事件相关电位(Event Related Potentials, ERPs)是一种特殊的脑诱发电位,通过有意地赋予刺激以特殊的心理意义,利用多个或多样的刺激所引起的脑的电位。它反映了认知过程中大脑的神经电生理的变化,也被称为认知电位,也就是指当人们对某课题进行认知加工时,从头颅表面记录到的脑电位。
经典的ERP主要成分包括P1、N1、P2、N2、P3,其中前三种称为外源性成分,而后两种称为内源性成分。这几种成分的主要特点是:首先不仅仅是大脑单纯生理活动的体现,而且反映了心理活动的某些方面;其次,它们的引出必须要有特殊的刺激安排,而且是两个以上的刺激或者是刺激的变化。其中P3是ERP中最受关注和研究的一种内源性成分,在某种程度上,P3就成了ERP的代名词。
广义上讲,ERPs尚包括N4(N400)、失匹配阴性波(Mismatch Negativity,MMN)、伴随负反应(Contigent Negative Variaeion,CNV)等。
事件相关电位属于长潜伏期诱发电位,测试时一般要求被试者清醒,并在一定程度上参与其中。引出ERPs的刺激是按研究目的不同编制而成的不同刺激序列,包括两种及两种以上的刺激,其中一个刺激与标准刺激产生偏离,以启动被试的认知活动过程。如果由阳性的物理刺激启动,除了由认知活动产生的内源性成分,尚包括外源性刺激相关电位;如由阴性刺激来启动心理活动过程,则引出由认知加工而产生的内源性成分。
P3为ERPs中重要的内源性成分,现时对它的研究最为广泛。事件相关电位的另一内源性成分N2为刺激以后200毫秒左右出现的负向波,反映大脑对刺激的初步加工,该波并非单一成分,而是一复合波,由N2a和N2b两部分组成,N2a不受注意的影响,反映对刺激物理特性的初步加工。
刺激模式:刺激模式的设置是研究ERPs的关键,要求根据研究目的不同设计不同的刺激模式,包括两种及以上不同概率的刺激序列,并以特定或随机方式出现。包括视觉刺激模式、听觉刺激模式、躯体感觉刺激模式。听觉刺激模式包括三类:1.随机作业(欧德宝范式);2.双随机作业;3.选择注意。欧德宝范式(oddball paradigm):通过耳机同步给高调、低调纯音,低概率音作为靶刺激,诱发ERPs。通常靶刺激概率为10—30%,非靶概率70一90%,刺激间隔多采用1.5—2秒,刺激持续时间通常为40—80毫秒,反应方式为默数靶信号出现次数或按键反应。
影响事件相关电位的因素:
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,波幅减小。一般靶刺激与非靶刺激的比例为20:80;刺激的时间间隔:间隔越长,P3波幅越高;刺激的感觉通道:听、视、体感感觉通道皆可引出ERPs,但其潜伏期及波幅不尽相同。
2. 心理因素
事件相关电位检测过程中一般要求被试者主动参与,因而被试者的觉醒状态、注意力是否集中皆可影响结果。另外,由于被试者只有识别靶刺激并作出反应才能诱发出ERPs成分,因此,作业难度对测试结果也有影响,难度加大时,波幅降低,潜伏期延长。
3. 生理因素
年龄:不同年龄P3的波幅及潜伏期不同。潜伏期与年龄呈正相关,随年龄增加而延长,而波幅与年龄呈负相关。在儿童及青少年,波幅较高;分布:ERPs各成分有不同的头皮分布。
对于ERP成分的解读:
P是positive,即正成分。所以,P300,是指出现在300毫秒左右的一个正成分;
N是negative,即负成分,所以,N400是指出现在400毫秒左右的一个负成分。
P和N的确定是按照波段的走向定义的,P是指由负极点到正极点的波段,N是指正极点到负极点的波段。
需要指明的一点就是,成分的命名有两种方式,一是按照成分出现的时间点命名,比如N400;二是按照成分出现的顺序命名,如P1,即出现的第一个正成分,具体位置在100毫秒左右。现在,更多的研究者倾向于后者命名方法,因为有特殊情况的存在,比如上图P3,是出现的第三个正成分,但出现的时间点接近于400毫秒,若按照时间点命名,就该为P400,这显然与常理不符。
经典的ERP主要成分包括P1、N1、P2、N2、P3,其中前三种称为外源性成分,而后两种称为内源性成分。这几种成分的主要特点是:首先不仅仅是大脑单纯生理活动的体现,而且反映了心理活动的某些方面;其次,它们的引出必须要有特殊的刺激安排,而且是两个以上的刺激或者是刺激的变化。其中P3是ERP中最受关注和研究的一种内源性成分,在某种程度上,P3就成了ERP的代名词。
广义上讲,ERPs尚包括N4(N400)、失匹配阴性波(Mismatch Negativity,MMN)、伴随负反应(Contigent Negative Variaeion,CNV)等。
事件相关电位属于长潜伏期诱发电位,测试时一般要求被试者清醒,并在一定程度上参与其中。引出ERPs的刺激是按研究目的不同编制而成的不同刺激序列,包括两种及两种以上的刺激,其中一个刺激与标准刺激产生偏离,以启动被试的认知活动过程。如果由阳性的物理刺激启动,除了由认知活动产生的内源性成分,尚包括外源性刺激相关电位;如由阴性刺激来启动心理活动过程,则引出由认知加工而产生的内源性成分。
P3为ERPs中重要的内源性成分,现时对它的研究最为广泛。事件相关电位的另一内源性成分N2为刺激以后200毫秒左右出现的负向波,反映大脑对刺激的初步加工,该波并非单一成分,而是一复合波,由N2a和N2b两部分组成,N2a不受注意的影响,反映对刺激物理特性的初步加工。
刺激模式:刺激模式的设置是研究ERPs的关键,要求根据研究目的不同设计不同的刺激模式,包括两种及以上不同概率的刺激序列,并以特定或随机方式出现。包括视觉刺激模式、听觉刺激模式、躯体感觉刺激模式。听觉刺激模式包括三类:1.随机作业(欧德宝范式);2.双随机作业;3.选择注意。欧德宝范式(oddball paradigm):通过耳机同步给高调、低调纯音,低概率音作为靶刺激,诱发ERPs。通常靶刺激概率为10—30%,非靶概率70一90%,刺激间隔多采用1.5—2秒,刺激持续时间通常为40—80毫秒,反应方式为默数靶信号出现次数或按键反应。
影响事件相关电位的因素:
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,波幅减小。一般靶刺激与非靶刺激的比例为20:80;刺激的时间间隔:间隔越长,P3波幅越高;刺激的感觉通道:听、视、体感感觉通道皆可引出ERPs,但其潜伏期及波幅不尽相同。
2. 心理因素
事件相关电位检测过程中一般要求被试者主动参与,因而被试者的觉醒状态、注意力是否集中皆可影响结果。另外,由于被试者只有识别靶刺激并作出反应才能诱发出ERPs成分,因此,作业难度对测试结果也有影响,难度加大时,波幅降低,潜伏期延长。
3. 生理因素
年龄:不同年龄P3的波幅及潜伏期不同。潜伏期与年龄呈正相关,随年龄增加而延长,而波幅与年龄呈负相关。在儿童及青少年,波幅较高;分布:ERPs各成分有不同的头皮分布。
对于ERP成分的解读:
P是positive,即正成分。所以,P300,是指出现在300毫秒左右的一个正成分;
N是negative,即负成分,所以,N400是指出现在400毫秒左右的一个负成分。
P和N的确定是按照波段的走向定义的,P是指由负极点到正极点的波段,N是指正极点到负极点的波段。
需要指明的一点就是,成分的命名有两种方式,一是按照成分出现的时间点命名,比如N400;二是按照成分出现的顺序命名,如P1,即出现的第一个正成分,具体位置在100毫秒左右。现在,更多的研究者倾向于后者命名方法,因为有特殊情况的存在,比如上图P3,是出现的第三个正成分,但出现的时间点接近于400毫秒,若按照时间点命名,就该为P400,这显然与常理不符。
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