18、生物医学信号分析：从刺激反应到频率耦合应用

生物医学信号分析：从刺激反应到频率耦合应用

1. 刺激反应的研究方法

对一系列刺激的反应不仅仅只有习惯化这一种，文献中也描述了在最初刺激期间，与敏感化过程相关的反应增强现象。一般来说，研究这些随时间的系统性变化有两种可能的方法：
- 调整实验范式 ：在经典的习惯化/敏感化研究中，有两种可能的范式。
- 子集合平均法 ：将记录会话细分为由几个连续试验组成的连续子集，计算每个子集中的集合平均值，通过这些子集合平均值的时间演变来评估习惯化/敏感化过程。但这种方法仅在试验之间的变化比每个子平均中包含的试验时间跨度慢得多时才成功。
- 块平均法 ：将一系列试验作为一个块重复进行，每个序列在假定的恢复时间后开始，然后对每个块中的相应响应进行平均。这种方法假设连续的块是等效的，且习惯化/敏感化过程在每个块中相同。不过，这两种方法都需要长时间的记录会话，实验期间可能会发生一般唤醒变化。
- 开发提取单试验响应的方法 ：平均技术无法直接获取事件相关电位（ERP）潜伏期和振幅的变化，而单试验分析可以从单个ERP序列中可靠地提取信号特征，是几乎所有相关研究的最终目标。

2. 提取单试验ERP的技术

为了更好地获取单个ERP，提出了几种技术，每种技术都需要对响应的性质做出特定假设。
- 维纳滤波器 ：许多方法涉及对单试验轨迹进行滤波，特别是基于维纳形式主义的技术，它在均方误差意义上提供了最优滤波。但这些方法将信号视为平稳过程，而ERP是具有不同时间和频率特征的瞬态