ERP入门基本知识ppt.ppt

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1、ERP入门基本知识张明浩20120418内容结构一、ERP原理及提取技术二、主要ERP成分及经典研究三、刺激呈现与数据处理四、波形的识别与结果解释五、面部识别的ERP研究2一、ERP原理及提取技术ERP：eventrelatedpotentials狭义定义：凡是外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的某一部位，在给予刺激或撤销刺激时，在脑区所引起的电位变化。活的人脑总会不断放电，称为脑电（EEG），但成分复杂而不规则。正常的自发脑电一般处于几微伏到75微伏之间。而由心理活动所引起的脑电比自发脑电更弱，一般只有2到

2、10微伏，通常淹埋在自发电位中。所以ERP需要从EEG中提取。3EEG一般是由头皮表面电极记录得到的。它的谐波成分相当复杂，看上去是一种连续而不规则的电位波动。健康成年人在清醒状态下，头皮表面记录的EEG为数微伏至75微伏左右，但在病理状态下（如癫痫发作时）可达1毫伏以上。脑的心理活动所产生的脑电信号通常比自发电位小，它被淹埋在自发电位中而难以观察。仅从EEG也很难获得关于复杂认知的起始时间、持续时间、时间顺序等信息。实际上，在自发电位水平上，并没有观察到脑的心理活动所产生的脑电信号本身。采用计算机叠加技术可将这

3、种信号从自发电位中提取出来。这样提取出来的信号就是ERP。它是刺激事件（包括物理刺激和心理因素）引起的脑电真实的实时波形，时间分辨率可精确至微秒级。由于ERP是刺激诱发产生的，故又称诱发电位(evokedpotentials,简称EP)。41.1开放电场脑电（EEG）是由于皮质大量神经组织的突触后电位同步总和而成，而单个神经元电活动非常微小，不能在头皮记录到，只有神经元群的同步放电才能记录到。这种脑组织神经元排列方向一致的情况，构成所谓的开放电场（openfield），反之则是方向不一致相互抵消的封闭电场（clo

4、sedfield）。5开放电场与封闭电场图示6因此，ERP只能反映某些脑部的激活情况，而有些脑部即使处于激活状态，但由于其神经元没有能够形成开放电场，ERP上也是反映不出来的。7影响ERP信号记录的其它因素除神经元的排列方式外，记录点与神经元活动的距离也会影响ERP信号的采集。这样就区分出了近场源与远场源，初级体感诱发电位位于中央后回，是典型的近场源，而脑干听觉诱发电位是典型的远场源。离头皮越远则电位衰减越厉害，记录到的脑电波幅也很小。81.2ERP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；

5、与此相对，自发脑电则是随机变化的。所以，可以将同一事件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）。91.3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。10ERP分段叠加显示图111.4ERP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ER

6、P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。121.5ERP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

7、系的脑电就称为事件相关电位（ERP）。13ERP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。141.6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10－20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10－20系统是进行

8、ERP学术交流的条件之一。1510－20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%。16Pg1Pg2Fp1FpzFp2FzF3F7F4F8A1A2CzC3C5C4T4T3