Вставлю свои 5 копеек.
Референтный электрод (ещё его в электрокардиографии называют "драйвером правой ноги") в вашем случае – да для борьбы с 50 Гц и для того, чтобы потенциал на теле человека не выходил за диапазон, который воспринимают усилители.
Можно также не мучиться и всю цифровую часть сваять на Arduino. Тогда сложность схемы и скорость сборки устройства падает на порядок. Здесь:

http://www.prointellekt.ru/EEG1.php

представлен энцефалограф на основе Arduino с блютуз. Кстати, за счёт того, что связь с компьютером по радиоканалу блютуз, а значит отсутствует гальваническая связь с аппаратурой, где 50 Гц (питаемся от батареек) пропадает необходимость с этими 50 Гц бороться. В результате в указанной схеме у референтного электрода убраны усилители, что упростило схему и уменьшило её шумы. Референтный электрод там стал всего лишь проводом, соединяющим мочку уха пациента и нулевую точку схемы – то есть он служит теперь только для того, чтобы потенциал тела пациента стал возле потенциала нулевой точки схемы (ну или потенциал нулевой точки схемы возле потенциала тела пациента ).