7.4.1. Obliczanie mocy
Dla każdej elektrody i pasma częstotliwości:
- Stosowane jest filtrowanie w wybranym paśmie.
- Moc jest obliczana w oknie przesuwnym:
window_samples = window_seconds * Fsfor i = 1:(length(signal) - window_samples) power(i) = 1 + log10(sum(signal(i:i+window_samples-1).^2) / window_samples)end
Wzór na moc:
power = 1 + log10(mean(signal_window.^2))
7.4.2. Pobudzenie (Arousal)
Wzór:
Arousal = (Electrode1_beta + Electrode2_beta) / (Electrode1_alpha + Electrode2_alpha)
Uzasadnienie teoretyczne: Stosunek beta/alfa odzwierciedla poziom aktywacji kory mózgowej. Aktywność beta wiąże się z aktywnym myśleniem i stresem, natomiast aktywność alfa — z odprężeniem.
Fizjologiczne wyjaśnienie pobudzenia:
Pobudzenie (arousal) to ogólny poziom aktywacji układu nerwowego, mieszczący się w zakresie od głębokiego snu do silnego stresu.
Neurofizjologia pobudzenia:
Niskie pobudzenie: dominuje rytm alfa (8–13 Hz)
- zrelaksowane czuwanie
- zamknięte oczy
- medytacja
- stan spokoju
Średnie pobudzenie: aktywność mieszana
- otwarte oczy
- normalna aktywność
- równowaga alfa/beta
Wysokie pobudzenie: dominuje rytm beta (13–30 Hz)
- aktywne myślenie
- rozwiązywanie problemów
- stres
- lęk
- aktywność fizyczna
Interpretacja:
- Niskie wartości (<0,5): niskie pobudzenie, odprężenie, możliwa senność
- Średnie wartości (0,5–1,5): prawidłowe pobudzenie, czuwanie
- Wysokie wartości (>1,5): wysokie pobudzenie, stres, aktywna praca umysłowa
Znaczenie kliniczne:
- Utrzymujące się wysokie pobudzenie może wskazywać na przewlekły stres lub lęk.
- Bardzo niskie pobudzenie może wskazywać na depresję, zmęczenie lub senność.
- Optymalne pobudzenie zależy od zadania (niskie dla odpoczynku, średnie do wysokiego dla pracy).
7.4.3. Walencja (Valence)
Wzór:
Valence = (Electrode2_alpha / Electrode2_beta) - (Electrode1_alpha / Electrode1_beta)
Uzasadnienie teoretyczne: Asymetria alfa/beta między lewą a prawą półkulą odzwierciedla walencję emocjonalną. Lewa półkula (AF3) wiąże się z emocjami pozytywnymi; prawa półkula (AF4) — z emocjami negatywnymi.
Fizjologiczne wyjaśnienie walencji:
Walencja to ocena emocji jako przyjemnej lub nieprzyjemnej. Badania pokazują, że lewa i prawa półkula przetwarzają emocje w odmienny sposób.
Teoria asymetrii półkulowej (Davidson, 1992):
Lewa półkula (AF3):
- przetwarzanie emocji pozytywnych
- zachowania zbliżeniowe
- aktywność, entuzjazm
- wysokie alfa = niska aktywacja = stan odprężenia o pozytywnym zabarwieniu emocjonalnym
Prawa półkula (AF4):
- przetwarzanie emocji negatywnych
- zachowania wycofania
- ostrożność, lęk
- wysokie alfa = niska aktywacja = odprężenie, ale z możliwą negatywną walencją
Interpretacja:
Wartości dodatnie:
- prawa półkula jest bardziej zrelaksowana (wysokie alfa/beta)
- lewa półkula jest bardziej aktywna (niskie alfa/beta)
- emocje pozytywne, przyjemność, radość
Wartości ujemne:
- lewa półkula jest bardziej zrelaksowana
- prawa półkula jest bardziej aktywna
- emocje negatywne, smutek, lęk, dyskomfort
Blisko zera: emocje neutralne, równowaga
Ważne do zrozumienia:
- Aktywność alfa jest odwrotnie proporcjonalna do aktywacji korowej.
- Wysokie alfa/beta = niska aktywacja korowa w danej półkuli.
- Niskie alfa/beta = wysoka aktywacja korowa w danej półkuli.
Znaczenie praktyczne:
- Dodatnia walencja podczas odprężenia to dobry znak.
- Zmiany walencji odzwierciedlają reakcje emocjonalne na bodźce.
7.4.4. Obsługa wartości odstających
Wartości są przycinane na poziomie 95. percentyla, aby usunąć wartości odstające wywołane artefaktami:
quantile_arousal = quantile(abs(arousal), 0.95)arousal(abs(arousal) > quantile_arousal) = sign(arousal) * quantile_arousal
To samo wykonuje się dla walencji.