ERP原理与技术 PPT课件

10
1、名词来源
原称：诱发（脑）电位，强调刺激引起，针对“自发
电位”而言。Evoked（Brain）Potentials = EP 由于认知EP不仅外界刺激感觉所致，尚来自主动的自 上而下的心理因素，故改为“事件相关（脑）电位”
。Event-Related（Brain）Potentials = ERPs 平均诱发电位。强调经过计算机平均。Average
意识的脑机制
8
EEG基本特征
用快的送纸速度记录下来的脑电图一般呈正弦波样 外观，周期、振幅、位相称为脑电图的基本特征， 也是规定放电团节律性的波形的重要因索。
基 线
2020/3/31
振幅 周期
90度
180度
（位相倒转）
脑电位相图
意识的脑机制
9
（三） ERPs的概念和特点
2020/3/31
意识的脑机制
❖ 大脑皮层的基本构造 ❖ EEG基本知识 ❖ ERPs的概念和特点 ❖ ERPs的形成机制
2020/3/31
意识的脑机制
3
（一）大脑皮层的基本构造
2020/3/31
意识的脑机制
4
（二）EEG基本知识
2020/3/31
意识的脑机制
5
自发电位EEG与事件相关电位ERP Electroencephalography, Event Related-Potentials
记录到。简单地说，当脑组织中神经元的排列方向
一致时，例如皮质第三、五层的锥体细胞，其同步
发放所形成的电场即是开放型电场，此时神经元电
场相加总合，可在颅外记录到相应的电位。
• 当缺乏上述清楚的局部神经元解剖学基础时，例如
内侧丘核，则产生封闭式电场。此时，神经元虽可
同步发放，但局域外电场方向不能一致，互相抵消，
2020/3/31
意识的脑机制
12
（3）事件相关电位（ERP）的定义：当 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 ，或/和当某种心理因素出现时在脑区所产 生的电位变化。 •需要注意撤反应。
2020/3/31
意识的脑机制
13
ERPs的基本特点
1、ERPs是一种特殊的诱发电位，属于近 场电位（near field potentials -- 记录 电极位置距活动的神经结构较近）； 2、一般要求被试实验时在一定程度上参 与实验； 3、刺激的性质、内容和编排多样，目的 是启动被试认知过程的参与；
•EEG：不断发生/自发；ERP：诱发才有。 •EEG含有心理与生理信息，但非为波形本身。 •ERP是信息引起的波形本身，但淹没在EEG中， 通常观察不到，需提取。
2020/3/31
意识的脑机制
6
EEG基本知识
❖ 产生基本原理
构成脑电自动节律的主要是锥体细胞，尤其是深层的大 锥体细胞。大锥体细胞具有形成有效电场的特定条件细 胞排列井然有序，其顶树突更是平行并列；顶树突长， 其实体表面积比细胞体大约10倍以上，接触面积大为增 加；顶树突较粗，具有较低的阻抗。
Evoked Potentials
2020/3/31
意识的脑机制
11
2、ERP的定义
（1）诱发电位（EP）的广义定义：凡是外加一种特 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：凡是外加一种特 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。
15
ERPs的形成
• EEG节律主要是由皮质大量神经组织的突 触后电位同步总和所形成的。即主要来自 突触后电位 — 胞体和树突的电位变化。
• ERP 除了皮质突触后电位以外，还含有 皮质下组织活动及轴突动作电位成分。
2020/3/31
意识的脑机制
16
• 只有当偶极子源具有开放型电场时，才能被远距离
认知事件相关电位 原理与技术
The principle and technology of Event Related Potentials ( ERPs )
主讲：柳加仁
2020/3/31
意识的脑机制
1
第一章 总论
ERP 的产生、发展
与基本概念
2020/3/31
意识的脑机制
2
一、ERPs的概念 及其神经电生理学基础
ห้องสมุดไป่ตู้偶极子电场不能总合，远距离处则不能记录到有关
的电位。
2020/3/31
意识的脑机制
17
2020/3/31
意识的脑机制
18
ERP的学术位置
属于心理生理学（psychophysiology，John Stern，1964）范畴
心理生理学以心理因素为自变量，以生理指标为应变量，一般以 人为被试。
生理心理学（physiological psychology）以生理变化为自变量， 以心理因素为应变量，一般以动物为被试。
20
一、EEG对ERP的淹没与叠加基本原理
（一）特性： 1．淹没，约2微伏 ~ 10微伏。
健康成年人在清醒状态下，EEG为数微伏至75微 伏左右。
2 ．两个恒定：潜伏期、波形。
2020/3/31
意识的脑机制
21
叠加平均基本原理
为了提取ERP，须对被试这时已多次重复 刺激，将每次刺激产生的含有ERP的EEG加 以叠加与平均。由于EEG的波形与刺激件无 固定的关系，而其中所含之ERP波形在每次 刺激之后是相同的，，且ERP勃兴与刺激间 的时间间隔（潜伏期）是固定的，经过叠加， ERP与叠加次数成比例的增大，而EEG则按 随机噪音方式加和。
2020/3/31
意识的脑机制
14
ERPs的基本特点
4、ERPs成分除受物理刺激特性影响的“外 源性成分”，还包括“内源性成分”， ERPs不像普通诱发电位记录神经系统对刺 激本身产生的反应，而是大脑对刺激带来 的信息引起的反应，反映的是认知过程中 大脑的神经电生理改变。
2020/3/31
意识的脑机制
在广阔表面积上的众多突触点的电活动，若是方向一致 而且阻抗又较低的话，就容易被总和成为一个有效电场， 这时，即可记录到一个综合性的突触后电位，连续不断 的综合性突触后电位即是脑电波的主体电活动。
2020/3/31
意识的脑机制
7
总之，主要由大脑皮质锥体细 胞顶树突的突触后电位变化的 总和形成。
2020/3/31
心理生理学是从生理心理学中分离出来的。同属认知神经科学。
认知神经科学是在近十余年才兴起的一门交叉学科，它是当前脑
科学界颇受关注的领域，ERP是其中的重要组成部分。
2020/3/31
意识的脑机制
19
第二章 ERP技术原理
ERPs提取的基本原理 平均技术的局限性 几个重要概念
2020/3/31
意识的脑机制