脑电信号入门

这是关于脑电信号的入门篇章，包括但不限于，名词解释，基础，相应的算法简介，但不会有很详细的说明。

诱发电位（EP）

诱发电位（evoked potential,EP）是指给予神经系统某一部位适宜刺激，在神经系统相应部位所记录到的电位变化。

通常把与刺激信号有严格关系的特定反应电位称为特异性诱发电位，这种特异性诱发电位是诱发信息以神经发放形式，在神经通路不同水平上不断组合形成的一系列神经电活动。

被事件所引发的正负电压波动可以被称为“峰”、“波”或“（脑电）成分”，是事件相关电位研究的主要对象。

一般而言，事件相关电位的主要成分（尤指事件发生100毫秒后出现的“晚”成分）遵循两种命名体系。第一套体系依据的是该成分与相应事件的时间关系，或者说该成分的“潜伏期”，例如在刺激呈现后100毫秒左右达到峰值的正成分被称为“P100”,负成分被称为“N100”；

第二套体系依据的是该成分的序列性，例如刺激诱发的第一个显著的正成分被称为“P1”，而第一个负成分被称为“N1”。

大多数主要的脑电成分同时具有两种称谓，例如“P300”和“P3”。巧合的是，脑电成分的潜伏期数值往往接近其序列位置的100倍，以致N1 = N100，P1 = P100，P3 = P300。由于存在这种对应关系，因此两种命名尚不至于带来研究与交流的不便。

由于历史原因，两套体系经常混用而不加区分。例如，同一份研究报告可能会对较早出现的成分使用第一种命名法，称其为N1、P1；而对较晚的成分使用第二种方法，称其为P300、N400，这种情况是非常普遍的。由于脑电成分的潜伏期并不稳定，部分研究者更推崇使用第二种命名法。但是这一问题在学界内还未形成共识。

其他脑电成分遵循与以上两种体系不同的命名法，如：

（1）根据其物理属性，例如在P300后出现的正成分被统称为晚期正成分（late positive component）；
（2）根据其任务特异性，例如在选择性注意任务中观察到的，被非注意刺激所诱发的脑电负成分被称为失匹配负波（mismatch negativity）。

视觉诱发电位（visual evoked potential），电生理现象。在视野范围内，以一定强度的闪光或图形刺激视网膜，可在视觉皮层或头颅骨外的枕区记录到电位变化。

人脸，虹膜，指纹等信息，因为有短时间不可变性，所以，研究人员可以根据诸多特征进行伪造。但是，人的思维是千变万化的，是动态的，伪造几乎是不可能。

由于人在平和和非平和的时候，脑电信号不一样，所以，受到威胁时可以根据这个进行报警。

同一个体不同思维状态下的脑电波也会有差异。但是通过加强对个体有效信息的识别，我们就可以做到很多很有意思的事情，比如思维控制等。

诱发性脑电波（Event-Related Potential,ERP）

这种脑电波也称为事件相关脑电波，是大脑受到外界环境的刺激，经过几百毫秒的潜伏期后产生的电位大幅波动。

自发性脑电波（Electroencephalogram,EEG）

自发性脑波也称为静息态脑电波，是大脑自发产生的有节律的电位信号。

下面这张表来自于百度百科

在自然静息的状态下，α 波为脑电波主要成分，当然也含有少量的 θ 波和 β 波。

脑电波的分类图示

通常在头皮中采集到的脑电波幅度仅在 10μV - 100μV 之间，非常微弱，极其容易受到环境因素和个体因素的影响。

肌电噪声（Electromyography，EMG）

肌电信号（EMG）是众多肌纤维中运动单元动作电位（MUAP）在时间和空间上的叠加。表面肌电信号（SEMG）是浅层肌肉EMG和神经干上电活动在皮肤表面的综合效应，能在一定程度上反映神经肌肉的活动；相对于针电极EMG，SEMG在测量上具有非侵入性、无创伤、操作简单等优点。

眼球转动引起的眼动噪声（Electro-Oculogram，EOG）

基线漂移，电子噪声，50Hz工频以及设备接触不良等。

工频：

工频是电网工作频率的简称，指电网中交流电的频率，同一电网中的所有发电机、输配电设备和用户均使用这一频率的交流电。目前世界上大多数国家使用50Hz作为电网工作频率，但也有美国、部分亚洲国家和地区使用60Hz工频。

在第二次工业革命过程中，许多不同的频率和电压曾被使用过。由于建设电网的设备投资巨大，电网规格的标准化进展缓慢。尽管如此，21世纪以来，使用50 Hz工频的电网趋向于使用220–240伏电压；使用60 Hz工频的电网趋向于100–127 V供电。

中国采用50Hz。

一般采用数字陷波器来移除 50Hz 交流工频干扰，以保留其他频带的信息。

具体内容参考我写的一个博文。