脑事件相关电位与知觉过程
大脑高级功能事件相关电位检查解读
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认知事件相关电位p300与儿童青少年工作记忆的发展
认知事件相关电位p300与儿童青少年工作记忆的发展
认知事件相关电位p300是一种表征认知过程的生物电信号，
代表了注意力和认知资源的分配。
一般来说，当在识别特定的刺激时，这种事件相关电位会出现。
从儿童青少年的研究角度来看，p300反应是一个重要的研究指标，它可以用来衡量儿
童青少年的认知能力，对他们的工作记忆发展有着重要的影响。
工作记忆是人类认知系统中的一个重要组成部分，负责处理短期记忆和任务相关的信息，并进行操作和调节。
工作记忆的成熟对于儿童青少年的学习和智力发展非常重要。
当孩子们长大时，他们的工作记忆将变得更为复杂和有效。
这正是我们可以通过测量p300反应来研究的领域之一。
研究表明，儿童的p300反应比成年人要弱。
随着年龄的增长，p300反应逐渐增强，达到成年人的水平。
这一现象被认为是
由于儿童青少年的神经系统尚未完全发育所导致的。
在青少年期，p300反应有一个明显的增强阶段，这也可能是由于神经
系统的进一步发展。
除了年龄，其他影响p300反应的因素还包括遗传和环境因素。
例如，研究人员发现，婴儿在接受了数个月的音乐训练后，他们在p300测量中的反应更为显著。
这表明了儿童青少年的认
知能力对于环境的引导是非常敏感的。
通过研究p300反应，我们可以了解到工作记忆随着发育而变
得更加发达。
同时，这种研究还有助于我们更好地了解记忆和
认知的相关过程，这对于未来的学习、工作和日常生活具有重要的意义。
事件相关电位
►ERPs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。
►刺激的性质、内容和编排按研究目的不同编制多样， 目的是启动被试认知过程的参与； ►ERPs是一种特殊的诱发电位，属于近场电位（nearfield potentials -- 记录电极位置距活动的神经结构较 近）；
►跨通道研究模式
“跨通路”（Cross-Modal）是指在同一实验模 式中采用不同感觉通路的刺激物，通常为视觉 与听觉刺激，常用于选择性注意的研究。
►特定认知实验模式
如运动知觉、记忆、意识研究。
►非特定认知实验模式
如心算（连续心算、选择心算、简单心算）。
实验流程
ERPs的分析应注意：每个步骤要根据具体的实验设计和 要求去设置参数，要理解基本的参数设置原理，以满足 不同的研究目的，而不能“傻瓜”分析。
事件相关电位（ERP）的基本原理
► EEG对ERPs的淹没
一次刺激诱发的ERP的波幅约2～10mV，比自发电位（EEG） 小得多，淹没在EEG中，两者构成小信号与大噪音的关系，因 此无法测量，无法研究。
► 叠加平均基本原理(ERP波形恒定、潜伏期恒定)
为了从EEG中提取出ERP，需对被试者施以多次重复刺激 “S”。将每次刺激产生的含有ERP的EEG加以叠加与平均。由 于作为ERP背景的EEG波形与刺激间无固定的关系，而其中所 含之ERP波形在每次刺激后是相同的，且ERP波形与刺激间的 时间间隔（潜伏期）是固定的，经过叠加，ERP与叠加次数成 比例的增大，而EEG则按随机噪音方式加和。
事件相关电位（ERP）的特点
►ERPs不像普通诱发电位记录神经系统对刺激本身产 生的反应，而是大脑对刺激带来的信息引起的反应。 是在注意的基础上，与识别、比较、判断、记忆、决 断等心理活动有关，反映了认知过程中大脑的神经电 生理改变，是了解大脑认知功能活动的“窗口”。
事件相关电位
一、基本原理
二、设备介绍
主讲人：廖小梅
• 1、是什么？
• 2、做什么？ • 3、怎么做？
大脑皮层的基本结构
• 大脑表面被中央沟、顶枕裂及大脑外侧裂分成额 叶、顶叶、枕叶和颞叶
大脑皮层神经细胞构成
• 新皮层则形成一定的层次，每一层主要由形态相 似的细胞聚集而成，一般可分为6层，由外向内 分别为：（1）分子层；（2）外颗粒层；（3） 外锥体细胞层；（4）内颗粒层；（5）内锥体 细胞层；（6）多形细胞层
• 活的人脑（身体其它部位也一样）总会不断放电，称为 脑电（EEG），但成分复杂而不规则。正常的自 发脑电一般处于几微伏到75微伏之间。 • 而由心理活动所引起的脑电比自发脑电更弱，一 般只有2到10微伏，通常淹埋在自发电位中。所 以ERP需要从EEG中提取。 • 通过叠加技术获得的与事件发生进程有锁时 （time-lock）关系的脑电就称为事件相关电位 （ERP）
脑诱发电位的特征和产生机制
• 诱发电位（EP，evoked potentials）记录的是 神经系统对刺激本身产生的反应，因此，按刺激 的种类可以分为听觉诱发电位、视觉诱发电位和 体感诱发电位，也有嗅觉和味觉等诱发电位。
三个概念的区别与联系
• EEG（electroencephalography) :脑电图，由脑 电仪直接记录到的电位与时间的相互关系的平面 图。 • EP (evoked potentials)：神经系统对刺激本身产 生的反应。（普通的诱发电位） • ERP (event-related potentials)：既与刺激的物 理属性相关又与心理因素相关。
名词来源
原称：诱发（脑）电位，强调刺激引起，针对“自发电位”而 言。Evoked（Brain）Potentials = EP
事件相关电位简介
一、ERP 原理及提取技术 活的人脑总会不断放电，称为脑电（electroencephalogram ，EEG ），但成分复杂而不规则。
正常的自发脑电一般处于几微伏到75微伏之间。
而由心理活动所引起的脑电比自发脑电更弱，一般只有2到10微伏，通常淹埋在自发电位中。
所以ERP 需要从EEG 中提取。
1.1 开放电场 脑电（EEG ）是由于皮质大量神经组织的突触后电位同步总和而成，而单个神经元电活动非常微小，不能在头皮记录到，只有神经元群的同步放电才能记录到。
这种脑组织神经元排列方向一致的情况，构成所谓的开放电场（open field ），反之则是方向不一致相互抵消的封闭电场（closed field ）。
因此，ERP 只能反映某些脑部的激活情况，而有些脑部即使处于激活状态，但由于其神经元没有能够形成开放电场，ERP 上也是反映不出来的。
1.2 ERP 的两个重要特征 事件相关脑电有两个重要特性：潜伏期恒定、波形恒定；与此相对，自发脑电则是随机变化的。
所以，可以将同一事件多次引起的多段脑电记录下来，但每一段脑电都是各种成分的综合，包括自发脑电（噪音）。
1.3 叠加技术 将由相同刺激引起的多段脑电进行多次叠加，由于自发脑电或噪音是随机变化，有高有低，相互叠加时就出现正负抵消的情况，而ERP 信号则有两个恒定，所以不会被抵消，反而其波幅会不断增加，当叠加到一定次数时，ERP 信号就显现出来了。
1.4 ERP 是平均诱发电位 叠加n 次后的ERP 波幅增大了n 倍，因而需要再除以n ，使ERP 恢复原形，即还原为一次刺激的ERP 数值。
所以ERP 也称为平均诱发电位，平均指的是叠加后的平均。
这样就获得了所希望的事件相关电位波形图。
1.5 ERP 信号的优势与缺点 ERP 的优势在于①无创性和时间分辨率（ms ）高；②便于与RT 配合进行认知过程（认知可分为认知过程和认知状态，过程指的就是时间过程）研究；③设备相对简单，对环境的要求不高。
事件相关脑电位实验教程
遇到抢劫时只要有可能就要大声呼救，或故意高声与作案人说话，引起周围行人的注意
无论在什么情况下
是指趁其不注意时在作案人身上留下记号，如在其衣服上擦点泥土、血迹，在其口袋中装点有标记的小物件，在作案人得逞后悄悄尾随其后注意逃跑去向等。
采用间接反抗法
作案人得逞以后，很有可能继续寻找下一个抢劫目标甚至还竟敢在作案现场附近的商店和餐厅进行挥霍。所有高校一般都有较为严密的防范措施，能及时报案和准确描述作案人特征，有利于有关部门及时组织力量布控，抓获作案人。
在大学里，无论哪个系、哪个专业，班集体总是校园中一个最基本的组织形式。在这个集体中，大家向往着同一个学习目标，生活和学习是统一的、同步的，同学间、师生间的友谊比什么都珍贵，因此相互间应该加强沟通、互相帮助。
人的感情是主体与客体的交流，既是主观体验也是对外界的反映，本身应该包含合理的理智成分。如果只凭感情用事、一味“跟着感觉走”，往往容易上当受骗。交友最基本的原则有两条：一是择其善者而从之。真正的朋友应该建立在志同道合、高尚的道德情操基础之上。二是严格做到“四戒”。即：戒交低级下流之辈，戒交挥金如土之流，戒交吃喝嫖赌之徒，戒交游手好闲之人。
骑车外出的同学，出行前要先检查一下车辆的铃、闸、锁、牌是否齐全有效，保证没有问题后方可上路。在道路上要在非机动车道内行驶，没有划分车道要靠右边行驶。通过路口时要严守信号，停车不要越过停车线；不要绕过信号行驶；不要骑车逆行；不扶肩并行；不双手离把骑车；不攀扶其他车辆；不在便道上骑车。在横穿4条以上机动车道或中途车闸失效时，须下车推行；骑车转弯时要伸手示意，不要强行猛拐。
3
为了加强校园管理，学校制订了一系列管理制度和规定。制度，总是用来约束人们行为的，在执行过程中可能会给同学们带来一些不便。但是制度却是必不可缺的。
生理心理学1详解
第一章绪论• 心理生理学研究方法和技术：1、脑立体定位技术2、脑损伤法：不可逆损伤（横断损伤、吸出损伤、电解损伤、药物损伤）简单易行、效果明显，但无法恢复，可能引起组织病变，影响结果可逆损伤（扩步性阻抑、冰冻方法、神经化学损伤）暂时性的机能切除，不易发生继发性的周围组织病变，常用来研究皮层机能3、刺激法：电刺激法、化学刺激法4、电记录法5、生物化学分析法6、分子遗传学技术7、脑成像技术：PET技术、CT技术第二章注意的神经过程•注意的主要功能使有机体选择一定的事物作为心理活动的对象并维持下去，它对人的心理活动和行为过程的顺利进行起着保障作用。
第一节注意的神经解剖学基础•注意是通过一些脑区的神经网络活动来实现的。
•既不是某一脑区的特性，也不是全部脑区的功能。
•不同脑区在注意过程中发挥着特定的作用。
•注意的神经网络包括：警觉网络、定向网络和执行网络一、警觉网络（一）警觉和注意的关系•实验结果：警觉的提高可以改善对注意目标的觉察速度。
（二）注意（警觉状态）主要靠网状结构上行激活系统的持续作用来调节•网状结构上行激活系统为单胺能和胆碱能细胞存在的部位。
•投射到不同部位。
1.上行去甲肾上腺素（NA）系统的功能•DNAB损伤鼠模型在脑内注射6一羟多巴胺（6—OHDA）到蓝斑皮层通路（DNAB ），导致DA严重耗竭，使其含量少于对照组的10%。
然后进行习得条件辨别任务：刺激为a,反应为b；刺激为X,反应为Y；——DNAB损伤鼠在完成习得条件辨别任务中有缺陷；同时，鼠的巴浦洛夫条件抑制也受影响。
——表明：蓝斑—皮层投射系统的正常功能是保持在高度唤醒水平下注意的选择。
2.上行多巴胺（DA）系统•中脑一边缘DA系统能够将动机转化为动作。
该系统的主要功能在于激活行为反应，以便获得强化物。
如精神运动兴奋药物苯丙胺的强化效应,部分通过该系统发挥作用。
•中脑一纹状体DA系统具有唤醒作用。
3.上行5—HT系统的功能•在某些情况下，对5—HT的操作，影响到与行为抑制相关的过程，尤其是在厌恶背景中。
脑事件相关电位与知觉过程
脑事件相关电位与知觉过程欣克(R．F．Hink，1977)首先报道脑事件相关电位(ERPs)中N1波，即潜伏期约100毫秒左右的负波，是知觉形成中注意参与水平的客观指标。
全神贯注注意知觉刺激、分散注意和不注意条件下，N1波波幅依次下降。
当知觉刺激长时呈现，注意力下降时，N1波幅也随之下降；当这一持续性刺激突然捎失或停止，则N1波幅值却迅速回跃。
80年代以来，更多的研究报道认为，潜伏期约200毫秒的负渡N2和潜伏期为250-500毫秒的P3波间的关系，对知觉过程是更灵敏的生理指征。
当N2波幅值增大不伴有P3波改变时，将N2波称为不匹配负波(Mismatch negativity，MMN)，这时外部刺激的物理特性制约着MMN幅值，刺激的物理强度大，MMN的幅值则高。
因此，把这种制约于外部刺激物理属性的ERPs成分，称为外源性ERPs成分，反映着知觉形成的自动加工过程。
当N2波幅值伴随着P3波幅值的同时变化时，此时N2波称为加工负波(Processing negativiry)，是知觉在主体脑内形成的生理指标，这时人们才理解知觉刺激的含义。
因此，将与N2波同时变化的P3渡称为意义波或理解波，是制约于知觉主体对刺激产生知觉和理解的内源性ERPs成分。
由此可见，根据N2渡和P3波变化的关系，可以了解知觉形成的阶段性和机制。
里特(W. Ritter1983)明确提出，P3渡之前的N2波与人类对外部刺激的模式识别有关，P3波与刺激的理解和分类有关。
奴特阿年(R．Naatanen)等(1983)对事件相关电位内源性成分的概念进一步发展，认为它应包括N2波与P3波，根据其在人类认知过程中信息处理的意义，又将N2波分为两个成分，较早出现的N2波被称为不匹配负波，与人类认知活动开始时，脑对外部事件的差异匹配有关，可能是脑的次级感觉皮层活动的结果。
稍后出现的N2z成分称为N2b，它与P3波的前部分P3a形成一个两相综合波N2b-P3a。
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脑事件相关电位与知觉过程
欣克(R．F．Hink，1977)首先报道脑事件相关电位(ERPs)中N1波，即潜伏期约100毫秒左右的负波，是知觉形成中注意参与水平的客观指标。
全神贯注注意知觉刺激、分散注意和不注意条件下，N1波波幅依次下降。
当知觉刺激长时呈现，注意力下降时，N1波幅也随之下降；当这一持续性刺激突然捎失或停止，则N1波幅值却迅速回跃。
80年代以来，更多的研究报道认为，潜伏期约200毫秒的负渡N2和潜伏期为250-500毫秒的P3波间的关系，对知觉过程是更灵敏的生理指征。
当N2波幅值增大不伴有P3波改变时，将N2波称为不匹配负波(Mismatch negativity，MMN)，这时外部刺激的物理特性制约着MMN幅值，刺激的物理强度大，MMN的幅值则高。
因此，把这种制约于外部刺激物理属性的ERPs成分，称为外源性ERPs成分，反映着知觉形成的自动加工过程。
当N2波幅值伴随着P3波幅值的同时变化时，此时N2波称为加工负波(Processing negativiry)，是知觉在主体脑内形成的生理指标，这时人们才理解知觉刺激的含义。
因此，将与N2波同时变化的P3渡称为意义波或理解波，是制约于知觉主体对刺激产生知觉和理解的内源性ERPs成分。
由此可见，根据N2渡和P3波变化的关系，可以了解知觉形成的阶段性和机制。
里特(W. Ritter1983)明确提出，P3渡之前的N2波与人类对外部刺激的模式识别有关，P3波与刺激的理解和分类有关。
奴特阿年(R．Naatanen)等(1983)对事件相关电位内源性成分的概念进一步发展，认为它应包括N2波与P3波，根据其在人类认知过程中信息处理的意义，又将N2波分为两个成分，较早出现的N2波被称为不匹配负波，与人类认知活动开始时，脑对外部事件的差异匹配有关，可能是脑的次级感觉皮层活动的结果。
稍后出现的N2z成分称为N2b，它与P3波的前部分P3a形成一个两相综合波N2b-P3a。
这种综台波才是真正的事件相关电位的内源成分，与人类对外部刺激的朝向反射有关。
雷诺(B. Renault)也提出事件相关电位中的3种内源性成分；顶一枕区皮层N2波在知觉信息处理的时相内出现}中央区皮质的双相N2b-P3a综合波，与人类受试对外部刺激的主动性信息处理有关，代表脑内沿着N2波所指出的方向对外部刺激的认知决策过程；顶叶P3b波，代表认知过程的终结，往往在被试对刺激给出运动反应时出现此波。
简言之，3种内源性事件相关电位反映了人脑对外部事件信息处理的完整过程，顶-枕区N2波代表信息处理开始时相;中央区N2b-P3a综合波代表信息处理的决策时相；顶
叶P3b波代表信息处理的终结源。
平均诱发电位的内源性成分不仅对信息处理过程，而且对信息处理的结果也能成为有效的探测工具。
拉迪尔(T．Radil)等，以速示器向被试呈现数字，并记录他们的视觉平均诱发电位，结果发现被试正确认知数字时，65％的次数是P3波幅增高；相反，不能正确认知数字时，只有10％的次数是P3波幅增高；另外25％的实验次数为平均诱发反应的P3波无显著差异。
内源性成分除能反映人类对外部事件信息处理过程与结果外，尚可反映出在信息处理过程中，脑各部的机能关系。
卡柯(A．Kak)等发现，人脑的平均诱发电位中有3种顺序出现的波与字母认知活动有关：首先潜伏期约200毫秒的N2波，随后是潜伏期约500毫秒的P3波；最后是广泛分布的正慢电位，其潜伏期约600-700毫秒。
在左半球P3波和正慢电位的波幅总是大于右半球。
N2波的波幅在字母呈现视野的对侧半球中总是大于视野同侧的半球中。
他们认为N2波可能反映出视觉通路直接投射的传人纤维活动，而左侧半球优势的P3波和正慢波则反映出被试对字母意义的理解与注意。
这一现象可能反映出，在文字材料的认知活动
中，与视野对侧半球的N2渡仅与感知刺激有关，无论发生在哪侧，最后总是转入左侧半球为优势的P3波和正慢波。
换言之，文字的认知与理解主要是左半球的功能。
洛夫里奇(D．Lorich)等对人类对字母的视觉感知及其向语音柯语意转换过程中，人脑平均诱发电位的动力过程进行了系统研究。
他们发现，如果仅仅要求被试判定视野中是否有字母的呈现，则其平均诱发电位中没有N2波和P3波的显著变化。
如果进一步要求被试认知字母，则发现其枕区为主的平均诱发电位P3波。
进一步要求被试读出语音时，则P3波不仅出现在枕区，还出现在颞-顶区。
综上所述，平均诱发电位的内源性成分主要是P3波。
也有些学者将它扩展为包括P3波之前的N2波和P3波之后的慢电位。
它们在人类认知活动中的变化，不仅能反映出人类信息处理过程的阶段性与信息处理结果，还能反映出脑各部分之间的功能关系。
因此，平均诱发电位的内源性成分是研究人类认知活动脑机制的有力工具。
在平均诱发电位及其内源性成分的生理心理学研究领域中，至今仍存在许多同题，可望在90年代得到解决。
大体可将这些问题归结为两类：平均诱发电位的各种成分，尤其是内源性成分，各种渡的确定心理学意义如何？各种渡发生的脑机制如何？为解决这两类问题，一方面妥在人类被试中设计出心理学意义更明确的实验方案；另一方面应该创造这些实验方案的动物模型，以便深入研究各种波在脑内形成的机制。
勒斯勒(F．Rosler)等最近设计的双引发实验模式，正是为解决第一类问题所做的尝试。
双引发技术就是在平均诱电位引出时，采用了前后关联的序列刺激法。
在
“事件”之前就出现两个引发刺激，它们引导被试的心理状态及其变化的性质程度趋向一致，
以使事件诱发的内源性成分相当稳定。