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ERP基本原理及其在认知神经科学中的应用.ppt


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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 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 (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 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 Walter 等发表第一个认知 ERP 成分( CNV ),标志着 ERP 研究新时代的开始。 5、 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 = ,叠加 100 次后(2微伏×100 )/(10微伏×) = 200 微伏 / 100 微伏 = 2 / / S N n n n ? ? 100 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。 7、 ERP 的研究分类(1)按感觉通路: AEP 、 VEP 、 SEP (2)按潜伏期:早、中、晚成分、慢波。例 AEP 。 a (3)命名法:正 P负N潜伏期。如 P300, N400, N170 。(4)向上为负。(5)成分、外源性成分、内源性成分和纯心理波的概念。纯心理波:运动前电位、刺激遗漏成分、解脱波。 8、 ERP 的优势: (1)无创性、时间分辨率高—便于与 RT 配合进行认知过程研究、空间分辨率 128 导约为 3mm ,达到了现代水平。是心理学工作者进行认知神经科学研究的最得力的方法。(2)认知可分为认知过程和认知状态,过程指的就是时间过程。(3)设备相对简单,对环境的要求不高。

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  • 时间2017-02-20