8、脑电图信号在认知发展测量中的应用与挑战

脑电图信号在认知发展测量中的应用与挑战

1. 引言

在研究大脑行为变化及其关系时，有多种研究技术可供选择。脑电图（EEG）方法相较于其他现有方法，如皮质脑电图（ECoG）和脑磁图（MEG），提供了一种高效、便捷且低成本的测量大脑行为的方式。EEG 能够在不干扰大脑正常活动的情况下，检查其发育变化，已被用于研究 5 个月至 4 岁婴儿大脑电活动与认知活动发展之间的相关性。

EEG 是从头皮记录大脑电位，显示脑组织电活动的技术。研究人员利用 EEG 信号来了解人类大脑的功能以及测量大脑随时间的发展。EEG 信号具有自发性和情境相关性，能出色地跟踪大脑功能的快速变化，且具有高时间分辨率，但空间分辨率较低。

2. EEG 信号在认知发展测量中的应用

认知发展是指从儿童期到青春期再到成年期的思维过程构建，包括记忆、解决问题和决策等。认知分析方法在神经科学和脑机接口（BCI）应用中逐渐兴起，可用于监测和检测多种神经障碍，如注意缺陷多动障碍（ADHD）、早产儿的认知发展、自闭症等。

大脑的认知活动可以通过 EEG 进行测量。EEG 记录的信号通常是多个不同频率正弦波的总和，可通过傅里叶分析将其分解为原始正弦波。分解后的波可用于去除伪迹以及研究信号趋势，还能用于估计功率谱密度，从而对认知活动进行预测。

相干性是与两个头皮电极部位之间的互相关成正比的频率，反映了它们之间的相位同步程度。功率和相干性是衡量大脑发育变化的两个因素，通常与认知处理功能相关。

3. EEG 在认知发展测量中面临的挑战

尽管 EEG 为测量大脑活动提供了便捷的方法，但它也带来了一些挑战，可能会让该领域的新研究人员感到困