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1、ERP的实验设计 与数据处理,一、实验范式,经典范式: Oddball, Go-Nogo 注意: 听觉, 视觉 记忆: 学习-再认 社会认知,经典范式1-Oddball,Oddball实验模式是指采用两种或多种不同刺激持续交替呈现，它们出现的概率显著不同 组成 标准刺激(standard stimuli)大概率 偏差刺激(deviant stimuli)小概率 令被试对偏差刺激进行反应，因此该偏差刺激称为靶刺激（Target）或目标刺激。 诱发P300、MMN等与刺激概率有关的ERP成分时的经典实验模式。,标准刺激 靶刺激 非靶刺激 刺激缺失 新奇刺激,A B C D,跨通路延迟反应范式,Ta
2、sk 1：Attending Picture, Ignoring Tone Picture Tone Tone Red Cross,Discriminate wait and capture react the imperative signal,Task 2：Attending Tone, Ignoring Picture Tone Picture Click,Discriminate wait and capture react the imperative signal,(0-2 trial),(0-2 trial),经典范式2- Go-Nogo,两种刺激的概率相等 Go刺激令被试反应的
3、刺激，即靶刺激 Nogo刺激不需被试反应的刺激 特点：排除了刺激概率对ERP的影响；由于没有大小概率之分，大大节省了实验时间，但也丢掉了因大、小概率差异而产生的ERP成分,注意的实验范式,双耳分听 空间注意: Cue - Target 提示范围的分级,鸡尾酒会效应与双耳分听(Chrry, 1953),Hillyard, 1975, Science,Mangun & Hillyard, 1991,Valid Cue,Invalid,Neutral,经典的中央性提示,固定注视点 1400 ms,提示箭头 200-500 ms,目标 50 ms,屏蔽 200 ms,(Luck et al., 199
4、4),Valid vs. Invalid,Valid vs. Neutral,Invalid vs. Neutral,间隔对P1效应的影响(Grorge & Mangun, 1998),注意左侧，多靶（16%）；注意右侧，多靶（16%）；注意左侧，少靶（2%）；注意右侧，少靶（2%）；被动（2%无关刺激） （Woldorff et al., 1997）,靶刺激 在下 视野,对侧的背侧枕区、18/19区,（Martinez Hillyard, 1999，2001）,刺激为白色直立的T（占86）和倒置的T（靶刺激14 ），被9个十字所包围，并叠加在灰色的棋盘格上 以等概率随机出现在左侧视野（LVF
5、）或右侧视野（RVF）。 任务是持续注视中央箭头并按键报告箭头所指注意侧的靶刺激，并忽视注意侧对面的刺激物。,C1无注意效应 注意效应发生在早期P1 、晚期P1和N1注意时其波幅增大,300 ms,1500 ms,Time,CUE SIZE Small Medium Large,SOA(ms) 230-350 (Short) 500-650 (Medium) 800-950 (Long),Fixation Precue Search Array,不同范围等级提示的空间注意实验范式 (Luo et al, Cogn Brain Res, 2001),ERP in Short SOA,Small
6、Median Large,P1 (80 ms),Large Median Small,N1 (160 ms),Cue,Search Array,P1 (100 ms),N1 (160 ms),Press the key，discriminate the direction of the vertical crescent,ISI: Short 400-600ms Long 600-800ms,固定区域提示下的注意效应,其他相关实验,干扰刺激位置对视觉空间注意影响,干扰位于小圈 干扰位于中圈 干扰位于大圈,该范试的特点为干扰刺激均位于同一个圈。与靶刺激特征相同,内部干扰,外部干扰,内部/外部干扰
7、,可以检测被试在分心物存在条件下注意力的集中程度,记忆的实验范式,经典范式: 学习-再认 运动知觉的启动 元记忆,A. Study Phase(14 faces, SOA 3s, duration 1s),B. Test Phase (28 faces, repeated 50%, SOA 3.2s, duration 1s),理,张,理,舒,Time,Learning Stage,Test Stage,Old,New,1st Present,Typical Procedures,ms,-100,200,400,600,800,1000 ms,0.0,-2.0,2.0,4.0,6.0,8.0,
8、10.0 V,ms,-100,200,600,800,1000 ms,-2.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0 V,-100,200,400,600,800,1000 ms,-2.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0 V,C3,Cz,C4,High Frequency Low Frequency,Encoding effects on higher- & lower- word frequency (Chinese),P180,N350,LPC,110ms 146ms 166ms 275ms 498ms 600ms 650ms 750ms,114ms 182ms 234ms
9、380ms 486ms 650ms 680ms 750ms,听觉汉字,视觉汉字,第一阶段感觉 第二阶段知觉 第三阶段语言,Chen & Luo, 2003, NeuroImage,汉字的记忆编码,-100,200,400,600,800,1000,0.0,-1.0,-2.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,-2.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,0.0,-2.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,0.0,-2.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,12.0,14.0,0.0,-2.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,12.0,14.0,-100,
10、200,400,600,800.0,900.0,1000.0,0.0,-2.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,12.0,14.0,Fz Cz Pz,Old New Diff (Old- New),Higher Freq. Lower Freq.,Test Stage,P180,N350,LPC,单次运动实验模式示意图（a） 与单次运动产生的ERP总平均图（b）,特定方向 二义 左 右 左右 (0 - 90) (0 - 270) (0 - 180),F1 F2,向右运动 二义运动 向左运动,F1 F2 F3,启动 目标间隔 (200, 400, and 1000 ms),二义-目标
11、特定-目标 (实验) (对照),启 动 目 标,(0-90-270) ( 0-90-0),特定方向 二义方向,双次运动的实验模式示意图（a） 双次运动产生的ERP总平均图（b）,强启动 弱启动 无启动,实验 对照,P1,P3,2个相反的 特定方向,无 启 动 弱 启 动 强 启 动,98 162 226 386 418 ms,+2.5 +2.0 +1.5 +1.0 +0.5 0 -0.5 -1.0mV,颞上回,枕叶,hMT+,内侧顶叶,Z=3.09 Z=13.11,a,b,实验组与对照组相减的差异波地形图（a）和fMRI结果 (b), jiang Luo et al, 2002,RT (ms)
12、,% Same Direction Judgements,200 400 1000 ms,Priming Reversal Priming Reversal in Young in Young in Old in Old,200 400 1000 ms,Behavioral Data,The perceived rate in the same direction in the young was higher than in the old subjects, F1, 22 = 4.727, p .05.,The RT prolonged with interval increased on
13、ly for priming condition in both young and old subjects, F2, 44 = 5.711, p .01,2、无意识启动运动知觉的老年化,无 启 动 弱 启 动 强 启 动,98 162 226 386 418 ms,+2.5 +2.0 +1.5 +1.0 +0.5 0 -0.5 -1.0mV,颞上回,枕叶,hMT+,内侧顶叶,Z=3.09 Z=13.11,a,b,首次确定视运动知觉的启动效应在刺激后98ms首先激活视觉初级皮层 后续活动（400ms左右）发生在内侧颞叶、颞上回、顶叶等更广泛的脑区,运动知觉启动与工作记忆,0-90-180 0
14、-90-0 ,Same Direction Opposite Direction,1st Motion 2nd Motion,Time,SOA: 200 ms,各种条件下的启动效应,0-90-270 0-180- 90 0-180-0 ,Unambiguous Ambiguous Ambiguous Ambiguous Unambiguous Ambiguous,元记忆的研究方法,实验分三个步骤进行 记忆一系列词对，例如“项目大臣” 呈现前面的线索词(项目？)，让被试回忆后面的靶子词(“大臣”) 在他们回忆不出来的情况下，令他们判断自己是否对那个不能成功回忆的词有一种“知道感” 通过一项再认测验来检验其“知道感”是否准确,元记忆的脑机制 “知道感”记忆导致大量的脑
