入門基本知識(shí)詳解演示文稿1目前一頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)優(yōu)選入門基本知識(shí)2目前二頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)一、ERP原理及提取技術(shù)ERP：eventrelatedpotentials狹義定義：凡是外加一種特定的刺激，作用于感覺(jué)系統(tǒng)或腦的某一部位，在給予刺激或撤銷刺激時(shí)，在腦區(qū)所引起的電位變化?；畹娜四X總會(huì)不斷放電，稱為腦電（EEG），但成分復(fù)雜而不規(guī)則。正常的自發(fā)腦電一般處于幾微伏到75微伏之間。而由心理活動(dòng)所引起的腦電比自發(fā)腦電更弱，一般只有2到10微伏，通常淹埋在自發(fā)電位中。所以ERP需要從EEG中提取。3目前三頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)EEG一般是由頭皮表面電極記錄得到的。它的諧波成分相當(dāng)復(fù)雜，看上去是一種連續(xù)而不規(guī)則的電位波動(dòng)。健康成年人在清醒狀態(tài)下，頭皮表面記錄的EEG為數(shù)微伏至75微伏左右，但在病理狀態(tài)下（如癲癇發(fā)作時(shí)）可達(dá)1毫伏以上。腦的心理活動(dòng)所產(chǎn)生的腦電信號(hào)通常比自發(fā)電位小，它被淹埋在自發(fā)電位中而難以觀察。僅從EEG也很難獲得關(guān)于復(fù)雜認(rèn)知的起始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、時(shí)間順序等信息。實(shí)際上，在自發(fā)電位水平上，并沒(méi)有觀察到腦的心理活動(dòng)所產(chǎn)生的腦電信號(hào)本身。采用計(jì)算機(jī)疊加技術(shù)可將這種信號(hào)從自發(fā)電位中提取出來(lái)。這樣提取出來(lái)的信號(hào)就是ERP。它是刺激事件（包括物理刺激和心理因素）引起的腦電真實(shí)的實(shí)時(shí)波形，時(shí)間分辨率可精確至微秒級(jí)。由于ERP是刺激誘發(fā)產(chǎn)生的，故又稱誘發(fā)電位(evokedpotentials,簡(jiǎn)稱EP)。4目前四頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)1.1開(kāi)放電場(chǎng)腦電（EEG）是由于皮質(zhì)大量神經(jīng)組織的突觸后電位同步總和而成，而單個(gè)神經(jīng)元電活動(dòng)非常微小，不能在頭皮記錄到，只有神經(jīng)元群的同步放電才能記錄到。這種腦組織神經(jīng)元排列方向一致的情況，構(gòu)成所謂的開(kāi)放電場(chǎng)（openfield），反之則是方向不一致相互抵消的封閉電場(chǎng)（closedfield）。5目前五頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)開(kāi)放電場(chǎng)與封閉電場(chǎng)圖示6目前六頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)因此，ERP只能反映某些腦部的激活情況，而有些腦部即使處于激活狀態(tài)，但由于其神經(jīng)元沒(méi)有能夠形成開(kāi)放電場(chǎng)，ERP上也是反映不出來(lái)的。7目前七頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)影響ERP信號(hào)記錄的其它因素除神經(jīng)元的排列方式外，記錄點(diǎn)與神經(jīng)元活動(dòng)的距離也會(huì)影響ERP信號(hào)的采集。這樣就區(qū)分出了近場(chǎng)源與遠(yuǎn)場(chǎng)源，初級(jí)體感誘發(fā)電位位于中央后回，是典型的近場(chǎng)源，而腦干聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電位是典型的遠(yuǎn)場(chǎng)源。離頭皮越遠(yuǎn)則電位衰減越厲害，記錄到的腦電波幅也很小。8目前八頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)1.2ERP的兩個(gè)重要特征

事件相關(guān)腦電有兩個(gè)重要特性：潛伏期恒定、波形恒定；與此相對(duì)，自發(fā)腦電則是隨機(jī)變化的。所以，可以將同一事件多次引起的多段腦電記錄下來(lái)，但每一段腦電都是各種成分的綜合，包括自發(fā)腦電（噪音）。9目前九頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)1.3疊加技術(shù)

將由相同刺激引起的多段腦電進(jìn)行多次疊加，由于自發(fā)腦電或噪音是隨機(jī)變化，有高有低，相互疊加時(shí)就出現(xiàn)正負(fù)抵消的情況，而ERP信號(hào)則有兩個(gè)恒定，所以不會(huì)被抵消，反而其波幅會(huì)不斷增加，當(dāng)疊加到一定次數(shù)時(shí)，ERP信號(hào)就顯現(xiàn)出來(lái)了。10目前十頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)ERP分段疊加顯示圖11目前十一頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)1.4ERP是平均誘發(fā)電位疊加n次后的ERP波幅增大了n倍，因而需要再除以n，使ERP恢復(fù)原形，即還原為一次刺激的ERP數(shù)值。所以ERP也稱為平均誘發(fā)電位，平均指的是疊加后的平均。這樣就獲得了所希望的事件相關(guān)電位波形圖。因此，對(duì)于ERP研究來(lái)說(shuō)，為了提取事件相關(guān)腦電位變化，傳統(tǒng)上不得不進(jìn)行多次重復(fù)刺激（次數(shù)記為n）?，F(xiàn)在，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)疊加技術(shù)輕松實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程。12目前十二頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)1.5ERP信號(hào)的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)ERP是刺激事件引起的實(shí)時(shí)腦電波，在時(shí)間精度可達(dá)到微秒級(jí)。極高的時(shí)間分辨率是ERP的主要優(yōu)勢(shì)，ERP也可以和行為數(shù)據(jù)，特別是反應(yīng)時(shí)間（RT）很好地配合，以研究認(rèn)知加工過(guò)程的規(guī)律。通過(guò)疊加技術(shù)獲得的與事件發(fā)生進(jìn)程有鎖時(shí)（time-lock）關(guān)系的腦電就稱為事件相關(guān)電位（ERP）。13目前十三頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)ERP的主要弱點(diǎn)在于低的空間分辨率，ERP在空間上只能達(dá)到厘米級(jí)，主要的影響因素是容積導(dǎo)體效應(yīng)與封閉電場(chǎng)問(wèn)題。另外，ERP只能采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)腦電的源定位，比如偶極子，這種方法的可靠性也是有限的。14目前十四頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)1.6頭部定位系統(tǒng)

ERP記錄裝置是一個(gè)電極帽，上面有多個(gè)記錄或吸收頭皮放電情況的電極，這些電極在帽子上的位置是根據(jù)國(guó)際腦電圖學(xué)會(huì)1958制定的10－20系統(tǒng)（Jesper,1958）確定的。每一個(gè)電極記錄到的腦電變化代表的是特定位置頭皮上的放電情況，掌握10－20系統(tǒng)是進(jìn)行ERP學(xué)術(shù)交流的條件之一。15目前十五頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)10－20系統(tǒng)的原則是頭皮電極點(diǎn)之間的相對(duì)距離以10%與20%來(lái)確定，并采用兩條件標(biāo)志線。一條稱為矢狀線，是從鼻根到枕外隆凸的連線，從前向后標(biāo)出5個(gè)點(diǎn)：Fpz、Fz、Cz、Pz、Oz，F(xiàn)pz之前與Oz之后線段長(zhǎng)度占全長(zhǎng)10%，其余各點(diǎn)間距離均占全長(zhǎng)的20%。16目前十六頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)Pg1Pg2Fp1FpzFp2FzF3F7F4F8A1A2CzC3C5C4T4T3C6T5T6PzP3P4OzO1O2Cb1Cb2國(guó)際10—20腦電記錄系統(tǒng)（四）導(dǎo)聯(lián)方法矢狀線冠狀線17目前十七頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)另一條稱為冠狀線，是兩外耳道之間的連線，從左到右也標(biāo)出5個(gè)點(diǎn)：T3、C3、Cz、C4、T4。T3和T4外側(cè)各占10%，其余各點(diǎn)間距離均占全長(zhǎng)20%。注意，Cz點(diǎn)是兩條線的交匯點(diǎn)，常作為確定電極帽是否戴正的基準(zhǔn)點(diǎn)。18目前十八頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)二、主要ERP成分及經(jīng)典研究ERP的先驅(qū)研究者經(jīng)過(guò)四十多年的積累，發(fā)現(xiàn)了一些經(jīng)典的ERP成分，在發(fā)現(xiàn)這些成分時(shí)所使用的一些研究方法對(duì)于后來(lái)者有啟發(fā)。其中與心理學(xué)研究密切相關(guān)的成分主要包括CNV、P300、MMN、和N400等。19目前十九頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)2.1CNVCNV（ContingentNegativeVariation）關(guān)聯(lián)負(fù)變。實(shí)驗(yàn)中，告知被試，他將得到兩個(gè)信號(hào)（聲音或閃光等），他的任務(wù)是在第一個(gè)信號(hào)出現(xiàn)后開(kāi)始準(zhǔn)備反應(yīng)，但并不反應(yīng)，當(dāng)出現(xiàn)第二個(gè)信號(hào)之后則要盡快做出反應(yīng)；兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間并不固定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在兩個(gè)信號(hào)之間，被試的腦電出現(xiàn)了負(fù)向偏轉(zhuǎn)（或負(fù)向變化，負(fù)變），這個(gè)腦電負(fù)向變化形成的類似高原的波形就是CNV，在被試完成按鍵反應(yīng)后CNV就消失了。20目前二十頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)疊加12次，Cz點(diǎn)。A:短聲,B:閃光,C:短聲+閃光。前三種情況都不出現(xiàn)CNV.第四種情況下，令被試在閃光出現(xiàn)時(shí)盡快按鍵，按鍵即將閃光終止，只有這時(shí)才出現(xiàn)CNV.21目前二十一頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)這個(gè)結(jié)果是1964年由Walter等發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)年發(fā)表在Nature（203，380－384）上。Walter等發(fā)現(xiàn)CNV在Cz點(diǎn)最大。但由于早期的頭皮記錄點(diǎn)較少，一般只有幾個(gè)，所以無(wú)法解決CNV的源定位問(wèn)題。CNV被認(rèn)為主要與心理因素有關(guān)。比如期待、意動(dòng)、朝向反應(yīng)、覺(jué)醒、注意、動(dòng)機(jī)等，可以認(rèn)為它基本上是一個(gè)綜合的心理準(zhǔn)備狀態(tài)的反映，處于緊張或應(yīng)急狀態(tài)的反映。22目前二十二頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)2.2P300及Oddball范式P300是Sutton于1965年發(fā)現(xiàn)，發(fā)表在當(dāng)年的Science（150，1187－1188）上。按照ERP的成分劃分方法，根據(jù)潛伏期的差異，10ms內(nèi)為早成分，10－50ms為中成分，50－500ms為晚成分，500ms以后則稱為慢波。P300顯然屬于晚成分。23目前二十三頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)Sutton等首先報(bào)告P300（Science,1965）24目前二十四頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)Oddball范式在發(fā)現(xiàn)P300時(shí)使用了一個(gè)稱為Oddball的經(jīng)典ERP實(shí)驗(yàn)范式。Oddball實(shí)驗(yàn)范式的要點(diǎn)是，對(duì)同一感覺(jué)通道施加兩種刺激，一種刺激出現(xiàn)概率很大，如85%，另一種刺激出現(xiàn)的概率很小，如15%。兩種刺激以隨機(jī)順序出現(xiàn)，這樣，對(duì)于被試來(lái)說(shuō)，小概率刺激的出現(xiàn)具有偶然性，因?yàn)樗苌俨懦霈F(xiàn)一次，感覺(jué)有點(diǎn)怪（Odd）。但實(shí)驗(yàn)任務(wù)卻要求被試關(guān)注小概率刺激，只要小概率刺激一出現(xiàn)就盡快做出反應(yīng)。可見(jiàn)這里的靶刺激是小概率刺激。25目前二十五頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)Oddball范式示意圖26目前二十六頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)在這種條件下，實(shí)驗(yàn)記錄到在小概率刺激出現(xiàn)之后300ms時(shí)觀察到一個(gè)正波，稱為P300，這個(gè)波在Pz點(diǎn)附近最高。研究發(fā)現(xiàn)P300的波幅與所投入的心理資源量成正相關(guān)，其潛伏期隨任務(wù)難度增加而變長(zhǎng)。27目前二十七頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)P300與任務(wù)難度P300潛伏期隨任務(wù)難度的增加而延長(zhǎng)實(shí)線：具體人名虛線：人名性別斷線：出現(xiàn)的詞中挑出“刺”的反義詞28目前二十八頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)P300反映的認(rèn)知過(guò)程，一種解釋認(rèn)為，P300代表知覺(jué)任務(wù)的結(jié)束，即對(duì)所期盼的靶刺激或目標(biāo)刺激做出有意識(shí)加工時(shí)，相關(guān)頂葉或內(nèi)側(cè)顳葉部位受到激活，產(chǎn)生負(fù)電位，當(dāng)加工結(jié)束時(shí)這些部位又受到抑制，于是出現(xiàn)了P300。而Donchin（1981）認(rèn)為，P300的潛伏期反映的是對(duì)刺激物的評(píng)價(jià)或分類所需的時(shí)間，而P300波幅反映的是工作記憶中表征的更新。后一種觀點(diǎn)得到支持更多，這意味著P300也許可成為研究高級(jí)認(rèn)知過(guò)程，比如工作記憶的腦機(jī)制，特別是過(guò)程機(jī)制問(wèn)題。29目前二十九頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)另外，P300也普遍存在于哺乳動(dòng)物中，如老鼠、貓、猴等，這說(shuō)明P300可能代表著神經(jīng)系統(tǒng)的某種基本活動(dòng)。近年來(lái)精確腦定位手段，如fMRI，發(fā)現(xiàn)P300的腦內(nèi)源不只一個(gè)，因而P300不是一個(gè)單純的成分，與多種認(rèn)知加工有關(guān)。現(xiàn)在，P300的概念發(fā)生了變化，許多潛伏期很不相同的波形也稱為P300，這樣就成了一個(gè)家族，稱為晚正復(fù)合體（latepositivecomplex）。30目前三十頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)2.3MMNMMN（mismatchnegativity）譯為失匹配負(fù)波，它的也是采用Oddball范式得到的。經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是這樣的做的，在Oddball范式下，大概率刺激為1000Hz純音，小概率刺激為800Hz純音，分別在兩只耳朵中出現(xiàn)，讓被試進(jìn)行雙耳分聽(tīng)，只注意一只耳的聲音，并對(duì)小概率刺激做出反應(yīng)，不注意另一耳的聲音。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無(wú)論注意與否，在約250ms內(nèi)，小概率刺激均比大概率刺激引起更高的負(fù)波。以小概率刺激引起的ERP減去大概率刺激引起的ERP，會(huì)得到一個(gè)差異波，是一個(gè)存在100－250ms之間的明顯的負(fù)波。31目前三十一頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)MMN圖示32目前三十二頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)MMN與標(biāo)準(zhǔn)刺激/偏差刺激差異的關(guān)系：隨偏差增大而增大。聲強(qiáng)MMN，標(biāo)準(zhǔn)刺激為80db，偏差刺激分別為57db,70db,77db。33目前三十三頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)這一結(jié)果最早由Naatanen（1978）報(bào)告。隨后的一系列研究表明，MMN反映的是人腦對(duì)刺激差異的無(wú)意識(shí)加工，即使在兩種刺激都不加以注意的情況下也出現(xiàn)了MMN，這說(shuō)明人腦有對(duì)刺激間差異進(jìn)行無(wú)意識(shí)加工的能力，或者說(shuō)人腦能夠?qū)Σ煌碳ぷ詣?dòng)地做出不同的反應(yīng)。34目前三十四頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)2.4N400N400，是研究腦的語(yǔ)言加工原理的常用ERP成分，最早由Kutas于1980年報(bào)告，這一篇報(bào)告發(fā)表在當(dāng)年的Science（207，203－205）上。他們通過(guò)屏幕向被試呈現(xiàn)一些句子，句子的每個(gè)單詞從前往后是逐個(gè)出現(xiàn)的，先出現(xiàn)的幾個(gè)句子都是正常的符合語(yǔ)法和語(yǔ)境的。在呈現(xiàn)句子時(shí)同步記錄每個(gè)單詞呈現(xiàn)后引起的腦電變化。35目前三十五頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)前幾個(gè)句子都是正常的，最后一個(gè)句子的最后一個(gè)單詞是明顯畸義的。實(shí)驗(yàn)觀察到在這個(gè)畸義詞出現(xiàn)之后400ms左右出現(xiàn)了一個(gè)新的負(fù)成分，這就是N400。36目前三十六頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)語(yǔ)義畸異程度越大N400越大：THEPIZZAWASTOOHOTTO…37目前三十七頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)目前一般認(rèn)為N400與長(zhǎng)時(shí)記憶的語(yǔ)義信息的提取有關(guān)。但進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，與P300相似，N400也有許多子成分，分別與不同的認(rèn)知過(guò)程相關(guān)，有彼此不同的腦內(nèi)源。而且也發(fā)現(xiàn)N400不僅與語(yǔ)言加工有關(guān)，面孔、圖畫等非語(yǔ)言刺激也能誘發(fā)N400。38目前三十八頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)三、刺激呈現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)程序采用Eprime軟件編制?；緦?shí)驗(yàn)流程包括實(shí)時(shí)（on-line）刺激呈現(xiàn)、頭皮腦電放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換（數(shù)據(jù)采集）以及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后離線式（off-line）數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)的離線處理的程序：合并腦電數(shù)據(jù)與行為數(shù)據(jù)、去除眼電、分段、濾波、基線調(diào)整、排除偽跡、刪除壞電極、平均疊加、保存、總平均，共10個(gè)步驟。39目前三十九頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)四、波形的識(shí)別與測(cè)量得到一系列波形后，要從中識(shí)別不同成分以及成分所代表的心理意義是ERP研究的技術(shù)難點(diǎn)。一般通過(guò)峰潛伏期、波形及其頭皮分布，參照總平均圖與相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行判斷，而豐富的經(jīng)驗(yàn)也很重要。波幅測(cè)量有基線－波峰和波峰－波峰兩種，潛伏期常以刺激起始點(diǎn)到波峰頂點(diǎn)之間的時(shí)間段代表。一般認(rèn)為，波幅反映大腦的興奮性高低，而潛伏期則是神經(jīng)活動(dòng)與加工過(guò)程的速度與評(píng)價(jià)的時(shí)間。40目前四十頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)-200200400600800ms-2.0-4.02.04.06.0潛伏期基線——峰峰——峰41目前四十一頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)4.1定性分析將不同事件（條件）引起的腦電波形加以比較，重點(diǎn)比較的內(nèi)容包括：潛伏期、始潛時(shí)和波幅等指標(biāo)，兩種條件造成的波形在頭皮上的分布情況，以及定位分析。然后進(jìn)行源定位分析，包括腦地形圖、偶極子定位等。42目前四十二頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)①設(shè)置條件1與條件2，分別產(chǎn)生A峰B峰。②測(cè)量并比較峰A與峰B的潛伏期、始潛時(shí)、波幅等指標(biāo)。③比較條件1與條件2的波形在頭皮的分布。定性分析43目前四十三頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)相減技術(shù)相減技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)于提取更為純粹的、與心理機(jī)制相關(guān)的ERP成分具有重要意義。44目前四十四頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)4.2腦電地形圖是將腦電信號(hào)轉(zhuǎn)換成一種既能定量也能定性的腦波圖形，可以將大腦在某一時(shí)間點(diǎn)上的功能變化與形態(tài)定位有機(jī)地結(jié)合起來(lái)（將功能狀態(tài)與激活狀態(tài)結(jié)合起來(lái)）。地形圖中相同顏色的區(qū)域代表激活程度相同（電壓相等）。要繪出腦地形圖至少需要12導(dǎo)記錄電極，理論上越多越好。腦電地形圖可以看作大腦各部位的激活在頭皮上的表現(xiàn)。地形圖可分為二維（平面）地形圖、三維（立體）地形圖和實(shí)際頭形地形圖。45目前四十五頁(yè)\總數(shù)五十頁(yè)\編于二十二點(diǎn)根據(jù)圖形的色彩或形式，可將地形圖分為：彩色地形圖