L’elettroencefalografia (EEG) è la registrazione dell’attività elettrica del cervello, captata da elettrodi posti sul cuoio capelluto. I potenziali misurati nascono dalla somma dell’attività sincrona di vaste popolazioni di neuroni corticali; i segnali sono estremamente deboli (microvolt) e richiedono amplificazione spinta e schermatura dai disturbi.
Il segnale EEG si analizza tradizionalmente per bande di frequenza, ciascuna associata a stati funzionali del cervello:
| Banda | Frequenza | Stato tipico |
|---|---|---|
| Delta | < 4 Hz | sonno profondo |
| Theta | 4–8 Hz | sonnolenza, meditazione |
| Alfa | 8–13 Hz | veglia rilassata, occhi chiusi |
| Beta | 13–30 Hz | veglia attiva, concentrazione |
| Gamma | > 30 Hz | elaborazione cognitiva intensa |
Questa scomposizione si ottiene con l’analisi spettrale (trasformata di Fourier) del tracciato. L’EEG è uno strumento centrale in neurodiagnostica: epilessia (individuazione di scariche anomale), disturbi del sonno, valutazione del coma e morte cerebrale.
Dal punto di vista ingegneristico, le sfide riguardano l’acquisizione di segnali a basso rapporto segnale-rumore: amplificatori a basso rumore, alto CMRR per reiettare l’interferenza di rete, e rimozione di artefatti (movimenti oculari, attività muscolare). L’EEG è anche la base di molte interfacce cervello-macchina (BCI), che traducono pattern dell’attività cerebrale in comandi per protesi, cursori o dispositivi, aprendo applicazioni nella riabilitazione e nell’assistenza ai disabili.