物理报告——脑电波

摘要脑电图是通过脑电图描记仪将脑自身微弱的生物电放大记录成为一种曲线图，是脑神经电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映。

脑电信息数据的分析研究是人类对人脑思维研究中一个重要研究方法，通过对人脑脑电波信息的分析研究可以发现许多不为我们所知的结果，也可以解释人类行为的一些现象。

本课题研究的主要目的是通过检测和分析由感情变化事件引起愉快和不愉快的情绪时产生在大脑皮层区域之间的θ波段脑电活动变化，从而得出人脑与情感之间的关系，在得出结果的基础上讨论得到结果的意义，并为脑信息研究提供试验基础和理论依据。

本文主要运用主成分分析法对通过实验获取的脑电信号数据进行分析处理。

对与感情变化相关的脑电图实验数据中的θ波段进行过滤，提取θ波。

对θ波进行主成分分析并提取第一主成分、第二主成分，计算第一主成分、第二主成分的贡献率，然后对EAST 程序输出的数据结果进行统计分析。

得到的结论有：对于日常生活中习惯用右手的女性来说，θ波的第一主成分的贡献率越大，愉快的情绪就越强烈；θ波的第二主成分的贡献率越大，愉快的情绪越少，不愉快的情绪越多。

关键词：脑电图感情θ波主成分分析ABSTRACTEEG is by the EEG plethysmometer the brain itself weak bioelectrical enlarge record become a graph,and brain electrophysiological activity in the overall surface of the cerebral cortex or scalp.EEG data analysis research human an important research methods in the study of the human brain thinking,some phenomena can be interpreted not as the result of our knowledge,human behavior can be found through the analysis of the human brain brainwave information.The main purpose of this research is the detection and analysis to produce θ-band EEG activity changes in the area of the cortex between pleasant and unpleasant emotions caused by the emotional change events,to arrive at the relationship between the human brain and emotions,discussed the significance of the results,and the results on the basis of experimental and theoretical basis for the brain information Studies.In this paper,principal component analysis of EEG data obtained through experiments, analysis and processing.θ-band associated with emotional changes in the EEG experiment data filtering,extracting θ waves.Principal component analysis of the θ wave,and extracts the first main component,a second main component,and calculating a first main component,the contribution rate of the second main component,and then the the EAST program output data results for statistical analysis.To the conclusion:For right-handed women in daily life,the the larger θ wave contribution rate of the first principal component,the more intense unpleasant emotion s;greater the contribution rate θ wave second principal component the unpleasant emotions fewer,the more unpleasant emotions.Key words：EEG emotion θ waves Principal Component Analysis目录第一章研究背景 (1)1.1课题研究的目的及意义 (1)1.2脑电图的定义及特点 (1)1.3脑电图的发现及研究进展 (2)1.4脑电图波形介绍 (3)1.5脑电波产生的机制 (4)第二章分析方法及使用软件介绍 (6)2.1主成分分析方法介绍 (6)2.2软件介绍 (6)2.2.1关于MATLAB (6)2.2.2关于EAST (7)第三章脑电图试验 (8)3.1脑电图获取方法 (8)3.2实验的方法与步骤 (8)3.3实验的注意事项 (9)第四章数据分析 (10)4.1计算分析数据的流程 (10)4.2数据图 (12)4.3数据分析 (15)结论 (16)谢辞 (17)参考文献 (18)第一章研究背景1.1课题研究的目的及意义脑是人体内最重要的器官之一，是接受外界信号、产生感觉和知觉、形成意识、进行逻辑思维并发出指令的中枢。

人教版九年级动手动脑学物理答案第十三章第一节 分子热运动1．分子的直径大约为10-10m,该正方形每条边排列的分子数目为n =1×10−2m 10−10m=108个，故该正方形中约有的分子数为108×108=1016个，全球人口数目约为60亿，即6×109，故这些分子的数目大约是全球人口数目的10166×109=1.67×106倍。

2．扩散现象有用的例子：为了预防感冒，在教室里熏醋，不久醋味就扩散到教室的每个地方。

扩散现象有害的例子：一个人吸烟，由于烟的扩散，会让房间里所有人都被动吸烟。

3．在热水杯中的水更甜。

我们感觉到甜味是由于糖分子与水分子之间的扩散。

由于分子运动的快慢与温度有关，温度越高，分子运动越快，故热水杯中的糖分子扩散更快，糖水更甜。

4．弹簧测力计的示数会增大。

分子间存在引力和斥力，但这种力只在距离很小时才比较显著。

用干净的玻璃板水平接触水面，就使一些玻璃分子和水分子之间的距离达到很小，产生分子引力，使玻璃和水吸在一起，所以用力向上拉玻璃板时，弹簧测力计的读数会增大。

5．第二节 内能 1.（1）、冰粒的内能增加，机械能减小。

（2）、火箭的内能增加，机械能增大。

（3）、子弹的内能减小，机械能减小。

2.“炙手可热”是通过热传递的方式，使手的内能增加，温度升高；“钻木取火”是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，木头的内能增加，温度升高达到着火点而燃烧。

3.通过加强热传递直接利用内能的实例：煤气灶烧饭，太阳能热水器等；通过阻碍热传递防止内能转移的实例：暖水瓶、保温杯等。

4.图钉钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，是摩擦生热。

钉帽克服摩擦做功，内能增大，温度很小 有一定形状 有一定体积 无一定形状无一定形状有一定体积 无一定体积很小升高。

第三节比热容1.C解析：比热容是物质的一个特性，它与质量、温度、吸热放热的多少无关，只与物质的种类和状态有关。

《盗梦空间》背后的三大科学心理学：睡眠与梦境人的一生大约有三分之一的时间是在睡眠与梦中度过的；《盗梦空间》这部电影自始至终讲的也都是梦境。

那么什么时候会出现梦境呢？当我们大脑处于清醒和警觉状态时，脑电波中主要是频率较高、波幅较小的β波（频率为每秒14－30次）。

在进入睡眠状态时，脑电波则主要是频率更低、波幅更大的△波。

由清醒进入睡眠的整个过程中，脑电波与呼吸、心率、肌肉强度等一样慢慢变得舒缓而放松。

根据脑电波，睡眠可分为四个阶段。

首先是持续10分钟左右的浅睡阶段，脑电波频率与波幅都较小，此时很容易被外部刺激惊醒；其次是持续约20分钟的“睡眠锭”阶段，频率较低的脑电波中偶尔出现的一种短暂爆发、频率高、波幅大的脑电波，被称为睡眠锭。

第三阶段脑电波频率继续降低，波幅变大，出现△波，有时也出现“睡眠锭”，大约持续40分钟。

当大多数脑电波开始变为△波时，睡眠就进入了第四阶段——深度睡眠阶段。

此时整个身体进一步放松，有时会发生梦游、梦呓、尿床等。

第三、四阶段被合称为慢波睡眠。

如果睡眠模式异常，就预示着身体或者心理功能出现了失调。

前四个阶段的睡眠大约要经历1个小时至90分钟，之后通常会翻身，并且很容易被惊醒。

然后似乎又进入第一阶段的睡眠，不过此时不再是重复前面的过程，而是进入了一个新阶段——快速眼动睡眠阶段。

这时脑电波迅速变化，△波消失，高频率、小波幅的脑电波出现，与你在清醒状态的脑电波非常相似。

你的眼球开始快速运动，并且开始出现栩栩如生的梦境。

若这时醒来，你通常会说自己在做梦。

另外心律与血压会变得不规则，呼吸变得急促，这与清醒或者恐惧时的反应十分类似，只是肌肉依然松软。

梦是睡眠中最生动有趣、又有些不可思议的环节。

目前对梦的功能的解释一直存在分歧。

不过一些基本事实是可以肯定的。

现实中身外的事情也会进入梦境；当志愿者处于快速眼动睡眠时，将水洒到他身上，醒来时他会报告说梦到水了。

电影中多层嵌套的梦境虽然可能性很小，但是相邻两层梦境间的关系却符合这个特点：药剂师约瑟夫（迪利普·劳饰）因为酒喝多了，在第一层梦境中便是天降暴雨；当第一层梦境中的汽车翻下去的时候，第二层梦境中的房间也跟着翻转。

【高效脑波】记忆之必备良药 a脑波【高效脑波】记忆之必备良药-----a脑波人脑中的许多神经细胞都是活跃的，导致了电变化。

换句话说，这是一种电子摆动。

这种摆动出现在科学仪器上，看起来像波浪。

大脑中的电振动称为脑电波。

在一句话中，脑电波可能是由脑细胞产生的生物能或脑细胞活动的节律。

十九世纪末，德国的生理学家汉斯?柏格看到电鳗发出电气，认为人类身上必然有相同的现象，而发现了人脑中电气性的振动。

後来，藉由图表来补捉脑波，才得知振动的存在。

由於这和人类的意识活动有某种程度的对应，因而引起许多研究者的兴趣。

由于电子工程的进步，脑电波的周期数也可以通过仪器来测量。

国际脑波学会（international brain wave society）已经为不同的振动设定了周期数α、β、δ、θ。

β波14赫兹以上在β波为优势脑波时，人清醒时大部份的脑波状态。

随著β波的增加，身体逐渐呈紧张状态，准备随时因应外在环境作反应。

大脑能量除了维持本身系统的运作外，尚须指挥对外防御系统作准备，因而消减了体内免疫系统能力，在此状态下人的身心能量耗费较剧，快速疲倦，若没有充份休息，非常容易堆积压力（这是现代人的通病）。

然而，适量的β波，对积极的注意力提升，以及认知行为的发展有著关键性的助益。

α波8-14赫兹（1秒内的振动次数）α由于脑波的优势，人们的意识是清晰的，但身体是放松的。

它在意识和潜意识之间架起了一座桥梁。

因为在这种状态下，身体和精神的能量消耗最少，大脑获得的能量相对较高，操作会更快更顺畅，灵感和直觉会更敏锐，大脑活动会更活跃。

现代科学积极倡导α波是人们学习和思考的最佳脑电波状态。

这就是为什么。

θ波4-8赫兹θ波为优势脑波时，人的意识中断，身体深沉放松，这是一种高层次的精神状态，也就是我们常听到的「入定态」。

在这样的状态下，由於意识中断使得我们平常清醒时所具有批判性或道德性的过滤机制被埋藏起来，因而大开心灵之门，对於外界的讯息呈现高度的受暗示性状态（hyper-suggestibility），这就是为什么人在被催眠时会容易接收外来的指令。

生物反馈实验报告一、实验目的和要求了解生物反馈的原理、掌握生物反馈的使用方法以及生物反馈的应用二、实验内容和原理2.1 实验内容本实验要求被试边听音乐并根据要求做相应的练习，主试通过仪器记录其各个阶段的数据，同时被试根据操控自己的意念来完成仪器所要求的任务，并逐渐提高阈限值，从而提高被试的注意力等。

2.2 实验原理生物反馈系统，是应用操作性条件反射原理，以生物反馈治疗仪为手段，利用这些设备对机体生理功能的状态加以探查、放大，并通过记录和显示的装置把这些信息转变成某种信号或读数，让受训练者自己感受到这些生理功能的变化。

通过训练选择性地强化某一或某几个频段的生理波以达到预期目的。

，通过一段时间的自身调节便可以改变生理波，达到健康的平衡波段，从而调节大脑的脑功能状态。

通俗的说就是你脸上有块脏东西，你照镜子看见了，就会用手去擦掉它。

生物反馈就相当与照镜子。

它是将你的脑电波放大，通过电脑可以看见，我们只要选择性的强化某一或某几个频段的生理波，当生理波满足要求时就会以奖励的方式反馈给患者（在电脑上的表现就是，只要你的生理波达到治疗的要求，游戏就可以顺利进行），通过一段时间的自身调节便可以改变生理波，达到健康的平衡波段，从而调节大脑的脑功能状态。

三、实验操作方法与实验步骤（1）选择环境温馨、安静的房间作为反馈治疗室，治疗前向被试说明治疗仪器的基本工作原理、作用和训练方法。

（2）第一次治疗时，让被试坐在一张有扶手的靠椅上，将被试的额头擦拭干净，贴上电极片，让被试放轻松，观察数据，大约五分钟后。

即在α波大概在10hz周围活跃时，通过仪器记录基线数据。

（3）获得基线数据后，用仪器进行分析被试的各个频率的脑波活跃程度，继而分析被试心理与生理状况。

要求被试做算术或眨眼等一系列生理或心理活动，观察相应脑波的变化，得出被试在哪一方面比较薄弱，并进行相应方案的练习。

（4）被试在电子体统的提示下进行放松训练，而后是各项心理能量的分开式加强训练，以小游戏的方式实现。

脑指纹——脑控武器原理的重中之重脑指纹作为脑控武器原理中极为重要的一个，只有对脑指纹有了比较清晰的认识，才能更好地了解脑控犯罪分子的脑控罪行。

脑指纹也可称作脑纹、脑电波指纹以及脑电波特征码，脑控武器很多功能就是以脑指纹为基础的！下面就对脑指纹作进一步地探索！2016年6月20日的《研究时报》刊登过一篇题为《脑纹：身份识别明日之星》的文章，其中对“脑纹”有如下描述：““脑纹”是人脑产生的脑电波波形，作为人体独有的“身份”信息，“脑纹”识别将在特征提取和身份识别领域发挥重要作用。

”。

并且还指出：““脑纹”是基于特定脑电波信号的特征复合图。

“脑纹”识别技术主要依靠提取人脑在浏览识记特定信息时产生的脑电波信号，进行特征提取和身份识别。

作为人体独有的“身份”信息，“脑纹”未来将在身份识别领域发挥重要作用。

”然而，脑控武器所用到的脑指纹并不是脑电波波形那么简单，脑控武器所使用的脑指纹也并非仅用于身份识别！2018年6月1日的《解放军报》刊登过一篇题为《脑控武器：亦真亦幻有点“玄”》的文章，文中也有对于脑电波“指纹”的描述，原文内容如下：其实，脑控武器的手艺原理并不复杂。

人脑的各种活动都会发生相应的脑电波，殊不知脑电波也是人类的身份辨认特性——每个人的脑电波“指纹”都是独一无二的。

利用脑电波特性的唯一性，首先收罗人脑电波的特性码并存入电脑，之后通过专门的“翻译”软件解读其中的视觉、听觉、语言、情感等各种神经活动信号，事实上就已完成了“读心术”。

当需要向“大脑磁盘”写入信息时，只需对脑电波举行特定编码，就可以将信息直接植入大脑。

脑控武器在研制时，还牵扯到数据库中成千上万个脑电波样本的大数据分析，得到心理特征与脑电波形状的对应关系，就好比找到了打开“心灵之门”的钥匙。

之后，专业技术人员利用电磁波向人体发射特定的信号，脑控武器就可以悄无声息地改变人类的情绪状态，最终达到特定的军事目的。

而在题为《物理报告——脑电波》的文档中“脑电波的高度特同性”标题下有如下内容：每个人的脑电波特征码都是惟一的——脑电波指纹，因此，可以用于身份的鉴定。

【高效脑波】a脑波人脑中有许多的神经细胞在活动著，而成电器性的变动。

也就是说，有电器性的摆动存在。

而这种摆动呈现在科学仪器上，看起来就像波动一样。

脑中的电器性震动我们称之为脑波。

用一句话来说明脑波的话，或许可以说它是由脑细胞所产生的生物能源，或者是脑细胞活动的节奏。

1九世纪末，德国生理学家汉斯伯格（HANSBERG）看到电鳗发出电流，认为人类中肯定存在同样的现象，并在人脑中发现了电振动。

后来，我们通过图表捕捉脑电波来了解振动的存在。

由于这在一定程度上与人类的意识活动相一致，因此引起了许多研究者的兴趣。

由於电子工学的进步，脑波的周波数也得以用仪器测定。

国际脑波学会就针对不同震动的周波数，定以α、β、δ、θ之名。

β波高于14hz时β波为主导脑波，大部分脑波状态为人清醒时。

随着β波的增加，身体逐渐处于紧张状态，随时准备对外部环境做出反应。

除了维持自身系统的运转，大脑的能量还需要指挥外部防御系统进行准备，从而降低人体免疫系统的能力。

在这种状态下，人们的身体和精神能量消耗是严重的，他们很快就会感到疲劳。

如果他们没有足够的休息，他们很容易积累压力（这是现代人的常见问题）。

然而，适度的β波在积极注意的改善和认知行为的发展中起着关键作用。

α波8-14赫兹(1秒内振动的次数)α为优势脑波时，人的意识清醒，但身体却是放松的，它提供意识与潜意识的桥梁。

由於在这种状态下，身心能量耗费最少，相对地脑部所获得的能量较高，运作就会更加快速、顺畅、灵感及直觉敏锐，脑的活动活泼。

现代科学积极倡导α波是为人们学习与思考的最佳脑波状态，道理就在於此。

θ波4-8赫兹θ当波是主要的脑电波时，人们的意识被打断，身体深而放松。

这是一种高级心理状态，也就是说，我们经常听到“进入稳定状态”。

在这种状态下，由于意识的中断，我们清醒时通常具有的批判性或道德过滤机制被掩埋，因此我们打开心灵之门，对外部信息呈现出高度的可暗示性，这就是为什么人们在被催眠时很容易接受外部指示的原因。

人教版九年级动手动脑学物理答案第十三章第一节分子热运动1.分子的直径大约为10-10m,该正方形每条边排列的分子数目为个,故该正方形中约有的分子数为108×108=1016个,全球人口数目约为60亿,即6×109,故这些分子的数目大约就是全球人口数目的倍。

2.扩散现象有用的例子:为了预防感冒,在教室里熏醋,不久醋味就扩散到教室的每个地方。

扩散现象有害的例子:一个人吸烟,由于烟的扩散,会让房间里所有人都被动吸烟。

3.在热水杯中的水更甜。

我们感觉到甜味就是由于糖分子与水分子之间的扩散。

由于分子运动的快慢与温度有关,温度越高,分子运动越快,故热水杯中的糖分子扩散更快,糖水更甜。

4.弹簧测力计的示数会增大。

分子间存在引力与斥力,但这种力只在距离很小时才比较显著。

用干净的玻璃板水平接触水面,就使一些玻璃分子与水分子之间的距离达到很小,产生分子引力,使玻璃与水吸在一起,所以用力向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数会增大。

5.第二节 内能1、(1)、冰粒的内能增加,机械能减小。

(2)、火箭的内能增加,机械能增大。

(3)、子弹的内能减小,机械能减小。

2、“炙手可热”就是通过热传递的方式,使手的内能增加,温度升高;“钻木取火”就是克服摩擦做功,把机械能转化为内能,木头的内能增加,温度升高达到着火点而燃烧。

3、通过加强热传递直接利用内能的实例:煤气灶烧饭,太阳能热水器等;通过阻碍热传递防止内能转移的实例:暖水瓶、保温杯等。

4、图钉钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦,就是摩擦生热。

钉帽克服摩擦做功,内能增大,温度升高。

很小 有一定形状 有一定体积 无一定形状无一定形状有一定体积 无一定体积很小第三节比热容1、C解析:比热容就是物质的一个特性,它与质量、温度、吸热放热的多少无关,只与物质的种类与状态有关。

2、B解析:因为铜比铝的比热容小,升高的温度用来表示,吸收的热量Q相同,铜与铝的质量相同,比热容小的铜的温度上升得高。