集成 EEG 的桌面应用程序研究

内容:

  1. 概述
  2. 研究设置
  3. 事件设置
  4. EEG 数据录音会话
  5. EEG 数据分析

概述

本指南的目的是演示如何使用桌面应用程序设置简单的 EEG 集成研究。

注意：有关桌面应用程序的更多信息，包括安装指南和应用程序功能概述，请参见此页面。

注意：有关桌面应用程序的更多信息，包括安装指南和应用程序功能的概述，请参见此页面。

研究设置

在“研究设置”标签下，找到实验功能栏目，向下滚动到Lab-Streaming-Layer选项并激活它。有关这些设置的更多信息，请访问此页面。

然后会弹出一个文本框，您可以在其中命名输出流。在这里，我们创建了一个单一的流并保留默认名称和选项。

在研究设置中创建输出流以建立与 EEG 的连接。
在研究设置中创建输出流以建立与 EEG 的连接。

通常，您希望为 Labvanced 中生成的事件设置一个输出流，并将其作为标记流发送到您的 EEG 录音，以标记事件，以便您可以对 EEG 数据进行事件相关分析。设置完成后，您可以在该流上发送单个标记，这使用 Labvanced 事件系统非常简单。

简单研究设置

为了本指南的目的，我们将快速设置一个关于 bouba-kiki 效应 的研究，以便有一个讨论的基础和设置 EEG 相关事件的基础，以便根据以下条件发送标记：

  • 显示的是哪种刺激类别（即，bouba 类别= 圆形； kiki 类别= 尖锐形状）
  • 图像被点击的时间

要查看我们如何设置刺激（以获取上下文），请参阅此视频中的 04:19 分钟标记：

刺激上传过程的快速描述（基于上述视频）：

  • 从实验系统中，我们创建等级并将其命名为‘bouba’，用于圆形的刺激图像，然后再创建另一个等级并将其命名为‘kiki’用于尖锐形状的刺激图像。
  • 现在在实验系统中显示的 Bouba 条件下，我们点击它并选择对象，然后上传相关的图像文件，选择以下选项：i.) 根据刺激的数量创建尽可能多的实验，ii.) 自动分配它们。
  • 然后，我们对其他条件执行相同的操作，选择条件下的对象并重复该过程。

此时，我们有一个简单的研究，有两种刺激类型。在我们设置事件后（即将到来的部分），最终任务将如下所示，点击图像将研究推进到下一个实验，同时发送 EEG 标记。

事件设置

现在关于事件的主要想法是，我们希望根据参与者看到的图像的类型/类别发送一个 EEG 标记，以及在图像被点击时发送一个标记。

事件 1：向 EEG 发送标记（帧/刺激开始）

对于第一个事件，我们希望 EEG 知道：a）刺激开始的帧何时启动，以及 b）刺激属于哪个图像类别（即 bouba 或 kiki）。

触发器

  • 实验和帧触发器 → 帧开始时

选择帧开始作为触发器，以便在制作第一个 EEG 标记时使用。
选择帧开始作为触发器，以便在制作第一个 EEG 标记时使用。

动作
由于我们希望在条件之间切换，我们需要一个 if/then 动作，在编辑器中：

  • 控制动作 → 需求动作（如果……那么）

为了指定第一个条件，我们调用相应的因子变量并将其设置为'pourba'。这是通过在编辑器中应用以下步骤完成的：

  • 点击 + 需求
  • 在左侧铅笔图标：变量 → 选择变量 并选择 factor1_tg1_task0
  • 在右侧铅笔图标：常量值 → 字符串 → 输入字符串 bouba

注意：在实验设计过程中，您应该为您的因子赋予唯一且描述性的名称。在上面的示例中，我们使用了默认名称 factor1_tg1_task0，但为了结构良好的设计，您应该为您的因子提供更准确的名称，以反映类别（如 ‘形状’）。

一旦满足此 如果 条件，我们希望接下来发生以下事情：

  • 添加动作
  • API 动作 → 发送 LabStreamingLayer 标记
  • 选择为此目的在“研究设置”中提前创建的流（即 labvanced_stream_1）
  • 要发送的值：常量值 → 字符串 → 输入单词 bouba

根据图像刺激条件类型指定 LSL 标记。
根据图像刺激条件类型指定 LSL 标记。

我们通过单击 + 添加 Else If 案例 选项来为 kiki 条件重复该过程。

工作流程提示：而不是为‘kiki’条件创建第二个事件。只需复制上面的事件（使用顶部的重复图标，靠近单词 `如果`）并简单地更改字符串以对应其他因子或刺激类型，即‘kiki’。

总结
到此为止，我们设置 Labvanced 在帧开始时发送一个 EEG 标记（基于刺激形状类型），即刺激呈现的瞬间。

事件 2：参与者响应

现在我们想发送一个标记，并测量一些更动态的东西，即，当图像被点击时。在这里，我们还可以量化反应时间并向下一个试验推进（全部基于鼠标点击图像）。

我们可以创建另一个事件，当图像被点击时，EEG 接收“点击”的标记。

触发器

  • 用户输入 → 鼠标触发器
  • + 添加目标 → 选择图像对象（image_1）

选择图像点击作为创建第二个标记的触发器。
选择图像点击作为创建第二个标记的触发器。

动作 1（发送‘点击’标记到 EEG）
通过以下方式创建新的标记：

  • API 动作 → 发送 LabStreamingLayer 标记
  • LSL 流： 选择 labvanced_stream_1
  • 要发送的值： 常量值 → 字符串 → 输入单词 Click

动作 2（记录反应时间）
使用 设置/记录变量 创建一个标量和数字的变量，该变量记录从帧开始的鼠标触发时间：

  • + 动作
  • 变量动作 → 设置/记录变量
  • 选择（绿色按钮） → + 新变量（右上角）
    • 名称： RT
    • 格式： 标量
    • 数据类型： 数字
    • → ‘确定’
  • 铅笔图标 → 触发器（鼠标） → 触发时间（从帧开始）

动作 3（跳到下一个实验）

  • + 动作
  • 跳转动作 → 跳转到 → 下一个实验

按照此过程，您的事件将如下所示：

设置了三项动作，在目标图像上点击鼠标时触发：i.) 将标记发送到 EEG、量化反应时间并转到下一个实验。
设置了三项动作，在目标图像上点击鼠标时触发：i.) 将标记发送到 EEG、量化反应时间并转到下一个实验。

总结
上面的事件，在特定图像上点击的触发下，随后有以下动作：一个标记“点击”被直接发送到 EEG，反应时间（从帧开始）以毫秒为单位记录并存储在变量‘RT’中，实验继续进行到下一个试验。

此时，设置了一个非常简单的研究，并具备向 EEG 发送标记的能力！

  • 两种不同的刺激类型
  • EEG 根据以下条件接收标记：
    • 显示的刺激类型
    • “点击”发生的时间
  • 研究记录反应时间并已设置导航

本地模式
在桌面应用程序中，现在切换回‘本地’模式，显示正在同步。

研究正在加载和在桌面应用程序上更新。
研究正在加载和在桌面应用程序上更新。

几秒钟后，更新的研究已被下载，因此所有在线所做的更改都反映在本地版本中。

让我们继续进行 EEG 录音会话。

EEG 数据录音会话

要开始 EEG 数据录音会话，当然我们需要上述制作的 Labvanced 研究（以及其结构和发送标记的事件）。但我们还需要一些补充程序（免费）以将标记注入 EEG，以及可视化和潜在分析数据的工具。

EEG 设备（Muse 2 EEG）

在此演示中，我们使用 Muse 2 EEG 可穿戴耳机。打开 BlueMuse（免费）程序（用于 Muse 2 EEG 头戴耳机），我们点击“开始流”。将弹出第二个窗口，显示 4 个不同的流：EEG 通道、加速度计、陀螺仪等，以及它们各自的采样率。

在 BlueMuse 中启动流（右侧窗口）且流派出现（左侧窗口）。
在 BlueMuse 中启动流（右侧窗口）且流派出现（左侧窗口）。

现在这两个窗口可以最小化。

Lab Recorder

我们将使用的下一个工具是 Lab Recorder（免费），这是您可以用来录制刚刚连接的 LSL 数据流的 LSL 录音软件，并将其保存为 .XDF 文件。

如果您已经启动了 EEG 系统并启动了 LSL 流，您将在这里看到它们。在此时，Labvanced 流尚未开始，因为研究尚未开始。因此，需要启动研究以便此流也可以开始。

顶部流（红色）尚未开始，因为研究尚未开始。启动研究将使此流变为绿色。在右侧，您可以指定保存数据的位置。
顶部流（红色）尚未开始，因为研究尚未开始。启动研究将使此流变为绿色。在右侧，您可以指定保存数据的位置。

一旦研究开始（即在 Labvanced 中打开研究并按 记录）。一旦研究开始并处于等待大厅中，然后您可以单击 Lab Recorder 中的“更新”按钮，您会看到 Labvanced 流现在已准备好。

注意：在 Lab Recorder 程序的右侧，您可以指示文件路径并选择将 Labvanced 流、EEG 和潜在其他时间序列源的组合数据流文件本地保存到计算机的位置。

现在单击 Lab Recorder 程序中的 开始 （左上角）以开始录音。

脑视觉

为了查看某些东西，即 LSL 数据流的实时信息，您需要启动其他工具，例如 脑视觉分析器（免费），这是我们在这里使用的 Brain Products 工具，它提供了对正在录制的内容的良好可视化。

点击 连接 后，所有流应显示在此处。您也可以点击 Labvanced 流并点击 确定。

现在，我们可以开始实验并记录和可视化 EEG 数据！

EEG 实时流的预览，在大脑视觉中。
EEG 实时流的预览，在大脑视觉中。

当研究中有点击或响应时，您还会看到标记出现在脑视觉程序底部的 EEG 流中。

“点击”标记和条件标记在这个比例上并不是那么明显。这是因为在点击图像的毫秒后，条件标记正在设置为新的试验，因此它们在这里同时出现，视觉上重叠。

在底部创建的 Labvanced 标记，基于条件类型和点击。
在底部创建的 Labvanced 标记，基于条件类型和点击。

总的来说，它工作得非常顺利！

完成录音

现在研究完成了。因此，我们可以通过在 Lab Recorder 程序中单击 停止 来停止数据录音。制作并保存文件需要几秒钟的时间。

EEG 数据分析

EEGLAB 独立版

我们想展示的最后一件事是如何分析 EEG 数据。当然，分析 EEG 数据有很多方法，例如在 Python 或 R 中或使用 MatLab。

我们将使用来自加利福尼亚大学圣迭戈分校（UCSD）的 EEGLAB 独立版（免费），无需 MatLab 或许可证，只需运行环境，因此您可以直接检查数据录音。

使用 EEGLAB 独立版选项，所有插件，例如加载 .XDF 文件（这是 Lab Recorder 的输出格式）都可以直接加载。

从 文件 选项，转到 导入数据 → 使用 EEGLAB 函数和插件 → 从 .XDF 到 .XDFZ 文件 选项，并在先前指定的本地文件夹中找到 Lab Recorder 的文件作为保存位置。然后加载它。将出现对话框以命名导入和数据集。

一旦文件打开，信息将显示与每个周期的帧以及事件的数量等相关的信息。

来自 EEGLAB 独立版的数据集 [test_1] 的预览。
来自 EEGLAB 独立版的数据集 [test_1] 的预览。

我们可以转到 绘图 → 通道数据（滚动） ，这是对录制数据的不错概述，您可以遍历数据。

打开通道数据并回顾录音会话。标记在顶部以粉色和绿色列出。
打开通道数据并回顾录音会话。标记在顶部以粉色和绿色列出。

我们现在不会进行任何分析，但从这里您可以使用时间戳和周期数据集执行有趣的操作。EEGLAB 提供了大量材料和 教程，涵盖广泛的主题。

例如，在 绘图 菜单项下，您可以看到许多选项。这是录音的某种声谱图。

基于此次演示中录制数据的 EEGLAB 独立版创建的图形示例。
基于此次演示中录制数据的 EEGLAB 独立版创建的图形示例。

我们希望这对您有所帮助，并展示如何快速使用 Labvanced 桌面应用程序设置 EEG 研究。谢谢您！