数据平均
以前我们已经讨论了在与某类事件时间锁定的一组数据时期内发生的与事件相关的脑电动力学的方式,不仅限于或完全用其时间特征表示锁定的试验平均值或事件相关电位(ERP)。
EEGLAB包含几个用于绘制数据集试验的一维ERP平均值的函数,EEGLAB还具有用于研究单次试验中表达的脑电动力学的功能,这些功能在很大程度上可以通过单次试验数据集的2D(试验的潜在时间序列)ERP图像转换(也称为“提取的数据”)。
在ERP图像图中,首先沿某个相关维度对EEG数据周期(试验)进行排序(例如,受试者反应时间,试验内theta功率水平,给定等待时间窗口中的平均电压,刺激开始时的α相等),然后(可选)对相邻试验进行平滑处理,最后进行颜色编码并可视化为2D矩形彩色(或单色)图像,(ERP映像的构造将在下文中详细介绍)。
1.1 使用头皮图在单个轴上绘制ERP数据
在这里,我们将使用最后一个关键步骤(关键步骤8)之后的教程数据集。
探索性步骤:绘制全通道ERP
要绘制所有数据集时间段的平均ERP以及选定延迟时的ERP头皮图,请选择“ Plot > Channel ERPs> With scalp maps”,作为使用样本数据集的简单说明,我们将在默认的pop_timtopo.m窗口中保留默认设置,仅输入图标题并按OK。
出现timtopo.m图形(如下),每条迹线在一个通道上绘制平均ERP,头皮图显示了平均电位在430ms处的地形分布(最大ERP数据方差的潜伏期),或者,可以在上面的弹出窗口中指定一个或多个确切的头皮图延迟。
timtopo.m函数绘制了所有通道平均ERP的相对时间过程,以及平均ERP时间过程中各个时刻头皮电位分布的“快照”。请注意,要在所有延迟下可视化ERP头皮图——作为ERP影片(即在头皮上查看ERP的播放),请从命令行调用函数eegmovie.m。
1.2在地形阵列中绘制ERP轨迹
探索性步骤:在地形图中绘制ERP
在这里,我们将绘制的数据集的ERP绘制为二维地形布局中的单通道迹线。选择“ Plot > Channel ERPs > In scalp array/rect” 数组,使用默认设置,然后在弹出的pop_topoplot.m窗口中按OK(如下)。
生成以下plottopo.m图形。
请注意,如果从命令行调用,plottopo.m函数geom选项也可用于在矩形网格中绘制通道波形。您可以通过单击某个特定通道的轨迹(上图)来可视化它,从而生成一个弹出的子轴视图,例如,单击标记为POz的ERP跟踪(上图)以调出此跟踪的完整视图(如下所示)。
许多EEGLAB绘图例程使用工具箱函数axcopy.m,每当用户单击主绘图窗口时,就会弹出一个子轴绘图窗口。子轴窗口则没有启用axcopy.m,允许用户使用标准的Matlab鼠标“放大/缩小”功能。
1.3 在两列数组中绘制ERPs
探索性步骤:在列数组中绘制ERP
要在两列数组中绘制(一个或多个)平均ERP数据记录道,请在头皮/矩形中选择菜单项“Plot > Channel ERPs > In scalp/rect”。要在弹出的pop_topoplot.m窗口中使用默认设置,请选中“在矩形数组中绘制”复选框,然后按OK。
生成的pop_topoplot.m图(下图)
与上一个绘图一样,单击上面的轨迹会弹出一个完整的窗口子轴视图。
1.4 将ERP绘制为一系列头皮图
1.4.1 绘制一系列二维ERP头皮图
在这里,我们将绘制一系列2-D头皮图的ERP数据,这些图表示在选定的一系列试验潜伏期的潜在分布。
探索性步骤:绘制一系列二维ERP头皮图
选择Plot>ERP map series>In 2-D,在弹出的topoplot.m窗口(下方)的顶部文本框中,键入所需ERP头皮图的历时。
请注意,在此或任何其他数字文本输入框中,您可以输入任何数字Matlab表达式,例如,请尝试0💯500,而不是0 100 200 300 400 500,甚至更复杂的表达式,例如-6000+3*(0:20:120),也可以正确解释。
然后出现topoplot.m窗口(如下),其中包含指定延迟的ERP头皮图。在这里,绘图网格有3列和2行;其他绘图几何图形可以在上面的gui窗口中通过“绘图几何图形”文本框指定。
1.4.2 将ERP数据绘制为一系列3D映射
探索步骤:绘制一系列3-D ERP头皮图
要将ERP数据绘制为一系列三维头皮图,请进入菜单plot>ERP map series>In 3D,将弹出查询窗口(下图),要求您创建并保存新的三维头部图三维样条线文件,对于每个剪辑画面,这个过程只能执行一次(在EEGLAB v4.6中进行得更快),单击“确定”开始此过程。
下面的窗口将弹出,这里有两个选择:如果已经为此通道位置结构生成了样条线文件,可以在第一个编辑框中输入它(首先单击“使用现有样条线文件或结构”激活编辑框,然后浏览数据文件),如果你没有这样一个文件,你将需要生成一个。
但是,首先您的通道位置必须与要打印的三维头部模板共同注册,请注意,如果您使用的是模板通道位置文件之一,例如(v4.6+)教程数据集,则Talairach转换矩阵字段(包含通道对齐信息)将自动填充,输入输出文件名(在第二个编辑框中)、要绘制的试用延迟(下面的0💯500表示延迟0、100、200、300、400和500 ms),然后按OK。
现在,三维绘图函数pop_headplot.m将创建三维通道位置样条曲线文件,弹出一个进度条,指示此过程何时完成。生成三维样条线文件后,选择“绘图”>“ERP map series”>“In 3D”。现在选择了样条曲线文件,将出现另一个gui窗口,至于绘制二维头皮图,在第一个编辑框中键入所需的延迟,然后按OK,将出现headplot.m图(下图)。
与往常一样,单击头部图将使其在子轴窗口中弹出,在该窗口中可以使用鼠标对其进行旋转。请注意,要选择(出于其他目的)已激活axcopy.m弹出功能的图形中的标绘或其他对象,请单击它,然后删除生成的弹出窗口。
要以指定角度绘制磁头,请选择“ Plot”>“ ERP map series”>“ In 3-D”菜单项。请注意,现在默认情况下,该函数使用上面生成的3-D样条文件,输入要显示的等待时间和headplot.m的“视图”选项(如下例所示),然后按OK。
然后将出现headplot.m窗口(下图),也可以使用鼠标旋转各个头部,这通常是必要的,以显示说明空间分布的最佳效果。
现在我们将简要介绍通道到负责人模式的共同注册过程,如果数据集包含特定的通道位置,例如使用Polhemus系统在受试者头部上测量的位置,并且要使用这些电极位置进行三维打印,headplot.m必须首先确定电极位置相对于模板头部表面的位置,无法执行常规转换,因为电极定位系统中的原点([0])不一定与headplot.m使用的模板头部的中心相对应(例如,基准点的交点:鼻和耳前点)。即使是这种情况,头部也有不同的形状,因此您的扫描电极位置可能需要在三维中缩放或扭曲以匹配模板头部网格。
“共同注册”窗口开始此操作,使用菜单项Plot>ERP map series>In 3D调用headplot.m.gui窗口,设置标记为的复选框或重新计算名为:,然后单击Manual coreg按钮,此时会出现一个窗口,说明如何执行共同注册。
按“确定”将打开下面的“共同注册”窗口。
在上面的窗口中,红色电极是与模板头网格固有关联的电极,Montage 不是通过将电极位置(以绿色显示)直接与头部网格对齐,而是通过扫描同一对象的头部(此处以红色显示)将Montage 与与头部网格关联的模板电极位置对齐。对于样本数据集,已经执行了此对齐,(单击按钮上的标签以显示电极标签)。
完成共注册后,只需单击“确定”,即可将9个新通道对齐值的向量(3D位移,3D旋转,3D缩放)复制回交互式界面 headplot.m窗口。
下一个教程部分将演示如何使用EEGLAB函数比较两个数据集的ERP试用平均值。
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