ERP基本原理及其在认知神经科学中的应用.ppt

ERP的基本原理及其在认知神经科学中的应用
The Basic Principles and Application in Neurosciences of ERP
魏景汉
Jing-han Wei
******@psych.
中国科学院心理研究所
Institute of Psychology, Academia Sinica
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一、ERP的基本原理
EEG含有心理与生理信息,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。
1、名词来源
原称:诱发(脑)电位,强调刺激引起,针对“自发电位”而言。Evoked(Brain)Potentials = EP
由于认知EP不仅外界刺激感觉所致,尚来自主动的自上而下的心理因素,故改为“事件相关(脑)电位”(1969,Herb Vauhan)。Event-Related(Brain)Potentials = ERPs
平均诱发电位。强调经过计算机平均。Average Evoked Potentials
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(1)诱发电位(EP)的广义定义:凡是外加一种特定的刺激作用于机体,在给予刺激或撤消刺激时,在神经系统任何部位引起的电位变化。
(2)诱发电位(EP)的狭义定义: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,在给予刺激或撤消刺激时,在脑区所引起的电位变化。
(3)事件相关电位(ERP)的定义:当外加一种特定的刺激,作用于感觉系统或脑的某一部位,在给予刺激或撤消刺激时,或/和当某种心理因素出现时在脑区所产生的电位变化。
需要注意撤反应。
2、ERP的定义
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3、特性:
(1)淹没,约2微伏~ 10微伏。
(2)两个恒定:潜伏期、波形。
4、简史:
1935-1936 Pauline and Hallowell Davis首先在清醒人记录到感觉ERP。
1939 Davis等首次发表ERP论文,单次刺激诱发,EEG平静时记录。
1947 Dawson 首次报道用照相叠加技术记录人体EP。
1951 Dawson 首次发明机械驱动-电子存储式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。
1962 Galambos and Sheatz首次发表计算机平均叠加ERP论文。
1964 Grey V),标志着ERP研究新时代的开始。
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5、EEG对ERP的淹没与叠加基本原理
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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= ,叠加100次后
(2微伏×100)/(10微伏× )= 200微伏/ 100微伏
= 2
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6、A/D转换速度(采样速度)―ERP的时间分辨率
ERP时间分辨率高的根本原因是由于它是对神经元自身活动的测量,而不是像PET、fMRI、光成像那样只是对神经元代谢产物的测量。其次,电子技术的发展使采样率大为提高,也为ERP的高时间分辨率提供了保障。目前ERP的时间分辨率在理论上已可达到微秒级。
实际上,在记录早成分时,由于它在10ms内有七、八个波,记录由256点以上组成,因此点间距即时间分辨率小于40μs。一般的ERP仪器采样频率也大于2000Hz/导,即时间分辨率≤。总采样频率=(频率/导)* 导数。减少导数则时间分辨率相应提高。设置时间分辨率的一般原则是,组成Epoch的点数应等于或大于128点。
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7、ERP的研究分类
(1)按感觉通路: