ERP信号特征提取在汉英语码转换研究中的应用

"该研究应用事件相关电位(ERP)技术探究汉英语码转换的机制，旨在提升双语表达和教学效果。通过一种基于时间间隔的语码转换范式和脑电图技术，研究人员提取了ERP信号，并进一步分析了潜伏期、波峰值、功率谱、小波子带能量和小波熵等五种特征。新提出的三种特征（功率谱、小波子带能量和小波熵）在分析中显示了显著的效果，特别是在验证抑制假说方面，长间隔的N2效应明显强于短间隔，为双语处理提供了新的理解。" 基于汉英语码转换的ERP信号特征提取研究是一项深入神经科学与双语研究的探索。ERP技术是一种非侵入性的神经影像方法，它记录大脑对特定刺激的即时电生理反应，有助于揭示大脑的认知过程。在这个研究中，ERP被用来研究双语者在汉语和英语之间切换时的大脑活动。 研究设计了一种考虑时间间隔因素的语码转换范式，这允许观察不同时间间隔下大脑如何处理语言切换。通过脑电信号采集，研究人员能够捕捉到ERP信号，这些信号反映了大脑处理语言转换的动态过程。预处理后的ERP信号进一步被提炼出五种关键特征： 1. 潜伏期：从刺激呈现到ERP响应达到峰值的时间，它通常与大脑处理速度相关。 2. 波峰值：ERP响应的最大振幅，指示大脑活动的强度。 3. 功率谱：通过傅里叶变换分析ERP信号的频率成分，揭示不同频率下的大脑活动模式。 4. 小波子带能量：利用小波分析将ERP信号分解到不同时间-频率子带，量化每个子带的能量，揭示不同时间尺度上的大脑活动。 5. 小波熵：衡量ERP信号的小波分解后的信息复杂度，反映大脑活动的不规则性和变化性。 通过对这五种特征的分析，尤其是新提出的三种特征，研究发现长间隔的N2效应显著大于短间隔，这与抑制假说相吻合。抑制假说认为，在双语者中，非活跃语言的抑制是必要的，以避免语言间的干扰。长间隔条件下，大脑可能需要更强的抑制机制来处理语言切换，从而导致更明显的N2波，这是一个与大脑抑制过程相关的ERP成分。 三因素重复测量方差分析显示，新特征在时间间隔因素上的主效应达到显著水平，而传统的潜伏期和波峰值特征则未显示出相同趋势。这表明新特征能更有效地揭示语言切换过程中大脑的细微变化，为理解和优化双语教育提供了有价值的信息。 这项研究不仅扩展了我们对双语大脑工作方式的理解，还为改进双语教学策略提供了科学依据。通过深入研究ERP信号特征，尤其是在新特征的提取和分析上，我们可以更准确地把握双语者的语言处理机制，为未来的双语研究和实践提供理论支持。