事件相关电位基本知识
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• CNV被认为主要与心理因素有关。比如期待、意动、朝向反应、觉醒、注意、 动机等，可以认为它基本上是一个综合的心理准备状态的反映，处于紧张或应急 状态的反映。
2.2 P300及Oddball范式
• P300是Sutton于1965年发现，发表在当年的Science（150，1187－1188）上。 • 按照ERP的成分划分方法，根据潜伏期的差异，10ms内为早成分，10－50ms为中成分，
2.1 CNV
• CNV（Contingent Negative Variation）关 联负变。实验中，告知被试，他将得到两个信 号（声音或闪光等），他的任务是在第一个信 号出现后开始准备反应，但并不反应，当出现 第二个信号之后则要尽快做出反应；两个信号 之间的时间并不固定。
• 结果发现，在两个信号之间，被试的脑电出现 了负向偏转（或负向变化，负变），这个脑电 负向变化形成的类似高原的波形就是CNV，在 被试完成按键反应后CNV就消失了。
（四）导联方法
Pg1
Pg2
Fpz
Fp1
Fp2
矢状线
F7
F3
Fz
F8 F4
冠状线
A1
T3
C5
C3
Cz
A2
C4
C6
T4
P3
Pz
T5
Cb1
O1 Oz
P4 O2
T6 Cb2
国际10—20脑电记录系
• 另一条称为冠状线，是两外耳道之间的连线，从左到右也标出5个点：T3、C3、Cz、 C4、T4。T3和T4外侧各占10%，其余各点间距离均占全长20%。
• 每一个电极记录到的脑电变化代表的是特定位置头皮上的放电情况，掌握10－20系统是 进行ERP学术交流的条件之一。
• 10－20系统的原则是头皮电极点之间的相对距离以10%与20%来确定，并采用两条件标 志线。
• 一条称为矢状线，是从鼻根到枕外隆凸的连线，从前向后标出5个点：Fpz、Fz、Cz、 Pz、Oz，Fpz之前与Oz之后线段长度占全长10%，其余各点间距离均占全长的20%。
• 注意，Cz点是两条线的交汇点，常作为确定电极帽是否戴正的基准点。
二、主要ERP成分及经典研究
• ERP的先驱研究者经过四十多年的积累，发现了一些经典的ERP成分，在发现 这些成分时所使用的一些研究方法对于后来者有启发。
• 其中与心理学研究密切相关的成分主要包括CNV、P300、MMN、和N400等。
1.1 开放电场
• 脑电（EEG）是由于皮质大量神经组织 的突触后电位同步总和而成，而单个神 经元电活动非常微小，不能在头皮记录 到，只有神经元群的同步放电才能记录 到。
• 这种脑组织神经元排列方向一致的情况， 构成所谓的开放电场（open field），反 之则是方向不一致相互抵消的封闭电场 （closed field）。
事件相关电位基本知识
事件相关电位基本知识
内容结构
• 一、ERP原理及提取技术 • 二、主要ERP成分及经典研究 • 三、刺激呈现与数据处理 • 四、波形的识别与结果解释
一、ERP原理及提取技术
• 活的人脑总会不断放电，称为脑 电（EEG），但成分复杂而不规则。 正常的自发脑电一般处于几微伏到 75微伏之间。而由心理活动所引起 的脑电比自发脑电更弱，一般只有2 到10微伏，通常淹埋在自发电位中。 所以ERP需要从EEG中提取。
叠加12次，Cz点。 A:短声, B:闪光, C:短声+闪光。 前三种情况都不出现CNV. 第四种情况下，令被试在闪光出现
时尽快按键，按键即将闪光终 止，只有这时才出现CNV.
• 这个结果是1964年由Walter等发现的，当年发表在Nature（203，380－384） 上。
• Walter等发现CNV在Cz点最大。但由于早期的头皮记录点较少，一般只有几个， 所以无法解决CNV的源定位问题。
• ERP的主要弱点在于低的空间 分辨率，ERP在空间上只能达到 厘米级，主要的影响因素是容积 导体效应与封闭电场问题。另外， ERP只能采用数学推导来实现脑 电的源定位，比如偶极子，这种 方法的可靠性也是有限的。
1.6 头部定位系统
• ERP记录装置是一个电极帽，上面有多个记录或吸收头皮放电情况的电极，这些电极 在帽子上的位置是根据国际脑电图学会1958制定的10－20系统（Jesper, 1958）确定的。
1.5 ERP信号的优势与缺点
• ERP是刺激事件引起的实时脑电波，在时间精度可达到微秒级。极高的时间分辨率是 ERP的主要优势，ERP也可以和行为数据，特别是反应时间（RT）很好地配合，以研究 认知加工过程的规律。
• 通过叠加技术获得的与事件发生进程有锁时（time-lock）关系的脑电就称为事件相关 电位（ERP）。
开放电场与封闭电场图示
• 因此，ERP只能反映某些脑部的 激活情况，而有些脑部即使处于激 活状态，但由于其神经元没有能够 形成开放电场，ERP上也是反映不 出来的。
影响ERP信号记录的其它因素
• 除神经元的排列方式外，记录点与神 经元活动的距离也会影响ERP信号的采 集。这样就区分出了近场源与远场源， 初级体感诱发电位位于中央后回，是典 型的近场源，而脑干听觉诱发电位是典 型的远场源。离头皮越远则电位衰减越 厉害，记录到的脑电波幅也很小。
1.2 ERP的两个重要特征
• 事件相关脑电有两个重要特性： 潜伏期恒定、波形恒定；与此相 对，自发脑电则是随机变化的。 所以，可以将同一事实多次引起 的多段脑电记录下来，但每一段 脑电都是各种成分的综合，包括 自发脑电（噪音）。
1.3 叠加技术
• 将由相同刺激引起的多段脑电进 行多次叠加，由于自发脑电或噪音 是随机变化，有高有低，相互叠加 时就出现正负抵消的情况，而ERP 信号则有两个恒定，所以不会被抵 消，反而其波幅会不断增加，当叠 加到一定次数时，ERP信号就显现 RP是平均诱发电位
• 叠加n次后的ERP波幅增大了n倍，因而需要再除以n，使ERP恢复原形，即还原为一次刺 激的ERP数值。所以ERP也称为平均诱发电位，平均指的是叠加后的平均。这样就获得了 所希望的事件相关电位波形图。
• 因此，对于ERP研究来说，为了提取事件相关脑电位变化，传统上不得不进行多次重复 刺激（次数记为n）。现在，可以通过计算机叠加技术轻松实现上述过程。
2.2 P300及Oddball范式
• P300是Sutton于1965年发现，发表在当年的Science（150，1187－1188）上。 • 按照ERP的成分划分方法，根据潜伏期的差异，10ms内为早成分，10－50ms为中成分，
2.1 CNV
• CNV（Contingent Negative Variation）关 联负变。实验中，告知被试，他将得到两个信 号（声音或闪光等），他的任务是在第一个信 号出现后开始准备反应，但并不反应，当出现 第二个信号之后则要尽快做出反应；两个信号 之间的时间并不固定。
• 结果发现，在两个信号之间，被试的脑电出现 了负向偏转（或负向变化，负变），这个脑电 负向变化形成的类似高原的波形就是CNV，在 被试完成按键反应后CNV就消失了。
（四）导联方法
Pg1
Pg2
Fpz
Fp1
Fp2
矢状线
F7
F3
Fz
F8 F4
冠状线
A1
T3
C5
C3
Cz
A2
C4
C6
T4
P3
Pz
T5
Cb1
O1 Oz
P4 O2
T6 Cb2
国际10—20脑电记录系
• 另一条称为冠状线，是两外耳道之间的连线，从左到右也标出5个点：T3、C3、Cz、 C4、T4。T3和T4外侧各占10%，其余各点间距离均占全长20%。
• 每一个电极记录到的脑电变化代表的是特定位置头皮上的放电情况，掌握10－20系统是 进行ERP学术交流的条件之一。
• 10－20系统的原则是头皮电极点之间的相对距离以10%与20%来确定，并采用两条件标 志线。
• 一条称为矢状线，是从鼻根到枕外隆凸的连线，从前向后标出5个点：Fpz、Fz、Cz、 Pz、Oz，Fpz之前与Oz之后线段长度占全长10%，其余各点间距离均占全长的20%。
• 注意，Cz点是两条线的交汇点，常作为确定电极帽是否戴正的基准点。
二、主要ERP成分及经典研究
• ERP的先驱研究者经过四十多年的积累，发现了一些经典的ERP成分，在发现 这些成分时所使用的一些研究方法对于后来者有启发。
• 其中与心理学研究密切相关的成分主要包括CNV、P300、MMN、和N400等。
1.1 开放电场
• 脑电（EEG）是由于皮质大量神经组织 的突触后电位同步总和而成，而单个神 经元电活动非常微小，不能在头皮记录 到，只有神经元群的同步放电才能记录 到。
• 这种脑组织神经元排列方向一致的情况， 构成所谓的开放电场（open field），反 之则是方向不一致相互抵消的封闭电场 （closed field）。
事件相关电位基本知识
事件相关电位基本知识
内容结构
• 一、ERP原理及提取技术 • 二、主要ERP成分及经典研究 • 三、刺激呈现与数据处理 • 四、波形的识别与结果解释
一、ERP原理及提取技术
• 活的人脑总会不断放电，称为脑 电（EEG），但成分复杂而不规则。 正常的自发脑电一般处于几微伏到 75微伏之间。而由心理活动所引起 的脑电比自发脑电更弱，一般只有2 到10微伏，通常淹埋在自发电位中。 所以ERP需要从EEG中提取。
叠加12次，Cz点。 A:短声, B:闪光, C:短声+闪光。 前三种情况都不出现CNV. 第四种情况下，令被试在闪光出现
时尽快按键，按键即将闪光终 止，只有这时才出现CNV.
• 这个结果是1964年由Walter等发现的，当年发表在Nature（203，380－384） 上。
• Walter等发现CNV在Cz点最大。但由于早期的头皮记录点较少，一般只有几个， 所以无法解决CNV的源定位问题。
• ERP的主要弱点在于低的空间 分辨率，ERP在空间上只能达到 厘米级，主要的影响因素是容积 导体效应与封闭电场问题。另外， ERP只能采用数学推导来实现脑 电的源定位，比如偶极子，这种 方法的可靠性也是有限的。
1.6 头部定位系统
• ERP记录装置是一个电极帽，上面有多个记录或吸收头皮放电情况的电极，这些电极 在帽子上的位置是根据国际脑电图学会1958制定的10－20系统（Jesper, 1958）确定的。
1.5 ERP信号的优势与缺点
• ERP是刺激事件引起的实时脑电波，在时间精度可达到微秒级。极高的时间分辨率是 ERP的主要优势，ERP也可以和行为数据，特别是反应时间（RT）很好地配合，以研究 认知加工过程的规律。
• 通过叠加技术获得的与事件发生进程有锁时（time-lock）关系的脑电就称为事件相关 电位（ERP）。
开放电场与封闭电场图示
• 因此，ERP只能反映某些脑部的 激活情况，而有些脑部即使处于激 活状态，但由于其神经元没有能够 形成开放电场，ERP上也是反映不 出来的。
影响ERP信号记录的其它因素
• 除神经元的排列方式外，记录点与神 经元活动的距离也会影响ERP信号的采 集。这样就区分出了近场源与远场源， 初级体感诱发电位位于中央后回，是典 型的近场源，而脑干听觉诱发电位是典 型的远场源。离头皮越远则电位衰减越 厉害，记录到的脑电波幅也很小。
1.2 ERP的两个重要特征
• 事件相关脑电有两个重要特性： 潜伏期恒定、波形恒定；与此相 对，自发脑电则是随机变化的。 所以，可以将同一事实多次引起 的多段脑电记录下来，但每一段 脑电都是各种成分的综合，包括 自发脑电（噪音）。
1.3 叠加技术
• 将由相同刺激引起的多段脑电进 行多次叠加，由于自发脑电或噪音 是随机变化，有高有低，相互叠加 时就出现正负抵消的情况，而ERP 信号则有两个恒定，所以不会被抵 消，反而其波幅会不断增加，当叠 加到一定次数时，ERP信号就显现 RP是平均诱发电位
• 叠加n次后的ERP波幅增大了n倍，因而需要再除以n，使ERP恢复原形，即还原为一次刺 激的ERP数值。所以ERP也称为平均诱发电位，平均指的是叠加后的平均。这样就获得了 所希望的事件相关电位波形图。
• 因此，对于ERP研究来说，为了提取事件相关脑电位变化，传统上不得不进行多次重复 刺激（次数记为n）。现在，可以通过计算机叠加技术轻松实现上述过程。