Multivariate assessment of event-related potentials with the t-CWT method

BMC Neuroscience

Methodology Article

Vladimir Bostanov¹ 

[1] Institute of Medical Psychology and Behavioral Neurobiology, University of Tübingen, Gartenstr. 29, 72074, Tübingen, Germany;

关键词: Event-related brain potentials;    ERP;    Continuous wavelet transform;    CWT;    t-CWT;    Principal component analysis;    PCA;    Multivariate statistics;   

DOI  :  10.1186/s12868-015-0185-z

 received in 2015-01-10, accepted in 2015-07-14,  发布年份 2015

来源: Springer

【 摘 要 】

BackgroundEvent-related brain potentials (ERPs) are usually assessed with univariate statistical tests although they are essentially multivariate objects. Brain–computer interface applications are a notable exception to this practice, because they are based on multivariate classification of single-trial ERPs. Multivariate ERP assessment can be facilitated by feature extraction methods. One such method is t-CWT, a mathematical-statistical algorithm based on the continuous wavelet transform (CWT) and Student’s t-test.ResultsThis article begins with a geometric primer on some basic concepts of multivariate statistics as applied to ERP assessment in general and to the t-CWT method in particular. Further, it presents for the first time a detailed, step-by-step, formal mathematical description of the t-CWT algorithm. A new multivariate outlier rejection procedure based on principal component analysis in the frequency domain is presented as an important pre-processing step. The MATLAB and GNU Octave implementation of t-CWT is also made publicly available for the first time as free and open source code. The method is demonstrated on some example ERP data obtained in a passive oddball paradigm. Finally, some conceptually novel applications of the multivariate approach in general and of the t-CWT method in particular are suggested and discussed.ConclusionsHopefully, the publication of both the t-CWT source code and its underlying mathematical algorithm along with a didactic geometric introduction to some basic concepts of multivariate statistics would make t-CWT more accessible to both users and developers in the field of neuroscience research.

【 授权许可】

CC BY   
© Bostanov. 2015

【 图 表 】

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