事件相关电位汇总

►N400
N400是研究脑的语言加工原理常用的ERP成分。 它首先由Kutas等于1980年报道。他们令被试 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ERP在 400ms左右出现了一个新的负成分，以此命名 为N400。研究发现，N400的波幅与畸义词对 其语境背离的程度相关。
EEG 记录伪迹识别
伪迹 （Artifacts）
肌电伪迹（Muscle） 50周波(50 Cycle)
眼动(Eye Movement)伪迹
血管(Vascular)：心电伪迹、脉搏引起 出汗(Sweating) 电极故障(Electrole pop) 电极移动(Electrole Movement) 其他：导线断裂、附近设备造成的突然电压冲击
►Oddball模式
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，经常出 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 （deviant stimuli）。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。这是诱发P300、MMN等与刺激概率有关的 ERP成分时常用的经典实验模式。
➢实验过程
首先给被试带上电极帽、对256个电极空注射导电膏、固 定电极帽，然后将被试带入屏蔽室，坐在显示器前，将电 极帽的导线接到信号接入盒上，关上屏蔽室门，将提前制 作好刺激材料通过屏蔽室里的显示器呈现给被试，同时记 录计算机对采集来的脑电信号进行记录。刺激材料播放完 毕后，进行数据分析。
➢系统用途
►心理因素
被试者的觉醒状态、注意力是否集中；作业难度（难度加大 时，波幅降低，潜伏期延长）等
►生理因素
年龄（潜伏期与年龄呈正相关，随年龄增加而延长，而波幅 与年龄呈负相关。在儿童及青少年，波幅较高）等。
ERP心理实验
通过256导脑电成像扫描系统提取人对特定 刺激所产生的脑电变化，研究人脑的心理功 能。如感知觉、注意、记忆、思维以及其他 复杂心理活动。
➢系统构成
256导脑电成像扫描系统是进行认知神经科学研究的有效工 具。该系统由Stim刺激呈现软件、Scan数据分析软件、 SYNAMPS EEG放大器、Fastrak三维成像数字仪、QuickCap电极帽、Curry多通道神经成像软件等组成。
➢系统功能
系统能够对EEG和诱发电位进行高分辨率的测量、 分析和快速定位，并能融合fMRI、MRI、CT、 MEG、PET、SPECT等数据确定事件相关电位的动 态轨迹。首先通过电极帽采集大脑脑电波，微弱的 脑电信号过两次信号放大后送入计算机，然后通过 Scan数据分析软件进行数据分析，最后通过成像软 件呈现出来。
►ERPs属于长潜伏期诱发电位，测试时一般要求被试 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， 目的是启动被试认知过程的参与；
►ERPs是一种特殊的诱发电位，属于近场电位（nearfield 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
该系统主要应用于研究心理活动的脑机制和生理基 础，通过提取人对特定刺激所产生的脑电变化，研 究人脑的心理功能。如感知觉、注意、记忆、思维 以及其他复杂心理活动，如社会心理等。该技术与 核磁共振技术和正电子发射技术等并为当今世界研 究脑功能的重要手段。研究课题涵盖了汉语言认知、 数学认知、内隐记忆、阈下知觉、视知觉学习和注 意等领域。
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。
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 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。
左图为1s的原始脑电波形，Fz记录点出现共计50个正弦样 波，即50周；右图为同一批脑电数据，共计4s，50周密集 ，看起来象一条黑线。
事件相关电位
（Event-Related Potentials Event-Related Brain Potentials）
事件相关电位（ERP）的概念
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， 在脑区引起的电位变化。
（二十世纪六十年代， Sutton提出了ERP的概念）
事件相关电位（ERP）的测试方法
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
视觉
刺
非图形 闪光
激
纯音、短声、白噪声
物 分 类
听觉 语音
自然环境声
体感 微弱脉冲电流
实验模式
Oddball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
►P300
P300系Sutton等1965年所发现。P300即为晚期成 分的第三个正波P3，由于当初发现的P3是在 300ms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 一个含有多个子成分的家族。
►MMN
典型的实验是，仍然运用上述产生P300的Oddball 实验模式，标准刺激为1000Hz的短纯音，偏差刺 激为800Hz的短纯音，分别在被试双耳中呈现。令 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。结 果无论注意与否，在约250ms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 减标准刺激引起的ERP，观察此差异波，则可见 到在约100ms至250ms之间出现了一个明显的负波， 此即Mismatch Negativity（失匹配负波），简称 MMN。
由于ERP是经计算机多次叠加所得的平均值，故属平均 诱发电位。每一种刺激引起的ERP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 分；10ms至50ms以内有５个波，称为中成分；50ms至 500ms以内有5个波，称为晚成分；500ms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。
➢实验Leabharlann Baidu理
刺激事件（例如：声音、图象、文字等）可以诱 发人脑产生脑电波，256导脑电成像扫描系统可以 将心理活动产生的微弱的脑电信号通过计算机叠 加技术，从自发脑电中提取出来，这样的信号即 被称为事件相关脑电位（ERP），它是刺激事件 （包括视觉、听觉、体感等物理刺激及心理因素） 在大脑中引起相应反应的真实客观的表现。
►Go/Nogo模式
两种刺激的概率相等。令被试反应的刺激叫做 Go刺激，即靶刺激；不需被试反应的刺激叫做 Nogo刺激。该模式也叫做Go与Nogo作业，其特 点是排除了刺激概率对ERP的影响；由于没有 大小概率之分，大大节省了实验时间，这是它 突出的优点，但也丢失了因大、小概率差异而 产生的ERP成分。
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► EEG对ERPs的淹没
一次刺激诱发的ERP的波幅约2～10mV，比自发电位（EEG） 小得多，淹没在EEG中，两者构成小信号与大噪音的关系，因 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)
为了从EEG中提取出ERP，需对被试者施以多次重复刺激 “S”。将每次刺激产生的含有ERP的EEG加以叠加与平均。由 于作为ERP背景的EEG波形与刺激间无固定的关系，而其中所 含之ERP波形在每次刺激后是相同的，且ERP波形与刺激间的 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。
事件相关电位（ERP）的主要成分
►CNV
CNV在1964年为Walt和Cooper等所发现。若在测 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）到命令信号后 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，Walt和Cooper等称此 负向偏转为contingent negative variation,简称 CNV，中文称为伴随性负变化或负关联。CNV的 头皮分布以额部中央区部位Cz点波幅最大。
►跨通道研究模式
“跨通路”（Cross-Modal）是指在同一实验模 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。
►特定认知实验模式 如运动知觉、记忆、意识研究。
►非特定认知实验模式 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 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。
事件相关电位（ERP）的研究应用
心理生理 临床应用 特因条件 功能评估
注意、记忆、语言加 工、知觉、意识等
神经精神科、昏迷愈 后、辅助诊断等
航空、航天、航海、 恶劣环境条件等
智能评估、音乐认知 能力、健康评估等
事件相关电位（ERP）的影响因素
►物理因素
刺激的概率: 靶刺激概率越小，P3的波幅越高，反之，波幅减小。 刺激的时间间隔: 间隔越长，P3波幅越高； 刺激的感觉通道: 感觉通道不同，其潜伏期及波幅不尽相同。
事件相关电位（ERP）的特点
►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。 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，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”。
►ERPs成分除受刺激物理特性影响的“外源性(生理性) 成分”，还包括不受刺激物理特性的影响“内源性(心理 性)成分”，与被试的精神状态和注意力有关。