الکتروانسفالوگرافی چیست و چه کاربردی دارد ؟
دستگاه نقشه مغزی چیست ؟الکتروانسفالوگرافی (EEG/ERP/QEEG) چیست و چه کاربردی دارد؟
الکتروانسفالوگرافی (EEG) آزمایشی است که فعالیت الکتریکی مغز را با استفاده از دیسک‌های فلزی کوچک (الکترود) متصل به پوست سر شما تشخیص می‌دهد. سلول های مغز شما از طریق تکانه های الکتریکی ارتباط برقرار می کنند و همیشه فعال هستند، حتی زمانی که شما خواب هستید.
این فعالیت ها به صورت خطوط موجی روی مانیتور نمایش داده می شوند. از این طریق می توان ناهنجاری‌ها را در امواج مغزی یا فعالیت های الکتریکی مغز تشخیص داد.
برای مشاوره خرید جدیدترین سیستم های نوروفیدبک و بیوفیدبک تماس بگیرید.
تماس با ما
خرید جدیدترین سیستم نوار مغزی با قابلیت نقشه مغزی و نوروفیدبک
QEEG
اما در ثبت الکتروانسفالوگرافی کمی امواج مغز با نرم افزارهای تحلیل سیگنال مورد پردازش قرار میگرند و دامنه و توان فرکانسهای مختلف مغز به صروت سرهای رنگی نمایش داده میشود.
نرم افزارهای در سطح جهان مانند نرم افزار نوروگاید برای این کار طراحی شده اند، که دارای یک دیتابیس از امواج مغزی افراد سالم هستند. ثبت که شما با دستگاه eWave میگیرد با این امواج سالم مقایسه خواهند شد.انحراف معیار از استاندارد به صورت طیف رنگی قرمز تا آبی نمایش داده میشود. رنگ سبز به معنی نداشتن انحراف معیار ، قرمز داشتن دامنه بیشتر و رنگ آبی دامنه کمتر است.
این ویژگی در ۱۹ نقطه سر و برای فرکانسهای ۱ الی ۳۵ هرتز نمایش داده میشود مانند شکل
eWave-24 یک سیستم قوی برای ثبت و بررسی تا 24 کانال EXG سیگنال های ECG، EMG، EEG و EOG به طور همزمان است.
برای آشنایی با نحوه کارکرد این دستگاه لازم است، در ابتدا با نحوه عملکرد مغز آشنایی مختصری داشته باشید. برای این منظور می توانید به مقالات زیر مراجعه کنید.
امروزه تحقیق درباره فعالیت الکتریکی مغز، موضوع مورد علاقه بسیاری از دانشمندان و محققان است. همچنین سیگنال‌های ثبت شده با الکتروانسفالوگرام کاربرد و اهمیتی فراوانی در تشخیص بیماری‌ها دارد.
دانستن عوامل مؤثر در تولید سیگنال و نحوه تولید آن می‌تواند راه‌گشای مناسبی برای استفاده از آن در تشخیص میزان سلامت عملکرد مغز باشد.
سیگنال EEG
سیگنال EEG دارای ریتم‌های مختلف است، که وابسته به شرایط حسی و حرکتی گوناگون می‌باشند. تشخیص هر ریتم این سیگنال احتیاج به تجربه و مهارت زیادی دارد.
سیگنال EEG (الکتروانسفالوگرافی) یک نمایش گرافیکی است که الکترودها در موقعیت‌های خاصی بر روی سر قرار گرفته‌اند و فعالیت‌های الکتریکی مغز را ثبت می‌کند. این سیگنال‌ها نشان‌دهنده فعالیت‌های الکتریکی نورون‌ها در مغز هستند و می‌توانند درک و تحلیل فعالیت مغزی فرد را کمک کنند.
سیگنال EEG می‌تواند در تحقیقات علمی، تشخیص اختلالات مغزی، نقشه‌برداری مغز، و همچنین در زمینه‌های دیگر مانند بررسی حالت ویجیتاتی و ارزیابی تأثیرات مختلف روی فعالیت مغزی مورد استفاده قرار گیرد.
نوار مغزی چیست؟
فعالیت الکتریکی مغز توسط دستگاهی به نام الکتروانسفالوگرافی ثبت می شود. هنگامی که نتیجه کار این دستگاه، یعنی سیگنال‌های امواج مغزی به صورت دیجیتالی یا کاغذی ثبت شود، به اصطلاح به آن نوار مغزی می گویند.
EEG یا نوار مغزی تستی است که ناهنجاری‌های موجود در امواج مغزی یا فعالیت الکتریکی مغز را نشان می دهد.
این تست برای موارد مختلفی، از جمله مشکلات مربوط به فعالیت‌های الکتریکی مغز که باعث ایجاد اختلالات مختلف مغزی می شوند، به کار می رود.
اندازه‌گیری‌های داده شده در نوار مغز به منظور رد، یا پذیرش یک اختلال استفاده می شود و یا اطلاعاتی درباره‌ی اختلال موجود در مغز به پزشک می دهد. نوار مغزی همچنین در انواع پژوهش‌ها نیز کاربرد دارد.
استفاده از دستگاه EEG برای کنترل فعالیت مغز در زمان جراحی مغز و یا برای تعیین فعالیت مغز فردی که در کماست، استفاده می شود. برخی از اختلالاتی که در آن نوار مغزی کاربرد دارد، مانند:
- اختلالات تشنجی مانند صرع
- آسیب دیدن سر
- التهاب مغز
- تومور مغزی
- اختلال در عملکرد مغز
- مشکلات حافظه
- سکته مغزی
- میگرن
- اختلالات خواب
- مصرف مواد مخدر یا الکل
- تشخیص آسیب مغزی سربرال و تعیین محل آن
- تشخیص اختلالات روانی
- مشاهده و تحلیل پاسخ‌های مغز به محرک‌های حسی
- پژوهش‌های مرتبط با سیستم‌های واسط مغز – رایانه (Brain Computer Interface – BCI)
- اختلالات نورولوژیک
- اختلالات نقض توجه و بیش فعالی(ADHD)
- اختلالات توجهی
- صدمات مغزی
- افسردگی
- اختلالات روانی
برخی کاربرد های دستگاه نوار مغز
دستگاه نوار مغز یک ابزار مهم در حوزه‌های مختلف علمی و پزشکی است که برای بررسی فعالیت‌های الکتریکی مغز انسان به کار می‌رود. کاربردهای این دستگاه گسترده بوده و شامل موارد زیر میشود:
۱. تشخیص بیماری‌های مغزی:
- صرع: نوار مغز برای تشخیص نشانگان صرع و تعیین نوع و شدت تشنج‌ها به کار می‌رود.
- اختلالات خواب: بررسی الکتریکی مغز در طول فرآیند‌های خواب و بیداری می‌تواند در تشخیص مشکلات خواب مفید باشد.
۲. پزشکی نورولوژی:
- تحلیل فعالیت‌های مغزی: در مورد اختلالات نورولوژیک مانند میگرن، اسکلروز چندگانه و پارکینسون، نوار مغز می‌تواند به تحلیل فعالیت‌های الکتریکی مغز کمک کند.
- پیش بینی سکته: بررسی الکتریکی مغز ممکن است برای ارزیابی خطر سکته و تشخیص زودهنگام مشکلات عروقی مغزی مفید باشد.
۳. پزشکی روانپزشکی:
- اختلالات روانی: نوار مغز برای تشخیص و پیگیری اختلالات روانی مانند افسردگی، اضطراب، اختلالات هیجانی و اختلالات هویت به کار می‌رود.
- تحلیل حالات ذهنی: در تحقیقات روانپزشکی، نوار مغز برای بررسی و تحلیل حالات ذهنی و پدیده‌های شناختی مورد استفاده قرار میگیرد.
۴. پژوهش علمی:
- بررسی حوزه علوم اعصاب: نوار مغز در پژوهش‌های علمی برای بررسی عملکرد مغز در شرایط مختلف و در پاسخ به محرک‌های مختلف استفاده میشود.
- نوروفیدبک: نوار مغز به عنوان یک ابزار در تحقیقات نوروفیدبک به کار می‌رود که افراد را در یادگیری کنترل فعالیت‌های الکتریکی مغزی آموزش می‌دهد.
۵. آزمایش‌های روانشناختی:
- بررسی توجه و حافظه: نوار مغز در تحقیقات روانشناختی برای بررسی فعالیت‌های مغزی در طول وظایف مختلف مانند آزمایش‌های توجه و حافظه مورد استفاده قرار میگیرد.
- تحلیل واکنش‌های رفتاری: ارتباط میان الکتریکی مغز و واکنش‌های رفتاری فرد در مواجهه با محرک‌های مختلف بررسی میشود.
۶. آموزش و بهبود عملکرد فرد:
- تحلیل نوروفیدبک: نوار مغز در آموزش به افراد برای بهبود تمرکز، کنترل استرس، و بهبود عملکرد ذهنی به عنوان یک ابزار نوروفیدبک مورد استفاده قرار میگیرد.
۷. تحقیقات نیروی کار:
- ارزیابی تعامل انسان و کامپیوتر: نوار مغز در تحقیقات مرتبط با تعامل انسان و کامپیوتر برای بررسی فعالیت‌های مغزی در پاسخ به رابط‌های کاربری و فناوری‌های جدید استفاده میشود.
- تحلیل حالات روانی در محیط کار: بررسی تأثیر شرایط محیط کار بر حالت روانی و عملکرد مغزی کارکنان در تحقیقات نیروی کار.
کلیه این کاربردها نشان از اهمیت و گستردگی کاربردی دستگاه نوار مغز در علوم پزشکی، علوم اعصاب، روانشناسی، فناوری اطلاعات، و حوزه‌های دیگر دارد.
دستگاه الکتروانسفالوگرافی یا EEG چیست؟
مغز انسان یک ارگانیسم الکتروشیمیایی است. یعنی سلول‌های مغز یا همان نورون‌ها از طریق پدیده‌ی شیمیایی جریان الکتریکی ایجاد کرده و با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند.
این جریان الکتریکی ایجاد شده در مغز، انواع امواج مغزی را تولید می کند. نوار مغز با کمک دستگاه الکتروانسفالوگرافی به سنجش این ارتباط بین سلول‌های مغز می پردازد.
دستگاه الکتروانسفالوگرافی (Electroencephalography) یا EEG، دستگاهی است که فعالیت‌های الکتریکی مغز را ثبت می‌کند. در این روش سیگنال‌های مغزی توسط الکترودهای سطحی که روی پوست قرار می گیرد، دریافت می شود.
سیگنال‌ها دریافت شده، بهبود یافته یا در واقع تقویت می شوند و نویز از آنها حذف میشود. در نهایت نیز این سیگنال‌های دریافتی و تقویت شده چاپ و آنالیز می‌شوند.
آنچه که روی کاغذ چاپ میشود، الکتروانسفالوگرام نامیده میشود. الکترودها به کمک یک کلاه کشی بر روی سر ثابت می شوند.
شیوه کار این دستگاه اینگونه است، جریان الکتریکی که بر اثر فعالیت نورون‌ها در مغز ایجاد شده، به سطح جمجمه می‌رسد. این فعالیت الکتریکی بسیار ضیف و در حد میکرو ولت است.
دستگاه EEG از طریق الکترودهای سطحی کوچکی که به جمجمه وصل است، این فعالیت را ثبت و در قالب امواج مغزی نشان می‌دهد.
الکترود یک هدایت کننده است، که از راه آن جریان الکتریکی به شکلی غیر تهاجمی، کاملا ایمن و بی خطر عبور می کند. الکترودها اکثرا دارای روکشی از جنس نقره هستند و اطلاعات مغز را از طریق سیم به یک تقویت کننده و به ماشینی که داده را اندازه گیری و ثبت می کند، انتقال می دهند.
در ادامه این سیگنال‌ها به یک رایانه کوچک فرستاده می شود و این رایانه نتایج آن را ثبت می کند. امواج مغزی با یک الگوی مشخص سینوسی، که به صورت قله و دره هستند، در نوار مغزی نشان داده می شود.
دکتر مغز و اعصاب در این اشکال به دنبال یک الگوی نامنظم می گردد. زیرا وجود الگوهای نامنظم می تواند نشان دهنده تشنج و یا دیگر اختلالات و بیماری‌های مغزی باشد.
اندازه‌های الکتروانسفالوگرافی (EEG) نشان دهنده، ارتباط بین جریان‌های الکتریکی درون جمجمه‌ای و ولتاژ‌های ناشی از آن بر روی سر است.
این ولتاژها منعکس‌کننده جنبه‌های خاص پردازش و کارکرد الکتریکی مغز- مانند اینکه مناطق مختلف مغز چه فعالیت الکتریکی دارند و یا در مقابل محرک‌ها و در خلال تکالیف شناختی، چگونه پاسخ‌دهی می‌کنند- هستند.
سیگنال‌های دریافتی از جمجمه از طریق آمپلیفایر تقویت شده و به شکل امواج مغزی یا داده نمایش داده می‌شوند.
پژوهش های دستگاه نوار مغز
پژوهش‌های علمی مرتبط با دستگاه نوار مغز در زمینه‌های مختلف از جمله نوروساینس، پزشکی، روانشناسی، و فناوری انجام شده‌اند. این پژوهش‌ها به بررسی فعالیت‌های الکتریکی مغز، تاثیرات آن بر عملکرد روانشناختی، تشخیص بیماری‌های مغزی، نوروفیدبک، و کاربردهای دیگر دستگاه نوار مغز می‌پردازند. در زیر، چند مثال از پژوهش‌های علمی اخیر در این زمینه آورده شده است:
تاثیر موسیقی بر فعالیت مغز:
- عنوان پژوهش: “The Effects of Music on Brain Function as Evidenced by EEG Analysis: A Systematic Review of the Literature”
- توضیح: این پژوهش به بررسی تاثیر موسیقی بر فعالیت مغز افراد با استفاده از دستگاه نوار مغز پرداخته است. نتایج نشان داده‌اند که موسیقی می‌تواند تاثیرات مثبتی بر الگوهای الکتریکی مغز داشته باشد.
تحلیل نوروفیدبک در درمان اختلالات اضطرابی:
- عنوان پژوهش: “Neurofeedback as a Treatment for Anxiety Symptoms in College Students: A Randomized Controlled Trial”
- توضیح: این تحقیق بر روی اثربخشی تمرینات نوروفیدبک در کاهش علائم اضطراب در دانشجویان تمرکز دارد و از نوار مغز برای بررسی تغییرات الکتریکی مغز در طول تداخلات استفاده کرده است.
تشخیص زودهنگام بیماری آلزایمر:
- عنوان پژوهش: “EEG-Based Biomarkers for Early Detection of Alzheimer’s Disease”
- توضیح: این پژوهش سعی در تعیین نشانگان الکتریکی مغزی زودهنگام برای تشخیص بیماری آلزایمر دارد. الگوریتم‌های پردازش سیگنال نوار مغز برای شناسایی الگوهای خاصی که با بیماری آلزایمر مرتبط هستند، استفاده می‌شوند.
تحلیل الگوهای مغزی در طی تصادفات رانندگی:
- عنوان پژوهش: “Brain Activity Patterns during Driving: Opportunities for Vehicle Design to Enhance Safety”
- توضیح: این پژوهش به بررسی الگوهای الکتریکی مغزی در طول رانندگی با استفاده از نوار مغز می‌پردازد. اطلاعات به دست آمده از این تحقیق ممکن است در طراحی خودروها جهت افزایش ایمنی استفاده شود.
تاثیر تمرینات فیزیکی بر عملکرد مغز:
- عنوان پژوهش: “Effects of Physical Exercise on Cognitive Functioning and Wellbeing: Biological and Psychological Benefits”
- توضیح: این تحقیق به بررسی تاثیرات تمرینات فیزیکی بر عملکرد مغز و روانشناختی افراد می‌پردازد. از دستگاه نوار مغز برای نظارت بر الگوهای الکتریکی مغز در طول تمرینات استفاده شده است.
این نمونه‌ها تنها چند مثال از پژوهش‌های اخیر می‌باشند و هر روزه اطلاعات جدیدی به این حوزه افزوده میشود. این پژوهش‌ها به درک بهتر از فعالیت‌های مغزی، تشخیص بیماری‌های مغزی، و بهبود عملکرد مغزی افراد کمک می‌کنند.
اجزاء تشکیل دهنده دستگاه نوار مغز
دستگاه نوار مغز یک سیستم پیچیده است که از اجزاء مختلفی تشکیل شده است. این اجزاء به طور کلی شامل الکترودها، آمپلیفایر، سیستم ضبط و تجهیزات مرتبط با پردازش داده‌ها می‌شوند. در ادامه، به توضیح اجزاء اصلی دستگاه نوار مغز پرداخته میشود:
الکترودها:
- الکترودهای فعال: این الکترودها بر روی سر فرد نصب می‌شوند و به طور مستقیم با پوست و سطح سر ارتباط دارند. آنها سیگنال‌های الکتریکی تولید شده توسط نورون‌ها را دریافت می‌کنند.
- الکترودهای مرجع (Reference Electrodes): این الکترودها به عنوان مرجع برای سیگنال‌های نورونی عمل می‌کنند. آنها معمولاً در منطقه‌هایی مانند گوش، پیشانی یا گردن قرار می‌گیرند و به عنوان نقطه مرجع برای سیگنال‌های نوار مغز عمل می‌کنند.
آمپلیفایر (Amplifier):
- آمپلیفایر برای تقویت سیگنال‌های الکتریکی ضعیفی که از الکترودها به دست می‌آید، به کار می‌رود. این بخش اساسی است زیرا سیگنال‌های مغزی معمولاً به قدرت کمی دارند و نیاز به تقویت برای تحلیل دقیق دارند.
فیلترها (Filters):
- فیلترها برای حذف نویزها و سیگنال‌های مختلف غیرمرتبط از سیگنال‌های الکتریکی مغز استفاده می‌شوند. این فیلترها به تمییز بیشتر سیگنال‌های مغز از نویزها کمک می‌کنند.
سیستم ضبط (Recording System):
- این بخش شامل تجهیزاتی برای ضبط و ذخیره سیگنال‌های الکتریکی مغز است. امروزه، اغلب از سیستم‌های دیجیتال به کمک کامپیوتر جهت ضبط و ذخیره داده‌ها استفاده میشود.
کابل‌ها و اتصالات:
- کابل‌ها برای اتصال الکترودها به آمپلیفایر و سایر تجهیزات استفاده می‌شوند. این کابل‌ها باید از جنسهای مناسب باشند تا از تداخلات الکترومغناطیسی جلوگیری کنند.
کامپیوتر و نرم‌افزار تحلیل:
- نتایج ضبط شده توسط دستگاه نوار مغز به کمک کامپیوتر و نرم‌افزارهای تحلیل مختلف مورد ارزیابی و تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. این نرم‌افزارها معمولاً از الگوریتم‌ها و روش‌های پیشرفته برای تفسیر الگوهای الکتریکی مغز استفاده می‌کنند.
توجه داشته باشید که تکنولوژی دستگاه‌های نوار مغز در حال توسعه و بهبود است، و اجزاء مختلف ممکن است بر اساس مدل و تولید کننده دستگاه متفاوت باشند.
بحث و نتیجه گیری
دستگاه نوار مغز یک تکنولوژی مهم و متنوع است که در پزشکی و پژوهش‌های علمی گسترده‌ای کاربرد دارد. با امکان تشخیص بیماری‌های مغزی، بررسی فعالیت‌های مغزی، و استفاده در تحقیقات نوروفیدبک، این تکنولوژی نقش مهمی در درک عملکرد مغز و بهبود درمان بیماری‌های مرتبط با آن ایفا می‌کند. با وجود مزایا و معایب مرتبط با نوار مغز، استفاده موفق از این تکنولوژی به نظر می‌رسد که با توجه به پیشرفت‌های فناوری، مزایای آن در آینده نیز افزایش یابد.