不同領(lǐng)域ERP研究范式學(xué)習(xí)課程

1、第一節(jié)第一節(jié) 經(jīng)典的經(jīng)典的ERP實(shí)驗(yàn)范式實(shí)驗(yàn)范式經(jīng)典范式經(jīng)典范式1Oddball 一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中隨機(jī)呈現(xiàn)同一感覺(jué)通道的兩種刺激，兩種刺激的概率相差很大。大概率稱為標(biāo)準(zhǔn)刺激（standard stimuli），小概率稱為偏差刺激(deviant stimuli)。如果讓被試對(duì)偏差刺激進(jìn)行反應(yīng)，則偏差刺激成了靶刺激（target）。 Oddball范式應(yīng)用廣泛，是產(chǎn)生P300、MMN等與刺激概率有關(guān)的ERP成分的實(shí)驗(yàn)范式，是學(xué)習(xí)ERP研究與應(yīng)用的入門(mén)課程。 Polich，J. Updating P300: An integrative theory of P3a and P3b，Clinical Ne

2、urophysiology，2007， 118 ： 21282148第1頁(yè)/共66頁(yè)第一頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。P300的名稱的名稱 P300 P3 晚期正成分（late positive component） P3b（Pz） P3a (Fz) 中線位置記錄（Fz, Cz, Pz）第2頁(yè)/共66頁(yè)第二頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第3頁(yè)/共66頁(yè)第三頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。標(biāo)準(zhǔn)刺激標(biāo)準(zhǔn)刺激 靶刺激靶刺激 非靶刺激非靶刺激 刺激缺失刺激缺失A AB B第4頁(yè)/共66頁(yè)第四頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。 A：一系列規(guī)律刺激中，偶然缺失一次刺激。無(wú)刺激也可引起ERP。（研

3、究某些感興趣情況下的習(xí)慣化的腦機(jī)制等。） B：刺激物分為三種，其中一種大概率（70），偏差刺激分為兩種，都是15，被試只對(duì)一種偏差刺激反應(yīng)。（研究某些感興趣情況下的靶與非靶的關(guān)系。）第5頁(yè)/共66頁(yè)第五頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第6頁(yè)/共66頁(yè)第六頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。P300的研究的研究 對(duì)P300成分本身的研究：刺激的概率、辨別難度、間隔時(shí)間、年齡、性別、藥物等因素的影響，P300的腦內(nèi)源。 P300成分的臨床研究：精神病人、多動(dòng)癥患者、酒精成癮第7頁(yè)/共66頁(yè)第七頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。經(jīng)典范式經(jīng)典范式2- Go-Nogoq 兩種刺激的概率相等兩種刺激的概率

4、相等q GoGo刺激刺激令被試反應(yīng)的刺激，即靶刺激令被試反應(yīng)的刺激，即靶刺激 NogoNogo刺刺激激不需被試反應(yīng)的刺激不需被試反應(yīng)的刺激q 特點(diǎn)：排除了刺激概率對(duì)特點(diǎn)：排除了刺激概率對(duì)ERPERP的影響；由于沒(méi)有大小的影響；由于沒(méi)有大小概率之分，大大節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，但也丟掉了因大、概率之分，大大節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，但也丟掉了因大、小概率差異而產(chǎn)生的小概率差異而產(chǎn)生的ERPERP成分。成分。 第8頁(yè)/共66頁(yè)第八頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第二節(jié)第二節(jié) 注意研究的實(shí)驗(yàn)范式注意研究的實(shí)驗(yàn)范式 空間注意空間注意: Cue - Target 雙耳分聽(tīng)雙耳分聽(tīng)第9頁(yè)/共66頁(yè)第九頁(yè)，編輯于星期日：八

5、點(diǎn) 五十一分。1、空間注意、空間注意 空間注意：基于視覺(jué)情景中位置的選擇性注意。 行為研究：有線索提示的反應(yīng)快于無(wú)線索提示的目標(biāo)。注意的早期選擇模型解釋。 但無(wú)法明確地將注意的機(jī)制與信息加工的特定階段相聯(lián)系。第10頁(yè)/共66頁(yè)第十頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。空間線索提示范式空間線索提示范式第11頁(yè)/共66頁(yè)第十一頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。Valid CueInvalidNeutral第12頁(yè)/共66頁(yè)第十二頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。固定注視點(diǎn)固定注視點(diǎn)1400 ms提示箭頭提示箭頭200-500 ms目標(biāo)目標(biāo)50 ms屏蔽屏蔽200 ms(Luck et al.,(Luc

6、k et al.,1994)1994)第13頁(yè)/共66頁(yè)第十三頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。空間注意的一項(xiàng)空間注意的一項(xiàng)ERP研究研究 ERP的高時(shí)間分辨率適合于探索信息加工的階段。 目的：探索空間線索效應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制。 邏輯或假設(shè)：ERP可以提供視覺(jué)系統(tǒng)中早期（感覺(jué)）和晚期（知覺(jué)后和決策）階段的信息加工指標(biāo)，可以探明線索提示的刺激是否表現(xiàn)更快或更強(qiáng)的感覺(jué)反應(yīng)？第14頁(yè)/共66頁(yè)第十四頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： 任務(wù)的范式為Posner的線索提示任務(wù)。 兩種條件：正確提示（目標(biāo)出現(xiàn)在箭頭指示的方向，0.75）；錯(cuò)誤提示（目標(biāo)出現(xiàn)在箭頭指示的反方向，0.25）。 正確提示目

7、標(biāo)更快的反應(yīng)效應(yīng)：如果這種效應(yīng)來(lái)自知覺(jué)過(guò)程，則早期的感覺(jué)相關(guān)的ERP成分出現(xiàn)差異；如果來(lái)自決策或反應(yīng)偏差，則ERP早期成分無(wú)差異，但更長(zhǎng)潛伏期的晚成分有差異。第15頁(yè)/共66頁(yè)第十五頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第16頁(yè)/共66頁(yè)第十六頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。2、雙耳分聽(tīng)、雙耳分聽(tīng) 徹里（Cherry,1953）給被試的兩耳同時(shí)呈現(xiàn)兩種材料，讓被試大聲追隨從一個(gè)耳朵聽(tīng)到的材料，并檢查被試從另一耳所獲得的信息。前者稱為追隨耳，后者稱為非追隨耳。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，被試從非追隨耳得到的信息很少，能分辨是男音或是女音，并且當(dāng)原來(lái)使用的英文材料改用法文或德文呈現(xiàn)時(shí)，或者將課文顛倒時(shí)，被試也很少能夠

8、發(fā)現(xiàn)。第17頁(yè)/共66頁(yè)第十七頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。(Chrry, 1953)第18頁(yè)/共66頁(yè)第十八頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。一項(xiàng)聽(tīng)覺(jué)選擇性注意的一項(xiàng)聽(tīng)覺(jué)選擇性注意的ERP研究研究 研究問(wèn)題：注意操作發(fā)生于早期階段（知覺(jué)）還是晚期階段（決策、記憶及行為輸出）？ 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 某些實(shí)驗(yàn)分組中，要求被試注意左耳，在其他實(shí)驗(yàn)分組則要求被試注意右耳，然后給予一系列快速的脈沖式短聲，每只耳刺激數(shù)各一半，為了在兩耳間易于區(qū)分，每只耳的音調(diào)不同。要求被試監(jiān)聽(tīng)注意的耳，聲調(diào)稍高一點(diǎn)的變異短聲為靶，注意到靶時(shí)按鍵。第19頁(yè)/共66頁(yè)第十九頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第20頁(yè)/共66頁(yè)第二

9、十頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。 注意左的實(shí)驗(yàn)分組中的左非靶與注意右的實(shí)驗(yàn)分級(jí)中同樣的左非靶的比較。第21頁(yè)/共66頁(yè)第二十一頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第三節(jié)第三節(jié) 知覺(jué)的實(shí)驗(yàn)范式知覺(jué)的實(shí)驗(yàn)范式 雙穩(wěn)態(tài)知覺(jué)（bistable perception）第22頁(yè)/共66頁(yè)第二十二頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。 可能的解釋?zhuān)?自下而上加工（bottom-up） 自上而下加工 (top-down)第23頁(yè)/共66頁(yè)第二十三頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。任務(wù)范式一任務(wù)范式一第24頁(yè)/共66頁(yè)第二十四頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。任務(wù)范式二任務(wù)范式二第25頁(yè)/共66頁(yè)第二十五頁(yè)，編輯

10、于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第26頁(yè)/共66頁(yè)第二十六頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第27頁(yè)/共66頁(yè)第二十七頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第28頁(yè)/共66頁(yè)第二十八頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。錯(cuò)覺(jué)實(shí)驗(yàn)范式一錯(cuò)覺(jué)實(shí)驗(yàn)范式一第29頁(yè)/共66頁(yè)第二十九頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。錯(cuò)覺(jué)實(shí)驗(yàn)范式二錯(cuò)覺(jué)實(shí)驗(yàn)范式二第30頁(yè)/共66頁(yè)第三十頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第四節(jié)第四節(jié) 記憶的實(shí)驗(yàn)范式記憶的實(shí)驗(yàn)范式 典型的三級(jí)加工模型典型的三級(jí)加工模型第31頁(yè)/共66頁(yè)第三十一頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。 工作記憶（Baddeley等）第32頁(yè)/共66頁(yè)第三十二頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn)

11、 五十一分。一、工作記憶的實(shí)驗(yàn)范式一、工作記憶的實(shí)驗(yàn)范式1 1、雙任務(wù)范式、雙任務(wù)范式 重復(fù)敲擊（控制條件） 隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生 以順時(shí)針?lè)较虬匆粋€(gè)鍵盤(pán)上的鍵 迅速重復(fù)詞語(yǔ)或數(shù)字（1、3、5）第33頁(yè)/共66頁(yè)第三十三頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。 2、N-back范式 n-back范式要求被試者將剛剛出現(xiàn)過(guò)的刺激與前面第n個(gè)刺激相比較，通過(guò)控制當(dāng)前刺激與目標(biāo)刺激間隔的刺激個(gè)數(shù)來(lái)操縱負(fù)荷。當(dāng)n=1時(shí)，要求被試者比較當(dāng)前刺激和與它相鄰的前一個(gè)刺激 。刺激材料：字母、單詞、空間位置等。 該范式的優(yōu)點(diǎn)在于將任務(wù)設(shè)計(jì)成在工作記憶上施加一連續(xù)的、參數(shù)可變的負(fù)荷，而其他任務(wù)需要保持恒定。 第34頁(yè)/共66頁(yè)

12、第三十四頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第35頁(yè)/共66頁(yè)第三十五頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。3、連續(xù)刷新任務(wù) 在屏幕中央逐個(gè)呈現(xiàn)一系列字母、數(shù)字等，系列長(zhǎng)度從3個(gè)項(xiàng)目到8個(gè)項(xiàng)目隨機(jī)，讓被試在每一系列結(jié)束時(shí)，報(bào)告此系列的最后3個(gè)項(xiàng)目。第36頁(yè)/共66頁(yè)第三十六頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。MKLinput注視點(diǎn)呈現(xiàn)38個(gè)字母輸入屏幕空屏記憶刷新任務(wù)范式第37頁(yè)/共66頁(yè)第三十七頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。A. Study Phase(A. Study Phase(14 faces, SOA 3s, duration 1s14 faces, SOA 3s, duration 1

13、s) ) B. Test Phase (B. Test Phase (28 faces, repeated 50%, 28 faces, repeated 50%, SOA 3.2s, duration 1sSOA 3.2s, duration 1s) ) 二、經(jīng)典的學(xué)習(xí)再認(rèn)范式二、經(jīng)典的學(xué)習(xí)再認(rèn)范式第38頁(yè)/共66頁(yè)第三十八頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。理理張張理理舒舒TimeTimeLearning Learning StageStageTestTestStageStageOldOldNewNew1 1st st PresentPresent第39頁(yè)/共66頁(yè)第三十九頁(yè)，編輯于星期日：

14、八點(diǎn) 五十一分。例例：Examining the neural basis of episodic memory: ERP evidence that faces are recollected differently from names 問(wèn)題提出：反映再認(rèn)記憶有兩個(gè)指標(biāo)：記起和熟悉性。已有的ERP研究表明，與再認(rèn)記憶有關(guān)的兩個(gè)成分：早期（300500ms）的中部額區(qū),稍晚的（500700ms）左側(cè)頂區(qū)的新舊效應(yīng)。后者反映了再認(rèn)中的記起（recollection），但對(duì)前者的解釋存在爭(zhēng)議（概念啟動(dòng)，熟悉性？）。已有比較面孔與名字的研究沒(méi)有保證二者在編碼階段的一致性，從而無(wú)法排除編碼效應(yīng)。本研

15、究考察面孔與詞語(yǔ)材料線索的回憶是否具有不同的神經(jīng)基礎(chǔ)。第40頁(yè)/共66頁(yè)第四十頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)第41頁(yè)/共66頁(yè)第四十一頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。 為排除可能的影響因素，對(duì)面孔的進(jìn)行選擇和處理。 年輕的白人，無(wú)飾物、眼鏡或面毛；去除照片背景、頭發(fā)和耳朵；大小、亮度、顏色相同；黑色背景呈現(xiàn)第42頁(yè)/共66頁(yè)第四十二頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。實(shí)驗(yàn)程序?qū)嶒?yàn)程序 18學(xué)習(xí)測(cè)驗(yàn)blocks（學(xué)習(xí)：12對(duì)；測(cè)試：6張舊面孔，6個(gè)舊名字，3張新面孔，3個(gè)新名字） 學(xué)習(xí)與測(cè)驗(yàn)間隔時(shí)間被試自己掌握；每個(gè)trials中男性與女性面孔，男性與女性名字相等；刺激輪轉(zhuǎn)，

16、使其有均等機(jī)會(huì)成為測(cè)驗(yàn)階段的新刺激。每個(gè)Block內(nèi)的刺激順序隨機(jī)化。 學(xué)習(xí)階段，判斷面孔與名字是否合適；測(cè)驗(yàn)階段，判斷刺激是新的還是舊的，如果判斷為舊的，則需要進(jìn)一步的反應(yīng)判斷，即記起還是熟悉。第43頁(yè)/共66頁(yè)第四十三頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。數(shù)據(jù)記錄與分析數(shù)據(jù)記錄與分析 62導(dǎo)，國(guó)際1020系統(tǒng)電極排列，參考電極Cz和CPz；阻抗低于5千歐，帶通0.140Hz;采樣率250Hz,分析時(shí)窗100ms至刺激后2000ms。 分析比較四種條件：面孔擊中，面孔正確否定，名字擊中，名字正確否定。 電極位置：額區(qū)（F1/3/5/2/4/6），頂區(qū)（P1/3/5/2/4/6）。 分析時(shí)窗：10

17、0-300,300-500,500-700300-500,500-700,700-900. 多元方差分析：新舊左右半球定位（額區(qū)和頂區(qū)）位置（上、中、下）。第44頁(yè)/共66頁(yè)第四十四頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分?？偲骄鶊D總平均圖第45頁(yè)/共66頁(yè)第四十五頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。地形圖分析地形圖分析第46頁(yè)/共66頁(yè)第四十六頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。結(jié)論結(jié)論 面孔提取線索與前區(qū)新/舊效應(yīng)和晚期的右前額有關(guān)，而名字線索與中部額區(qū)及左側(cè)頂區(qū)效應(yīng)有關(guān)。研究的結(jié)果證明回憶面孔與名字可能涉及不同的認(rèn)知操作。第47頁(yè)/共66頁(yè)第四十七頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。 提示：提示： 列

18、舉上述研究時(shí)，并沒(méi)有詳細(xì)提及行為指標(biāo)的結(jié)果。 行為指標(biāo)也很重要，最好能結(jié)合起來(lái)解釋?zhuān)绻袨橹笜?biāo)與ERP指標(biāo)效應(yīng)一致，更能說(shuō)明問(wèn)題。第48頁(yè)/共66頁(yè)第四十八頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。 第六節(jié)第六節(jié) 語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)范式語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)范式 人類(lèi)是如何從各種聲音中識(shí)別語(yǔ)言的？ 從很小的時(shí)候起，人類(lèi)就能學(xué)習(xí)和使用語(yǔ)言，他（或她）是怎么實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程的？ 語(yǔ)言的心理加工過(guò)程是如何進(jìn)行的？ 失語(yǔ)癥的產(chǎn)生原因是什么？ 第49頁(yè)/共66頁(yè)第四十九頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。一、與語(yǔ)言有關(guān)的一、與語(yǔ)言有關(guān)的ERP成分成分第50頁(yè)/共66頁(yè)第五十頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。三、語(yǔ)言有關(guān)的三、語(yǔ)言有關(guān)的ER

19、P研究研究1 ERP與語(yǔ)言知覺(jué)失匹配負(fù)波（Mismatch negativity, MMN） Oddball范式，聽(tīng)覺(jué)刺激。偏差刺激出現(xiàn)后100200ms的負(fù)波，額區(qū)頭皮分布，腦內(nèi)源為初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層和額葉。 在被試看電影、閱讀、睡覺(jué)或昏迷時(shí)也能記錄到。第51頁(yè)/共66頁(yè)第五十一頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。運(yùn)用運(yùn)用MMN的語(yǔ)言知覺(jué)研究的語(yǔ)言知覺(jué)研究 Ntnen et al. (1997) 被試：土生土長(zhǎng)的愛(ài)沙尼亞人和法國(guó)人。 刺激：不同的愛(ài)沙尼亞元音字母（S：e；D：, , o, e/） 結(jié)果：愛(ài)沙尼亞人，四種偏差刺激都誘發(fā)MMN；法國(guó)人， 誘發(fā)MMN明顯更小。 解釋?zhuān)赫Z(yǔ)言經(jīng)驗(yàn)影響前注意水平

20、的聽(tīng)覺(jué)語(yǔ)言知覺(jué)。第52頁(yè)/共66頁(yè)第五十二頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。對(duì)頻率不同刺激的反應(yīng)對(duì)頻率不同刺激的反應(yīng)第53頁(yè)/共66頁(yè)第五十三頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第54頁(yè)/共66頁(yè)第五十四頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。2 2 單詞與句子理解中的單詞與句子理解中的ERPERP成分成分 （1）語(yǔ)義加工：N400 N400是負(fù)走向波，潛伏期在300-500ms，右側(cè)中央?yún)^(qū)最大，但受刺激材料與通道影響，腦內(nèi)源為前顳葉?！癗400效應(yīng)”是指兩種條件（如語(yǔ)義反常與規(guī)范，不相關(guān)與相關(guān)等）下的N400差異波。 通常認(rèn)為N400反映了從語(yǔ)義上將刺激整合到先行背景的難度。第55頁(yè)/共66頁(yè)第五十

21、五頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第56頁(yè)/共66頁(yè)第五十六頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。 誘發(fā)誘發(fā)N400N400的實(shí)驗(yàn)范式：的實(shí)驗(yàn)范式： 句尾畸義詞（經(jīng)典范式）。 相關(guān)詞與無(wú)關(guān)詞（講述故事，清洗危險(xiǎn)）。 新詞與舊詞。 文字與非文字符號(hào)。 圖片命名。 （羅躍嘉，2010,事件相關(guān)電位原理與技術(shù)）第57頁(yè)/共66頁(yè)第五十七頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。第58頁(yè)/共66頁(yè)第五十八頁(yè)，編輯于星期日：八點(diǎn) 五十一分。 （2）句法加工 左前額負(fù)波（left anterior negativity，LAN） 存在兩個(gè)LAN，一個(gè)是早期的左前額負(fù)波（ELAN），出現(xiàn)于刺激后100200ms;另一個(gè)產(chǎn)生于刺激后300500ms。 ELA