概述
实验数据流层(LabStreamingLayer, LSL)是一种开源软件框架,专门设计用于实验室环境中的多数据流同步、收集和传输。它能够有效处理实时数据,并实现时间同步、监控与记录。
应用优势
在多模态研究与脑机接口领域,LSL显示出显著的潜力,尤其是在神经科学、心理学和生物医学研究中。
1、实时数据流处理
LSL支持实时数据流传输和处理,还可以与EEG、眼动仪等生物信号数据同步,整合不同设备于单一实验环境,实现实时数据监控。
2、多模态数据同步
脑电数据流可与其他数据流相结合,其他数据流可以包含多种类型的信号。LSL 支持将不同设备的数据流进行高精度时间同步,确保多模态数据能够准确对应到同一时间点。
3、事件标记与实验控制
LSL支持在数据流中嵌入事件标记(markers),便于数据分析时对特定事件进行锁时。LSL的实时性和事件标记功能也可以用于实验控制,实现基于实时数据流的闭环实验。
4、跨平台数据共享
LSL的多设备及应用程序支持能力,使得数据流的整合变得简单,促进了跨实验室的远程数据共享与合作。LSL将实时数据流以XDF文件形式存储,研究者们可以在实验后对数据进行时间序列分析、统计分析或机器学习建模。
5、开放和可扩展的生态系统
由于 LSL 是开源的,研究人员可以根据实验需求进行二次开发和扩展,创造个性化的数据处理模块或实验控制系统。此外,LSL 的开发和维护活跃,有大量社区资源支持,方便研究人员获取技术支持和应用实例。
6、典型应用场景
1)脑机接口(BCI):在 BCI 研究中,LSL 被广泛用于实时 EEG 数据采集和处理,帮助系统进行实时响应。
2)多模态神经成像研究:如 EEG-fMRI 同步实验,用于研究不同成像技术之间的协同作用和数据整合。
3)虚拟现实(VR)和增强现实(AR):在 VR 和 AR 环境中,通过 LSL 采集用户的生理数据(如 EEG 和眼动)并实时反馈,实现更为沉浸和交互性强的研究实验。
如何使用Brain Products产品结合LSL技术进行超扫描研究
Brain Products 提供了一系列与 LSL 兼容的设备,它们可以通过 LSL connector与 LabRecorder(独立开源应用程序,用于实验室环境中的多数据流处理) 等 LSL 兼容的应用程序协同工作。
在Brain Products GitHub页面上,已为当前现有的放大器提供了LSL connectors。只要找到放大器,下载对应版本的安装包即可使用。
Step1:所有设备置于同一局域网
Step2:分别运行LSL connector和LabRecorder的计算机
Step3:选择触发器。LSL同时提供软件与硬件传输trigger。可以触发个别标记与全局标记,从而灵活满足不同实验需求
BrainVision LSL Viewer 可用于连接和在线监控 EEG 数据流
在使用LSL进行超扫描实验时的注意事项
1、尽量选择有线网络,减少网络负载。并且,不要在后台运行任何比特率高的数据流。
2、每个被试使用类似的硬件设施。最好让所有被试的采样率保持一致。
3、当使用结合了LSLmarker数据流的脑电数据时,需要考虑硬件在脑电数据流中造成的延迟。具体来说,软件marker会被立即发送,LabRecorder 中的记录不会出现延迟,但Liveamp的数据和trigger信号可能会有延迟。
4、在开始正式实验之前,最好进行测试以保证正式实验顺利进行。
分析数据
时间戳等数据储存于XDF文件
不同来源的数据流进行精确时间对齐和同步处理
查看MoBILAB(EEGLAB 插件)载入包含多个EEG数据流的XDF文件,并将数据导出 BrainVision 标准数据格式
使用BrainVision Analyzer 2 进行数据分析