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（sleep deprivation，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．