Vollständige Anleitung zur Elektroenzephalographie

Lernen Sie von Grund auf, was ein EEG ist, wie jede Elektrode funktioniert und wie Sie eines mit Arduino bauen können

Niveau
Anfänger
Dauer
30-45 Minuten
Inhalt
Theorie + Praxis
1

Was ist ein Elektroenzephalogramm (EEG)?

Das Grundlegende, was Sie wissen müssen

Ein Elektroenzephalogramm (EEG) ist wie ein "Mikrofon" für Ihr Gehirn. So wie ein Mikrofon Schallschwingungen aufnimmt, erfasst das EEG die elektrischen Signale, die Ihr Gehirn erzeugt, wenn Sie denken, träumen, sich entspannen oder sich konzentrieren.

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Nützliche Analogie

Stellen Sie sich vor, Ihr Gehirn ist ein Stadion voller 86 Milliarden Menschen (Neuronen), die "die Welle" machen. Das EEG kann nicht hören, was jede Person sagt, aber es kann erkennen, wann sie gemeinsam die Welle machen und wie schnell sie es tun.

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Arten von Gehirnwellen

Die 5 Hauptwellen und ihre Bedeutung

δ

Delta (0,5-4 Hz)

Tiefschlaf · Die langsamsten und größten

θ

Theta (4-8 Hz)

Schläfrigkeit, Meditation, Kreativität

α

Alpha (8-13 Hz)

Entspannung bei geschlossenen Augen · Die bekanntesten

β

Beta (13-30 Hz)

Konzentration, aktives Denken, Wachheit

γ

Gamma (30-100 Hz)

Höchste Konzentration, Erkenntnis, die schnellsten

🧠 Gehirnzustände

⚙️ Steuerung

Status: 🧘 Entspannung (Alpha)
Elektrode: Fp1 Zeit: 0.0s
NEURO-SCOPE 3000
CH: Fp1 GAIN: x1000 FILT: 0.5-70Hz
�� REC
10.5 Hz
50 µV/div SAMPLE: 250 Hz
+100µV +50µV 0 -50µV -100µV
🧘 Entspannung (Alpha)
IMP: <5kΩ SNR: 42dB 0.0s

📍 Elektrode auswählen (10-20 System)

NASION (Stirn) L R Fp1 Fpz Fp2 F7 F3 Fz F4 F8 T3 C3 Cz C4 T4 T5 P3 Pz P4 T6 O1 Oz O2 INION (Hinterkopf) Fp=Frontopolar | F=Frontal | C=Central | P=Parietal | O=Occipital | T=Temporal
Fp
Aktive Elektrode
Fp1
Bereich
Frontopolar Links

EEG mit Arduino

Wie man ein einfaches EEG zum Lernen baut

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SICHERHEITSWARNUNG

Dieses Projekt ist nur für Bildungszwecke. NICHT für medizinische Diagnosen verwenden. Verwenden Sie immer USB- oder Batteriestrom, niemals Netzstrom.

Komponenten

MCU
Arduino Uno/Nano
~5-15 €
AMP
AD8232-Modul
Verstärker (~8-12 €)
EL
Einwegelektroden
EKG-Typ (~5-10 €)

Verbindung AD8232 → Arduino

GND→GND
3.3V→3.3V
OUTPUT→A0
LO-→D2
LO+→D3

Arduino-Code 

// EINFACHER EEG-SIMULATOR - NUR FÜR BILDUNGSZWECKE

const int PIN_EEG = A0;
const int PIN_LO_MINUS = 2;
const int PIN_LO_PLUS = 3;

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    pinMode(PIN_LO_MINUS, INPUT);
    pinMode(PIN_LO_PLUS, INPUT);
}

void loop() {
    if (digitalRead(PIN_LO_MINUS) == 1 || 
        digitalRead(PIN_LO_PLUS) == 1) {
        Serial.println("!"); // Elektrode getrennt
    } else {
        Serial.println(analogRead(PIN_EEG));
    }
    delay(4); // ~250 Hz
}

Literatur und Ressourcen

Wo Sie mehr über EEG und Neurowissenschaften lernen können

Empfohlene Bücher

REF

Niedermeyer's Electroencephalography

Schomer & Lopes da Silva

Die "Bibel" des EEG. Vollständige Referenz für Fachleute.

Fortgeschritten
SIG

Analyzing Neural Time Series Data

Mike X Cohen

Das beste Buch für EEG-Signalanalyse mit MATLAB/Python.

Mittelstufe
INT

Das Gehirn: Ein Benutzerhandbuch

David Eagleman

Faszinierende Einführung ins Gehirn. Perfekt für Anfänger. Auf Deutsch verfügbar.

Anfänger
NEU

Principles of Neural Science

Kandel, Schwartz & Jessell

Das Standardwerk der Neurowissenschaft. Sehr umfassend.

Fortgeschritten

Websites und Datenbanken

DB

OpenNeuro

Tausende kostenlose echte EEG-Aufzeichnungen für Forschung

openneuro.org

Kostenlos
DB

PhysioNet

Kostenlose physiologische Signale (EEG, EKG, EMG)

physionet.org

Kostenlos
COM

NeuroTechX

Globale Neurotechnologie-Community mit Ressourcen und Events

neurotechx.com

Community
HW

OpenBCI

Open-Source Hardware und Software für EEG. Ideal für Maker

openbci.com

Hardware
SW

SCCN - EEGLAB

Kostenlose Software für EEG-Analyse (MATLAB)

sccn.ucsd.edu/eeglab

Software

Online-Kurse

Coursera

Computational Neuroscience

University of Washington. Grundlagen der computationalen Neurowissenschaft.

Kostenlos (Audit)
Coursera

Medical Neuroscience

Duke University. Vollständige Neuroanatomie und Neurophysiologie.

Kostenlos (Audit)
Udemy

Neural Signal Processing

Mike X Cohen. EEG-Signalanalyse mit MATLAB und Python.

~15-50€
edX

Fundamentals of Neuroscience

Harvard University. Serie von 3 Kursen über das Gehirn.

Kostenlos (Audit)

YouTube-Kanäle

SIG

Mike X Cohen

Analyse neuronaler Signale. Sehr technisch und detailliert.

Auf Englisch
BCI

Neurotech@Berkeley

BCI-Tutorials und Projekte mit EEG.

Auf Englisch
DIY

OpenBCI

Hardware- und Software-Tutorials für DIY-EEG.

Auf Englisch
DE

Breaking Lab

Wissenschaft und Technik. Videos über Neurotechnologie.

Auf Deutsch
DE

maiLab

Wissenschaft einfach erklärt. Gute Videos über das Gehirn.

Auf Deutsch
EDU

Neuroscientifically Challenged

Neurowissenschaftliche Konzepte einfach erklärt.

Auf Englisch

Software für EEG-Analyse

EEGLAB

Kostenlos

MATLAB-Toolbox für EEG-Analyse. Am häufigsten in der Forschung verwendet.

sccn.ucsd.edu/eeglab

MNE-Python

Kostenlos

Python-Bibliothek für EEG/MEG-Analyse. Sehr aktive Community.

mne.tools

Brainstorm

Kostenlos

Kollaborative Software für MEG/EEG-Analyse.

neuroimage.usc.edu/brainstorm

OpenViBE

Kostenlos

Plattform für Echtzeit-BCIs. Visuell und einfach zu bedienen.

openvibe.inria.fr

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Wo wissenschaftliche Artikel finden

PubMed
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
Biomedizinische Datenbank
Google Scholar
scholar.google.com
Akademische Suchmaschine
arXiv
arxiv.org
Kostenlose Preprints