EEG nedir? Nasıl çalışır?

0
139
Photo by iMotions

Bir bulmaca çözmeye çalıştığınızda, yeni bir dil öğrenmeye başladığınızda, garip bir rüya görüp uyandığınızda ya da ilk defa gittiğiniz bir şehirde doğru yolu bulmaya çalıştığınızda… Beyin, bütün bu süreçlerin yönetiminde başrolü almaktadır.

Beynimiz düşünülen, hayal edilen, görülen ve hissedilen her anda aktif olarak çalışmaktadır. Çevreden gelen, bilinçaltı ve bilinçüstü seviyede algılanan tüm uyaranlara dair verileri toplar, mevcut bilgilerle onları güncelleştirir ve yeniden işleyerek kişisel deneyimlerin oluşmasını sağlar. Kişisel deneyimler, bireylerin hayata dair tutum ve davranışlarının gelişmesini sağlar.

Beyin, yaşayan bir organdır; gördüklerimizi şekillendirir, edindiği bilgileri filtreler. Düşünceleri, duyguları, arzuları ve deneyimleri temellendirerek kendi hikâyesini yaratır.

Beyindeki Elektriksel Aktivite

Beyin, milyarlarca sinir hücresinden oluşur. Sinir hücrelerinin yanı sıra  nöronların birbirleriyle bağlantısını sağlayan, sinapsların oluşumuna destek veren glia hücreleri de bu yapının içerisinde bulunmaktadır. Birbirleri ile yoğun bir şekilde bağlantılı olan bu sistem,  iç ve dış uyaranlar ile harekete geçmektedir.

Beyin içerisinde gerçekleşen sinaptik bir aktivite postsinaptik potansiyel olarak adlandırılan bir enerji üretir. Tek bir nöronun elektriksel yükünü doğrudan tespit etmek zordur ancak binlerce nöronun senkronize olarak aktif olması durumunda dokulara, kemiklere ve kafatasına yayılacak kadar güçlü bir elektrik akımı oluşur. Gerçekleşen bu potansiyel, kafatası üzerinden beyin aktivitelerinin gözlemlenebilmesini sağlar. Bir bakıma bu çalışma prensibi merkeze yaklaştıkça ve şiddeti arttıkça hissedilebilen mikrovolt düzeydeki depremlere benzetilebilir.

EEG Nedir ve Nasıl Çalışır?

Elektroensefalografi veya EEG, kafa derisi yüzeyine yerleştirilen elektrotlar aracılığıyla nöronlar tarafından üretilen elektriksel aktiviteyi kaydetmek için tercih edilen fizyolojik bir yöntemdir. Yöntemin daha kolay ve hızlı uygulanması için elektrotlar, banyo kapaklarına benzer elastik kapaklara monte edilir ve verilerin tüm katılımcıların kafa derisi üzerinde aynı konumlardan toplanması sağlanır.

Elektroensefalografinin esaslarını kavramak son derecede basittir:

  • Binlerce nöronun senkronize olarak ateşlenmesi ile ortaya çıkan elektriksel aktiviteyi mikrovolt düzeyde ölçümler.
  • Korteks üzerinde gerçekleşen aktiviteyi milisaniye düzeyinde ölçümleyerek zamansal çözünürlük sağlar.

Elektrotlarda ölçülen voltaj dalgalanmaları çok küçük olduğundan, kaydedilen veriler sayısallaştırılır ve bir amplifikatöre gönderilir. Amplifiye edilmiş veriler daha sonra bir voltaj değerleri dizisi olarak görüntülenebilir.

EEG sistemlerindeki fiyat farklılıkları, mevcut elektrotların sayısından, korteksten gelen elektrik sinyallerinin sayısallaştırmanın kalitesinden, amplifikatörün kalitesinden ve cihazın saniyede alabileceği anlık veri sayısından kaynaklanır.

EEG, anlık ve yüksek veri erişilebilirliği ile nöropazarlama araştırmalarında kullanılan en hızlı yöntemlerden biridir. Yüz yıl önce EEG çalışmaları anlık olarak bir kağıda çizilmekteydi. Günümüzde kullanılan teknolojik sistemler ile verileri dijital ortamda takip edebilmekte, elde edilen verileri filtreleyebilmekteyiz.

EEG Sinyallerinin Analizi ve Yorumlanması

EEG çalışmaları ile nöronlar tarafından üretilen elektriksel alanın beynin hangi bölgesinde aktive olduğuna dair veriler toplanabilmektedir.

Oksipital Korteks

Beynin bu bölümü öncelikli olarak görsel uyaranların işlenmesinden sorumludur. Video ve fotoğraf gibi görsel uyaranların kullanıldığı EEG deneylerinde oksipital bölgedeki aktivitelere odaklanılabilir.

Parietal Korteks

Parietal korteks öncelikli olarak motor fonksiyonlardan sorumludur. Kişilerin kendileri için önem arz eden nesneler, durumlar ya da bilgiler ile karşılaşması durumunda aktif olduğu gözlemlenmiştir.

Temporal Korteks

Temporal korteks, dil ve konuşma eylemlerinden sorumlu olan, kafatasının yanal bölgelerinde bulunan alanlardır. Temporal korteksin iç bölümleri ise herhangi bir cismin yerinin algılanabilmesi ile ilgilir.

Frontal Korteks

İnsan beyninin ön bölümü diğer birçok memeliye kıyasla daha büyüktür. Temel olarak frontal korteks; hafıza, düşünme, karar verme ve idari roller gibi bilişsel işlevlerden sorumludur.

 

EEG Dalga Boyları

Beyin, belirli bir durumda ya da uyaran etkisi altında frekans paternlerini değiştirir. Bu nedenle EEG cihazı ile elde edilen verilerin hangi bölgede aktiviteye neden olduğu kadar, verileri oluşturan frekansların dalga boyları da önem arz eder.

Delta (1-4 Hz)

Delta frekansı, uyku laboratuvarlarında kişilerin uyku derinliğinin değerlendirilmesi için incelenir. Delta frekans ritmi ne kadar güçlü olursa uyku da o kadar derin olmaktadır. Artış gösteren delta dalgası kayıtları ise artan konsantrasyon ile ilişkilendirilmiştir.

Teta (4-7 Hz)

Teta dalgalarının bilişsel iş yüküne neden olacak aktiviteler sırasında ortaya çıktığı gözlenmiştir. Zor bir matematik sorusu ile karşı karşıya kaldığımızda beynimizde teta frekanslı dalgalar aktive olmaya başlamaktadır. Teta dalgaları ayrıca kişilerin yorgunluk seviyeleri ile de ilişkilidir.

Alfa (7-12 Hz)

Alfa dalgaları, bireylerin gözlerini kapattığı ve sakin bir ruh haline geçtiği anlarda devreye girmektedir. Kişinin kendini rahat hissettiği bir uyanıklık halinde de aktive olabilmektedir. Aynı zamanda inhibisyon ve dikkat ile de bağlantısı bulunmaktadır.

Beta (12-30 Hz)

Beta dalgaları, korteks üzerinde bulunan motor bölgelerin aktive olduğu anlarda gözlemlenmiştir. İlginç bir şekilde, çevremizdeki insanların vücut hareketlerini gözlemlediğimizde de beta dalgalarında bir artış meydana gelmektedir. Bu nedenle, beta dalgaları ile “ayna nöronlar’’ arasında bir bağlantı olduğu düşünülmektedir.

Gama (> 30 Hz)

Gama dalgaları, dikkatli bir odaklanma üzerine ortaya çıkmakta ve beynin bölgeleri arasındaki veri alışverişini kolaylaştırmaktadır. Bunun yanı sıra duyusal verileri ve edinilen bilgileri işleme esnasında gerçekleşen mikro sakkadlar olarak adlandırılan hızlı göz hareketleri ile de ilişkilendirilmiştir.

EEG analizleri verilerin toplanması, filtrelenmesi, artefaktların temizlenmesi, zihinsel metriklerin hesaplanması ve yorumlanması gibi birçok zorlu aşamadan oluşmaktadır. Bu nedenle iyi bir EEG çalışması, belli bir uzmanlık düzeyi ve tecrübeyle gerçekleştirilebilir.

 

Kaynaklar:

[1] Harmony, T. (2013). The functional significance of delta oscillations in cognitive processing. Frontiers in Integrative Neuroscience.7:83 10.3389/fnint.2013.00083

[2] Klimesch, W. (1999). EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis. Brain Res. Rev., 29 (2-3), 169–195

[3] Craig, A., Tran, Y., Wijesuriya, N., Nguyen, H. (2012). Regional brain wave activity changes associated with fatigue. Psychophysiology 49:574–582

[4] Klimesch, W. (2012). Alpha-band oscilaltions, attention, and controlled access to stored information. Trends Cogn Sci.16(12):606–17. 10.1016/j.tics.2012.10.007

[5] Takahashi, K., Saleh, M., Penn, R. D., Hatsopoulos, N. G. (2011). Propagating waves in human motor cortex.Front Hum Neurosci. 5(40):40

[6] Halder, S., Agorastos, D., Veit, R., Hammer, E. M., Lee, S., Varkuti, B., et al. (2011). Neural mechanisms of brain-computer interface control. Neuroimage 55, 1779–1790. Doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.01.021

[7] Jia, X., Kohn, A. (2011). Gamma Rhythms in the Brain. PLOS Biology. 9(4):e1001045 doi: 10.1371/journal.pbio.1001045

[8] Yuval-Greenberg, S., Tomer, O., Keren, A. S., Nelken, I., Deouell, L. Y. (2008). Transient induced gamma-band response in EEG as a manifestation of miniature saccades. Neuron. 58: 429–41. doi: 10.1016/j.neuron.2008.03.027

 

Çeviri: Mehmet Devrimsel

Kaynak: Bryn Farnsworth, Ph.D, https://imotions.com/blog/what-is-eeg/

Mehmet Devrimsel
Marmara Üniversitesi İşletme bölümünü bitirdikten sonra Üsküdar Üniversitesi'nde Nöropazarlama yüksek lisansını “Renklerin İndirim Algısına Etkisi Üzerine Bir Nöropazarlama Araştırması” teziyle tamamlamıştır. Hızlı moda sektöründe 3 sene boyunca marka kişiliği ve oyunlaştırma kavramlarına yönelik projeler geliştirmiştir. . Neuro Discover araştırma şirketinde nöropazarlama araştırmalarına devam etmektedir.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here