《事件相关电位》课件
合集下载
事件相关电位(ERPs)研究生上课127页PPT
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
事件相关电位(ERPs)研究 生上课
26、机遇对于Biblioteka 准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
事件相关电位erps研究生上课ppt课件
2021/5/25
2、单耳参考转换为双耳参考：目前较好的方法是以一只乳突/耳垂为参考 进行记录，然后再转换为双侧乳突/耳垂作参考之值。该法既具有上述双耳 参考之基本优点，又避免了物理连接造成的电位分布失真，故成为目前常 用的方法。我们建议统一采用左乳突作为参考电极记录。由于两只参考电 极在原帽子内已连在一起，故此时要将一枚参考电极贴在左乳突上，将另 一枚参考电极闲置。另取一枚无用的电极（例如耷拉在帽子外的未用电极 或HEOG电极等）贴在右乳突上，使成单极导联。记录后，各有效电极的 ERP值皆减右乳突ERP值之半，即得两乳突连线作参考之ERP值。两乳突 连线作参考实为各点皆减其均值，现其均值即是左右乳突ERP固有值之半 。
若Ad=20000, 则还原为放大前的脑电分辨率0.61mV÷20000=0.0305μV. [2]在可能的范围内增大Ad。
若Ad=20000,则还原为放大前的脑电分辨率0.61mV÷20000=0.0306μV. 2021/5/25若Ad=40000,则还原为放大前的脑电分辨率0.61mV÷40000=0.0153μV.
普通（单边）放大电路
2021/5/25
差动式（双边）放大电路
（三）通过模拟滤波（设定频带宽度） 减少噪音与干扰 (1)频响曲线：任何放大器只能对一定频率范围内的信号进行 放大，对超过者不放大；该范围表示为频响曲线。
频率响应曲线
频带宽度：- 3dB（ 1 / 2 ，约0.7）倍Ad 时，高低频响间的频 带宽度。范围的两端皆可调。
（四）数字滤波(digital filter) ：一般不用。用于陷波去50周干扰 ，或只留慢波等特殊情况。
•易犯的错误： ①off-line 进行不必要的数字滤波。 ②on-line 进行不必要的陷波(Notch)。 ③模拟滤波低端不够低。
2、单耳参考转换为双耳参考：目前较好的方法是以一只乳突/耳垂为参考 进行记录，然后再转换为双侧乳突/耳垂作参考之值。该法既具有上述双耳 参考之基本优点，又避免了物理连接造成的电位分布失真，故成为目前常 用的方法。我们建议统一采用左乳突作为参考电极记录。由于两只参考电 极在原帽子内已连在一起，故此时要将一枚参考电极贴在左乳突上，将另 一枚参考电极闲置。另取一枚无用的电极（例如耷拉在帽子外的未用电极 或HEOG电极等）贴在右乳突上，使成单极导联。记录后，各有效电极的 ERP值皆减右乳突ERP值之半，即得两乳突连线作参考之ERP值。两乳突 连线作参考实为各点皆减其均值，现其均值即是左右乳突ERP固有值之半 。
若Ad=20000, 则还原为放大前的脑电分辨率0.61mV÷20000=0.0305μV. [2]在可能的范围内增大Ad。
若Ad=20000,则还原为放大前的脑电分辨率0.61mV÷20000=0.0306μV. 2021/5/25若Ad=40000,则还原为放大前的脑电分辨率0.61mV÷40000=0.0153μV.
普通（单边）放大电路
2021/5/25
差动式（双边）放大电路
（三）通过模拟滤波（设定频带宽度） 减少噪音与干扰 (1)频响曲线：任何放大器只能对一定频率范围内的信号进行 放大，对超过者不放大；该范围表示为频响曲线。
频率响应曲线
频带宽度：- 3dB（ 1 / 2 ，约0.7）倍Ad 时，高低频响间的频 带宽度。范围的两端皆可调。
（四）数字滤波(digital filter) ：一般不用。用于陷波去50周干扰 ，或只留慢波等特殊情况。
•易犯的错误： ①off-line 进行不必要的数字滤波。 ②on-line 进行不必要的陷波(Notch)。 ③模拟滤波低端不够低。
事件相关电位
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
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
事件相关电位原理与技术
（二）按潜伏期命名正波名为P，负波名为N，其后标出潜伏期。例如，270ms左右出现的 正波记为P270；上列P1、N1、P2、N2、P3又分别被称为P100、N100、P200、N200、P30慢 波则按照正、负分为正慢波（ positive slow wave，Psw）和负慢波（ negative slowwave， Nsw）。潜伏期命名法可用于命名一个时间范围的波，如P20-50，N300500；也可用于命名 潜伏期为负（发生在刺激或反前）的波，如N-90。新发现的成分最好按潜伏期命名。
ERP优点与缺点
1.时间分辨率高 2.ERP测量的是从刺激到反应的连续过程 3.ERP可以实时地测量没有行为反应的认知加工 4.具有脑自动加工的指标，MMN是人脑对外界变化进行自动加工的指标 5.ERP价位低，设备简单，对环境要求不高 6.无创性
1.空间分辨率不高 原因：颅骨不均且有个体差异 容积导体效应 在某个记录到的电变化并不意味着电变化就发生在这个部位 脑电源间电场开放性的差异直接影响所记录ERP大小 ERP主要来源于锥体细胞层
2.区分两个波是否为同一成分？
一是电位变化对实验自变量的反应；二是头皮分布
3.与刺激的物理属性相关的成分为外源性成分，脑干诱发电位
4.主要与心理因素相关的成分为内源性成分，P300
5.中源性成分：既与刺激的物理属性相关，又与心理因素相关的成分。N100
6.纯心理波：指不含刺激的物理因素的内源性成分，包括运动前电位，刺激遗漏 成分，EML，MMN，PN等
学所缺乏的高时间分辨率，是PET和fMRI的重要补充
ERP定义
1.EP广义定义：凡是外加一种特定的刺激作用于机体，在给与或撤销刺激时，在 神经系统任何部位引起的电位变化。
2.EP的狭义定义：凡是外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的莫一部位， 给与或撤销刺激时，在脑区引起的电位变化。
ERP优点与缺点
1.时间分辨率高 2.ERP测量的是从刺激到反应的连续过程 3.ERP可以实时地测量没有行为反应的认知加工 4.具有脑自动加工的指标，MMN是人脑对外界变化进行自动加工的指标 5.ERP价位低，设备简单，对环境要求不高 6.无创性
1.空间分辨率不高 原因：颅骨不均且有个体差异 容积导体效应 在某个记录到的电变化并不意味着电变化就发生在这个部位 脑电源间电场开放性的差异直接影响所记录ERP大小 ERP主要来源于锥体细胞层
2.区分两个波是否为同一成分？
一是电位变化对实验自变量的反应；二是头皮分布
3.与刺激的物理属性相关的成分为外源性成分，脑干诱发电位
4.主要与心理因素相关的成分为内源性成分，P300
5.中源性成分：既与刺激的物理属性相关，又与心理因素相关的成分。N100
6.纯心理波：指不含刺激的物理因素的内源性成分，包括运动前电位，刺激遗漏 成分，EML，MMN，PN等
学所缺乏的高时间分辨率，是PET和fMRI的重要补充
ERP定义
1.EP广义定义：凡是外加一种特定的刺激作用于机体，在给与或撤销刺激时，在 神经系统任何部位引起的电位变化。
2.EP的狭义定义：凡是外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的莫一部位， 给与或撤销刺激时，在脑区引起的电位变化。
事件相关电位原理与技术103页
48
2 睡 眠 的 五 个 阶 段
49
第三阶段：慢波睡眠－（ 中睡期） –肌肉逐渐更为放松 –脑电波更慢，振幅加大 –出现δ波0.5-3Hz （频率更低，振幅更大） –有时也会有睡眠锭波 – 被试已经睡熟，但还容易叫醒 –大约持续15分钟
50
2 睡 眠 的 五 个 阶 段
51
第四阶段：慢波睡眠－（深睡期）
3. 突触后电位：神经元的突触前膜使突触后胞体 或树突去极化，产生突触后电位。
脑电的形成原理： 主要由大脑皮质锥体细胞顶树突的突触后电 位变化的总和形成。
动作电位的 “全或无“
每个神经元都有一个阈值，对阈值以下的刺 激不反应，对刺激以上的刺激，不论其强 弱均给出同样幅值的神经脉冲发放。
级量反应
大脑皮质解剖生理基础 1. 髓质=白质 2. 皮质=灰质 3. 6层： (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
中脑 中脑顶盖：上丘（眼动、反射）
下丘（接受和传递听觉冲动） 大脑脚：黑质与基底节和丘脑联系，与运动功能联系。
后脑 桥脑 延脑 小脑
55
人的每夜睡眠大约由慢波睡眠和快速眼动 睡眠交替变换４－６个周期组成。
56
各期在整夜睡眠中所占的比例： 慢波一期：5%； 慢波二期：50%； 慢波三期：10%； 慢波四期： 10%； 异相睡眠：25%；
57
快速眼动睡眠的常见障碍 发作性睡病，猝倒，入眠前幻觉
特点： 发作性：从清醒期越过慢波睡眠突然陷 入异相睡眠。
• 影响ERP空间分辨率低的 因素：颅骨不规则、容积 导体效应、封闭场
中枢神经系统的组成
中枢神经系统 （CNS）
•脑 • 脊髓
2 睡 眠 的 五 个 阶 段
49
第三阶段：慢波睡眠－（ 中睡期） –肌肉逐渐更为放松 –脑电波更慢，振幅加大 –出现δ波0.5-3Hz （频率更低，振幅更大） –有时也会有睡眠锭波 – 被试已经睡熟，但还容易叫醒 –大约持续15分钟
50
2 睡 眠 的 五 个 阶 段
51
第四阶段：慢波睡眠－（深睡期）
3. 突触后电位：神经元的突触前膜使突触后胞体 或树突去极化，产生突触后电位。
脑电的形成原理： 主要由大脑皮质锥体细胞顶树突的突触后电 位变化的总和形成。
动作电位的 “全或无“
每个神经元都有一个阈值，对阈值以下的刺 激不反应，对刺激以上的刺激，不论其强 弱均给出同样幅值的神经脉冲发放。
级量反应
大脑皮质解剖生理基础 1. 髓质=白质 2. 皮质=灰质 3. 6层： (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
中脑 中脑顶盖：上丘（眼动、反射）
下丘（接受和传递听觉冲动） 大脑脚：黑质与基底节和丘脑联系，与运动功能联系。
后脑 桥脑 延脑 小脑
55
人的每夜睡眠大约由慢波睡眠和快速眼动 睡眠交替变换４－６个周期组成。
56
各期在整夜睡眠中所占的比例： 慢波一期：5%； 慢波二期：50%； 慢波三期：10%； 慢波四期： 10%； 异相睡眠：25%；
57
快速眼动睡眠的常见障碍 发作性睡病，猝倒，入眠前幻觉
特点： 发作性：从清醒期越过慢波睡眠突然陷 入异相睡眠。
• 影响ERP空间分辨率低的 因素：颅骨不规则、容积 导体效应、封闭场
中枢神经系统的组成
中枢神经系统 （CNS）
•脑 • 脊髓
事件相关电位特征提取中的信号处理算法研究设计(开题报告)ppt课件
用于觉得系统或脑的某一部位，在给予刺激或撤 销刺激时，在脑区所引起的电位变化。 ➢ 新的实验方法有望带来ERP成分的扩展。 ➢ 信号处置算法的创新可以更加准确快速的进展 ERP波形的特征提取和处置。 ➢ ERP波形的单次提取和方式识别是近年来国内外 研讨的热点和难点。
1.2 现实意义
➢ 人类的认识和思想是人脑的高级功能，采用微观的自然科 学手段难以深化处理这一难题。传统的心思学方法也有较 大的局限性，所获结果与实践并不一Hale Waihona Puke 相符。硕士毕业设计开题报告
事件相关电位特征提取中的 信号处置算法研讨
报告内容：
➢ 一、课题的实际意义和现实意义 ➢ 二、文献综述 ➢ 三、研讨课题的目的、内容以及可行性报告 ➢ 四、研讨课题的技术道路和技术方案 ➢ 五、研讨课题拟创新之处 ➢ 六、时间进度和阶段性调查目的
一、课题的实际意义和现实意义
➢ 1.1 实际意义 ➢ 事件相关电位(ERP)，是外加一种特定的刺激，作
二、文献综述
➢ 1、实际的渊源及演进过程 ➢ 2、国外有关研讨的综述 ➢ 3、国内有关研讨的综述 ➢ 4、本人对以上综述的评价
2.1 实际的渊源及演进过程
➢ 1929年，Hans Berger发表论文，报告心算可引起EEG的 节律减少。从此科学家对EEG寄予厚望，力图从中提取心 思活动信息，以提示脑的心思功能奥妙。以后的30年间， 关于EEG与心思活动关系以及从中提取心思活动信息的研 讨不断没有中断。20世纪50年代末，随着计算机在生物医 学中的运用，特别是用于EEG分析而产生了事件相关电位 方法，才使脑波与心思要素关系的研讨焕发了活力。40多 年来，采用ERP方法进展的脑的高级功能研讨出现了一系 列突破，为这个领域的研讨开辟了一个新纪元，ERP遂被 誉为“察看脑的高级功能的窗口〞，蓬勃开展，硕果累累， 令人瞩目。
1.2 现实意义
➢ 人类的认识和思想是人脑的高级功能，采用微观的自然科 学手段难以深化处理这一难题。传统的心思学方法也有较 大的局限性，所获结果与实践并不一Hale Waihona Puke 相符。硕士毕业设计开题报告
事件相关电位特征提取中的 信号处置算法研讨
报告内容：
➢ 一、课题的实际意义和现实意义 ➢ 二、文献综述 ➢ 三、研讨课题的目的、内容以及可行性报告 ➢ 四、研讨课题的技术道路和技术方案 ➢ 五、研讨课题拟创新之处 ➢ 六、时间进度和阶段性调查目的
一、课题的实际意义和现实意义
➢ 1.1 实际意义 ➢ 事件相关电位(ERP)，是外加一种特定的刺激，作
二、文献综述
➢ 1、实际的渊源及演进过程 ➢ 2、国外有关研讨的综述 ➢ 3、国内有关研讨的综述 ➢ 4、本人对以上综述的评价
2.1 实际的渊源及演进过程
➢ 1929年，Hans Berger发表论文，报告心算可引起EEG的 节律减少。从此科学家对EEG寄予厚望，力图从中提取心 思活动信息，以提示脑的心思功能奥妙。以后的30年间， 关于EEG与心思活动关系以及从中提取心思活动信息的研 讨不断没有中断。20世纪50年代末，随着计算机在生物医 学中的运用，特别是用于EEG分析而产生了事件相关电位 方法，才使脑波与心思要素关系的研讨焕发了活力。40多 年来，采用ERP方法进展的脑的高级功能研讨出现了一系 列突破，为这个领域的研讨开辟了一个新纪元，ERP遂被 誉为“察看脑的高级功能的窗口〞，蓬勃开展，硕果累累， 令人瞩目。
8%20精神障碍的事件相关电位检查
选择性注意事件（TS）概率对N2的影响
• ㈣认知 • 1.认知的概念：认知是人脑高级功能的一部分，是人 脑对客观事物特征和联系的反映。 • 2.认知过程： 感知——信息接受、提取信息特征并加以组合。 记忆——对输入信息进行编码、储存、提取。 控制——决定目标先后顺序、监督行为执行。 反应——控制信息输出。 • 3. 事件相关电位P300中的P3是一种认知事件相关电 位，被认为是靶刺激过程中认知和记忆功能的“索 引”，可用于认知功能评估 。关联负变（CNV）与期 待、注意（分心）—唤醒、记忆、动机、准备和决定 等心理活动关系密切，是增加了认知负荷状态下的心 理活动复合波。
感觉诱发电位记录原理
运动诱发电位记录原理
（二）感觉诱发电位
• 定义：分别采用脉冲电流、闪光或变化的图象、 连续声音作为刺激源诱发的神经动作电位或突 触后电位。 • 感觉诱发电位特征 ①有一定潜伏期，潜伏期 长短取决于刺激部位与记录部位的距离、神经 冲动传导速度、传导通路中神经元突触的数目 等。②由于感觉特异性投射系统有特定的传入 通路和皮层代表区，不同种类的诱发电位有特 定的局限性和空间分布。③不同种类的诱发电 位有一定的反应形式，并具有可重复性。
• ⑵事件整合单元：大脑接收每个事 件时，将一系列事件整合成一个单 元，每个被整合的单元就是该时间 内意识的内容，期间大约为3秒。
• 波培尔耐克立方体和老鼠人头像在意识中的转换
• 耐克立方体的一个正方形被看作是正方体的前面时，另一个正方 形被看作是正方体的背面，反过来也一样。 • 秃顶男人头像既可以看作是一个男人，又可以看作是一只老鼠。 • 在耐克立方体和老鼠人头像中，无法同时看作两种图像，也无法 一直坚持一种意识超过数秒钟，一般为2.5-3秒左右，超过这个 时间另一种意识就会自动取代另一种意识。受注意的对象称为 “意识中心”，忽略的对象称为“意识边缘”。
p300事件相关电位
p300事件相关电位
P300事件相关电位（P300 event-related potential，简称P300 ERP）是一种通过脑电图测量的电位变化，通常出现在视觉或
听觉任务中。
P300 ERP 是一种正相关电位，即反映了大脑对
于关注和注意的处理。
P300 ERP 最早由美国心理学家Stephen R. Hillyard等人于
1970年代描述和命名。
它是在执行具有不确定性或意外性的
任务时触发的，例如未知刺激的出现或对特定刺激的注意引导。
P300 ERP 的典型特点是在刺激后300毫秒左右出现的正电位
波峰。
P300 ERP 是一种示意大脑对于刺激的特定估计和决策过程的
反应。
它被广泛应用于神经心理学、认知心理学和脑机接口等领域。
具体应用包括脑机接口的信号分类和控制、注意力和工作记忆的研究等。
P300 ERP 的生成机制尚不完全清楚，但研究发现它与大脑的
前额叶或颞顶叶皮层的活动有关。
P300 ERP 的产生可能涉及
注意分配、工作记忆和判断等认知过程。
总体而言，P300事件相关电位是一种反映大脑对于特定刺激
和任务的注意和认知处理的电位变化。
它在神经心理学和脑机接口等研究中具有重要的应用价值。