不同領(lǐng)域ERP研究范式學(xué)習(xí)課程

1、第一節(jié)第一節(jié) 經(jīng)典的經(jīng)典的ERP實驗范式實驗范式經(jīng)典范式經(jīng)典范式1Oddball 一項實驗中隨機呈現(xiàn)同一感覺通道的兩種刺激，兩種刺激的概率相差很大。大概率稱為標準刺激（standard stimuli），小概率稱為偏差刺激(deviant stimuli)。如果讓被試對偏差刺激進行反應(yīng)，則偏差刺激成了靶刺激（target）。 Oddball范式應(yīng)用廣泛，是產(chǎn)生P300、MMN等與刺激概率有關(guān)的ERP成分的實驗范式，是學(xué)習(xí)ERP研究與應(yīng)用的入門課程。 Polich，J. Updating P300: An integrative theory of P3a and P3b，Clinical Ne

2、urophysiology，2007， 118 ： 21282148第1頁/共66頁第一頁，編輯于星期日：八點 五十一分。P300的名稱的名稱 P300 P3 晚期正成分（late positive component） P3b（Pz） P3a (Fz) 中線位置記錄（Fz, Cz, Pz）第2頁/共66頁第二頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第3頁/共66頁第三頁，編輯于星期日：八點 五十一分。標準刺激標準刺激 靶刺激靶刺激 非靶刺激非靶刺激 刺激缺失刺激缺失A AB B第4頁/共66頁第四頁，編輯于星期日：八點 五十一分。 A：一系列規(guī)律刺激中，偶然缺失一次刺激。無刺激也可引起ERP。（研

3、究某些感興趣情況下的習(xí)慣化的腦機制等。） B：刺激物分為三種，其中一種大概率（70），偏差刺激分為兩種，都是15，被試只對一種偏差刺激反應(yīng)。（研究某些感興趣情況下的靶與非靶的關(guān)系。）第5頁/共66頁第五頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第6頁/共66頁第六頁，編輯于星期日：八點 五十一分。P300的研究的研究 對P300成分本身的研究：刺激的概率、辨別難度、間隔時間、年齡、性別、藥物等因素的影響，P300的腦內(nèi)源。 P300成分的臨床研究：精神病人、多動癥患者、酒精成癮第7頁/共66頁第七頁，編輯于星期日：八點 五十一分。經(jīng)典范式經(jīng)典范式2- Go-Nogoq 兩種刺激的概率相等兩種刺激的概率

4、相等q GoGo刺激刺激令被試反應(yīng)的刺激，即靶刺激令被試反應(yīng)的刺激，即靶刺激 NogoNogo刺刺激激不需被試反應(yīng)的刺激不需被試反應(yīng)的刺激q 特點：排除了刺激概率對特點：排除了刺激概率對ERPERP的影響；由于沒有大小的影響；由于沒有大小概率之分，大大節(jié)省了實驗時間，但也丟掉了因大、概率之分，大大節(jié)省了實驗時間，但也丟掉了因大、小概率差異而產(chǎn)生的小概率差異而產(chǎn)生的ERPERP成分。成分。 第8頁/共66頁第八頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第二節(jié)第二節(jié) 注意研究的實驗范式注意研究的實驗范式 空間注意空間注意: Cue - Target 雙耳分聽雙耳分聽第9頁/共66頁第九頁，編輯于星期日：八

5、點 五十一分。1、空間注意、空間注意 空間注意：基于視覺情景中位置的選擇性注意。 行為研究：有線索提示的反應(yīng)快于無線索提示的目標。注意的早期選擇模型解釋。 但無法明確地將注意的機制與信息加工的特定階段相聯(lián)系。第10頁/共66頁第十頁，編輯于星期日：八點 五十一分?？臻g線索提示范式空間線索提示范式第11頁/共66頁第十一頁，編輯于星期日：八點 五十一分。Valid CueInvalidNeutral第12頁/共66頁第十二頁，編輯于星期日：八點 五十一分。固定注視點固定注視點1400 ms提示箭頭提示箭頭200-500 ms目標目標50 ms屏蔽屏蔽200 ms(Luck et al.,(Luc

6、k et al.,1994)1994)第13頁/共66頁第十三頁，編輯于星期日：八點 五十一分。空間注意的一項空間注意的一項ERP研究研究 ERP的高時間分辨率適合于探索信息加工的階段。 目的：探索空間線索效應(yīng)的神經(jīng)機制。 邏輯或假設(shè)：ERP可以提供視覺系統(tǒng)中早期（感覺）和晚期（知覺后和決策）階段的信息加工指標，可以探明線索提示的刺激是否表現(xiàn)更快或更強的感覺反應(yīng)？第14頁/共66頁第十四頁，編輯于星期日：八點 五十一分。 實驗設(shè)計： 任務(wù)的范式為Posner的線索提示任務(wù)。 兩種條件：正確提示（目標出現(xiàn)在箭頭指示的方向，0.75）；錯誤提示（目標出現(xiàn)在箭頭指示的反方向，0.25）。 正確提示目

7、標更快的反應(yīng)效應(yīng)：如果這種效應(yīng)來自知覺過程，則早期的感覺相關(guān)的ERP成分出現(xiàn)差異；如果來自決策或反應(yīng)偏差，則ERP早期成分無差異，但更長潛伏期的晚成分有差異。第15頁/共66頁第十五頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第16頁/共66頁第十六頁，編輯于星期日：八點 五十一分。2、雙耳分聽、雙耳分聽 徹里（Cherry,1953）給被試的兩耳同時呈現(xiàn)兩種材料，讓被試大聲追隨從一個耳朵聽到的材料，并檢查被試從另一耳所獲得的信息。前者稱為追隨耳，后者稱為非追隨耳。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，被試從非追隨耳得到的信息很少，能分辨是男音或是女音，并且當原來使用的英文材料改用法文或德文呈現(xiàn)時，或者將課文顛倒時，被試也很少能夠

8、發(fā)現(xiàn)。第17頁/共66頁第十七頁，編輯于星期日：八點 五十一分。(Chrry, 1953)第18頁/共66頁第十八頁，編輯于星期日：八點 五十一分。一項聽覺選擇性注意的一項聽覺選擇性注意的ERP研究研究 研究問題：注意操作發(fā)生于早期階段（知覺）還是晚期階段（決策、記憶及行為輸出）？ 實驗設(shè)計 某些實驗分組中，要求被試注意左耳，在其他實驗分組則要求被試注意右耳，然后給予一系列快速的脈沖式短聲，每只耳刺激數(shù)各一半，為了在兩耳間易于區(qū)分，每只耳的音調(diào)不同。要求被試監(jiān)聽注意的耳，聲調(diào)稍高一點的變異短聲為靶，注意到靶時按鍵。第19頁/共66頁第十九頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第20頁/共66頁第二

9、十頁，編輯于星期日：八點 五十一分。 注意左的實驗分組中的左非靶與注意右的實驗分級中同樣的左非靶的比較。第21頁/共66頁第二十一頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第三節(jié)第三節(jié) 知覺的實驗范式知覺的實驗范式 雙穩(wěn)態(tài)知覺（bistable perception）第22頁/共66頁第二十二頁，編輯于星期日：八點 五十一分。 可能的解釋： 自下而上加工（bottom-up） 自上而下加工 (top-down)第23頁/共66頁第二十三頁，編輯于星期日：八點 五十一分。任務(wù)范式一任務(wù)范式一第24頁/共66頁第二十四頁，編輯于星期日：八點 五十一分。任務(wù)范式二任務(wù)范式二第25頁/共66頁第二十五頁，編輯

10、于星期日：八點 五十一分。第26頁/共66頁第二十六頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第27頁/共66頁第二十七頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第28頁/共66頁第二十八頁，編輯于星期日：八點 五十一分。錯覺實驗范式一錯覺實驗范式一第29頁/共66頁第二十九頁，編輯于星期日：八點 五十一分。錯覺實驗范式二錯覺實驗范式二第30頁/共66頁第三十頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第四節(jié)第四節(jié) 記憶的實驗范式記憶的實驗范式 典型的三級加工模型典型的三級加工模型第31頁/共66頁第三十一頁，編輯于星期日：八點 五十一分。 工作記憶（Baddeley等）第32頁/共66頁第三十二頁，編輯于星期日：八點

11、 五十一分。一、工作記憶的實驗范式一、工作記憶的實驗范式1 1、雙任務(wù)范式、雙任務(wù)范式 重復(fù)敲擊（控制條件） 隨機數(shù)字產(chǎn)生 以順時針方向按一個鍵盤上的鍵 迅速重復(fù)詞語或數(shù)字（1、3、5）第33頁/共66頁第三十三頁，編輯于星期日：八點 五十一分。 2、N-back范式 n-back范式要求被試者將剛剛出現(xiàn)過的刺激與前面第n個刺激相比較，通過控制當前刺激與目標刺激間隔的刺激個數(shù)來操縱負荷。當n=1時，要求被試者比較當前刺激和與它相鄰的前一個刺激 。刺激材料：字母、單詞、空間位置等。 該范式的優(yōu)點在于將任務(wù)設(shè)計成在工作記憶上施加一連續(xù)的、參數(shù)可變的負荷，而其他任務(wù)需要保持恒定。 第34頁/共66頁

12、第三十四頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第35頁/共66頁第三十五頁，編輯于星期日：八點 五十一分。3、連續(xù)刷新任務(wù) 在屏幕中央逐個呈現(xiàn)一系列字母、數(shù)字等，系列長度從3個項目到8個項目隨機，讓被試在每一系列結(jié)束時，報告此系列的最后3個項目。第36頁/共66頁第三十六頁，編輯于星期日：八點 五十一分。MKLinput注視點呈現(xiàn)38個字母輸入屏幕空屏記憶刷新任務(wù)范式第37頁/共66頁第三十七頁，編輯于星期日：八點 五十一分。A. Study Phase(A. Study Phase(14 faces, SOA 3s, duration 1s14 faces, SOA 3s, duration 1

13、s) ) B. Test Phase (B. Test Phase (28 faces, repeated 50%, 28 faces, repeated 50%, SOA 3.2s, duration 1sSOA 3.2s, duration 1s) ) 二、經(jīng)典的學(xué)習(xí)再認范式二、經(jīng)典的學(xué)習(xí)再認范式第38頁/共66頁第三十八頁，編輯于星期日：八點 五十一分。理理張張理理舒舒TimeTimeLearning Learning StageStageTestTestStageStageOldOldNewNew1 1st st PresentPresent第39頁/共66頁第三十九頁，編輯于星期日：

14、八點 五十一分。例例：Examining the neural basis of episodic memory: ERP evidence that faces are recollected differently from names 問題提出：反映再認記憶有兩個指標：記起和熟悉性。已有的ERP研究表明，與再認記憶有關(guān)的兩個成分：早期（300500ms）的中部額區(qū),稍晚的（500700ms）左側(cè)頂區(qū)的新舊效應(yīng)。后者反映了再認中的記起（recollection），但對前者的解釋存在爭議（概念啟動，熟悉性？）。已有比較面孔與名字的研究沒有保證二者在編碼階段的一致性，從而無法排除編碼效應(yīng)。本研

15、究考察面孔與詞語材料線索的回憶是否具有不同的神經(jīng)基礎(chǔ)。第40頁/共66頁第四十頁，編輯于星期日：八點 五十一分。實驗任務(wù)實驗任務(wù)第41頁/共66頁第四十一頁，編輯于星期日：八點 五十一分。 為排除可能的影響因素，對面孔的進行選擇和處理。 年輕的白人，無飾物、眼鏡或面毛；去除照片背景、頭發(fā)和耳朵；大小、亮度、顏色相同；黑色背景呈現(xiàn)第42頁/共66頁第四十二頁，編輯于星期日：八點 五十一分。實驗程序?qū)嶒灣绦?18學(xué)習(xí)測驗blocks（學(xué)習(xí)：12對；測試：6張舊面孔，6個舊名字，3張新面孔，3個新名字） 學(xué)習(xí)與測驗間隔時間被試自己掌握；每個trials中男性與女性面孔，男性與女性名字相等；刺激輪轉(zhuǎn)，

16、使其有均等機會成為測驗階段的新刺激。每個Block內(nèi)的刺激順序隨機化。 學(xué)習(xí)階段，判斷面孔與名字是否合適；測驗階段，判斷刺激是新的還是舊的，如果判斷為舊的，則需要進一步的反應(yīng)判斷，即記起還是熟悉。第43頁/共66頁第四十三頁，編輯于星期日：八點 五十一分。數(shù)據(jù)記錄與分析數(shù)據(jù)記錄與分析 62導(dǎo)，國際1020系統(tǒng)電極排列，參考電極Cz和CPz；阻抗低于5千歐，帶通0.140Hz;采樣率250Hz,分析時窗100ms至刺激后2000ms。 分析比較四種條件：面孔擊中，面孔正確否定，名字擊中，名字正確否定。 電極位置：額區(qū)（F1/3/5/2/4/6），頂區(qū)（P1/3/5/2/4/6）。 分析時窗：10

17、0-300,300-500,500-700300-500,500-700,700-900. 多元方差分析：新舊左右半球定位（額區(qū)和頂區(qū)）位置（上、中、下）。第44頁/共66頁第四十四頁，編輯于星期日：八點 五十一分?？偲骄鶊D總平均圖第45頁/共66頁第四十五頁，編輯于星期日：八點 五十一分。地形圖分析地形圖分析第46頁/共66頁第四十六頁，編輯于星期日：八點 五十一分。結(jié)論結(jié)論 面孔提取線索與前區(qū)新/舊效應(yīng)和晚期的右前額有關(guān)，而名字線索與中部額區(qū)及左側(cè)頂區(qū)效應(yīng)有關(guān)。研究的結(jié)果證明回憶面孔與名字可能涉及不同的認知操作。第47頁/共66頁第四十七頁，編輯于星期日：八點 五十一分。 提示：提示： 列

18、舉上述研究時，并沒有詳細提及行為指標的結(jié)果。 行為指標也很重要，最好能結(jié)合起來解釋，如果行為指標與ERP指標效應(yīng)一致，更能說明問題。第48頁/共66頁第四十八頁，編輯于星期日：八點 五十一分。 第六節(jié)第六節(jié) 語言實驗范式語言實驗范式 人類是如何從各種聲音中識別語言的？ 從很小的時候起，人類就能學(xué)習(xí)和使用語言，他（或她）是怎么實現(xiàn)這一過程的？ 語言的心理加工過程是如何進行的？ 失語癥的產(chǎn)生原因是什么？ 第49頁/共66頁第四十九頁，編輯于星期日：八點 五十一分。一、與語言有關(guān)的一、與語言有關(guān)的ERP成分成分第50頁/共66頁第五十頁，編輯于星期日：八點 五十一分。三、語言有關(guān)的三、語言有關(guān)的ER

19、P研究研究1 ERP與語言知覺失匹配負波（Mismatch negativity, MMN） Oddball范式，聽覺刺激。偏差刺激出現(xiàn)后100200ms的負波，額區(qū)頭皮分布，腦內(nèi)源為初級聽覺皮層和額葉。 在被試看電影、閱讀、睡覺或昏迷時也能記錄到。第51頁/共66頁第五十一頁，編輯于星期日：八點 五十一分。運用運用MMN的語言知覺研究的語言知覺研究 Ntnen et al. (1997) 被試：土生土長的愛沙尼亞人和法國人。 刺激：不同的愛沙尼亞元音字母（S：e；D：, , o, e/） 結(jié)果：愛沙尼亞人，四種偏差刺激都誘發(fā)MMN；法國人， 誘發(fā)MMN明顯更小。 解釋：語言經(jīng)驗影響前注意水平

20、的聽覺語言知覺。第52頁/共66頁第五十二頁，編輯于星期日：八點 五十一分。對頻率不同刺激的反應(yīng)對頻率不同刺激的反應(yīng)第53頁/共66頁第五十三頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第54頁/共66頁第五十四頁，編輯于星期日：八點 五十一分。2 2 單詞與句子理解中的單詞與句子理解中的ERPERP成分成分 （1）語義加工：N400 N400是負走向波，潛伏期在300-500ms，右側(cè)中央?yún)^(qū)最大，但受刺激材料與通道影響，腦內(nèi)源為前顳葉。“N400效應(yīng)”是指兩種條件（如語義反常與規(guī)范，不相關(guān)與相關(guān)等）下的N400差異波。 通常認為N400反映了從語義上將刺激整合到先行背景的難度。第55頁/共66頁第五十

21、五頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第56頁/共66頁第五十六頁，編輯于星期日：八點 五十一分。 誘發(fā)誘發(fā)N400N400的實驗范式：的實驗范式： 句尾畸義詞（經(jīng)典范式）。 相關(guān)詞與無關(guān)詞（講述故事，清洗危險）。 新詞與舊詞。 文字與非文字符號。 圖片命名。 （羅躍嘉，2010,事件相關(guān)電位原理與技術(shù)）第57頁/共66頁第五十七頁，編輯于星期日：八點 五十一分。第58頁/共66頁第五十八頁，編輯于星期日：八點 五十一分。 （2）句法加工 左前額負波（left anterior negativity，LAN） 存在兩個LAN，一個是早期的左前額負波（ELAN），出現(xiàn)于刺激后100200ms;另一個產(chǎn)生于刺激后300500ms。 ELA