事件相关电位基本知识学习_精品文档优质PPT.ppt
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71.2ERP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）。
81.3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信号就显现出来了。
9ERP分段叠加显示图101.4ERP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。
111.5ERP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）。
12ERP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。
131.6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1020系统（Jesper,1958）确定的。
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1020系统是进行ERP学术交流的条件之一。
141020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%。
15Pg1Pg2Fp1FpzFp2FzF3F7F4F8A1A2CzC3C5C4T4T3C6T5T6PzP3P4OzO1O2Cb1Cb2国际1020脑电记录系统（四）导联方法（四）导联方法矢状线矢状线冠状线冠状线16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%。
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。
17二、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。
182.1CNVCNV（ContingentNegativeVariation）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。
19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.20这个结果是1964年由Walter等发现的，当年发表在Nature（203，380384）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。
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。
212.2P300及Oddball范式P300是Sutton于1965年发现，发表在当年的Science（150，11871188）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，1050ms为中成分，50500ms为晚成分，500ms以后则称为慢波。
P300显然属于晚成分。
22SuttonSutton等首先报告等首先报告P300P300（ScienceScience,1965,1965）23Oddball范式在发现P300时使用了一个称为Oddball的经典ERP实验范式。
Oddball实验范式的要点是，对同一感觉通道施加两种刺激，一种刺激出现概率很大，如85%，另一种刺激出现的概率很小，如15%。
两种刺激以随机顺序出现，这样，对于被试来说，小概率刺激的出现具有偶然性，因为它很少才出现一次，感觉有点怪（Odd）。
但实验任务却要求被试关注小概率刺激，只要小概率刺激一出现就尽快做出反应。
可见这里的靶刺激是小概率刺激。
24Oddball范式示意图25在这种条件下，实验记录到在小概率刺激出现之后300ms时观察到一个正波，称为P300，这个波在Pz点附近最高。
研究发现P300的波幅与所投入的心理资源量成正相关，其潜伏期随任务难度增加而变长。
26P300P300与任务难度与任务难度P300P300潜伏期随任潜伏期随任务难度的增加而务难度的增加而延长延长实线：
具体人名实线：
具体人名虚线：
人名性别虚线：
人名性别断线：
出现的词中挑断线：
出现的词中挑出出“刺刺”的反义词的反义词27P300反映的认知过程，一种解释认为，P300代表知觉任务的结束，即对所期盼的靶刺激或目标刺激做出有意识加工时，相关顶叶或内侧颞叶部位受到激活，产生负电位，当加工结束时这些部位又受到抑制，于是出现了P300。
而Donchin（1981）认为，P300的潜伏期反映的是对刺激物的评价或分类所需的时间，而P300波幅反映的是工作记忆中表征的更新。
后一种观点得到支持更多，这意味着P300也许可成为研究高级认知过程，比如工作记忆的脑机制，特别是过程机制问题。
28另外，P300也普遍存在于哺乳动物中，如老鼠、猫、猴等，这说明P300可能代表着神经系统的某种基本活动。
近年来精确脑定位手段，如fMRI，发现P300的脑内源不只一个，因而P300不是一个单纯的成分，与多种认知加工有关。
现在，P300的概念发生了变化，许多潜伏期很不相同的波形也称为P300，这样就成了一个家族，称为晚正复合体（latepositivecomplex）。
292.3MMNMMN（mismatchnegativity）译为失匹配负波，它的也是采用Oddball范式得到的。
经典实验是这样的做的，在Oddball范式下，大概率刺激为1000Hz纯音，小概率刺激为800Hz纯音，分别在两只耳朵中出现，让被试进行双耳分听，只注意一只耳的声音，并对小概率刺激做出反应，不注意另一耳的声音。
结果发现，无论注意与否，在约250ms内，小概率刺激均比大概率刺激引起更高的负波。
以小概率刺激引起的ERP减去大概率刺激引起的ERP，会得到一个差异波，是一个存在100250ms之间的明显的负波。
30MMN图示31MMNMMN与标准刺激与标准刺激/偏差刺激差异的关系：
随偏差增偏差刺激差异的关系：
随偏差增大而增大。
声强大而增大。
声强MMNMMN，标准刺激为标准刺激为80db80db，偏差刺激分别偏差刺激分别为为57db,70db,77db57db,70db,77db。
32这一结果最早由Naatanen（1978）报告。
随后的一系列研究表明，MMN反映的是人脑对刺激差异的无意识加工，即使在两种刺激都不加以注意的情况下也出现了MMN，这说明人脑有对刺激间差异进行无意识加工的能力，或者说人脑能够对不同刺激自动地做出不同的反应。
332.4N400N400，是研究脑的语言加工原理的常用ERP成分，最早由Kutas于1980年报告，这一篇报告发表在当年的Science（207，203205）上。
他们通过屏幕向被试呈现一些句子，句子的每个单词从前往后是逐个出现的，先出现的几个句子都是正常的符合语法和语境的。
在呈现句子时同步记录每个单词呈现后引起的脑电变化。
34实验设计前几个句子都是正常的，最后一个句子的最后一个单词是明显畸义的。
实验观察到在这个畸义词出现之后400ms左右出现了一个新的负成分，这就是N400。
35语义畸异程度越大N400越大：
THEPIZZAWASTOOHOTTO36目前一般认为N400与长时记忆的语义信息的提取有关。
但进一步研究发现，与P300相似，N400也有许多子成分，分别与不同的认知过程相关，有彼此不同的脑内源。
而且也发现N400不仅与语言加工有关，面孔、图画等非语言刺激也能诱发N400。
37三、刺激呈现与数据处理实验程序采用Eprime软件编制。
基本实验流程包括实时（on-line）刺激呈现、头皮脑电放大、模数转换（数据采集）以及实验结束后离线式（off-line）数据分析。
数据的离线处理的程序：
合并脑电数据与行为数据、去除眼电、分段、滤波、基线调整、排除伪迹、删除坏电极、平均叠加、保存、总平均，共10个步骤。
38E-Prime简介简介E-Prime是实现心理实验计算机化的一是实现心理实验计算机化的一个可视化编程语言平台，是一个涵盖实验个可视化编程语言平台，是一个涵盖实验生成到毫秒精度的数据收集分析的应用软生成到毫秒精度的数据收集分析的应用软件套装件套装。
功能：
实验设计、生成、运行、收集数功能：
实验设计、生成、运行、收集数据、编辑和预处理分析数据据、编辑和预处理分析数据39Eprime的优点E-PrimeE-Prime能呈现的刺激可以是文本、图像和声音（可以同时呈现能呈现的刺激可以是文本、图像和声音（可以同时呈现三者的任意组合）三者的任意组合）提供了详细的时间信息和事件细节（包括呈现时间、反应时间的细节）提供了详细的时间信息和事件细节（包括呈现时间、反应时间的细节），可供进一步分析，有助于了解实际实验运行的时间问题，可供进一步分析，有助于了解实际实验运行的时间问题专门面向心理实验，并针对心理实验的时间精度作了优化。
刺激呈现专门面向心理实验，并针对心理实验的时间精度作了优化。
刺激呈现与屏幕刷新同步，精度可达毫秒与屏幕刷新同步，精度可达毫秒相对于传统编程语言，相对于传统编程语言，E-PrimeE-Prime易学易用，实验生成快
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