ERP設(shè)備&實(shí)驗(yàn)流程杜博琪現(xiàn)在…腦電的緣起1875年：英國利物浦的生理學(xué)教授李察·卡（RichadCaton）在兔子的大腦皮質(zhì)表面記錄到一種電波，此電波與呼吸或心跳無關(guān)，是一種腦部的生理變化，隨著動(dòng)物受麻醉或缺氧而破壞，且動(dòng)物在死亡后消失。后來他又發(fā)現(xiàn)刺激動(dòng)物的身體能使腦波發(fā)生變化他利用這種變化來研究身體之部位與大腦皮質(zhì)區(qū)的關(guān)系，并探討大腦皮質(zhì)區(qū)的功能，成為后來神經(jīng)診斷學(xué)中誘發(fā)電位（evokedpotential）發(fā)展的基礎(chǔ)。RichardCaton,1842-1926腦電圖1929年，德國精神柯醫(yī)師漢斯伯格（HansBerger），首次發(fā)表人類的腦波記錄，并命名為腦電波圖(electroencephalogram)簡稱EEG，此后腦電開始被應(yīng)用在醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域。從字面意義上來看electro－electrical－電的；encephalo－brain－大腦的；gram(ma)－picture－圖像。所指的就是記錄大腦活動(dòng)時(shí)的電波變化。HansBerger

(1873-1941)現(xiàn)代腦電設(shè)備誕生紙質(zhì)媒介記錄的終結(jié)現(xiàn)在…放大器的基本構(gòu)成提綱一.ERP設(shè)備1.放大器2.濾波器3.電極4.刺激呈現(xiàn)二.實(shí)驗(yàn)流程1.實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)2.倫理審查3.主試須知為什么要了解設(shè)備？1.干凈的數(shù)據(jù)無可替代2.數(shù)據(jù)的解釋3.方法的創(chuàng)新干凈數(shù)據(jù)的無無可替代性ERP噪聲水平和疊疊加trial數(shù)的關(guān)系噪聲水平約等等于trial數(shù)的平方根的的倒數(shù)例如：49trials=72or14.29%ofsignalcouldbenoise肌電、50周、出汗、電電極移動(dòng)等。。。。增加疊加次數(shù)數(shù)？事先檢查設(shè)備備狀態(tài)，減少少可能的噪聲聲，最終節(jié)省省的是自己的的時(shí)間干凈數(shù)據(jù)的無無可替代性同一個(gè)block內(nèi)的trial，前后的效果果也是不同的的連續(xù)記錄100個(gè)聽覺誘發(fā)電電位分別將前25個(gè)trial和后25個(gè)trial疊加效果見右圖并不一定是trial數(shù)越多越好如果你是研究究者或者審稿稿人…你在發(fā)表自己己的ERP研究報(bào)告時(shí)，，要說明哪些些記錄參數(shù)？？記錄參數(shù)的變變化是如何影影響到分析的的結(jié)果的？一篇ERP研究報(bào)告，在在方法部分，，你應(yīng)該關(guān)注注哪些參數(shù)？？將腦電與其他他方法聯(lián)合應(yīng)應(yīng)用于研究Goodtimeresolution,mscomparedtoswithfMRIPortableandaffordableMoretoleranttosubjectmovementthanfMRIEEGissilentandsousefulforstudyingauditoryprocessingLowspatialresolutionArtifacts/NoiseEEGcombinedwithTMSEEGcombinedwithfMRI工欲善其事，，必先利其器器模數(shù)轉(zhuǎn)換器（（A/Dconvertor）關(guān)系到ERP設(shè)備的采樣能能力：2nisthefullrangeofvalues:8bitA/D=28=256(range=0-255)10bitA/D=210=1024(range=0-1023)12bitA/D=212=4096(range=0-4095)16bitA/D=216=65536(range=0-65535)目前設(shè)備的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換位數(shù)：A/DResolution:24bit采樣率（SampleRate）BrainStemEvokedResponse(BSER)1-15msPeakDuration1-1.5ms5-7peakstoresolveSample1/5-1/10msMiddleLatencyResponse15-65msPeakDuration3-5msSample1/2-1msCognitivecomponents65-1000msPeakDuration20-100msSample4-5msCNV-ContingentNegativeVariation2S-10SPeakDuration5-10S聽覺誘發(fā)電位位采樣率：10000Hz低通濾波：3000Hz以上高通濾波：100-150Hz核磁環(huán)境下采采集傳統(tǒng)條件下的EEG信號(hào)

核磁環(huán)境下的EEG信號(hào)幅度50微伏左右5000微伏頻率低頻成分比較多，基本上在100hz以下頻率非常高，而且能量很大采樣率：20000Hz或以上放大范圍：10mv以上電極的選擇：：防止灼傷差分放大電路路EEG信號(hào)放大是通通過差分放大大器放大“記記錄電極-接地電極”和和“參考電極極-接地電極”之之差來實(shí)現(xiàn)的的。如果輸入阻抗抗很高，差分分放大器共模模抑制能力的的被削弱，導(dǎo)導(dǎo)致電路的底底噪聲難以去去除。這種噪聲聲難以通通過算法法在后處處理中去去除。直流采集集（DC）/交流采集集（AC）直流放大大器/交流放大大器交流放大大器有電電容的隔隔直作用用，可降降低漂移移噪聲電路復(fù)雜雜，放大大級(jí)數(shù)有有限，不不夠靈活活直流放大大器的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是失失真小，，可以接接成級(jí)數(shù)數(shù)無限的的多級(jí)放放大電路路，放大大倍數(shù)可可以很高高，能夠夠放大直直流信號(hào)號(hào)或變化化極其緩緩慢的交交流信號(hào)號(hào)。漂移參考點(diǎn)的的選擇鼻尖、鼻鼻根頭頂（Vertex）乳突（mastoid）耳垂（Earlobe）頭部以外外的部位位（Back、Leg等）平均參考考（Average，如果電電極很多多的話，，建議使使用）選擇一個(gè)個(gè)點(diǎn)作為為參考，，越靠近近參考的的記錄電電極，波波幅越小小。參考點(diǎn)的的選擇對(duì)對(duì)數(shù)據(jù)的的“影響響”Joyce&Rossion,2005濾波器高通濾波波HighPassFilter-attenuatesLOWfrequencywhile“saving””orpassingthroughtheHIGHfrequencies(lowfrequencyfilter,lowbandpassfilter)低通濾波波LowPassFilter-attenuatesHIGHfrequencywhile“saving””orpassingthroughtheLOWfrequencies(highfrequencyfilter,highbandpassfilter)截止頻率率、時(shí)間間常數(shù)…濾波器的的參數(shù)會(huì)會(huì)影響到到ERP的波幅和和潛伏期期濾波對(duì)ERP的影響低通濾波波：阻止止高于所所設(shè)參數(shù)數(shù)的頻率率成分進(jìn)進(jìn)入低通越小小會(huì)導(dǎo)致致ERP成分的峰峰潛伏期期增加高通濾波波：阻止止低于所所設(shè)參數(shù)數(shù)的頻率率成分進(jìn)進(jìn)入高通增加加會(huì)導(dǎo)致致ERP成分峰潛潛伏期的的減少，，波幅減減小反之亦然然濾波參數(shù)數(shù)：0.3-100Hz低通濾波的影影響濾波參數(shù)數(shù)：0.3-30Hz低通濾波的影影響濾波參數(shù)數(shù)：0.3-10Hz低通濾波的影影響濾波參數(shù)數(shù)：0.3-5Hz低通越小小會(huì)導(dǎo)致致ERP成分的峰峰潛伏期期增加低通濾波的影影響濾波參數(shù)數(shù)：2-10Hz低通濾波的影影響濾波參數(shù)數(shù)：2-20Hz低通濾波的影影響濾波參數(shù)數(shù)：2-30Hz低通濾波的影影響濾波參數(shù)數(shù)：2-100Hz（60Hz陷波）低通越高高，潛伏伏期提前前低通濾波的影影響濾波參數(shù)數(shù)：0.3-100Hz高通濾波的影影響濾波參數(shù)數(shù)：2-100Hz（60Hz陷波）高通濾波的影影響濾波參數(shù)數(shù)：3-100Hz（60Hz陷波）高通濾波的影影響濾波參數(shù)數(shù)：5-100Hz（60Hz陷波）高通濾波的影影響記錄電極極制作材料料：金、、銀、氯氯化銀、、碳、錫錫等形狀多樣樣與皮膚接接觸的方方式電極膏、、鹽水等等針電極采用導(dǎo)電電膏的電電極（帽帽）采用鹽水水導(dǎo)電的的電極帽帽皮膚電阻阻高（允允許40-60KΩΩ）佩戴快速速（<10min）持續(xù)時(shí)間間短（<30min）電極放置置位置和和數(shù)量取決于實(shí)實(shí)驗(yàn)的目目的、實(shí)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)應(yīng)以及被被是的年年齡等多多種因素素。沒有絕對(duì)對(duì)正確或或者普適適的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)；文章中需需要報(bào)告告電極的的放置方方式以及及參考點(diǎn)點(diǎn)的選擇擇（事實(shí)實(shí)上到目目前為止止，曾經(jīng)經(jīng)使用過過的電極極放置方方式多達(dá)達(dá)50多種）另，對(duì)于于特殊被被試，例例如兒童童，電極極（帽））準(zhǔn)備時(shí)時(shí)間最好好少一些些，例如如<10分鐘10-20system10-20system實(shí)際上…10-20系統(tǒng)給出出的也只只是電極極之間的的相對(duì)位位置個(gè)體差異異是存在在的例如：帽帽子的彈彈性，頭頭部的形形狀等（（新生兒兒頭的形形狀與出出生方式式有關(guān)））空間分辨辨率并不不是ERP優(yōu)勢(shì)順產(chǎn)新生生兒剖腹產(chǎn)新新生兒電極阻抗抗通常電極極阻抗的的建議值值是<5KΩΩ如果電極極阻抗過過高會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致：1.降低放大大器的共共模抑制制能力；；2.提高皮皮膚電電位高輸入入阻抗抗的放放大器器，允允許40-60KΩΩ的電阻阻例如：：EGI/Biosemi等導(dǎo)電膏膏（paste）vs鹽水（（KCLSolution）“Quik-Gel”(Gloopyoff-whitepaste)Pros:CanachieveverylowimpedanceLong-lastingCons:MessySubjectdiscomfortUnevenquality/shelflife“Quik-Cel”(sponges+electrolyte)Pros:Pain-free,fastprepTidyCons:HigherimpedanceLongersetupSaltbridgingmorelikelySpongesdryoutResultsdependonsubject’shairtype實(shí)驗(yàn)室室環(huán)境境需要考考慮的的因素素：電源：：電壓壓、電電涌、、斷電電保護(hù)護(hù)地線：：良好好接地地、去去靜電電地板板噪聲（（環(huán)境境噪聲聲和電電噪聲聲）溫濕度度控制制特殊被被試的的要求求安全性性UPS設(shè)備電源要要求：：電壓壓：AC220V（±3%）；電電流：：25A；頻率率50Hz；地線線良好好；零零線與與地線線之間間交流流電壓壓<2V；為避免免電泳泳等電電源異異常情情況對(duì)對(duì)設(shè)備備造成成的損損害，，建議設(shè)備配備使用UPS噪聲聲音：：隔音音房間間裝修喧嘩…聲音誘誘發(fā)電電位/情緒煩煩躁、、緊張張等電噪聲聲：50Hz市電干干擾引入設(shè)設(shè)備的的干擾擾：音音箱、、耳機(jī)機(jī)、加加濕器器等…電磁屏屏蔽?電磁屏屏蔽必要性性？放大器器的共共模抑抑制比比>100dB成本？？MEG什么情情況下下需要要？引入設(shè)設(shè)備的的電磁磁干擾擾怎么做做？法拉第第籠（（富蘭蘭克林林籠））溫濕度度控制制出汗偽偽跡導(dǎo)電介介質(zhì)的的持續(xù)續(xù)時(shí)間間被試的的舒適適性新風(fēng)系系統(tǒng)/空調(diào)/加濕器器刺激呈呈現(xiàn)系系統(tǒng)電腦和和軟件件E-prime/Presentation/Psychotoolbox/Stim…刺激傳輸系系統(tǒng)(分頻)聲音反應(yīng)系系統(tǒng)（功放放/話筒等）視覺刺激呈呈現(xiàn)系統(tǒng)刺激的marker（trigger）刺激參數(shù)的的控制界限（設(shè)備備的最大的的能力，失失真/延遲等）設(shè)備的放置置理想情況：：2間隔音的屋屋子被試間和設(shè)設(shè)備間（主主試間）單向玻璃攝像頭特殊情況下下：至少：設(shè)備備和主試都都在被試的的身后或者者視線之外外控制被試視視線內(nèi)的分分心刺激NoThreaten，NoMessy實(shí)驗(yàn)申請(qǐng)?zhí)顚憣?shí)驗(yàn)申申請(qǐng)?zhí)厥庹哌f交評(píng)審委委員會(huì)審查查實(shí)驗(yàn)的基本本合理性倫理審查知情同意書書（InformedConsent）成人被試兒童被試?yán)夏瓯辉嚥∪巳梭w試驗(yàn)審審議委員會(huì)會(huì)InstitutionalReviewBoard(IRB)IRBreview:a)ResearchinvolvinghumansubjectsconductedorsupportedbytheDepartmentofHealthandHumanServices,orotherfederaldepartmentsoragenciesthatapplytheFederalPolicyfortheProtectionofHumanSubjectstosuchresearch;and/orb)ClinicalinvestigationsregulatedbytheFoodandDrugAdministration(FDA)oftheDepartmentofHealthandHumanServices成員主試須知1（以Neuroscan設(shè)備為例））準(zhǔn)備階段：：準(zhǔn)備導(dǎo)電膏膏；可按照照5:1的比例加入入純凈水，，攪拌均勻勻后加熱（（解凍至常常溫即可））；用針管管吸好備用用；提前確認(rèn)儀儀器設(shè)備、、電極帽正正常開放大器、、電腦（注注意先后順順序）；刺激呈現(xiàn)電電腦準(zhǔn)備好好程序；確認(rèn)采集數(shù)數(shù)據(jù)主機(jī)有有足夠的硬硬盤空間；；數(shù)據(jù)采集主主機(jī)設(shè)置參參數(shù)loadsetup,（notch取50Hz，非必要步步驟）；Acquire——>acquisition--->impendance進(jìn)入調(diào)電阻阻狀態(tài)；用前用棉簽簽擦拭每個(gè)個(gè)電極（建建議步驟））；主試須知2被試準(zhǔn)備：簽訂知情同同意書；介介紹ERP無害，用于于研究，自自愿參加；；被試視力、、聽力正常常（確認(rèn)被被試沒有戴戴隱形眼鏡鏡）；請(qǐng)勿給被試試飲用帶有有咖啡因等等成分的提提神飲料（（包括茶、、咖啡、紅紅牛等）；；建議飲用用常溫純凈凈水；若實(shí)驗(yàn)時(shí)間間較長，請(qǐng)請(qǐng)建議被試試提前去洗洗手間；被試洗頭（（請(qǐng)勿使用用具有養(yǎng)護(hù)護(hù)頭皮作用用的洗發(fā)液液）；并用用磨砂膏擦擦洗眼眶周周圍和耳后后皮膚；說明實(shí)驗(yàn)指指導(dǎo)語，并并提醒被試試注意事項(xiàng)項(xiàng)；通常建建議被試完完成每一個(gè)個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)務(wù)過程中不不要眨眼，，按鍵后可可以眨；每每一個(gè)部分分完成后閉閉目休息；；主試須知3戴電極帽，，打?qū)щ姼喔啵簻?zhǔn)備好膠帶帶，剪刀，，紙巾（主主試自備）），針管，，酒精棉；；量好被試頭頭圍，確定定所使用帽帽子的大小??；從前面戴帽帽子，F(xiàn)PZ在中間，撐撐開，拉緊緊；電極帽的線線放在椅背背上或固定定在椅側(cè)；；給被試披上上毛巾；貼上參考和和眼電電極極，保證電電阻調(diào)到5KΩ以下；打?qū)щ姼?，，主試分區(qū)區(qū)域負(fù)責(zé)，，先周圍后后頂上；打完一遍后后再檢查是是否有需要要補(bǔ)打的，，阻抗小于于5KΩ；為防止被試試的焦慮或或疲憊，可可與被試適適當(dāng)交談；；主試須知4開始實(shí)驗(yàn)：1.按照指導(dǎo)語語重申實(shí)驗(yàn)驗(yàn)任務(wù)和要要求，進(jìn)行行練習(xí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，觀察被被試眼動(dòng)、、頭動(dòng)、手手動(dòng)等并加加以提醒說說明；眨眼眼控制在兩兩個(gè)trail之間，頭不不動(dòng)，結(jié)束束后閉眼休休息；2.確認(rèn)記錄結(jié)結(jié)果的文件件名與被試試id一致；3.先選擇好腦腦電數(shù)據(jù)存存放目錄和和文件名（（與實(shí)驗(yàn)材材料同名）），再打開開實(shí)驗(yàn)材料料；4.確認(rèn)被試準(zhǔn)準(zhǔn)備好且明明白下一個(gè)個(gè)任務(wù)后，，先開始記記錄，再運(yùn)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程程序；5.每一部分實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后后迅速停止止腦電記錄錄，下一部部分實(shí)驗(yàn)開開始重復(fù)步步驟4