睡眠剥夺对大脑状态影响的时-频-空分析

结合脑电信号eeg的小波变换和非负矩阵分解,寻求正常睡眠和睡眠剥夺(sleepdeprivation,sd)两种条件下,大脑状态在时域、频域和空域的主要差异,探讨其发生机制,并建立综合评价方法.为此,获取两种条件下11名受试者的听觉诱发电位,对脑电gamma频段做小波变换得到时频信息,采用anova统计计算每个时频点的f检验值,对此进行两分量的非负矩阵分解.结果表明,sd引起的大脑状态变化主要发生在40hz左右,刺激后约400ms处的额叶和前额叶位置.基于此,分别从时频复合域、时域和空域的角度来分析具体的变化,发现sd引起gamma振荡减少,活动时间延迟,额叶功能区兴奋性降低,推断sd的作用机制在于降低了神经元的活动和同步化效应.分析表明结合eeg的小波变换和非负矩阵分解,可以建立一条从时、频、空三域全面评价大脑状态主要变化的途径.