双谱及其与相位-振幅耦合的关系
统计方法学
2019-01-30 v2 神经元与认知
定量方法
摘要
大多数生物信号是非高斯的，这反映了它们起源于高度非线性的生理系统。一套用于研究非高斯信号的通用技术依赖于高阶矩的谱表示，即多谱，它描述了时不变高斯信号中不会出现的跨频率依赖形式。其中最常用的是双谱。近来，其他跨频率依赖度量在脑电图文献中引起了兴趣，特别是那些涉及相位-振幅耦合（PAC）的度量。本文我们展示了双谱与流行的PAC度量之间的密切关系，我们将这些度量与信号双谱的平滑联系起来，使它们从根本上成为双谱估计量。然而，从这个角度看，传统的PAC度量表现出一些不利特性，包括较差的偏差性质、缺乏正确的对称性以及对估计的谱范围和分辨率的认为约束。此外，在PAC度量中被平滑所掩盖、但在标准双谱估计量中得以保留的信息，对于区分嵌套振荡与瞬态信号特征及其他导致“虚假”PAC的非振荡原因可能至关重要。我们提出了利用双谱统计量评估跨频率耦合性质和来源的指南。除了阐明PAC与双谱之间的关系，本工作还为双谱的解释建立了一个通用框架，该框架可扩展到其他高阶谱。特别地，该框架有望详细识别与嵌套振荡和瞬态现象相关的信号特征。最后，我们讨论了该框架的一些更广泛的理论意义，并指出了未来有前景的发展方向。
引用
@article{arxiv.1705.10435,
title = {The Bispectrum and Its Relationship to Phase-Amplitude Coupling},
author = {Christopher K. Kovach and Hiroyuki Oya and Hiroto Kawasaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.10435},
year = {2019}
}