婴儿听觉加工与事件相关脑振荡

本实验的总体目标是评估婴儿大脑结构中神经振荡在短时间尺度上的动态变化。首先，将高密度传感器网放置在婴儿头部，并在刺激呈现期间记录脑电波，以此实现该目标。第二步是对脑电波数据进行预处理，以生成事件相关电位。

接下来，将离散的多源分析结果投射到适合婴儿年龄的 MRI 模板上。最后一步是应用源蒙太奇，并将信号分解到时频域。最终，通过对婴儿脑振荡的分析，揭示早期发育过程中脑功能的变化。

与传统ERP分析相比，该技术的主要优势在于能够以不同的频率、出现幅度和时间跨度来检测脑部振荡。由于操作过程中涉及的手部、身体和手臂相对于婴儿及看护者的动作难以用语言准确描述，因此对该技术进行可视化演示至关重要。本次演示将由我们的首席脑电图（EEG）技术员特蕾莎·阿尔佩（Theresa Alpe）进行，实验室另一位脑电图技术人员杰斯（Jess）将协助她完成操作。

首先，将婴儿及其看护人带入测试室，让婴儿坐在看护人的腿上，并安排一名助手与婴儿互动。在讲解脑电帽佩戴流程的同时，测量婴儿头部最宽处的头围，并根据测量结果选择合适尺寸的脑电帽。

接下来，测量鼻根点至枕外隆凸的距离，并在总长度的中点处标记头皮。然后，同样测量两侧耳屏之间的距离并标记其中点。这两个测量点的交点即为Cz点。将电极帽置于婴儿头部，由助手在儿童后方扶住电极帽的连接器并整理导线。

通过将CZ电极放置在头顶的头皮标记处来调整网状电极的位置。从后向前依次放置每个电极，确保每个电极与头部表面之间呈直角。最后，插入电极网的连接器。

使用低于 50 千欧的阈值测量电极阻抗。在开始记录前，为看护人提供耳机，以避免看护人对婴儿记录造成干扰。若操作熟练，该技术可在 10 分钟内完成。

当婴儿已为仪器准备就绪后，首先通过距离婴儿头部等距的扬声器呈现听觉刺激，随后开始脑电图（EEG）记录。为婴儿提供一个安静、平和的环境。

记录过程中，使用安静的玩具吸引婴儿注意力。实验结束后，取下电极帽并擦干婴儿的头发和头部。通过目视检查原始输出，开始处理事件相关电位（ERP）数据。

剔除任何具有高幅值伪迹的片段。对每位个体及每种条件分别计算平均诱发电位。根据组别和条件合并这些平均值，以生成总平均值。

接下来，将每个个体及总平均ERP文件与相应年龄匹配的磁共振成像模板进行共配准。然后估计拟合数据所需的潜在源的数量和位置。对于该听觉范式，采用左右两侧位置和方向自由的偶极子来处理源定位数据。

首先，在总平均ERP文件中选择一个与峰值相对应的时间窗。检查偶极子模型解的拟合优度。根据软件输出的残差方差，调整时间窗以使残差方差最小化。

最后，为了在源空间中分析时频数据，将DPO模型解应用于原始未滤波的连续EEG数据，并通过将时域单次试验源信号转换为时频域来完成处理。本项EEG研究的结果展示了23名4个月大婴儿在控制条件和快速速率条件下具有代表性的总平均ERP反应。采用失匹配负波（oddball）范式来判断婴儿大脑是否能够识别两种不同音调之间的差异。

此处展示了左侧和右侧偶极子的源定位数据结果。在快速刺激速率条件下，右侧半球对变异音调对在400毫秒处呈现出明显的大幅峰值。此外，这些时频谱图表明，在刺激间间隔为300毫秒的对照条件下，音调诱发了与delta-theta频段功率变化相关的事件相关振荡。

完成此操作后，可进一步采用其他方法（如交叉频率相位耦合或振荡相干性分析）来探究早期脑发育的更多问题。观看本视频后，您应能够充分掌握如何在时域和时频域中记录和分析婴儿的脑反应。