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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。
►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。
事件相关电Leabharlann Baidu(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。
►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
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
►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。
►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。
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。
►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。
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)
► 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。