[SCOPUS] The effect of binaural beat-based audiovisual stimulation on brain waves and concentration

The Effect of Binaural beat-based Audiovisual Stimulation on Brain waves and concentration

Paper & Journal Info.

Title	The effect of binaural beat-based audiovisual stimulation on brain waves and concentration
Author	Jinhyeok Park, Hyunjin Kwon, Seokhwan Kang, Youngho Lee
Journal / Conf.	ICT Convergence Powered by Smart Intelligence
Journal Grade	SCOPUS

ABSTRACT

In this study, we analyzed the effect of binaural beat auditory stimulation on EEG. In particular, this research focused on alpha and beta waves of EEG, which are known to be closely related to attention. As a result, we were able to confirm that alpha waves are more active on all channels when providing alpha binaural beats than in meditation, and the temporal lobe was activated when we provided a beta binaural beat. Also, when we provided the alpha and beta binaural beats, the attention and concentration index was more activated on most channels. These results can help build content that is based on attention and concentration using binaural beat. 

METHOD

실험 대상은 총 15명이고, 실험은 조용한 환경의 교내 연구실에서 진행되었습니다. 뇌파 데이터는 헤드밴드 형태로 제작된 EEG 장비를 통해 전두엽 2곳, 측두엽 2곳의 뇌파 데이터를 추출하였습니다. 측정 위치는 International 10-20 System에 기반하였습니다. 뇌파는 일반적으로 알파파, 베타파, 세타파, 감마파, 델타파 총 5가지로 구분됩니다. 데이터 전처리에 원시 데이터를 주파수값으로 변환하기 위해 FFT기법을 활용하였습니다. 

< Fig. 1. International 10-20 System >

실험절차는 사전설문 > 명상 > 바이노럴 비트 제공 > 종료 순으로 진행되었습니다. 정제된 데이터를 얻기 위해 사전 설문을 통해 실험 대상이 실험에 적합한지 구분하였습니다. 구분 요소로 정신질환 여부, 카페인 섭취 여부, 수면 시간 등을 고려하였습니다. 이후, 바이노럴 비트를 들을 때와 듣지 않을 때의 데이터를 비교하기 위해 명상을 약 5분간 진행하였습니다. 명상 이후 알파 바이노럴 비트와 베타 바이노럴 비트를 각각 5분간 제공하였습니다.

< Fig. 2. Experimental Procedure Diagram >

데이터 R 3.5.0 Ver.을 사용하여 알파 바이노럴 비트, 베타 바이노럴 비트가 뇌파와 주의집중도에 어떠한 영향을 미치는지를 중점으로 분석하였습니다. 주의집중도는 국내∙외 논문에서 주의집중도를 산출하기 위해 많이 사용하고 있는 (알파파 + 베타파) / 세타파 공식을 사용하였습니다.

RESULT

명상 상태의 알파파와 알파 바이노럴 비트를 피험자에게 제공할 때의 알파파, 베타파의 평균을 비교 분석하였습니다. 알파 바이노럴 비트를 제공했을 때 알파파의 평균이 증가하는 것을 확인할 수 있습니다.

명상 상태의 베타파와 알파 바이노럴 비트를 피험자에게 제공할 때의 알파파, 베타파의 평균을 비교 분석하였습니다. 알파 바이노럴 비트를 제공했을 때 알파파의 평균이 증가하는 것을 확인할 수 있습니다.

명상 상태의 주의집중도와 알파, 베타 바이노럴 비트를 제공할 때의 주의집중도 평균을 비교 분석하였습니다. 대체로 바이노럴 비트를 제공할 때에 주의집중도가 높아지는 것을 확인할 수 있었습니다.