[디자인&뇌파] 뇌파의 이해

뇌파(EEG, Electroencephalogram)란?

: 전극을 통해, 뇌의 활동을 전자적(디지털)으로 측정하는 것.

 

어떻게 뇌파가 발생하는가?

A: 1개 뉴런이 Action Potential이 일어나면서 주변 뉴런을 자극.

B: 주변 뉴런이 Action Potential이 일어나면 또 다른 주변 뉴런을 자극.

C: Action Poentential이 늘어나 하나의 영역이 자극됨. --> 이것을 측정.

 

뇌파의 전망은?

응용할 수 있는 방향이 광범위해지고 다양해짐.

e.g. 운전자 보조 시스템, 신경학 분야(PTSD 등), 심리학 연구, 감정 및 음악 보조 치료, 정보 검색(IR)분야, 멀티미디어 콘텐츠 등.

 

 

뇌파의 기반의 연구는?

뇌파 긱반의 연구는 일종의 패턴 인식 연구에 속함.

 

 

패턴인식단계

1. 인식하는 목표에 대한 정의와 정량화가 결정되어야함.
   (하나의 문제가 하나의 계산으로 해결될 수 있기 때문)
2. "모델 결정 경계(데이터 포인트들이 분류되는 경계)"를 탐색할 수 있는 기반을 만들어야함.
   (따라서 연구 데이터를 충분히 확보하고, 신뢰할 수 있어야함)
3. 데이터 전처리과정을 통해 원시 데이터(Raw Data)에서 대상과 관련된 특징에 영향을 미치는 불필요한 요소를 제거함.
   (EEG에서 아티팩트 제거)
4. 전처리된 데이터를 바탕으로, 설계 및 훈련, 편가가 반복적으로 수행하며 특징 추출, 특징 학습 등을 통해 패턴 인식 모델을 구축함.
   (데이터의 질이 좋지 않다면, 좋은 모델을 구축할 수 없는 구조 --> Garbage in, Garbage out)

 

응용 방향은는?

BCI, 신경학, 신경과학, 뉴로마케팅, 소비자 신경과학, 생체 인식, 맞춤형 솔루션 등..

1. BCI(Brain-Computer-Interaction)
   1. 디지털, 메카트로닉스 장치 탐색(로봇 신체 부위 실시간 원격 조작, 제어 지시, 모니터링 등)
   2. 장애 또는 활동 장애(앱 제거, 휠체어 이동 등)
   3. 뉴로게이밍
2. 신경학
   1. 뇌 질환 및 인지 장애 진단 예측
3. 신경과학
   1. 인지 신경, 행동 신경, 신경 생리 등의 신경계 기능 이해
4. 뉴로마케팅, 소비자 신경과학
   1. 소비자의 니즈, 행동 및 감정 이해를 반영하여 의사 결정 과정을 예측
5. 생체 인식
   1. 지문, 목소리, 얼굴, 홍채, 시선, 걸음걸이, 자세 등 개인의 차이 인식
6. 맞춤형 솔루션
   1. 스포츠, 피트니스 명상, 교육 등

 

 

 

 

References

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK390346/
2. https://imotions.com/blog/learning/best-practice/5-basics-eeg-data-processing/
3. Electroencephalography: Current Biology (cell.com)
4. https://dl.acm.org/doi/10.1145/3524499
5. https://www.mdpi.com/2076-3417/10/21/7453