基于Hermite滤波器的稳态视觉诱发电位背景标记Stroop效应包络分析

发布时间：2019-04-03 19:43

【摘要】：Stroop效应能够反映大脑对冲突干扰的注意。为了深入分析Stroop效应中大脑的认知活动过程,设计了稳态视觉诱发电位(SSVEP)背景标记的Stroop实验范式,记录同时含有事件相关电位(ERP)信号和SSVEP信号的脑电信号,并提出基于Hermite滤波器的脑电信号包络分析方法。采集了10例受试的脑电数据,分离得到ERP信号和SSVEP信号。在刺激后400~600 ms时间窗内,不一致条件的ERP信号比一致条件的ERP信号更负。条件之间的差异具有统计显著性,差异主要分布在前额区域,可视为Stroop效应在脑电上的体现。通过包络分析发现,SSVEP信号的包络在刺激后存在明显的下降过程。ERP信号Alpha频带总包络刺激之后的变化与其刺激之前的水平有关,若刺激之前Alpha频带总包络的水平较高,刺激之后包络先小幅上升后下降到比刺激前更低的水平;若刺激之前水平较低,刺激之后的包络上升后下降到与刺激前相当的水平。通过SSVEP背景标记Stroop实验范式和包络分析,可进一步研究Stroop效应的认知活动过程,也可为其他认知实验提供参照。
[Abstract]:The Stroop effect reflects the brain's attention to conflict interference. In order to analyze the cognitive process of the brain in Stroop effect, a Stroop experimental paradigm was designed for (SSVEP) background marking of steady-state visual evoked potentials (VEPs), and EEG signals containing both (ERP) and SSVEP signals of event-related potentials (ERPs) were recorded. The envelope analysis method of EEG signal based on Hermite filter is proposed. The EEG data of 10 subjects were collected and the ERP signal and SSVEP signal were separated. In the 400-600 ms time window after stimulation, the inconsistent ERP signal was more negative than the consistent-condition ERP signal. The difference between the conditions was statistically significant, and the difference was mainly distributed in the frontal region, which could be regarded as the embodiment of the Stroop effect in electroencephalogram (EEG). It was found by envelope analysis that the envelope of SSVEP signal decreased obviously after stimulation. The change after Alpha band total envelope stimulation was related to the level before stimulation, and if the level of Alpha band total envelope was higher before stimulation, the change of Alpha signal envelope after stimulation was related to the level before stimulation. After stimulation, the envelope increased slightly and then decreased to a lower level than that before stimulation. If the pre-stimulus level is lower, the envelope after stimulation increases and then drops to the same level as before stimulation. By using SSVEP background marker Stroop experimental paradigm and envelope analysis, we can further study the cognitive process of Stroop effect, and can also provide reference for other cognitive experiments.
【作者单位】： 清华大学医学院生物医学工程系;
【基金】：国家自然科学基金重点项目(91120007) 国家高技术研究发展计划(863计划)(2012AA011601)
【分类号】：R318

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本文编号：2453506