Electroencephalogram (EEG)

Pengukuran aktivitas biopotensial otak dalam bentuk signal dapat digunakan perangkat Electroencephalogram (EEG). Penggunaan EEG pertama kali di cetuskan oleh Hans Berger pada publikasinya tahun 1929. Peralatan EEG adalah salah satu dari sekian perangkat rekam otak yang harganya murah dibanding dengan peralatan Magneto-Enchepalography (MEG), dan Fungsional Magnetic Resonance Imaging (fMRI).

Walaupun harganya relatif lebih murah, namun EEG memiliki kelebihan terhadap kecepatan respon segala perubahan otak dan juga resolusi temporal yang sangat tinggi. Sedangkan kelemahan EEG dibanding dua peralatan tersebut adalah resolusi spasial relatif paling rendah. Sinyal EEG diukur dengan elektroda pada hemisphere kepala dan pada beberapa titik pengukuran yang dibagi pada daerah utama frontal, temporal, central, parietal dan occipital lobe. Sinyal EEG terkait suatu rangsangan yang dianalisa berdasarkam daya spektal dari sinyal EEG yang terkenal dengan istilah gelombang delta (0.1-5Hz), Theta (4-7Hz), Alpha (8-13Hz), Beta (14-30Hz) dan Gamma (>30 Hz).

Untuk dapat mengenali pola sinyal EEG terkait target perintah yang dikehendaki, suatu antar muka cerdas diperlukan, yang mengintegrasikan protokol pengukuran sinyal EEG dan pemrosesan sinyal cerdas. Antar muka cerdas tersebut dikenal dengan istilah brain computer interface (BCI). Ruang lingkup pengembangan BCI, pada dua kelas signal EEG yaitu event related potential (ERP) dan rhythmic activity.

ERP adalah signal EEG yang berubah karena terjadinya rangsangan kejadian. jika suatu event terjadi maka akan diketahui pula perubahan potensial dalam waktu yang bersamaan. Sinyal dapat difilter dari sinyal acak pada background EEG untuk meningkatkan signal to noise ratio (SNR). Terdapat dua tipe dari ERP yaitu exogenous ERP yang terjadi pada 100ms setelah rangsangan diberikan dan endogenous ERP yang terjadi dari 100ms dan sesudahnya.

Rhythmic Activity adalah suatu aktivitas yang sulit diprediksi tetapi berulang sebagai hasil dari aktivitas total yang dihasilkan oleh neuron dalam otak. Gelombang mu adalah bagian spesifik dari gelombang alpha (10-12 Hz) dan terletak pada cortex sensorimotor. Satu keuntungan dari gelombang mu bila dibandingkan dengan alpha adalah relatif tidak sensitif terhadap artifak akibat kedipan mata.

EEG harus berasal dari sensor yang diletakkan pada daerah motor cortex. Lebih dari masalah tersebut, pergeseran posisi sensor dapat menyebabkan artifact pada sinyal EEG. Perangkat keras lain yang diperlukan adalah bio-amplifer portable untuk memperkuat sinyal EEG yang dalam orde mikro-volt.