正常人左右腳創新候選特徵評估

這頁刻意避開前面已經試過的 PSD/ITPC/PLI/wPLI/CSP/Riemannian/Hjorth/xcorr/熵類,改用四種新的角度檢查左腳與右腳是否有足以放進論文主結果的腦波差異。

分析摘要

目前資料不足以支持左右腳差異。四個創新候選中,目前分數最高的是 Phase Slope Index directionality,總分 11/25。整體來看,這些方法有些能看到局部趨勢,但沒有同時滿足現象顯著性、左右腳區分能力與論文圖表適合度的通過標準。

前處理:ASR10 + FIR 0.5-50 Hz + ICA正常人 n=10主要時間窗 0-2 秒baseline -1.5~-0.5 秒

輪次候選特徵最佳設定mean95% CIdzmax-stat p總分是否達標
1Crossnobis time-frequency pattern geometryLow beta 13-20 Hz 1.75-2.00 s0.0111[-0.0032, 0.0278]0.42480.650410未達標
2Microstate occupancy dynamicsMS20.0012[-0.0058, 0.0080]0.10260.982410未達標
3Phase Slope Index directionalityMu 8-13 Hz C3-Cz0.0122[-0.0011, 0.0276]0.49160.839811未達標
4Mu-beta phase-amplitude coupling lateralizationMu phase x low beta amplitude-0.0000[-0.0001, 0.0000]-0.19320.810510未達標
Round 1 · 未達標

Crossnobis time-frequency pattern geometry

分析設定

項目內容
特徵名稱cross-validated Mahalanobis-like distance of central9 band-envelope topography
通道central9:FC3/FCz/FC4、C3/Cz/C4、CP3/CPz/CP4
頻段Mu 8-13、low beta 13-20、high beta 20-30 Hz
時間窗0-2 秒切成 8 個 250 ms bins;baseline -1.5~-0.5 秒做 dB normalization
前處理ASR10 + FIR 0.5-50 Hz + ICA;trial artifact robust z <= 3.5;各頻帶 Hilbert envelope
建議圖表time-frequency crossnobis heatmap + 最佳 cell 受試者散點圖

評分

評分項目分數
現象顯著性1
左右腳區分能力1
論文圖表適合度3
生理合理性3
穩定性與可重現性2
總分10
Crossnobis time-frequency pattern geometry
看 left/right 的多通道圖樣距離是否在特定時間與頻段跨受試者穩定為正

觀察到的現象

最佳 cell 為 Low beta 13-20 Hz 1.75-2.00 秒,mean=0.0111,95% CI [-0.0032, 0.0278],dz=0.4248,max-stat p=0.6504,正值受試者比例=0.7000。

可能解釋

若穩定為正,代表 left/right 在 central sensorimotor band-envelope topography 上有可交叉驗證的圖樣距離;這比單通道 PSD 更接近多通道圖樣證據。

統計檢定或效應量建議

跨受試者 exact sign-flip max-stat correction;bootstrap mean CI;Cohen dz;subject positive fraction。

失敗原因或疑慮

雖然是 cross-validated pattern distance,但仍可能受 trial order、自相關或非神經狀態差異影響;尚未做 block-aware validation。

Round 2 · 未達標

Microstate occupancy dynamics

分析設定

項目內容
特徵名稱task-window GFP peak topographic microstate templates and occupancy
通道all 32 channels fitting templates;評估每位受試者 left/right occupancy
頻段使用 ASR10 + FIR 0.5-50 Hz + ICA 後的 broadband task topography
時間窗0-2 秒;每 20 ms 取樣;K=4 microstate templates
前處理ASR10 + FIR 0.5-50 Hz + ICA;average reference per time point;polarity-insensitive map assignment
建議圖表microstate template topomaps + left-right occupancy difference scatter/bar

評分

評分項目分數
現象顯著性1
左右腳區分能力1
論文圖表適合度3
生理合理性3
穩定性與可重現性2
總分10
Microstate occupancy dynamics
看某個 task-related topographic state 是否在左腳與右腳出現不同佔比
K=4 microstate templates fitted from task-window GFP peaks; polarity-insensitive assignment was used for occupancy.
K=4 microstate templates fitted from task-window GFP peaks; polarity-insensitive assignment was used for occupancy.

觀察到的現象

最佳 state 為 MS2,left-right occupancy mean=0.0012,95% CI [-0.0058, 0.0080],dz=0.1026,max-stat p=0.9824。

可能解釋

若某個 microstate occupancy 穩定偏左或偏右,可能表示兩種腳任務進入不同 scalp topography 狀態。

統計檢定或效應量建議

K=4 KMeans microstate;left-right occupancy exact sign-flip max-stat correction;bootstrap CI;Cohen dz。

失敗原因或疑慮

microstate template 是 exploratory;若最佳 state 沒有清楚 sensorimotor 拓樸或 CI 跨 0,不適合主張左右腳差異。

Round 3 · 未達標

Phase Slope Index directionality

分析設定

項目內容
特徵名稱frequency-domain directionality from C3-Cz, C4-Cz, C3-C4 coherency slope
通道C3-Cz、C4-Cz、C3-C4
頻段Mu 8-13、low beta 13-20、high beta 20-30 Hz
時間窗0-2 秒
前處理ASR10 + FIR 0.5-50 Hz + ICA;artifact robust z <= 3.5;Welch/CSD coherency
建議圖表pair x band left-right PSI difference with subject scatter and bootstrap CI

評分

評分項目分數
現象顯著性1
左右腳區分能力1
論文圖表適合度3
生理合理性4
穩定性與可重現性2
總分11
Phase Slope Index directionality
看左右腳是否改變 sensorimotor pair 的方向性相位斜率

觀察到的現象

最佳組合為 Mu 8-13 Hz C3-Cz,left-right PSI mean=0.0122,95% CI [-0.0011, 0.0276],dz=0.4916,max-stat p=0.8398。

可能解釋

若穩定,可能代表左右腳任務改變中央區相位傳遞方向;PSI 比零延遲相干更不容易被 volume conduction 直接解釋。

統計檢定或效應量建議

pair/band exact sign-flip max-stat correction;bootstrap mean CI;Cohen dz。

失敗原因或疑慮

0-2 秒對 PSI 仍偏短;若方向不穩或只出現在單一 pair,就只能當探索性負結果。

Round 4 · 未達標

Mu-beta phase-amplitude coupling lateralization

分析設定

項目內容
特徵名稱Tort modulation index, task-baseline, C3/C4 lateralization
通道C3、C4
頻段Mu phase x low beta amplitude;Mu phase x high beta amplitude
時間窗task 0-2 秒;baseline -1.5~-0.5 秒
前處理ASR10 + FIR 0.5-50 Hz + ICA;trial-level PAC MI;artifact robust z <= 3.5
建議圖表PAC lateralization jitter scatter with bootstrap CI

評分

評分項目分數
現象顯著性1
左右腳區分能力1
論文圖表適合度3
生理合理性4
穩定性與可重現性1
總分10
Mu-beta phase-amplitude coupling lateralization
看左腳 C4-C3 與右腳 C4-C3 是否呈現相反方向,並檢查 contralateral-ipsilateral 對齊後是否穩定

觀察到的現象

最佳組合為 Mu phase x low beta amplitude,left(C4-C3)-right(C4-C3) mean=-0.0000,95% CI [-0.0001, 0.0000],dz=-0.1932,max-stat p=0.8105。

可能解釋

若穩定,可能代表左右腳在 sensorimotor mu phase 對 beta amplitude 的耦合方向不同,屬於比單純 power 更高階的節律交互特徵。

統計檢定或效應量建議

trial-level MI task-baseline;跨受試者 lateralization exact sign-flip max-stat correction;bootstrap CI;Cohen dz。

失敗原因或疑慮

PAC 在 2 秒窗內估計變異較大,容易受濾波與振幅分布影響;若 CI 跨 0 或個體方向不一致,不能當主證據。

最終推薦特徵

不建議把這四個候選作為「正常人左右腳存在可區分腦波特徵」的論文主結果。若一定要保留,最適合放在補充資料的是 crossnobis time-frequency pattern geometry,因為圖表清楚、比較不依賴單一通道;但它仍需要 block-aware / run-aware permutation validation 才能排除 trial order 或區塊自相關。

建議放入論文的圖表清單

主文:目前不建議放任何一張作為左右腳差異的核心證據。

補充資料:可放 crossnobis time-frequency heatmap、microstate template 與 occupancy difference、PSI pairwise difference、PAC lateralization scatter,並標註「exploratory analysis」。

後續改進建議

下一步最值得做的是 block-aware 或 run-aware validation。如果原始 event 能推回區塊,應改成 leave-one-block-out;如果不能,至少用 trial order pseudo-block 檢查。第二個方向是把特徵限制在 C3/C4/Cz 與左右 motor ROI,並同步檢查 EOG/EMG 或頭動污染;若中央 ROI 一直弱而 all-channel 較強,就不適合主張 sensorimotor 左右腳差異。