ERP经典实验设计
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
靶刺激 在下 视野
对侧的背侧枕区、18/19区
（Martinez …Hillyard, 1999，2001）
刺激为白色直立的T（占86％）和倒置的T（靶刺激14％ ），被9个十字所包围，并叠加在灰色的棋盘格上 以等概率随机出现在左侧视野（LVF）或右侧视野（RVF）。 任务是持续注视中央箭头并按键报告箭头所指注意侧的靶刺激，并忽视注意侧对面的刺激物。
98 162 226 386 418 ms
0
颞上回
枕叶
hMT+
内侧顶叶
a
b
首次确定视运动知觉的启动效应在刺激后98ms首先激活视觉初级皮层 后续活动（400ms左右）发生在内侧颞叶、颞上回、顶叶等更广泛的脑区
运动知觉启动与工作记忆
0-90-180° 0-90-0 °
Same Direction Opposite Direction
1st Motion 2nd Motion
Time
SOA: 200 ms
各种条件下的启动效应
0-90-270 ° 0-180- 90 ° 0-180-0 °
P180
N350
LPC
单次运动实验模式示意图（a） 与单次运动产生的ERP总平均图（b）
特定方向 二义 左 右 左—右 (0 - 90°) (0 - 270°) (0 - 180°)
F1 F2
向右运动 二义运动 向左运动
ISI: Short 400-600ms Long 600-800ms
固定区域提示下的注意效应
其他相关实验
干扰刺激位置对视觉空间注意影响
干扰位于小圈 干扰位于中圈 干扰位于大圈
该范试的特点为干扰刺激均位于同一个圈。与靶刺激特征相同
内部干扰
外部干扰
理
张
理
舒
Time
Learning Stage
Test Stage
Old
New
1st Present
Typical Procedures
C3
Cz
C4
High Frequency Low Frequency
Encoding effects on higher- & lower- word frequency (Chinese)
P1 (80 ms)
Large Median Small
N1 (160 ms)
Cue
Search Array
P1 (100 ms)
N1 (160 ms)
Press the key，discriminate the direction of the vertical crescent
F1 F2 F3
启动 –目标间隔 (200, 400, and 1000 ms)
二义-目标 特定-目标 (实验) (对照)
启 动 目 标
(0-90-270°) ( 0-90-0°)
特定方向 二义方向
双次运动的实验模式示意图（a） 双次运动产生的ERP总平均图（b）
欺骗意图的实验范式
将欺骗过程分成三个阶段： 欺骗动机形成、做出欺骗反应、欺骗结果的评价
(买晓琴，博士论文，2005)
动机形成阶段
ms
-200
300
800
1300
1800
2300
2800
µV
-2.5
-5.0
-7.5
-10.0
-12.5
2.5
5.0
200 400 1000 ms
Behavioral Data
The perceived rate in the same direction in the young was higher than in the old subjects, F1, 22 = 4.727, p < .05.
社会认知的研究
情绪与注意 情绪与记忆 欺骗的心理过程
情绪对注意的影响
1500ms (Probe)
延迟样本匹配：由目标（target）- 延迟(delay) - 探测（probe）三个阶段构成的试验单元。
实验范式
(Sternberg,1966)
2000ms
1000ms (target）
1500ms (delay)
内部/外部干扰
可以检测被试在分心物存在条件下注意力的集中程度
记忆的实验范式
经典范式: 学习-再认 运动知觉的启动 元记忆
A. Study Phase(14 faces, SOA 3s, duration 1s)
B. Test Phase (28 faces, repeated 50%, SOA 3.2s, d刺激 非靶刺激 刺激缺失 新奇刺激
A B C D
跨通路延迟反应范式
Task 1：Attending Picture, Ignoring Tone Picture Tone Tone Red Cross
Discriminate wait and capture react the imperative signal
强启动 弱启动 无启动
实验 对照
P1
P3
2个相反的 特定方向
无 启 动 弱 启 动 强 启 动
98 162 226 386 418 ms
0
颞上回
枕叶
hMT+
内侧顶叶
a
b
实验组与对照组相减的差异波地形图（a）和fMRI结果 (b), jiang Luo et al, 2002
屏蔽 200 ms
(Luck et al., 1994)
Valid vs. Invalid
Valid vs. Neutral
Invalid vs. Neutral
间隔对P1效应的影响(Grorge & Mangun, 1998)
①注意左侧，多靶（16%）；②注意右侧，多靶（16%）；③注意左侧，少靶（2%）；④注意右侧，少靶（2%）；⑤被动（2%无关刺激） （Woldorff et al., 1997）
听觉汉字
视觉汉字
第一阶段——感觉 第二阶段——知觉 第三阶段——语言
Chen & Luo, 2003, NeuroImage
汉字的记忆编码
Fz Cz Pz
Old New Diff (Old- New)
Higher Freq. Lower Freq.
Test Stage
RT (ms)
% Same Direction Judgements
200 400 1000 ms
Priming Reversal Priming Reversal in Young in Young in Old in Old
C1无注意效应 注意效应发生在早期P1 、晚期P1和N1—注意时其波幅增大
300 ms
1500 ms
Time
CUE SIZE Small Medium Large
SOA(ms) 230-350 (Short) 500-650 (Medium) 800-950 (Long)
The RT prolonged with interval increased only for priming condition in both young and old subjects, F2, 44 = 5.711, p < .01
2、无意识启动运动知觉的老年化
无 启 动 弱 启 动 强 启 动
Fixation Precue Search Array
不同范围等级提示的空间注意实验范式 (Luo et al, Cogn Brain Res, 2001)
ERP in Short SOA
Small Median Large
P180
N350
LPC
110ms 146ms 166ms 275ms 498ms 600ms 650ms 750ms
114ms 182ms 234ms 380ms 486ms 650ms 680ms 750ms
1500ms (Probe)
词语工作记忆任务
A B + R T
+
a
空间工作记忆任务
2000ms
1000ms (target）
1500ms (delay)
+
+
+
实验程序
实验分2 sessions；一个只呈现负性图片以诱发负性情绪，另一个只呈现中性情绪作为对照。 5 blocks/ session ，32 trails/ block 32个trails里16个空间任务16个词语任务，随机出现。(即每种条件80个trails)
鸡尾酒会效应与双耳分听(Chrry, 1953)
Hillyard, 1975, Science
Mangun & Hillyard, 1991
＋
＋
Valid Cue
＋
＋
＋
＋
Invalid
Neutral
经典的中央性提示
＋
⊙
固定注视点 1400 ms
提示箭头 200-500 ms
目标 50 ms
元记忆的脑机制 知道感记忆导致大量的脑活动（额叶区） ，而不知道感项目则只伴随有少量脑活动。 知道感可能是基于一个部分信息提取和元记忆判断过程；而不知道感则可能基于一个线索熟悉性的脑活动状态，即一无所获而获得不知道感。 对知道感的认知与大脑机制的探索，可为人工智能研究提供有益启示。 Luo et al, 2003, Chin Sci Bull
(0-2 trial)
经典范式2-- Go-Nogo
两种刺激的概率相等 Go刺激——令被试反应的刺激，即靶刺激 Nogo刺激——不需被试反应的刺激 特点：排除了刺激概率对ERP的影响；由于没有大小概率之分，大大节省了实验时间，但也丢掉了因大、小概率差异而产生的ERP成分
注意的实验范式
双耳分听 空间注意: Cue - Target 提示范围的分级
ERP的实验设计 与数据处理
本文档后面有精心整理的常用PPT编辑图标，以提高工作效率
一、实验范式
经典范式: Oddball, Go-Nogo 注意: 听觉, 视觉 记忆: 学习-再认 社会认知
经典范式1--Oddball
Oddball实验模式是指采用两种或多种不同刺激持续交替呈现，它们出现的概率显著不同 组成 标准刺激(standard stimuli)——大概率 偏差刺激(deviant stimuli)——小概率 令被试对偏差刺激进行反应，因此该偏差刺激称为靶刺激（Target）或目标刺激。 诱发P300、MMN等与刺激概率有关的ERP成分时的经典实验模式。
Unambiguous— Ambiguous— Ambiguous— Ambiguous Unambiguous Ambiguous
元记忆的研究方法
实验分三个步骤进行 记忆一系列词对，例如项目—大臣 呈现前面的线索词(项目—)，让被试回忆后面的靶子词(大臣) 在他们回忆不出来的情况下，令他们判断自己是否对那个不能成功回忆的词有一种知道感 通过一项再认测验来检验其知道感是否准确
Task 2：Attending Tone, Ignoring Picture Tone Picture Click
Discriminate wait and capture react the imperative signal
(0-2 trial)
对侧的背侧枕区、18/19区
（Martinez …Hillyard, 1999，2001）
刺激为白色直立的T（占86％）和倒置的T（靶刺激14％ ），被9个十字所包围，并叠加在灰色的棋盘格上 以等概率随机出现在左侧视野（LVF）或右侧视野（RVF）。 任务是持续注视中央箭头并按键报告箭头所指注意侧的靶刺激，并忽视注意侧对面的刺激物。
98 162 226 386 418 ms
0
颞上回
枕叶
hMT+
内侧顶叶
a
b
首次确定视运动知觉的启动效应在刺激后98ms首先激活视觉初级皮层 后续活动（400ms左右）发生在内侧颞叶、颞上回、顶叶等更广泛的脑区
运动知觉启动与工作记忆
0-90-180° 0-90-0 °
Same Direction Opposite Direction
1st Motion 2nd Motion
Time
SOA: 200 ms
各种条件下的启动效应
0-90-270 ° 0-180- 90 ° 0-180-0 °
P180
N350
LPC
单次运动实验模式示意图（a） 与单次运动产生的ERP总平均图（b）
特定方向 二义 左 右 左—右 (0 - 90°) (0 - 270°) (0 - 180°)
F1 F2
向右运动 二义运动 向左运动
ISI: Short 400-600ms Long 600-800ms
固定区域提示下的注意效应
其他相关实验
干扰刺激位置对视觉空间注意影响
干扰位于小圈 干扰位于中圈 干扰位于大圈
该范试的特点为干扰刺激均位于同一个圈。与靶刺激特征相同
内部干扰
外部干扰
理
张
理
舒
Time
Learning Stage
Test Stage
Old
New
1st Present
Typical Procedures
C3
Cz
C4
High Frequency Low Frequency
Encoding effects on higher- & lower- word frequency (Chinese)
P1 (80 ms)
Large Median Small
N1 (160 ms)
Cue
Search Array
P1 (100 ms)
N1 (160 ms)
Press the key，discriminate the direction of the vertical crescent
F1 F2 F3
启动 –目标间隔 (200, 400, and 1000 ms)
二义-目标 特定-目标 (实验) (对照)
启 动 目 标
(0-90-270°) ( 0-90-0°)
特定方向 二义方向
双次运动的实验模式示意图（a） 双次运动产生的ERP总平均图（b）
欺骗意图的实验范式
将欺骗过程分成三个阶段： 欺骗动机形成、做出欺骗反应、欺骗结果的评价
(买晓琴，博士论文，2005)
动机形成阶段
ms
-200
300
800
1300
1800
2300
2800
µV
-2.5
-5.0
-7.5
-10.0
-12.5
2.5
5.0
200 400 1000 ms
Behavioral Data
The perceived rate in the same direction in the young was higher than in the old subjects, F1, 22 = 4.727, p < .05.
社会认知的研究
情绪与注意 情绪与记忆 欺骗的心理过程
情绪对注意的影响
1500ms (Probe)
延迟样本匹配：由目标（target）- 延迟(delay) - 探测（probe）三个阶段构成的试验单元。
实验范式
(Sternberg,1966)
2000ms
1000ms (target）
1500ms (delay)
内部/外部干扰
可以检测被试在分心物存在条件下注意力的集中程度
记忆的实验范式
经典范式: 学习-再认 运动知觉的启动 元记忆
A. Study Phase(14 faces, SOA 3s, duration 1s)
B. Test Phase (28 faces, repeated 50%, SOA 3.2s, d刺激 非靶刺激 刺激缺失 新奇刺激
A B C D
跨通路延迟反应范式
Task 1：Attending Picture, Ignoring Tone Picture Tone Tone Red Cross
Discriminate wait and capture react the imperative signal
强启动 弱启动 无启动
实验 对照
P1
P3
2个相反的 特定方向
无 启 动 弱 启 动 强 启 动
98 162 226 386 418 ms
0
颞上回
枕叶
hMT+
内侧顶叶
a
b
实验组与对照组相减的差异波地形图（a）和fMRI结果 (b), jiang Luo et al, 2002
屏蔽 200 ms
(Luck et al., 1994)
Valid vs. Invalid
Valid vs. Neutral
Invalid vs. Neutral
间隔对P1效应的影响(Grorge & Mangun, 1998)
①注意左侧，多靶（16%）；②注意右侧，多靶（16%）；③注意左侧，少靶（2%）；④注意右侧，少靶（2%）；⑤被动（2%无关刺激） （Woldorff et al., 1997）
听觉汉字
视觉汉字
第一阶段——感觉 第二阶段——知觉 第三阶段——语言
Chen & Luo, 2003, NeuroImage
汉字的记忆编码
Fz Cz Pz
Old New Diff (Old- New)
Higher Freq. Lower Freq.
Test Stage
RT (ms)
% Same Direction Judgements
200 400 1000 ms
Priming Reversal Priming Reversal in Young in Young in Old in Old
C1无注意效应 注意效应发生在早期P1 、晚期P1和N1—注意时其波幅增大
300 ms
1500 ms
Time
CUE SIZE Small Medium Large
SOA(ms) 230-350 (Short) 500-650 (Medium) 800-950 (Long)
The RT prolonged with interval increased only for priming condition in both young and old subjects, F2, 44 = 5.711, p < .01
2、无意识启动运动知觉的老年化
无 启 动 弱 启 动 强 启 动
Fixation Precue Search Array
不同范围等级提示的空间注意实验范式 (Luo et al, Cogn Brain Res, 2001)
ERP in Short SOA
Small Median Large
P180
N350
LPC
110ms 146ms 166ms 275ms 498ms 600ms 650ms 750ms
114ms 182ms 234ms 380ms 486ms 650ms 680ms 750ms
1500ms (Probe)
词语工作记忆任务
A B + R T
+
a
空间工作记忆任务
2000ms
1000ms (target）
1500ms (delay)
+
+
+
实验程序
实验分2 sessions；一个只呈现负性图片以诱发负性情绪，另一个只呈现中性情绪作为对照。 5 blocks/ session ，32 trails/ block 32个trails里16个空间任务16个词语任务，随机出现。(即每种条件80个trails)
鸡尾酒会效应与双耳分听(Chrry, 1953)
Hillyard, 1975, Science
Mangun & Hillyard, 1991
＋
＋
Valid Cue
＋
＋
＋
＋
Invalid
Neutral
经典的中央性提示
＋
⊙
固定注视点 1400 ms
提示箭头 200-500 ms
目标 50 ms
元记忆的脑机制 知道感记忆导致大量的脑活动（额叶区） ，而不知道感项目则只伴随有少量脑活动。 知道感可能是基于一个部分信息提取和元记忆判断过程；而不知道感则可能基于一个线索熟悉性的脑活动状态，即一无所获而获得不知道感。 对知道感的认知与大脑机制的探索，可为人工智能研究提供有益启示。 Luo et al, 2003, Chin Sci Bull
(0-2 trial)
经典范式2-- Go-Nogo
两种刺激的概率相等 Go刺激——令被试反应的刺激，即靶刺激 Nogo刺激——不需被试反应的刺激 特点：排除了刺激概率对ERP的影响；由于没有大小概率之分，大大节省了实验时间，但也丢掉了因大、小概率差异而产生的ERP成分
注意的实验范式
双耳分听 空间注意: Cue - Target 提示范围的分级
ERP的实验设计 与数据处理
本文档后面有精心整理的常用PPT编辑图标，以提高工作效率
一、实验范式
经典范式: Oddball, Go-Nogo 注意: 听觉, 视觉 记忆: 学习-再认 社会认知
经典范式1--Oddball
Oddball实验模式是指采用两种或多种不同刺激持续交替呈现，它们出现的概率显著不同 组成 标准刺激(standard stimuli)——大概率 偏差刺激(deviant stimuli)——小概率 令被试对偏差刺激进行反应，因此该偏差刺激称为靶刺激（Target）或目标刺激。 诱发P300、MMN等与刺激概率有关的ERP成分时的经典实验模式。
Unambiguous— Ambiguous— Ambiguous— Ambiguous Unambiguous Ambiguous
元记忆的研究方法
实验分三个步骤进行 记忆一系列词对，例如项目—大臣 呈现前面的线索词(项目—)，让被试回忆后面的靶子词(大臣) 在他们回忆不出来的情况下，令他们判断自己是否对那个不能成功回忆的词有一种知道感 通过一项再认测验来检验其知道感是否准确
Task 2：Attending Tone, Ignoring Picture Tone Picture Click
Discriminate wait and capture react the imperative signal
(0-2 trial)