Eletroencefalograma

O Eletroencefalograma (EEG) é um exame utilizado na área médica para captar impulsos elétricos cerebrais por meio de eletrodos colocados sobre o couro cabeludo, como pode ser observado na Figura 1. O objetivo é detectar possíveis anomalias neurológicas, sendo um exame não-invasivo (CLIMEFI).

Figura 1 – Exame de eletroencefalograma.

Fonte: CLIMEFI

O primeiro exame de EEG registrado em um ser humano, foi realizado em 1929 por Hans Berger (1873 – 1941) um psiquiatra alemão. Ele mostrou que era possível registrar as baixas correntes elétricas geradas no cérebro humano, sem a necessidade de abrir o crânio, obtendo assim a primeira imagem gráfica (SABBATINI, 1997).

Com o avanço das pesquisas em neurociência, houve um melhor entendimento do funcionamento do cérebro humano, além da evolução nos equipamentos que fazem a medição de sinais biomédicos, o que trouxe maior confiabilidade para o desenvolvimento de sistemas artificiais, com base nas atividades cerebrais (SILVA, 2017).

Atualmente, uma tecnologia conhecida como Interface Cérebro-Máquina (do inglês, Brain-Computer Interface – BCI) vem crescendo, o intuito é criar uma conexão entre o cérebro e dispositivos externos. Um estudo realizado pela Universidade de Minnesota, possibilitou o controle de um braço robótico com alta precisão, utilizando os sinais gerados pela atividade cerebral, através de um sistema não invasivo por meio do EEG (MENG et al., 2016). O vídeo a seguir mostra a aplicação dessa técnica.

Na FEITEP alguns trabalhos já foram desenvolvidos para a utilização do EEG. O objetivo é criar filtros digitais para captar atividades cerebrais de interesse, pois cada intensão de movimento gera um sinal elétrico com uma determinada faixa de frequência. Para exemplificar essa ideia, vamos considerar as imagens da Figura 2, que descrevem um sinal no tempo (A) e sua corresponde em frequência (B). Nesse caso, foi aplicado um filtro digital para capturar um espectro entre 10 e 30 Hz. Após a filtragem, podemos observar na Figura 2 (D) que as frequências fora da faixa de interesse foram eliminadas e na Figura 2 (C) temos sua correspondente no tempo (DIAS, 2020). Esse espectro, poderia representar o movimento de abrir e fechar a mão, então sempre que esse sinal fosse interpretado pelo sistema a prótese realizaria esta ação.

Figura 2 – Etapas para processamento de sinal do EEG.

Sinal no tempo antes da filtragem.Sinal em frequência antes da filtragem.
Sinal no tempo após da filtragem.Sinal em frequência após da filtragem.
Fonte: DIAS, 2020

Professor Guilherme Américo Rosa

Referências:

CLIMEFI. Eletroencefalograma. Disponível em: https://climefi.com.br/eletroencefalograma/.

SABBATINI, Renato M. E. A História do eletroencefalograma. Cerebro Mente (internet). 1997. Disponível em: https://cerebromente.org.br/n03/tecnologia/historia_p.htm#:~:text=A%20História%20do%20Eletroencefalograma%20Em%201929%2C%20um%20psiquiatra,mostrá-las%20na%20forma%20de%20um%20registro%20em%20papel.

SILVA, Cleison D. Processamento de sinais de EEG para classificação de tarefas motoras em sistemas de interface cérebro-máquina. 2017. Tese (Doutorado em Engenharia de Automação e Sistemas) – Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC, 2017.

MENG, J.; Zhang, S.; Beyko, A.; Olsoe, J.; Baxter, B.; He, B. Noninvasive Electroencephalogram Based Control of a Robotic Arm for Reach and Grasp Tasks. SCIENTIFIC REPORTS, 2016.

DIAS, Jordan D. Análise de sinais neurológicos a partir de eletroencefalograma e sua aplicação no desenvolvimento de próteses. 2020. 58 f. Trabalho acadêmico (Trabalho de conclusão de curso em Engengaria Eletrica) – Faculdade de Engenharia e Inovação Técnico Profissional, FEITEP, 2020.

Um comentário

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