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基于因子分析方法的相位同步脑电源的时-空动力学分析
  • 期刊名称:物理学报. 2011, 60: 048703
  • 时间:0
  • 分类:O212.4[理学—概率论与数理统计;理学—数学]
  • 作者机构:[1]电子科技大学生命科学与技术学院,神经信息教育部重点实验室,成都610054, [2]电子科技大学物理电子学院,成都610054
  • 相关基金:国家自然科学基金青年科学基金(批准号:30800242)资助的课题
  • 相关项目:基于ERP功能性子成分的视觉注意网络的研究
中文摘要:

头皮脑电时间序列的相关性是大脑皮层源的相位同步性的一种体现,因此对相位同步源进行定位,同时找到源对应的时间序列在脑成像研究领域具有重要意义.基于Rssler模型提出仿真相位同步偶极子源的时间序列的方法,利用时间序列进行同心四层球头模型正演,获得仿真头皮脑电数据.提出了基于最大似然因子分析的相位同步脑电源的时-空动力学分析方法,对仿真和真实头皮脑电数据进行了验证,并与主成分分析法进行对比.仿真实验结果表明:最大似然因子分析法估计的时间序列与仿真源的时间序列具有更高的相关系数,同时估计源与仿真源的位置误差更小,并且对空间分辨率和噪声的鲁棒性强.空间选择性注意实验的脑电数据分析结果也显示因子分析法能获得具有生理意义的时间序列和空间分布.

英文摘要:

Correlations in time courses of scalp electroencephalogram(EEG) may be represented by the phase synchronization in cerebral cortex sources to a certain some degree.Therefore,it is very important to localize the sources of phase synchronization and find corresponding time courses in the brain imaging study.Based on coupled Rssler oscillators with different coupling strengths,we propose a new method of simulating phase synchronized dipole sources and use a concentric 4-sphere head model to obtain simulation forward scalp EEG data.In addition,we propose the spatiotemporal dynamic analysis of phase synchronized sources based on the maximum likelihood factor analysis,verify the simulated and real scalp EEG data,and further compare the results with those of principal component analysis.Simulation results demonstrate that time courses estimated by maximum likelihood factor analysis have higher correlation with simulated sources,and less locational error between estimated sources and simulated sources.Factor analysis shows a better robust to the spatial resolution and the noise than principal component analysis.Furthermore,real data from spatial attention experiments show that factor analysis is capable of obtaining time courses and spatial distribution under the physiological base.

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