EEGLAB脑电数据预处理指导手册

Hello，

这里是行上行下，我是喵君姐姐~

前段时间抽出时间写了Analyzer脑电数据的处理教程，没有想到获得了大家的一致好评，也有陈锐CR的转发和补充，真的十分感谢。

只是Analyer分析必须要有加密狗才可以，所以在留言区里大家一致要求写eeglab的教程。

虽然现在的点赞数还没有到100，但是大家都很热情，直接在后台私信或者微信私信强烈要求写教程了！！！

第一次被人催写教程，内心很复杂，既甜蜜又焦虑。不过还是谢谢你的支持呀，这样才让我有坚持写下去的动力。

那今天我就详细讲解一下，我们如何使用eeglab，处理脑电数据？

（点击即可查看大图哟~）

1 前期准备工作

1.1 书籍

书名：事件相关电位基础 LUCK

内容：详细介绍了基本的ERP基础，非常适合小白入门，基本上实验室人手一本。

书名：心理学研究方法-基于MATLAB和PSYCHTOOLBOX

内容：介绍了编辑基础，以及基于MATLAB的心理学工具包，学会之后，实验设计、实验数据分析、统计分析及画图再也不用担心。

当然，实在不会写代码，其实也可以使用E-Prime/SPSS/PPT分别搞定实验设计、数据分析和作图。

书名：EEGLAB Wikitutorial

内容：EEGLAB的专业指导手册；若是不想看英文的，国内贾会宾老师进行了中文版的翻译，大家也可以按需查看。后台回复“eeglab数据处理”，即可查看哟~

1.2 网站

我爱脑科学 网址：http://52brain.com/

内容：目前最有影响力的国内脑科学网站，拥有脑科学资讯、学术动态、核磁、脑电、行为等各个技术板块的讨论。值得大家闲暇时间逛一逛，瞧一瞧~

1.3 公众号

行上行下，脑与认知神经科学，心理学教学科研号。

内容：一个有温度的科研公众号，陪伴式的成长，让学习和科研变得更有趣。

AffectiveNeuroscience，情感神经科学前沿内容。

BrainTechnology，脑科学见闻，EEG/ERP/NIRx/TMS技术内容。

OpenScience，元分析标准、面孔表情材料等心理学前沿。

Brainnews，实时分享最新的脑科学资讯，高效、权威、有针对性。

思影科技，脑电、核磁、脑磁、近红外培训公司，最新脑科学文章解读。

2 预处理流程

来源：彭微微老师

2.1 准备工作

解读： eeglab是基于MATLAB的一个工具包，一般加载的时候都从添加子文件夹导入。在添加多个工具包时，记得只保留必要的工具包，避免兼容报错的问题。

一、导入数据

步骤1： File - Import data - 不同的数据格式不同的导入方法

解读：其中BP设备和ANT设备的数据，都是从.vhdr中导入。

步骤2：File - Load exiting dataset - eeglab_data.set

解读：若是导入eeglab保存的数据，则直接按照步骤2导入即可。

来源：AffectiveNeuroscience

二、定位电极（时间）

步骤： Plot - Channel data(scroll) - settings - time range to display -setting - number of channels to display value(调整幅度）

解读：可以在数据分析之前，浏览一下原始数据，自己对数据的好坏有一个评估。

三、定位电极（空间）

步骤： Edit - Channel locations - read locations ( look up locs) - eeglab_chan64.locs(plot 2D)

解读：在数据分析之前，查看电极点的分布图，方便后期进行使用插值法进行坏点替换。

四、删除无用电极

步骤： Edit - Select data - 点上√，即删除选取的电极；不点√，则是删除剩余的电极。

解读：删除记录多余的电极，只选取自己需要的电极。


四、重参考

步骤1： Edit - Re-reference - re-reference data to channel(s) - 电极点 M1 M2 (TP9 TP10) （双侧乳突）

步骤2：Edit - Re-reference - compute average reference（全脑平均）

步骤3：使用 rest-reference 插件（零参考）

解读：重参考的方法常用的有双侧乳突、全脑平均、零参考，具体选取那种方法根据以往的参考文献和自己的需要来进行选择。

重参考也是一种空间滤波，主要是通过另外一个角度来看问题。所以不同的在线参考其实对于离线参考没有太大影响。
五、滤波

步骤1： Tools - Filter the data - basic FIR filter - (1 Hz high pass filter first) - Overwrite it in memory(根据需要获取目标频段）

步骤2： Tools - Filter the data - Basic FIR filter - (30 Hz low pass filter second) - Overwrite it in memory

解读：高通滤波，是指高频信号能正常通过，而低于设定临界值的低频信号则被阻隔、减弱。因而是进行1Hz的高通滤波，而选择的时候，1Hz是频率通过的下限。

低通滤波，是指低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。因而是进行30Hz的低通滤波，而选择的时候，30Hz是频率通过的上限。

早期的eeglab版本，不能够同时滤波，容易卡死；最新版本的eeglab是可以同时进行空间滤波的。

若是后期要做时频分析，可以滤波的范围选择更宽一点，选择0.1-100。若是只进行传统的ERP分析，可以选择1-30左右。

此外，若是进行0.1-100Hz的滤波，为了消除市电的干扰，可以进行50Hz的凹陷滤波。


六、分段和基线矫正

步骤： Tools - Extract epochs(分段 marker 全选）- Automatic baseline correction

解读：分段的步骤，可以在去除眼电之前，也可以在去除眼电之后。其实最好是在去除眼电之后，因为连续的数据在跑ICA时更好，只是数据量比较大，跑的速度比较慢。

但是若是实验设计当中有出声、身体动，造成伪迹较多，数据杂乱，可以先分段，只是可以在分段的时候，尽量分段长一点。


七、伪迹去除

步骤1： Plot - Channel data(scroll）（删除坏的trial）- 差值坏导（代码）

步骤2：File - Save as - 保存文件

解读： 伪迹去除是去除眼电之外的其他杂乱的伪迹，使得在 Run ICA之前的数据比较干净，容易找到眼电成分。

八、Run ICA

步骤： Tools - Run ICA - ‘extended’,1’pca’,30 - OK

解读：Run ICA 的时候，可以写30个，也可以写60个主成分。去除的时候，需要去除自己最肯定的成分，一般都是去除眼电成分。



九、眼电去除

步骤1： Tools - Reject data using ICA - Reject component by map

步骤2： Select each IC and observe

步骤3： Tools - remove components - 填写删除电极的数字 - OK

解读：眼电判断的时候，除了看地形图，也可以看频率分布图、每个成分的波形图，以及矫正之后的脑电图是否有差异，进行综合的评估。

只有自己很确定的伪迹主成分才删除，不然可能会删除自己想要的成分。

若是出来的成分，没有出现明显的伪迹成分，可以多跑几次ICA；或者不分段重新跑一次；再或者再看看原始数据，删除杂乱的成分，重新再跑一次。

这是一步是很需要经验的步骤，若是前期自己把握不准，可以让有经验的人帮忙看看。

通过Adjust插件，也可以进行一个简单的伪迹成分的评估，不过最终的确定还是需要自己来进行评估。

2.2 眼电去除的标准

来源：彭微微老师

十、预处理的批处理

步骤：eeg.history - 出现之前处理的代码 - 进行每个被试的批处理 - 然后处理完之后再手动去除眼电成分 - 保存为处理干净的脑电信号 - 进行下一步的分析

解读：脑电数据的预处理是为了提高信噪比，去除噪音，得到比较干净的数据。从而进行下一步的分析。

2.3 后续整理工作

来源：彭微微老师

解读：保存数据并整理，方便后期分析；保存图片，方便自己对数据的把握和可视化的呈现。

3 叨叨几句

今天，从前期准备工作、预处理流程等两个方面对用EEGLAB处理脑电数据进行了一次梳理。

前期准备工作：书籍、网站、公众号

预处理流程：数据导入、电极定位、选择数据、重参考、滤波、分段、基线矫正、伪迹去除、ICA去眼电、批处理、保存整理数据

脑电数据处理后期处理，还包括组平均、ERP波形图和地形图、统计分析、时频分析、溯源分析等；

高阶分析方法，还包括主成分分析、机器学习、功能连通性分析、静息态脑电微状态分析、ERP的微状态分析、交叉频率耦合分析、分形分析等。

若是有需要的话，可以在后台留言哟~

此外，我也整理了一份eeglab脑电数据处理的大礼包，里面包含eeglab工具箱、零参考插件、eeglab中英文指导手册PDF版本、事件相关电位基础电子书等。文章首发于公众号行上行下，公众号后台回复关键词EEGLAB数据处理，即可获得所述的eeglab脑电数据处理大礼包啦！

小伙伴们也可以在留言区将自己的数据处理的经验分享一下，和大家互相交流哈~

分享完毕，希望有所帮助。