Im Jahr 1924 gelang es einem Astronomiestudenten, der sein Studium abgebrochen hatte, als erstem Menschen, die elektrische Aktivität des menschlichen Gehirns aufzuzeichnen. Hans Berger, der eher Mystiker als Wissenschaftler war (1), befestigte eine Elektrode an der Kopfhaut eines freiwilligen Probanden, sah die elektrische Aktivität auf Papier ausgedruckt und schuf damit das, was wir heute als Elektroenzephalografie oder EEG kennen.

In den fast hundert Jahren seit der ersten Aufzeichnung hat sich dieses Gebiet rasant weiterentwickelt, doch das Prinzip der Messgeräte ist im Wesentlichen dasselbe geblieben: Elektroden werden an der Kopfhaut angebracht, und die Gehirnaktivität wird aufgezeichnet.

Ein Aspekt hat sich seit diesen ersten Aufzeichnungen grundlegend geändert: Papier wurde durch Software ersetzt. Während Berger und andere frühe Wissenschaftler sich mit der visuellen Überprüfung der Messwerte begnügen mussten, hat Software die Art und Weise, wie wir EEG-Daten erfassen, verarbeiten und analysieren, revolutioniert.

iMotions ist eine flexible Software für die Verhaltensforschung, mit der Sie Daten erfassen, verarbeiten und verschiedene Analysen mit EEG-Geräten durchführen können. Im Folgenden stellen wir Ihnen einige der Funktionen unseres EEG-Moduls vor – wenn Sie mehr erfahren möchten, kontaktieren Sie uns gerne und lassen Sie sich von unseren Experten beraten.

Wie sich iMotions in EEG-Hardware integrieren lässt

Das iMotions-EEG-Modul unterstützt die Integration von acht verschiedenen EEG-Headsets von vier führenden Hardware-Anbietern: Neuroelectrics, Advanced Brain Monitoring (ABM) und Brain Products. Dank dieser Flexibilität können Sie die Hardware ganz nach Ihren Anforderungen auswählen – von Aufzeichnungen mit einem 8-Kanal-Stirnband bis hin zu hochauflösenderen Aufzeichnungen mit 32 Kanälen, drahtlos über Bluetooth oder WLAN oder über kabelgebundene, stationäre Aufbauten.

Wir haben einen Blogbeitrag, in dem die technischen Spezifikationen verschiedener EEG-Geräte verglichen werden.

Diese Optionen bieten Flexibilität nicht nur hinsichtlich der Hardware-Fähigkeiten, sondern auch in Bezug auf einen der wichtigsten Faktoren – das Budget. Wenn Sie eine Aufschlüsselung einiger Hardware-Kosten sehen möchten, besuchen Sie unseren Blogbeitrag zum Thema EEG-Preise.

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Wie das EEG Emotionen misst

Einer der größten Vorteile des EEG ist die Möglichkeit, Messwerte zu erfassen, die mit dem inneren Zustand einer Person zusammenhängen – und Daten darüber zu sammeln, wie das Gehirn auf Reize reagiert, wodurch Sie wirklich objektive Erkenntnisse gewinnen.

Eine der am besten validierten Messgrößen ist die „frontale Asymmetrie“ (2–4) – ein Maß für die Aktivität in den frontalen Hemisphären des Gehirns. Es hat sich gezeigt, dass eine erhöhte Aktivität im linken Frontalbereich (im Vergleich zur Aktivität im rechten Frontalbereich) mit einer Annäherungsmotivation assoziiert ist, während das Gegenteil mit einer Rückzugsmotivation assoziiert ist (5).

Diese Kennzahl lässt sich mit iMotions automatisch berechnen und verschafft Ihnen so einen schnellen Überblick über die Reaktionen der Teilnehmer.

Neben der frontalen Asymmetrie ermöglicht iMotions auch die einfache Berechnung der spektralen Leistungsdichte und liefert so eine Auswertung der EEG-Aktivität in verschiedenen Frequenzbändern anhand einer EEG-Aufzeichnung. Durch die Aufteilung der Daten in Frequenzbänder (Delta, Theta, Alpha, Beta und Gamma) lässt sich ein Überblick über das Ausmaß der Gehirnaktivität gewinnen. Weitere Informationen finden Sie in unserem Artikel „Wie man EEG-Frequenzbänder interpretiert“.

Neben diesen Kennzahlen ist es auch möglich, proprietäre Kennzahlen von EEG-Herstellern zu erheben, wie beispielsweise die Kennzahlen von ABM zur Aufmerksamkeit und Schläfrigkeit.

Das EEG-Modul bietet ein hohes Maß an Flexibilität bei der Datenerfassung als Reaktion auf verschiedene Arten von Reizen. Dazu gehören alle bildschirmbasierten Reize in Form von Bildern, Videos, Websites, Spielen und Software – sei es auf einem Desktop-Computer, einem Tablet oder einem Mobiltelefon.

Weitere Informationen finden Sie unter: Was ist EEG und wie funktioniert es?

Dank der jüngsten Fortschritte bei drahtlosen EEG-Systemen ist es nun möglich, EEG-Daten in einer natürlichen Umgebung zu erfassen, in der sich die Testperson frei bewegen kann. Es ist jedoch zu beachten, dass diese ambulanten Datenerfassungen mit gewissen Einschränkungen hinsichtlich der Signalqualität und des Aufwands bei der Nachbearbeitung verbunden sind; daher sollten ambulante EEG-Untersuchungen vor ihrer Durchführung sorgfältig abgewogen werden.

Ebenso kann das EEG auch gleichzeitig mit Virtual-Reality- oder anderen am Kopf befestigten Geräten aufgezeichnet werden; allerdings müssen bei der Datenanalyse mögliche elektronische Störsignale dieser Geräte berücksichtigt werden.

Lesen Sie mehr: Was ist ein EEG und wie funktioniert es?

Export und Visualisierung

Experimente enden nie bereits mit der Datenerfassung – erst durch die Analyse der Daten können Hypothesen überprüft und Erkenntnisse gewonnen werden. Mit iMotions lassen sich die Daten bei Bedarf problemlos zur weiteren Analyse exportieren. Durch Anmerkungen und Markierungen können bestimmte Segmente nach Belieben ausgewählt werden.

Mit iMotions können Sie genau auswählen, welche Sensordaten gemeinsam exportiert werden sollen. Das bedeutet, dass zwar eine große Datenmenge erfasst werden kann, die Daten, die Sie als überflüssig erachten (zum Beispiel die verbleibende Batterieladung eines EDA-Geräts), jedoch nicht in derselben Datei exportiert werden müssen. Sie können somit genau die Daten exportieren, die Sie benötigen, um die gewünschten Analysen durchzuführen.

iMotions: Experimentelle Plattform

iMotions trägt dazu bei, komplexe EEG-Forschung zu vereinfachen, indem es die Erfassung und Nachbearbeitung von EEG-Daten optimiert.

iMotions deckt nahezu jeden Schritt des Versuchsablaufs ab – von der Versuchsplanung (Reihenfolge der Stimuli, Teilnehmerdaten, Gruppeneinteilung) über die Präsentation der Stimuli bis hin zur Datenerfassung, -verarbeitung und zum Datenexport.

Mit iMotions sind keine mehreren Computer mit unterschiedlicher Software mehr erforderlich. Durch die Synchronisation wird sichergestellt, dass alle Daten gleichzeitig an einem Ort erfasst werden können. Dies macht den Ablauf besonders effizient und einfach, insbesondere bei Experimenten mit mehreren Teilnehmern.

Weitere Integrationen

EEG allein kann einschränkend sein, doch mit Hilfe von iMotions können Sie Daten validieren und mithilfe einer Kombination aus weiteren Sensoren tiefer in das Ausmaß emotionaler Reaktionen eintauchen. iMotions zeichnet sich durch seine Integrationsfähigkeit aus – es ermöglicht die Verbindung mehrerer verschiedener Biosensoren, um eine tiefgreifendere Analyse des menschlichen Verhaltens zu ermöglichen. Biosensoren wie Eye-Tracker (bildschirmbasiert, als Brille und in VR), Gesichtsausdrucksanalyse, EDA, EKG und EMG (unter anderem) lassen sich nahtlos in das Experiment einbinden.

Diese Sensoren können die Daten ergänzen, indem sie ein tieferes Verständnis ermöglichen, das sonst fehlen würde. Die Daten können Aufschluss über Aufmerksamkeitsprozesse, emotionale Ausdrucksformen und physiologische Erregungszustände geben – Informationen, die bei der alleinigen Betrachtung von EEG-Daten nicht unbedingt verfügbar sind.

Über das Lab Streaming Layer (LSL)-Protokoll lassen sich auch zahlreiche andere Sensoren anschließen, die nicht standardmäßig integriert sind. Auf diese Weise können Daten von anderen Sensoren an iMotions gesendet und mit anderen Datenquellen synchronisiert werden (hier finden Sie eine Liste der von LSL unterstützten Geräte und Tools).

Haftungsausschluss: Bitte überprüfen Sie unbedingt die Datenqualität Ihrer EEG-Daten, die über LSL-Anwendungen von Drittanbietern erfasst wurden, bevor Sie Ihre endgültige Studie durchführen, da einige dieser LSL-Anwendungen möglicherweise nicht kürzlich getestet wurden und Fehler enthalten, die durch ein Update behoben werden müssen.

Darüber hinaus ist es möglich, über unsere offene API praktisch jeden beliebigen Datenstrom anzubinden. Dies kann beispielsweise zur Realisierung von Gehirn-Computer-Schnittstellen oder für Biofeedback genutzt werden. Praktisch jedes datenerzeugende Gerät lässt sich mit iMotions verbinden, was neue Forschungsmöglichkeiten eröffnet.

Fazit

Das iMotions-EEG-Modul bietet Anpassungsfähigkeit und Flexibilität bei der Durchführung von EEG-Experimenten. Wie bei jeder Forschung ist es wichtig, sicherzustellen, dass die Software Ihren Anforderungen entspricht – wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, inwiefern dieses Modul für Sie geeignet ist (oder nicht), wenden Sie sich bitte an unsere Experten, um dies zu besprechen.

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Literaturverzeichnis

Perry, E. K. (2010). Neue Horizonte in der Neurowissenschaft des Bewusstseins. John Benjamins Publishing Company, Niederlande.
Coan, J. A., & Allen, J. J. (2004). Frontale EEG-Asymmetrie als Moderator und Mediator von Emotionen. Biological Psychology, 67, 7–50.
Coan, J.A., Allen, J.J.B., 2003b. Frontale EEG-Asymmetrie und die Verhaltensaktivierungs- und -inhibitionssysteme. Psychophysiology 40, 106–114.
Ohme, R., Reykowska, D., Wiener, D. & Choromanska, A. (2010). Anwendung der frontalen EEG-Asymmetrie in der Werbeforschung. Journal of Economic Psychology, 31(5), 785–793.
Palmiero, M., Piccardi, L. (2017). Frontale EEG-Asymmetrie bei Stimmungszuständen: Ein Mini-Review. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 11, 224. https://doi.org/10.3389/fnbeh.2017.00224.