EEG專題 | 如何采集高質量腦電數據？

高質量腦電數據不是簡單采集后再修正，而是需要從實驗環境、設備調試、被試管理到現場全程監控，全流程精細化把控。采集流程越規范，后續預處理和統計分析就越可靠。

很多研究者在開始做腦電實驗時，最先遇到的問題并不是分析，而是采集。設備明明已經連接完成，腦電帽也戴好了，電腦里卻仍然可能出現高阻抗、基線漂移、眨眼偽跡、肌電噪聲和工頻干擾等各種問題。最終得到的數據看似很多，但真正能進入分析的部分卻可能并不理想。

這說明一件事：高質量腦電數據不是“采完再看”，而是從實驗開始之前就已經決定了一大半。腦電信號本身非常微弱，通常只有微伏量級，因此它對環境、設備、被試狀態和實驗操作都極為敏感。

01 腦電采集的基本流程

一次完整的腦電采集通常可以分為五個階段：實驗環境準備、設備準備、被試準備、正式采集以及實時監控與結束保存。

環境準備強調安靜、穩定并減少電磁干擾；設備準備強調放大器、腦電帽、電極線、軟件和觸發系統的正常工作；被試準備包括頭皮清潔、腦電帽佩戴、導電介質填充、阻抗檢查和任務說明；正式采集前應先試運行確認信號質量和觸發同步；實驗結束后還要立即檢查數據完整性并做好備份。

真正高質量的 EEG 數據，往往不是依靠后期修補，而是靠前期把每一步都做穩。

腦電專題 | 腦電數據采集的注意事項與實用指南

02 電極、導聯與10-20系統

腦電信號必須依賴標準化的電極布局，才能保證不同個體、不同實驗之間的數據具有一致性。國際上常用的是 10-20 系統，也就是按照頭顱解剖標志之間距離的 10% 和 20% 比例來確定電極位置。

在 10-20 系統中，F 代表額葉，C 代表中央區，P 代表頂葉，O 代表枕葉，T 代表顳區。奇數通常在左半球，偶數在右半球，z 表示中線位置，例如 Fz、Cz、Pz。

帽子前后左右的對齊非常關鍵，通常以鼻根點、枕外隆凸和左右耳前點為定位參考。電極與頭皮的接觸也要均勻穩定，避免因為頭發阻擋或導電介質不足而形成局部高阻抗。

03 采樣率、參考電極、阻抗的基本概念

采樣率指系統每秒記錄多少個數據點，常見設置有 250Hz、500Hz 和 1000Hz。采樣率越高，對波形變化的記錄越精細，但也需要結合研究目標和數據量綜合考慮。

參考電極決定了 EEG 通道比較的基準。常見的參考方式包括雙耳參考、乳突參考、鼻尖參考和平均參考等。參考點本身如果不穩定，也會把噪聲帶入所有通道。

阻抗反映電極與頭皮之間導電是否順暢。阻抗過高意味著接觸不良，容易引入噪聲、信號漂移和偽跡。因此，正式采集前必須認真檢查各通道阻抗狀態。

此外，接地電極雖然不直接記錄腦電，但會顯著影響系統的整體穩定性和抗噪性能。

04 安靜狀態、任務態與誘發實驗的區別

安靜狀態腦電通常要求被試睜眼靜坐或閉眼靜坐，更關注背景節律活動，如 α 波和 θ 波。它對環境安靜程度和被試狀態穩定性要求很高。

任務態腦電要求被試執行注意、記憶、判斷或決策任務，更關注大腦活動如何隨任務條件變化。它特別強調指導語清晰和行為記錄準確。

誘發實驗更強調刺激事件與腦電信號嚴格鎖時，例如 ERP 研究中的視覺或聽覺刺激。它對觸發同步、刺激時長、刺激間隔和刺激概率都有更高要求。

05 采集過程中常見問題

眨眼偽跡是最常見問題之一。研究者不能要求被試不眨眼，而應通過任務設計讓被試在刺激間隙自然眨眼，并在關鍵時間段盡量保持穩定。

肌電干擾通常來自咬牙、吞咽、皺眉、說話或身體緊張，特別容易出現在額區和顳區。解決方式包括提醒被試放松面部和下頜、避免不必要的口頭反應任務，并保證舒適坐姿。

工頻干擾通常來自 50Hz 市電噪聲，與電源、接地不良或周邊交流電子設備有關。解決方法包括使用屏蔽電纜、減少不必要電器、確保接地正常，并在需要時配合后期濾波處理。

除此之外，還要持續留意電極接觸不良、電纜擺動、被試姿勢變化和出汗引起的基線漂移等問題。很多時候，信號異常并不是“數據本身有問題”，而是采集現場某個小細節沒有控制好。