覃慧怡 丁丽洪 段 威,2 雷 旭

    脑电的重测信度：在多项静息态和任务态实验中的对比*

    覃慧怡1丁丽洪1段 威1,2雷 旭1

    (1西南大学心理学部, 重庆 400715) (2中国科学院心理研究所, 北京 100101)

    基于脑电探讨心理过程的认知神经机制, 需要信号本身具有良好的重测信度。本研究多角度对比了睁眼、闭眼两种静息态脑电以及精神运动警觉任务、Oddball两种任务态事件相关电位的重测信度。发现静息态的重测信度普遍优于任务态, 其中闭眼静息态又比睁眼静息态的重测信度更高, alpha频段的重测信度在所有频段中最高。对于两种任务态, 在时域上均表现为刺激出现后200 ms左右较高的重测信度。在空间上, 5种状态的结果都表明中央区域比外周区域的重测信度更高, 这可能与外周区域更容易出现伪迹有关。本研究涉及多个静息态和任务态脑电实验, 在频域、时域、空域三个维度的特征上, 较为全面地对比了重测信度并分析了可能的原因, 为后续研究脑电信号重测信度选择合适的实验范式和指标提出了建议, 对于基础和临床领域的脑电应用都具有重要参考价值。

    脑电, 事件相关电位, 重测信度, 静息态

    1 引言

    神经影像技术的发展和应用是脑科学研究的重要基础, 包括功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)、脑电图(electroencephalography, EEG)和脑磁图(magnetoencephalogram, MEG)等在内的多项脑成像技术受到了心理学、认知神经科学、生物医学工程等领域的广泛关注。相比于fMRI和MEG等脑成像技术, EEG因其时间分辨率高、操作简单、无创、便携和价格低廉等多种优势, 成为了认知神经科学等领域最常用的研究工具。基于头表脑电信号探讨心理过程的认知神经机制, 需要脑电信号具有良好的重测信度(Elliott et al., 2020)。

    静息态(通常为睁/闭眼静息态脑电, 即resting- state EEG, rsEEG)和任务态脑电(通常为事件相关电位, 即event related potential, ERP)是头表脑电研究中最常用的两种形式。rsEEG通常是指人在清醒休息的状态下, 在头表记录到的有节律的、反映大脑内在连接的自发神经电活动, 它能提供个体有关认知和人格特征差异的相关信息(Deco et al., 2011)。因此, 许多研究将rsEEG扩展到临床研究领域作为识别神经精神疾病的生物标志物(Newson & Thiagarajan, 2019), 例如阿尔茨海默病(Bonanni et al., 2008)、癫痫(Rotondi et al., 2016)、精神分裂症(Siebenhühner et al., 2013)、失眠(Zhao et al., 2021)等 ......