ERP06成分北师大课程.ppt

ERP成分介绍 ERP成分命名规则 按感觉通路 VEP AEP SEP按潜伏期 早 中 晚成分 慢波命名法 正P负N 潜伏期 如N170 P300 N400等关联负波 解脱波 偏侧化准备电位 失匹配负波 等 C1 C1 C1 在后中线的电极位置上最大 C1没有标注为P或N 是因为它的极性是变化的 C1开始于40 60msC1来源于areaV1 primaryvisualcortex C1平时的试验中不容易观测得到 对于刺激的参数高度敏感 例如contrast spatialfrequency 上视野 C1是负的下视野 C1是正的 Results ERP 13 C1 session F 5 70 0 788 p 0 562visualfield F 1 14 1 484 p 0 243 14 C1topographicmap 68 84ms C1peakamplitude C1 nosignificantchange 15 SourcelocationbyBESA C1 68 84ms session1 thetrainedvisualfield Twodipoles x 15 6 y 77 7 z 6 8 R V 5 6 Location Brodmann sArea17 V1 P1 P1在C1的后面 开始于60 90ms 峰值在100 130ms P1潜伏期的变化主要依赖于刺激的contrast P1早期来源于背侧外纹状皮层 dorsalextrastriatecortex 晚期来源于腹侧和梭状回 P1的幅值同C1一样 对于刺激的属性很敏感 同时对空间注意 spatialattention 也很敏感 N1 N1N1分为两个 一个是前N1 一个是后N1前N1峰值在100 150ms 后N1峰值在150 200ms 后N1来源于顶叶和双侧枕叶 后N1的幅值和注意有关 在做discrimination任务时 N1较大 在做detection任务时 N1较小 N170Face的图诱发的N1比非face诱发的N1要大 主要局限于双侧枕区电极 尤其是在右侧半脑 倒立的face比正立的face诱发更大的N1 P2 P2主要集中分布在前和中央的电极 后部的P2一般较小 目前P2的研究较小 N2 N2一般认为 和刺激分类有关 N2有时分为两个峰 N2a N2b N2pc PC posteriorcontralateral反应了注意分配在目标位置的能力 P3orP300 一 1965年Sutton等发现 Science 二 Oddball实验模式 对同一感觉通路的一系列刺激由两种刺激组成 一种刺激出现的概率很大 如85 称为标准刺激 另一种刺激出现的概率很小 如15 称为偏差刺激 两种刺激出现的顺序是随机的 可在偏差刺激后约300ms观察到一个正波 此即P300 三 实验设计 刺激由高低频2种纯音组成 左右实线为注意实验 左右虚线为非注意实验 注意实验 只对高频刺激计数 左图实线为靶 右图实线为非靶 非注意实验 进行视觉加工任务 如困难的词汇判断 左右图虚线皆为非靶 Duncan Johnson etal 1977 Duncan Johnson etal 1977 四 P300与注意 概率 靶的关系 注意是产生大P300的条件 P300波幅与概率成反比 靶与非靶皆然 同概率的靶P300 非靶P300 五 P300的潜伏期随任务难度的增加而增加 3项实验 各含2种刺激 以大小不同概率出现 实验1实线 判断具体名字是否相同 实验2虚线 判断名字性别 实验3断线 判断是否为 刺 的同义词 扎 挑 六 P300的其它特点 AveragelatencyofP300innormalpeopleis312 1ms andaverageamplitudeis13 8 v Single peaktwin peak 20 normalpeople 9 16 50yearsold30 51yearsold LuoYuejia WuZongyao 1990 年龄效应 Luo Wu 1990 Luo Wu 1990 ModalityLatency visualP300isthelatest SomatosensoryP300islater Picton Barrett 1987 OrAuditoryP300islater Snyderetal 1980 Amplitude visual auditory somatosensory 七 P300的理论目前尚存在不同意见 一种观点认为 P3b P300 代表知觉任务的结束 按照这种观点 P3b代表某种刺激加工的抑制 当对所期盼的刺激作某种有意识的加工时 相关的顶叶或内侧颞叶部位被激活 产生负性电位 一旦这一加工结束 则这些部位受到抑制 此时即产生P3b 另一个被心理生理学研究广泛支持的假说是Donchin 1979 1981 根据他们设计的精密实验及其结果提出的 认为P300的波幅反映工作记忆中表征的更新程度 未预料性 概率 P300的潜伏期反映对刺激物的评价或分类所需要的时间 其他假说 诸如认为P3b与模板匹配有关等观点 均可归纳在这一概念之中 失匹配负波 MMN MismatchNegativitywasfoundbyN t nen 1978 ActiveandpassiveoddballparadigmMaximumamplitudeappearsatvertexmidlinesitesPeakat160 220msAutomaticprocessing compareinputstimulationwithsensorymemorytrace Standardstimulus 1000Hzshortpuretone deviantstimulus 800Hz presentedtoeitherearrespectivelyDichoticlistening attendtooneear ignoretheother respondtothedeviantAttendedornot within250msdeviantevokedhighernegativewavethanstandardMMN deviant standard 100 250ms frequencyMMN Experiment1 Experiment2 Leftear Rightear Leftear Rightear attended unattended MMNamplitudeenlargeswithalargerdeviantIntensityMMN standard 80db deviant 57 70 77db 阅读课文 看正 中 负图片 同时监听听觉信息 Surakka etal 1998 偏侧化准备电位LRP LateralizedReadinessPotential 一 运动预备电位BSP Bereitschaftspotentials 1965年为Kornhuber和Deeckes所发现 有一类ERP与运动预备相关 出现在骨骼肌肉运动之前约800ms 系脑电的负向漂移 称为Bereitschaftspotentials 简称BSP 亦称readinesspotentials 简称RP 它在运动后约100ms达到负相峰值 该峰称为N2或motorpotentialMP 此后开始朝正向翻转 至运动后约350ms达到正相峰值 该峰称为P2或reafferentpotential 简称RAP 亦称运动后电位 post movementwave 头皮分布以对侧半球运动区波幅最大 在被动运动时仅出现运动后电位 说明BSP代表意动 conation 即支配运动的心理所致 是一种纯心理性脑电波 下图记录点为Cz 二 LRP的获得 左图是获得LRP的示意图 第1行图表示在左 右手按键时在左 右手运动区代表点C 3和C 4所引起的运动准备电位 在有些情况下 运动准备电位中会掺杂某些与运动准备无关而且总是一侧半球偏大 甚至只在一侧半球出现的电位 如第1行图所示之小突起仅出现在C 3 即在约180ms总是出现一个负成分 通过左右手叠加平均 这个混杂信号可以被去除 从而获得较为纯净的LRP 反应正确时LRP为负 反应错误为正 LRP的经典记录位点是C3 和C4 标准国际10 20系统C3 C4电极点前方1cm 很多研究也采用C3 C4电极点 LRP是差异波的平均值 其计算公式为LRP Mean C 4 C 3 left handmovement Mean C 3 C 4 right handmovement 2 也就是用反应手对侧电位减去同侧电位 并将左右手的结果平均 其变形公式为LRP Mean C 3 C 4 right handmovement Mean C 3 C 4 left handmovement Grandaveragesofstimulus andresponse lockedLRPinresponsetonegative neutralstimuli Huang Luo 2006 一块约2米长的绿色地毯上 一只红色的机器狗守着球门 另一侧一只白色的机器狗越过阻挡它的纸杯 渐渐地接近球门 只见白色机器狗灵巧地躲过 守门员 红色机器狗 将球 踢 进了球门 令人惊奇的是 机器狗踢足球的行为是由两名戴着特殊电极帽的学生用 思维 控制的 这是清华大学医学院神经工程研究所的专家们昨天用他们研制成功的 脑 机接口 系统做的一项有趣的演示 N2pc Foundin1996 Eimer 1996 N2latency 200 300 PosteriorcortexContralateraltoanattendedstimulusVisualsearch discriminationMaximumamplitudeappearsatPO7 PO8theERPmarkerofattentionalselection ERPdifferencewaveswerecomputedbysubtractingtheERPswaveformsmeasuredfromelectrodesonipsilateralhemispheretothetargetfromthosesymmetricalelectrodesoncontralateralhemisphere thecontralateralwaveformforthetargetwastheaverageoftheleft hemisphereelectrodewhenthetargetwasintherightvisualfieldandtheright hemisphereelectrodewhenthetargetwasintheleftvisualfield theipsilateralwaveformforthetargetwastheaverageoftheleft hemisphereelectrodewhenthetargetwasintheleftvisualfieldandtheright hemisphereelectrodewhenthetargetwasintherightvisualfield Becausetheoverallenergyofthestimuliwasbilateral thissubtractioneliminatesmostERPcomponents withN2pcremaininginthedifferencewave Luck 2012 DistractorpositivityFoundin2009 Hickeyatal 2009 JCN 100msorafterN2pcPosteriorcortexContralateraltoandistractorVisualsearch discriminationMaximumamplitudeappearsatPO7 PO8Appearstoreflectsuppressionofpotentiallydistractingnontargetitems Pd ContralateraldecayactivityFoundin1999250ms 1000msPosteriorcortexContralateraltoattendedhemisphere