数据分析
01      频谱分析
Band Power Analysis

原理:

EEG信号可分解为不同频率的振荡成分,各频段与特定认知、生理状态相关。主要频段及意义:

δ波 (0.5-4 Hz):

深度睡眠

病理状态(如脑损伤)


θ波 (4-8 Hz):

冥想、记忆编码

疲劳状态


α波 (8-12 Hz):

闭眼放松状态(枕叶最明显)

抑制无关信息处理


β波 (12-30 Hz):

专注、焦虑

(前额叶β升高可能反映压力)


γ波 (>30Hz):

高级认知(注意、知觉绑定),

可能受肌电干扰


应用:

睡眠分期、注意力评估(如α/β比值衡量放松度)

神经反馈训练(如增强θ波改善创造力)

02      事件相关电位
Event-Related Potentiial(ERP)

原理:

通过时间锁定叠加技术,提取与特定刺激(视觉、听觉)相关的微弱脑电响应。

经典成分:

P100/N170:

早期视觉加工

(如面孔识别)


N200:

冲突监测

(如Go/NoGo任务)


P300:

决策与注意力资源分配

(潜伏期反映认知负荷)


应用:

认知功能障碍评估(如精神分裂症患者P300幅值降低)

消费者神经营销(评估广告吸引力)

03      稳态视觉诱发电位
Steady-State Visual Evoked Potential(SSVEP)

原理:

对视觉刺激以固定频率闪烁(如15Hz),EEG中会同步出现同频谐波响应。

特点:

信噪比高,适合脑机接口(BCI)控制(如光标移动)。

频率特异性可区分不同指令(如12Hz vs. 15Hz对应不同操作)。

应用:

无创BCI系统开发(如拼写器、轮椅控制)

大脑注意力追踪(SSVEP幅值反映视觉专注度)

04      大脑地形图
Brain Topographic Mapping

原理:

将多通道EEG的时域/频域特征映射到头皮二维空间,可视化脑区活动差异。

关键图类型:

功率地形图:

显示特定频段(如α波)在各脑区的能量分布

差异地形图:

对比两组(如病人vs.健康人)的脑电活动差异

05      微状态分析
Microstate Analysis

原理:

EEG信号在毫秒级时间内由若干“准稳定”状态(微状态)组成,反映大脑功能网络的快速切换。

经典微状态通过地形图聚类分为四类(A~D):

A(左前-右后):

语言加工

B(右前-左后):

视觉空间处理

C/D:

突显网络与注意调控

06      功能连接
Brain Functional Connectivity

原理:

通过统计方法量化不同脑区活动的相关性,反映信息交互模式。

常用指标:

相干性 Coherence:

频域相关性(如θ波跨半球连接增强反映记忆任务)

相位同步 PLV:

时域锁相程度(异常同步可能与癫痫相关)

格兰杰因果 Granger Causality:

方向性连(前额叶到顶叶的信息流)