Wavelet Decomposition-Based Analysis of Mismatch Negativity Elicited by a Multi-Feature Paradigm

Abstract

In this study, event-related potentials (ERPs) collected from normally hearing subjects and elicited by a multi-feature paradigm were investigated, and mismatch negativity (MMN) was detected. Standard stimuli and five types of deviant stimuli were presented in a specified sequence, while EEG data were recorded digitally at a 1024 sec–1 sampling rate. Two wavelet analyses were compared with a traditional difference-wave (DW) method. The Reverse biorthogonal wavelet with an order of 6.8 and the quadratic B-Spline wavelet were applied for seven-level decomposition. The sixth-level approximation coefficients were appropriate for extracting the MMN from the averaged trace. The results obtained showed that wavelet decomposition (WLD) methods extract MMN as well as a band-pass digital filter (DF). The differences of the MMN peak latency between deviant types elicited by B-Spline WLD were more significant than those extracted by the DW, DF, or Reverse biorthogonal WLD. Also, wavelet coefficients of the delta-theta range indicated good discrimination between some combinations of the deviant types.

У суб’єктів із нормальним слухом реєстрували пов’язані з подією потенціали, викликані з використанням множинної парадигми. Стандартні слухові стимули та девіантні стимули п’яти типів пред’являли в специфічній послідовності; ЕЕГ-потенціали відводили з частотою дискретизації 1024 c–1. Результати двох видів вейвлет-аналізу порівнювали з даними, отриманими із застосуванням традиційного методу диференціації хвиль (DW). Зворотний біортогональний вейвлет порядку 6.8 і квадратичний B-сплайновий вейвлет використовували для декомпозиції сьомого порядку. Коефіцієнти наближення шостого порядку виявилися застосовними для виділення негативності розузгодження (MMN) із усереднених записів. Як показали результати, методи вейвлет-декомпозиції (WLD) дозволяють виділити негативність розузгодження так само успішно, як і цифрові фільтри. Відмінності латентних періодів піків негативності розузгодження для девіантних варіантів стимуляції, виявлені в разі застосування В-сплайнової WLD, були більш вірогідними, ніж аналогічні відмінності при використанні методу диференціації хвиль, цифрової фільтрації або зворотної біортогональної WLD. Вейвлет-коефіцієнти для дельта-тета-діапазону також дозволяли отримати найкращу дискримінацію деяких комбінацій девіантних типів.