一、事件相关电位系统
事件相关电位技术实验操作及注意事项
事件相关电位技术实验操作及注意事项疏德明【摘要】事件相关电位(event-related potential,ERP)作为当前脑科学研究的重要技术,其相对较高的时间分辨率、安全性和低廉的成本,使其在医学、心理学、体育学、管理学等研究领域被广泛使用.为了让初学者能快捷、准确地掌握该实验技术,以BrainVision Analyzer 2.0软件为例,介绍了EEG(脑电)的记录、EEG数据离线分析基本步骤及注意事项,还介绍了ERP数据分析方法和注意事项.%The event-related potential (ERP) as an important experimental technology of brain research, with the advantages of high time resolution ratio, safety and low cost, has been widely used in the fields of medicine, psychology, physical education, management, etc.Taking the BrainVision Analyzer 2.0 software as an example, this article introduces the electroencephalogram (EEG) recording, offline analysis and matters needing attention during the ERP experiment.The analysis methods of ERP waveforms have also been introduced.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2017(034)001【总页数】6页(P198-202,224)【关键词】事件相关电位;实验技术;BrainVisionAnalyzer2.0【作者】疏德明【作者单位】苏州大学教育学院,江苏苏州 215123【正文语种】中文【中图分类】B845大脑在活动时,大量神经元同步发生的突触后电位经总和后会在大脑皮层和头皮表面形成微弱的生物电位,经放大后可以被记录下来。
事件相关电位原理与技术103页
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
erp 事件相关电位 产生机制 进程
ERP事件相关电位的产生机制与进程一、ERP事件相关电位的概念ERP，全称为事件相关电位，是一种神经元在接受外界刺激或进行认知活动时所产生的电生理信号。
它是一种通过头皮脑电图(EEG)记录而得到的，用来研究大脑对外界刺激的响应和认知过程的一种电生理学方法。
通过记录大脑在接受特定刺激后所产生的事件相关电位，可以揭示出大脑对这些刺激的认知加工过程，从而帮助我们更好地理解人类的认知功能。
二、ERP事件相关电位的产生机制1. 神经元兴奋当大脑接受外界刺激时，相应的神经元会受到兴奋，产生电位变化。
这些电位变化被记录在头皮脑电图中，进而形成事件相关电位。
2. 大脑网络活动事件相关电位的产生不仅仅涉及到单个神经元的活动，更重要的是大脑的整体网络活动。
在大脑接受刺激后，涉及到大范围的神经元网络的激活和同步活动，从而产生了相应的事件相关电位。
3. 神经传导除了神经元兴奋和大脑网络活动外，神经信号的传导也对事件相关电位的产生起到了重要作用。
神经信号在神经元之间的传导速度和方式会影响到事件相关电位的波形和参数。
三、ERP事件相关电位的进程1. 事件刺激ERP事件相关电位的产生离不开外界的事件刺激。
这些事件刺激可以是视觉、听觉、触觉等各种形式的刺激，通过对应的感觉器官传入大脑，引起相应区域的神经元兴奋。
2. 信号采集在事件刺激之后，采用脑电图等设备对大脑的电活动进行记录和采集。
通过对大脑电活动的记录，可以得到与事件刺激相关的事件相关电位。
3. 数据分析采集到的事件相关电位数据需要进行进一步的分析。
这包括对事件相关电位波形、潜伏期、幅值等参数进行测量和分析，以了解大脑对特定刺激的认知加工过程。
4. 结果解释通过对数据进行分析，可以得出大脑对特定刺激的认知加工过程的结果解释。
这将有助于我们更好地理解大脑的认知功能及其相关疾病，为临床诊断和治疗提供帮助。
四、小结事件相关电位的产生机制与进程是一个涉及到神经元活动、大脑网络活动、神经传导等多方面因素的复杂过程。
事件相关电位基本知识学习
Fp1
Fp2
矢状线
F7
F3
Fz
F8 F4
冠状线
A1
T3
C5
C3
Cz
A2
C4
T4
C6
P3
Pz
T5
Cb1 O1 Oz
P4 O2
T6 Cb2
国际10—20脑电记录系统 16
另一条称为冠状线，是两外耳道之间的连 线，从左到右也标出5个点：T3、C3、Cz、 C4、T4。T3和T4外侧各占10%，其余各点 间距离均占全长20%。
注意，Cz点是两条线的交汇点，常作为确 定电极帽是否戴正的基准点。
二、主要ERP成分及经典研究
ERP的先驱研究者经过四十多年的积 累，发现了一些经典的ERP成分，在发 现这些成分时所使用的一些研究方法对 于后来者有启发。
其中与心理学研究密切相关的成分主 要包括CNV、P300、MMN、和N400等。
P300是Sutton于1965年发现，发表在当年 的Science（150，1187－1188）上。
按照ERP的成分划分方法，根据潜伏期的 差异，10ms内为早成分，10－50ms为中成 分，50－500ms为晚成分，500ms以后则称 为慢波。P300显然属于晚成分。
Sutton等首先报告P300 （ Science , 1965 ）
结果发现，无论注意与否，在约250ms内，小概率 刺激均比大概率刺激引起更高的负波。以小概率刺 激引起的ERP减去大概率刺激引起的ERP，会得到 一个差异波，是一个存在100－250ms之间的明显的 负波。
MMN图示
31
MMN与标准刺激/偏差刺激差异的关系：随偏差增 大而增大。声强MMN，标准刺激为80db，偏差刺激分别 为57db, 70db, 77db。
128导脑电事件相关电位系统
128导脑电事件相关电位系统脑电事件相关电位（Event-related potentials, ERP）是一种通过记录脑电活动来研究大脑对特定刺激的神经反应的方法。
ERP可以帮助研究者了解大脑在感知、认知、情绪等方面的神经机制，对于心理学、神经科学、认知科学等领域的研究具有重要意义。
本文将介绍ERP 的基本概念、研究方法、临床应用等方面的内容。
一、ERP的基本概念ERP是指在接收到特定刺激后，大脑皮层产生的一系列电生理反应。
这些反应可以通过脑电图来记录和分析。
ERP是一种时间分辨率非常高的脑电信号，能够精确地反映出大脑对刺激的神经反应。
ERP信号通常以事件相关电位波形的形式呈现，包括P波和N波，这些波形在特定的时间点上达到峰值，反映出大脑对刺激的不同信息加工过程。
二、ERP的研究方法1.实验设计研究者通常会设计一系列的实验范式来引发特定的刺激，比如视觉、听觉、触觉等。
在实验中，被试需要完成一定的任务，比如辨认、注意、记忆等。
通过记录被试的脑电活动，可以得到与任务相关的ERP 波形。
2.数据采集在实验中，研究者使用脑电图仪器对被试的脑电活动进行连续记录。
通常会采集数百到数千次的刺激事件，以获得稳定的ERP波形。
3.数据分析通过对采集到的脑电数据进行预处理和分析，可以得到清晰的ERP 波形。
通常会使用信号平均、滤波、时域分析等方法来提取出特定的ERP成分，比如P300、N400等。
三、ERP的临床应用1.神经科学研究ERP在神经科学领域有着广泛的应用。
通过研究不同的刺激条件下大脑的ERP波形，可以揭示大脑的感知、注意、记忆等认知功能的神经机制，为理解认知疾病、认知发育等提供重要线索。
2.临床诊断ERP在临床诊断中也有着重要的应用。
比如，通过研究病人的P300波形可以帮助医生判断患者的注意力缺陷症、精神分裂症等疾病。
此外，ERP还可以用于评估脑损伤、昏迷状态等病情。
3.脑-机接口随着技术的进步，ERP在脑-机接口领域也有着广阔的应用前景。
事件相关电位入门ppt课件
. (Zhao L. & Li J., 2006)
EMMN in depression patients
T6
uV -1.5
-100 1.5
EMMN
Normal
400 ms
Depression
.
Chang, et al. 2010
近期研究
• Visual perception 、Unconsciousness processing • Internet Addiction • Autism & Depression • Burn out
–If the ageing influences the face detection or configural processing, N170 effect or N170 inversion effect should be different for younger and older adults.
5 V
5-
Bird
Potential distribution at 170ms after stimulus onset
.
Right Mastoid
N170
Carmel & Ben2ti4n, 2000
Functional characteristics of the N170-effect
Not sensitive to face familiarity (Bentin & Deouell, 2000).
erps研究成分研究应用研究特点及其影响因素起源及产生机制心理生理临床应用特因条件功能评估注意记忆语言加工运动知觉等神经精神科昏迷愈后辅助诊断等航空航天航海恶劣环境条件等驾驶疲劳功能评估音乐认知能力健康评估等erpserps的研究分类的研究分类oddballoddball两种刺激物两种刺激物三种刺激物三种刺激物新异刺激物的插入新异刺激物的插入标准刺激标准刺激standardstandard偏差刺激偏差刺激deviantdeviant靶刺激靶刺激targettarget非靶刺激非靶刺激nonnontargettarget标准模式标准模式缺失刺激为靶缺失刺激为靶standarddeviantstandarddevianttarkkastokic1998standarddavidlindenreview2004standarddeviantnovelauditoryp3bp3adepressedpatientsauditoryp3bp3adepressedpatientsnoveloddballparadigmtarget2000hz15nontarget1000hz70auditorynovelstimuli15pressfzczpznontargetnoveltargetblack
事件相关电位原理与临床应用
事件相关电位原理与临床应用四川大学华西临床医学院 郑重一、前言人脑的心理活动过程正常与否，取决于复杂的相互联结神经网络的功能。
人脑在接受内部和外界众多复杂刺激时都会使脑电活动产生相应改变。
人脑通过感觉、知觉、记忆、思维等过程反应客观事物的同时，也就是识别和处理复杂任务的能力。
人脑的活动包括信息的接受、编码、储存、提取和使用。
这些功能取决于复杂的相互连接的神经网络的功能，并且反应人脑的不同功能。
人脑在接受内部和外部众多复杂信息的时候，都会使脑电产生相应的改变，事件相关电位是一种以刺激事件呈 “ 锁时 ” 关系的脑电活动分析技术。
临床常规的事件相关电位包括失匹配负波、P300、关联性负变和感觉门控电位P50等等。
二、 心理学事件与事件相关电位成因(一) 瞬时记忆、短时记忆和长时记忆的形成人类的记忆包括瞬时记忆、短时记忆和长时记忆。
短时记忆也称为工作记忆，是一种短暂时刻的知觉，是一系列事物前后联系的关键。
在事件相关电位形成中具有重要的作用。
（二） 人脑认知过程中的信息加工通道人脑在认知过程中的信息加工具有自动加工和控制加工以及相应的加工通道，即自动加工通道和选择性注意通道。
1. 自动加工所谓自动加工是快速的、没有意识参与的、不受短时记忆容量限制的信息自动提取过程，也就是信息的摄取。
2.控制加工控制加工则是缓慢的、有意识参与的、有记忆容量限制的深度加工过程。
控制加工以系列整合的方式将外界的信息的不同特征加以整合，形成认识对象的知觉，这就是信息的 “ 消化 ” 过程。
（三） 自动加工和控制加工的过程外来的信息到达记忆，通过对信息特征与记忆痕迹进行比较，如果两者匹配则记忆痕迹得到巩固。
如果是不匹配的新奇刺激和要求做出反应的刺激，则导致记忆痕迹的更新，并引起定向反应。
信息经过比较，定向的指向更深层次的准备机制，感觉机制指向输入信息的进一步分析，将其整合到已有的表征中形成新的表征，并对现有的层核进行相应的修正，以调整应付未来的策略。
事件相关电位
检查与临床事件相关电位 第一军医大学南方医院(510515) 杨文俊 1 概 述人类的意识和思维是人脑的高级功能,采用微观的自然科学手段难以深入解决这一难题。
传统的心理学方法也有较大的局限性,所获结果与实际并不一定相符。
本世纪以来逐渐发现了神经电生理的方法可以逐步向这一目标逼近。
最初神经电生理的研究方法,诱发电位受到人们的注意。
它是多次重复刺激中枢神经系统,经平均和叠加获得与刺激有锁时(ti m e2locked)关系的电位。
但是诱发电位对研究人脑高级功能仍是无能为力,原因是200m s以后,电位与刺激间的关系就很难找出因果关系。
1965年Sutton报道了事件相关电位(event2related po2 tential,ER P),为人脑高级功能的研究提供了一种客观可行的方法。
ER P是一种特殊的诱发电位,属于近场电位,是指人进行认知加工时,通过平均叠加从头颅表面记录到的大脑电位。
它反映认知过程中大脑的神经电生理改变,故有人称其为“认知电位”(cognitive po tential)。
ER P特点是:①受试者测试时一般需意识清醒,不单是被动受检,要在一定程度参与实验;②所用的刺激不能是单一内容,必须有两个以上的刺激组成刺激序列或刺激范型。
或利用改变刺激的量,使标准刺激发生偏离,其目的是要启动受试者参与,启动注意和认知过程。
有人将P300称为ER P,但实际上两者并不等同。
狭义地讲ER P包括P1、N1、P2、N2和P300。
P300反映了大脑对信息的初步认知加工,它是一个复合的波形,可分为P3a、P3b和随后的一个慢波。
此外,广义地讲MM N、CNV、N400等也可包括在ER P这个大家族中,本文讨论内容将以狭义的ER P为主,或者是以P300为主。
2 ER P测试方法211 刺 激ER P检查要求受试者对不同刺激作不同反应。
刺激的理化性质对ER P外源性成分可以发生影响,对内源性成分已退居极次要或可有可无的位置。
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一、事件相关电位系统
一、同步控制主机接口单元：
1、电位均衡器接口（均压器）：系统包含电位均衡缆线的连接器，可以在测试房间连接到电位均衡器，有助于降低50/60Hz伪迹。
2、电源接口：包含医学标准电源（90-264VAC）
3、分离触发接口：包含分离的触发A和B共两个接口
4、模拟输出接口:包含16通道模拟输出（通过软件配置）
5、SPI接口：包含SPI（串行外设接口）连接
6、Ethernet接口:包含与PC连接的以太网接口
7、COM口:包含为插入连接提供的不少于三个串口
8、非分离触发接口I/O（输入/输出）:包含非分离式8-bit触发输入（8-bit输入）
9、Headbox电源:包含不少于四个与Headbox连接的电源
10、Headbox数据传递光纤接口:包含不少于四个与Headbox连接的光纤口
二、同步控制主机单元技术参数：
1）导联数:160导，其中单级导联128导，并且可以采集32导其他生物电指标，
★2）采样率:≥20，000～80,000 Hz/导，
且512导同步采集情况下不低于20,000 Hz/导，
40导同步采集情况下不低于40,000 Hz/导
3）带宽: ≥DC ～3000 Hz
★4）脑电放大器兼容fMRI核磁环境、TMS环境,并可与眼动系统同步采集
★5）最大支持1200高导联脑电，支持最多30人团体实验，
★6）支持同步采集视频脑电。
7）放大器与同步控制主机之间通过光纤传输数据
8）操作系统：WIN8
9）系统通过ISO9000、ISO13485认证
10）投标公司出具制造厂家或中国总代理针对项目的授权。
三、放大器接口单元：
1、电源接口（连接同步控制主机单元）
2、光纤接口（连接同步控制主机单元）
3、电极帽接口（37 针D-连接口）
4、双极/电生理同步模块接口（25针D-连接口）
四、放大器技术参数
1）导联数:40导，其中单级导联32导，并且可以采集8导其他生物电指标，系统可以通过增加放大器升级到512-1200导。
★2）采样率:≥38,000 Hz/导
★3）带宽: ≥DC ～3000 Hz
★4）脑电放大器兼容fMRI核磁环境、TMS环境,并可与眼动系统同步采集
★5）A/D 转换分辨率: ≥23 Bit
★6）输入阻抗:≥1 GOhms
7）共模抑制比:≥105dB
8）输入噪声:<0.8 μV RMS (0-200 Hz)，<2.0 μV RMS (DC-3500 Hz)
9）高通滤波：0
10）低通滤波：10000Hz
11）灵敏度（DC Mode) : 小于51 nV/bit （AC Mode）:小于0.51 nV/bit
12）输入范围（DC Mode）: ±430 mV （AC Mode）: ±4.3 mV
13）系统增益（DC Mode）:10 （AC Mode）:1000
14）High Level 输入范围: ±5V or ±10V
15）输入阻抗显示：1 kΩto 50 kΩ
16）放大器具有AC与DC两种采集方式，适用于不同的应用领域。
17）每个放大器中具有数字信号处理器，实时硬件过滤；
18）数据传输：电脑与主机间采用TCP/IP协议传输，主机与放大器间采用光纤通信技术；★19）主机TTL数字触发输入/输出：2跟隔离触发输入/输出线缆，8Bit未隔离的触发输入。