事件相关脑电位实验教程

1、事件相关脑电位实验教程认知事件相关脑电位实验教程根底篇第一讲 绪论ERPs的开展史ERPs的学术范畴认知科学研究开展趋势EEGelectroencephalogram 1929， Hans BergerEPEvoked Potentials 1875，Richard Calton， 兔脑外表 1947，Dawson， 照相叠加技术， 人 ERPs Event-related potentials 1951，Dawson， 平均技术ERPs开展史ERPs论文保持逐年递增的开展趋势，具有很大的开展潜力。ERPs的学术范畴PsychophysiologyCognitive Neuro-science

2、侧重研究认知过程的神经机制。ERPs：高时间分辨率，与RT配合进展认知过程研究。实时性ERPs和ERF的重要性各种脑研究技术的时间与空间特性研究内容上越来越重视环境对认知能力的影响： 进化、生态越来越重视“跨学科、“多层次的研究策略研究方法上越来越注重采用无损伤性实验技术： ERPs与脑成像认知科学开展趋势第二讲 ERPs的概念及其神经电生理学根底大脑皮层的根本构造EEG根本知识ERPs的概念和特点ERPs的形成机制100160亿神经细胞、100万亿个突触以及比其更多10倍的胶质细胞皮层细胞分层1、分子层：内为水平细胞2、外颗粒层：小锥体细胞3、锥体细胞层：中、大型 锥体细胞4、内颗粒层：小星

3、形细胞5、节细胞层：大锥体细胞6、多形细胞层：梭状细胞 角状细胞大脑皮层分区EEG根本知识产生根本原理 构成脑电自动节律的主要是锥体细胞，尤其是深层的大锥体细胞。大锥体细胞具有形成有效电场的特定条件：细胞排列井然有序，其顶树突更是平行并列；顶树突长，其实体外表积比细胞体大约10倍以上，接触面积大为增加;顶树突较粗，具有较低的阻抗。 在广阔外表积上的众多突触点的电活动，假设是方向一致而且阻抗又较低的话，就容易被总和成为一个有效电场，这时，即可记录到一个综合性的突触后电位，连续不断的综合性突触后电位即是脑电波的主体电活动。EEG根本特征用快的送纸速度记录下来的脑电图一般呈正弦波样外观，周期、振幅、

4、位相称为脑电图的根本特征，也是规定放电团节律性的波形的重要因索。基线振幅周期脑电位相图180度位相倒转90度EEG分类波波波中间快波波波Schwab频率分类0.5 3Hz4 7Hz8 13Hz14 17Hz18 30Hz31Hz以上慢波快波-脑电图：顶、枕 大多数-脑电图： 6% 全部导联 额、中央区平坦脑电图：10%不规那么脑电图R. Jung 图形分类影响脑电图的各种因素 生命过程中，在整个机体特别是神经系统发生的全部变化都能反映在脑电图上。 年龄 个体差异和年龄差异 精神活动 外界刺激 意识变化 体内生化学改变 脑部疾病与发育情况和体制特点有关一过性、可逆性的生理变化病理变化棘波、慢波等

5、成人正常脑电图的主要特征1由波和快波组成，慢波只有少数、散在性波(占1015以下) 。 2波和快波显示正常分布，即波主要分布于枕、顶区，快波于额、额前区。 3左右对称部的波幅差一般不超过20。 4左右对称部的频率差异不超过10。 5波在睁眼、感觉刺激、精神话动时有反响(衰减)。 当进展ERPs实验时，要密切关注被试脑电的特征，一方面大致判断被试的安康情况，一方面可以对实验过程中被试的反响或实验的可靠程度导电膏的蔓延进展判断。Event-related potentials & Event-related brain potentials狭义：但凡外加一种特定的刺激，作用于感觉系统 或脑的某一部

6、位，在给予刺激或撤消刺激时， 在脑区引起的电位变化。广义：但凡外加一种特定的刺激作用于机体，在给 予刺激或撤消刺激时，在神经系统任何部位 引起的电位变化。ERPs的概念 1、ERPs是一种特殊的诱发电位，属于近场电位near-field potentials - 记录电极位置距活动的神经构造较近； 2、一般要求被试实验时在一定程度上参与实验； 3、刺激的性质、内容和编排多样，目的是启动被试认知过程的参与； 4、ERPs成分除受物理刺激特性影响的“外源性成分， 还包括“内源性成分，ERPs不像普通诱发电位记录 神经系统对刺激本身产生的反响，而是大脑对刺激带来的信息引起的反响，反映的是认知过程中大

7、脑 的神经电生理改变。ERPs的根本特点EEG主要来自突触后电位变化胞体和树突的电位变化。ERPs除皮质突触后电位以外，可能还含有皮质下组织活动及轴突动作电位变化。P300：多起源(边缘系统、颞顶叶、丘脑等)； 与胆碱能神经元活动有关； Context updating model DonchinERPs的形成机制第三讲 ERPs的技术原理ERPs提取的根本原理平均技术的局限性几个重要概念EEG对ERPs的淹没叠加平均根本原理 ERPs波形恒定 潜伏期恒定 叠加n次：信噪比提高n 倍 例如： ERPs=0.5EEG n=100 100ERP 10EEG ERPs=5EEGERPs提取的根本原理

8、信噪比的改善程度和刺激次数成平方根的比率关系，限制了平均技术更大限度地降低噪声和提取ERPs信号的能力。平均技术只能改善信噪比，不能完全消除噪声。补救方法：重复测试是最简便有效的方法。不要过分相信平均技术的作用，盲目增加平均次数不能消除所有伪迹50Hz、爆发性的肌电伪迹等平均技术的局限性采样率放大倍数增益，Gain频带宽度 频率相应曲线 低端频响高通High-pass 高端频响低通Low-pass时间常数TC，time constant TC1/2 fL 时间常数的设定数值直接影响ERPs波形是否失真，至关重要。重要概念频率相应曲线TC对ERPs波形的影响第四讲 ERPs实验的根底设施ERPs

9、实验室电极安装电极导联尽可能远离人群和车辆，远离电动设备、高频电辐射源。应保持隔声安静。良好照明条件，可调及遮光设备。良好的通风及适宜的温度。实验室宽阔，准备间或监测间、被试实验记录间。器材：Neuroscan 脑扫描仪 附属用品电极帽、导电膏、钝头注射器等 必备物品酒精、棉签、双面胶、视力表等ERPs实验室国际标准的根本原那么1、电极位置应根据颅骨标志的测量加以确定，尽可能与头颅的大小及形状成比例；2、电极的标准位置应适当分布在头颅所有部位；3、电极位置的名称应结合脑局部区额、颞、顶、枕：F、C、T、P、O4、应进展解剖学研究，确定标准电极下是哪个皮层分区；5、国际通用阿拉伯数字：左奇、右偶

10、， 零点zero代表头颅正中位 A1、A2代表左右耳垂电极安装国际10/20安装系统矢状线部位名称代号部位名称代号前额Frontal poleFp1Fp2侧额Inferior frontalF7F8额FrontalF3FzF4颞TemporalT3T4中央CentralC3CzC4后颞Posterior temporalT5T6顶ParietalP3PzP4耳AuricularA1A2枕OccipitalO1O2国际10/10安装系统记录电极参考电极零位点的选择接地电极电位差根本电极EEG单极导联一个参考电极，多个记录电极参考电极的选择：耳垂、乳突、鼻尖单极导联的优点：大致记录脑电变化的绝对值

11、单极导联的缺点：参考电极不是绝对的零电位点电极导联双极导联EOG的记录与剔除电极导联第五讲 脑电记录伪迹肌电伪迹Muscle50周波(50 Cycle)眼动(Eye Movement)伪迹血管(Vascular)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 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脑电描记中不起源于脑部的电活动干扰。这种类型的干扰可表现 “尖头脉冲 ，通常因持续时间非常短暂而被识别。肌电伪迹常表现为连续性的各种频率的尖头脉冲，还

12、可表现为以极高额率密集爆发的尖头脉冲，这时无法分辨出各自分开的尖头脉冲信号。头皮下肌肉收缩形成的伪迹肌电伪迹眼睛好象一个充电的电池，其角膜外表一侧为阳性(十)，视网膜一侧为阴性()。这个电池有很大的电压，因此眼球运动时，就会在脑电图上产生明显的偏转。眼电动伪迹高电阻引起。高电阻是因为头皮上未被去除的油脂、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周波一般都是阳性的尖头脉冲。电极故障任何电极在头皮上移动，甚至是轻微的移动引起 。电极移动心电伪迹心电图可在身体的几乎任何部位检出，并可能扩展到头部，特别是在电极Al (LE)和A2(RE) 。血管脉搏引起电极位于

13、一个随心脏跳动而搏动的血管附近。引起非常缓慢的波动。出汗伪迹的剔除密切监测非脑电伪迹实验前告知被试关于伪迹的本卷须知以减少伪迹确定伪迹的剔除标准 EOG的去除(相关法)伪迹补偿方法第六讲ERPs 实验步骤实验流程本卷须知脑电记录参数及其原理关于实验刺激选择和编排刺激发生系统STIM视觉 听觉 屏幕 耳机 反响时被试电极帽 反响键 错误率 EEG、EOG数字放大器 显示 波形测量 统计数据采集 (ANOVA)处理系统 采样 叠加 总平均 绘图 排伪 相减 脑电地形图ERPs实验流程一、预约被试 1、大学生被试应防止与实验目的不利的科系。 2、被试参加实验前应有充分休息。二、实验前的准备 1、器材

14、用品 棉球签、95%酒精、注射器、记号笔、电极帽、双面贴、镊子、导电膏、记录表格、指导语等。 2、记录表格： 根本情况(包括科系、利手)；实验中被试精神状态、配合情况；实验步骤命名记录；坏电极情况记录； 数据处理中的问题记录ERPs实验步骤本卷须知三、仪器启动步骤 带电极帽放大器计算机，启动STlM、SCAN。四、被试准备 1、被试洗头，吹干，谨防感冒。 2、主动讲解实验步骤，说明实验的无创性。 3、讲解指导语及充分练习。 4、提醒实验中应注意的问题如实验前上厕所等。五、记录准备 1、磨擦皮肤时，应讲明使用的材料、目的，尽量轻擦。 2、导电膏每个电极注射0.5ml即可，严防蔓延。 3、预记录脑

15、电，注意查看电阻情况、脑电、眼电波形。 4、让被试作充分的练习。 5、注意光线、声音。 6、启动刺激程序(刺激前/后分别记录3-5分钟安静脑电)。 7、记录时应特别注意文件名正确、符合要求。 8、实验开场后应通过脑电记录判断被试是否真正理解指导语，如有问题及时解决。六、实验完毕后的整理 1、备份数据光盘。 2、电极帽的清洗以温水浸泡为主，冲洗动作要轻，要充分晾干，且防止高温烘烤。 3、根据被试要求讲解行为数据结果。 4整理实验用品、清扫地面。放大倍数 脑电50,000倍 EOG减小1/2或2/3。分析时间epoch与基线baseline1000ms左右前100200ms基线校正(1/10)。频

16、带宽度bandpass 低通40100Hz皮肤阻抗5k采样频率A/D Rate 与时间分辨率成正比,早晚成份分析。脑电数据的记录参数刺激物的分类和编排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刺激参数体感听觉视觉照度比照度亮度视角频率声压级上升/下降时间0.10.5ms，15Hz，50uV刺激呈现时间刺激间隔SOA、ISI刺激编排实验模式Oddball两种刺激物三种刺激物新异刺激物的插入标准刺激(Standard)偏差刺激(Deviant)靶刺激(Target)非靶刺激(non-Target)标准模式缺失刺激为靶Go/Nogo

17、模式跨通道研究模式运动知觉记忆语言特定认知实验模式非特定认知实验模式心算连续心算选择心算简单心算Example 1StandardNovelDeviantOddballGo/Nogo80% 0(5%) 20%(15%)Non-target Target50% 50%Non-target TargetOddball 1SmileCryOddball 2SmileCryNovelOddball 3-1(实验设计：面孔MMN-1)MediumSmile判断声音类型数量Oddball 3-2(实验设计：面孔MMN-2)MediumSmile判断声音类型数量Go/Nogo人狮Left & Right V

18、isual FieldsExample 2MentalarithmeticA+B=?1+234YNNext呈现呈现按键Selective mental arithmetic赵仑，1999Left Red = 2; Right Red = 3; Yellow = Ignore第七讲 ERPs的分析及解释 消除眼电影响Ocular artifact reduction 数字滤波Filter：排除50周等干扰。 基线校正Baseline correct波形平均与叠加波形识别 技术难关，峰潜伏期、波形、头皮分布，文献、经历。测量 波幅：基线波峰；峰峰 潜伏期：刺激起始峰顶点；始潜时 波幅反映大脑兴奋性

19、上下，潜伏期反映神经活动与加工过程的速度和评价时间。波形识别与测量平均波幅测量 固定法/连续测量 具体法或连续法相减技术举例 MMNmismatch negativity) WMNworking memory negativity(赵仑，2003)行为数据测量 反响时、正误率1测量比较峰潜伏期、 始潜时、波幅2波形的头皮分布3定位分析Repeated measures ANOVAERPs研究主要比较不同条件下的成份差异。统计分析结果定性分析极性翻转 颅内与头皮电位的极性翻转 早期生理学研究海马、海马旁回、杏仁核 记录到与头皮顶部P300相反的电位； 颅内电极听觉MMN； 鼻尖参考，外侧裂以上的

20、头皮MMN与乳突MMN极性翻转(Ntnen,1992)。脑地形图 将放大的脑电信号转换成一种既能定量、又能定性的脑波图形，使大脑在某一时间的功能变化与形态定位有机结合。至少12导记录电极。 源分析脑电地形图分类 EEG频率地形图 脑电信号 ERPs波幅地形图 图形色彩或形式 彩色、灰度、等高线 维度 二维、三维 实际头型地形图 准确实时地数字化描绘被试的电极位置和头颅形状，形象地显示三维地形图。VEP-2DfrequencyVEP-2DVEP-3D偶极子Dipole 是一对数值相等、符号相反的电荷，彼此相隔一定距离时形成的体系。ERPs成份的源 即脑内的偶极子。神经传导递质作用于突触后神经元受

21、体的过程中产生的突触后电位导致了ERPs的产生(Luck,1998)。头皮电位的分布取决于电流偶极子的位置与方向。源定位 可根据偶极子的数目、时间特征、位置和偶极子量等因素推导。偶极子模型single/multiple dipole models偶极子定位电流密度current density可看作一定容积内的偶极子量 每个偶极子代表一定容积的电流密度,偶极子量与所代表的电流密度是成比例的。 头皮电流密度(Scalp Current Density, SCD) 表示的是电流的源和穴,有着正性电流密度的头皮源的径向电流即在该区域通过颅骨流进头皮.在垂直坐标系统的平面外表, SCD可以表示为 I=

22、 -(2V/x2+2V/y2) 该公式只适用于把电流计算位置的一小块头皮区看作是切面平面的情况. 其他情况(真正的头皮外表,球面,曲面)需进展修正.电流密度头皮电流密度的特点 SCD的地形分布很容易呈现;由于SCD与电位的二阶导数相关,所以SCD不依赖于用于电位记录的参考电极,只依赖于头皮的传导性;与电位分布相比, SCD分布更集中, 主要反映皮层发生器的活动, 空间分辨率比电位图更高; 与磁场相比, SCD同时包含径向和切向成分.SCD修正方法(F. Perrin, et al. 1989)将Wahba关于球面样条的工作应用于电流密度的估算, 简化了SCD的数学求导和公式. 头皮电流密度的计

23、算步骤脑电地形图的计算外表通常是平面投影 (projection plane), SCD那么把一个球面作为投射平面.电流密度源分析将成为ERPs定位的主流趋势。从真正的头皮曲面到球面的投影头皮电流密度的估算从球面到平面的投影在球面插入电位值Scalp PotentialScalp Current DensityVEP认知事件相关脑电位实验教程实验研究篇ERPs研究成分研究应用研究CNVP300N400MMN特点及其影响因素起源及产生机制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、安康评

24、估等 潜伏期：早、中、晚成份，慢波 命名：正P，负N，潜伏期 成份：外源性成份、内源性成份和纯心理波 外源性 内源性 P1、N1、P2 N2、P3复合波 MMN、CNV 受刺激的物理性质的影响？第一讲 ERPs成分研究An Example: ERPs components elicited by infrequent target auditory stimuliThe sensory components (with a latency of less than 50 ms)The perception and cognition components (latency exceeding

25、50 ms)P1, N1, P2, N2, P3, SWCNVWalt & Cooper, 1964, Nature Walter 最早采用的是固定前期反响时fixed fore-period of a reaction time范式，称为标准CNV范式，即警告刺激S1命令刺激S2运动反响MR，Motor response 。S1与S2之间脑电发生负向偏转 关联性负变( CNV, contingent negative variation ).S1: 声/光/其他S2: 声/光/其他EEG普通CNV无运动二级CNV S3呈现无运动二级CNVS3不呈现CNV的设计、记录、分析过程中，有几点注意

26、1S1与S2的ISI一般为12s，不能 0.5s，以便CNV能充分开展； 2成对刺激S1-S2与下一对刺激的间隔随机控制在310s左右，以便成对刺激产生的CNV有足够恢复时间； 3CNV波幅较小20V或更低，每个被试者平均至少1020次； 4记录频带的高通最好为DC，低通可50Hz； 5接地和参考电极与皮肤的接触阻抗越小越好，至少要5K，记录电极要选用不极化的电极，如金属-金属盐电极Ag/AgCl电极，以防止极化电位引起的记录信号的失真现象。 (6)环境温度一般控制在1725C，过热或过冷易使受试者出汗或颤抖，造成记录伪迹；受试者应尽量做到全身肌肉放松，保持清醒与注意力集中，且尽量防止眨眼和不

27、必要的动作，以减少慢电位的漂移。P300Sutton, 1965：被试识别听觉声音靶刺激时,在头皮记录的晚成分的第三个正波,潜伏期约300ms.ERPs related to Selective Response 赵仑，2000P300的根本性质多个成分的复合体LPC,late positive complex影响因素 物理属性:刺激种类;概率(刺激概率,主观概率);强度 心理因素:情绪;任务难度 生理因素:性别;年龄;疾病 环境因素:特因条件实验模式 Oddball; Go/Nogo靶P300与非靶P300理论解释 Context updating model DonchinGo/Nogo：

28、P300Lun Zhao，submittedAR: all responseSR: selective responseSDR: selective discriminance response1978，Naatanen：Oddball实验模式，标准刺激大概率，偏差刺激小概率，双耳分听，对注意耳的偏差刺激进展反响。MMN结果无论注意与否，250ms内偏差刺激均比标准刺激引起更高的负波mismatch negativity，MMN。理论解释重复的刺激在脑内留下了痕迹，新输入的刺激能自动与之比较，假设一样匹配那么无反响，假设不同失匹配那么引起反响，即产生MMN。 MMN是在被试者非意识的条件下产生

29、的，反映了脑对信息的自动加工。 MMN实验方法的修正Wei JH, et al. Brain research bulletin, 2002.非注意纯度MMN与N2b靶效应是否存在视觉MMN提高非注意纯度消除靶效应别离MMN与N2b视听双通道MMN研究Cross-model Delayed responseSubject 12(7 M, 5 F), 19-22 y, right-handed.StimuliStandardAuditory800HzVisual368(85%)368(85%)DeviantAuditory1200HzVisual65(15%)65(15%)Picture Ton

30、e ToneExperiment 1 Attending to visual stimuli, ignoring auditory stimuli.Tone Picture Picture Click ToneExperiment 2 Attending to auditory stimuli, ignoring visual stimuli.Press ButtonPicturePress Button0-2trials0-2trialsISI500-700msISI500-700msERP Recording and Averaging16 scalp electrodes, left a

31、nd right mastoidsA nose referenceVEOG & HEOGElectrode impedance 5KSampled at 250 HzFilter setting of 0.1 40 HzRecording epoch: 652ms ( 52ms prestimulus baseline)评述优点 a. 刺激间隔时间长,又提高了非注意纯度. b. 消除了注意MMN靶效应. c. 视觉MMN结果更为可靠.存在问题 被试较少 采样率较低 带宽高通有待降低(0.01 0.05Hz)Attentional Blink的ERPs研究第二讲注意的ERPs研究Attentio

32、nal Blink的ERPs研究1、Attentional BlinkAB) 的根本概念 Raybrond Shapiro, Arnell, et al. (1992) Attentional Blink 是指在多重刺激的快速系列视觉呈现刺激流中，被试对前一个刺激的正确识别影响了其对后继刺激识别的现象。黑色字母刺激流的呈现速度为11个/秒，呈现时间15ms，间隔时间75ms，target前有7-15个字母，其后有8个字母，分别记为probe1-probe8，target为白色，probe恒为黑色字母X，一串刺激流中只有一个target和一个probe，每串刺激流完毕后，要求被试报告target

33、的名称及X是否在其后刺激流中出现。2、Attentional Blink的理论解释(1)两大类分歧 a. 在注意的早期选择理论上的分歧，这两种分歧在于选择发生的位置是在对刺激进展识别和提取之前还是之后。 b. Attentional Blink 现象发生位置的区别：一些人认为Attentional Blink的发生位置在知觉处理的RSVP或RAP流上线上论，还有一些人认为Attentional Blink现象发生在RSVP或RAP流完成之后的记忆处理过程中。2中枢干扰理论1999, Pierre Jolicoeur AB的本质是由一个容量极端有限，把信息编入短时记忆的短期合并的特定信息处理阶段

34、的延迟造成的。在同一时间，神经中枢只能记忆其中的一种操作。所以一个任务正在进展时，其它需要中枢处理的操作就必须等待。而那些不需要进展中枢处理的操作可以同上述中枢处理过程同步进展。举例来说，对P的感觉编码和知觉编码过程就可以与T的反响选择同步进展。Electrophysiologial evidence for a postperceptual locus or suppression during the attentional blink. Vogel EK, Steven JL, & Shapiro KL. 1998. J. Experimental Psychology, 1998， V

35、ol.24, No.6, 1656-1674。 Experiment 1 : Sensory processing:the P1 and N1 components 目的是验证假说：AB反映了感觉加工过程的抑制。通过测试AB对视觉P1和N1成分的影响来验证该假说。P1和N1成分反映的是感觉过程，大量研究说明这两种成分受空间注意的调控，即呈现在非注意位置的刺激引起的P1和N1比注意位置要小。如果AB期间与此有一样的注意机制，那么AB期间的刺激诱发的P1和N1成分比AB以外的刺激诱发的要小，如果AB反映的是后加工阶段，那么AB期间不会出现P1和N1的抑制。 T1：奇、偶；T2：元音、辅音采用相减的

36、方法解决由于RSVP中ISI太小所带来的ERPs记录困难。单一靶刺激任务&双重靶刺激任务Experiment 2 The updating of working memorythe P300 componentT1: even or odd digit; T2: 15%E, 85%other letterResponse: to press a button if T2 was the letter E and to make no response to T2 if it was some other latter.ERPs difference waves: infrequent T2 c

37、ategory minus frequent T2 category P300Experiment 3 Semantic analysisthe N400 componentStimuli Related UnrelatedContext word SHOE PICKLEDistractor PNVSZPC KSDWPVZ T1 7777777 8888888Distractor Probe (T2) FOOT TABLEResponse: whether the number string was even or odd and whether the red word was semant

38、ically related or unrelated to the context word N400: unrelated - related1相减方法的应用2所选用的刺激材料并不一致，而在语言认知过程中，有意义词的早期加工P1、N1与字母的早期加工亦有所不同；所用的语义相关研究的不是T1与T2的相关性；3P1与N1的研究应进展对照研究，即用 不同的Flash 作为T2，字母作为叠加刺激；4仅对正确反响的T2进展了比较，没有进展missed T2 的比较，即missed T2 是否感知到了，是否会产生明显的P1和N1。5实验3中，N400无变化仅能说明语义加工没有变化，并不能说明哪个阶段不

39、受影响，因为N400反映的加工是语言加工阶段，即N2，而语义加工中的P3在P600-800范围。结论AB期间，P1、N1和N400都没有发现受到抑制，而P300完全被抑制；AB 反映的是感知后阶段 postperceptual stage 加工的减弱。评述第三讲情绪的ERPs研究在记忆作业中间接考察被试对不同情绪的心理加工过程情绪ERPs研究的刺激材料正性、中性、负性情绪的画面或单词愤怒、悲伤、愉快、中性表情的人脸图像以单词作为刺激对象，置于不同情绪成分的句子中被试的任务直接发生情绪反响 呈现5种不同情绪的图像：1快速3Hz随机呈现；2飞快5Hz呈现；3用黑白模式呈现5Hz；4调整亮度地呈现没

40、有图片的checkboard 图像3Hz；5调整空间频率地呈现没有图片的checkboard 图像3Hz。 呈现的头4个图像是快速和极快呈现的调整和随机的情绪图片，呈现次序在被试者中穿插平衡。黑白图像总是呈现在第5个位置，其后是两张checkboard 图像在被试者中穿插。 实验室黑暗。要求受试着集中注意看屏幕中心的红色光点。呈现时间为4 min3Hz和2.5 min5Hz。Fleeting images: A new look at early emotion discriminationJunghfer M., Bradley MM., Elbert TR., & Lang PJ. Psy

41、chophysiology, 38(2001), 175-178评述阻抗小于50k，太高；采样率125Hz，太低；被试的主动注意程度不够，难以防止分心注意的影响；快速刺激序列ERPs的研究方法：基线校正问题(Adjar方法)，与诱发电位研究相似。第四讲心算的ERPs研究Sources of mathematical thinking: behavioral and brain-imaging evidenceDehaene S., Spelke E., Pinel P., et al. Science, 1999,284,970-971. 加数为1-9的数字，和的范围3-17，剔除类似2+2的

42、配对。 Exact addition: 两个备选答案，一个是正确结果，一个至少差2。 Approximate addition: 一个答案差1，一个至少差4。 对照任务为字母匹配，数字被大写字母代替，当原始字母对中的字母重复出现在一边时，按该边的键。 刺激组间隔4s ，每轮休息24s。伪随机顺序进展4 run 实验平衡穿插设计，2run为EA3组，每组18次测试和字母匹配任务3组，每组9次测试，2run为AA和字母匹配任务。Time4 + 59 7200ms200ms200ms4 + 58 3Exact additionApproximate additionresponseresponse该

43、实验巧妙地应用了ERPs进展了脑高级功能的研究，并与成像结果共同作出结论；提示在脑高级功能的研究中，完全可以进展有效的ERPs实验；提示ERPs与fMRI的联合应用，偶极子定位与成像的配合。 125Hz的采样率太低，不利于早成分的分析；刺激呈现次数偏少；提示刺激与探测刺激的间隔时间与ERPs记录分析的关系问题。评述Selective mental arithmetic赵仑，1999Left Red = 2/3; Right Red = 3/2; Green = Ignore.ISI=1.52.0s; 0.05100Hz; 08HzGo/Nogo选择心算与心算活动有一定区别，前者包含了选择性注意

44、活动，其ERPs中慢电位活动已超出了P300范畴，但仍不能完全说明心算的脑活动过程。音乐航天医学研究临床研究第五讲ERPs的应用研究Music effects on event-related potnetials of humans on the basis of cultural enviroment Arikan MK., Devrim M., Oran ., et al. Neuroscience Letters, 268(1999), 21-24目的 研究文化背景对认知活动的影响。方法 听觉Odball范式，偏离刺激2000Hz20%，标准刺激1000Hz80%。 4种不同的背景：寂

45、静、白噪、David Darling的大提琴即兴演奏B、Sadreddin zcimi的ney土耳其常见的乐器即兴演奏A。刺激强度在听阈以上80dB，背景声音60dB。 10名被试26-35y，平均31.6，6男4女，实验中要求用右手食指对偏离刺激按键。被试均都听过ney音乐，但对音乐都不精通。 记录10-20系统16个位置，相连的耳垂作参考。Dotted line: silent; Thin line: white noise; Dashed line: violoncello; Thick line; ney.Changes of Event-related Potentials on A

46、uditory Location Perception during the Simulated Weightlessness(ZHAO Lun, 2001, 2002)Introduction* During space flight, many physiological changes will take place. Head-ward shift of body fluidweightnessweightlessnessHead-ward shift of body fluid from lower bodycardiovascular systemvestibular system

47、brain circulationet alcause changesBrain FunctionThe auditory perception is very important in space flight.MethodsThe Subjects were 14 paid healthy right-handed volunteers aged 20-25 years, with full understanding of the purpose and contents of this experiment. The experiment was conducted in an ele

48、ctrically shielded and sound-damped room. The -10head-down tilt (HDT) was used as weightlessness simulation, +10 head-up tilt (HUT) as control.Subjects and experiment conditionHDTHUTHeadHead-10+10The stimuli were two kinds of sound signals (1.2kHz and 0.8kHz, 60dBSPL) and appeared randomly from four

49、 locations over the head of the subject: the left-front, left-rear, right-front and right-rear sides with equal probability and ISI was random from 800ms to 1200ms. The test was that pressing the corresponding buttons to target stimuli(high-tone or low-tone) from four locations, and making no respon

50、se to non-target stimuli.Stimulation and taskleft-frontleft-rearright-frontright-rearTarget TonereactionProcedure During HUT and HDT, four sets of tests were conducted at 25, 55, 85 and 115min after the subject was switched to HUT and HDT from supine position. Each suject completed two experiments o

51、n different days for HUT or HDT, respectively, of which the order was cross-balanced among subjects.25min 55min 85min 115minEEG signals were recorded from 9 electrodes according to the 10-10 EEG electrode system. Vertical EOG was recorded from the left eye. The recording frequency band was from 0.05

52、 to 100Hz. The recording areas were well treated so that the contacting impedance was below 5K. The EEG, EOG and the event pulses of signals were digitized on line at a rate of 256/s. Signal recording F5 Fz F6C5 Cz C6P5 Pz P6EEG The EEG raw data were checked on screen and those with apparent artefac

53、t were discarded.ERPs, with a time length of 1000ms containing 250ms before stimulus, were derived by using the recorded pulses as trigger signals. Then it was digitally filtered (0-45Hz) with no phase shift. The mean value of the part in ERPs before stimulation(250ms) was used for baseline correcti

54、on.Data analysis 1000ms 250ms: baseline correction EEGAs shown Fig. left, target(thick) and non-target(thin) ERPs at Pz Electrode The target stimuli induced significant ERPs, including the early components (P1) and the late components (N1, P2, N2, P3). Results & DiscussionEarly Components during HDT

55、 (thick) and HUT (thin) As compared with that during HUT, the early components of T and NT-ERPs significantly decreased during HDT.Early components* The early components of auditory ERPs decreased significantly during HDT, showing that the early vigilance activity in the brain was inhibited by simul

56、ated weightlessness according above conclusion.The reduction of mean potential amplitude (10-60ms) of early components during HDT was more marked in the 4th set and at left-forehead area (F5).F5 Fz F6C5 Cz C6P5 Pz P6Differences of Late Components between HDT and HUT(the 4th set)Left: non-target ERPs

57、; Right: target ERPs. The differences are statistically significant (P 0.05 ).* The new points were the findings about the temporal and spatial feature of the amplitude change during HDT. The reduction of mean potential amplitudes was significant from 1st to 4th test and especially in the 4th set, s

58、uggesting that this effect is not a transient phenomenon.And this change was more remarkable for the target signals from right-rear position and at left-front area(F5) during HDT.right-rearF5应用研究需考虑环境因素对实验条件的限制和影响电极多少根据实验需要进展配置：本试验电极应有所增加本研究采样率偏低，影响早成分的分析。应用研究要强调应用性，如F5的结果。等概率刺激呈现的优越性：消除主观概率的影响，缩短实验

59、时间，减少被试实验疲劳的影响选择经典认可的实验模式，考虑到警觉反响在航天中的重要性，因此本研究可选用混杂有新异刺激的实验模式评述Decreased response to novel stimuli after prefrontal lesions in manKnight RT. Electroencephalography and clinical Neurophysiology, 1984, 59: 9-20被试 对照组8男，6女，平均52岁：神经生理系统正常，右利手。 病人组：均有大面积单侧前额区损伤。没有病人说明有颅内压增加、CAT扫描的中线构造偏移、听力丧失的历史的临床证据。所有的

60、病人均在颅内创伤或缺血至少4个月后进展研究。14名病人8男，6女，平均54岁中有8人为左脑损伤，6人为右脑损伤。其中，有7人有颅内肿瘤，5人为堵塞。7人用地仑丁10-20g/ml进展了治疗。 在测试期间，2人在抽象思维和推理方面表现一定的难度，1人有轻度的残留的不流畅的失语症。剩下的11名病人有明显的临床神经心理障碍。Left Right实验步骤被试舒适地坐在隔音室内的斜椅上。两种不同的纯音序列。第1序列包括3轮实验，分别持续3min，每轮包括150个纯音，呈现频率1Hz，持续200ms。91.4%的标准刺激500Hz，8.6的靶刺激375Hz通过立体声耳机随机双耳呈现给被试45dBSL，使被