ERPNeuroscan处理方法

合集下载

NeuroscanEEGERP系统的功能介绍

NeuroscanEEGERP系统的功能介绍Neuroscan EEG/ERP 系统的功能介绍2009-12-17 10:52:09 来源：学习与认知实验室浏览：287次EEG尤其是ERP已经成为目前乃至将来探讨大脑活动的重要窗口，而作为世界公认的ERP顶级研究工具，Neuroscan EEG/ERP记录系统为脑科学的研究提供了很好的技术和研究平台。

Neuroscan产品是脑电研究领域最完整，最先进的系统，而且还有和磁共振结合研究的工具。

目前Neuroscan又推出全新的脑电研究的方法，并已成功完成了512导记录系统的调试。

Neuroscan是通过FDA认证和CE认证的产品，已成为有关ERP 仪器的行业标准，鉴于版权问题，其他的厂家只是仿效某些方面而已。

美国Neuroscan的占有率达90%以上，欧洲80%以上，台湾100%，日本有50多个试验室采用的是Neuroscan的产品。

在全世界范围内，有将近3000多个重点实验室用Neuroscan的产品进行相关领域的研究，如美国心理健康研究所脑与认知实验室、加洲大学圣低亚各分校认知研究所、麻省理工学院脑与认知科学系等等。

我国许多重要的实验室选用的都是Neuroscan ERP 系统，如：中国科学院生物物理所、中国科学院心理研究所、北京大学心理系、北京大学信息加工中心、北京师范大学、首都师范大学、首都医科大学宣武医院、东南大学、南京师范大学、徐州师范大学、上海华山医院、上海交通大学、上海政治学院、浙江大学心理系、浙江大学生物医学工程系、江西师范大学、湖南师范大学、湖南大学、湖南医科大学、天津师范大学、西安交通大学、、电子科技大学、中南民族大学、山东师范大学、潍坊医学院等等三十多家实验室。

Neuroscan具有完善的硬件设备，其放大器现在乃至今后很长时间内都走在世界最领先地位。

其放大器（Synamps2）全部采用USB 接口，只有书本大小。

每个70导，其中有4个双极，这是真正的双极，还有两导High-level外接信号输入。

《ERP实验教程》的补充

步骤 4
1. 合并行为数据和脑电预览 2. 去除眼电、心电、肌电伪迹 3. 脑电分段 4. 基线校正 5. 去除伪迹 6. 叠加平均 7. 平滑化处理（Smooth data，根据具体情况具体分析） 8. 对 AVG 文件进行数字滤波（根据具体情况有选择的进行） 9. 对 AVG 文件进行线性校正（根据具体情况有选择地进行） 10. 基线校正 11. 总平均
果如图 3。很显然，在枕部电极记录位置产生了明显的撤反应，而这种撤反应对 P3 产生了一定的影响（图 3 左）。如果用 PCA/ICA 方法去除撤反应，结果如图 3 右，可见：P3 成分中的撤反应被消除。
图 3 面孔识别的撤反应
左：撤反应；右：剔除撤反应
例 2 文字刺激呈现 600ms，要求被
试进行默读。ERP 结果见右（即图 4），可见，600ms 后的刺激消失产生了明显的撤反应，且该撤反应对 P600 成分产生了非常显著的影响，导致波形失真。
图 5 鼻尖为参考记录 MMN 时的伪迹
9
§4 Montage Editor 的功能和使用
在多导联记录脑电数据时，尤其是用 128 导或 256 导电极帽以及 Nuamps 记录脑电时，通常采用的是单极导联记录，那么，是否可以将单极导联记录的眼电变换成双极导联呢？任意电极之间是否可以进行相互运算并比较呢？ Neuroscan 的 Montage Editor 为大家提供了非常简单有效的方法。
7
§2 关于“撤反应”
所谓“撤反应”，指的是刺激消失产生的诱发电位。这种诱发电位比刺激出现时所引起的诱发电位要小得多（大概 1/7）。但如果刺激持续时间适当，就会与刺激出现时的诱发电位混合，使诱发电位失真。下面以视觉刺激的有关研究为例：
例 1 面孔呈现时间为 300ms，要求被试进行面孔识别作业任务，ERP 结

精神障碍的ERP的特异性与研究和应用

精神障碍的ERP的特异性与研究和应用四川大学华西临床医学院郑重一、精神分裂症事件相关电位研究和应用认知功能损害是精神分裂症的核心症状之一，它主要涉及到注意、记忆、抽象思维和信息整合等方面的障碍。

记忆与注意障碍主要包括有损失记忆、工作记忆和长时记忆的障碍，而抽象思维主要表现在执行功能的障碍。

因此精神分裂症患者存在多种事件相关电位异常的情况。

（一）精分症 P300 的 N1 、 P3 波特点有理论认为N1波的升高和降低反应大脑感觉门控的开闭程度，可能与感觉门控P50异常有关。

我们在焦虑和抑郁障碍的患者中，已经找到了P50与N1波的相关性。

所以急性精神分裂症患者对外界刺激信息的感知已经处于保护状态，所以它启动了某种保护的机制，而防止感知信息的流露，从而使N1波降低。

而慢性精神分裂症患者 N1 波降低不明显，缺乏避免感知信息溢出的机制。

另外还有研究表明， N1 波幅的升高或降低反映调控大脑皮质感觉传入通路的 “ 阈门结构 ” 开闭程度。

推测与感觉门控电位 P50 异常有关。

N1波的波幅与人格有关，N1波波幅的增高对刺激和寻求，以及冲动、外倾等人格特征有正相的关系，而N1波波幅的降低对刺激的回避、内倾程正相关，与冲动则呈负相关。

（二）精神病症状与P300的关系国内有学者发现，N2P3间期的缩短与PANSs总分阳性症状、思维症状和激活性呈负相关。

而C与脑区的N2P3间期缩短与PANSS总分和一般症状呈负相关，而三个不同脑区的波幅的下降与阴性症状呈负相关。

在P300中，P2代表大脑对外界信息的初级摄取，N2则代表对信息的高级处理转换功能，P2和N2间期代表这两个阶段的转换过程。

而在精神分裂症存在初级认知的紊乱，由于大脑自身纠错和代偿功能，使N2波的间期延长。

如果代偿比较充分，则P2和N2的间期延长，阳性症状轻微。

如果代偿不充分，则P2和N2的间期缩短，则阳性症状严重。

神经电生理是高时间的计数，可以发现在人类认知过程中，存在当信息处理某一阶段减慢的时候，可能被后来的信息处理所弥补。

Neuroscan EEG

Neuroscan EEG/ERP 系统的功能介绍2009-12-17 10:52:09 来源：学习与认知实验室浏览：287次EEG尤其是ERP已经成为目前乃至将来探讨大脑活动的重要窗口，而作为世界公认的ERP顶级研究工具，Neuroscan EEG/ERP记录系统为脑科学的研究提供了很好的技术和研究平台。

Neuroscan产品是脑电研究领域最完整，最先进的系统，而且还有和磁共振结合研究的工具。

目前Neuroscan又推出全新的脑电研究的方法，并已成功完成了512导记录系统的调试。

Neuroscan是通过FDA认证和CE认证的产品，已成为有关ERP仪器的行业标准，鉴于版权问题，其他的厂家只是仿效某些方面而已。

美国Neuroscan的占有率达90%以上，欧洲80%以上，台湾100%，日本有50多个试验室采用的是Neuroscan的产品。

我国许多重要的实验室选用的都是Neuroscan ERP 系统，如：中国科学院生物物理所、中国科学院心理研究所、北京大学心理系、北京大学信息加工中心、北京师范大学、首都师范大学、首都医科大学宣武医院、东南大学、南京师范大学、徐州师范大学、上海华山医院、上海交通大学、上海政治学院、浙江大学心理系、浙江大学生物医学工程系、江西师范大学、湖南师范大学、湖南大学、湖南医科大学、天津师范大学、西安交通大学、第四军医大学、电子科技大学、中南民族大学、山东师范大学、潍坊医学院等等三十多家实验室。

Neuroscan具有完善的硬件设备，其放大器现在乃至今后很长时间内都走在世界最领先地位。

其放大器（Synamps2）全部采用USB接口，只有书本大小。

每个70导，其中有4个双极，这是真正的双极，还有两导High-level外接信号输入。

eeg erp 研究方法

eeg erp 研究方法在神经科学领域，eeg（脑电图）和erp（事件相关电位）是两种常用的研究大脑活动的方法。

本文将详细介绍这两种研究方法的基本原理、应用场景以及优缺点，帮助读者更好地理解并运用这两种技术。

一、EEG（脑电图）研究方法1.基本原理：EEG是一种通过记录大脑表面电位变化来研究大脑活动的方法。

大脑神经元在活动时会产生微弱的电信号，这些信号可以通过放置在头皮上的电极进行捕捉和记录。

通过分析这些电信号的频率、振幅和波形，研究者可以了解大脑在不同状态下的活动特点。

2.应用场景：EEG在神经科学研究中具有广泛的应用，如睡眠研究、癫痫诊断、认知心理学、神经心理学等领域。

此外，EEG还常用于脑机接口技术，帮助实现大脑与外部设备的直接通信。

3.优点：- 无创性：EEG无需对人体造成创伤，适用于各类人群，特别是儿童和老年人。

- 实时性：EEG可以实时监测大脑活动，便于研究者观察大脑在不同任务中的动态变化。

- 高时间分辨率：EEG具有较高的时间分辨率，可以捕捉到毫秒级别的脑电活动。

4.缺点：- 空间分辨率较低：由于EEG信号受到头皮、颅骨等组织的影响，其空间分辨率相对较低，难以精确定位脑内活动源。

- 易受干扰：EEG信号容易受到环境电磁干扰、运动伪迹等因素的影响，导致信号质量下降。

二、ERP（事件相关电位）研究方法1.基本原理：ERP是指在特定刺激或事件发生时，大脑产生的与该事件相关的电位变化。

ERP通过对EEG信号进行平均处理，提取出与事件相关的脑电成分，从而研究大脑在处理信息时的神经活动。

2.应用场景：ERP在神经科学、认知心理学、精神病学等领域具有广泛的应用，如研究注意力、记忆、语言、情绪等心理过程。

3.优点：- 高时间分辨率：ERP具有较高的时间分辨率，可以精确捕捉到大脑在处理事件时的神经活动。

- 无创性：与EEG相同，ERP也是一种无创性研究方法，适用于各类人群。

- 灵活性：ERP可以根据研究需求设计不同的实验任务，灵活地研究大脑在不同条件下的神经活动。

抑郁症患者认知功

实验三，研究12名抑郁症患者和16名正常人面孔识别时的ERP波形，观察患者组面孔识别特异性成分是否发生变化，判断其是否存在面孔认知能力的缺陷。
相关概念
CNV ：即关联性负变(CNV)是反映人脑复杂心理活动的负向电位，它是在警告或准备刺激(S1)与需要执行反应的命令刺激(S2)两个特定刺激之间产生的。它与人脑对事件的准备、期待、注意、动机等心理活动相关，尤其与被试者注意保持能力的关系最为密切。
成。研究中的统计指标分为行为学和电生理学两类。行为学的指标分析反应时间；电生理学指标为所得
ERP各类波形的波幅和潜伏期，根据其各自特点分析不同位点 .
实验统计处理
利用SPSS for Windows(10.0)软件对数据进行统计。统计方法采用两独立样本t检验以及重复测量方差分析，以p<0.05为统计学差异显著水平。
统计学处理:所有数据录入计算机，应SPSS10.0统计软件包对CNV平均波幅以及CNV晚成分平均波幅采用重复测量方差分析，对其它结果采用独立样本t检验分析，两组间方差不齐时用t’检验。
结果
行为数据结果抑郁症患者的反应时间(293士105ms)比正常对照组(209士33ms)明显延长(r=2.464，P<0.05)。
分析内容:①潜伏期:CNV负变化起点(A);S2后负向电位回到基线(交点B)，即PINV的时程;P2潜伏期; ②波幅:(基线-波峰值，以μV计算):A点到命令信号S2的(CNV)平均波幅;CNV晚成分(S2前200ms)平均幅;PINV的平均波幅;P2波幅。用SCAN4.3软件中的自动波峰测量和自动波幅平均软件分别计算。
创新性
首次以面孔识别实验范式研究抑郁症患者的事件相关电位;国内首次应用新异oddball范式研究抑郁症患者的朝向反应即非意识加工的事件相关电位。

p300事件相关电位

p300事件相关电位摘要：1.了解事件相关电位（ERP）的基本概念2.掌握ERP的组成部分和作用3.分析ERP在心理学和神经科学领域的应用4.探讨ERP在认知研究中的重要作用5.总结ERP技术的未来发展前景和挑战正文：一、了解事件相关电位（ERP）的基本概念事件相关电位（Event-related potential，简称ERP）是一种记录大脑在处理信息过程中产生的电生理信号的技术。

它通过检测脑电图（EEG）信号中的特定事件，如按键反应或视觉刺激，来研究大脑的认知过程。

二、掌握ERP的组成部分和作用ERP主要由四个组成部分构成：前额叶电位（FP1、FP2）、中央顶叶电位（C3、C4）、枕叶电位（O1、O2）和听觉电位（A1、A2）。

这些电位分别反映了不同大脑功能区的活动，如注意力、记忆、决策等。

三、分析ERP在心理学和神经科学领域的应用1.注意力研究：通过分析ERP中前额叶电位的变化，可以了解个体在任务中的注意力集中程度。

2.记忆研究：ERP技术可以帮助研究者探讨大脑在进行记忆编码、存储和检索过程中的神经机制。

3.决策研究：通过分析ERP中中央顶叶电位的变化，可以了解个体在决策过程中的大脑活动。

4.情绪识别：ERP技术在情绪识别领域也有广泛应用，如通过分析枕叶电位的变化来判断个体的情绪状态。

四、探讨ERP在认知研究中的重要作用ERP技术在认知研究中具有重要作用，因为它可以无创地探测大脑在处理信息过程中的神经活动，为研究者提供了深入了解大脑功能的窗口。

此外，ERP具有较高的时间和空间分辨率，使得研究者能够精确地分析大脑各个功能区的相互作用。

五、总结ERP技术的未来发展前景和挑战1.发展前景：随着神经科学技术的不断进步，ERP技术在心理学、神经科学、医学等领域有着广泛的应用前景。

ERP 的神经机制：诱发模型还是相位重排模型

心理科学进展 2011, Vol. 19, No. 4, 487–498 Advances in Psychological ScienceDOI: 10.3724/SP.J.1042.2011.00487487·研究方法(Research Method)·ERP 的神经机制：诱发模型还是相位重排模型?*张丹丹罗跃嘉(北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室, 北京 100875)摘要 ERP 的神经机制问题一直存在争议。

诱发模型认为, ERP 产生于触发事件诱发的确定性响应电位, 该诱发电位与背景脑电振荡相互独立。

相位重排模型认为, 触发事件并不会诱发出一个独立于脑电信号的诱发电位, ERP 产生于背景脑电节律振荡的部分相位重排。

已有研究提供了各种实验证据以支持诱发模型或/和相位重排模型, 同时也引发了相关学者的诸多质疑。

实验记录方式、数据处理及分析方法等方面的提高有利于进一步澄清ERP 的神经机制。

关键词事件相关电位; 诱发模型; 相位重排模型; 神经机制分类号B841.11 引言外部的物理刺激或内在的认知活动会引起脑电信号(electroencephalogram, EEG)发生相应的事件相关变化。

在相同触发事件的刺激下, 将若干次刺激记录得到的脑电活动(注：后文用single trial 表示单次刺激记录得到的脑电活动)以触发时刻为基准进行时间对齐、叠加、平均, 可获得事件相关电位(event-related potential, ERP)。

ERP 具有精确的时间分辨率, 对研究感知觉以及更高级的认知活动具有非常重要的意义。

ERP 的神经机制长期以来存在争议。

传统观点认为, ERP 是触发事件诱发的、波形和潜伏期恒定的诱发响应, 该诱发响应与背景脑电活动相互独立, 即诱发电位是线性叠加在背景脑电信号之上的。

这一强调外加电位的独立性以及线性加和性的ERP 神经机制称为“诱发模型(the evoked model)”。

欺骗任务中结果评价的FN效应

欺骗任务中结果评价的FN效应心理2008,40(6):693—700ActaPsychologicaSinica欺骗任务中结果评价的FN效应术孙世月,2罗跃嘉'(.中国科学院心理研究所心理健康重点实验室,北京100101)(中国科学院研究生院,北京100049)(.北京师范大学认知神经科学与学习重点实验室,北京100875)摘要在认知任务中,结果评价阶段由负性反馈信息诱发的ERP相对于正性反馈信息诱发的ERP,表现出一个相对负走向的波形变化,称为反馈负波(FeedbackNegativity,FN).实验采用模拟现实生活中替人点钞情境中的欺骗行为作为任务,要求被试对看到的人民币图片按键报告其真假,同时对其中的真币图片可以做出欺骗性反应,即故意报告其为假币并力争"欺骗"计算机,从而创造出欺骗失败减钱和欺骗成功加钱两种不同效价的结果.并通过1元,5元和1O元三种不同面额的人民币图片,考察FN是否反映对结果信息中得失量的评价,以及不同预期强度水平对FN的影响.结果发现,FN只受结果效价,而不受数额或预期强度水平的影响.此外,FN的发生源可能位于扣带前回附近.实验结果支持了FN的现代二分理论,说明FN可能反映了基于结果与预期是否一致方面的"好","坏"简单快速评价.关键词反馈负波FN;结果评价;现代二分理论;ERP分类号B8421引言结果评价是人类一项重要的认知功能,指的是人们对自身行为所导致的结果或外部反馈进行评价的过程.结果评价有助于指导人们的决策,从而优化各种行为.近年来,结果评价的神经机制逐渐成为认知神经科学领域一个备受关注的研究方向.其中,研究者们利用事件相关电位(ERP)技术确定了结果评价加工中的一个重要成分反馈负波(Feed—backnegativity,FN,亦有称之为Feedbackrelated negativity,FRN或Feedbackerror—relatednegativi—ty,fERN).FN敏感于反馈信息的属性,是在与代表"得到"或"正性"的反馈信息所诱发的ERP 相比较时,"失去"或"错误"的反馈刺激所诱发的ERP上表现出的一个相对负走向.FN的峰潜伏期是在反馈出现后200～300ms内,最大波峰位于额叶中央区域(FC)的电极J卜n].源定位分析结果也显示FN的发生源很可能位于内侧额叶,如扣带前回(AnteriorCingulatedCortex,ACC)'H'J,因此FN也被称作内侧额叶负波(Medialfrontalnegativi—ty,MFN).关于FN所反映的结果评价的本质,目前仍然没有定论.Miltner等提出FN与错误相关负波(er. ror—relatednegativity,ERN或errornegativity,Ne)有关,认为同一种错误加工机制既产生与错误反应相关的ERN,也产生与负性反馈相关的FN-lJ.ERN是伴随错误反应之后的一个负走向波,FN与ERN 在一些方面具有相似性,如头皮分布均为内侧额叶最大,可能有同样的发生源,这也正是FN有时被称为fERN的原因.这一观点也得到了一些实验支持【16].Gehring等的实验利用"得钱多,少","失钱多,少"四种可能结果下的赌博任务分离"得失"与"相对正误"两个因素,发现在结果为"失去"时波幅比结果为"得到"时波幅更大,但在"得钱"的情况下,"得到少"这种相对错误的结果却不会诱发FN,而两种"失钱"的情况下,"失钱少"这种相对正确的结果仍然会诱发FNJ.这说明FN对"失去"的敏感性不反映错误觉察,而是反映"得失"本身,于是对FN的错误加工观点提出了挑战.Holroyd结合计算机建模与心理生理实验对此进行检验,并提出ERN的强化学习理论-l...他们认为,当行为结果比期望的更糟,即出现预测误差时,负性强化学习信收稿日期:2007—11—06国家自然科学基金(30325026,30670698),国家教育部重点项目(106025),长江学者和创新团队发展计划资助通讯作者:罗跃嘉,E'mail:l"oyj@b""?.d"?693心理40卷号通过中脑多巴胺系统传至ACC,于是产生由错误反应诱发的ERN与由负性反馈诱发的FN.这一理论在生化,脑成像,临床等层面都得到了一定程度的支持.根据该理论的解释,认知系统对外部事件的评价引起的FN与事件的客观价值存在线性关系¨.可以说ERN的强化学习理论是对FN的错误加工观点的改进,该理论认为,FN不仅反映了对于错误反应的觉察或监测,更重要的是FN所反映的预测误差,将会调节之后的行为.ERN的强化学习理论认为FN由不期望得到的或不喜欢的结果引起,但是并没有阐明认知系统如何将一个结果评定为喜欢的或者不喜欢的.一方面,评价系统可能根据曲线函数关系来决定某一事件的喜好度,那么处于中等喜好度的结果将会引起中等波幅的FRN,另一方面,也可能是根据一个二分函数来对喜好度做出判断,如此就不会出现中等波幅的FRNJ.众多的研究结果支持了后者,并进一步以与情绪的动机性理论,基于行为激活与抑制的Gray理论等类似的现代二分评价理论,解释FN可能反映了神经系统对基于"好", "坏"二分效价的反馈信息的早期评估L8j.这种假设也得到了脑成像方面的实验证据'.然而,正如Y eung等对ERN一强化学习理论的置疑,FN的现代二分理论也没有解释认知系统根据什么标准将特定结果评价为"好"或"坏".随之而引发的一个重要问题是,FN是否反映结果与预期之间的关系.一些研究者认为FN可能反映了对外界事物基于预期的/非预期的这一维度而非基于奖励惩罚客观值上"好/坏"维度的快速评价加工'.'"'.例如Holroyd等的研究进行了两个猜测实验L20j,实验一为有得有失条件,有三种可能结果"+10","0","一10";实验二包括两种条件,一种情况全为得钱,另一种情况全为失钱,但得失钱的可能数额均为"0","2.5"和"5".结果发现,在三种条件下,相对中等和最差的结果均比最好的结果诱发出更大的FN,而FN不受绝对性客观"好/ 坏"结果的影响,可以推测,在各种条件下,被试均预期猜中最好的结果,与预期不一致的结果则诱发出较大的FN.但Hajcak的实验利用75%,50%和25%三种不同概率水平的可能结果考察预期的作用,以大概率下的结果作为预期条件,发现了经典的由负性反馈诱发FN的结果,但FN在预期和非预期情况下没有显着差别[81.Cohen最近的研究则表明"得钱"条件下对结果的预期将会影响ERP波幅和EEG时相相干与频谱能量,但"失钱"条件的FN却不受预期的影响.总的来说,更普遍的观点认为结果评价与预期有关,一些脑成像的研究也证实这点.考虑到此前的大部分结果评价的研究均采用简单学习任务或者简单赌博,猜测等任务,从一定程度上限制了被试的主动卷入度,因而诸如预期之类的复杂心理过程可能得不到反映.Mai等进行了一系列复杂认知任务中结果评价的研究,其中欺骗任务要求被试对屏幕上呈现的箭头的方向作出反应, 指导语中告诉被试对在三种不同的提示刺激下分别作出完全诚实,完全欺骗和自愿欺骗的反应,最后以加钱或减钱的形式反馈是否欺骗成功的信息.他们的研究结果再次证实了FN敏感于结果效价而不敏感于结果数额,但其中仍然没有涉及结果评价中FN 与预期之间关系的争论.另外,现有的考察预期因素的研究一般利用可能结果出现的概率不同操纵预期因素.2,以大概率的结果为预期条件,小概率的结果为非预期条件.然而正如Folstein等提到的,根据FN与N2在潜伏期,头皮分布,发生源等方面的相似之处,FN从本质上讲也属于N2家族.尤其是考虑到FN可能反映了结果与预期之间的不一致时,则更加难以将其与敏感于模板失匹配的前部N2分离开来,而且已有的大量oddball范式下研究结果显示敏感于失匹配的N2受到刺激概率的影响.因此概率因素本身是否影响FN目前还有待继续探讨.针对上述问题,本研究在Mai等所采用的欺骗任务中结果评价的实验范式上做出改进.一方面, 模拟现实生活中拾金不昧得到奖励,而"昧金"有可能不被发现便"得钱",也有可能被发现而惩罚"失钱"的情境,使欺骗任务的实验室研究更接近于现实生活原型,提高研究的生态效度;另一方面,为了避免概率因素的混淆,本研究通过操纵可能得失钱的数额大小,激发被试不同动机水平,基于"可能得失钱的数额越大,被试的预期越强"而非"可能得失钱的概率大便存在对结果的预期,概率小便不再预期"的假设,考察不同强度的预期对FN是否产生影响.2方法2.1被试17名(男7女10)来自中国农业大学的本科生,年龄19～24岁.所有被试均首次参加心理学实6期孙世月等:欺骗任务中结果评价的FN效应695 验,身心健康,无精神神经病史,右利手,视力或矫正视力正常.2.2刺激材料采用2005年版人民币图片作为刺激材料.图片来源:扫描仪拍摄1元,5元和10元三种面值人民币的正面各10张形成数码图片,后经AdobePho. toshop7.0按统一标准处理,所有图片分辨率为72 象素/英寸,尺寸为8cm×4cm,视角小于2.5..此外,分别以1张1元,5元和10元的人民币图片为素材,将图片左下角双色横号码中的数字全部修改为0,以此标记为假币.2.3实验程序实验前告诉被试这是一项检验计算机测谎软件的研究,要求被试通过将看到的真币报告为假币欺骗计算机,并力争不被发现.通过E—prime在计算机上执行实验程序.被试在一间光线柔和的隔音室内,坐于一张舒适的椅子上,两眼注视屏幕中央,双眼距离屏幕1米.具体刺激序列如图1所示,首先,屏幕中央出现一个"+",提醒被试集中注意力,之后出现一张人民币图片,可能为真币或假币,要求被试若看到假币,则等待随后出现""时尽快按右键报告这是假币;若看到真币,则做好准备是否欺骗计算机,并在""出现后800ms内尽快根据自己的决定做出按键反应,按左键表示报告这是真币,即诚实反应,不欺骗; 按右键报告看到的是假币,即欺骗反应(左右按键在被试问进行平衡),最后将会给予被试反应结果的反馈,指导语中告诉被试因为出现假币时不可欺骗,所以若出现假币时反应出错将会给予警告;而对真币的诚实反应结果是增加相应面额的1%作为报酬(如+0.01,+0.05,+0.10),对真币的欺骗反应有两种结果:一是欺骗成功,则增加相应面额100% 作为奖励,二是欺骗失败,则从报酬中减去相应面额的2倍以示惩罚.实际反馈中,在欺骗反应后,反映欺骗成功与欺骗失败的结果由计算机随机给出,各占1/2,与被试行为反应无关.整个实验共有360个trials出现真币和72个trials出现假币,实验结果只分析真币情况.整个实验分成12个小节完成,每36个trials被试自控时休息,Trials之间间隔1500—3000ms,正式实验持续1 小时左右.为了排除在冒险性等方面的个体差异,从而保证叠加次数的大体一致,要求被试尽量保证三种面额条件下,做出诚实反应和欺骗反应的情况各占一半.图1实验流程示意图2.4ERP记录与分析采用根据国际10—20系统扩展的64导电极帽,以NeuroScanERP工作站记录EEG信号.头皮与电极之间阻抗小于5kft,滤波带通0.05—100Hz, 采样频率为每导联500Hz.以位于左眼上下眶的电极记录垂直眼电(VEOG),位于眼外侧1.5cm处的左右电极记录水平眼电.以双侧乳突平均值为参考,具体是,在记录中所有电极参考置于左乳突的一只参考电极,离线分析时再次以置于右乳突的一只有效电极进行再参考,即从各导联信号中减去1/2该参考电极所记录的信号.根据垂直眼电矫正眨眼伪迹,并进行30Hz低通滤波,自动排除其他波幅大于±IO0~V的伪迹信号.分析时程为反馈出现前lOOms至反馈出现后700ms,以反馈出现前lOOms作为基线.分别叠加并平均1元,5元,10元面额下诚实加钱,欺骗失败减钱与欺骗成功加钱三种结果反馈信息诱发的EEG,得到根据反馈刺激锁时的ERP总平均波形.采用SPSS13.0统计软件对行为数据以及ERP波形的测量指标进行重复测量方差分析,并对不满足球形检验的统计效应采用Greenhouse—Geisser法进行矫正P值.采用BESA5.0软件(BrainElectri- calSourceAnalysis,德国MEGISSoftwareGmbH生产),对减钱条件下的ERP总平均波进行基于四壳椭球模型的偶极子源定位分析,以了解FN的发生源.3结果3.1行为结果当人民币图片面额为1元,5元,10元时,被试选择进行欺骗的百分比分别为47.5%,52.7%,51.9%,三者之间无显着差异.从被试进行欺骗反应和诚实反应的反应时来看,当人民币图片面额为理40卷1元时,分别为323.58±66.42ms和323.86±63.24ms;当人民币图片面额为5元时,分别为317.05土68.22ms和322.80土59.38ms;当人民币图片面额为10元时,分别为317.21土63.60ms和321.19土62.08ms.2(反应:诚实,欺骗)×3(数额:1,5,10)重复测量ANOVA结果表明各种条件下反应时没有显着差异.3.2ERP波形结果被试选择诚实和欺骗两种反应时,结果评价存在着本质区别.被试诚实反应时,就已经明确知道将要获得的结果反馈,即反应与反馈之间是完全对FZ1元Fcz一……CZCPZ应的关系;而被试做出欺骗反应之后的结果存在不确定性.从ERP波形(图2)也可以看出被试进行诚实反应与进行欺骗反应后反馈诱发的波形有显着差异.鉴于本研究的目的是考察结果效价对FN的影响,故实验结果不分析诚实反应后的确定结果,而主要关注由欺骗反应后反馈信息诱发的ERP波形.从图1可见,欺骗反应后的两种结果在反馈出现后230—450ms时间段内,相对于加钱(欺骗成功的情况)后的反馈结果,减钱(欺骗失败的情况)的反馈信息诱发一个负走向,这一现象即为FN效应.5元1O元图2不同数额下各种反馈信息诱发的ERP总平均图(电极:FZ,FCZ,CZ,CPZ) 以反馈出现后230—450ms时间窗的平均波幅作为测量指标,进行2(结果效价:加钱,减钱)×3(数额:1,5,10)×3(左右位置:左,中,右)×6(前后位置:F区域,FC区域,C区域,CP区域,P区域,P0区域)四因素重复测量方差分析,有F3,FZ,F4,FC3,FCZ,FC4,C3,CZ,C4,CP3,CPZ,CP4,P3,PZ,P4,PO3,POZ和P04共18个电极点进入统计分析.之所以选择该时间窗,一方面是参考相关研究¨,其FN最大波峰出现于该时间窗;另一方面是因为从本研究的ERP总平均图看,作为相对于得钱反馈由失钱反馈所诱发的负走向主要表现在这一时间窗内.方差分析结果表明:结果效价主效应显着,F(1,16)=19.19,P<0.001,该时间窗内平均波幅在得钱(16.32土1.05)的情况下比失钱(13.50土0.81)情况下更大.数额因素主效应显着,,(2,32):15.23,P<0.001,配对比较显示其中5元(15.67土1.04),10元(15.71土0.89)条件下平均波幅均显着大于1元(13.35土0.84)条件下的平均波幅,但5元,10元之间差异不显着.结果效价与数额两因素间交互作用不显着.从头皮分布上看,前后电极位置的主效应,前后位置与结果效价间的交互作用,前后位置与数额间698理40卷FN对数额因素不敏感的实验结果可见,评价系统不是简单的以得失结果的绝对"好/坏"为标准的,这一结论已经由好几项研究结果给以证实'.于是,问题集中于结果评价与预期是否有关,不少研究已经开始了探索.尽管有一些研究发现结果评价的FN效应在预期与非预期两种条件下没有差异.但更多的研究结果证实了预期因素的影响,Holroyd 等具体解释了预期如何影响结果评价.他们认为,当接收到外界刺激时,认知系统首先确定当前任务目标,同时对可能的结果做出能否满足目标的二分预期,然后在结果出现之时,评价系统中的基底核根据实际结果与预期之间的差别产生预测误差,该误差信号通过中脑多巴胺系统传至扣带前回,从而产生FN.动物实验结果也显示,在延迟反应任务中,短尾猿的眶额皮层神经活动会随着预期奖励的值而发生变化引.可见,评价系统是根据结果是否满足既定目标的二分预期做出"好","坏"判断的.本研究的实验结果支持了FN反映基于结果与预期是否一致的二分评价.实验中,被试在做出欺骗反应之时,明确知道可能得到或失去的钱数.基于得失钱数额越大,被试对结果的预期越强的假设, FN对结果数额因素不敏感这一结果同时也表明, FN所反映的结果评价不敏感于预期本身的强度. 同时,偶极子定位的结果显示,FN的发生源可能位于ACC背侧,这与以往有关奖赏加工的脑成像研究结果一致口,H,].而关于ACC存在背侧认知信息和腹侧情绪信息加工分离的观点,目前已得到较广泛认同.以往研究均表明,ACC背侧为认知亚区,可能参与调节注意或执行功能,反应抑制,冲突或新异性监测,动机,工作记忆,以及认知任务的预期.由此,可以认为FN是一个认知成分,可能反映了减钱条件下实际反馈与预期不一致所引起的冲突监测.可以推测,可能早在结果评价之前,认知系统便对任务的目标,可能出现的结果,以及某一特定结果出现的可能性大小,特定结果是否满足目标等信息进行了综合的分析,简化为关于结果是否与预期一致的两个对立的假设.于是,当结果信息出现时,便能以快速而有效的方式完成评价过程,从而调整反应策略,优化行为结果.此外Krizan等综述了有关需求偏好的研究,他们认为人类可能有一种"预期出现好结果"的乐观主义需求偏好...这一假说很好的补充了FN的现代二分理论,例如,在本实验中,被试在进行欺骗反应之后可能存在预期自己能够欺骗成功的偏好.同时该假说也能很好的解释以往研究中所发现的一些不一致结果.例如,在Gehring等的实验中,首先出现标有代表得失数量"25"或"5"的卡片,在被试进行随机的猜测反应之后,通过卡片的颜色呈现"得失"的信息].由于猜测的随机性,被试很可能并没有对某一结果的明确预期,只是简单的预期自己会"得钱",于是反馈出现后,评价过程快速而直接的根据是否"得钱"将其简单的评价为"好"或"坏",从而忽略了"失钱少"这种相对较好的结果信息.而Hajcak等的研究结果显示,结果的效价与概率之间未出现交互作用J,很可能也是被试并未根据结果可能性的大小形成预期,仍然保持了"预期出现好结果",所以FN的差异只表现在两种效价上.Holroyd等l5l20的研究发现在确定的得失背景下,相对中等和相对最差的结果均比最好的结果诱发了更大的FN,很可能被试总是预期出现最好的结果,更有力地支持FN反映了对当前结果是否与预期的好结果一致的快速二分评价.本研究在欺骗这种复杂社会认知任务中研究结果评价,同时采用比较接近现实情境的实验室研究, 得到与之前一系列研究相符的结论.一方面,进一步支持了FN的现代二分理论;另一方面,也说明采用这种更接近现实的欺骗任务进行结果评价是可行且有效的,关于结果评价的更深入的研究可以在复杂社会认知任务上展开,有利于更全面地了解结果评价的心理学本质.此外,通过操纵预期的强度水平,考察了预期与结果评价之间的关系,结果发现, FN可能只反映基于"结果与既定预期是否一致"之上的"好","坏"二分评价,而其他结果相关信息可能发生于FN所反映的结果评价之前,也有可能在FN所反映的评价加工之外的其他神经活动进行评价.不过,本研究中受实验时间所限,各种条件下叠加次数较少(31±10),反馈前间隔也较短,虽然单个被试的ERP结果在叠加次数最少的情况下信噪比也达到了5.51,但不能排除实验设计在一定程度上影响了FN敏感性的可能,进一步的研究将会考虑这些可能的干扰因素,从而更深入的了解预期与结果评价之间的关系.此外,本研究主要从FN的角度解释结果评价的内在神经心理机制,着眼于结果评价本身.考虑到结果评价对行为优化的重要作用,今后研究可能进一步探索在任务完成中的动态结果评价过程.6期孙世月等:欺骗任务中结果评价的FN效应699致谢:感谢中国科学院生物物理所何士刚研究员给予本研究的宝贵建议!参考文献lMlltnerWHR,BraunCH,ColesMGH.Event—relatedbrain potentialsfollowingincorrectfeedbackinatime—estimationtask: evidencefora'generic.neuralsystemforerror—detection.Journal ofCognitiveNeuroscience,1997,9(6):788—7982GehringWJ,WilloughbyAR.Themedialfrontalcortexandthe rapidprocessingofmonaary固jIlsandlosses.Science,2002,295ff563):2279—22823NieuwenhuisS,HolroydCB,MolN,eta1.Reinforcement—relatedbrainpotentialsfrommedialfrontalcortex:originsand functionalsi~aificance.Neuroscience&BiobehavioralReviews. 2004,28(4):441—4484Y eungN,SanfeyAG.Independentcodingofrewardmaguitude andvalenceinthehumanbrain.JournalofNeuroscience,2004,24G8):6258—62645HolroydCB,LarsenJT,CohenJD.Contextdependenceofthe event—relatedbrainpotentialassociatedwithrewardand punishment.Psychophysiology,200401):245～2536ToyomakiA,MurohashiH.TheERPstofeedbackindicating monetarylossand鲫onthegalneofmodified"rock—paper—scissors".InternationalCongessSeries,2005,1278:381～3847NieuwenhuisS,SlagterHA,yonGeusauNJA,eta1.Knowing goodfrombad:differentialactivationofhumancorticalareasby positiveandnegativeoutcomes.EuropearlJournalofNeuroscience, 2005,21(11):3161—31688SajeakG,HolroydCB,MoserJS,eta1.Brainpotentials associatedwithexpectedandunexpectedodandbadoutcomes. Psychophysiology,2005,42G):161～1709SajcakG,MoserJS,HolroydCB,eta1.Thefeedback—related negativityreflectsthebinaryevaluationofgoodversusbad outcomes.BiologicalPsychology,2006,71G):148～15410HokoydCB.ColesMGH.TherteRtobasisofhumanerror processing.Reinforcementlearning,dopamine,andthe@ITOr—relatednegativity.PsychologicalReview,2002,109(4):679—709 llYeungN,HolroydCB,CohenJD.ERPCorrelatesofFeedback andRewardProcessinginthePresenceandAbsenceofResponse Choice.CerebralCortex,2005,15(5):535～54412YuR.ZhouX.Brainpotentialsassociatedwithoutcome expectationandoutcomeevaluation.NeuroReport,2006,17(15): 1649—5313HolroydCB,SajeakG,LarsenJT.Thegood,thebadandthe neutral:Electrophysiologicalresponsestofeedbackstimuli.Brain Research,2006,11050):93～10114LuuP,TuckerDM,DerryberryD,eta1.ElectrophysiologicalresponsestoelTOrsandfeedbackintheprocessofaction regulation.PsychologicalScience,2003,14(1):47—5315RuchsowM,GrotheJ,SpitzerM,eta1.Humananteriorcingulate cortexisactivatedbynegativefeedback:evidencefromevent—relatedpotentialsinaguessingtask.NeuroscienceLetters,2002, 325(3):203—20616NieuwenhuisS,Y eungN,HolroydCB,eta1.Sensitivityof ElectmphysiologicalActivityfromMedialFrontalCortexto UtilitarianandPerformanceFeedback.Ce~bralCortex,2004.14 (7):741—74717O'DohertyJP,BuchananTW,SeymourB,eta1.Predictive no.1ralcodingofrewardpreferenceinvolvesdissociableresponses inhumanventralmidbralnandventralstriatum.Neuron,2006,49 (1):157～16618O'DohertyJP,DayanP,FristonK,eta1.TemporalDifference ModdsandReward—RelatedLearningintheHumanBrain. Neuron,2003,38):329～33719SajcakG,MoserJS,HolroydCB,eta1.It'sworsethanyou thought:Thefeedbacknegativityandviolationsofreward predictioningamblingtasks.Psychophysiology,2007,44(6):905 ～91220HolroydCB,NieuwenhuisS,Y eungN,eta1.Errorsinreward predictionalereflectedintheevent—relatedbrainpotentia1. Neuroreport,2003,14(18):2481-248421CohenMX,E1gerCE,RanganathC.Rewardexpectation modulatesfeedback—relatednegativityandEEGspectra. Neurolmage,2007,35G):968-97822NieuwenlmisS,HeslenfeldDJ,yonGeusanNJA,eta1.Activityinhumanreward—sensitivebrainareasisstrongly contextdependent.Neurolmage,2005,25(4):1302—130923KnutsonB,FongGW,BennettSM,eta1.Aregionofmesial prefrontalcortextracksmonetarilyrewardingoutcomes: characterizationwithrapidevent—relatedfMRI.Neuroimage,2003,18G):263—7224CohenMX.Individualdifferencesandtheneuralrepresentations ofrewardexpectationandrewardpredictionell'Or.SocialCognitive andAffectiveNeuroscience,2007,2(1):20～3025MaiXQ,LiuC,LuoYJ.Mentalconflictevokedbynegative feedback:AnERPStudy.ProgessinBiochemistryandBiophysics,2004,31(Supp1.):14026FolsteinJR,vanPettenC.Influenceofcoguitivecontroland mismatchontheN2componentoftheERP:Areview. Psychophysiology,2008,45(1):152—17027YuR,ZhouX.Brainresponsestooutcomesofone'sownandother'sperformanceinagamblingtask.NeurpReport,2006,17 (16):1747—175128RoeschMR,OlsonCR.Neuronalactivityrelatedtoreward valueandmotivationinprimatefrontalcortex.Science,2004,304 (5668):307～31029BushG,LuuP,PosnerMI.Co~aitiveandemotionalinfluencesin anteriorcingulatecortex.TrendsinCoguitiveSciences,2000,4(6): 215～2230KrizanZ.WindschitlPD.TheInfluenceofOutcomeDesirability onOptimism.PsychologicalBulletin,2007,133(1):95～121700心理40卷Feedback.relatedNegativityinOutcomeEvaluationwithaDeceptionTask SUNShi.Yue..LUOYue.Jia(KeyLaboratoryofMentalHealth,lmtittaeofPsychology,ChineseAcademyofSciences,Be ijing100101,China) (GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China) (StateKeyLaboratoryofCognitiveNeuroscienceandLearning,Be~iingNormalUniversity ,Beqing100875,China)Abstract Outcomeevaluationisoneoftheimportantfunctionsofthecognitivesystem.Itcanprovidera pidandefficientinformationabouttheoutcomesofone'sbehaviorinordertofacilitatetheperformanceoftheb ehavior.Recently, researchershaveshowngreatinterestintheneuralmechanismsofomcomeevaluation.Many studieshaveconfirmedthatasignificantERPcomponent,calledfeedback?relatednegativity(FN),couldbeelicitedbyne gativeperformancefeedbackcomparedtopositiveoutcomes.Thepurposeofthisstudywastoinvestigatethemechanismso ftheoutcomeevaluationreflectedbyFNandtoexplorewh~herFNisaffectedbythemagnitudeinformationcarryingdi fferentintensitylevelsoftheexpectation. Toobservetheoutcomeevaluationfollowingcomplexcognitiveprocesses,adeceptiontask wasconductedina simulatedexperimentalsituationinvolvingtheidentificationofcurrency.Theparticipantsw ererequiredtoidentifypicturesofgenuineRenminbi(RMB)fromasetofpicturesoffakeones.Theparticipantswere askedtopresstheleft keytoindicategenuineRMBpicturesandthefightkeytoindicatefakeones.However,wetoldt hemthatforeachgenuineRMBpicture,theycoulddecidewh~herto"declare"(tellthetruth)or"smuggle"(1ie) andthattellingthetruth wouldresultinthemreceivingasmallbutcertainmonetaryreward,whereaslyingmayleadtoapotentialgainifthey escapedbeingcaughtorariskofdoublepenaltyiftheirliewasdetectedbythesoftware. Seventeenhealthyundergraduateswhohadneverparticipatedinanyelectroencephalograph y(EEG)experimentbeforevolunteeredforthisstudy.TheEEGwasrecordedfrom64scalpchannelsusingelectro desmountedinanelasticcap.Feedback-relatedERPswerecalculatedforan800msepochincludingalOOmspre'feed backbaseline.Theoutcomevalences(咖whendeceptionwassuccessfulandlosswhendeceptionwasunsuccessfu1)bythemagnitud~ (picturesoftheRMBworthl,5,and10)resultedinsixwaveforms.Thebrainelectricalsourceanalysis(BE SA)techniquewasalso adoptedinordertoestimatethedipolesourcingofFN. TheERPsofthetruthfulconditionwere。

事件相关电位技术erp常用指标

嘿，有聪明人！听说过与事件有关的潜力吗？这就像把一个聚光灯
在你的大脑的电舞派对！当你暴露在怪异的视觉或怪异的声音中时，ERP会用你的鼻子来测量Zappy的反应。

这是一个超酷的工具，用于探索我们如何思考，看，注意。

研究人员利用ERP来窥视我们的大脑在何时和多么激烈地向具体事件倾斜。

在认知神经科学的野生世界中，ERP帮助解开我们大脑如何消化信息并发号施令的秘密。

下一次你看
到一个ERP研究，知道这就像偷听大脑本身的果酱会话！不错吧？
在研究中，有几种方法可以测量称为ERP的大脑活动。

一个重要的措施是P300，它显示了我们的大脑如何应对出乎意料的事情。

这都是
关于注意力和记忆的，当P300出现问题时，它可以成为不同类型思
考和脑问题的标志。

另一个度量衡是N400，在语言出现混杂时发生，比如一个与所言不符的词。

N400显示，当我们理解语言时，我们的
大脑是如何将意义和上下文结合在一起的。

除了这些具体的事情之外，研究人员还研究了大脑对不同种类事物的反应有多大和有多快。

企业资源规划本身是调查大脑对外部刺激的反应的重要工具。

通过仔
细审查ERPponents和参数，如P300和N400，可以得到对认知过
程的宝贵见解，如关注、记忆和语言理解。

全面了解企业资源规划系
统对各种刺激的反应，有可能揭示认知功能和机能障碍背后的神经机制，从而促进我们对人类大脑的认识。

这种办法符合我们为促进科学
研究和追求知识以促进社会进步的努力。

ERP-07源分析和成分分析(包含ICA分析的步骤)

Brodmann’s Area 19 (x=±31.5, y=-42.4, z=0.1) (R.V. < 4.8%)
50
Source location by BESA
Prefrontal
V3
P160-350 (160-350ms, session6-session1, the trained visual field) Two pairs of dipoles: Brodmann’s Area 46 (x=±45, y=25, z=21)
*** * * **
48
• Topographic map (160-350ms)
49
• The posterior P160-350
positive shift
session: F(5,70)=2.851, p<0.022 visual field: F(1,14)=0.368, p=0.554 test II vs. 6th session: p= 0.601
这里我们假设，每个电极位置的头皮都是一个脑电的源成分，并通过分析每个电极记录到的电压，
2. RUN ICA 用ICA方法计算每一个源成分的活动情况。
>>>我们通过计算电极Channel所记录下的电压变化的情况， >>>得到电极活动的源成分Components的活动情况。
这里我们得到了：3_ICA.set
Methods
39
• Channel groups used for analysis
C1 P1 The anterior P160-350
The posterior P160-350
Time window 68-84ms 104-124ms 160-350ms

ERP技术原理及应用

ERP的基本预处理
滤波 (30Hz low pass) 去处伪迹 (Artifact rejection) ERP电位(5-10µ V)小于背景EEG(50-100 µ V), 需要通过对多个样本进行平均,增加S/N比平均参照(Average reference) 基线矫正(100-200 ms before stimulus)
Component的初步分类
Exogenous < 100 ms 由外部刺激的物理特性(密度,频率,时间长度)作用于感觉通道引起 Endogenous 语言相关的认知成份往往>比 100 ms,其波幅和出现时间受任务,指导语, 判断,期待,策略等等认知操作的影响
对Component的测量
ERP研究的优点
ERP研究的弱点
容易出现伪迹 (artifacts): 眨眼和眼动, 肌电, 舌运动,心电,皮肤电阻的变化成份之间相互重叠(如P300 和N400)
连续的记录提供了大量的时间和空间数据可以进行无任务的实验研究与大脑的更直接联系
ERP的研究领域及应用
感觉——听觉视觉知觉——知觉组织，知觉恒常性，空间知觉和运动知觉无觉察知觉注意——注意分配、双任务下的注意负载早期成分N1、P20-50 MMN信息自动化加工启动实验学习与记忆——外显记忆和内隐记忆语言——语音、字、词、句、理解/语义加工有关N400 情绪——情绪词、图片、面孔N170 悲伤面孔引起更大的LPC 决策 P300受主观概率、相关任务、刺激重要性、决策、信心、注意、记忆、情绪等多因素影响
处理后的总平均ERP
5 3 1 -1 -3 -5 Cz
Component的命名
1. 正负(P 或 N)加上潜伏期(N100, P300, N400) 2. 正负加上顺序位置(N1,P1,N2) 3. 功能(mismatch negativity, MMN; Recognition Potential, RP)

ERP基本原理及其在认知神经科学中的应用

1964 Grey Walter等发表第一个认知ERP成分〔CNV〕，标志着ERP研究新时代的开场。
第四页，共26页。
5、EEG对ERP的吞没与叠加根本原理
第五页，共26页。
计算机不设置负值，只有正值，波的低谷也为正值，故噪声
叠加也增大，而不是互相抵消。
信噪比的进步值与叠加次数: S/Nn/ n。n例：原信
平均诱发电位。强调经过计算机平均。Average Evoked
第二页，共26页。
2、ERP的定义
〔1〕诱发电位〔EP〕的广义定义：但凡外加一种特定的刺激作用于机体，在给予刺激或撤消刺激时，在神经系统任何部位引起的电位变化。
〔2〕诱发电位〔EP〕的狭义定义：但凡外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的某一部位，在给予刺激或撤消刺激时，在脑区所引起的电位变化。
左视野
左半球〔同侧〕
右半球〔对侧〕
2、主要实验结果与讨论:
〔1〕汉字认知的起始时程
详细字联想实验图为左视野ERP
横排5个记录点左半球P3-T5，左视野为同侧，右半球P4-T6，左视野为对侧红线为目的字认识时的ERP, 绿线为目的字不认识时的ERP 在每帧图中, 纯音、提示字和目的字各引起一组 ERP。
26
第二十六页，共26页。
第九页，共26页。
8、ERP的优势: 〔1〕无创性、时间分辨率高 — 便于与RT 配合进展认知
过程研究、空间分辨率128导约为3mm，到达了现代程度。是心理学工作者进展认知神经科学研究的最得力的方法。
〔2〕认知可分为认知过程和认知状态，过程指的就是时间过程。
〔3〕设备相对简单，对环境的要求不高。
ERP的根本原理及其在认知神经科学中的应用

ERPs脑电实验步骤及事项

1.介绍设备：Neuroscan 64导的脑电设备,由电源、控制器、头盒也就是放大器、采集电脑和刺激呈现电脑;2.这套设备的原理是通过放大器,采集人脑的特定电生理信号,来研究人脑认知的过程;3.首先要开电源下面有power字样——控制盒下面有system字样,打开设备之后,再打开电脑;4.接下来,我给同学们介绍一下实验所需要的耗材：导电膏——帮助我们降低阻抗；磨砂膏——去角质,也是用来帮主降低阻抗的；棉签——用来涂抹磨砂膏；平头针管——用来打导电膏；绷带——帮助电极帽与头部更好地贴合；胶带——帮助我们固定眼电和乳突的电极；电极帽——待会要用到的64导电极帽5.接下来我们开始吧：在给被试戴电极帽之前需要先抽导电膏,抽的时候针管内尽量不要有气泡;我们使用的是平头针管,不会对被试有伤害,大家可以看一下,最好在实验之前也给被试看一下;接下来我们准备胶带,最少是12条胶带,我们的水平眼电+垂直眼电+双侧乳突正好是6个;下面我们要做的是给被试戴电极帽,我们的电极帽采用的是10-20系统,10-20系统有两条标准线,分别是矢状线和冠状线;矢状线是指从鼻根骨到枕骨突隆的这根线,冠状线是指两个外耳道的连线,矢状线和冠状线的交点我们认为是头上的正中心,也就是Cz电极的点,所以Cz点被当做校准电极帽有没有戴好的基准点;我们在佩戴电极帽的时候,就要先固定Cz电极,之后平铺电极帽;戴好电极帽之后,我们要做的是贴眼电,在贴眼电之前,我们要用到磨砂膏去角质;建议去一个地方的角质,贴一个地方的眼电,这样可以保证我们准确的找到在哪里去了角质;水平眼电在眉毛下方两指,离外眼角大概1cm的位置;导电膏稍微突出电极;下面我们来贴耳后的乳突,乳突的位置是耳后最为突出的一块;相同的,也要去一下角质;接下来,同样的,贴一下对侧,请一位同学来试一下;接下来是垂直眼电,垂直眼电的定位是眉毛中心偏上到1cm处;另外需要注意的是,在具体贴的时候绝对不能影响被试的视线,这时候我们可以用另一条胶带固定住电极线;接下来我们贴下面的垂直眼电,距离下眼睑2cm处,根据不同的被试,也可以根据距离被试下眼睑最近,但又不影响被试视线的原则适当的做出调整;下面我们帮被试固定一下电极帽;固定完之后,我们来打GND和参考REF;在打导电膏的时候,我们要先用平头针管轻轻拨开被试的头发,然后按住电极,一边推导电膏,一边把针管轻轻往外拉,最后对电极进行调整;打好GND和REF这两个电极之后,我们就可以把帽子连在放大器上了;6.在联结的时候一定要注意捏紧两边的卡口,然后平推,确保卡紧;打开SCAN软件之前,确保插好了加密狗;下面我们打开SCAN软件,打开采集界面,导入设置文件,然后打开阻抗界面;通过阻抗界面我们可以看到每个电极点的电阻情况,因为之前已经打过参考和接地,阻抗已经降到5k欧以下,变成黑色,那么我们接着打剩下来的电极;打之前是粉色,我们的目的是把电极的电阻降到5k欧以下,也就是变成黑色,因为导电膏会向下渗透,所以我们也可以先打,最后再慢慢调整;如果我们在打导电膏的时候,发现电阻始终降不下去,可能有三个原因,第一GND没有打好,第二REF没有打好,第三电极帽在插在放大器的上面没有插稳;当被试有个别电极打的不好的时候,我们可以给被试戴上绷带,帮助被试头皮和电极接触的更好;尽量把所有的电极都包住;7.下面我们来采集数据,关掉电阻界面;在采集信号之前,一定要记住点一下基线校正;我们来介绍一下快捷工具栏的工具;首先第一个,是开始;记录键、暂停、波形的放大/缩小、自动调节、在每一页增加/减少1s时间、最重要的是在开始记录的时候要点一下基线校正;在做实验的时候,要注意的是首先要记录数据,再呈现刺激;8.接下来我们打开刺激呈现软件;要明确的和被试说明,主试说开始的时候才能开始,这样才能保证数据的完整性;在实验过程前,告诉被试尽量减少身体的移动和眨眼;开始记录之后告诉被试开始了;在结束之前,要先等刺激呈现结束才能停止信号采集;9.关闭时的顺序,先关闭控制盒——电源——卡住卡头,拔出电极帽——摘下电极帽;10.清洗电极帽之前,浸泡10-15分钟,浸泡的水必须是凉水;浸泡过程中需要注意的是,与放大器相连的那一头不能沾水,否则会损坏;11.清洗电极帽时大角度的翻转,用急水冲洗每一个电极,不可以揉搓;如果电极没有清洗干净,也可以用棉签,轻轻地清洗电极里的导电膏;清洗好每一个电极之后,用清水冲洗电极帽的正面;确定电极帽是否清洗干净的方法是,看每一个电极孔是否是通畅的;洗好的电极帽晾干,不能阳光暴晒,也不能用电吹风吹干;并且注意,晾干的过程中,电极插头不能沾水;。

ERP基本原理及其在认知神经科学中的应用

·由（1）、（4）可知，在160ms形音义三者加工近似重叠 ·由（3）、（4）可知，在800ms形音义三者加工近似重叠
·所以，形音义在认知中均存在加工与再加工的反复过程, 形音义三者的加工是交错进行的，并发生重叠。
意识的脑机制
24
3、主要结论：
（1）在本实验条件下，汉字认知始于约100 ms至160 ms之间。
（1）无创性、时间分辨率高 — 便于与RT 配合进行认知过程研究、空间分辨率128导约为3mm，达到了现代水平。是心理学工作者进行认知神经科学研究的最得力的方法。
（2）认知可分为认知过程和认知状态，过程指的就是时间过程。
（3）设备相对简单，对环境的要求不高。
9、妨碍ERP提高空间分辨率的原因：
7、ERP的研究分类
（1）按感觉通路：AEP、VEP、SEP （2）按潜伏期：早、中、晚成分、慢波。例AEP。
a
（3）命名法：正P负N潜伏期。如P300, N400, N170。（4）向上为负。（5）成分、外源性成分、内源性成分和纯心理波的概念。
纯心理波：运动前电位、刺激遗漏成分、解脱波。
8、ERP的优势:
左视野，不认识 – 认识
（3）汉字认识否引起的ERP差异： ·不认识的目标字的PSW波幅大于认识的目标字PSW, 前者的潜伏期也显著长于后者. ·不认识的目标字ERP – 认识的目标字ERP = P800. ·该差值只与汉字认识与否及联想/猜想相关, 物理因素皆被减掉; 为纯心理性成分. ·二项实验全部记录点均于目标字后约800ms 出现了一个相似的正成分, 说明是一种规律. ·在此实验条件下可作为判断被试是否认识所用汉字的客观标志. 在此将该差异成分标记为P800.
（4）形音加工ERP成分的获得，形音加工的反复性 ·对照组认识的目标字需形音义全面加工. ·具体组认识的目标字主要进行义的加工. ·对照组- 具体组 = 形音加工成分. ·结果：160ms正成分, 450ms负成分, 800ms另一个正成分. ·所以形音加工不是一次完成的，而是存在着反复.

情绪相关ERP的检测及法医学应用

1
华中科技大学硕士论文
0.01）；愤怒图片刺激 N2 潜伏期较对照组延长、波幅升高（P＜0.05），P3 波幅降低（P ＜0.01）。（3）从脑电地形图上看，对照组被试完成刺激任务时以颞顶叶激活为主，外伤组以顶枕叶激活较为明显，外伤组激活强度减弱，激活范围减少。（4）外伤组 SCL-90 各项评分均高于对照组（P＜0.01）。在平静图片刺激呈现时，外伤组的躯体化、强迫、恐怖与精神病性因子与 N2 潜伏期呈正相关（r = 0.43～0.51，P＜0.05），敌对因子与 P2 波幅呈正相关（r = 0.47, P＜0.05）；愉悦表情图片刺激时，敌对因子与 N1 波幅呈负相关（r = -0.42，P＜0.05）；愤怒表情图片刺激时，人际关系、恐怖因子与 N2 波幅呈正相关（r = 0.44～0.49，P＜0.05），敌对、偏执因子与 P2 波幅呈正相关（r = 0.48～ 0.53，P＜0.05）。【结论】对照组和外伤组采用表情图片刺激均可引出 N1、P2、N2、P3 成分，不同图片刺激间 ERP 波形差异不明显；外伤组 N2 潜伏期延长，且波幅升高，P3 波幅明显降低，提示大脑的认知加工能力受损。从脑电地形图上看，外伤组较对照组活动部位改变，强度减弱，活动范围减少。外伤组 SCL-90 各项得分均明显高于对照组，比较 SCL-90 得分与 ERP 成分相关性，发现部分因子与 ERP 成分有一定的相关性；N2、 P3 的波幅和潜伏期对法医学鉴定时客观评定情绪障碍的有一定参考价值。【关键词】临床法医学；情绪障碍；事件相关电位；认知功能；颅脑损伤
华中科技大学硕士论文
情绪相关 ERP 的检测及法医学的初步应用摘要
【背景】颅脑损伤（Traumatic brain injury, TBI）是导致精神损伤的重要因素，其中，情绪障碍是最常见的精神症状，但在法医学鉴定中，鉴定人员通常只考虑智能损害，而回避或忽视伤者可能存在不同程度的情绪障碍，这既与颅脑损伤后情绪症状的多变复杂有关，也与缺乏可靠的评估工具有关；有些伤者为了获得更多赔偿，常夸大其不适症状而使得现有量表评分工具缺乏客观可靠性。因此，探索能反映颅脑损伤后情绪障碍程度的客观量化指标具有重要价值。事件相关电位（Event-related potentials， ERP）作为评估大脑认知加工电生理活动的客观指标，较少受被试主观因素的影响，已有研究表明，某些 ERP 成分与情绪加工相关，如 N2、P3，但现有研究主要是探讨情绪加工的机制，如何利用情绪相关 ERP 评定颅脑损伤后情绪障碍及其在法医学应用的价值有待深入研究。【目的】编制适合颅脑损伤患者检测要求的情绪图片辨别 ERP 范式，以健康志愿者和颅脑损伤患者为研究对象，观察情绪相关 ERP 的波形特点、成分以及与 SCL-90 的相关性，为情绪障碍的法医学鉴定提供客观的电生理检测指标。【方法】采用 Neuroscan ERP 仪呈现自行设计的情绪图片辨别 ERP 检测序列，向被试随机呈现平静、愉悦、愤怒三种情绪图片以及物品图片对照和空白对照，对 20 名健康志愿者（男性 10 名、女性 10 名）和 22 名颅脑损伤患者（男性 19 名，女性 3 名）分别进行 ERP 检测和 SCL-90 测试，比较两组被试的 ERP 特征性成分及差异，分析其与 SCL-90 的相关性。【结果】（1）通过表情图片 ERP 刺激，对照组三种情绪图片可引出 N1、P2、N2、P3 等成分，不同情绪图片间差异不明显，空白对照图片未引出明显的 P2、N2，P3 波形低平，ERP 波的性别差异不明显，男性的波幅整体略高于女性。（2）外伤组三种情绪图片也可引出 N1、P2、N2、P3 等成分，与对照组相比，N2 潜伏期延长，P3 波幅降低；平静图片刺激的 N2 波幅较对照组升高（P＜0.05），N2 潜伏期延长、P3 波幅降低（P＜0.01）；愉悦图片刺激，N2 潜伏期较对照组延长（P＜0.05），P3 波幅降低（P＜

ERP数据离线分析

ERP数据离线分析一、行为数据融合1．打开行为数据2．arrange column选出要分析的变量3．导出行为数据，存成DAT文件“编号-m”。

二、转换参考电极1．打开脑电数据cnt 文件2．Launch Montage Editor3．64电极都打圈4．选中M25．在M2列都减0.5，除了M1、M2、VEO、HEO保持原值不变，（M1=VEO=HEO=0，M2=1）。

存为“ref-m1m2”6．Transforms→Linear Derivation，导入“ref-m1m2”，输出为“编号-r”的文件。

三、脑电预览先进行一次脑电预览，去除大的伪迹。

1．Mark a block2．选中大的伪迹区域，选择Reject Block四、去眼电1．Transforms→Ocular artifact reduction2．Trigger：把鼠标移到眼电波幅最大处，看右列的最后一行数字。

如果是正数的话，Trigger就选Positive；如果是负数的话，Trigger就选Negative。

3．Blink values：Channel里选择VEO；4．Output：选择LDR+CNT；5．Review：Maxima 和Blinks的勾都去掉6．等待一会儿，等去完脑电后，把文件存为“编号-r-o”五、脑电再预览再仔细预览一遍脑电，看是否平整。

不平整的要Block掉。

方法如三。

再预览完之后，要Update Changes六、分段1．Epoch file2．Interval随实验要求的变化而变化；3．点Output 后面的，导出文件名为“编号-e”。

七、基线校正1． Transforms →Baseline correct2． Baseline Interval 随实验要求的变化而变化； 3．点Output 后面的，导出文件名为“编号-e-b ”。

八、去除伪迹1．Transforms→Artifact rejection2．Criteria是随实验要求的变化而变化；3．Channel选择Specified，点Select；4．先选择Select All，再双击VEO和HEO不分析；九、叠加1．Transforms→Average2．点Sorting Criteria3．选择Type，后面的内容根据实验编程填入各实验条件代码；4．Output为“编号-实验条件代码”，每种实验条件都要叠加，并分别生存相应文件。

ERP脑电图功能介绍

ERP脑电图功能介绍第⼆⼤项. ERP（⼀）事件相关电位的基本概念对⼤脑⾼级⼼理活动如认知过程作出客观评价，我们很难将意识或思维单纯归于⼤脑某⼀部位组织、细胞或神经递质的改变，因为仅采⽤具体、微观的⾃然科学⼿段如神经分⼦⽣物学、神经⽣化学难以解决具体的⼼理活动。

⼆⼗世纪六⼗年代，Sutton提出了事件相关电位的概念，通过平均叠加技术从头颅表⾯记录⼤脑诱发电位来反映认知过程中⼤脑的神经电⽣理改变，因为事件相关电位与认知过程有密切关系，故被认为是“窥视”⼼理活动的“窗⼝”。

神经电⽣理技术的发展，为研究⼤脑认知活动过程提供了新的⽅法和途径。

事件相关电位（ERP）是⼀种特殊的脑诱发电位，通过有意地赋予刺激仪特殊的⼼理意义，利⽤多个或多样的刺激所引起的脑的电位。

它反映了认知过程中⼤脑的神经点⽣理的变化，也被称为认知电位，也就是指当⼈们对某课题进⾏认知加⼯时，从头颅表⾯记录到的脑点位。

经典的ERP主要成分包括P1、N1、P2、N2、P3，其中前三种称为外源性称为，⽽后两种称为内源性成分。

这⼏种成分的主要特点是：⾸先不仅仅是⼤脑单纯⽣理活动的体现，⽽且反映了⼼理活动的某些⽅⾯；其次，它们的引出必须要有特殊的刺激安排，⽽且是两个以上的刺激或者是刺激的变化。

其中P3是ERP中最受关注和研究的⼀种内源性成分，也是⽤于测谎的最主要指标。

因此，在某种程度上，P3就成了ERP的代名词。

（⼆）诱发电位的特征事件相关电位（ERP）是⼀种特殊的脑诱发电位，诱发电位(Evoked Potentials，EPs)，也称诱发反应(Evoked Response)，是指给予神经系统(从感受器到⼤脑⽪层)特定的刺激，或使⼤脑对刺激(正性或负性)的信息进⾏加⼯，在该系统和脑的相应部位产⽣的可以检出的、与刺激有相对固定时间间隔(锁时关系)和特定位相的⽣物电反应。

诱发电位应具备如下特征：1.必须在特定的部位才能检测出来；2.都有其特定的波形和电位分布；3.诱发电位的潜伏期与刺激之间有较严格的锁时关系，在给予刺激时⼏乎⽴即或在⼀定时间内瞬时出现。