时间知觉的神经机制_EEG时频分析的探索_张志杰
人脑对时间的认知机制
人脑对时间的认知机制时间是我们生活中不可或缺的一部分，无论是日常的时间安排，还是对于过去和未来的回忆和期待，都需要我们对时间进行认知。
人脑对时间的感知和认知机制十分复杂，涉及到多个神经系统的协同作用。
本文将探讨人脑对时间的认知机制，并尝试解释其背后的神秘原理。
首先，人脑对时间的感知是通过大脑中的不同区域来实现的。
其中，前额叶皮质和顶叶皮质负责将时间信息进行编码和存储。
前额叶皮质负责短时记忆的形成，通过维持对事件发生时刻的记录，实现对时间的感知。
顶叶皮质则负责时间的长时记忆，通过将不同事件的时间顺序进行整合和归类，形成对于过去的时间认知。
其次，我们生活中常常会遇到一些时间感知的现象，例如时间的感知速度会随着年龄的增长而变慢，也就是俗称的“时光飞逝”的感受。
这一现象可以通过人脑对时间的记忆机制来解释。
研究表明，年轻人相较于老年人来说，对于新事物的记忆更为清晰和鲜明，因此他们对时间流逝的感知会更快。
而随着年龄的增长，人脑对时间的记忆会变得模糊和混杂，这导致了时间感知的减慢。
其次，人脑对时间的感知会受到事件的重要性和注意力的影响。
研究人员发现，当我们参与一些有趣和令人兴奋的活动时，时间的感知会变得快速。
这是因为在这种情况下，我们注意力高度集中，大脑会将更多的资源分配给对时间的感知，从而使时间似乎过得更快。
相反，当我们感到无聊或者无所事事时，时间的感知会变得缓慢，这是因为大脑对时间的感知往往不会为无趣的活动感到兴奋，所以时间似乎变得很长很长。
此外，人脑对时间的感知机制还受到文化和环境的影响。
不同的文化会对时间的感知和管理方式有所差异。
以西方文化和东方文化为例，西方文化强调时间的线性和分段式管理，侧重于时间的效率和准确性；而东方文化则更注重时间的整体和循环性，强调与自然的融合。
这种文化差异可能会使人们对时间的感知产生差异，从而影响我们对时间的认知。
最后，人脑对时间的认知机制还与个体的记忆能力和情绪状态有关。
脑电信号处理中的时频分析算法
脑电信号处理中的时频分析算法随着脑科学的发展和技术的进步，脑电信号（Electroencephalogram，简称EEG）作为一种常用的脑电生理信号，被广泛应用于脑功能研究、疾病诊断、临床治疗等领域。
由于 EEG 信号本身具有非平稳、非线性、噪声干扰等特征，必须经过一系列的信号处理，以提高其可靠性和准确性。
其中，时频分析算法是一种重要的信号处理方法。
时频分析算法是一种频谱分析的方法，它能够捕捉信号随时间的变化情况。
相比传统的频谱分析方法，时频分析能够更加准确地揭示信号的特征和动态行为。
在 EEG 信号处理中，时频分析算法主要应用于频谱分解、信号分解和特征提取等方面。
常见的时频分析算法主要包括小波变换、短时傅里叶变换、Wigner-Ville分布、时频分析、经验模态分解等。
下面，我们来分别介绍这些算法在 EEG 信号处理中的应用。
小波变换小波变换是在不同时间刻度下分析信号的一种数学变换。
其基本思想是将信号分解成不同的频率成分，并在时间和频率上同时具有局部性。
在 EEG 信号分析中，小波变换广泛应用于去噪、分析信号随时间的变化趋势、提取特征等方面。
通过小波变换，可以将 EEG 信号分解成几个子带，不同子带之间的差异性体现着不同时段和频率成分的特征。
因此，小波变换可以有效地提取 EEG 信号的特征信息。
短时傅里叶变换短时傅里叶变换是一种时频分析方法，其基本思想是在一段时间内对信号进行傅里叶变换，以获得信号在不同频率成分上的变化情况。
与傅里叶变换相比，短时傅里叶变换的优势在于能够获得信号随时间的变化趋势。
在 EEG 信号处理中，短时傅里叶变换主要应用于频谱分析和信号降噪等方面。
通过短时傅里叶变换，可以获得 EEG 信号在不同频率和时间段上的特征，为进一步分析和处理 EEG 信号提供依据。
Wigner-Ville分布Wigner-Ville分布是一种时频分析方法，其基本思想是通过Fourier 变换，获得信号在不同频率成分上的变化情况，并进一步分析信号在时间轴上的分布情况。
认知神经科学中时间感知研究现状与趋势
认知神经科学中时间感知研究现状与趋势认知神经科学是研究人类认知过程与神经机制之间关系的学科领域。
其中一个重要的研究方向是时间感知，即人类对时间流逝的感知和处理能力。
时间感知对人类的日常生活和决策制定起着至关重要的作用，因此，深入探究时间感知的神经基础和认知机制是非常有意义的。
目前，在认知神经科学领域，有许多关于时间感知的研究已经取得了重要的进展。
首先，我们了解到大脑是如何感知时间的。
大脑中的许多区域参与了时间感知的处理，如前额叶皮质、顶叶皮质、脑干和小脑等。
这些区域在时间感知过程中相互协作，并形成一个复杂的网络。
其次，研究人员注意到时间感知可以分为不同的时间尺度，包括毫秒级的时间感知、秒级的时间感知和分钟以上的时间感知。
对于不同时间尺度的感知，大脑参与的神经机制也有所不同。
例如，对于毫秒级时间感知，大脑中的皮层-皮层连接和皮质-基底核连接起着重要的作用。
对于秒级时间感知，小脑和基底核在神经机制中扮演着重要的角色。
此外，时间感知与其他认知能力之间也存在着紧密的联系。
例如，研究发现时间感知与注意力之间有着密切的关系。
注意力的改变可以影响时间感知的准确性。
此外，时间感知与记忆、决策制定以及行为控制等认知过程之间也存在着相互影响。
在未来的研究中，我们可以期待认知神经科学中时间感知研究的继续深入。
首先，我们可以进一步探索时间感知的神经机制。
通过使用更先进的脑神经成像技术（如fMRI和EEG等），可以更加精确地定位大脑中参与时间感知的具体区域和神经回路。
此外，将神经科学和计算模型相结合，可以从更深层次理解时间感知的计算机制。
另外，我们可以进一步探究时间感知与其他认知过程的关系。
例如，考察时间感知与学习和记忆的关系，可以揭示时间对于记忆的编码和检索的作用。
此外，研究时间感知与情绪、决策制定以及时间感知障碍等方面的关系，也有助于我们更好地理解时间感知的维度。
最后，我们可以将时间感知研究与临床应用相结合，开展更多相关领域的研究。
认知心理学视角下的时间知觉研究
认知心理学视角下的时间知觉研究时间是人类生活中不可或缺的重要概念，然而，我们对时间的感知并不总是准确的。
时间知觉是指个体对时间流逝的主观体验和感知。
在认知心理学领域，研究者们通过实验和观察，试图揭示时间知觉的本质和影响因素。
本文旨在从认知心理学的角度，探讨时间知觉的研究进展和相关理论。
首先，我们需要了解时间知觉的基本特征。
时间知觉通常包括时间间隔的感知、时间流逝的感知以及时间顺序的感知。
时间间隔的感知是指个体对两个事件之间经过的时间长度的主观感知。
时间流逝的感知则是个体对时间的流逝速度和持续时间的主观感知。
时间顺序的感知是个体对事件发生顺序的主观感知。
在时间知觉的研究中，研究者们提出了多种理论来解释时间知觉的机制。
其中一种重要的理论是内部时钟理论。
内部时钟理论认为，人类大脑中存在一个内部的生物钟，用于产生时间知觉。
这个生物钟会不断地发出信号，来帮助我们感知时间的流逝和间隔的长度。
内部时钟理论解释了为什么我们在没有外部时间线索的情况下，仍能够感知时间的流逝。
然而，内部时钟理论并不能完全解释时间知觉的复杂性。
另一个重要的理论是注意力分配理论。
注意力分配理论认为，个体对时间的感知受到注意力的影响。
当我们专注于某个任务或活动时，时间似乎会过得更快。
相反，当我们感到无聊或者等待时间时，时间又似乎过得更慢。
这种现象可以通过注意力的分配来解释。
注意力分配理论认为，注意力的分散会导致时间感知的扭曲。
这一理论提醒了我们，在实际生活中，我们对时间的感知可能会受到外界环境和个体心理状态的影响。
此外，情感和情绪也被认为是影响时间知觉的重要因素。
一些研究发现，当个体处于愉快的情绪状态时，时间似乎过得更快。
相反，当个体处于不愉快的情绪状态时，时间似乎过得更慢。
这种情感和时间知觉之间的关联可能是由于情绪对注意力和认知资源的影响。
最后，个体的经验和文化背景也可能对时间知觉产生影响。
不同文化中，人们对时间的感知和重视程度可能存在差异。
实验报告时间知觉(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在探究时间知觉的影响因素，包括生理因素、心理因素和环境因素等，以期为时间知觉的深入研究提供理论依据。
二、实验方法1. 实验对象：随机选取30名年龄在18-25岁之间的健康志愿者，男女比例均衡。
2. 实验材料：实验仪器包括秒表、计时器、计时软件等；实验材料包括图片、音频、视频等。
3. 实验步骤：（1）将志愿者分为三组，每组10人，分别进行生理因素、心理因素和环境因素实验。
（2）生理因素实验：要求志愿者在安静的环境下，观察秒表，记录自己感知到的时间长度。
（3）心理因素实验：要求志愿者在观察秒表的同时，思考一个与时间相关的问题，记录自己感知到的时间长度。
（4）环境因素实验：要求志愿者在嘈杂的环境下，观察秒表，记录自己感知到的时间长度。
4. 数据收集：实验结束后，收集每组志愿者的实验数据，包括感知时间长度和实际时间长度。
三、实验结果与分析1. 生理因素对时间知觉的影响通过对比生理因素实验组和对照组的数据，发现生理因素对时间知觉有一定的影响。
生理因素实验组志愿者感知到的时间长度与实际时间长度存在一定的偏差，而对照组志愿者感知到的时间长度与实际时间长度较为接近。
2. 心理因素对时间知觉的影响通过对比心理因素实验组和对照组的数据，发现心理因素对时间知觉有显著影响。
心理因素实验组志愿者感知到的时间长度与实际时间长度存在较大偏差，而对照组志愿者感知到的时间长度与实际时间长度较为接近。
3. 环境因素对时间知觉的影响通过对比环境因素实验组和对照组的数据，发现环境因素对时间知觉有显著影响。
环境因素实验组志愿者感知到的时间长度与实际时间长度存在较大偏差，而对照组志愿者感知到的时间长度与实际时间长度较为接近。
四、结论1. 生理因素、心理因素和环境因素均对时间知觉有显著影响。
2. 生理因素对时间知觉的影响主要体现在感知时间长度与实际时间长度的偏差上。
3. 心理因素对时间知觉的影响主要体现在感知时间长度与实际时间长度的偏差上，且心理因素对时间知觉的影响程度较大。
神经科学中的时间知觉
神经科学中的时间知觉时间知觉，是指一个人对时间的感知和认知。
时间知觉是一种心理过程，它是由神经科学引起了广泛的兴趣。
神经科学家们试图研究人类的时间感知机制，探究大脑中时间信息的加工和表达方式，以及时间知觉与其他认知过程之间的相互作用。
神经科学中的时间知觉主要包括时间节律、时间感知和记忆，这些过程受到许多因素的影响，从神经元到神经环路，从环境到人的个体特征。
其中，时间节律是指人的生物钟，它参与调节人的睡眠、饮食和工作等生理活动。
时间感知则是指人对外界事件发生的顺序和时间长度的感知，这种感知受到视觉、听觉、触觉、嗅觉等多种感官的影响。
记忆是指人对时间信息的存储和检索，人们往往根据既往经验来把握时间，实现正常的记忆功能。
时间节律的神经机制主要在下丘脑时钟，即位于脑下垂体的一组神经元中得到体现。
这些神经元之间相互连接，构成了一个网络飞鼠室，也是一个体内生物钟的重要部分。
这些神经元处于一个自然的环境节律中，从而实现其节律性活动；当环境因素发生改变时，这些细胞会随之发生改变，从而适应新的环境。
此外，时间节律还与眼睛有关，光信号可以通过视觉通路传递到时钟细胞中起到作用，以此来调节周期性节律的时间调整。
时间感知的神经机制涉及多个脑区。
内侧颞叶是一个重要的脑区，它在受到视觉输入时会参与到时间感知的过程中。
那么，在这个过程中，内侧颞叶如何处理视觉信息，使其成为对事件顺序解释的内在表示呢？内侧颞叶下方的一个区域，即海马体被认为是存储人们与事物相遇时刻的重要结构；内侧颞叶的另一部位叫做杏仁核，它则在处理情感、评估时间上发挥重要作用。
不同区域的神经元协同发挥作用，使人们能够根据外界的信息对事件的顺序进行感知。
时间记忆是指人对时间信息的增加、存储和再现程度。
研究表明，时间记忆激活了多个脑区广泛参与，包括海马回路、海马体皮层区域、前额叶和前扣带回。
以上区域含有不同类型的神经元，这些神经元有着不同的功能。
海马体是记忆的关键，因为它存储着事件的特定情境内的上下文和语境。
经颅磁刺激在时间认知研究中的应用
经颅磁刺激在时间认知研究中的应用任维聪1，张志杰1，2，王铭维2（1.河北师范大学教育学院，河北石家庄050024；2.河北省脑老化与认知神经科学重点实验室，河北石家庄050031）【摘要】经颅磁刺激（TMS ）可以暂时性地改变特定大脑区域的神经活动以研究该脑区在时间认知中的作用。
高频TMS 通常增加皮质兴奋性，用高频TMS 刺激右侧背外侧前额皮质可以影响秒范围的时距知觉，刺激小脑可以影响毫秒范围的时距知觉。
经颅磁刺激可以作为探讨时间认知神经机制的有效工具，并可以作为脑损伤病人改善时间认知能力的有效治疗手段。
【关键词】时间知觉；经颅磁刺激；脑机制中图分类号:R395.1文献标识码:A文章编号:1005-3611(2012)05-0646-03A pplication of T ranscranial M agnetic S timulation to T ime P erceptionREN Wei-cong ，ZHANG Zhi-jie ，WANG Ming-weiSchool of Education ，Hebei Normal University ，Shijiazhuang 050024，China【Abstract 】Transcranial magnetic stimulation(TMS),which can temporarily change the neural activity of a definite brainarea,has been used to explore the role of the brain regions in time perception.Generally,high-frequency TMS produces increasing excitability of the cortical network.High-frequency repetitive TMS,when applied to the right dorsolateral pre -frontal cortex (DLPFC),can affect the perception of second range intervals;while repetitive TMS of cerebellum can affect the perception of millisecond time processing.Repetitive TMS should be an effective tool in neural mechanism of time perception and plays an important role in neurorehabilitation.【Key words 】Time perception ；Transcranial magnetic stimulation(TMS)；Neural mechanism【基金项目】973项目(2010CB535005)通讯作者：张志杰，王铭维1时间认知对时间知觉的研究涉及的时距范围从毫秒到天。
时间知觉文献综述课件
振荡器模型是一种解释时间知觉的理论，它认为人们使用类 似于振荡器的神经元活动来估计时间。该模型认为人们使用 大脑中的神经振荡器来测量时间，这些振荡器以不同的频率 运行，从而帮助我们测量时间的流逝。
03
时间知觉的应用领域
心理学领域
心理学家利用时间知觉来研究人类情感、认知和行为。例 如，人们如何判断时间的流逝，以及时间知觉如何受到情 绪和注意力的影响。
反应选择模型
反应选择模型是一种解释时间知觉的理论，它认为人们使用他们自己反应选择的过程来测量时间。该模型认为人 们通过比较内部时钟的读数与所需的反应来测量时间，然后选择正确的反应。
认知理论
记忆比较理论
记忆比较理论认为时间知觉是基于记忆中先前经验的比较。当我们看到一个事件 时，我们会将它与我们记忆中的先前经验进行比较，从而估计它的持续时间。该 理论得到了许多实验的支持，但它可能不适用于所有的时间知觉任务。
实验法通常采用反应时测量、事件相关电位等技术手段来探究时间知 觉的内在机制和影响因素。
观察法通常采用行为观察、眼动跟踪等技术手段来探究人们在日常生 活中对时间的估计和判断。
调查法则采用问卷调查、访谈等方式来探究时间知觉的心理过程和社 会影响因素。
02
时间知觉的理论模型
心理物理学理论
感觉运动理论
该理论认为时间知觉依赖于感觉和运动系统，特别是视觉和运动系统。当我们观察一个事件时，我们的感觉系统 会接收到一系列的刺激，然后我们的运动系统会模拟或模拟该事件的时间过程。这种模拟或模拟过程使我们能够 知觉时间。
06
时间知觉研究展望
跨文化研究
文化差异对时间知觉的影响
01
探讨不同文化背景下，人们对时间知觉的认知和体验是否存在
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第29卷第10期 西南大学学报(自然科学版) 2007年10月Vol129 No110Journal of Sout hwest University(Nat ural Science Edition)Oct1 2007文章编号:1673-9868(2007)10-0152-04时间知觉的神经机制———EEG时频分析的探索①张志杰, 刘 强, 黄希庭西南大学心理学院,重庆400715摘要:小波变换是分析EEG信号时频特征的一种常用方法.采用Morlet小波变化的方法,探讨1000ms时间知觉过程的时频特征,进而揭示内部时钟的频率特征.研究表明:在时间知觉过程中EEG的主要频率在20～25Hz之间.结合ERP和EEG时频分析的优势和不足,两者的结合更能有助于揭示大脑认知活动的神经机制.关 键 词:时间知觉;内部时钟;EEG;小波分析中图分类号:B84211文献标识码:A在时间知觉研究中,一直存在两种相互对立的理论模型:内部时钟模型(internal clock model)和认知模型(注意和记忆模型)[1].内部时钟模型认为动物和人类的计时机制依赖于一种内部时钟的机制,内部时钟(internal clock)由起搏器(pacemaker)和累加器(accumulator)构成,其中起搏器按照一定的频率连续释放冲动(p ulse)到累加器,然后通过记忆过程和决策过程做出最后的反应.而认知模型则认为人类时间知觉取决于对其注意资源分配的多少(预期式时间知觉)和记忆容量的大小(回溯式时间知觉).虽然这两个理论模型都得到了大量行为研究的证据,但是也都存在一定的理论缺陷.来自脑成像的研究结果表明小脑具有内部时钟的功能,但也有研究发现基底神经节在某种条件下也具有这种功能[2].采用单细胞纪录的研究发现前额叶背外层区域神经元间的放电模式可以构成计时的机制[3].而且ERP的证据也表明时间知觉过程所诱发CNV的波峰潜伏期和内部时钟所释放冲动的累加过程存在一定的联系[4].虽然这些研究都围绕存不存在内部时钟以及内部时钟的位置展开,但是对内部时钟所释放的冲动的性质及其本质却较少涉及.大脑本身存在自发性振荡,即大脑的原有的自发节律,并且这一特征可通过脑电波记录到,例如delta 节律(1～4Hz),t heta节律(4～8Hz),alp ha节律(8～12Hz),beta节律(12～30Hz)以及gamma节律(30～70Hz).这些节律有时和脑的行为状态之间存在着稳定的联系,如:清醒闭眼时alp ha节律增加,睁眼时alp ha节律减少;认知状态gamma节律增加等等.由于内部时钟的本质在于脉冲的释放和累积,因此我们尝试从时间知觉过程中EEG节律的分布特征来探讨内部时钟的存在及其机制,也就是时间知觉过程中EEG的时频特征.1 方 法111 被 试西南大学在校大学生6名(5男1女),平均年龄2113岁.所有被试均无精神病史,右利手,视力或矫①收稿日期:2007-03-20基金项目:国家自然科学基金资助项目(30270467);教育部高等学校博士学科点专项专项科研基金资助项目(20040635001;20060635002);西南大学国家重点学科科研基金资助项目(西国重04005).作者简介:张志杰(1973-),男,河北邢台人,副教授,主要从事时间认知的研究.通讯作者:黄希庭,教授,博士生导师.正视力正常.112 程 序屏幕显示复制法的指导语后,被试按任意键图形3呈现在屏幕中央,图形呈现一段时距后(1000ms )消失,这段时距即为目标时距.目标时距呈现完毕后,显示要求被试进行复制的指导语,被试按“空格键”后再次出现3图形,当被试主观感觉两者的呈现时距相同时,按压“空格键”图形消失.被试连续复制15次.计算机自动纪录被试复制的时距(精确到011s ).113 EEG 纪录实验仪器为BrainProduct s ERP 工作站.Ag/AgCl 记录电极固定于64导电极帽.以双侧乳突为参考电极,左眼上下眶的电极记录垂直眼电(V EO G ).头皮与电极之间的阻抗小于5k Ω.信号通过放大器放大,记录连续EEG ,滤波带宽为01016～100Hz ,采样频率为500Hz/导.EEG 数据进行离线(Off 2line )分析,并对眼电和伪迹进行处理.114 时频分析原理时频分析作为信号处理领域的一个主要研究领域,主要任务是描述信号的频谱含量随时间变化的情况.因此时频分析能够对某个时间跨度内的波形和频谱特性进行分析,并能揭示某一具体时刻或时间段内信号的频率组成成分以及相关频率成份的能量分布.从EEG 数据中提取特定频率成分常用的方法主要有傅立叶变换(Fourier t ransformation )和小波分析(wavelet analysis ).但由于傅立叶变换本身的局限,它只能反映信号的整体特性,而无法确定不同的频率分量随时间的变化.而小波分析则能够提供一个随时间改变的时间-频率窗口,这为EEG 的时频分析提供了可能.小波变换的基本思想是:把连续的时间信号s (t )与小波基w (t ,f )进行卷积,从而获得随时间变化的时频能量分布.即T F (t ,f )=|w (t ,f )3s (t )|2 在EEG 时频分析中主要采用Morlet 小波基函数.Morlet 小波的w (t ,f )是一种复值调制的高斯函数,在时域(标准偏差σt )和频域(标准偏差σf )上都具有高斯分布,对于某频率f ,其表达式为:w (t ,f )=A exp (-t 2/2σ2t )exp (2i π/f t )其中,A =(σt π1/2)-1/2,σt =1/2πσf .A 为归一因子,其目的是保证小波基本身的能量为1.Morlet 小波家族具有恒定的比率f /σf (在实际的应用中一般取大于5),因此不同的频率f 所对应的σt 和σf 是不同的,即在整个时频平面上具有可变的时频分辨率:在高频区能提供高的时间分辨率,在低频区能提供高的频率分辨率.小波变换可以把信号的能量分布的时间和频率特征在一个二维平面上表现出来,因此可以观测EEG 信号的瞬时频谱特征.因为能量分布是平方的方式来进行表示,叠加后不会正负抵消.这就避免了直接对时间信号平均叠加所带来的不足.它的信息既涵盖了时间分析的内容,同时又增加了时间波形里所无法看到的频率信息[5].2 结 果在去除眼电和伪迹的EEG 数据中,采用BrainProduct s 系统中Analyzer 小波分析功能(continuo us wavelet t ransfrmation ),选用Morlet complex 小波变换进行时频分析.先对标准时距(1000ms )呈现的EEG 信号进行Morlet 小波变换,频率范围选取10～100Hz ,频率步进为1,f /σf 设定为7,然后以标准时距呈现前100ms 作为基线,将标准时距的时频能量分布值减去刺激出现前的基线时频能量分布的平均值.对所有标准时距呈现条件下的时频能量分布进行叠加平均.图1分别为Fz 、FCZ 、CPz 、Pz 4个电极位置的时频能量分布图,由图可见,在整个时距呈现(1000ms )的过程引发了20～25Hz 为主的频率成分.351第10期 张志杰,等:时间知觉的神经机制———EEG 时频分析的探索3 讨 论图1 4个电极位置知觉目标时距的时频能量分布图311 传统ERP 分析的局限和时频分析的优势在EEG 中存在三种振荡成分:自发(sponta 2neous rhyt hms )、诱发(evoked rhyt hms )和感应(induced rhyt hms )振荡[6].这三种振荡的差异在于自发振荡与外界刺激没有关系,诱发振荡与外界刺激具有严格的锁时关系,而感应振荡与外界刺激有关,但不具有锁时关系.传统的事件相关电位(event 2related potential ,ERP )分析技术是指对某个刺激事件进行信息加工的过程中所诱发出来的并在头皮上所记录到的电位变化.ERP 研究的基本假设是波形恒定,并与外间刺激有固定潜伏期关系,具有锁时关系(timelocked )[7].由于在接受某个刺激后,脑电的幅值很小,淹没于相对较强的自发脑电中.这样,将多次重复刺激所得的纪录叠加起来而逐步增强,而与刺激没有锁时关系的自发脑电,由于随机出现,在叠加中会相互抵消,而趋于零.因此,传统的ERP 分析可以通过重复叠加的方式排除自发电位的影响,但也因此损失了EEG 中感应振荡所代表的信息.而时频分析通过对某一时刻或时间段内信号频率的组成成分以及相关频率成份的能量分布来解释认知过程的神经机制,从而弥补ERP 分析的不足.而小波变换正是在EEG 时频分析较为广泛采用的一种分析方法.312 内部时钟的频率时间知觉ERP 研究把CNV 看作是时间知觉的特异性成分,CNV 的波幅和潜伏期反映了内部时钟频率累积的程度.但是这些研究并没能解释内部时钟的本质.Treisman [8]认为内部时钟是由时间振荡器(temporal o scillator )和校准单位(calibration unit )构成.假设时间振荡器以频率F o 释放冲动,通过校准器的校准(假设校准系数为C f ),内部时钟将产生频率为F p =F o ×C f 的脉冲.Treisman 及其同事推测虽然内部时钟频率在某种程度上可以不受外界刺激的影响以保持其稳定性,但是与之频率接近的周期性刺激也可能会影响其频率.因此通过对外界刺激呈现频率的操纵(如一定频率的嘀嗒声或闪光),可以间接探知内部时钟的运作机制[9,10].早期Treisman 等的研究认为内部时钟的频率在1218Hz 左右[11],但是随后Burle 等人的研究却发现外界刺激21Hz 左右的时候,对时间知觉任务的影响最大[12].如果内部时钟假设成立的话,由于我们在接受外界时间信号是随机的,也就是我们开始计时的时间是随机的,因此所记录到的脉冲性质可能是感应性(induced )的,传统的ERP 分析无法揭示出这种特征,而时频分析的方法却能够弥补这种不足.本研究发现,在1000ms 的时间知觉过程中,20～25Hz 是EEG 的主要频率成分,与Burle 等的研究结果比较相似.传统的时间知觉的ERP 研究认为时间知觉过程伴随一个低频的负性慢波(slow nega 2tive potential ),而本研究表明时间知觉过程中除了低频成分外,还可能存在25Hz 左右的高频成分.而且可能在同一实验条件中,EEG 的低频和高频信号可能具有不同的时间进程和分布模式.虽然小波变换的时频分析方法可以很好地考察EEG 信号的高频能量分布,但对于低频信号EEG 的分析则由于其时间分辨率差而显得不足.因此,将ERP 分析方法和时频分析方法结合起来将有助于更全面深入地了解大脑认知活动的神经机制[13].451西南大学学报(自然科学版) 第29卷参考文献:[1]Zakay D ,Block R A.Temporal Cognition [J ].Current Directions in Psychological Science ,1997,6:12-16.[2] Ivry R B ,Spencer R M.The Neural Representation of Time [J ].Current Opinion in Neurobiology ,2004,14:225-232.[3] Lewis P A.Finding the Timer [J ].Trends in Cognitive Sciences ,2002,6(5):195-196.[4] Macar F ,Vidal F.Event 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1000ms.The findings can be used to make an estimation of t he f requency of t he internal clock.Based on a discussion of advantages and disadvantages of ERP and EEG an 2alyses ,t he paper argues t hat combined application of ERP and EEG will be favorable for identifying t he neural mechanisms in cognitive processes of t he brain.K ey w ords :time perception ;internal clock ;EEG;wavelet t ransform责任编辑 胡 杨 551第10期 张志杰,等:时间知觉的神经机制———EEG 时频分析的探索。