基于脑电信号的抑郁情绪倾向研究
白芷嫣 卞毓彩 朱颖颖 杜若瑜
【摘 要】摘 要 目的 对在校大学生的脑电信号(electroencephalography，EEG)进行研究，以期找到对抑郁情绪倾向预测具有可行的高识别率的情绪特征。方法 首先通过14导脑电设备采集19位高校大学生(女6、男13)的脑电信号并对其进行贝克抑郁量表的测试，按测试结果将其分为实验组和正常组。然后使用Eeglab工具包对采集到的数据进行预处理，得到干净的脑电信号。最后采用事件相关频谱扰动(ERSP)对其进行时频分析，以讨论在时间-频率域内的能量变化与抑郁情绪倾向预测的关系。结果 在负性图片刺激下，在Alpha、Beta波段均发现时间窗为50～150 ms、350～450 ms时正常组和实验组之间差异具有统计学意义。在正性图片刺激下，Alpha波段在时间窗为150～250 ms、350～450 ms时正常组和实验组之间差异具有统计学意义，Beta波段在时间窗为300～400 ms时差异具有统计学意义。结论 在正负性图片的刺激下，Alpha、Beta波段的部分特殊时间段中存在可识别抑郁情绪倾向的特征值，可为今后研究抑郁情绪倾向性提供一定的参考依据。 【期刊名称】北京生物医学工程 【年(卷),期】2018(037)001 【总页数】6
【关键词】关键词 脑电信号；视觉刺激；事件相关扰动分析；抑郁情绪；情绪实验
0 引言
进入21世纪以来，抑郁症以其高发病率成为大众关注的热点，对于抑郁症的
界定标准已较为成熟。但同时却忽略了有抑郁症状但还未达到界定标准的抑郁倾向人群的研究。这部分人群往往容易错过心理干预的最佳时机，导致生理及心理上的痛苦。肖凉等[1]选取上海市杨浦区两个街道的4015名16～60岁户籍居民进行调查，结果显示3880名被试者中抑郁症状者占 19.94%，而诊断为抑郁症的被试仅占到0.67%。冯正直和张大均[2]对12所中学的中学生进行测试，结果显示在2634名中学生被试中，有抑郁症状的中学生为1115人，占42.3% ;在1115例有抑郁症状的中学生中，轻度为384人，占调查总人数的14.6%;中度为404人，占15.3% ;重度327人，占12.4%。由此可以看出，抑郁倾向者的数量大大高于抑郁症患者的数量。因此，通过科学的手段检测抑郁倾向、识别抑郁人群，从根本上减少抑郁症的产生就显得尤为重要。 抑郁情绪的产生与大脑的活动有着密切的关系[3]。大量研究表明，大脑的回路控制情绪行为的产生。因此,通过对脑电信号的研究，可以对具有抑郁倾向的情绪进行客观、有效的识别。为了采集到相关的脑电信号，研究者会使用各种手段诱发情绪的变化。目前，诱发情绪的方式有很多种，杜智超[4]对16位被试采用图片刺激的方法，研究不同面孔表情在图片刺激下脑电信号的差异。赖永秀等[5]使用听觉刺激的方法，研究大学生脑电Alpha波段功率的变化。张琪和乔晓艳[6]设计了视听刺激下情绪诱发实验，探究感知不同情绪时不同脑区之间脑电同步现象。虽然使用视觉刺激、听觉刺激、视听结合刺激都可以使被试产生脑电信号的变化，但是其中视觉-图片刺激可以更好地诱发出被试者的相关情绪。同时，Davidson等[7]的研究表明由图片诱发的积极和消极情绪之间存在自主神经系统的差异。而对于抑郁的研究也有很多进展，王守镜[8]对抑郁症患者的研究发现，在Gamma频段下，抑郁症患者具有不同的半球优势，即在负
性情绪图片刺激下，左半球更活跃，而在正性情绪图片刺激下，右半球的活动强度更显著。另外，Nusslock等[9]以健康的高校女大学生为对象进行脑电信号的研究，也发现大脑前额Alpha波左右不对称性可以作为抑郁症预测的特征之一。虽然对抑郁症相关的研究有很多，但是，当前有关抑郁情绪的研究很少有把高校男女大学生作为研究对象，并且找到能够界定抑郁情绪倾向的具有显著相关性的时间段。因此在本研究中，使用图片刺激诱发脑电信号，并以高校的男女大学生为实验对象，对其Theta(4～7 Hz)、Alpha(8～13 Hz)和Beta(13～30 Hz)频段的脑电信号进行时频分析，试图寻找在Theta、Alpha和Beta频段的某些具有显著相关性的时间段对抑郁情绪的预测(抑郁倾向)具有可行的高识别率的情绪特征。
1 研究方法
1.1 实验材料及实验方法
贝克抑郁量表是国内用于测评抑郁的常用量表，该量表具有很好的信度和效度[10]。在本实验中，所有受试者首先被要求进行贝克抑郁量表的测试，根据测试的数值将其分为具有抑郁倾向的实验组(BDI>4)和正常的对照组。实验中受试者受到了特定的视觉刺激，并使用脑电记录仪全程记录。 1.2 受试者
本实验共19位受试者参与，其中6位女性，13位男性，均为年龄在19～22岁的在校大学生。全部受试者的视力或矫正后视力正常，无精神病史，无药物、酒精滥用史。实验前，所有受试者均在充分了解实验流程后签署了知情同意书，并经南京邮电大学批准，按其指导方针实施。 1.3 实验刺激
基于脑电信号的抑郁情绪倾向研究
