erp详细介绍1

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1、大脑高级功能神经电生理检测仪 （事件相关电位仪）,广州市润杰医疗器械有限公司,简 述,概 要,1965年Sutton报道用予先编制的刺激序列令受试者完成指定任务（靶），刺激后300毫秒左右在头皮记录到一个正向电位，命名为“P300”。 P300不受刺激的物理性质影响，而与从事某一活动任务有关， 因而“又称”其为事件相关电位（event related potential, ERP）。三十多年来国内外ERP研究已有了很大发展，当前脑磁图、fMRI和ERP已是探索大脑高级功能的重要手段。 但在介绍ERP工作站以前，先将事件相关电位作一介绍。,事件相关电位与普通诱发电位的区别,事件相关电位ERP 普

2、通诱发电位 EP = 1. 刺激 两种以上 单一 2.引发 所携信息 刺激本身 3.意识 清醒合作 无要求 4.扫描 1000毫秒以上 200毫秒以下 5.反映 对信息的加工 对刺激的反映 6.测试 知觉 注意 记忆 感觉 言语 智能 学习 7.电脑 两台 一台加捆绑 =,事件相关电位的用途,基础研究 心理学、神经科学、精神科学、教育学等 方面包括：知觉、注意、学习、记忆、语言、 情感、意识。 应用研究 临床医学及其他包括：神经精神科疾病、 智力判定、测谎、学习及工作能力与效果判 定、药效判定。,事件相关电位分类 * N1 N2：指刺激后分别在100毫秒和200毫秒附近的两个 负波。属外源性成

3、分。与注意有关。 * MMN：非匹配负波，即N2a。刺激偏离而引起。 属外 源性成分。与注意有关。 * P300 ：刺激后300-500毫秒。属内源性成分。与记忆、 认知、智能有关。 * N400：用与语句语义场不符的词或图像引出。语言的 认知。属内源性成分。 * CNV：亦称伴随负变化。由预警刺激和指令刺激引出。 与注意、期待、记忆、动机有关。,P 300,ERP与P300、刺激与信息有不同的内涵 1,ERP与 P300二者并不相等。ERP是可以包括P300在内的许多成分或电位的总称，如：N1、N2、MMN、PN、P3(P300)、CNV和N400等。甚而如P3之分为P3a 、P3b，也应在

4、内；随着计算机技术和ERP研究的进展还会有更多的其他内容报道。 P300只是属于ERP 的一个“内源性成分”，其意是不受刺激物理性质影响的一个成分。,ERP与P300、刺激与信息有不同的内涵 2,ERP是一种特殊的诱发电位，其特点可归纳如下： 1) 受试者应是意识清楚要求能够与测试合作（被 动P300另有不同）。 2) 应有两种以上携有不同信息的刺激（如 Oddball 刺激序列）构成靶和非靶。刺激可随机依次呈 示，受试者须 对指定刺激（靶）作出反应（默 记或按键）。 3) 扫描分析时间一般12秒左右。,P300时应用的Oddball刺激序列,由靶和非靶刺激构成，其功能不只限于物理作用 本身，

5、刺激并不等同于信息，重要的是刺激携带了 信息，因而刺激同时有信息作用。Oddball刺激序列 要求受试者对“靶刺激”作反应，准确的说是对“被赋 予靶刺激的信息”作反应。 普通诱发电位的刺激是单一刺激，无须受试者作 出选择，也就是无须对刺激的信息作反应。 同时，大脑接受刺激/信息 1000 毫秒以后的电位 基本上是混沌状态，已经很难或无法分辨其意义。,P300的刺激序列,P300 代表大脑对信息加工的电生理过程,P300 表明大脑对外来信息的加工过程，其波幅 高低，代表了大脑对信息加工的强度，因而任务的 难度可改变P300的波幅。 例如要求受试对“没有刺激出现” （非靶脱失） 这一“信息”作反应

6、，也可引出P300。这是大脑对信 息加工时产生的电位而非对“刺激”加工所致。刺 激的物理作用不能影响ERP的内源性成分P300 。 但在大多数情况下信息仍是由刺激所携带，是 由刺激携带了信息诱发出ERP来。,刺激内容过于单一限制了ERP的研究,人类个体生活的环境复杂多变，需要应对的信息万千。时下流行的事件相关电位仪能够提供的刺激（靶和非靶）信息含量贫乏。使用内容过于简单的刺激作ERP测试，难以满足现实的需要。信息含量贫乏的刺激会限制ERP 研究需求。如果ERP测试仪器的刺激只是采用单一的刺激，如高低音、不同颜色的灯光、几 何图形等，无疑会限制探索的机会。 为尽可能接近现实环境，在编制靶和非靶时

7、必须注意扩充刺激的信息含量。,扩充刺激的信息含量促进 ERP 的研究,把刺激方式和内容扩展开来，采用多媒体的方法， 即同时利用视频和音频的刺激，扩大刺激内容，利用 图片、照片、语言、文字、实物、声音等，扩大信息 含量，将有助于问题的解决。 总之，只有扩充刺激的信息含量，设计更多不同 内容的靶和非靶刺激，才会在大脑高级功能的神经电 生理研究领域有更多选题的自由、促进更多的进展， 使ERP的研究走上坦途。,扩充刺激的信息含量促进 ERP 的研究,P300 1. 各种刺激均可被选为靶或非靶，均可被叠加。 2. 叠加的刺激（无论是靶或非靶）由操作者选定。 3. 靶和非靶的同步叠加可用主机系统或另外型号

8、 的诱发电位仪。 4. 刺激内容包括立体或平面的几何图形，增加几 何图形的色彩、大小、形状等渐渐变化的可能。,P300的模式图,P300潜伏期、波幅及波面积测量,意识 认知 认知电位,国内外常有文章称 ERP 或 P300 为“认知电位”，认为 ERP 或 P300 反映大脑的认知功能：智能、记忆、注意等。但尽管受检者在检查时虽然意识清楚，P300的产生却不能为其意识所能察觉，即P300并未成为意识的内容。它只是大脑对信息处理过程产生的电位，此过程在1000毫秒之内尚未进入意识，故为意识所未察。,E. Poppel的实验 1,EPoppel 发现 * 如两个短声刺激间隔如短于约4 .5毫秒 时

9、，人在感受时便不能区分二者的先后。他发 现区别先后必须有3040毫秒的间隔，并使二 者成为一个“事件”。 正常人所需的3040毫秒 是脑神经网络生物电振荡的周期，而事件发生 必需合乎振荡的周期方可被大脑接受。 脑损伤并有语言障碍的病人常需要约100毫 秒的间隔，方能完成。,E. Poppel的实验 2,* 但是大脑接收每个事件时并不一一 “应答”， 而是将一系列事件整合成综合的事件单元。每个被整合的单元就是该时间内的意识内容，时间大约为 3 秒钟左右，超过此时限意识内容会变更。 * “ 3 秒钟” 自然会和知觉的选择性有关，但毫无疑问它涉及意识，因为这时事件单元的内容 进入意识，而且会不间断地

10、、主动或被动地、更 换或更新。 。,“3秒钟”对ERP研究的启示,以上理论对ERP研究颇有启示 * ERP刺激的间隔时间不宜超过23秒，超过3秒必 然影响测试结果。 * ERP扫描记录时间为13秒， 3秒以后甚至1秒以 后所获结果也很难辩识。 * 1 秒以内的扫描记录只是信息加工产生的电位， 尚未进入意识，也未成为意识的内容，受试者的 意志便不能干扰。 * 因此P300只代表信息加工的过程，是尚无意识的 过程。说它是“认知电位”只能是有条件的和有限 制的。,ERP应用中的一些问题,ERP主要用于对认知的研究，凡涉及认知能力和认知过程的内容均可包括在内。许多心理过程：注意、准备、知觉、记忆、语言

11、、言语、智能等都已受到了关注，因此可说是属于大脑高级功能的测试。 实际应用上各种各类的疾病：痴呆、精神病、躯体疾病引发的注意、记忆、语言及智能损害、某些神经疾患等，也多被涉及。但不能作为疾病的诊断标准。,CNV,CNV 概述 (contingent negative variation),* CNV或称伴随负变化, 是事件相关电位的一种。与人脑对事件的期待、动作准备、定向、注意等心理活动有密切关系。 * Walter（1964） 最早采用特定的刺激的模式： S1-S2-R 即 预警刺激-指令刺激-动作反应。,CNV 的测试,* 在标准的刺激范式基础上可以采用多种刺激形式：听觉、视觉(包括图象、

12、文字)和触觉刺激，这些均可充当S1或S2，但以闪光和短声为常用。 * 试验要求受试对S2作出运动反应 (如按键) 或以某种心理任务 (心算、默记) 反应，也可用反应忽视 (Go/No-go) 测试之。,CNV 的测试,* 实验室需屏蔽隔音弱光，控制时温。 受试要肌肉放松，保持清醒，集中注 意。避免眨眼和不必要的动作。 * 假如受试在反应正确时给予奖励则波 幅增大，反应不正确时予以惩罚则波 幅降低。,CNV 测试：其他方法,* 模糊任务：随机省略S2，使CNV波幅下降。 * 时间估计任务：受试熟悉后估计S2出现时间。 * 分心任务：测试时给以干扰，结果波幅下降。 * 辨识任务：改动 S1为 S1

13、，结果波幅反升高。 * 回忆任务：S1前出现字母，S2时判别曾否出现。 * 反馈任务：受试知道反应结果，可椐此修正以 后的反应。,扩充刺激的信息含量促进 ERP 的研究,CNV P300所用的刺激都可被选用于CNV 1刺激模式是：予警刺激靶刺激。 2刺激内容和P300相同。 3预警刺激时间允许操作者自己设置1-5- 10秒（不分档），靶刺激1-2秒。 4各轮刺激的间隔时间可以是1-2-5秒（可 调）。 5靶刺激引发叠加。,正常CNV的波形 S1：预警刺激（光） S2：指令刺激（短声）,CNV 的测量：波幅、潜伏期、波面积、波形,AC:等电位线。A点:负电位起始点。B点:负变化的峰值。 AC:负

14、变化的全时程。 D点:电位正相偏转的峰值。AB或ABC:负相偏移的面积。,CNV：分布和影响因素,* 分布：波幅Cz最大，前额次之，顶后最小， 枕部一般记录不到。或提出前额最大，由前 向后梯次降低。头部两侧分布基本对称，词 语刺激、数字计算左半球波幅较高。 * 稳定性：情绪稳定的受试CNV 相对稳定。 分心时波幅降低。,CNV：影响因素,* 刺激条件：刺激强度对 CNV 波幅无影响，刺激性 质有影响。ISI 长于10 15 秒出现阴性结果。 * 受试因素：注意集中波幅增高。分心、焦虑、恐惧、 疼痛、沉思、嗜睡及躯体疾患使波幅降低。 * 年龄性别：儿童大脑发育不完全，CNV波幅较低， 18 20

15、 岁趋于成熟和稳定。性别无明显差异。 * 生理因素：呼吸对CNV有影响，随呼吸周期而变动。 CNV 与心率有关。,CNV：心理学意义 CNV是反应多种心理活动的一种事件相关电位。,* 期待：Walter 命名为期待波。 CNV必须有两个刺激 偶联出现， S2如不呈现，如不要求受试对S2作反应或 ISI延长则波幅渐减甚至消失。S2出现的概率降至0.7以 CNV波幅开始下降。这些提示对S2的期待是CNV产生 的原因。 * 注意和分心：注意集中波幅增高。分心使波幅降低 是因分心时阻碍了对S2作出反应的认知加工过程。 * 记忆：记忆受损CNV波幅降低。 * 动机：强刺激比弱刺激CNV波幅大，反应动机的作用。,CNV：起源和调节,* 起源：CNV起源仍无定论。许多提法如： 丘脑皮层系统、顶枕联络区与前额部联系对 CNV的产生是极重要的。或认为起源于皮层 的多个区域。 * 调节：中脑网状结构和丘脑网状核对大脑 皮层的活动起调节作用。,CNV：临床意义及应用,* 老化和痴呆：正常老年人CNV波幅降低。 Alzheimers病CNV明显降低，其亲属CNV 波幅亦低。 * 精神疾患：精神分裂症、抑郁症、焦虑症、病态人 格患者CNV波幅降低。 * 脑损害：弥漫性脑损害C