ERP—系統(tǒng)初步.doc

EEG/ERP腦電分析系統(tǒng)初步 摘 要：本文介紹了腦電波EEG的產(chǎn)生機(jī)制、特征等基本知識，介紹了ERP的特征、分類、基本原理、測試方法、刺激模式、影響事件相關(guān)電位的因素和ERP研究的應(yīng)用。并對EEG/ERP腦電分析系統(tǒng)的各個方面作了說明。 關(guān)鍵詞：EEG；ERP；腦電分析1 引言 大腦在頭蓋骨的覆蓋和保護(hù)下。而頭皮，即一層薄薄的皮膚，則覆蓋在頭蓋骨之上。緊貼在頭蓋骨下方的大腦的最大的部分就是大腦皮層。大腦皮層由神經(jīng)細(xì)胞（神經(jīng)元）組成；大多數(shù)神經(jīng)元彼此相聯(lián)共同作用，并與大腦其他部位形成聯(lián)結(jié)。大腦皮層神經(jīng)元不停地發(fā)送、接收神經(jīng)沖動信號，即使在睡覺時也不例外。在生物、醫(yī)學(xué)或更廣泛的意義上，大腦皮層腦電活動的消失就意味著死亡。大腦皮層的功能包括抽象思維、推理、對頭部肌肉無意及隨意的控制，以及對機(jī)體、內(nèi)臟和特殊神經(jīng)刺激的識別。大腦皮層的特定腦區(qū)處理或產(chǎn)生各種信號。比如說，枕葉負(fù)責(zé)處理視覺信息，而頂葉則負(fù)責(zé)處理機(jī)體感覺信號，例如皮膚痛覺或溫度覺。 感覺由外周傳入大腦的低級中樞，再到皮層的各個腦區(qū)。由于大腦皮層緊挨著頭蓋骨，因而在對應(yīng)大腦特定腦區(qū)的頭皮上安置電極就能測到活躍著的神經(jīng)元的放電情況。用電極對大腦的活動進(jìn)行記錄就叫做electroencephalogram 或簡稱 EEG (其中electro = electrical, encephelo = brain, gram = record).刺激動物的身體能使腦波發(fā)生變化，他利用這種變化來研究身體之部位與大腦皮質(zhì)區(qū)的關(guān)系，并探討大腦皮質(zhì)區(qū)的功能，成為后來神經(jīng)診斷學(xué)中誘發(fā)電位（ evoked potential ）發(fā)展的基礎(chǔ)。目前量測腦波記錄可分為兩種，一是腦電波（ electroencephalogram, EEG ），測量大腦皮質(zhì)的電流，大腦皮質(zhì)的電流是發(fā)生在細(xì)胞外的電流，是由細(xì)胞群與其他細(xì)胞群之間的電位差形成的。 另一是腦磁波（ magnetoencephalographic, MEG ），此乃根據(jù)法拉第定律電生磁，當(dāng)腦神經(jīng)活化時所產(chǎn)生的電訊號會引發(fā)磁場變化，所偵測到訊號的大小即為腦磁波。2 EEG （腦波） EEG的電極主要偵察在其正下方的腦區(qū)的活動情況。不過，其接收的信號來自成千上萬的神經(jīng)元。事實上，一平方毫米的大腦皮層上有10萬多個神經(jīng)元。一個人在警覺狀態(tài)下大腦皮層的各個腦區(qū)都忙于 接收、整合和發(fā)送信號，而這些活動都將被EEG偵察到。只有當(dāng)一個區(qū)域的輸入信號與其自身的腦電活動同步時，才能夠在EEG中區(qū)分出簡單、周期性的波形。 1929年，一位叫漢斯博爾格的奧地利生理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，安置在腦皮上的電極能夠檢測到各種各樣的腦電活動。在證實這些記錄確實是大腦活動而不是肌肉或頭皮運動的產(chǎn)物后，科學(xué)家們就開始了對這些“腦電波”的研究。今天在醫(yī)學(xué)上，EEG仍舊是一個有用的檢測工具。而醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)研究中，關(guān)于特定腦波與睡眠期、情緒狀態(tài)、心理整體情況、心理操作類型之間的相關(guān)研究也還在繼續(xù)。EEG記錄的四種簡單周期波為alpha, beta, delta, 和theta波。我們用頻率（Hz）和振幅來標(biāo)定這些波。頭皮電極記錄的振幅以微伏為單位（uV 或l/l,000,000伏）。3 事件相關(guān)電位(簡稱ERP) 3.1事件相關(guān)電位ERP簡介 對大腦高級心理活動如認(rèn)知過程作出客觀評價，我們很難將意識或思維單純歸于大腦某一部位組織、細(xì)胞或神經(jīng)遞質(zhì)的改變，因為僅采用具體、微觀的自然科學(xué)手段如神經(jīng)分子生物學(xué)、神經(jīng)生化學(xué)難以解決具體的心理活動。二十世紀(jì)六十年代，Sutton提出了事件相關(guān)電位的概念，通過平均疊加技術(shù)從頭顱表面記錄大腦誘發(fā)電位來反映認(rèn)知過程中大腦的神經(jīng)電生理改變，因為事件相關(guān)電位與認(rèn)知過程有密切關(guān)系，故被認(rèn)為是“窺視”心理活動的“窗口”。神經(jīng)電生理技術(shù)的發(fā)展，為研究大腦認(rèn)知活動過程提供了新的方法和途徑。 （一）誘發(fā)電位的特征 事件相關(guān)電位（ERP）是一種特殊的腦誘發(fā)電位，通過有意地賦予刺激儀特殊的心理意義，利用多個或多樣的刺激所引起的腦的電位。它反映了認(rèn)知過程中大腦的神經(jīng)點生理的變化，也被稱為認(rèn)知電位，也就是指當(dāng)人們對某課題進(jìn)行認(rèn)知加工時，從頭顱表面記錄到的腦點位。經(jīng)典的ERP主要成分包括P1、N1、P2、N2、P3，其中前三種稱為外源性稱為，而后兩種稱為內(nèi)源性成分。這幾種成分的主要特點是：首先不僅僅是大腦單純生理活動的體現(xiàn)，而且反映了心理活動的某些方面；其次，它們的引出必須要有特殊的刺激安排，而且是兩個以上的刺激或者是刺激的變化。其中P3是ERP中最受關(guān)注和研究的一種內(nèi)源性成分，也是用于測謊的最主要指標(biāo)。因此，在某種程度上，P3就成了ERP的代名詞。事件相關(guān)電位（ERP）是一種特殊的腦誘發(fā)電位，誘發(fā)電位(Evoked Potentials，EPs)，也稱誘發(fā)反應(yīng)(Evoked Response)，是指給予神經(jīng)系統(tǒng)(從感受器到大腦皮層)特定的刺激，或使大腦對刺激(正性或負(fù)性)的信息進(jìn)行加工，在該系統(tǒng)和腦的相應(yīng)部位產(chǎn)生的可以檢出的、與刺激有相對固定時間間隔(鎖時關(guān)系)和特定位相的生物電反應(yīng)。誘發(fā)電位應(yīng)具備如下特征：1.必須在特定的部位才能檢測出來；2.都有其特定的波形和電位分布；3.誘發(fā)電位的潛伏期與刺激之間有較嚴(yán)格的鎖時關(guān)系，在給予刺激時幾乎立即或在一定時間內(nèi)瞬時出現(xiàn)。 （二）誘發(fā)電位的分類 誘發(fā)電位的分類方法有多種，依據(jù)刺激通道分為聽覺誘發(fā)電位、視覺誘發(fā)電位、體感誘發(fā)電位等；根據(jù)潛伏期長短分為早潛伏期誘發(fā)電位、中潛伏期誘發(fā)電位、晚(長)潛伏期誘發(fā)電位和慢波。臨床上實用起見，將誘發(fā)電位分為兩大類：與感覺或運動功能有關(guān)的外源性刺激相關(guān)電位和與認(rèn)知功能有關(guān)的內(nèi)源性事件相關(guān)電位(Event-Related PotentialS，ERPs)。 內(nèi)源性事件相關(guān)電位與外源性刺激相關(guān)電位有著明顯的不同。ERPs是在注意的基礎(chǔ)上，與識別、比較、判斷、記憶、決斷等心理活動有關(guān)，反映了認(rèn)知過程的不同方面，是了解大腦認(rèn)知功能活動的“窗口”。經(jīng)典的ERPs成分包括P1、Nl、P2、N2、P3(P300)，其中P1、N1、P2為ERPs的外源性(生理性)成分，受刺激物理特性影響；N2、P3為ERPs的內(nèi)源性(心理性)成分，不受刺激物理特性的影響，與被試的精神狀態(tài)和注意力有關(guān)。現(xiàn)在ERPs的概念范圍有擴(kuò)大趨勢，廣義上講，ERPs尚包括N4(N400)、失匹配陰性波(Mismatch NegatiVity，MMN)、伴隨負(fù)反應(yīng)(Contigent NegatiVe Variaeion，CNV)等。但長期以來有人通常以P3作為事件相關(guān)電位的代稱，雖有失偏頗，但臨床應(yīng)用甚廣。3.2 事件相關(guān)電位(簡稱ERP)的基本原理一次刺激誘發(fā)的ERP的波幅約210V，比自發(fā)電位(EEG)小得多，淹沒在EEG中，兩者構(gòu)成小信號與大噪音的關(guān)系，因此無法測量，無法研究。但 ERP有兩個恒定，一是波形恒定，一是潛伏期恒定。利用這兩個恒定就可以通過疊加，從EEG中將ERP提取出來。為了從EEG中提取出ERP，需對被使者施以多次重復(fù)刺激“S”。將每次刺激產(chǎn)生的含有ERP的EEG加以疊加與平均。由于作為ERP背景的EEG波形與刺激見無固定的關(guān)系，而其中所含之ERP 波形在每次刺激后是相同的，且ERP波形與刺激間的時間間隔(潛伏期)是固定的，經(jīng)過疊加，ERP與疊加次數(shù)成比例的增大，而EEG則按隨機(jī)噪音方式加和。3.3 ERP成分概述（1）CNVCNV在1964年為Walt和Cooper等所發(fā)現(xiàn)。若在測量反應(yīng)時，先給出一個預(yù)備信號(如一個短音或一個閃光)，令被使者聽(或看)到命令信號后盡量快地按鍵，則可在預(yù)備信號和命令信號之間觀察到腦電發(fā)生浮想偏轉(zhuǎn)，Walt和Cooper等稱此負(fù)向偏轉(zhuǎn)為contingent negative variation,簡稱CNV，中文稱為伴隨性負(fù)變化或負(fù)關(guān)聯(lián)。CNV的頭皮分布以Cz點波幅最大。（2）P300P300系Sutton等1965年所發(fā)現(xiàn)。P300即為晚期成分的第三個正波P3，由于當(dāng)初發(fā)現(xiàn)的P3是在300ms左右出現(xiàn)的正波，故稱之為P300。后來隨者與P300類似的成分的不斷被發(fā)現(xiàn)，P300形成了一個含有多個子成分的家族。（3）MMN1978年首先報道。典型的實驗是，仍然運用上述產(chǎn)生P300的Oddball實驗?zāi)Ｊ?，?biāo)準(zhǔn)刺激為1000Hz的短純音，偏差刺激為800Hz的短純音，分別在被試雙耳中呈現(xiàn)。令被試者雙耳分聽，即注意一只耳的聲音，并對偏差刺激進(jìn)行反應(yīng)，而不注意另一只耳的聲音。結(jié)果無論注意與否，在約250ms內(nèi)偏差刺激皆比標(biāo)準(zhǔn)刺激引起更高的負(fù)波。若以偏差刺激引起的ERP減標(biāo)準(zhǔn)刺激引起的ERP,觀察此差異波，則可見到在約100ms至250ms之間出現(xiàn)了一個明顯的負(fù)波，此即mismatch negtativity(失匹配負(fù)波)，簡稱MMN.（4）N400N400是研究腦的語言加工原理常用的ERP成分。它首先由Kutas等于1980年報道。他們令被試者對屏幕上呈現(xiàn)的句子進(jìn)行認(rèn)知反應(yīng)，故意將某些句子的最后一個詞寫為畸義詞。當(dāng)在屏幕上逐個呈現(xiàn)這句話的單詞，并記錄各個單詞誘發(fā)的ERP時發(fā)現(xiàn)，該句尾畸異詞誘發(fā)的ERP在400ms左右出現(xiàn)了一個新的負(fù)成分，以此命名為N400。研究發(fā)現(xiàn)，N400的波幅與畸義詞對其語境背離的程度相關(guān)。N400在揭示語言加工的認(rèn)知規(guī)律上發(fā)揮了很大作用，然而關(guān)于N400反應(yīng)的僅僅是語言本身的性質(zhì)，還是廣義的語義加工，甚至它是否僅與語言相關(guān)的問題仍有爭議。研究表明，產(chǎn)生N400的腦機(jī)制是很復(fù)雜的，也許這是由于語言腦機(jī)制的復(fù)雜性所致。雖然目前已在正常人和語言障礙患者上做了不少工作，但距離徹底揭示N400的原理，需要走的路還很長。3.4 事件相關(guān)電位的測試方法 事件相關(guān)電位屬于長潛伏期誘發(fā)電位，測試時一般要求被試者清醒，并在一定程度上參與其中。引出ERPs的刺激是按研究目的不同編制而成的不同刺激序列，包括兩種及兩種以上的刺激，其中一個刺激與標(biāo)準(zhǔn)刺激產(chǎn)生偏離，以啟動被試的認(rèn)知活動過程。如果由陽性的物理刺激啟動，除了由認(rèn)知活動產(chǎn)生的內(nèi)源性成分，尚包括外源性刺激相關(guān)電位；如由陰性刺激來啟動心理活動過程，則引出由認(rèn)知加工而產(chǎn)生的內(nèi)源性成分。P3為ERPs中重要的內(nèi)源性成分，現(xiàn)時對它的研究最為廣泛。多為神經(jīng)精神學(xué)科研究，如精神分裂癥、腦血管疾病和癡呆癥、智力低下等，通過研究P3的潛伏期、波幅、波形變化，反映認(rèn)知障礙或智能障礙及其程度，同時尚應(yīng)用于測謊研究。另有人將P3、CNV用作觀察神經(jīng)精神藥物治療效果的指標(biāo)。事件相關(guān)電位的另一內(nèi)源性成分N2為刺激以后200毫秒左右出現(xiàn)的負(fù)向波，反映大腦對刺激的初步加工，該波并非單一成分，而是一復(fù)合波，由N2a和N2b兩部分組成，N2a不受注意的影響，反映對刺激物理特性的初步加工。3.5 刺激模式刺激模式的設(shè)置是研究ERPs的關(guān)鍵，要求根據(jù)研究目的不同設(shè)計不同的刺激模式，包括兩種及以上不同概率的刺激序列，并以特定或隨機(jī)方式出現(xiàn)。包括視覺刺激模式、聽覺刺激模式、軀體感覺刺激模式。聽覺刺激模式包括三類：1.隨機(jī)作業(yè)(OB刺激序列)；2.雙隨機(jī)作業(yè)；3.選擇注意。OB刺激序列(oddball paradigm)：通過耳機(jī)同步給高調(diào)、低調(diào)純音，低概率音作為靶刺激，誘發(fā)ERPs。通常靶刺激概率為1030，非靶概率70一90，刺激間隔多采用152秒，刺激持續(xù)時間通常為4080毫秒，反應(yīng)方式為或默數(shù)靶信號出現(xiàn)次數(shù)或按鍵反應(yīng)。3.6 影響事件相關(guān)電位的因素1物理因素 刺激的概率：靶刺激概率越小，P3的波幅越高，反之，波幅減小。一般靶刺激與非靶刺激的比例為20：80；刺激的時間間隔：間隔越長，P3波幅越高；刺激的感覺通道：聽、視、體感感覺通道皆可引出ERPs，但其潛伏期及波幅不盡相同。2心理因素 事件相關(guān)電位檢測過程中一般要求被試者主動參與，因而被試者的覺醒狀態(tài)、注意力是否集中皆可影響結(jié)果。另外，由于被試者只有識別靶刺激并作出反應(yīng)才能誘發(fā)出ERPs成分，因此，作業(yè)難度對測試結(jié)果也有影響，難度加大時，波幅降低，潛伏期延長。3 生理因素年齡：不同年齡P3的波幅及潛伏期不同。潛伏期與年齡呈正相關(guān)，隨年齡增加而延長，而波幅與年齡呈負(fù)相關(guān)。在兒童及青少年，波幅較高；分布：ERPs各成分有不同的頭皮分布。3.7 ERP研究的應(yīng)用ERP被廣泛應(yīng)用于腦功能研究，在心理學(xué)、生理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)及醫(yī)學(xué)臨床等領(lǐng)域，取得了巨大成就，被譽(yù)為“觀察腦功能的窗口”，有很高的研究與應(yīng)用價值。 事件相關(guān)電位(ERP)被譽(yù)為觀察腦高級功能的窗口。ERP（事件相關(guān)電位）指的是凡是外加一種特定的刺激，作用于感覺系統(tǒng)或腦的某一部位，在給予刺激或撤消刺激時，在腦區(qū)所引起的電位變化。近年來，隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的突飛猛進(jìn)，ERP更是受到腦科學(xué)界更為廣泛的關(guān)注。就認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)而言，它是側(cè)重于研究認(rèn)知過程神經(jīng)機(jī)制的交叉學(xué)科，而ERP的優(yōu)勢正是具有很高的時間分辨率（毫秒），此外，ERP便于與傳統(tǒng)的心理測量指標(biāo)反應(yīng)時有機(jī)地配合，進(jìn)行認(rèn)知過程研究，且具有無創(chuàng)性。多導(dǎo)聯(lián)ERP設(shè)備的應(yīng)用，也很好地解決了其空間分辨率的局限， 256導(dǎo)EEG/ERP系統(tǒng)的空間分辨率可以達(dá)到毫秒級，是科學(xué)工作者進(jìn)行認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的教學(xué)和研究的最得力、最有效的方法和手段。ERP/EEG的研究已經(jīng)深入到心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、人工智能等多個領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)了許多與認(rèn)知活動過程密切相關(guān)的成分，如CNV、P300、MMN、N400等等。256 EEG/ERP系統(tǒng)具有很高的技術(shù)優(yōu)勢，在基礎(chǔ)教學(xué)和科學(xué)研究方面均有無可比擬的優(yōu)點。該系統(tǒng)可以優(yōu)化學(xué)科結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行多學(xué)科的交叉資源共享。例如，可以同時記錄被試在某種認(rèn)知活動或心理狀態(tài)下的腦電、肌電、心電，由于該設(shè)備具有最先進(jìn)的腦成像分析軟件，因此，學(xué)生即可以了解腦活動的基本過程，同時又可以把中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能與周圍神經(jīng)系統(tǒng)的表現(xiàn)有機(jī)地綜合，從而把生物學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)和醫(yī)學(xué)解剖的教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來。在科學(xué)研究方面， 256 EEG/ERP系統(tǒng)可以進(jìn)行多學(xué)科的研究，包括生理學(xué)、心理學(xué)、醫(yī)學(xué)等等，是目前最先進(jìn)的研究設(shè)備。例如，在感覺神經(jīng)科學(xué)方面，該設(shè)備可以記錄分析聽覺、視覺和體感誘發(fā)電位，并可以進(jìn)行2D和3D成像以及溯源分析，以深入研究感覺通路和初級皮層的功能狀態(tài)；認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)方面，可以進(jìn)行該領(lǐng)域的各項研究，如語言加工、注意、記憶、意識等；在醫(yī)學(xué)研究方面，可以進(jìn)行包括精神病、失語征、學(xué)習(xí)困難、多動癥、老年癡呆、睡眠等在內(nèi)的各種研究。 ERP 除應(yīng)用于臨床,服務(wù)于患者外,在其它領(lǐng)域也有了蓬勃的發(fā)展，現(xiàn)舉例如下: 1提高工效 人的工作能力是決定工作效率的重要因素，在人的能力中，認(rèn)知活動又是最基本，也是最重要的內(nèi)容。利用ERP 技術(shù)，從心理生理學(xué)角度來研究人的信息加工能力，可比單純行為學(xué)更科學(xué)地說明工作能力的高低的機(jī)制及其影響因素。例如:美國空軍單位，已用ERP試驗來選拔飛行員，并進(jìn)行訓(xùn)練觀察，預(yù)測未來飛行成績的高低。 2智力開發(fā)研究資料表明，左腦是掌管邏輯思維的，而右腦則傾向于形象思維。北京市曾進(jìn)行過以下實驗：選40名右利手且視力正常的小學(xué)生，分為兩組，一組為實驗組，另一組為常規(guī)組。實驗組采取形象教學(xué)法，常規(guī)組則采用傳統(tǒng)教學(xué)法。結(jié)果分析表明，實驗組右半球P300時限顯著縮短，而對照組兩半球P300基本對稱，反映了形象教學(xué)開發(fā)右腦的效果。 3測謊傳統(tǒng)測謊是在詢問受試者與案情有關(guān)或無關(guān)問題時，記錄其心電、血壓、呼吸等指標(biāo)，實際上是以植物神經(jīng)變化為指標(biāo)，間接判斷心理活動，故假陰性率和假陽性率都很高。而P300則不然，它是以波幅和波面積作為指標(biāo)。可以選用不同內(nèi)容(人物或環(huán)境) 的照片作有關(guān)刺激和無關(guān)刺激組成序列。人對熟知的人或環(huán)境所記錄的電位波幅必然要高，面積也相應(yīng)要增大，而對不熟的人或環(huán)境所記錄的電位波幅必然要低，面積也較小。測謊的目的是判定單個受試者有無謊情，其答案必須是“是”或“否”。根據(jù)受試者的答案和波幅及波面積，判定其是否在撒謊，從而獲得了較高的準(zhǔn)確度。3.8 實驗?zāi)Ｊ?1) Oddball模式Oddball實驗?zāi)Ｊ绞侵覆捎脙煞N或多種不同刺激持續(xù)交替呈現(xiàn)，它們出現(xiàn)的概率顯著不同，經(jīng)常出現(xiàn)的刺激稱為大概率或標(biāo)準(zhǔn)刺激(standard stimuli),偶然出現(xiàn)的稱為小概率或偏差刺激(deviant stimuli)。令被試對偏差刺激進(jìn)行反應(yīng)，因此該偏差刺激稱為靶刺激(Target)或目標(biāo)刺激。這是誘發(fā)P300、MMN等與刺激概率有關(guān)的ERP 成分時常用的經(jīng)典實驗?zāi)Ｊ健?2)Go-Nogo模式兩種刺激的概率相等。令被試反應(yīng)的刺激叫做Go刺激，即靶刺激；不需被試反應(yīng)的刺激叫做Nogo刺激。該模式也叫做Go與Nogo作業(yè)，其特點是排除勒刺激概率對ERP的影響；由于沒有大小概率之分，大大節(jié)省勒實驗時間，這是它突出的優(yōu)點，但也丟失勒因大、小概率差異而產(chǎn)生的ERP成分。(3)跨通路研究模式“跨通路”(Cross-Modal)是指在同一實驗?zāi)Ｊ街胁捎貌煌杏X通路的刺激物，通常為視覺與聽覺刺激，常用于選擇性注意的研究。(4)各種特定認(rèn)知實驗?zāi)Ｊ饺邕\動知覺、記憶、意識研究。4 Net Station的介紹Net Station是Electrical Geodesics, Inc. (EGI)公司推出的完整的軟件包，用于處理EEG（electroencephalography ）和ERP（event-related potential）數(shù)據(jù)。具體來說，主要有以下功能：采集EEG數(shù)據(jù)；對EEG數(shù)據(jù)做各種各樣的操作，主要是ERP的獲得；查看和導(dǎo)航EEG和ERP數(shù)據(jù)。4.1 Net Station Waveform ToolsNet Station Waveform Tools用于對EEG數(shù)據(jù)做不同的操作，從而獲得ERP數(shù)據(jù)。也可以說，Net Station Waveform Tools用于離線(off-line)數(shù)據(jù)處理，去除偽跡和增加ERP的信噪比。4.2 獲取ERP的步驟（1）濾波（Filtering）（2）分段（Segmentation）（3）偽跡檢測（Artifact Detection）（4）壞導(dǎo)替換（Bad Channel Replacement）（5）去除眼電偽跡（Ocular Artifact Removal，OAR）（6）偽跡檢測（Artifact Detection）（7）壞道替換（Bad Channel Replacement）（8）平均疊加（Averaging）（9）平均參照（Average Referencing）（10）基線校正（Baseline Correction）（11） 數(shù)據(jù)提取(Statistic Extraction)5 ERP與常規(guī)EEG及誘發(fā)電位的區(qū)別5.1 ERP信號的優(yōu)勢與缺點 ERP是刺激事件引起的實時腦電波，在時間精度可達(dá)到微秒級。極高的時間分辨率是ERP的主要優(yōu)勢，ERP也可以和行為數(shù)據(jù)，特別是反應(yīng)時間（RT）很好地配合，以研究認(rèn)知加工過程的規(guī)律。 通過疊加技術(shù)獲得的與事件發(fā)生進(jìn)程有鎖時（time-lock）關(guān)系的腦電就稱為事件相關(guān)電位（ERP）。ERP的主要弱點在于低的空間分辨率，ERP在空間上只能達(dá)到厘米級，主要的影響因素是容積導(dǎo)體效應(yīng)與封閉電場問題。另外，ERP只能采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)來實現(xiàn)腦電的源定位，比如偶極子，這種方法的可靠性也是有限的。5.2 ERP與常規(guī)EEG及誘發(fā)電位的區(qū)別 隨著腦電的問世及逐步發(fā)展,人們認(rèn)識到：大腦活動時有生物電伴生，這個腦的生物電可以記錄，腦電活動會因周圍環(huán)境的刺激如聲光而發(fā)生改變，腦電波會因心理活動而改變，盡管還無法判定二者之間的準(zhǔn)確關(guān)系。從信息學(xué)角度分析，EEG并不完全是絕對的“自發(fā)”電位，也含有外來刺激，只不過無法將刺激引起的腦電生理變化之內(nèi)容和意義分辨出來。習(xí)慣上，人們?nèi)詫EG稱為腦的“自發(fā)”電位,其用意是相對于特別安排的刺激引出的電位，后者常被稱作“誘發(fā)”電位。ERP與普通EEG的區(qū)別在于前者是接受特意安排的重復(fù)刺激，經(jīng)平均疊加得到的。 對于誘發(fā)電位而言，其他誘發(fā)電位如視、聽、體感、脊髓誘發(fā)電位、運動誘發(fā)電位等，這些誘發(fā)電位對于研究人腦的高級功能，如知覺、注意、記憶、智能等過程幾乎仍然是無能為力的，因為這些誘發(fā)電位是用單一的固定不變的刺激，并且無須受試者對試驗主動參與。而ERP測試要求受試者一般需意識清醒，不但被動受檢，而且要求他們在一定程度上參與試驗，且必須有兩個以上的刺激組成刺激序列或刺激范型。 必須指出, 雖然ERP已經(jīng)在一定程度上反映了認(rèn)知與電位之間的關(guān)系，但這種成分存在時間仍然很短，不超過一秒，盡管它受認(rèn)知過程的影響，卻并未深入到意識內(nèi)容之中，故仍然只能說它是一個有限的“窗口”。6 腦功能成像EEG/ERP和fMRI6.1腦功能成像腦功能成像是指利用各種成像技術(shù)對大腦功能活動進(jìn)行顯示的過程，包括腦電圖（EEG）、事件相關(guān)電位（ERP）、正電