EyeLink眼动和脑电/近红外的那些事

EyeLink眼动仪结合EEG脑电

越来越多的研究人员意识到将眼动技术与EEG甚至其它电生理设备结合起来的同步记录数据的好处，单一设备对于现在的研究需求来说，已经慢慢的不够。将眼动技术与脑电结合的首要好处是可以根据眼动数据进行眼电伪迹的剔除。眨眼和眼动本身（甚至微小的微扫视）可能会对EEG信号产生深远影响，并为后续分析造成严重的问题。准确并精确的眼动数据记录可以使研究者能够轻松的识别和拒绝伪迹干扰的试次。
脑电技术和眼动追踪相结合的另一个好处是，实时产生的注视数据可用于控制刺激出现和消失。换言之，可以实现凝视任务，例如仅在受试者注视中心目标时才显示刺激，反之，则无。还有一个好处是已经有使用EEG技术的学者开始利用注视数据提供的有关当前正在处理的信息，来开发诸如“注视事件相关的电位”（EFRP）的技术。在这种方法中，眼动仪记录的凝视数据不再仅仅是对EEG信号中潜在伪迹的干扰，也不是控制刺激屏出现的。而是使用注视开始点（例如到场景的关键区域或句子中的关键单词）来定义EEG数据中的分段节点，以用于随后的ERP检测。

同步眼动追踪和脑电图记录

同时收集眼动数据和EEG数据时，必须要考虑因素是如何同步两个数据流。两台采集数据的计算机之间的“时钟同步”是非常关键的，两个数据流不对齐将对后期融合分析带来极大的困难。通常可以通过向两个数据流中发送通用的“marker”信号来解决，该信号可用于在分析阶段对齐数据。

在EyeLink眼动仪和EEG设备之间可以通过四种方式实现这种同步：

TTL信号

TTL电平信号规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”(采用二进制来表示数据时)。这样的数据通信及电平规定方式，被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统。这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

TTL信号具有很长的历史，虽然看起来使用有些过时，但是在很多实验室设备上还是有它的一席之地，因为它可靠的定时特性，在目前还没有取代的设备。刺激电脑通常通过并行端口（LPT）发送TTL，在并行端口“D0-D8”中的8个引脚上转换为0到255之间的数字，转换成高电压或低电压，来标记关键试次的开始事件或关键事件。

将TTL信号同时发送到EyeLink Host PC和EEG设备，需要一根“Y”型电缆并口线。因此，两个数据流都将接收相同的事件标记，这些事件标记可用于在分析阶段同步数据。

TTL信号适用于市面上所有的主流的脑电设备，EyeLink自带的实验设计软件experiment builder也同时支持主流的设备融合。

Neuroscan

组合TTL信号和TCP/IP信号

这是EyeLink用户中非常流行的方法，因为它利用了Display PC和Host PC之间的以太网连接。与上述方法一样，TTL信号从Display PC发送到EEG记录设备中，这里需要注意的是这里并不是将TTL信号同时发送到EEG设备和Host PC上，而是通过以太网链接将同时消息（eyelink中称之为message）发送到Host PC上。在分析阶段，可以将TTL与它的关联消息（message）进行匹配，以同步两个数据流。在这种方法的中，基本上所有的脑电设备均是支持的，仅仅需要做的是在您的实验刺激软件中，正确合理的编写同步的Marker和message消息。

Brain Products

TCP/IP信号

在某些EEG系统，尤其是Philips-EGI系统，可以通过TCP / IP信号完全集成。所有三台计算机都连接到单个网络交换机，并且网络定时协议用于同步所有通信和触发共享。

模拟卡输出

EyeLink用户可以使用的最后集成解决方案是“模拟卡输出”（额外硬件），可以将其安装到Host PC上。附加的模拟卡将Host PC上的数字信号数据转换为实时输出的模拟电压（每只眼睛三个通道：水平位置，垂直位置和瞳孔大小）。这些模拟信号可以插入到EEG / MEG设备的额外通道中，从而提供EEG / MEG数据对齐的眼动位置记录。但是这种方式由于自身的D/A和A/D数模转换过程中会给数据增加一些噪声，并且通过电缆发送这些电压也会引入更多噪声。

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