ERP技术概述ppt课件

1、ERP技术概述贾会宾华中师范大学心思学院.目录ERP的神经机制ERP数据提取过程ERP成分命名ERP实验范式及典型ERP成分或效应ERP实验设计.ERP的神经机制Electroencephalography, Event Related-PotentialsEEG：不断发生/自发；ERP：诱发才有ERP是淹没在EEG中，通常察看不到，需提取.事件相关电位Event-related Potential, ERP的定义：当外加一种特定的刺激，作用于觉得系统或脑的某一部位，在给予刺激或吊销刺激时，以及当某种心思要素出现/变化时在脑区所产生的电位变化.ERP数据提取过程 普通来说，一次刺激诱发的ERP

2、的波幅约为210V，比自发电位EEG小得多，淹没在EEG中，二者构成了小信号与大噪音的关系，因此无法直接丈量。但是，ERP有两个重要特性：埋伏期恒定、波形恒定；与此相对， EEG那么是随机变化的。所以，可以利用这两个恒定，经过叠加，从EEG中提取出ERP画图.叠加平均的实际假设：假设1: All sources of voltage are random with respect to time-locking event except the ERP 假设2: The amplitude of the ERP signal is the same on each trial假设 3: The

3、 timing of the ERP signal is the same on each trial.ERP成分命名 埋伏期：早10ms以内、中(1050ms)、晚成份(50500ms)、慢波500ms以后 命名：正P，负N，埋伏期第几个 成份：外源性成分、中源性成分、内源性成分和纯心思波.ERP实验范式及典型ERP成分或效应1. Oddball范式2. Go-Nogo范式3. 特定认知领域实验研讨范式记忆、言语、思想4. 典型ERP成分或效应：C1、P1、N170、N2、P300、N400、ERN、MMN等等.Oddball范式ERP的实验范式，主要就是指刺激序列的呈现方式和规定被试进展反

4、响的实验程序方式Oddball的字面意思是“怪球，很笼统地概括了这种范式的特点：采用两种或多种不同刺激继续交替呈现，它们出现的概率显著不同，经常出现的刺激称为大约率或规范刺激，偶尔出现的称为小概率或偏向刺激。令被试对偏向刺激进展反响，因此该偏向刺激称为靶刺激或目的刺激。普通要求被试对靶刺激作按键或计数反响。.Oddball范式还有几种变式：变式一：同样两种刺激物，在一系列规律呈现的刺激物中，偶尔缺失一些刺激。缺失的刺激物即是靶刺激变式二：三种刺激物，其中一种大约率占60%，小概率刺激两种，各为20%。在小概率刺激中，被试对其中一种刺激做反响，该刺激为靶刺激，而另一种不做反响的叫非靶刺激变式三：

5、以上三种方式中，偶尔插入一种新异的刺激新奇刺激，令被试感到惊奇，可以产生新异P3成分.Oddball范式是诱发P300、MMN等与刺激概率有关的ERP成分时常用的经典实验范式.Go-Nogo范式两种刺激的概率相等。令被试反响的刺激叫做Go刺激，即靶刺激；不需被试反响的刺激叫做Nogo刺激。该范式也叫做Go与Nogo作业这种范式排除了刺激概率对ERP的影响；由于没有大小概率之分，大大节省了实验时间，但也丧失了因大、小概率差别而产生的ERP成分.特定认知实验研讨范式1. 记忆如n-back范式- very usefull in mental workload research.典型ERP成分或效应

6、1.失匹配负波mismatch negativity, MMN.Risto Ntnen(1978)-听觉 MMNRainer Cammer(1990)-视觉 MMN双耳分听Oddball范式：规范刺激如1000Hz的短纯音和偏向刺激如800Hz的短纯音在被试两耳呈现。令被试双耳分听，即只留意一只耳朵的声音并对偏向刺激进展反响，而不留意另一只耳朵的声音。结果无论留意与否,偏向刺激引起的ERP减规范刺激引起的ERP的差别波，在100250ms出现一个明显的负成分-即听觉MMN.当刺激与义务相关时，其他一些成分也会敏感于刺激之间的失匹配，但MMN即使在刺激与义务不相关的情况下也能察看到如当呈现听觉刺

7、激时，要求被试读书。但是，假设被试非常剧烈地集中留意于另一只耳朵的竞争性刺激，那么对于这只耳朵的失匹配刺激，MMN也会消逝MMN能够反映了一种相对的自动化过程，这个过程对输入刺激与先前刺激的觉得记忆痕迹进展比较.MMN的性质听觉MMN: 额-中央区最大，产生自听觉皮层，150250ms；规范刺激和偏向刺激越大，MMN波幅越大，MMN埋伏期提早甚至能够与N100重叠视觉MMN: 当与规范刺激相比，偏向刺激的大小、颜色、呈现时间变化时会产生MMN。枕叶最大，产生自初级视觉皮层，150250ms.2. N2诸成分.2. P3001965年Sutton等发现， “ScienceOddball实验方式最

8、初发现的P3是在300ms左右出现的正波靶刺激，520V，顶叶Pz最大随着与P300类似的成分的不断发现，其埋伏期曾经逐渐扩展到800ms，使得P300逐渐构成了一个包含多个子成分的家族-晚正复合体late positive complexP300家族的另一个最常见的成员是P3a额叶最大，埋伏期小于经典的P300，反映朝向反射-将顶叶P3称为P3b，将额叶P3称为P3a普通情况下，假设不加阐明，P300或P3这一术语指的是P3b.P300的性质P300的波幅与所投入的心思资源量成正相关，其埋伏期随义务难度添加而变长-very usefull in mental workload researc

9、hP300的波幅和埋伏期与认知过程的难度相关，而与反响选择阶段的难度无关。Donchin1981以为，P300的埋伏期反映的是对刺激物的评价或分类所需的时间，而P300波幅反映的是任务记忆中表征的更新。后一种观念得到支持更多，这意味着P300也答应成为研讨高级认知过程，比如任务记忆的脑机制，特别是过程机制问题.留意效应：只需留意条件下才出现P300概率效应：靶刺激概率越小，P300波幅越高.3. 错误相关负波Error-related negativity，ERN被试反响错误后出现。即使他没有认识到本人犯错了，ERN也会出现；但是当被试认识到本人的错误反响时，ERN更大Michael Falk

10、enstein, J. Hohnsbein, J. Hoormann, & L. Blanke (1990) W.J. Bill Gehring, D.E. Meyer & E. Donchin (1990) .性质ERN是反响锁定肌电EMG的ERP成分。当被试做出错误反响时，该成分即开场；普通在错误反响发生后的80150ms到达波峰，或肌电活动开场后的4080ms额区和中央区最大，源自扣带前回.产生ERN的主要实验范式 1Eriksen flanker task: Subjects were instructed to make a directional responses to cert

11、ain letters, for example a right response to the letters H and K, and a left response to S and C. Each stimulus consisted of a set of seven letters, with the target in the central position. Examples of congruent stimuli would be HHHKHHH and CCCSCCC, where both the target and the flankers correspond

12、to the same response. Examples of incongruent flanker stimuli HHHSHHH and CCCHCCC , where the central target letter and the flankers correspond to opposite responses.Go/Nogo task.ERP实验设计1. 试次数目：P3/N400: 30-40 trials per condition (e.g., 30 rare)N2pc/ERN: 100-200 trials per conditionP1/N1: 300-600 tr

13、ials per condition60 minutes of “run time per sessionRuns of 4-6 minutes with 2-3 20-second breaksLess makes it inefficient to deal with electrodes, etc.More leads to fatigueSome labs do all-day sessions with lot of breaks.SOA过短会导致ERP成分特别是早期成分的重叠；但是过长会浪费计算机的存储空间，并延伸必要的实验时间.当他比较两种条件的ERP时，需求确保他们的刺激物理属性一样，差别仅在于心思要素需求确保两种条件的信噪比差别不是太大