- 2 次围观
目的。脑电图（EEG）是研究人工耳蜗（CI）使用者听觉加工的关键工具。尤其是，在连续语音条件下采集的脑电记录对于评估CI使用者的语音和语言加工日益重要，也可用于神经反馈。然而，CI也会产生强烈的刺激伪迹，这些伪迹与刺激在时间上锁定，并掩蔽幅度较小的神经反应。现有的伪迹降低方法通常基于事件相关电位（ERP），或需要手动选择成分，因此不适用于自然聆听条件或大规模数据集。方法。我们开发了CORSICA（基于相关性的ICA伪迹剔除），这是一种可复现、参数高效的方法，用于降低连续语音诱发脑电反应中的CI伪迹。CORSICA处理通过Infomax独立成分分析（ICA）获得的独立成分（IC），无需人工标注成分，其性能由单一可调阈值控制。该方法利用了这样一个观察结果：CI伪迹在时间上紧随音频信号、没有延迟，而神经反应则因听觉通路的传导时延而存在固有延迟。对于每个IC，CORSICA都会计算其与语音刺激之间的互相关。若零时滞附近的相关峰具有较高的信噪比（SNR），则将其识别为伪迹；若该SNR超过阈值，则剔除相应成分。为对CORSICA进行基准测试，我们评估了两种替代方法：一种基于TRF的SNR方法，对每个IC拟合时间响应函数，并依据零时滞附近由伪迹驱动的峰值进行剔除；另一种方法则在源分离步骤中以二阶盲辨识（SOBI）替代ICA。主要结果。CORSICA有效地在抑制 CI 伪迹的同时保留了神经活动，仅剔除 2% 的独立成分即可恢复生理学上合理的 TRF。两种基准方法均证实了基于 SNR 的剔除框架的有效性，但在伪迹抑制效果方面，CORSICA 优于基于 TRF 的替代方法。以 SOBI 替代 ICA 作为源分离步骤后，需要剔除更多独立成分，这进一步支持了 ICA 是 CORSICA 的首选基础方法。意义。CORSICA 提供了一种完全客观、无需标签的方法，可识别语音诱发 EEG 数据中的 CI 伪迹，无需人工干预。通过将伪迹剔除建立在单一且易于解释的阈值之上，该方法为未来针对 CI 使用者语音处理的 EEG 研究提供了可重复的预处理标准。结论。研究结果表明，可依据独立成分的时间响应模式，对语音诱发 EEG 数据中的 CI 伪迹进行客观抑制。
目的。脑电图（EEG）是研究人工耳蜗（CI）使用者听觉加工的关键工具。尤其是，在连续语音条件下采集的脑电记录对于评估CI使用者的语音和语言加工日益重要，也可用于神经反馈。然而，CI也会产生强烈的刺激伪迹，这些伪迹与刺激在时间上锁定，并掩蔽幅度较小的神经反应。现有的伪迹降低方法通常基于事件相关电位（ERP），或需要手动选择成分，因此不适用于自然聆听条件或大规模数据集。
方法。我们开发了CORSICA（基于相关性的ICA伪迹剔除），这是一种可复现、参数高效的方法，用于降低连续语音诱发脑电反应中的CI伪迹。CORSICA处理通过Infomax独立成分分析（ICA）获得的独立成分（IC），无需人工标注成分，其性能由单一可调阈值控制。该方法利用了这样一个观察结果：CI伪迹在时间上紧随音频信号、没有延迟，而神经反应则因听觉通路的传导时延而存在固有延迟。对于每个IC，CORSICA都会计算其与语音刺激之间的互相关。若零时滞附近的相关峰具有较高的信噪比（SNR），则将其识别为伪迹；若该SNR超过阈值，则剔除相应成分。为对CORSICA进行基准测试，我们评估了两种替代方法：一种基于TRF的SNR方法，对每个IC拟合时间响应函数，并依据零时滞附近由伪迹驱动的峰值进行剔除；另一种方法则在源分离步骤中以二阶盲辨识（SOBI）替代ICA。
主要结果。CORSICA有效地
在保留神经活动的同时抑制了人工耳蜗（CI）伪迹，仅剔除2%的独立成分（IC）即可恢复生理上合理的时间响应函数（TRF）。两种基准方法均证实了基于信噪比（SNR）的剔除框架有效，但在伪迹抑制质量方面，CORSICA 优于基于 TRF 的替代方法。在源分离步骤中以 SOBI 替代 ICA 后，需要剔除更多独立成分，这进一步支持了 ICA 是 CORSICA 更适宜的核心方法。重要性。CORSICA 提供了一种完全客观、无需标签的方法，用于识别语音诱发脑电图（EEG）数据中的人工耳蜗伪迹，无需人工干预。该方法以单一且易于解释的阈值为伪迹剔除依据，为未来研究人工耳蜗使用者语音处理的 EEG 研究提供了可重复的预处理标准。结论。我们的研究结果表明，可依据独立成分的时间响应模式，对语音诱发 EEG 数据中的人工耳蜗伪迹进行客观抑制。
作者声明不存在利益冲突。
感谢您有意帮助传播 bioRxiv 的信息。
注意：要求提供您的电子邮件地址，仅用于确认您是本文的发送者。
关键词：脑电图 · 人工耳蜗 · 伪迹抑制 · 独立成分分析 · 连续语音 · 听觉加工
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.27.740877v1?rss=1