beïnvloed ook nie ECoG nie, en daarom is vertoonfiltering dikwels nie nodig nie.

'N Tipiese volwasse EEG-sein vir volwassenes is ongeveer 10 µV tot 100 µV in amplitude, gemeet vanaf die kopvel. ^[54]

Aangesien 'n EEG-spanningsein 'n verskil tussen die spanning by twee elektrode verteenwoordig, kan die vertoning van die EEG vir die leesensefograaf op een van die verskillende maniere ingestel word. Daar word na die voorstelling van die EEG-kanale verwys as 'n montage.

Opeenvolgende montage

Elke kanaal (dws golfvorm) verteenwoordig die verskil tussen twee aangrensende elektrode. Die hele montage bestaan ​​uit 'n reeks van hierdie kanale. Die kanaal "Fp1-F3" verteenwoordig byvoorbeeld die spanningverskil tussen die Fp1-elektrode en die F3-elektrode. Die volgende kanaal in die montage, "F3-C3", stel die spanningsverskil tussen F3 en C3 voor, ensovoorts deur die hele reeks elektrodes.

Referensiemontage

Elke kanaal verteenwoordig die verskil tussen 'n sekere elektrode en 'n aangewese verwysingselektrode. Daar is geen standaardposisie vir hierdie verwysing nie; dit is egter op 'n ander posisie as die "opname" -elektrodes. Middellynposisies word dikwels gebruik omdat dit nie die sein in die een halfrond teenoor die ander versterk nie, soos Cz, Oz, Pz, ens. As aanlynverwysing. Die ander gewilde vanlyn verwysings is:

• REST-verwysing: dit is 'n vanlyn berekeningsverwysing by oneindigheid waar die potensiaal nul is. REST (verwysingselektrodestandaardiseringstegniek) neem die ekwivalente bronne in die brein van 'n stel kopvelopnames as springplank om die werklike opnames te koppel aan 'n aanlyn of vanlyn (gemiddelde, gekoppelde ore, ens.) Nie-nul verwysing na die nuwe opnames met oneindigheid nul as die gestandaardiseerde verwysing. 'N Gratis sagteware kan gevind word by (Dong L, Li F, Liu Q, Wen X, Lai Y, Xu P en Yao D (2017) MATLAB Toolboxes for Reference Electrode Standardization Technique (REST) ​​of Scalp EEG. Front. Neurosci. 11 : 601. doi : 10.3389 / fnins.2017.00601), en vir meer besonderhede en die uitvoering daarvan, verwys na die oorspronklike artikel (Yao, D. (2001). 'n Metode om 'n verwysing van EEG-opnames van die kopvel na 'n punt in die oneindigheid te standaardiseer. Physiol. Meas. 22, 693–711 . doi : 10.1088 / 0967-3334 / 22/4/305 )
• "gekoppelde ore": 'n fisiese of wiskundige gemiddelde van elektrodes wat aan beide oorlelle of mastoïede geheg is .

Gemiddelde verwysingsmontage

Die uitsette van al die versterkers word opgesom en gemiddeld, en hierdie gemiddelde sein word gebruik as die algemene verwysing vir elke kanaal.

Laplacian montage

Elke kanaal verteenwoordig die verskil tussen 'n elektrode en 'n geweegde gemiddelde van die omliggende elektrode. ^[55]

Wanneer analoog (papier) EEG's gebruik word, wissel die tegnoloog tussen montages tydens die opname om sekere kenmerke van die EEG uit te lig of beter te karakteriseer. Met digitale EEG word alle seine gewoonlik gedigitaliseer en in 'n bepaalde (gewoonlik verwysende) montage gestoor; Aangesien enige montage wiskundig van enige ander konstruksie vervaardig kan word, kan die EEG deur die elektroencefalograaf besigtig word in enige vertoonmontage wat verlang word.

Die EEG word gelees deur 'n kliniese neurofisioloog of neuroloog (afhangend van plaaslike gebruik en wetgewing met betrekking tot mediese spesialiteite ), optimaal een wat spesifieke opleiding het in die interpretasie van EEG's vir kliniese doeleindes. Dit word gedoen deur die visuele inspeksie van die golfvorms, grafoelemente genoem. Die gebruik van rekenaarseinverwerking van die EEG - sogenaamde kwantitatiewe elektroencefalografie - is ietwat kontroversieel as dit vir kliniese doeleindes gebruik word (hoewel daar baie navorsingsgebruike is).

Droë EEG-elektrode

In die vroeë negentigerjare Babak Taheri, aan die Universiteit van Kalifornië, het Davis die eerste enkele en ook multikanale droë aktiewe elektrode-skikkings getoon met behulp van mikrobewerking. Die enkele kanaal droë EEG-elektrode-konstruksie en resultate is in 1994 gepubliseer. ^[56] Daar is ook getoon dat die saamgestelde elektrode goed presteer in vergelyking met silwer / silwerchloriedelektrode . Die toestel het bestaan ​​uit vier plekke met sensors met geïntegreerde elektronika om geraas te verminder deur impedansie-aanpassing. Die voordele van sulke elektrodes is: (1) geen elektroliet gebruik nie, (2) geen velvoorbereiding nie, (3) aansienlike verminderde sensorgrootte en (4) verenigbaarheid met EEG-moniteringstelsels. Die aktiewe elektrode-skikking is 'n geïntegreerde stelsel wat bestaan ​​uit 'n reeks kapasitiewe sensors met plaaslike geïntegreerde stroombane in 'n pakket met batterye om die stroombane aan te dryf. Hierdie vlak van integrasie was nodig om die funksionele werkverrigting deur die elektrode te bereik. Die elektrode is getoets op 'n elektriese toetsbank en op menslike proefpersone in vier modaliteite van EEG-aktiwiteit, naamlik: (1) spontane EEG, (2) sensoriese gebeurtenisverwante potensiaal, (3) breinstampotensiale en (4) kognitiewe gebeurtenis -verwante potensiaal. Die werkverrigting van die droë elektrode is gunstig vergeleke met die standaard nat elektrode wat velvoorbereiding betref,geen gelvereistes (droog) nie, en hoër sein-ruis-verhouding.^[57]

In 1999 het navorsers by Case Western Reserve University , in Cleveland , Ohio , gelei deur Hunter Peckham, gebruik 64-elektrode EEG kalotje te beperk handbewegings terugkeer na kwadrupleeg Jim Jatich. Aangesien Jatich op eenvoudige, maar teenoorgestelde konsepte soos op en af ​​gekonsentreer het, is sy EEG-uitvoer van beta-ritme geanaliseer met behulp van sagteware om patrone in die geraas te identifiseer. 'N Basiese patroon is geïdentifiseer en gebruik om 'n skakelaar te beheer: aktiwiteit bokant gemiddelde is ingestel op aan, onder gemiddeld af. Behalwe dat Jatich 'n rekenaarwyser kon beheer, is die seine ook gebruik om die senuweebeheerders wat in sy hande ingebed is, aan te dryf en sodoende 'n mate van beweging te herstel. ^[58]

In 2018 is 'n funksionele droë elektrode wat bestaan ​​uit 'n polydimetielsiloksaan elastomeer gevul met geleidende koolstof nanvesels , gerapporteer. Hierdie navorsing is by die US Army Research Laboratory gedoen . ^[59] EEG-tegnologie behels dikwels die aanbring van 'n gel op die kopvel wat 'n sterk sein-tot-ruis-verhouding vergemaklik. Dit het meer reproduceerbare en betroubare eksperimentele resultate tot gevolg. Aangesien pasiënte nie graag hul hare met gel gevul wil hê nie, en die lang opstel vereis dat opgeleide personeel byderhand is, kan dit moeilik wees om EEG buite die laboratorium te gebruik. ^[60] Daar is ook opgemerk dat die prestasie van nat elektrodesensors na 'n periode van ure verminder. ^[59] Daarom is navorsing gerig op die ontwikkeling van droë en semi-droë EEG bio-elektroniese koppelvlakke.

Droë elektrode seine hang af van meganiese kontak. Daarom kan dit moeilik wees om 'n bruikbare sein te kry as gevolg van die impedansie tussen die vel en die elektrode. ^{[60] [59]} Sommige EEG-stelsels probeer hierdie probleem omseil deur 'n soutoplossing toe te pas. ^[61] Ander het 'n semi-droë aard en stel klein hoeveelhede gel by kontak met die kopvel vry. ^{[60] '} n Ander oplossing maak gebruik van veerbelaaide penopstellings. Dit kan ongemaklik wees. Dit kan ook gevaarlik wees as hulle gebruik word in 'n situasie waar 'n pasiënt hul kop kan stamp, aangesien hy na 'n impak-trauma-voorval ingedoen kan word. ^[59]

ARL het ook 'n visualiseringshulpmiddel ontwikkel, Customizable Lighting Interface for the Visualization of EEGs of CLIVE, wat getoon het hoe goed twee breine gesinchroniseer is. ^[62]

Op die oomblik is kopstukke beskikbaar wat droë elektrode met tot 30 kanale bevat. ^[63] Sulke ontwerpe kan kompenseer vir die agteruitgang van die seinkwaliteit wat verband hou met hoë impedansies deur die voorversterking, afskerming en ondersteunende meganika te optimaliseer. ^[64]

Beperkings

EEG het verskeie beperkings. Die belangrikste is die swak ruimtelike resolusie. ^[65] EEG is die sensitiefste vir 'n bepaalde stel post-sinaptiese potensiaal: dié wat in oppervlakkige lae van die korteks gegenereer word, op die kruine van gyri wat direk aan die skedel grens en radiaal tot die skedel. Dendriete, wat dieper in die korteks is, binne sulci , in middellyn of diep strukture (soos die cingulêre gyrus of hippocampus ), of wat strome produseer wat tasbaar is vir die skedel, dra veel minder by tot die EEG-sein.

EEG-opnames bevat nie direk aksonale aksiepotensiale nie . 'N Aksiepotensiaal kan akkuraat voorgestel word as 'n huidige kwadrupool , wat beteken dat die resulterende veld vinniger afneem as die wat deur die huidige dipool van post-sinaptiese potensiaal geproduseer word. ^[66] Aangesien EEG's gemiddeldes van duisende neurone verteenwoordig, is daar ook 'n groot aantal selle met sinchrone aktiwiteit nodig om 'n beduidende afbuiging op die opnames te veroorsaak. Aksiepotensiaal is baie vinnig en gevolglik is die kans op veldopsomming gering. Maar neurale backpropagation , as 'n tipies langer dendritiese huidige dipool, kan opgetel deur EEG elektrodes en is 'n betroubare aanduiding van die voorkoms van neurale uitset.

Nie net vang EEG's dendritiese strome byna uitsluitlik in teenstelling met aksonale strome nie, hulle toon ook 'n voorkeur vir aktiwiteit op populasies van parallelle dendriete en stuur stroom tegelykertyd in dieselfde rigting. Piramidale neurone van kortikale lae II / III en V brei apikale dendriete uit na laag I. Strome wat hierdie prosesse op of af beweeg, lê ten grondslag van die meeste seine wat deur elektro-enfalografie geproduseer word. ^[67]

Daarom bied EEG inligting met 'n groot vooroordeel om neurontipes te kies, en moet dit gewoonlik nie gebruik word om aansprake te maak oor wêreldwye breinaktiwiteit nie. Die breinvlies , serebrospinale vloeistof en skedel "smeer" die EEG-sein, wat die intrakraniale bron verduister.

Dit is wiskundig onmoontlik om 'n unieke intrakraniale stroombron te rekonstrueer vir 'n gegewe EEG-sein, ^[1] aangesien sommige strome potensiaal lewer wat mekaar kanselleer. Dit word die omgekeerde probleem genoem . Daar is egter baie werk gedoen om opvallend goeie beramings te lewer van, ten minste, 'n gelokaliseerde elektriese dipool wat die aangetekende strome voorstel. ^{[ aanhaling nodig ]}

EEG vs fMRI, fNIRS, fUS en PET

EEG het verskeie sterk punte as 'n instrument om breinaktiwiteit te ondersoek. EEG's kan veranderinge oor millisekondes opspoor, wat uitstekend is, aangesien 'n aksiepotensiaal ongeveer 0,5-130 millisekondes neem om oor 'n enkele neuron te versprei, afhangende van die tipe neuron. ^[68] Ander metodes om na breinaktiwiteit te kyk, soos PET , fMRI of fUS, het tydsoplossing tussen sekondes en minute. EEG meet die brein se elektriese aktiwiteit direk, terwyl ander metodes veranderinge in bloedvloei opneem (bv. SPECT , fMRI , fUS ) of metaboliese aktiwiteit (bv. PET , NIRS), wat indirekte merkers van brein se elektriese aktiwiteit is.

EEG kan gelyktydig met fMRI of fUS gebruik word, sodat data met 'n hoë resolusie terselfdertyd opgeneem kan word as data met 'n hoë-ruimtelike resolusie, aangesien die data wat uit elkeen verkry word oor 'n ander tydsverloop plaasvind, die datastelle nie noodwendig presies dieselfde breinaktiwiteit voorstel nie. Daar is tegniese probleme verbonde aan die kombinasie van EEG en fMRI, insluitend die behoefte om die MRI-gradiënt-artefak wat tydens MRI-verkryging voorkom, te verwyder. Verder kan strome geïnduseer word in bewegende EEG-elektrodedrade as gevolg van die magnetiese veld van die MRI.

EEG kan gelyktydig met NIRS of fUS gebruik word sonder groot tegniese probleme. Daar is geen invloed van hierdie modaliteite op mekaar nie en 'n gekombineerde meting kan nuttige inligting gee oor elektriese aktiwiteit sowel as hemodinamika met medium ruimtelike resolusie.

EEG vs MEG

EEG weerspieël gekorreleerde sinaptiese aktiwiteit wat veroorsaak word deur post-sinaptiese potensiaal van kortikale neurone . Die ioniese strome wat betrokke is by die opwekking van vinnige aksiepotensiale, dra miskien nie baie by tot die gemiddelde veldpotensiale wat die EEG verteenwoordig nie. ^{[49] [69]} Meer spesifiek word daar algemeen gedink dat die kopvel se elektriese potensiaal wat EEG produseer, veroorsaak word deur die ekstrasellulêre ioniese strome wat veroorsaak word deur dendritiese elektriese aktiwiteit, terwyl die velde wat magneto-enkefalografiese seine produseer ^[23] geassosieer word met intrasellulêre ioniese strome. ^[70]

EEG kan op dieselfde tyd as MEG aangeteken word , sodat data van hierdie aanvullende hoë-resolusietegnieke gekombineer kan word.

Daar is ook studies gedoen oor numeriese modellering van EEG en MEG. ^[71]

Normale aktiwiteit

• 

  Een sekonde van die EEG-sein

• 

  Menslike EEG met prominente rustoestandaktiwiteit - alfa-ritme. Links: EEG-spore (horisontaal - tyd in sekondes; vertikaal - amplitudes, skaal 100 μV). Regs: kragspektra van getoonde seine (vertikale lyne - 10 en 20 Hz, skaal is lineêr). Alfa-ritme bestaan ​​uit sinusvormige golwe met frekwensies binne 8-12 Hz (11 Hz in hierdie geval) wat meer prominent is op posterior plekke. Alfa-reeks is rooi op die kragspektrumgrafiek.

• 

  Menslike EEG met in rustende toestand. Links: EEG-spore (horisontaal - tyd in sekondes; vertikaal - amplitudes, skaal 100 μV). Regs: kragspektra van getoonde seine (vertikale lyne - 10 en 20 Hz, skaal is lineêr). 80–90% van die mense het prominente sinusvormige golwe met frekwensies binne 8–12 Hz - alfa-ritme. Ander (soos hierdie) het nie hierdie tipe aktiwiteit nie.

• 

  Algemene artefakte in menslike EEG. 1: Elektrookulografiese artefak veroorsaak deur opwekking van die oogbal se spiere (wat byvoorbeeld verband hou met knipper). Groot-amplitude, stadige, positiewe golf prominent in frontale elektrode. 2: die artefak van die elektrode wat veroorsaak word deur slegte kontak (en dus groter impedansie) tussen die P3-elektrode en die vel. 3: Sluk artefak. 4: Algemene verwysingselektrode se artefak wat veroorsaak word deur slegte kontak tussen verwysingselektrode en vel. Groot golf soortgelyk in alle kanale.

Die EEG word tipies beskryf in terme van (1) ritmiese aktiwiteit en (2) oorgange. Die ritmiese aktiwiteit word volgens frekwensie in bande verdeel. Hierdie frekwensiebande is tot 'n sekere mate 'n kwessie van nomenklatuur (dws enige ritmiese aktiwiteit tussen 8–12 Hz kan beskryf word as "alfa"), maar hierdie benamings het ontstaan ​​omdat daar opgemerk is dat ritmiese aktiwiteit binne 'n sekere frekwensiegebied 'n sekere verspreiding oor die kopvel of 'n sekere biologiese betekenis. Frekwensiebande word gewoonlik onttrek met behulp van spektrale metodes (byvoorbeeld Welch), soos geïmplementeer in vrye beskikbare EEG-sagteware, soos EEGLAB of die Neurofysiologiese Biomarker Toolbox . Berekeningsverwerking van die EEG word dikwels kwantitatiewe elektroencefalografie genoem (qEEG).

Die meeste van die serebrale sein wat in die kopvel-EEG waargeneem word, val binne die gebied van 1–20 Hz (aktiwiteit onder of bo hierdie gebied is waarskynlik artefaklik, volgens standaard kliniese opnametegnieke). Golfvorms word onderverdeel in bandwydtes wat bekend staan ​​as alfa, beta, theta en delta om die meerderheid van die EEG wat in die kliniese praktyk gebruik word, aan te dui. ^[72]

Vergelyking van EEG-bande

Die gebruik om slegs heelgetalle in die definisies te gebruik, kom uit praktiese oorwegings in die dae toe slegs hele siklusse op papierrekords getel kon word. Dit lei tot leemtes in die definisies, soos elders op hierdie bladsy gesien word. Die teoretiese definisies is nog altyd noukeuriger omskryf om alle frekwensies in te sluit. Ongelukkig is daar in standaard naslaanwerke geen ooreenkoms oor wat hierdie reekse moet wees nie - waardes vir die boonste punt van alfa en onderkant van beta bevat 12, 13, 14 en 15. As die drempelwaarde as 14 Hz geneem word, dan is die stadigste beta golf het ongeveer dieselfde duur as die langste piek (70 ms), wat dit die nuttigste waarde maak.

Ander verdeel soms die bande in subbande met die oog op data-analise.

Menslike EEG met prominente alfa-ritme

Golfpatrone

Delta golwe

• Delta Waves is die frekwensiegebied tot 4 Hz. Dit is geneig om die hoogste amplitude en die stadigste golwe te hê. Dit word normaal gesien by volwassenes in stadige golf slaap . Dit word ook normaal gesien by babas. Dit kan fokaal voorkom met subkortikale letsels en in die algemeen verspreiding met diffuse letsels, metaboliese enkefalopatie hidrokefalie of diep middellyn letsels. Dit is meestal die prominentste frontaal by volwassenes (bv. FIRDA - frontale intermitterende ritmiese delta) en posterior by kinders (bv. OIRDA - oksipitale intermitterende ritmiese delta).

Theta waai

• Theta is die frekwensiegebied van 4 Hz tot 7 Hz. Theta word normaal gesien by jong kinders. Dit kan gesien word in slaperigheid of opwinding by ouer kinders en volwassenes; dit kan ook in meditasie gesien word . ^[80] Oormaat theta vir ouderdom verteenwoordig abnormale aktiwiteit. Dit kan gesien word as 'n fokusversteuring in fokusale subkortikale letsels; dit kan gesien word in algemene verspreiding by diffuse versteuring of metaboliese enkefalopatie of diep middellynversteurings of in sommige gevalle van hidrokefalie. Inteendeel, hierdie reeks word geassosieer met verslae van ontspanne, meditatiewe en kreatiewe toestande.

Alfa golwe

• Alpha is die frekwensiegebied van 7 Hz tot 13 Hz. ^[81] Hans Berger noem die eerste ritmiese EEG-aktiwiteit wat hy waarneem as die "alfagolf". Dit was die 'posterior basiese ritme' (ook genoem 'posterior dominante ritme' of die 'posterior alfa-ritme'), gesien in die agterste dele van die kop aan beide kante, hoër in amplitude aan die dominante kant. Dit kom na vore met die toemaak van die oë en met ontspanning, en verswak met die opening van die oog of geestelike inspanning. Die posterior basiese ritme is eintlik stadiger as 8 Hz by jong kinders (dus tegnies in die theta-reeks).

Sensorimotoriese ritme aka mu-ritme

Benewens die posterior basiese ritme, is daar ook ander normale alfa-ritmes soos die mu-ritme (alfa-aktiwiteit in die kontralaterale sensoriese en motoriese kortikale gebiede) wat na vore kom wanneer die hande en arms ledig is; en die "derde ritme" (alfa-aktiwiteit in die temporale of frontale lobbe). ^{[82] [83]} Alfa kan abnormaal wees; byvoorbeeld, 'n EEG met diffuse alfa wat in koma voorkom en nie reageer op eksterne stimuli nie, word 'alfa-koma' genoem.

Beta waai

• Beta is die frekwensiegebied van 14 Hz tot ongeveer 30 Hz. Dit word gewoonlik aan beide kante in simmetriese verspreiding gesien en is duidelikste frontaal. Beta-aktiwiteit is nou gekoppel aan motoriese gedrag en word gewoonlik verswak tydens aktiewe bewegings. ^[84] Beta met lae amplitude met veelvuldige en wisselende frekwensies hou dikwels verband met aktiewe, besige of angstige denke en aktiewe konsentrasie. Ritmiese beta met 'n dominante stel frekwensies hou verband met verskillende patologieë, soos Dup15q-sindroom , en dwelmeffekte , veral bensodiasepiene . Dit kan afwesig wees of verminder word in gebiede met kortikale skade. Dit is die dominante ritme by pasiënte wat waaksaam of angstig is of wat hul oë oop het.

Gamma golwe

• Gamma is die frekwensiegebied van ongeveer 30–100 Hz. Daar word vermoed dat gammaritmes binding van verskillende populasies neurone in 'n netwerk voorstel met die doel om 'n sekere kognitiewe of motoriese funksie uit te voer. ^[1]
• Mu- reeks is 8–13 Hz en oorvleuel gedeeltelik met ander frekwensies. Dit weerspieël die sinchrone afvuur van motorneurone in rus. Mu-onderdrukking weerspieël die motoriese spieëlneuronstelsels, want wanneer 'n aksie waargeneem word, verdwyn die patroon, moontlik omdat die normale en spieëlneuronale stelsels "buite sinchronisasie" gaan en mekaar inmeng. ^[78]

'Ultra-stadige' of 'amper- DC'- aktiwiteit word in sommige navorsingskontekste met GS-versterkers opgeneem. Dit word gewoonlik nie in 'n kliniese konteks opgeneem nie, want die sein teen hierdie frekwensies is vatbaar vir 'n aantal artefakte.

Sommige eienskappe van die EEG is kortstondig eerder as ritmies. Pieke en skerp golwe kan aanvalaktiwiteit of interaktiewe aktiwiteit voorstel by individue met epilepsie of 'n geneigdheid tot epilepsie. Ander kortstondige kenmerke is normaal: hoekpunte en slaapspindels word in normale slaap gesien.

Let daarop dat daar soorte aktiwiteite is wat statisties ongewoon is, maar wat nie met disfunksie of siektes verband hou nie. Daar word dikwels na verwys as "normale variante". Die mu-ritme is 'n voorbeeld van 'n normale variant.

Die normale elektroencefalogram (EEG) wissel volgens ouderdom. Die prenatale EEG en neonatale EEG verskil heeltemal van die volwasse EEG. Fetusse in die derde trimester en pasgeborenes vertoon twee algemene breinaktiwiteitspatrone: "diskontinue" en "trace alternant". 'Diskontinue' elektriese aktiwiteit verwys na skerp sarsies elektriese aktiwiteit gevolg deur lae frekwensie golwe. Elektriese aktiwiteit "Trace alternant" beskryf skerp sarsies gevolg deur kort intervalle met hoë amplitude en dui gewoonlik op stil slaap by pasgeborenes. ^[85] Die EEG in die kinderjare het gewoonlik stadiger frekwensie-ossillasies as die volwasse EEG.

Die normale EEG wissel ook na gelang van die toestand. Die EEG word saam met ander metings ( EOG , EMG ) gebruik om slaapstadia in polisomnografie te definieer. Fase I-slaap (gelykstaande aan slaperigheid in sommige stelsels) verskyn op die EEG as uitval van die posterior basiese ritme. Daar kan 'n toename in theta-frekwensies wees. Santamaria en Chiappa het 'n aantal katalogusse in verskillende soorte patrone geassosieer met slaperigheid. Fase II-slaap word gekenmerk deur slaapspindels - kortstondige ritmiese aktiwiteite in die 12-14 Hz-reeks (soms ook die "sigma" -band genoem) wat 'n frontale-sentrale maksimum het. Die meeste aktiwiteite in fase II is binne die 3-6 Hz-reeks. Fase III en IV slaap word gedefinieer deur die aanwesigheid van delta-frekwensies en word dikwels gesamentlik as "stadige golf slaap" genoem. Stadium I – IV bestaan ​​uit nie-REM (of "NREM") slaap. Die EEG in REM-slaap (vinnige oogbeweging) lyk ietwat soortgelyk aan die wakker EEG.

EEG onder algemene narkose hang af van die tipe narkose wat gebruik word. Met gehalogeneerde verdowingsmiddels, soos halotaan of binneaarse middels, soos propofol , word 'n vinnige (alfa- of lae beta), nie-reaktiewe EEG-patroon oor die grootste deel van die kopvel gesien, veral voor; in sommige ouer terminologie het dit 'n WAR (wydverspreide anterior vinnige) patroon genoem, gekontrasteer met 'n WAIS (wydverspreide stadige) patroon wat verband hou met hoë dosisse opiate . Narkose-effekte op EEG-seine begin verstaan ​​word op die vlak van geneesmiddelaksies op verskillende soorte sinapse en die stroombane wat gesynchroniseerde neuronale aktiwiteit moontlik maak (sien: http://www.stanford.edu/group/maciverlab/ ).

Artefakte

Biologiese artefakte

Hoofsoorte artefakte in menslike EEG

Elektriese seine wat deur 'n EEG langs die kopvel opgespoor word, maar nie van serebrale oorsprong is nie, word artefakte genoem . EEG-data word byna altyd deur sulke artefakte besmet. Die amplitude van artefakte kan redelik groot wees ten opsigte van die grootte van die amplitude van die kortikale seine van belang. Dit is een van die redes waarom dit baie ervaring verg om EEG's klinies korrek te interpreteer. Sommige van die mees algemene tipes biologiese artefakte sluit in:

• ooggeïnduseerde artefakte (sluit oogknippies, oogbewegings en ekstra okulêre spieraktiwiteit in)
• EKG (hart) artefakte
• EMG (spieraktivering) geïnduseerde artefakte
• glossokinetiese artefakte
• skedeldefekte artefakte, soos dié wat gevind word by pasiënte wat 'n kraniotomie ondergaan het, wat beskryf kan word as 'breekeffek' of 'breekritme' ^[86]

Die mees prominente ooggeïnduseerde artefakte word veroorsaak deur die potensiaalverskil tussen die kornea en die retina , wat redelik groot is in vergelyking met die serebrale potensiaal. As die oë en ooglede heeltemal stil is, beïnvloed hierdie korneo-retinale dipool nie die EEG nie. Flitse kom egter 'n paar keer per minuut voor, die oogbewegings kom 'n paar keer per sekonde voor. Ooglidbewegings, wat meestal tydens knipperende of vertikale oogbewegings voorkom, lok 'n groot potensiaal uit, meestal gesien in die verskil tussen die elektro-oulografie (EOG) kanale bo en onder die oë. 'N Vaste verklaring van hierdie potensiaal beskou die ooglede as glyelektrode wat die positief gelaaide kornea na die ekstra okulêre vel kortsluit. ^{[87] [88]}Rotasie van die oogballe, en gevolglik van die corneo-retinale dipool, verhoog die potensiaal in elektrodes waarheen die oë gedraai word, en verminder die potensiaal in die teenoorgestelde elektrode. ^[89] Oogbewegings genaamd sakkades genereer ook kortstondige elektromyografiese potensiale, bekend as sakkadiese aarpotensiale (SPs). ^[90] Die spektrum van hierdie SP's oorvleuel die gammaband (sien gammagolf ), en verwar die ontleding van geïnduseerde gammabandreaksies ernstig, ^[91] wat op maat gemaakte artefakkorreksie-benaderings vereis. ^[90] Doelgerigte of refleksiewe oogknipery genereer ook elektromyografiespotensiaal, maar meer belangrik, daar is 'n refleksiewe beweging van die oogbal tydens knip, wat 'n kenmerkende artefaktuele voorkoms van die EEG gee (sien Bell se verskynsel ).

Ooglid-wapperende artefakte van 'n kenmerkende tipe is voorheen Kappa-ritme (of Kappa-golwe) genoem. Dit word gewoonlik gesien in die voorfrontale leidrade, dit wil sê net oor die oë. Soms word hulle met geestelike aktiwiteit gesien. Hulle is gewoonlik in die Theta (4-7 Hz) of Alpha (7-14 Hz) reeks. Hulle is genoem omdat hulle glo uit die brein kom. Latere studie het aan die lig gebring dat dit gegenereer is deur vinnige wappering van die ooglede, soms so klein dat dit moeilik was om te sien. Dit is in werklikheid geraas tydens die EEG-lesing en moet tegnies nie 'n ritme of golf genoem word nie. Daarom verwys die huidige gebruik in elektroencefalografie na die verskynsel as 'n ooglid wat wapper, eerder as 'n Kapparitme (of golf). ^[92]

Sommige van hierdie artefakte kan nuttig wees in verskillende toepassings. Die EOG-seine kan byvoorbeeld gebruik word om ^[90] oogbewegings op te spoor en op te spoor , wat baie belangrik is in polisomnografie , en is ook in konvensionele EEG om moontlike veranderinge in waaksaamheid, slaperigheid of slaap te bepaal.

EKG- artefakte is baie algemeen en kan verkeerdelik beskou word as piekaktiwiteit. Daarom bevat moderne EEG-verkryging gewoonlik 'n EKG - EKG van die ledemate. Dit laat die EEG ook toe om hartaritmieë te identifiseer wat 'n belangrike differensiële diagnose is vir sinkope of ander episodiese / aanvalversteurings.

Glossokinetiese artefakte word veroorsaak deur die potensiaalverskil tussen die basis en die punt van die tong. Geringe tongbewegings kan die EEG besoedel, veral in parkinsoniese en bewingstoornisse .

Omgewingsartefakte

Benewens artefakte wat deur die liggaam gegenereer word, kom baie artefakte van buite die liggaam. Beweging deur die pasiënt, of selfs net die afsakking van die elektrodes, kan veroorsaak dat elektrode knal , spykers as gevolg van 'n kortstondige verandering in die impedansie van 'n gegewe elektrode. Swak aarding van die EEG-elektrodes kan beduidende 50 of 60 Hz artefakte veroorsaak, afhangende van die plaaslike kragstelsel se frekwensie . 'N Derde bron van moontlike steuring kan die teenwoordigheid van 'n IV-drup wees ; sulke toestelle kan ritmiese, vinnige, laespanning-sarsies veroorsaak, wat deurmekaar verwar kan word.

Bewegingsartefakte stel seinruis bekend wat die neurale sein van belang kan masker. ^[93]

'N Spookkop met EEG-toerusting kan op 'n bewegingsplatform geplaas word en sinusvormig beweeg word. Hierdie kontras het navorsers in staat gestel om die effektiwiteit van algoritmes vir die verwydering van bewegingsartefakte te bestudeer. ^[93]  Met behulp van dieselfde model van fantoomkop- en bewegingsplatform, is vasgestel dat kabelswaai 'n belangrike bydrae tot bewegingsvoorwerpe was. Die vergroting van die oppervlak van die elektrode het egter 'n klein, maar beduidende uitwerking gehad op die vermindering van die artefak. ^[93] Hierdie navorsing is geborg deur die US Army Research Laboratory as deel van die Cognition and Neuroergonomics Collaborative Technical Alliance .

Artefak regstelling

'N Eenvoudige benadering om artefakte te hanteer, is om tydperke van data wat 'n sekere drempel van besoedeling oorskry, eenvoudig te verwyder, byvoorbeeld tydperke met amplitudes hoër as ± 100 μV. Dit kan egter lei tot die verlies van data wat steeds artefakvrye inligting bevat. 'N Ander benadering is om ruimtelike en frekwensiebandfilters toe te pas om artefakte te verwyder, maar artefakte kan oorvleuel met die sein van belangstelling in die spektrale domein wat hierdie benadering ondoeltreffend maak. ^[94] Onlangse is tegnieke vir onafhanklike komponente-analise (ICA) gebruik om EEG-kontaminante reg te stel of te verwyder. ^{[90] [95] [96] [97] [98] [99]}Hierdie tegnieke poog om die EEG-seine in 'n aantal onderliggende komponente te "ontmeng". Daar is baie bronne-skeidingsalgoritmes, wat dikwels aanvaar dat verskillende gedrag of aard van EEG. Hoe dit ook al sy, die beginsel agter 'n bepaalde metode laat gewoonlik slegs die komponente toe wat "remix" het wat tot 'n "skoon" EEG sou lei deur die gewig van ongewenste komponente te vernietig (nul te stel).

Gewoonlik word artefakkorreksie van EEG-data, insluitend die klassifikasie van artefaktuele komponente van ICA, deur EEG-kundiges uitgevoer. Met die koms van EEG-skikking met 64 tot 256 elektrodes en verhoogde studies met groot populasies, het die handmatige regstelling van die artefak egter baie tydrowend geword. Om dit te hanteer sowel as die subjektiwiteit van baie regstellings van artefakte, is ook ten volle outomatiese pyplyne vir die verwerping van artefakte ontwikkel. ^{[100] [101] [102] [103]}

Deur die vergelyking van gegewens van verlamde en ongeparaliseerde proefpersone het die afgelope paar jaar getoon dat EEG-besmetting deur spiere veel meer voorkom as wat voorheen besef is, veral in die gammagebied bo 20 Hz. ^[104] Daar is egter getoon dat Surface Laplacian effektief is in die eliminering van spiervoorwerpe, veral vir sentrale elektrodes, wat verder van die sterkste besoedeling is. ^[105] Die kombinasie van Surface Laplacian en outomatiese tegnieke vir die verwydering van spierkomponente met behulp van ICA was besonder effektief in 'n opvolgstudie. ^[106]

Abnormale aktiwiteit

Abnormale aktiwiteit kan breedweg in epileptiforme en nie-epileptiforme aktiwiteite geskei word . Dit kan ook in fokus of diffus geskei word.

Fokale epileptiforme ontlading verteenwoordig vinnige, sinchrone potensiaal in 'n groot aantal neurone in 'n ietwat diskrete gebied van die brein. Dit kan plaasvind as intertikale aktiwiteit, tussen aanvalle, en verteenwoordig 'n area van kortikale geïrriteerdheid wat geneig kan wees tot epileptiese aanvalle. Interaktiewe ontslag is nie heeltemal betroubaar om te bepaal of 'n pasiënt epilepsie het nie en ook nie waar sy / haar aanval kan ontstaan ​​nie. (Sien fokus epilepsie .)

Algemene epileptiforme afskeidings het dikwels 'n voorste maksimum, maar dit word sinkronies deur die hele brein gesien. Dit dui sterk op algemene epilepsie.

Fokale nie-epileptiforme abnormale aktiwiteit kan voorkom in dele van die brein waar fokale skade aan die korteks of wit materie voorkom . Dit bestaan ​​dikwels uit 'n toename in stadige frekwensie ritmes en / of 'n verlies aan normale hoër frekwensie ritmes. Dit kan ook voorkom as fokale of eensydige afname in amplitude van die EEG-sein.

Diffuse nie-epileptiforme abnormale aktiwiteit kan manifesteer as diffuse abnormaal stadige ritmes of bilaterale verlangsaming van normale ritmes, soos die PBR.

Intrakortikale encefalogram-elektrode en sub-durale elektrode kan saam gebruik word om artefakte van epileptiforme en ander ernstige neurologiese gebeure te onderskei en te diskreet.

Meer gevorderde metings van abnormale EEG-seine het ook onlangs aandag gekry as moontlike biomerkers vir verskillende afwykings soos Alzheimer se siekte . ^[107]

Afstands kommunikasie

Die US Army Research Office het in 2009 $ 4 miljoen begroot aan navorsers aan die Universiteit van Kalifornië, Irvine om EEG-verwerkingstegnieke te ontwikkel om korrelate van denkbeeldige spraak en beoogde rigting te identifiseer om soldate op die slagveld in staat te stel om via rekenaar-gemedieerde rekonstruksie van spanlede te kommunikeer. 'EEG-seine, in die vorm van verstaanbare seine soos woorde. ^[108] Stelsels vir die dekodering van denkbeeldige spraak uit EEG het nie-militêre toepassings, soos in brein-rekenaar-koppelvlakke . ^[109]

EEG-diagnostiek

Die Departement van Verdediging (DoD) en Veteraanaangeleenthede (VA) en die US Army Research Laboratory (ARL) het saamgewerk aan EEG-diagnostiek om ligte tot matige traumatiese breinbesering (mTBI) by vegsoldate op te spoor . ^[110] Tussen 2000 en 2012 is vyf en sewentig persent van die Amerikaanse militêre operasies breinbeserings as mTBI geklassifiseer. In reaksie hierop het die DoD nuwe tegnologieë nagestreef wat in staat is om mTBI vinnig, akkuraat, nie-indringend en op die veld in staat te stel om hierdie besering aan te spreek. ^[110]

Gevegspersoneel ly dikwels aan PTSV en mTBI in korrelasie. Albei toestande hou verband met veranderde lae-frekwensie breingolf-ossillasies. ^[111] Veranderde breingolwe van PTSV-pasiënte met afname in lae-frekwensie-ossillasies, terwyl mTBI-beserings gekoppel is aan verhoogde lae-frekwensie-golf-ossillasies. Effektiewe EEG-diagnose kan dokters help om toestande akkuraat te identifiseer en beserings toepaslik te behandel om langtermyn-effekte te versag. ^[112]

Tradisioneel het kliniese evaluering van EEG's visuele inspeksie behels. In plaas van 'n visuele assessering van breingolf-ossillasie-topografie, kwantitatiewe elektro-enfalografie (qEEG), gerekenariseerde algoritmiese metodologieë, ontleed 'n spesifieke breingebied en transformeer die data in 'n sinvolle "kragspektrum" van die gebied. ^{[110] Die} akkurate onderskeid tussen mTBI en PTSV kan positiewe hersteluitkomste vir pasiënte aansienlik verhoog, aangesien langtermynveranderinge in neurale kommunikasie kan voortduur na 'n aanvanklike mTBI-voorval. ^[112]

'N Ander algemene meting gemaak van EEG-data is die van kompleksiteitsmetings soos Lempel-Ziv-kompleksiteit , fraktale dimensie en spektrale vlakheid , ^[113] wat verband hou met bepaalde patologieë of patologiese stadiums.

Ekonomie

Daar is goedkoop EEG-toestelle vir die goedkoop navorsings- en verbruikersmark. Onlangs het 'n paar ondernemings EEG-tegnologie gematig gemodifiseer om weergawes te skep wat toeganklik is vir die algemene publiek. Sommige van hierdie ondernemings het kommersiële EEG-toestelle vir minder as US $ 100 verkoop.

• In 2004 het OpenEEG sy ModularEEG as open source hardeware bekendgestel. Versoenbare open source sagteware bevat 'n speletjie om 'n bal te balanseer.
• In 2007 het NeuroSky die eerste bekostigbare EEG-gebaseerde EEG saam met die spel NeuroBoy vrygestel. Dit was ook die eerste grootskaalse EEG-toestel wat droë sensortegnologie gebruik. ^[114]
• In 2008 het OCZ Technology 'n toestel ontwikkel vir gebruik in videospeletjies wat hoofsaaklik op elektromyografie staatmaak .
• In 2008 kondig die Final Fantasy- ontwikkelaar Square Enix aan dat hy saam met NeuroSky werk om 'n speletjie, Judecca, te skep. ^{[115] [116]}
• In 2009 het Mattel met NeuroSky saamgewerk om die Mindflex vry te laat , 'n spel wat 'n EEG gebruik het om 'n bal deur 'n hindernisbaan te stuur. Verreweg die beste verkoper-gebaseerde EEG tot nog toe. ^{[115] [117]}
• In 2009 werk oom Milton Industries saam met NeuroSky om die Star Wars Force Trainer vry te stel , 'n spel wat ontwerp is om die illusie te skep om die Force te besit . ^{[115] [118]}
• In 2009 het Emotiv die EPOC, 'n 14-kanaal EEG-toestel, vrygestel. Die EPOC is die eerste kommersiële BCI wat geen droë sensortegnologie gebruik nie, en vereis dat gebruikers 'n soutoplossing op elektrodeblokkies moet toepas (wat na 'n uur of twee herbenutting nodig is). ^[119]
• In 2010 het NeuroSky 'n knippie en elektromyografie-funksie by die MindSet gevoeg. ^[120]
• In 2011 het NeuroSky die MindWave vrygestel, 'n EEG-toestel wat ontwerp is vir opvoedkundige doeleindes en speletjies. ^[121] Die MindWave het die Guinness Book of World Records-toekenning gewen vir 'Swaarste masjien beweeg met behulp van 'n breinbeheer-koppelvlak'. ^[122]
• In 2012 het 'n Japanse gadget-projek, neurowear , Necomimi vrygestel: 'n headset met gemotoriseerde katore . Die headset is 'n NeuroSky MindWave-eenheid met twee motors op die kopband waar die ore van 'n kat kan wees. Skuifdeksels soos katore sit oor die motors sodat die ore emosioneel toestande registreer. As die ore byvoorbeeld ontspanne is, val dit na die kante en sit op as dit weer opgewonde is.
• In 2014 het OpenBCI 'n gelyknamige oopbron- brein-rekenaar-koppelvlak vrygestel na 'n suksesvolle kickstarter-veldtog in 2013. Die basiese OpenBCI het 8 kanale, wat uitgebrei kan word tot 16, en ondersteun EEG, EKG en EMG . Die OpenBCI is gebaseer op die Texas Instruments ADS1299 IC en die Arduino- of PIC-mikrobeheerder, en kos $ 399 vir die basiese weergawe. Dit gebruik standaard metaalbeker-elektrode en geleidende pasta.
• In 2015 het Mind Solutions Inc die kleinste verbruikers-BCI tot nog toe vrygestel, die NeuroSync . Hierdie toestel funksioneer as 'n droë sensor wat nie groter is as 'n Bluetooth- oorstuk nie. ^[123]
• In 2015, 'n Chinese-gebaseerde maatskappy Macrotellect vrygestel BrainLink Pro en BrainLink Lite , 'n verbruiker graad EEG draagbare produk verskaffing van 20 brein fiksheid verbetering Apps op Apple en Android App winkels . ^[124]

Toekomstige navorsing

Die EEG is vir baie doeleindes gebruik, behalwe die gebruiklike kliniese diagnose en konvensionele kognitiewe neurowetenskap. 'N Vroeë gebruik was tydens die Tweede Wêreldoorlog deur die US Army Air Corps om vlieëniers te ondersoek wat gevaar het om aanvalle te kry; ^[125] langtermyn-EEG-opnames by epilepsie-pasiënte word vandag nog gebruik vir die voorspelling van aanvalle . Neurofeedback bly 'n belangrike uitbreiding en word in die mees gevorderde vorm ook gepoog as die basis van breinrekenaarinterfaces . ^[126] Die EEG word ook baie omvattend gebruik op die gebied van neurobemarking .

Die EEG word verander deur middels wat breinfunksies beïnvloed, die chemikalieë wat die basis vir psigofarmakologie is . Berger se vroeë eksperimente het die effekte van geneesmiddels op EEG aangeteken. Die wetenskap van farmako-elektroencefalografie het metodes ontwikkel om stowwe te identifiseer wat breinfunksies stelselmatig verander vir terapeutiese en ontspanningsgebruik.

Honda probeer 'n stelsel ontwikkel om 'n operateur in staat te stel om sy Asimo- robot met behulp van EEG te beheer , 'n tegnologie wat hy uiteindelik hoop om in sy motors op te neem. ^[127]

EEG's is as getuienis gebruik in strafregtelike verhore in die Indiese deelstaat Maharashtra . ^{[128] [129]} Brain Electrical Oscillation Signature Profiling (BEOS), 'n EEG-tegniek, is gebruik in die verhoor van State of Maharashtra v.Sarma om aan te toon dat Sharma onthou het dat hy arseen gebruik het om haar verloofde te vergiftig, alhoewel die betroubaarheid en wetenskaplike basis van BEOS betwis word. ^[130]

Daar word tans baie navorsing gedoen om EEG-toestelle kleiner, draagbaar en makliker te maak. Die sogenaamde "Wearable EEG" is gebaseer op die skep van draadlose versamelingselektronika met 'n lae krag en 'droë' elektrodes waarvoor nie 'n geleidende gel nodig is nie. ^[131] Wearable EEG is daarop gemik om klein EEG-toestelle te verskaf wat slegs op die kop is en wat EEG vir dae, weke of maande tegelyk kan opneem as oor-EEG . Sulke langdurige en maklike gebruiksmonitering kan 'n stappie verander in die diagnose van chroniese toestande soos epilepsie, en die aanvaarding van BCI-stelsels vir die eindgebruiker aansienlik verbeter. ^[132]Daar word ook navorsing gedoen oor die identifisering van spesifieke oplossings om die batterylewe van draagbare EEG-toestelle te verleng deur gebruik te maak van die benadering tot die vermindering van data. In die konteks van epilepsiediagnose is datavermindering byvoorbeeld gebruik om die batterylewe van draagbare EEG-toestelle te verleng deur intelligente seleksie van, en slegs, diagnostiese relevante EEG-data uit te stuur. ^[133]

In navorsing word tans EEG gereeld gebruik in kombinasie met masjienleer . ^[134] EEG-data word vooraf verwerk om aan masjienleer-algoritmes oorgedra te word. Hierdie algoritmes word dan opgelei om verskillende siektes soos skisofrenie , ^[135] epilepsie ^[136] of demensie, te herken . ^[137] Verder word hulle toenemend gebruik om beslagleggingopsporing te bestudeer. ^{[138] [139] [140] [141]} Deur masjienleer te gebruik, kan die data outomaties ontleed word. Op die lange duur is hierdie navorsing bedoel om algoritmes te bou wat dokters ondersteun in hul kliniese praktyk ^[142]en om verdere insigte oor siektes te bied. ^[143] In hierdie trant word kompleksiteitsmetings van EEG-data dikwels bereken, soos Lempel-Ziv-kompleksiteit , fraktale dimensie en spektrale vlakheid . ^[144] Daar is getoon dat die kombinasie of vermenigvuldiging van sulke maatstawwe voorheen verborge inligting in EEG-data kan openbaar. ^[145]

EEG-seine van musiekuitvoerders is gebruik om onmiddellike komposisies en een CD te skep deur die Brainwave Music Project, wat in die Computer Music Center aan die Universiteit van Columbia gelei word deur Brad Garton en Dave Soldier .

Sien ook

Verwysings

65. Keiper, A. (2006). Die ouderdom van neuro-elektronika. The New Atlantis , 11, 4-41.

Verdere leeswerk

• 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: Hoe dit alles begin het . Nijmegen, Nederland: Brainclinics Insights. ISBN 9789083001302.

Eksterne skakels

• Tanzer Oguz I., (2006) Numeriese modellering in elektro- en magneto-encefalografie, Ph.D. Proefskrif , Helsinki Universiteit vir Tegnologie, Finland.
• 'N Handleiding vir die simulering en beraming van EEG-bronne in Matlab
• 'N Tutoriaal oor ontleding van deurlopende, ontlokte en geïnduseerde neuronale aktiwiteit: Kragspektra, golwe-analise en samehang