参考资料:
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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
- 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)
ERP实验注意事项:
-
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
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)
脑电数据与刺激代码进行融合(需要使用编程工具)
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
- 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
- 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
- 时间特征指标:波形图
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)