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事件相关电位 Event RelatedPotentialsEvent RelatedBrainPotentials 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 事件相关电位 ERP 的概念 二十世纪六十年代 Sutton提出了ERP的概念 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 事件相关电位 ERP 的特点 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 near fieldpotentials 记录电极位置距活动的神经结构较近 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 事件相关电位 ERP 的基本原理 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 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 至 个波 称为早成分 10ms至50ms以内有 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 事件相关电位 ERP 的主要成分 CNV P300 MMN N400 事件相关电位 ERP 的测试方法 刺激物分类 体感 听觉 视觉 非图形 图形 闪光 几何图形 文字 面孔 自然景观 纯音 短声 白噪声 语音 自然环境声 微弱脉冲电流 Oddball模式Go Nogo模式实验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 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 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 肌电伪迹 Muscle 50周波 50Cycle 眼动 EyeMovement 伪迹血管 Vascular 心电伪迹 脉搏引起出汗 Sweating 电极故障 Electrolepop 电极移动 ElectroleMovement 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 哭泣 吸吮 颤抖或吞咽等 伪迹 Artifacts EEG记录伪迹识别 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 50周波 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 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 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