时间知觉的神经机制-EEG时频分析的探索(完整版)实用资料.doc

时间知觉的神经机制_EEG时频分析的探索（完整版）实用资料
(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）
第29卷第10期西南大学学报(自然科学版2007年10月Vol129No110JournalofSouthwestUniversity(NaturalScienceEditionOct12007
文章编号:1673-9868(200710-0152-04
时间知觉的神经机制
EEG时频分析的探索¹
张志杰,刘强,黄希庭
西南大学心理学院,重庆400715
摘要:小波变换是分析EEG信号时频特征的一种常用方法.采用Morlet小波变化的方法,探讨1000ms时间知觉过程的时频特征,进而揭示内部时钟的频率特征.研究表明:在时间知觉过程中EEG的主要频率在20~25Hz之间.结合ERP和EEG时频分析的优势和不足,两者的结合更能有助于揭示大脑认知活动的神经机制.
关键词:时间知觉;内部时钟;EEG;小波分析
中图分类号:B84211文献标识码:A
在时间知觉研究中,一直存在两种相互对立的理论模型:内部时钟模型(internalclockmodel和认知模型(注意和记忆模型[1].内部时钟模型认为动物和人类的计时机制依赖于一种内部时钟的机制,内部时钟(internalclock由起搏器(pacemaker和累加器(accumulator构成,其中起搏器按照一定的频率连续释放冲动(pulse到累加器,然后通过记忆过程和决策过程做出最后的反应.而认知模型则认为人类时间知觉取决于对其注意资源分配的多少(预期式时间知觉和记忆容量的大小(回溯式时间知觉.虽然这两个理论模型都得到了大量行为研究的证据,但是也都存在一定的理论缺陷.
来自脑成像的研究结果表明小脑具有内部时钟的功能,但也有研究发现基底神经节在某种条件下也具有这种功能[2].采用单细胞纪录的研究发现前额叶背外层区域神经元间的放电模式可以构成计时的机制[3].而且ERP的证据也表明时间知觉过程所诱发CNV的波峰潜伏期和内部时钟所释放冲动的累加过程存在一定的联系[4].虽然这些研究都围绕存不存在内部时钟以及内部时钟的位置展开,但是对内部时钟所释放的冲动的性质及其本质却较少涉及.
大脑本身存在自发性振荡,即大脑的原有的自发节律,并且这一特征可通过脑电波记录到,例如delta节律(1~4Hz,theta节律(4~8Hz,alpha节律(8~12Hz,beta节律(12~30Hz以及gamma节律(30~70Hz.这些节律有时和脑的行为状态之间存在着稳定的联系,如:清醒闭眼时alpha节律增加,睁眼时alpha节律减少;认知状态gamma节律增加等等.由于内部时钟的本质在于脉冲的释放和累积,因此我们尝试从时间知觉过程中EEG节律的分布特征来探讨内部时钟的存在及其机制,也就是时间知觉过程中EEG的时频特征.
1方法
111被试
西南大学在校大学生6名(5男1女,平均年龄2113岁.所有被试均无精神病史,右利手,视力或矫
¹收稿日期:2007-03-20
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30270467;教育部高等学校博士学科点专项专项科研基金资助项目(20040635001;
20060635002;西南大学国家重点学科科研基金资助项目(西国重04005.
作者简介:张志杰(1973-,男,河北邢台人,副教授,主要从事时间认知的研究.
通讯作者:黄希庭,教授,博士生导师.
正视力正常.
112程序屏幕显示复制法的指导语后,被试按任意键图形*呈现在屏幕中央,图形呈现一段时距后(1000ms消失,这段时距即为目标时距.目标时距呈现完毕后,显示要求被试进行复制的指导语,被试按/空格键0后再次出现*图形,当被试主观感觉两者的呈现时距相同时,按压/空格键0图形消失.被试连续复制15次.计算机自动纪录被试复制的时距(精确到011s.
113EEG纪录
实验仪器为BrainProductsERP工作站.Ag/AgCl记录电极固定于64导电极帽.以双侧乳突为参考电极,左眼上下眶的电极记录垂直眼电(VEOG.头皮与电极之间的阻抗小于5k8.信号通过放大器放大,记录连续EEG,滤波带宽为01016~100Hz,采样频率为500Hz/导.EEG数据进行离线(Off2line分析,并对眼电和伪迹进行处理.
114时频分析原理
时频分析作为信号处理领域的一个主要研究领域,主要任务是描述信号的频谱含量随时间变化的情况.因此时频分析能够对某个时间跨度内的波形和频谱特性进行分析,并能揭示某一具体时刻或时间段内信号的频率组成成分以及相关频率成份的能量分布.
从EEG数据中提取特定频率成分常用的方法主要有傅立叶变换(Fouriertransformation和小波分析(waveletanalysis.但由于傅立叶变换本身的