به طور کلی پایه اصلی تمام سیستم‌های نوروفیدبک و ثبت امواج مغز دستگاه الکتروانسفالوگرافی یا EEG است. ثبت امواج مغز توسط این دستگاه بر روی کاغذ نوار مغزی نامیده می شود.
برای آشنایی با نحوه کارکرد این دستگاه لازم است، با نحوه عملکرد سلول‌های مغز، امواج مغزی و انواع امواج مغزی آشنا شوید.
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 راه گشای مناسبی برای استفاده از آن در تشخیص میزان سلامت عملکرد مغز باشد. 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.
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 گفته می شود.
EEG یا نوار مغز تستی است که ناهنجاری‌های موجود در امواج مغزی یا فعالیت الکتریکی مغز را تشخیص می دهد.
نوار مغزی برای موارد مختلفی از جمله مشکلات مربوط به فعالیت الکتریکی مغز که منجر به اختلالات مختلف مغزی می شوند، به کار می رود.
اندازه گیری‌های 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.
نوار مغز برای کنترل فعالیت مغز در زمان جراحی مغز و همچنین 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 و یا الکل
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 می کنند. این جریان الکتریکی ایجاد شده در مغز، انواع امواج مغزی را تولید می کند. نوار مغز با کمک دستگاه الکتروانسفالوگرافی به سنجش ارتباط بین سلول‌های مغز می پردازد.
نوار مغزی یا الکتروانسفالوگرافی (Electroencephalography) یا EEG، دستگاهی است که به ثبت فعالیت‌های الکتریکی مغز می پردازد. در این روش سیگنال‌های مغزی توسط الکترودهای سطحی که روی پوست قرار می گیرد، دریافت شده.
سیگنال‌ها بهبود یافته، یعنی تقویت می شوند و نویز از آن 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.
در واقع 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 می شوند، 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 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.
این الکترود ها که اکثراً دارای روکشی از جنس نقره هستند. سیگنال‌ها را به یک رایانه کوچک می فرستند و این رایانه نتایج آن را ثبت می کند. امواج مغزی با یک الگوی مشخص سینوسی (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.
کاربردهای نوار مغزی
به کمک دستگاه الکتروانسفالوگرافی (EEG) می‌توان در انواع فعالیت‌های مغزی به تعیین میزان آن فعالیت و شناسایی نواحی درگیر مغزی پرداخت.
بنابراین ثبت، بررسی و تحلیل سیگنال‌های امواج مغزی از طریق الکتروانسفالوگرافی، در طیف گسترده‌ای از کاربردهای تشخیصی و پژوهشی، مانند موارد زیر نقش مؤثری دارد:
۱- تشخیص آسیب مغزی سربرال و تعیین محل آن
۲- بررسی حملات صرعی
۳- تشخیص اختلالات روانی
۴- مطالعه خواب و بررسی اختلالات آن
۵- مشاهده و تحلیل پاسخ‌های مغز به محرک‌های حسی
۶- پژوهش‌های مرتبط با سیستم‌های واسط مغز – رایانه (Brain Computer Interface – BCI)
