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事件相关电位erps研究生上课ppt课件

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事件相关电位(ERPs)研究生上课127页PPT

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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。

精神疾病中的erps研究ppt课件

精神疾病中的erps研究ppt课件

*Bhugra D The global prevalence of schizophrenia. PLoS Med.(2005). 2(5):e151. doi:10.1371/journal.pmed.0020151
ERPs在精神分裂症中的研究
精神分裂症个体的早期知觉加工
研究目的：探讨精神分裂症个体早期知觉加工是否有异常 实验任务：听觉和视觉oddball范式 被试:
病人组的MMN波幅显著小于正常组，且MMN波幅与更依赖于知觉线索的非语 言敏感性量表（PONS）得分相关显著，而与推理表演者心理状态的社会推理 意识测验（ TASIT ）得分相关不显著。
精神分裂症的社会认知功能损害
结论：
MMN活动与精神分裂症个体的社会认知能力密切相关；
该结论支持了信息加工的分层模型，低级的知觉加工缺陷 直接影响更高级的社会认知和社会交往功能。
ERPs在强迫症中的研究
Obsessive-compulsive disorder world map - DALY - WHO2002
强迫症发病率高，治愈率低，严重影响人们的生活质量
ERPs在强迫症中的研究
ERPs在强迫症中的研究
内部检测
PFC ACC basal ganglia
ERN
错 误 检 测
结论：
rACC对药物治疗效 果具有预测作用， 治疗前rACC活动越 强，治疗效果越好
Pizzagalli, D. et al.,, Am J Psychiatry 2001, 158:405–415
ERPs在强迫症中的研究
强迫症是以有意识的自我强迫和反强迫同时存在的强迫观 念或强迫行为为主要特征的神经精神疾病。
安徽医科大学第一附属医院神经内科erpserpspsychiatrydisorder高发性治愈率低易复发致残率高高发性治愈率低易复发致残率高psychiatrypsychiatrysymptomsymptompsychiatrypsychiatrysymptomsymptom基因水平基因水平认知损害认知损害内表型内表型认知损害认知损害内表型内表型行为水平行为水平生理指标erpsfmrimegpeterps高的时间分辨率神经电活动的直接证据高的敏感性和可靠性适用于多位点基因研究价位适中精神分裂症抑郁症强迫症焦虑症?impaireddecisionmakingparkinsonsdiseaseparkinsonismrelateddisorders2006?rewardlearningnoveltyseekingpersonality

事件相关电位

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

事件相关电位erps研究生上课127页PPT

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END
事件相关电位erps研究生上课
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃

事件相关电位入门

事件相关电位入门

N170 elicited by faces and face components
Left Mastoid
5 µV 0 -5 5 0 -5
Right Mastoid
0
4 0 -4
200 400 600 800
4 0 -4
0
200 400 600 800
µV
0
200 400 600 800 Milliseconds
Age-related changes during the earlystage face processing
–Investigating the effects of aging on the face detection and configural processing by facesensitive N170.
Inhibiting Responses
Nogo
Go
(Zhang, et al，2007)
–(BW Zhang, L. Zhao, X. Jing. 2007)
Facing some problems of emotional regulation at the stage of coping with the conflict in Internet Addiction patients
–标准刺激 (Standard) –偏差刺激 (Deviant) –靶刺激 (Target) –非靶刺激 (non-Target)
–两种刺激物 –三种刺激物 –新异刺激物的插入
P3b
–标准模式 –缺失刺激为靶
P3a
Standard
Deviant
Standard
Deviant
Standard

事件相关电位

事件相关电位

为了从EEG中提取出 中提取出ERP，需对被试者施以多次重复刺激 为了从 中提取出 ， “S”。将每次刺激产生的含有ERP的EEG加以叠加与平均。由 。将每次刺激产生的含有 的 加以叠加与平均。 加以叠加与平均 于作为ERP背景的 背景的EEG波形与刺激间无固定的关系，而其中所 波形与刺激间无固定的关系， 于作为 背景的 波形与刺激间无固定的关系 含之ERP波形在每次刺激后是相同的，且ERP波形与刺激间的 波形在每次刺激后是相同的， 含之 波形在每次刺激后是相同的 波形与刺激间的 时间间隔（潜伏期）是固定的，经过叠加， 时间间隔（潜伏期）是固定的，经过叠加，ERP与叠加次数成 与叠加次数成 比例的增大， 则按随机噪音方式加和。 比例的增大，而EEG则按随机噪音方式加和。 则按随机噪音方式加和
►跨通道研究模式
“跨通路”（Cross-Modal）是指在同一实验模 跨通路” 跨通路 ） 式中采用不同感觉通路的刺激物， 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。 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。 如运动知觉、记忆、意识研究。
事件相关电位
（Event-Related Potentials EventEventEvent-Related Brain Potentials） Potentials）
事件相关电位（ERP）的概念 事件相关电位（ERP）
凡是外加一种特定的刺激， 凡是外加一种特定的刺激，作用于感觉系统 或脑的某一部位，在给予刺激或撤消刺激时， 或脑的某一部位，在给予刺激或撤消刺激时， 在脑区引起的电位变化。 在脑区引起的电位变化。
►MMN
典型的实验是，仍然运用上述产生 典型的实验是，仍然运用上述产生P300的Oddball 的 实验模式，标准刺激为1000Hz的短纯音，偏差刺 的短纯音， 实验模式，标准刺激为 的短纯音 激为800Hz的短纯音，分别在被试双耳中呈现。令 的短纯音， 激为 的短纯音 分别在被试双耳中呈现。 被试者双耳分听，即注意一只耳的声音， 被试者双耳分听，即注意一只耳的声音，并对偏 差刺激进行反应，而不注意另一只耳的声音。 差刺激进行反应，而不注意另一只耳的声音。结 果无论注意与否，在约250ms内偏差刺激皆比标准 果无论注意与否，在约 内偏差刺激皆比标准 刺激引起更高的负波。若以偏差刺激引起的ERP 刺激引起更高的负波。若以偏差刺激引起的 减标准刺激引起的ERP，观察此差异波，则可见 减标准刺激引起的 ，观察此差异波， 到在约100ms至250ms之间出现了一个明显的负波， 之间出现了一个明显的负波， 到在约 至 之间出现了一个明显的负波 此即Mismatch Negativity（失匹配负波），简称 ），简称 此即 （失匹配负波）， MMN。 。

事件相关电位

事件相关电位具有高时间分辨率的特点,使其在揭示认知的时间过程方面极具优势,能锁时性的反映认知的动 态过程.该方法已经成为研究脑认知活动的重要手段.P300是较早发现的内源性事件相关电位成分,主要与人在从 事某一任务时的认知活动如:注意、辨别、及工作记忆有关。P300可能代表期待的感觉信息得到确认和知觉任务 的结束，目前已被广泛用来研究认知功能。其潜伏期反映对刺激物评价或归类所需要的时间即反应速度，随作业 难度的增加而延长，而波幅反映了心理负荷的量，即被试投入到任务中的脑力资源的多少。虽然P300对认知损害 评价的临床应用较广，但近年来的研究证实P300的脑内源不止一个，而是与多种认知加工有关，所以其在认知损 害特征的精确描述方面有一定的局限性。
事件相关电位
特殊的脑诱发电位
01 基本概念
03 分类 05 影响因素
目录
02 特征 04 测试方法
事件相关电位（ERP，event-related potential）是一种特殊的脑诱发电位，通过有意地赋予刺激以特殊 的心理意义，利用多个或多样的刺激所引起的脑的电位。它反映了认知过程中大脑的神经电生理的变化，也被称 为认知电位，也就是指当人们对某课题进行认知加工时，从头颅表面记录到的脑电位。
年龄：不同年龄P3的波幅及潜伏期不同。潜伏期与年龄呈正相关，随年龄增加而延长，而波幅与年龄呈负相 关。在儿童及青少年，波幅较高；分布：ERPs各成分有不同的头皮分布。
事件相关电位( ERP)作为可以反映大脑高级思维活动的一种客观方法在研究认知功能中得到广泛的应用,而 作为其内源形成分的P300是ERP中最典型、最常用的成分和认知过程密切相关,被视为“窥视”心理活动的一个窗 口，并认为它是脑研究的一种新型手段。
ERP与普通诱发电位不同的是：（1）要求受试者一般是清醒的; (2)所有的刺激不是单一的重复的闪光和短 声刺激，而至少有两种或两种以上的刺激编成刺激序列（刺激信号不定，可以是视、听、数字、语言、图像）； （3）构成除了易受刺激物理特性影响的外源性成分外，还有不受物理特性影响的内源性成分；（4）内源性成分 和认知过程密切相关。

临床神经电生理学-精品医学课件


-10μV 200 ms
对一例精神分裂症高危者的5年随访
A case of follow up ERPs from high risk study who had onset of schizophrenia
18 y.o. 19 y.o. 20 y.o. 21 y.o. 22 y.o.
Onset of schizophrenia
汉词对（S1-S2）刺激模式
Stimulus Number Response Condition of trials
Example S1-S2 (in English)
Related 60
Yes
開始-終了 (beginning-
ending)
Unrelated 60
Yes
戦争-郵便 (war-mail)
Controls (n=20)
Schizophrenics (n=13)
(Wang J, Hiramatsu K, Hokama H, Miyazato H, Ogura C. Abnormalities of auditory P300 cortical current density in patients with schizophrenia using high density recording. Int J Psychophysiol. 2003)
128-channel Geodesic Sensor Net (Electrical Geodesics, Inc)
Left/Anterior
High density recording ERPs in Schizophrenia and Control subjects
Left/Anterior

事件相关电位

• 辅助诊断：提高诊断的准确性和特异性 • 病情监测：评估疾病进展和预后 • 治疗评估：指导治疗方案和药物选择
事件相关电位在精神分裂症诊断中的应用
事件相关电位在精神分裂症中的改变
• 精神分裂症导致神经传导障碍和神经功能受损 • 事件相关电位表现为潜伏期延长、峰值降低和波形异常
事件相关电位在精神分裂症诊断中的应用
事件相关电位在神经系统变性疾病诊断中的应用
• 辅助诊断：提高诊断的准确性和特异性 • 病情监测：评估疾病进展和预后 • 治疗评估：指导治疗方案和药物选择
事件相关电位在神经系统损伤修复中的应用
事件相关电位在神经系统损伤修复中的改变
• 神经系统损伤导致神经传导障碍和神经功能受损 • 事件相关电位表现为潜伏期延长、峰值降低和波形异常
事件相关电位：基本原理与临床应用
CREATE TOGETHER
DOCS
01
事件相关电位的概念与原理
事件相关电位的定义与分类
事件相关电位（ERP）是一种脑电信号
• 反映了大脑对特定事件的神经反应 • 通过刺激和反应之间的时间锁定来提取
事件相关电位的分类
• 外源性ERP：由外部刺激诱发，如视觉、听觉刺激 • 内源性ERP：由内部心理活动诱发，如记忆、注意力
事件相关电位技术的发展
• 大数据分析：利用机器学习和人工智能提高分析精度 • 多模态融合：结合脑电图、脑磁图等多种信号进行综合分析
事件相关电位在跨学科领域的应用前景
事件相关电位在跨学科领域的应用
• 心理学：研究认知过程和行为反应 • 神经科学：研究神经传导和神经功能 • 临床医学：辅助疾病诊断和治疗评估
• 评估指标：提供客观和定量的评估结果 • 疾病诊断：辅助诊断注意力障碍和认知功能障碍 • 治疗评估：指导注意力训练和认知康复

事件相关电位原理与技术


一、电压放大倍数
放大倍数又称增益。电压放大倍数一般是指对异相信号的电压放大倍数。单位分 贝dB
放大倍数制约因素: 放大器的截至范围的限制，等于或大于放大器截止幅度的信 号将不分大小一律变成同一波幅，削顶式失真，即为溢出；A/D转换器输入幅度 范围的限制
.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、输入阻抗、输入回路与输出阻抗
放大器的输入阻抗与信号源的内阻形成分压关系, 放大器的输入阻抗越大, 这个回 路的I越小, U信号源越小, U放大器输入阻抗越大, 越接近信号源的电压, 使放大器 对输入信号的影响越小。R大于100MΩ
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。
3.ERP的定义: 当外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的某一部位，在给与 或撤销刺激时，或当某种心理因素出现时，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
解决市电干扰 降低头皮电阻Ra 1.利用放大器的滤波器来削弱噪声。 多数ERP实验关心的是30Hz以下的频段组成的, 因此可以滤除所有超过30Hz的活动 2.让被试身处电屏蔽室使噪声最小化。
.
输出阻抗
放大器的输出阻抗越小, 回路电流愈大, 负载电压越大, 越接近放大器输出电压的 信号。
.
共模抑制比
.
隔离
使被试机体与大地隔离的一种安全措施。 1.前置放大器与后置主放大器之间有隔离电阻 2.使用隔离型的电源变压器 人不能接地！
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•EEG：不断发生/自发；ERP：诱发才有。
•EEG含有心理与生理信息，但非为波形本身。
•ERP是信息引起的波形本身，但淹没在EEG中，通常观察不到
，20需20/3提/23 取。
华南师范大学 曲琛
二、ERP的基本概念
（一）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
普通（单边）放大电路
2020/3/23
差动式（双边）放大电路
华南师范大学 曲琛
（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。
• 需要注意撤反应。
2020/3/23
华南师范大学 曲琛
三、EEG对ERP的淹没与叠加基本原理
（一）特性： 1．淹没，约2微伏 ~ 10微伏。 2 ．两个恒定：潜伏期、波形。
（二）EEG对ERP的淹没与叠加基本原理
2020/3/23
华南师范大学 曲琛
2020/3/23
华南师范大学 曲琛
2020/3/23
2020/3/23
EEG
Evoked Potentials
华南师范大学 曲琛
ERP实验流程
2020/3/23
华南师范大学 曲琛
13 13
实验前的记录设置（setup文件）
2020/3/23
华南师范大学 曲琛
（一）增益(Gain, 放大倍数Amplification): （1）一般取 10 5 。 （2）含Head Box 150倍。 （3）VEOG与HEOG应减小。 （4）分贝与放大倍数的关系：1dB = 20 log A， log A = dB/20 例如，A=10000，则可表示为80dB。 120dB，则 log A = 120/20 = 6， A=106 。 （5）易犯错误：取值过大而超限，表现为削顶，甚至成为直线。
2020/3/23
华南师范大学 曲琛
(2)低端频响FL：级间为阻容耦合，前级输出电压E一定。容抗Xc = 1/ωC
，频率ω越低，容抗越大，落在电容上的电压Ec 越大，落在电阻上的 后级输入电压ER越小，高频相反。所以只限制低频，故称高通(highpass)。 调节电容C可调节频响低端。例如将电容C调大，则容抗变小，更低频率的 信号落在电容上的电压EC变小，落在电阻上的后级输入电压ER增大， 以此拓宽了低端。 时间常数（time constant, TC ）= 阻容乘积 = 1/（2πFL），是低端频 响之表达。
2020/3/23
华南师范大学 曲琛
（二）共模抑制比（辨差比，Common model rejection ratio, CMRR） 减少50周干扰的能力：信号双边输入，输出两边之差。 CMRR = Ad/Ac,
Ad：异相信号放大倍数。Ac：同相信号放大倍数。 Ac <1 。
例如， Ad=50000， Ac=1/20，则CMRR = 106 = 120 dB。
2020/3/23
华南师范大学 曲琛
ERP提高空间分辨率较低
（一）颅骨不匀且有个体差异。 （二）容积导体效应。 （三）电场封闭，例如，ERP主要来自皮质第3、5层，不全面 ，不正确。
2020/3/23
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
华南师范大学 曲琛
一、自发电位EEG与事件相关电位ERP
Electroencephalography, Event Related-Potentials
由于EP不仅外界刺激感觉所致，尚来自主动的自上而下的心理因 素，故改为“事件相关（脑）电位”（1969，Herb Vauhan） 。Event-Related（Brain）Potentials = ERPs
平均诱发电位。强调经过计算机平均。Average Evoked Potentials
2020/3/23
2020/3/23
华南师范大学 曲琛
(3)高端频响 Fh ：在输出端并联电容C。频率越高越短路掉，只限制高
频，故称故低通(low-pass)。 调节电容C可调节频响高端。例如将电容C调小，使较高频率的容抗增大
事件相关电位(ERPs)技术及应用
曲琛 fondest163
脑电研究的优势？
2020/3/23
华南师范大学 曲琛
（一）无创性。 （二）时间分辨率高：认知可分为认知过程和认知状态，过程指的 就是时间过程。是心理学工作者进行认知神经科学研究的最得力的 方法。行为方法的指标反应时（RT）和正确率，通常反映的是从刺 激到反应的全部认知的结果，不能区分认知中的阶段而观察其过程。 ERP测量的则是从刺激到反应的连续过程。可以显示受实验自变量 影响的是认知加工是哪个阶段或哪些阶段。 （三） 可以实时地测量没有行为反应的认知加工。例如句中的某个 词的实时加工。鉴于此，有的科学家将ERP称为“二十一世纪的反 应时”（Luk，2019）。 （四）具有脑自动加工的指标。例如MMN。为人类非意识加工、潜 意识行为、无意识状态、内隐认知这类重要却难以研究的脑的自动 加工领域提供了难得的研究方法与有效研究途径。 （五）空间分辨率128导约为3mm，达到了现代水平。 （六）设备相对简单，对环境的要求不高。
华南师范大学 曲琛
（二）ERP的定义
（1）诱发电位（EP）的广义定义：凡是外加一种特定的刺激作 用于机体，在给予刺激或撤消刺激时，在神经系统任何部位引起 的电位变化。 （2）诱发电位（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某一部位，在给予刺激或撤消刺激时，在 脑区所引起的电位变化。 （3）事件相关电位（ERP）的定义：当外加一种特定的刺激，作 用于感觉系统或脑的某一部位，在给予刺激或撤消刺激时，以及 当某种心理因素出现/变化时在脑区所产生的电位变化。
华南师范大学 曲琛
信噪比的提高值与叠加次数: S / N n / n n 。 例： 原信号2微伏 / 噪音10微伏 = 0.2，叠加100次后
（2微伏×100）/（10微伏 × 100 ）= 200微伏 / 100微伏 =2
2020/3/23
华南师范大学 曲琛
EEG and Evoked Potentials