《ERP技术原理》PPT课件

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1、ERP技术原理魏景汉（中国科学院心理研究所）1875RichardCaton等首先在暴露的家兔脑表发现脑的自发电活动1924HansBerger首次在颅骨损伤病人大脑皮质和和正常人头皮上记录到EEG1929HansBerger首先发表头皮记录的EEG论文，并报告心算可引起EEG的α节律减少。当时电生理学家正致力于动作电位研究，认为Berger观察到的EEG节律是一种噪音。1934Adrian等、1935Jasper等也观察并证实了Berger的观察，EEG的客观存在才得到了认可。EEG含有心理

2、与生理信息，但不是信息引起的波形本身ERP是信息引起的波形本身，但淹没在EEG中，通常观察不到，需提取EEG的发现一、EEG对ERP的淹没与叠加基本原理（一）特性：1．淹没，约2微伏~10微伏。2．两个恒定：潜伏期、波形。（二）出现：1935-1936PaulineandHallowellDavis首先在清醒人记录到感觉EP。1939Davis等首次发表ERP论文，单次刺激诱发，EEG平静时记录。1947Dawson首次报道用照相叠加技术记录人体EP。1951Dawson首次发明机械驱动-电子存储式

3、EP叠加与平均方法（张明岛等，1995），开创了神经电生理学的新时代。1962GalambosandSheatz首次发表计算机平均叠加ERP论文。1964GreyWalter等发表第一个认知ERP成分（CNV），标志着ERP研究新时代的开始。1966:1771967-68:15011969-70:19711971-72:20631973-74:22161975-76:25381977-78:26241979-80:34451981-82:42081983-84:44161985-86:4538198

4、7-88:46101989-90:48041991-92:54791993-94:53861995-96:54611997-98:58881999-00:62052001-02:62992003-04:6996ERP的发展趋势（三）EEG对ERP的淹没与叠加基本原理计算机不设置负值，只有正值，波的低谷也为正值，故噪声叠加也增大，而不是互相抵消。信噪比的提高值与叠加次数:。例：原信号2微伏/噪音10微伏=0.2，叠加100次后（2微伏×100）/（10微伏×）=200微伏/100微伏=2二、噪音、干扰

5、、伪迹的概念噪音：自发电位、仪器的本底噪音。干扰：50Hz市电。伪迹：被试的EOG、运动电位等。EEG放大A/D叠加总测量转排伪存盘平绘图EOG模滤换数滤均统计光盘记录(离线式)三、ERP数据提取过程（一）增益(Gain,放大倍数Amplification):（1）一般取105。（2）含HeadBox150倍。（3）VEOG与HEOG应减小。（4）分贝与放大倍数的关系：1dB=20logA，logA=dB/20例如，A=10000，则可表示为80dB。120dB，则logA=120/20=6，A=1

6、06。（5）易犯错误：取值过大而超限，表现为削顶，甚至成为直线。（二）共模抑制比（辨差比，Commonmodelrejectionratio,CMRR）减少50周干扰的能力：信号双边输入，输出两边之差。CMRR=Ad/Ac,Ad：异相信号放大倍数。Ac：同相信号放大倍数。Ac<1。例如，Ad=50000，Ac=1/20，则CMRR=106=120dB。（三）通过模拟滤波（设定频带宽度）减少噪音与干扰(1)频响曲线：任何放大器只能对一定频率范围内的信号进行放大，对超过者不放大；该范围表示为频响曲线。频

7、率Hz放大倍数Ad0.7FLFh频率响应曲线频带宽度：（约0.7）倍Ad时，高低频响间频带宽。范围的两端皆可调。(2)时间常数：TC=1/（2πfL），fL为低端频响。低端频响=高通(high-pass)值，高端频响=低通(low-pass)值。(3)设定频带宽度，使其仅够放大拟研究的ERP信号，则落在频带外的噪音与干扰信号不被放大，达到排除噪音与干扰信号目的。频带宽度的设定数值将直接影响ERP波形是否失真，至关重要。时间常数对波形的影响若TC=10，则FL=1/2πTC=1/62.8=0.0159

8、Hz若TC=1，则FL=1/2πTC=1/6.28=0.159Hz若FL=0.01Hz，则TC=1/2πFL=1/0.0628=15.9若FL=0.05Hz，则TC=1/2πFL=1/0.314=3.18若FL=0.1Hz，则TC=1/2πFL=1/0.628=1.59ERP晚成分一般应取FL=0.01Hz，最多取0.05，见上图。易犯的错误：①off-line进行不必要的数字滤波(digitalfilter)。②on-line进行陷波(Notch)。③低端不够低。（