Mengenal EEG and Aplikasinya

EEG adalah kependekan dari electroencephalography. Dalam bahasa yang sederhana, EEG dapat diartikan sebagai sebuah metode untuk menangkap atau merekam sinyal listrik yang dihasilkan oleh otak. EEG mungkin tidak sepopuler CT scan (computed tomography) dan MRI (magnetic resonance imaging) yang sering dipakai untuk melakukan pencitraan kepala atau bagian tubuh yang lainnya. Tidak seperti CT scan atau MRI yang menghasilkan gambar (baik 2D atau 3D), EEG menghasilkan rekaman sinyal. Prinsip kerja EEG hampir sama dengan ECG (electrocardiography) yang digunakan untuk mendeteksi sinyal listrik yang dihasilkan jantung dan EMG (electromyography) yang digunakan untuk mendeteksi sinyal listrik yang dihasilkan oleh otot.

Sejarah perkembangan EEG

Prinsip kerja EEG sebenarnya sangat sederhana, yaitu menangkap sinyal atau potensial listrik yang dihasilkan oleh otak. Hal yang menjadi masalah adalah potensial listrik yang dihasilkan oleh otak sangat kecil (dalam skala mikrovolt) sehingga memerlukan alat yang akurat atau sensitif untuk mengukurnya. Orang yang dikenal sebagai penemu EEG adalah Hans Berger, seorang psikiater dari Jerman. Tahun 1924, dia yang pertama kali berhasil merekam EEG dari manusia dan dia juga yang mencetuskan istilah EEG. Sebelumnya, tahun 1875 Richard Caton, seorang dokter dari Inggris, memublikasikan penelitiannya tentang sinyal listrik yang dihasilkan kepala kelinci dan kera. Tahun 1890, seorang ahli fisiologi dari Polandia, Adolf Beck, melakukan riset yang intensif terhadap hewan dan sampai pada kesimpulan adanya gelombang otak.

EEG pun semakin berkembang dan semakin banyak digunakan pada berbagai bidang, terutama dalam neurologi, fisiologi dan psikologi. Secara umum, ada dua jenis alat EEG: scalp EEG (dipasang di bagian luar kepala) dan intracranial EEG (dipasang di atas selaput otak, biasanya lewat operasi). Scalp EEG lebih umum digunakan dan lebih beragam aplikasinya. Adapun intracranial EEG (kadang disebut iEEG) biasanya hanya dipakai pada kasus tertentu, contohnya sebelum operasi untuk mendiagnosis atau memetakan lebih detil kelainan dalam otak. Koneksi EEG dengan komputer atau alat yang lainnya dapat menggunakan kabel atau tanpa kabel (wireless).

Kelebihan dan kekurangan EEG

EEG memiliki beberapa sisi keunggulan dari alat yang lainnya untuk mendeteksi aktivitas otak. Di antaranya, EEG memiliki resolusi temporal yang cukup tinggi, bisa sampai ukuran seperseribu detik (milidetik). Selain itu, EEG cukup praktis dan lebih murah dibandingkan dengan CT scan atau MRI/fMRI. Dari sisi risiko EEG juga cukup aman, tidak ada risiko medis yang berarti karena EEG hanya mengukur sinyal yang dihasilkan dari otak. EEG tidak membangkitkan atau memberikan sinyal listrik pada otak. EEG tidak juga melibatkan zat radioaktif atau material berbahaya lainnya. Kelemahan EEG adalah kurang memiliki resolusi spasial yang tinggi. Oleh karenanya, kadang kala EEG digabung dengan metode pencitraan yang lain seperti MRI untuk menghasilkan data yang memiliki resolusi temporal dan sekaligus resolusi spasial yang tinggi.

Aplikasi EEG

EEG memiliki aplikasi yang sangat beragam. Mulai dari bidang kesehatan, brain computer interface (BCI), robotik, atau sekadar untuk hiburan. Berikut ini informasi singkat tentang aplikasi EEG:

Aplikasi dalam bidang kesehatan

Setidaknya sampai saat ini aplikasi EEG yang paling penting adalah untuk bidang kesehatan. Dalam bidang kesehatan, EEG secara umum digunakan untuk mendiagnosis, memonitoring dan menganalisis kelainan otak atau cara kerja otak. EEG sangat umum digunakan untuk mendiagnosis epilepsi. Selain untuk epilepsy, EEG juga digunakan untuk mendeteksi dan menganalisiskelainan tidur (sleep disorder), koma (coma), kerusakan pada otak, dan yang lainnya. EEG juga memiliki potensial untuk mempelajari atau melakukan terapi pada anak yang menderita autisme, attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) atau anak yang mengalami gangguan kemampuan belajar.

EEG dalam BCI (brain computer interface) dan robotik

Dalam bahasa yang sederhana, BCI dapat diartikan sebagai antarmuka yang memungkinkan komunikasi secara langsung antara otak dengan komputer atau perangkat yang lainnya. EEG dan BCI sangat erat kaitannya, misalnya untuk mempelajari atau “membaca” aktivitas otak atau pikiran manusia secara langsung. Sebaliknya, EEG dan BCI juga bisa digunakan untuk mengakses komputer atau peralatan yang lain, seperti menggerakkan robot hanya dengan menggunakan sinyal otak atau pikiran. Tentunya ini harus ditunjang dengan alat dan metode pengolahan sinyal yang memadai. Contohnya pada tahun 2009, seorang peneliti dari Inggris, Alex Blainey, berhasil menggunakan Emotiv EPOC yang berbasis EEG untuk menggerakan robot dengan 5 axis (video dapat dilihat di Youtube di sini). EEG juga dapat digunakan untuk menggerakkan kursi roda atau alat lain bagi orang-orang yang memiliki cacat tubuh.

Aplikasi yang lain

Banyak sekali aplikasi yang lainnya dari EEG. Misalnya untuk mendeteksi kebohongan atau dikental dengan lie detector. EEG juga dapat digunakan sebagai alternatif untuk mengakses computer seperti menggerakan kursor tanpa menggunakan keyboard atau mouse. EEG juga dapat digunakan untuk edukasi dan hiburan (misalnya game). Perusahaan Emotiv (emotiv.com) dan Neurosky (neurosky.com) mengembangkan dan memroduksi berbagai alat berbasis EEG yang dapat digunakan untuk edukasi, game, maupun untuk riset. Sekian dahulu tulisan ini, semoga bermanfaat.

Biodata Penulis: Sutrisno W. Ibrahim adalah mahasiswa S3 sekaligus research assistant di Jurusan Teknik Elektro King Saud University (KSU). Meraih gelar magister dari universitas yang sama tahun 2013 dan S1 dari Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) tahun 2010. Bidang penelitian yang diminati meliputi biomedical engineering, artificial intelligence, dan machine learning.