در تمامی رشته‌ها، میزان اطلاعات با میزان دسترسی‌پذیری دستگاه‌های موجود همبستگی نزدیکی دارد. مثلاً بعد از اختراع تلسکوپ، پس از مدت کوتاهی دانشمندان توانستند به حجم بزرگی از داده‌ها درباره‌ی اجرام آسمانی دست پیدا کنند؛ یا با ورود میکروسکوپ به دنیای فیزیک، پژوهشگران این رشته اطلاعات قابل‌توجهی دررابطه‌با ذرات زیراتمی به دست آوردند. همین موضوع درباره‌ی علوم‌شناختی نیز صدق می‌کند. با اختراع دستگاه‌های نوار مغزی و تصویربرداری مغزی، داده‌های ما دررابطه‌با این اندام پیچیده افزایش پیدا کرد، درحالی‌که تا قبل از این با تشریح مغز حیوانات و مطالعه صدمات مغزی در انسان پس از مرگ، این حوزه تنها محدود به کارکردهای علومی خاص می‌شد. حال اما دانشمندان می‌توانند بدون ضرر، نواحی مغز هنگام فعالیت‌های متفاوت مانند کارکردهای شناختی را در انسان‌ها مطالعه کنند.
هدف این متن، شناخت بهتر دستگاه‌های نوار مغزی به‌خصوص EEG می‌باشد. برای شروع، تعریفی از نوار مغزی ارائه داده و سپس امواج مغزی را بهتر می‌شناسیم.
با قراردادن الکترودهایی روی پوست سر و یا در مواقع خاص بر روی خود قشر مغز، می‌توان اختلاف سطح الکتریکی بین دونقطه را ثبت کرد؛ روان‌شناس آلمانی، هانس برگر، در سال 1924 این روش بررسی را معرفی کرد. او تغییرات الکتریکی حالت‌های مختلف مانند خواب، بیهوشی، فقدان اکسیژن و برخی بیماری‌های عصبی از جمله صرع را بررسی کرد. این تغییرات که با هرتز مشخص و به آن‌ها امواج مغزی گفته می‌شود، به پنج گروه تقسیم می‌شوند:
دلتا: کمتر از 4 هرتز، حالت خواب
تتا: بین 4 تا 7 هرتز، خواب آلودگی و یا حالت مراقبه
آلفا: بین 8 تا 12 هرتز، استراحت و آرامش
بتا:12 تا 35 هرتز، فعالیت، اضطراب
گاما: 35 به بالا، حل مسئله، تمرکز
نتایج به‌دست‌آمده از نوارهای مغزی، نشان داده‌اند که با زیادشدن امواج، فعالیت مغزی افزایش پیدا می‌کند. همچنین تفاوت نوار مغز سالم و ناسالم، در شکل و فرکانس این امواج قابل‌مشاهده است، در نوار مغز سالم، امواج با الگوی منظم و یکنواختی نشان داده می‌شوند و با حالتی که از فرد نوار گرفته شده، همخوانی دارند؛ درحالی‌که در نوار مغز ناسالم، امواج با الگوی نامنظم و ناهماهنگی نمایش داده می‌شوند و با حالت فرد همخوانی ندارند. این ناهنجاری‌ها می‌توانند نشان‌دهنده بیماری‌های مختلف مغزی باشند. این هنجار یا ناهنجار بودن و به‌صورت کلی فعالیت مغزی را می‌توان با الکتروانسفالوگرافی (EEG) یکی از ارزان‌ترین و ساده‌ترین روش‌های ثبت نوار مغزی که غیرتهاجمی نیز هست، اندازه‌گیری کرد. این نوار را می‌توان برای افراد مختلف بارها اجرا کرد. نحوه‌ی کار این دستگاه به این صورت است: فعالیتی که توسط سلول‌های مغزی که همواره در حال ارسال پیام‌های شیمیایی – الکتریکی هستند، توسط الکترودهایی که به‌منظور دریافت سیگنال‌های مناسب در مکان‌هایی خاص قرار داده می‌شوند، اندازه‌گیری می‌شود، سپس خروجی این الکترودها به ورودی تقویت‌کننده EEG وصل می‌شود تا خروجی مدنظر دریافت شود.
این خروجی در سه حوزه‌ی پیشگیری، تشخیص و درمان می‌تواند استفاده شود. در حوزه‌ی پیشگیری، با قابلیت مطالعه‌ای که ایجاد می‌کند، می‌تواند باعث شناسایی عملکردهای مغزی شود و در تشخیص، ناتوانی‌های عصبی مهمی از جمله ام‌اس، صرع، پارکینسون و زبان‌پریشی را مشخص می‌کند. در زمینه‌ی درمان نیز دوره‌هایی از قبیل نوروفیدبک قرار دارند که نوعی درمان خودتنظیمی است.
از دیگر موارد مربوط به EEG، می‌توان به پژوهش‌های گسترده‌ی این حوزه اشاره کرد؛ برای مثال: امکان تشخیص احساسات در مجرمان و بیماران، کمک به مشکلات حافظه، تشخیص اختلالات روانی و هزاران پژوهش کلیدی دیگر.
در کنار مزایای این دستگاه، یکی از معایب آن می‌تواند آن باشد که این دستگاه به کوچک‌ترین فعالیتی بسیار حساس است و آن را اندازه‌گیری می‌کند، برای همین ثابت ماندن در یک وضعیت برای بعضی از افراد می‌تواند سخت باشد. همچنین به دلیل قرارگیری الکترودها روی جمجمه، فعالیت ثبت شده می‌تواند رزولوشن مکانی (دقت و وضوح) خوبی نداشته باشد. اما در کل مزایای این روش بر معایبش برتری دارند، به‌خصوص که این دستگاه در دسته‌بندی دستگاه‌هایی بدون عوارض جانبی، قرار می‌گیرد و در حالت عادی نیز هر فردی می‌تواند با مراجعه به بیمارستان‌ها و یا کلینیک‌های تخصصی از این دستگاه بهره ببرد.
منابع:
معظمی، د. (1392)، علوم اعصاب شناختی، تهران: سمت
Mardini, W., Ali, G. A. S., Magdady, E., & Al-momani, S. (2018, March). Detecting human emotions using electroencephalography (EEG) using dynamic programming approach. In 2018 6th International Symposium on Digital Forensic and Security (ISDFS) (pp. 1-5). IEEE.
Medithe, J. W. C., & Nelakuditi, U. R. (2016, January). Study of normal and abnormal EEG. In 2016 3rd International conference on advanced computing and communication systems (ICACCS) (Vol. 1, pp. 1-4). IEEE.
Miller, R. (2007). Theory of the normal waking EEG: from single neurones to waveforms in the alpha, beta and gamma frequency ranges. International journal of psychophysiology, 64(1), 18-23.