事件相关脑电位实验室的探索与建设

1、文经管类实验室事件相关脑电位实验室的探索与建设杨 清 全( 温州大学 教师教育学院，浙江 温州 325035)摘 要: 事件相关脑电位( erp) 广泛应用于心理学、神经医学、人工智能、运动心理等领域的研究，高校利用 erp 实验室研究有关心理和医学上的问题越来越多，因此在高校中建立一个科学、完备的 erp 实 验室势在必行。针对 erp 的实验要求，从实验室布置、屏蔽、隔音和照明等几个方面探索 erp 实验室 建设，以及日常实验室管理中所需要注意的事项。通过前期的调研与探索，将 erp 实验室所需要的环 境及硬件条件考虑进去，为完成 erp 实验室的建设提供了一套可靠的理论，具有实践指导意义

2、。 关键词: 事件相关脑电位; 实验室; 探索与建设中图分类号: g 482文献标志码: a文章编号: 1006 7167( 2012) 04 0182 02exploration and construction of an event-related potential laboratoryyang qing-quan( institute of education，wenzhou university，wenzhou 325035，china)abstract: event-related potential ( erp) ，a special evoked potential whic

3、h is caused by multi or various stimuli，iswidely used in psychology，neuromedicine，artificial intelligence，psychology of sports，etc and the erp laboratory is used more and more frequently in psychology and medicine in colleges and universities so the construction of the erp laboratory in the colleges

4、 and universities is a compulsory task to meet the demand of erp experiments，this paper explores the construction of the erp laboratory，including lab arrangement，shielding，sound-proofing and illumination， etc，and relevant precautions in daily management the environments and hardware conditions neede

5、d for erp are considered through prophase of research and exploration，providing a reliable suit of theory for laboratory construction key words: event-related potential( erp) ; laboratory; exploration and construction观的表现，从而开创了大脑功能研究的新纪元。在认知心理学、精神病学、运动学、人体工程学等领域都取 得了突出的成就。erp 是一种大脑的认知成像技术，是从人类被试 头皮上

6、无损记录脑电位来提取人类认知相关信号的功 能性认 知 成 像 技 术，具 有 很 高 的 时 间 分 辨 率，因 而erp 技术在认知研究领域获得广泛地应用3-6。erp 实验室的建设可以对高校在相关领域的研 究提供实验室支持，有利于在相关领域做出更好的突 破性发现。因此，探索建设更完善、更适宜的 erp 实 验室具有很重要的意义。引言0人类一直希望揭开大脑活动的秘密，但限于以往的技术水平，科学家对大脑活动的生理学研究一直无 法深入。近年来，随着脑电波 ( eeg) 提取技术的进 步，我们可以将心理活动产生的微弱的脑电信号通过 计算机叠加技术，从自发脑电中提取出来，这样的信号即被称为事件相关脑

7、电位 ( event-relatedpotentials，erp) 1-2。它是刺激事件( 包括视觉、听觉、体感等物理刺激及心理因素) 在大脑中引起相应反应的真实客erp 实验室的规划设计1收稿日期: 2011 06 19基金项目: 温州大学教师教育学院实验中心建设项目作者简介: 杨清全( 1984 ) ，男，福建泉州人，硕士，实验员，主要研 究方向: 实验室建设与管理及自动化控制研究。tel : e-mail: nickyqq wzu edu cn1 1 实验室的功能区块划分目前国内有些高校已经建立 erp 实验室，但是在 实验室的功能区块划分上不是很合理，一般在同

8、一个杨清全: 事件相关脑电位实验室的探索与建设183第 4 期房间内，通过屏风或者隔板来区隔出测试室和主控室。由于 erp 实验是一个高精度的实验，因此这样做的缺 点是，主控室内的操作或多或少的影响到被试者的反 应，从而影响到实验数据的准确性。erp 实验需要被试者在安静、无干扰的环境中进 行测试7-8，测试前后需要洗头，因此把 erp 实验室分 为三个功能区: 主控、测试和盥洗室，如图 1 所示。板，对于隔绝测试室外的声音效果并不好。实验室应具有良好的照明条 件，并 能 调 节 控 制13。一般安装几盏亮度不同的灯，按需要来选择开 一盏或数盏灯。同时还要有一些遮光设备，比如不透 光的窗帘等。

9、在进行听觉和体感诱发电位记录时，光 线宜暗淡，以使病人松弛; 视觉诱发电位记录时，黑暗 更合适，以避免光线对视觉刺激而产生干扰。实验室应具有良好的通风及合适的温度，以免被 试产生焦躁、出汗或寒颤。实验过程中，最好关闭空调 设备，以减少噪声对脑电记录的干扰。同时实验室应 当保持空气干燥，避免仪器设备有腐蚀和漏电的危险。erp 系统的设计和管理22 1 erp 系统结构erp 的系统结构如图 2 所示，其中的 a 区设备放 置在测试室，b 区设备放置在主控室。电极帽通过1 m 的放大器电缆连接到放大器上，放大器再通过光纤接 到转换器上，并通过刺激传输线与主控电脑和记录电 脑相连。其中，测试室里辅控

10、上的同步显示器分别与 记录电脑和主控电脑连接，能分别同步显示 2 个电脑 的画面; 串口反应盒与主控电脑相接，用来记录被试者 的各种操作。图 1 erp 实验室平面主控室是实验设计者用来设计实验，记录实验数据，观察和控制测试进程等，另外放置一个冰箱，用来 存放导电糊; 测试室是用来进行实验测试，被试者通过 辅控上的同步显示器和串口反应盒进行实验操作; 盥 洗室用来给被试者在测试前后进行洗头，以及用来晾 晒和清洗电极帽。在主控室与测试室中间装有单向玻 璃，以便主试可以获得被试者的各种情况; 并装有话筒 相通，用来沟通交流。1 2 实验室的信号屏蔽微弱的脑电信号，受周围各种频率的电磁场在人 体中感

11、应信号干扰，而这些干扰信号的感应电压都是 通过人体和导联线与干扰源的耦合电容或电感起作用 的9-10。通过将人体和脑电放大器信号地都与大地良 好绝缘可以大大减少这类干扰的影响。因此，需要把 脑电放大器的信号地、被测人体与大地绝缘，还要减少 对大地的分布电容，即采用直流“浮地”方式，可有效 减少输入端引入的共模干扰。具体措施包括不使用金 属座椅，人体、导联线不接近点远，被试者在屏蔽室中 检测等。脑电仪器各部件的屏蔽采用一点接地，防止 地环流造成的干扰。电极盒、各导联线屏蔽层、脑电放 大器屏蔽盒的接地点与计算机机壳接地点的选择可以 根据环境、干扰源的情况而灵活处理。接地线不宜过 长，不宜将接地线夹

12、在水管或暖气管上，应该把最敏感 的前级电路的屏蔽层接地点安排在最近接地处干扰最 小，而且要用专用接地线，接地点电阻要符合标准。图 2 erp 系统结构图2 2 主控电脑操作系统电脑操作系统用 64 位处理器: 电脑 cpu 运算使 用的是二进位制，0 和 1，一个 0 或一个 1 叫一位，8 个 位组成 1 byte，2 byte 组成一个标准汉字，处理的位数 越高，表明其运算速度越快。64 位处理器比 32 位处 理器的运算速度要快 1 倍，而且 32 位系统只支持 3gb 内存，64 位系统支持 4 8gb 内存14 15。国内一般的 erp 实验室主控电脑操作系统一般 采用的是 wind

13、ows xp 系统，由于 windows xp 系统只 支持 32 位，内存只支持到 3 gb。所以建议主控电脑 操作系统采用 vista 或者 win7 系统，能更好地提高 erp 系统的运算速度，提高精确度。2 3 erp 系统设备管理erp 系统设备维护的主要工作指电极帽的维护 和导电糊的存放。电极帽的维护主要是指实验完成后 对电极帽的清洗工作，应用牙刷放置在冷水中清洗，切 记别使用热水以免损伤电极帽; 另外晾晒过程中应尽 ( 下转第 225 页)1 3隔音和照明设备erp 实验要求在一个安静的环境中进行，远离人群和车辆以避免外界声、电对脑电信号以及被试心理状态的影响，因此对于实验室的隔

14、音和窗帘有较高的 要求。针对隔音效果，在测试室主要采用的是隔音板， 而不是吸音板11-12。国内有的 erp 实验室采用吸音矫桂娥，等: 民办高校实践教学高地建设225第 4 期取得了多项教学、科研成果，但是对于整个专业建设来说，还只是“开始”，需要不断的投入和完善。结合专 业发展方向的定位，着眼于未来，在 i 期的建设基础 上，积极准备申报 ii 期，为专业和学科的建设提供不 断优化的发展平台。随着数字媒体的快速发展，尤其近期公布“普通 高等学校本科专业目录( 修订稿) ”中，增加了“交叉专 业类”，包含“数字媒体专业”，代替了原来的“数字媒 体艺术”、“数字媒体技术”、“影视艺术技术”、“

15、数字 游戏设计”4 个专业。原来一直认为的交叉类，变成了 真正的“交叉”，所以数字媒体大学科该如何发展? 数 字媒体教学高地的建设是集 3 个系领导、老师的共同 力量来完成的，所以探讨数字媒体大学科的发展，还是 有一定的基础的，这是一个非常值得花精力着重考虑 的问题。数字媒体教学高地的建成为专业的建设、本校学 生的实验实训、实习提供了一个非常好的平台，但是教 学高地运转的资金来源也是非常关键的，民办高校的 性质决定其资金的投入有限，光靠市教委的支持也是 不太现实的，所以后续的工作是真正把这个教学高地 为社会所用，在提高设备使用率的同时，也是获取资金 的一个重要途径4。参考文献( referen

16、ces) :2鲁越青 对高校实验室建设与教学管理职能整合的思考j 实验室研究与探索，2011，30( 4) ，146-149刘 超 建设示范中心，提升实验室建设与管理水平j 实验 科学与技术，2008，6( 4) : 119-121张卫军 新建本科院校实验室建设投资效益与管理模式研究j 湖南科技学院学报，2008，29( 4) : 160-161齐 龙 以本科教学工作水平评估为契机强化实验室建设与管 理j 江西农业学报，2009，21( 11) : 209-211徐建斌 以教学水平评估为契机 推进实验室建设j 实验室研 究与探索，2008，27( 2) : 144-145方小菊 高职院校机电一

17、体化技术专业校内实训基地建设的研 究j 广西轻工业，2011( 150) : 123-124綦明正 科学建设实验教学大平台 努力提高人才培养质量j实验室研究与探索，2009，28( 6) : 152-154苏 枋 以评促用提高实验室利用率j 实验室研究与探索，2011，30( 2) : 186-188金仲品 高职院校实训基地建设之我见j 南通职业大学学 报，2007，21( 1) : 27-2934567891011 陈 廷 本科教学水平评估下的高校实验室建设与实验教学改革探究j 西北医学教育，2008，16( 3) : 435-43612 侯龙清 高等院校实验室建设与管理的改革与及实践j 东

18、华 理工大学学报( 社会科学版) ，2008，27( 1) : 91-9313 罗 玲 提高高校实验室建设与管理水平的思考j 实验技术 与管理，2010，27( 4) : 159-16014 陈孝云 教学与科研相结合型实验室的建设与管理j 农业与 技术，2008，28( 3) : 180-18215 刘玉平 建设本科教育高地 构筑学科发展平台j 上海金融学 院学报，2005，( 71) : 73-7616 王 娟 关于加强本科实习基地建设的思考j 福建师范大学 学报( 自然科学版) ，2011，27( 3) : 90-931腾政胜 新设本科院校实验室的建设规划研究j 实验技术与管理，2011，

19、28( 4) : 170-172檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿( 上接第 183 页)量采用冷风晾干，不得放置在太阳下曝晒。导电糊应 尽量放置在冰箱中，保持低温有助于导电糊的正常 使用。4廖四照 事件相关电位与测谎j 临床脑电学杂志，1996 ( 3 ) :186-189毕莉珠，张如富，陈红薇 事件相关电位 p300 在老年人轻度认知 功能障碍诊断中的应用j 全科医学临床与教育，2010 ( 10 ) :422-423介 勇，汪作为，史泊海，等 事件相关电位 p300 对慢性精神分 裂症认知 功 能 的 评 估j 临床精神医学杂 志，2010 ( 6 ) :416-418张明岛，楼翡璎，陈兴时 用循证医学的视角评价脑电生理检测j 神经病学与神经康复学杂志，2006( 3) : 188-190 宗文斌，陈兴时，路英智 脑诱发电位的视觉分析与诊断j 中 国神经病学与神经康复学杂志，2003( 8) : 49-51刘 冀，陈秀文 医用电子学m 北京: 人民卫生出版社，1983 曹 丽 萍 开 关 电 源 emi 滤 波 器 研 究d 西 安: 电 子 科 技 大