Hola
Las ondas Alfa son de muy baja frecuencia y estamos hablando de microvoltios.
Te va a hacer falta un preamplificador de muy alta ganancia y de muy bajo ruido.
Tengo guardado en algun lado del submundo de mis discos duros un esquema scaneado que podria valerte, deja a ver si lo encuentro.
Por de pronto te dejo este esquema de un preamplificador que me ha aparecido en la web al intentar buscar un preamp de calidad:

Una vez amplificada la señal es tratarla con el arduino por las entradas analogicas como cualquier otro parametro.
PD: Se me olvidaba, como sensor (salvo que puedas conseguir algo quirurgico) se puede emplear un simple papel de aluminio con pasta conductora. Pero el nivel de ruido va a ser la leche y luego tendras que discriminar con filtros.
Un saludo,como atractivo si que es el proyecto.
Ah. por ultimo un enlace que te va a hacer disfrutar (espero que controles un poco de ingles)
http://openeeg.sourceforge.net/doc/