Die 6 häufigsten Anwendungsbereiche der EEG-Forschung am Menschen

Obwohl es die EEG-Technologie schon fast das gesamte letzte Jahrhundert über gab, wurde sie erst vor relativ kurzer Zeit der breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

Noch vor wenigen Jahrzehnten waren nur Kliniker und erfahrene neurowissenschaftliche Forscher in der Lage, unter streng kontrollierten Laborbedingungen Aufzeichnungen mit Elektrodenkappen mit 64 oder mehr Kanälen durchzuführen und auszuwerten. Diese Elektroden mit hoher Dichte, die in gleichmäßigen Abständen über die menschliche Kopfhaut verteilt waren, halfen den Forschern dabei, die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen aufzudecken, die bei Handlungen, kognitiven Prozessen oder der Verarbeitung von Emotionen eine Rolle spielen und bis dahin völlig unbekannt waren.

Dank der jüngsten Fortschritte in der Computerhardware und der Prozessortechnologie ist es Forschern weltweit gelungen, das vorhandene Wissen über die Komplexität des menschlichen Gehirns erheblich zu erweitern und tiefere Einblicke in die Prozesse und Strukturen des Gehirns zu gewinnen.

Nachdem dieser Grundstein nun gelegt ist, kann die Elektroenzephalografie (EEG) für verschiedene Anwendungen genutzt werden. Nachfolgend finden Sie eine Liste der sechs häufigsten Anwendungsbereiche der EEG-Forschung am Menschen:

Die wichtigsten Anwendungsbereiche der EEG

Neuromarketing:

Im Bereich des Neuromarketings nutzen Wirtschaftswissenschaftler EEG-Untersuchungen, um Gehirnprozesse zu erfassen, die Verbraucherentscheidungen beeinflussen, sowie Gehirnbereiche, die beim Kauf eines Produkts oder einer Dienstleistung aktiv sind, und mentale Zustände, in denen sich die jeweilige Person befindet, wenn sie physische oder virtuelle Geschäfte erkundet.

Heutzutage können Studien in mobilen Umgebungen durchgeführt werden, um Einblicke in das Einkaufsverhalten und die Entscheidungsfindung in realen Situationen zu gewinnen.

Menschliche Faktoren:

Das aus der Psychologie stammende Fachgebiet der Human Factors konzentriert sich auf die Optimierung des Arbeitsumfelds, sowohl in Bezug auf Werkzeuge und Schnittstellen als auch auf soziale Interaktion. In diesem Bereich wird die EEG-Forschung genutzt, um Gehirnprozesse zu identifizieren, die mit bestimmten Persönlichkeitsmerkmalen wie Introvertiertheit/Extrovertiertheit oder sozialer Angst zusammenhängen.

Darüber hinaus werden Gehirnprozesse, die kognitive und aufmerksamkeitsbezogene Zustände während der Mensch-Maschine-Interaktion widerspiegeln, intensiv mithilfe von EEG untersucht, wobei vor allem drahtlose Kopfbänder mit Langzeitüberwachungsfunktionen zum Einsatz kommen.

Soziale Interaktion:

Menschen sind soziale Wesen – wir verbringen den Großteil unseres Lebens damit, mit anderen zu interagieren. In der Forschung zur sozialen Interaktion werden Gehirnprozesse untersucht, die mit sozialer Wahrnehmung, Selbsteinschätzung und sozialem Verhalten zusammenhängen. Wichtig ist dabei, dass soziale Interaktionen und Kommunikation keine passiven Formen der Verarbeitung eingehender Reize sind.

Wann immer wir mit anderen sprechen oder gemeinsam Probleme lösen, müssen wir uns mit unseren Gesprächspartnern „abstimmen“. Um die Gehirnprozesse zu untersuchen, die der Synchronisation von Gesprächen und Handlungen zugrunde liegen, nutzen EEG-Forscher eine als „Hyperscanning“ bezeichnete Methode, mit der sie Daten von mehreren Personen gleichzeitig erfassen können. So gewinnen sie tiefere Einblicke in Führungsqualitäten und Teaminteraktionen.

Psychologie und Neurowissenschaften:

Im Allgemeinen nutzen psychologische Studien das EEG, um die Gehirnprozesse zu untersuchen, die der Aufmerksamkeit, dem Lernen und dem Gedächtnis zugrunde liegen. Wie nehmen wir die Welt wahr? Wie beeinflussen unsere Erwartungen die Art und Weise, wie wir unsere Umgebung sehen?

Auf der Grundlage zahlreicher Wiederholungsversuche werden ereignisbezogene Potenziale (ERPs) aus dem kontinuierlichen Strom von EEG-Daten extrahiert, wodurch sich die durch die Ereignisse ausgelösten Gehirnprozesse auf einer sehr detaillierten Zeitskala (im Bereich von einigen zehn Millisekunden) charakterisieren lassen.

ERPs lassen sich anhand ihrer Amplitude (in Millivolt, wobei positiv und negativ verlaufende Wellen mit „P“ bzw. „N“ bezeichnet werden), ihres zeitlichen Verlaufs (in Millisekunden relativ zum Ereignisbeginn) und ihrer Spannungsverteilung über alle Elektroden hinweg (Topographie) charakterisieren. Spezifische ERPs wurden für die Verarbeitung von Gesichtern (N170), Wörtern und deren Bedeutung (N400), Überraschung (P300) oder das Abrufen von Erinnerungen (P600) identifiziert.

Klinische und psychiatrische Studien:

Wann immer Gehirnprozesse beeinträchtigt sind (z. B. durch Läsionen, genetische Fehlfunktionen oder Erkrankungen), lassen sich Defizite im Verhalten, in der Aufmerksamkeit und in der kognitiven Verarbeitung beobachten. In der klinischen und psychiatrischen Praxis wird das EEG eingesetzt, um den kognitiven Zustand der Patienten zu beurteilen, Läsionsorte zu bestimmen und Symptome zu klassifizieren.

Zudem wird das EEG häufig zur Bewertung der Wirkung medizinischer und psychologischer Behandlungen eingesetzt (z. B. in der kognitiven Verhaltenstherapie). Immer mehr Therapien nutzen Virtual-Reality-Technologie und erfassen EEG-Daten, um zu beobachten, wie sich die Gehirnaktivität der Patienten im Laufe der Zeit verbessert.

Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCI):

Ein relativ neues, aber aufstrebendes Forschungsgebiet der EEG-Forschung sind Gehirn-Computer-Schnittstellen. Heute wissen wir viel genauer, welche Hirnareale aktiv sind, wenn wir Reize wahrnehmen, wenn wir Körperbewegungen vorbereiten und ausführen oder wenn wir Dinge lernen und uns merken.

Dies ermöglicht äußerst leistungsstarke und zielgerichtete EEG-Anwendungen zur Steuerung von Geräten mittels Gehirnaktivität. Dies kann beispielsweise gelähmten Patienten helfen, ihren Rollstuhl zu steuern oder einen Cursor auf einem Bildschirm zu bewegen; die BCI-Technologie wird jedoch auch in militärischen Szenarien eingesetzt, in denen Soldaten mit einem Exoskelett und einer EEG-Kappe ausgestattet sind, wodurch sie allein durch Gehirnaktivität sehr schwere Gegenstände bewegen, heben und tragen können.

Wenn Sie mehr über EEG und dessen Anwendungsmöglichkeiten sowie über andere Aspekte der biometrischen Forschung erfahren möchten, wenden Sie sich bitte an das Team von iMotions.