Iranian Journal of Biomedical Engineering (IJBME)

نشانگرهای طیفی الکتروانسفالوگرافی برای تمایز احساسات مثبت، خنثی و منفی در رویاهای خواب REM

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

دانشکده علوم مهندسی، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

10.22041/ijbme.2026.2088838.2032
چکیده
خواب REM با تجربه رویا و پردازش هیجانی ارتباط دارد، اما هنوز به‌طور کامل مشخص نیست که محتوای احساسی رویا چگونه در الگوهای طیفی EEG بازتاب می‌یابد. در این پژوهش، ویژگی‌های طیفی EEG در خواب REM برای بررسی تمایز میان رویاهای منفی، خنثی و مثبت تحلیل شدند. سه دقیقه پایانی هر بخش REM پیش از بیداری از پایگاه داده DEED برای هم‌ترازسازی با گزارش رویا استخراج شد. سپس از شش الکترودF3، F4، FT7، FT8، T7 و T8 ویژگی‌های طیفی شامل توان مطلق، توان نسبی و نسبت بین باندهای فرکانسی دلتا، تتا، آلفا، بتا و گاما محاسبه گردید. در مجموع، برای هر نمونه 120 ویژگی EEG استخراج شد. تفاوت گروه‌های احساسی با تحلیل کوواریانس یک‌طرفه و کنترل چرخه REM و تصحیح‌های Bonferroni و FDR بررسی شد. مقایسه‌های جفتی پس‌آزمون نیز با آزمون t ولچ و بر اساس مقادیر تعدیل‌شده نسبت به اثر REM انجام شدند. نتایج نشان دادند که پس از تصحیحBonferroni ، 11 ویژگی از 120 ویژگی استخراج‌شده معنادار باقی ماندند. این ویژگی‌ها عمدتا در الکترودهای تمپورال، فرونتو-تمپورال و فرونتال قرار داشتند و بیشتر به شاخص‌های مرتبط با باند آلفا و نسبت دلتا/آلفا مربوط بودند. همچنین، پس از تصحیح FDR، 15 مقایسه جفتی معنادار مشاهده شد که بیشترین آن‌ها مربوط به تفاوت بین گروه مثبت و خنثی بود. رویاهای مثبت در مقایسه با رویاهای خنثی با کاهش شاخص‌های آلفا و نسبت‌های آلفا-محور در نواحی تمپورال و افزایش نسبت دلتا/آلفا در الکترودهای فرونتال همراه بودند. در مقابل، رویاهای منفی نسبت به رویاهای خنثی تنها در توان نسبی دلتا در الکترود FT7 تفاوت معنادار نشان دادند. این یافته‌ها نشان می‌دهند که محتوای احساسی رویا در خواب REM می‌تواند با تغییرات قابل اندازه‌گیری اما ظریف در ویژگی‌های طیفی EEG همراه باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

EEG Spectral Markers for Differentiating Positive, Neutral, and Negative Emotions in REM Sleep Dreams

نویسندگان English

Mohammad Rezaei
Alireza Talesh Jafadideh
School of Engineering Science, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده English

Rapid eye movement (REM) sleep is associated with dreaming and emotional processing, yet how dream emotional content is reflected in EEG spectral patterns remains unclear. In this study, EEG spectral features during REM sleep were analyzed to examine whether negative, neutral, and positive dream emotions can be differentiated based on electrophysiological activity. To align EEG recordings with dream reports, the final three minutes of each REM segment before awakening were extracted from DEED. Spectral features were computed from six electrodes: F3, F4, FT7, FT8, T7, and T8. For each electrode, absolute power, relative power, and inter-band power ratios were calculated across delta, theta, alpha, beta, and gamma frequency bands, resulting in 120 EEG features per sample. Differences among the three dream-emotion groups were assessed using one-way analysis of covariance, with REM cycle number as a covariate. Bonferroni and false discovery rate corrections were applied for multiple comparisons, and pairwise comparisons were performed using Welch’s t-test on REM-adjusted values. After Bonferroni correction, 11 EEG spectral features remained significant. These features were located over temporal, fronto-temporal, and frontal electrodes and related to alpha-band indices and delta/alpha ratios. Post-hoc analyses identified 15 significant pairwise differences after FDR correction, with most prominent differences between positive and neutral dreams. Compared with neutral dreams, positive dreams showed lower alpha-related indices and alpha-centered ratios over temporal regions, together with higher frontal delta/alpha ratios. In contrast, negative dreams differed from neutral dreams only in relative delta power at FT7. These findings suggest that REM dream emotion is associated with measurable but subtle EEG spectral changes. The dominant pattern involved reduced temporal alpha-related activity and increased frontal delta/alpha ratios in positive dreams relative to neutral dreams.

کلیدواژه‌ها English

REM sleep
Dream emotion
Electroencephalography
spectral power
Alpha activity
دوره 20، شماره 1
بهار 1405
صفحه 1-10

  • تاریخ دریافت 27 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 10 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 28 تیر 1405