【课程笔记】《心理学考研复试课程》第三章:ERP ——By Tensor麻麻麻

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一、ERP相关技术的基本原理

1、ERP概述

R.Caton ,在1857年,从兔脑和猴脑记录了脑电活动,15年后,A.Beck发表脑电论文,掀起了脑电研究的热潮。

  • 脑电图EEG:electroencephalogram (大脑活动时,突触后电位的总和,有自发的也有诱发的)
  • 事件相关电位ERP:Event-related potential (1965年,Sutton从EEG中提取出了ERP波形)

ERP是一种特定的外部刺激,作用于感觉系统或脑的某一部位,给予刺激或者撤销刺激时,在脑区引起电位变化。

优点:

  • 极高时间分辨率,时间精度毫秒级别
  • 成本低,实验设计较为简单
  • 可以和行为数据很好的配合,特比是和RT反应时很好地配合,研究认知加工过程的规律;

2、EEG

脑电帽:有32导、64导、128导,常用的脑电帽就是64导的。

reference electrode:参考电极

group electrode:接地电极

HEOG:水平眼电 (两个眼角处)

EGOG:垂直眼电 (额头处)

刺激显示屏 ➡️ 被试 ➡️ 电极帽 ➡️ 放大器 ➡️ 示波器

不同波.png
  • Deita(1-3HZ)深度睡眠
  • Theta(4-7HZ)被催眠或者抑郁
  • Alpha(8-13HZ)正常人脑电波的基本节律
  • Beta(14-30HZ)精神集中或者情绪波动时出现
  • Gamma(30-80HZ)成年人在觉醒并专注于某一事件时会出现的波段

3、ERP的叠加

ERP的分段叠加技术:从原始波形到ERP波

  • 截取一个刺激出现后一定时间内的原始波,每个刺激后的固定时间段;
  • 把相同种类的刺激的原始波叠加;
  • 把叠加后的平均值做一个计算,得到最后的ERP图;

为什么要叠加?我们的每一个动作都会有相对的干扰,时间、温度、环境等,那如果把这行为相加后,这些噪音就相互抵消。

上负下正(负:N,正:P).png

上负下正(负:N,正:P)

ERP实验注意事项:

  1. 排除干扰

    • 排除环境干扰:电磁隔离
    • 排除眼动干扰:加入注视点
    • 排除肌电干扰:除了手指按键,身体保持不动
    • 排除撤反应干扰:合理设定刺激呈现时间
  2. 事件相关:刺激与刺激之间加入注视点,以刺激呈现作为零点(基线)

  3. 脑电数据与刺激代码进行融合(需要使用编程工具)

  4. 试次叠加:每一类刺激进行平均叠加(20次以上)

4、时频分析

把脑电波进行傅立叶转换,分解成正弦波。

正弦波是频率成分最为单一的一种信号,因这种信号的波形是数学上的正弦曲线而得名。任何复杂信号——例如光谱信号,都可以看成由许许多多频率不同、大小不等的正弦波复合而成

5、溯源分析

为了找到脑电活动的差异来源是什么。

借鉴了地震的原理,通过表层的震动来追踪深层来源是哪里。

溯源就是通过脑电活动溯源到底是脑中哪个部位的活动

二、ERP研究的文献阅读

1、ERP结果的阅读

  1. 阅读ERP相关的文献时,要注重的要点:
    • mean amplitude difference 平均震动差异
    • time window 时间窗口
  2. ERP数据指标
    • 时间特征指标:波形图
      • 电极位置、纵轴、横轴、基线、波形、成分抽取
      • FN400熟悉性(300-500ms)、LPC回想(500-700ms)
    • 空间特征指标:地形图
      • 视角、标尺(小图例)、时段(是成分)
      • 地形图是简单的判断,溯源分析才会定位更加精确

2、脑电技术的商业应用

  • 用户研究(广告、游戏、影视、软件界面)
  • 脑机接口
  • 教育培训(孩子注意力等情况)
  • 休闲娱乐(反应个人的心情等)
  • 医疗保健(ADHD注意缺陷多动障碍)
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