ERP实验设计100415

a无
启 动 弱 启 动 强 启 动
b
98
162
枕叶 hMT+
Z=3.09
+2.5
+2.0
+1.5
+1.0 +0.5
G 首次确定视运动知
0 -0.5
觉的启动效应在刺
-1.0mV
激后98ms首先启动
226
386
418 ms
颞上回
视觉初级皮层
G 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
ERP研究的实验设计
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
内容
☺ 经典的ERP实验 范式
☺ 知觉与意识研究 ☺ 视觉注意研究 ☺ 记忆研究
☺ 语言文字研究 ☺ 思维研究 ☺ 情绪与认知的相
互关系 ☺ 结果评价研究
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
视知觉组织
视知觉组织是视知觉的基本理论基础。
人类注意的客观视觉世界是由各种图形 和景物组成的
根据Marr的视觉计算理论，千姿百态的 图形景物都是由20多个最简单的物体构 成
Marr氏圆 柱体组件
（Farah, 2000）
局部优先与整体优先
关于整体优先还是局部优先的问题涉及 选择性注意、大脑视觉信息加工原理， 长期争论
Ambiguous— Ambiguous
0-90-270 °
0-180- 90 °
0-180-0 °
意识转化研究范式
意识问题通常可以用注意作窗口进行观察
朝向反应产生的过程是注意开启的过程， 属于非意识向意识转化的过程
改变Oddball范式，通过朝向反应而研究 从非意识向意识转化脑机制的ERP实验范 式（魏景汉，2008）
Han et al., 1997, Journal of Cognitive Science, 9, 687-698. Global task: discriminate directions of large arrows Local task: discriminate directions of small arrows
特征整合理论:将客体知觉过程分为前注 意阶段和特征整合阶段 (Treisman,1964,1988）
局部优先观点：以美国MIT脑与认知科 学系Marr为代表的视觉计算理论学派
Perceive global structure and local elements
Navon (1977). Cog. Psychol., 9, 353-383.
视觉注意研究的实验范式
Ventral facespecific N200
Perception of complex visual scenes
-200 -2.5
PO8
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
300
550
800 ms
N170偶极子源定位在右侧颞枕部（右 侧梭状回）——吴文，博士论文，2004
视运动知觉启动范式
Single Jump
F1
F2
Unambiguous
Left motion Right motion
(0 - 90 deg)
(0 - 270 deg)
Ambiguous Left - Right (0 - 180 deg)
Double Jump
Test
Control
Strong
F1
Priming Motion
❖ 组成
o 标准刺激(standard stimuli)——大概率 o 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。
A B
C D
标准刺激 靶刺激 非靶刺激 刺激缺失 新奇刺激
Stimuli
Behavioral results
RTsቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(ms)
Consistent Inconsistent
Global local 377 379 425 459
以拓扑性质为基础的 视觉信息基本表达
Chen, 1982;
Zhuo et al, Science 2003
面孔识别与非面孔识别
Tanaka & Farah, 1993
ERPs from striate and peristriate cortex
P100 ---- dorsal occipital sites
Recordings from the left striate cortex
Left vs. right checkerboards
Stimuli of varying luminance
The role of local selection in hierarchical
processing
(Han & He, 2003)
Neural correlates of global/local processing of compound stimuli
Selective attention task
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
知觉与意识研究
视知觉组织 局部优先与整体优先 运动知觉启动范式 意识转化研究范式
内侧顶叶
Z=13.11
各种条件下的启动效应
Same Direction
Opposite Direction
1st Motion
Time
2nd Motion
SOA: 200 ms
0-90-180°
0-90-0 °
Unambiguous— Ambiguous
Ambiguous— Unambiguous
F2
Target Motion
F3
Priming
P1 P3
Unambig. two unambiguous motion jumps in
Ambiguous opposite directions
No Priming
Test
(0 - 90 -270 deg) (0 - 90 - 0 deg)
对照
Prime -Target intervals (200, 400, and 1000 ms)