Elektro-encefalografie, of EEG, is een elektrofysiologische techniek die veel wordt gebruikt door onderzoekers die cognitie bestuderen. De hersenen genereren constant elektrische activiteit, die spontaan kan optreden of kan worden geïnduceerd door stimulatie. EEG is een niet-invasieve, draagbare en goedkope techniek die veranderingen in de hersenactiviteit kan detecteren en kwantificeren, waardoor het bijzonder nuttig is voor cognitief onderzoek. In deze video zullen we kort uitleggen hoe EEG-signalen worden gegenereerd, hoe EEG wordt toegepast in cognitief onderzoek, de standaardmethode van EEG-opname en enkele specifieke toepassingen.
Laten we om te beginnen eens kijken waar en hoe de EEG-signalen worden gegenereerd.
Het EEG-signaal is een elektrische activiteit die wordt opgenomen vanaf het oppervlak van de hersenen met behulp van elektroden die op de hoofdhuid worden geplaatst. Het wordt voornamelijk gegenereerd in de buitenste laag - de hersenschors - door geactiveerde piramidale neuronen, de belangrijkste outputneuronen van de cortex. Deze neuronen ontvangen en integreren synaptische input van andere delen van de hersenen, en hun collectieve activiteit weerspiegelt de verwerking van informatie.
Opmerkelijk is dat excitatie positief geladen ionen door het membraan beweegt en de neuron binnendringt, waardoor een stroom 'put' ontstaat in de dendritische regio, die wordt geneutraliseerd door de uitwaartse beweging van lading rond de soma - de huidige 'bron'. Dit brengt de neuron in een 'dipool'-toestand, waardoor een elektrisch potentieel wordt gegenereerd en stroomstromen tussen apicale dendriet en soma worden gecreëerd. Elektroden vangen de som van potentiëlen op die worden geproduceerd door grote aantallen van deze 'neurale dipolen' die synchroon werken.
Nu u bekend bent met de fysiologie achter EEG-signalen, laten we bespreken wat ze ons vertellen over cognitieve functies.
Normaal EEG vertoont spontane oscillaties. Deze ritmische activiteit bestaat uit verschillende overlappende subritmen die kunnen worden onthuld door wiskundige transformaties, zoals de Fourier-transformatie. Met behulp van deze techniek wordt EEG-tijdreeks ontbonden in zijn componentensubritmen en geplot als een 'vermogensspectrum'. Elke subritme wordt, op basis van zijn frequentie, geplot volgens zijn 'concentratie' of signaalvermogen in het totale EEG-record.
De frequenties voor de hersenritmen zijn: Delta-golf, die de langzaamste is met minder dan 4 Hz; Theta-golf, bij 4-7 Hz; Alfa-golf, bij 8-12 Hz; Beta-golf bij 13-30 Hz; en Gamma-golf, de snelste met meer dan 30 Hz. Elke ritme is ook gecorreleerd met een gedragstoestand: Delta- en Theta-golven worden waargenomen in de slaaptoestand, Alfa-golven komen voor in de wakkere en ontspannen toestand, en Beta- en Gamma-golven komen voor tijdens actieve cognitie.
Verandering in EEG-activiteit wordt gebruikt om de reactie van de hersenen op stimulatie tijdens cognitieve taken te onderzoeken. Bijvoorbeeld, tijdens een cognitief experiment, kan een proefpersoon worden gevraagd om gezichten op een computerscherm te bekijken en eronder te onderscheiden. De test wordt een aantal keer herhaald. Vervolgens worden EEG-reacties tijdgebonden aan het begin van de visuele stimulus en gemiddeld; dit verhoogt het signaalniveau boven de achtergrondruis. De gemiddelde EEG-activiteit opgewekt door een specifiek stimulus staat bekend als de gebeurtenisgerelateerde potentiaal of ERP.
De pieken in de ERP-grafiek komen overeen met gecoördineerde neurale activiteit. Hier, een eerdere piek heeft betrekking op de directe respons van het visuele systeem. Vervolgens, een latere piek van gesynchroniseerde neurale activiteit heeft betrekking op cognitieve verwerking van de stimulus.
Nu u hebt geleerd hoe EEG wordt gebruikt om cognitie te bestuderen, laten we eens kijken hoe een EEG-experiment wordt uitgevoerd.
EEG-experimenten vereisen dat alleen zinvolle signalen worden verzameld, omdat de werkelijke corticale potentialen erg klein zijn. Om deze signalen te vangen, zijn EEG-elektroden gemaakt van zeer geleidende materialen, zoals zilver en zilverchloride, die in een dop zijn gerangschikt volgens het gestandaardiseerde 10-20 plaatsingssysteem. Dit systeem zorgt voor consistente positionering van elektroden, zodat experimenten reproduceerbaar zijn in de tijd en over proefpersonen. Elektroden worden aangewezen volgens geïdentificeerde corticale gebieden en locatie van de hemisfeer, en worden systematisch gescheiden tot binnen 10% of 20% van de totale voor-achter- of rechts-naar-links-afstand van de schedel.
Elektrolytgel wordt gebruikt met elektroden om de geleidbaarheid te verhogen. Actieve signalen worden versterkt ten opzichte van een referentie-elektrode, en het systeem wordt geaard om ruis te verminderen. Verder worden signalen gefilterd om alleen die te verzamelen die binnen het EEG-frequentiebereik vallen. Artefacten van lichaamsbewegingen, zoals het knipperen van de ogen, worden typisch gemonitord en van de gegevens afgetrokken.
Voor het experiment worden de procedures aan de deelnemer uitgelegd en wordt een schriftelijke toestemming verkregen. De omtrek van het hoofd van de proefpersoon wordt gemeten, en een geschikte grootte van de elektrodendop wordt geselecteerd. Landmarken voor het plaatsen van de dop worden gemarkeerd en gevolgd volgens het 10-20 plaatsingssysteem. Vervolgens wordt geleidbaar gel in elke elektrodehelder geïnjecteerd, waardoor een stapel gel tegen de hoofdhuid wordt gemaakt, net genoeg om interferentie tussen aangrenzende elektroden te voorkomen. Actieve elektroden worden vervolgens in de houders gefixeerd. De proefpersoon wordt nu gepositioneerd voor het experiment en wordt eraan herinnerd om onnodige bewegingen te minimaliseren. Ten slotte wordt de EEG-weergave gecontroleerd om ervoor te zorgen dat alles goed werkt.
Nu u de basisprincipes van het uitvoeren van een EEG-experiment hebt geleerd, laten we enkele specifieke toepassingen van deze techniek in cognitief onderzoek onderzoeken.
EEG is een niet-invasieve techniek die hersenactiviteit kan meten. De neurale activiteit genereert elektrische signalen die worden opgenomen door EEG-…
Hoofdstukken in deze video
0:00
Overview
0:57
Origin of the EEG Signal
2:15
EEG and Cognition
4:41
Set-up and Protocol
7:00
Applications
8:45
Summary
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.