事件相关电位

为了从EEG中提取出 中提取出ERP，需对被试者施以多次重复刺激 为了从 中提取出 ， “S”。将每次刺激产生的含有ERP的EEG加以叠加与平均。由 。将每次刺激产生的含有 的 加以叠加与平均。 加以叠加与平均 于作为ERP背景的 背景的EEG波形与刺激间无固定的关系，而其中所 波形与刺激间无固定的关系， 于作为 背景的 波形与刺激间无固定的关系 含之ERP波形在每次刺激后是相同的，且ERP波形与刺激间的 波形在每次刺激后是相同的， 含之 波形在每次刺激后是相同的 波形与刺激间的 时间间隔（潜伏期）是固定的，经过叠加， 时间间隔（潜伏期）是固定的，经过叠加，ERP与叠加次数成 与叠加次数成 比例的增大， 则按随机噪音方式加和。 比例的增大，而EEG则按随机噪音方式加和。 则按随机噪音方式加和
►跨通道研究模式
“跨通路”（Cross-Modal）是指在同一实验模 跨通路” 跨通路 ） 式中采用不同感觉通路的刺激物， 式中采用不同感觉通路的刺激物，通常为视觉 与听觉刺激，常用于选择性注意的研究。 与听觉刺激，常用于选择性注意的研究。
►特定认知实验模式
如运动知觉、记忆、意识研究。 如运动知觉、记忆、意识研究。
事件相关电位
（Event-Related Potentials EventEventEvent-Related Brain Potentials） Potentials）
事件相关电位（ERP）的概念 事件相关电位（ERP）
凡是外加一种特定的刺激， 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， 或脑的某一部位，在给予刺激或撤消刺激时， 在脑区引起的电位变化。 在脑区引起的电位变化。
►MMN
典型的实验是，仍然运用上述产生 典型的实验是，仍然运用上述产生P300的Oddball 的 实验模式，标准刺激为1000Hz的短纯音，偏差刺 的短纯音， 实验模式，标准刺激为 的短纯音 激为800Hz的短纯音，分别在被试双耳中呈现。令 的短纯音， 激为 的短纯音 分别在被试双耳中呈现。 被试者双耳分听，即注意一只耳的声音， 被试者双耳分听，即注意一只耳的声音，并对偏 差刺激进行反应，而不注意另一只耳的声音。 差刺激进行反应，而不注意另一只耳的声音。结 果无论注意与否，在约250ms内偏差刺激皆比标准 果无论注意与否，在约 内偏差刺激皆比标准 刺激引起更高的负波。若以偏差刺激引起的ERP 刺激引起更高的负波。若以偏差刺激引起的 减标准刺激引起的ERP，观察此差异波，则可见 减标准刺激引起的 ，观察此差异波， 到在约100ms至250ms之间出现了一个明显的负波， 之间出现了一个明显的负波， 到在约 至 之间出现了一个明显的负波 此即Mismatch Negativity（失匹配负波），简称 ），简称 此即 （失匹配负波）， MMN。 。
►P300
P300系Sutton等1965年所发现。P300即为晚期成 系 年所发现。 等 年所发现 即为晚期成 分的第三个正波P3，由于当初发现的P3是在 分的第三个正波 ，由于当初发现的 是在 300ms左右出现的正波，故称之为 左右出现的正波， 左右出现的正波 故称之为P300。后来随 。 着与P300类似的成分的不断被发现 P300形成了 类似的成分的不断被发现， 着与P300类似的成分的不断被发现，P300形成了 一个含有多个子成分的家族。 一个含有多个子成分的家族。
一次刺激诱发的ERP的波幅约 ～10µV，比自发电位（EEG） 的波幅约2～ µ ，比自发电位（ 一次刺激诱发的 的波幅约 ） 小得多，淹没在EEG中，两者构成小信号与大噪音的关系，因 小得多，淹没在 中 两者构成小信号与大噪音的关系， 此无法测量，无法研究。 此无法测量，无法研究。
► 叠加平均基本原理(ERP波形恒定、潜伏期恒定) 叠加平均基本原理(ERP波形恒定 潜伏期恒定) 波形恒定、
事件相关电位（ERP）的主要成分 事件相关电位（ERP）
►CNV
CNV在1964年为 在 年为Walt和Cooper等所发现。若在测 等所发现。 年为 和 等所发现 量反应时，先给出一个预备信号（ 量反应时，先给出一个预备信号（如一个短音或 一个闪光），令被试者听（或看） ），令被试者听 一个闪光），令被试者听（或看）到命令信号后 尽量快地按键， 尽量快地按键，则可在预备信号和命令信号之间 观察到脑电发生负向偏转， 观察到脑电发生负向偏转，Walt和Cooper等称此 和 等称此 负向偏转为contingent negative variation,简称 负向偏转为 简称 CNV，中文称为伴随性负变化或负关联。CNV的 伴随性负变化或负关联 ，中文称为伴随性负变化或负关联。 的 头皮分布以额部中央区部位Cz点波幅最大 点波幅最大。 头皮分布以额部中央区部位 点波幅最大。
►Go/Nogo模式 Go/Nogo模式
两种刺激的概率相等。令被试反应的刺激叫做 两种刺激的概率相等。 Go刺激，即靶刺激；不需被试反应的刺激叫做 刺激， 刺激 即靶刺激； Nogo刺激。该模式也叫做 与Nogo作业，其特 刺激。 作业， 刺激 该模式也叫做Go与 作业 点是排除了刺激概率对ERP的影响；由于没有 的影响； 点是排除了刺激概率对 的影响 大小概率之分，大大节省了实验时间， 大小概率之分，大大节省了实验时间，这是它 突出的优点，但也丢失了因大、小概率差异而 突出的优点，但也丢失了因大、 产生的ERP成分。 成分。 产生的 成分
提出了ERP的概念） 的概念） （二十世纪六十年代， Sutton提出了 二十世纪六十年代， 提出了 的概念
事件相关电位（ERP）的特点 事件相关电位（ERP）
►ERPs不像普通诱发电位记录神经系统对刺激本身产 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。 生的反应，而是大脑对刺激带来的信息引起的反应。 是在注意的基础上，与识别、比较、判断、记忆、 是在注意的基础上，与识别、比较、判断、记忆、决 断等心理活动有关， 断等心理活动有关，反映了认知过程中大脑的神经电 生理改变，是了解大脑认知功能活动的“窗口” 生理改变，是了解大脑认知功能活动的“窗口”。 ►ERPs成分除受刺激物理特性影响的“外源性(生理性) 成分除受刺激物理特性影响的“外源性(生理性) 成分除受刺激物理特性影响的 成分” 还包括不受刺激物理特性的影响 内源性( 不受刺激物理特性的影响“ 成分”，还包括不受刺激物理特性的影响“内源性(心理 成分” 与被试的精神状态和注意力有关。 性)成分”，与被试的精神状态和注意力有关。
►Oddball模式 Oddball模式
Oddball实验模式是指采用两种或多种不同刺激 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， 持续交替呈现，它们出现的概率显著不同，经常 出现的刺激称为大概率或标准刺激（ 出现的刺激称为大概率或标准刺激（standard stimuli）,偶然出现的称为小概率或偏差刺激 ） 偶然出现的称为小概率或偏差刺激 ）。令被试对偏差刺激进行反应 （deviant stimuli）。令被试对偏差刺激进行反应， ）。令被试对偏差刺激进行反应， 因此该偏差刺激称为靶刺激（ 因此该偏差刺激称为靶刺激（Target）或目标刺 ） 这是诱发P300、MMN等与刺激概率有关的 激。这是诱发 、 等与刺激概率有关的 ERP成分时常用的经典实验模式。 成分时常用的经典实验模式。 成分时常用的经典实验模式
由于ERP是经计算机多次叠加所得的平均值，故属平均 是经计算机多次叠加所得的平均值， 由于 是经计算机多次叠加所得的平均值 诱发电位。每一种刺激引起的ERP含有一系列波。 含有一系列波。 诱发电位。每一种刺激引起的 含有一系列波 以听觉ERP为例，10ms以内有７至８个波，称为早成 为例， 以内有７ 个波，称为早成 以听觉 为例 以内有 以内有５ 中成分； 分；10ms至50ms以内有５个波，称为中成分；50ms至 至 以内有 个波，称为中成分 至 500ms以内有 个波，称为晚成分；500ms后出现的波一 以内有5个波 晚成分； 以内有 个波，称为晚成分 后出现的波一 般为慢波。与心理活动关系密切的是晚成分与慢波。 般为慢波 与心理活动关系密切的是晚成分与慢波。 慢波。
EEG 记录伪迹识别
肌电伪迹（Muscle） 肌电伪迹（Muscle） 50周波(50 Cycle) 50周波 周波(50 眼动(Eye Movement)伪迹 眼动(Eye Movement)伪迹 血管(Vascular)：心电伪迹、 血管(Vascular)：心电伪迹、脉搏引起 出汗(Sweating) 出汗(Sweating) 电极故障(Electrole 电极故障(Electrole pop) 电极移动(Electrole 电极移动(Electrole Movement) 其他：导线断裂、 其他：导线断裂、附近设备造成的突然电压冲击 脑电仪器的故障、与呼吸有关的运动、 脑电仪器的故障、与呼吸有关的运动、 哭泣、吸吮、颤抖或吞咽等。 哭泣、吸吮、颤抖或吞咽等。
►N400
N400是研究脑的语言加工原理常用的 是研究脑的语言加工原理常用的ERP成 是研究脑的语言加工原理常用的 成 它首先由Kutas等于 等于1980年报道。他们令 年报道。 分。它首先由 等于 年报道 被试者对屏幕上呈现的句子进行认知反应， 被试者对屏幕上呈现的句子进行认知反应，故 意将某些句子的最后一个词写为畸义词。当在 意将某些句子的最后一个词写为畸义词。 屏幕上逐个呈现这句话的单词， 屏幕上逐个呈现这句话的单词，并记录各个单 词诱发的ERP时发现，该句尾畸义词诱发的 时发现， 词诱发的 时发现 ERP在400ms左右出现了一个新的负成分，以 左右出现了一个新的负成分， 在 左右出现了一个新的负成分 此命名为N400。研究发现，N400的波幅与畸 此命名为 。研究发现， 的波幅与畸 义词对其语境背离的程度相关。 义词对其语境背离的程度相关。
伪迹 （Artifacts） ）
50周波 50周波
接地不良或高电阻引起。高电阻是因为头皮上未被清 接地不良或高电阻引起。 除的油脂、脏污或死亡皮肤所引起。 除的油脂、脏污或死亡皮肤所引起。高电阻可以检出 任何种类的伪迹，而不仅仅是50周一种 周一种。 任何种类的伪迹，而不仅仅是 周一种。
►ERPs是一种特殊的诱发电位，属于近场电位（near是一种特殊的诱发电位，属于近场电位（ 是一种特殊的诱发电位 field potentials -- 记录电极位置距活动的神经结构较 近）；
事件相关电位（ERP）的基本原理 事件相关电位（ERP）
► EEG对ERPs的淹没 EEG对ERPs的淹没
►非特定认知实验模式
如心算（连续心算、选择心算、简单心算）。 如心算（连续心算、选择心算、简单心算）。
实验流程
ERPs的分析应注意：每个步骤要根据具体的实验设计和 的分析应注意： 的分析应注意 要求去设置参数，要理解基本的参数设置原理， 要求去设置参数，要理解基本的参数设置原理，以满足 不同的研究目的，而不能“傻瓜”分析。 不同的研究目的，而不能“傻瓜”分析。
►ERPs属于长潜伏期诱发电位，测试时一般要求被试 属于长潜伏期诱发电位， 属于长潜伏期诱发电位 者清醒，并在一定程度上参与其中。 者清醒，并在一定程度上参与其中。
►刺激的性质、内容和编排按研究目的不同编制多样， 刺激的性质、内容和编排按研究目的不同编制多样， 刺激的性质 目的是启动被试认知过程的参与； 目的是启动被试认知过程的参与；
事件相关电位（ERP）的测试方法 事件相关电位（ERP）
视觉刺激模式
刺激模式 听觉刺激模式
躯体感觉刺激模式
图形 几何图形、文字、面孔、自然景观 几何图形、文字、面孔、 闪光
视觉 刺 激 物 分 类
非图形 纯音、短声、白噪声 纯音、短声、 听觉 语all模式 Oddball模式 Go/Nogo模式 Go/Nogo模式 跨通道研究模式 特定认知实验模式 非特定认知实验模式