事件相關(guān)電位原理與技術(shù)課件

事件相關(guān)電位原理與技術(shù)事件相關(guān)電位原理與技術(shù)第一章事件相關(guān)電位（ERPs）的發(fā)展與基礎(chǔ)

人腦在自然狀態(tài)下產(chǎn)生的腦電為自發(fā)電位，EEG，是ERP產(chǎn)生的基礎(chǔ)事件相關(guān)電位原理與技術(shù)ERP的發(fā)展簡史1）1929年，HansBerger證明可以用放在頭皮上的電極測量人腦的電活動（EEG---腦電圖）2）幾年后（1935年左右），人們開始承認(rèn)EEG確實(shí)存在3）接下來的幾十年里，EEG被證明在科學(xué)領(lǐng)域和臨床應(yīng)用中都是非常有用的（缺陷---難以從EEG中將個(gè)別的神經(jīng)-認(rèn)知過程分離出來）4）提取出ERP---用簡單的平均技術(shù)（包括更高級的技術(shù)）從EEG中提取出特異性反應(yīng)5）1935-1936首次獲得清醒人類感覺ERP的明確記錄6）二戰(zhàn)期間（1939-1945）ERP工作不多7）19世紀(jì)50年代ERP再次興起（主要集中于研究感覺）8）

現(xiàn)代ERP的研究始于1964年，第一個(gè)認(rèn)知ERP成分---CNV（P3）9）1965-1980集中研究ERP的成分識別、對認(rèn)知實(shí)驗(yàn)ERP記錄與分析的方法上10）ERP的普及：不算昂貴的計(jì)算機(jī)的引入；認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的全面探索（ERPs具有血流動力學(xué)所缺乏的高時(shí)間分辨率，是PET和fMRI的重要補(bǔ)充事件相關(guān)電位原理與技術(shù)ERP定義1.EP廣義定義：凡是外加一種特定的刺激作用于機(jī)體，在給與或撤銷刺激時(shí)，在神經(jīng)系統(tǒng)任何部位引起的電位變化。2.EP的狹義定義：凡是外加一種特定的刺激，作用于感覺系統(tǒng)或腦的莫一部位，給與或撤銷刺激時(shí)，在腦區(qū)引起的電位變化。3.ERP的定義：當(dāng)外加一種特定的刺激，作用于感覺系統(tǒng)或腦的某一部位，在給與或撤銷刺激時(shí)，或當(dāng)某種心理因素出現(xiàn)時(shí)，在腦區(qū)引起的電位變化。事件相關(guān)電位原理與技術(shù)ERP優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)1.時(shí)間分辨率高2.ERP測量的是從刺激到反應(yīng)的連續(xù)過程3.ERP可以實(shí)時(shí)地測量沒有行為反應(yīng)的認(rèn)知加工4.具有腦自動加工的指標(biāo)，MMN是人腦對外界變化進(jìn)行自動加工的指標(biāo)5.ERP價(jià)位低，設(shè)備簡單，對環(huán)境要求不高6.無創(chuàng)性1.空間分辨率不高原因：顱骨不均且有個(gè)體差異容積導(dǎo)體效應(yīng)在某個(gè)記錄到的電變化并不意味著電變化就發(fā)生在這個(gè)部位腦電源間電場開放性的差異直接影響所記錄ERP大小ERP主要來源于錐體細(xì)胞層的突觸后電位，而實(shí)際心理活動不會只局限在錐體細(xì)胞層。事件相關(guān)電位原理與技術(shù)ERP的形成原理?xiàng)l件：一是神經(jīng)元的電活動要同步二是各個(gè)神經(jīng)元的電活動形成的電場方向要一致突觸前電位：頻率過快，持續(xù)時(shí)間過短突觸后電位：變化較慢，容易同步總和形成頭皮電位皮質(zhì)內(nèi)外錐體細(xì)胞層具有比較典型的開放電場結(jié)構(gòu)封閉電場方向相反，電位相消，總和接近為零。開放電場方向一致事件相關(guān)電位原理與技術(shù)第二章ERP記錄與提取得基本原理與方法事件相關(guān)電位原理與技術(shù)腦電記錄及其技術(shù)原理1.晶體管的放大作用事件相關(guān)電位原理與技術(shù)一、電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù)又稱增益。電壓放大倍數(shù)一般是指對異相信號的電壓放大倍數(shù)。單位分貝dB放大倍數(shù)制約因素：放大器的截至范圍的限制，等于或大于放大器截止幅度的信號將不分大小一律變成同一波幅，削頂式失真，即為溢出；A/D轉(zhuǎn)換器輸入幅度范圍的限制事件相關(guān)電位原理與技術(shù)二、輸入阻抗、輸入回路與輸出阻抗放大器的輸入阻抗與信號源的內(nèi)阻形成分壓關(guān)系，放大器的輸入阻抗越大，這個(gè)回路的I越小，U信號源越小，U放大器輸入阻抗越大，越接近信號源的電壓，使放大器對輸入信號的影響越小。R大于100MΩ解決市電干擾降低頭皮電阻Ra1.利用放大器的濾波器來削弱噪聲。多數(shù)ERP實(shí)驗(yàn)關(guān)心的是30Hz以下的頻段組成的，因此可以濾除所有超過30Hz的活動2.讓被試身處電屏蔽室使噪聲最小化。事件相關(guān)電位原理與技術(shù)輸出阻抗

放大器的輸出阻抗越小，回路電流愈大，負(fù)載電壓越大，越接近放大器輸出電壓的信號。事件相關(guān)電位原理與技術(shù)共模抑制比

事件相關(guān)電位原理與技術(shù)隔離使被試機(jī)體與大地隔離的一種安全措施。1.前置放大器與后置主放大器之間有隔離電阻2.使用隔離型的電源變壓器人不能接地！事件相關(guān)電位原理與技術(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)換將模擬量變成數(shù)字量的過程稱為A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)過轉(zhuǎn)換的數(shù)字量立即一個(gè)個(gè)進(jìn)入計(jì)算機(jī)存儲，又稱計(jì)算機(jī)采樣。1.采樣精度———ERP的波幅分辨率AR轉(zhuǎn)換精度單位bit,分辨率為IR輸入電壓Ad放大倍數(shù)2.采樣速度———時(shí)間分辨率總采樣頻率=（頻率/導(dǎo)）*導(dǎo)數(shù)事件相關(guān)電位原理與技術(shù)陷波功能

去除50Hz市電事件相關(guān)電位原理與技術(shù)導(dǎo)聯(lián)方法事件相關(guān)電位原理與技術(shù)事件相關(guān)電位原理與技術(shù)事件相關(guān)電位原理與技術(shù)ERP提取過程和原理1.參考電極轉(zhuǎn)換2.刪除壞區(qū)導(dǎo)有的導(dǎo)信號失真過于嚴(yán)重，可通過編程由計(jì)算機(jī)識別與刪除3.排除眨眼偽跡眼電包含眨眼電位和眼動，眼動電位比眨眼電位小得多。對眨眼偽跡的校正：記錄EEG的同時(shí)以相同的濾波參數(shù)記錄垂直眼電求出每個(gè)EEG導(dǎo)所含的VEOG與VEOG導(dǎo)所記錄的VEOG的比值，即個(gè)導(dǎo)的傳播系數(shù)，從各導(dǎo)連中按其傳播系數(shù)減去其VEOG。也可以用PCA與ICA校正眨眼偽跡4.分段與分類事件相關(guān)電位原理與技術(shù)

事件相關(guān)電位原理與技術(shù)事件相關(guān)電位原理與技術(shù)事件相關(guān)電位原理與技術(shù)7.總平均對同一種條件下的全部被試的ERP在進(jìn)行一次平均。8.可選擇的數(shù)據(jù)處理方法：合并行為數(shù)據(jù)導(dǎo)EEG連續(xù)記錄中基線校正直流漂移校正潛伏期變異校正消除撤反應(yīng)數(shù)字濾波平滑化事件相關(guān)電位原理與技術(shù)參考電極單耳參考轉(zhuǎn)換為雙耳參考事件相關(guān)電位原理與技術(shù)事件相關(guān)電位原理與技術(shù)ERP主要成分及命名（-）按順序命名正波名為P，負(fù)波名為N，其后標(biāo)出出現(xiàn)的序。在刺激固定的情況下，ERP的波數(shù)和順序是相對固定的，因而各個(gè)波可以按照其順序命名。這時(shí)，（AEP的早成分被命名為I、II、III、V、VI、VIII；中成分被命名為No、Po、Na、Pa、Nb；晚成分被命名為P1、N1、P2、N2、P3（二）按潛伏期命名正波名為P，負(fù)波名為N，其后標(biāo)出潛伏期。例如，270ms左右出現(xiàn)的正波記為P270；上列P1、N1、P2、N2、P3又分別被稱為P100、N100、P200、N200、P30慢波則按照正、負(fù)分為正慢波（positiveslowwave，Psw）和負(fù)慢波（negativeslowwave，Nsw）。潛伏期命名法可用于命名一個(gè)時(shí)間范圍的波，如P20-50，N300500；也可用于命名潛伏期為負(fù)（發(fā)生在刺激或反前）的波，如N-90。新發(fā)現(xiàn)的成分最好按潛伏期命名。（三）按功能意義命名有些成分的意義相對明確，可按其意義命名，如失匹配負(fù)波（mismatchnegativi-ty，MMN）、加工負(fù)波（processingnegativity，PN）、預(yù)備電位（readinesspotential，RP）等。事件相關(guān)電位原理與技術(shù)ERP研究分類1.按感覺通路分聽覺誘發(fā)電位AEP，視覺誘發(fā)電位，體感覺誘發(fā)電腦……2.按潛伏期分早成分，中成分，晚成分和慢波。如AEP10ms為早成分，含7-8個(gè)波，系由腦干產(chǎn)生，III……10-50ms為中成分，含5個(gè)波No，Po，Na……50-500ms為晚成分，含5個(gè)主要的波P1，N1……事件相關(guān)電位原理與技術(shù)1.成分與波的概念并不相同，同一個(gè)腦內(nèi)加工產(chǎn)生的一個(gè)波稱為一個(gè)成分，一個(gè)ERP的波動為一個(gè)波，同一個(gè)ERP成分的主要特征應(yīng)該是腦內(nèi)源相同，組成腦內(nèi)源的各神經(jīng)元的活動相同，頭皮分布相同。2.區(qū)分兩個(gè)波是否為同一成分？一是電位變化對實(shí)驗(yàn)自變量的反應(yīng)；二是頭皮分布