事件相關(guān)電位原理與技術(shù)

前言

　　事件相關(guān)電位（event-related brain potentials，ERP）、是從自發(fā)電位（EEG）中經(jīng)計(jì)算機(jī)提取而獲得的腦的高級功能電位。ERP的問世開創(chuàng)了神經(jīng)電生理學(xué)的新時(shí)代。半個(gè)多世紀(jì)以來，ERP被廣泛應(yīng)用于腦功能研究，在心理學(xué)、生理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域取得了巨大成就，被譽(yù)為“觀察腦功能的窗口”，有很高的研究與應(yīng)用價(jià)值。特別是在20世紀(jì)與21世紀(jì)之交，隨著正電子發(fā)射斷層掃描術(shù)（PET）、功能性磁共振（FMRI）等腦功能成像技術(shù)的飛速發(fā)展及其在腦高級功能研究中的成功應(yīng)用，問世已經(jīng)50多年的ERP，不但與新方法一起催生了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的誕生，而且促使心理學(xué)進(jìn)入了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)新時(shí)期。當(dāng)前，國內(nèi)外有關(guān)心理過程的基礎(chǔ)研究紛紛增加了腦機(jī)制的內(nèi)容或轉(zhuǎn)向了腦機(jī)制的研究，心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室爭相安裝腦功能研究儀器，在普通心理學(xué)與實(shí)驗(yàn)心理學(xué)專業(yè)會(huì)議上越來越多的論文增加了腦機(jī)制的內(nèi)容，不少著名教科書的新版本增加了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的內(nèi)容，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)蓬勃發(fā)展的局面已經(jīng)形成。現(xiàn)在，ERP以其高時(shí)間分辨率的獨(dú)特優(yōu)勢，繼續(xù)在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的深入發(fā)展中起著無可替代的作用，顯示出強(qiáng)大的生命力與廣闊的發(fā)展前景?！　　RP研究工作在我國歷來是有基礎(chǔ)的，并取得了一定的先進(jìn)成果。近年來，隨著我國腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展，各有關(guān)科研、教學(xué)和應(yīng)用部門紛紛配置先進(jìn)的ERT儀器，ERP工作在國內(nèi)出現(xiàn)了空前迅速發(fā)展的局面。中國科學(xué)院心理研究所早在20世紀(jì)70年代初就建立了ERP實(shí)驗(yàn)室，工作一直十分繁重。特別是改革開放后，隨著我國心理科學(xué)研究事業(yè)的迅速發(fā)展，我們對培養(yǎng)博士后、訪問學(xué)者、進(jìn)修人員的工作已應(yīng)接不暇。為了提高培訓(xùn)效率，我們從2001年開始連續(xù)舉辦了ERP高級講習(xí)班，進(jìn)行集體培訓(xùn)。為了更快地推進(jìn)我國。ERP研究工作的發(fā)展，我們于2002年在培訓(xùn)教材基礎(chǔ)上編寫出版《認(rèn)知事件相關(guān)腦電位教程》一書。7年過去了，ERP在研究方法上有了明顯的進(jìn)步，取得了一系列新的研究成果，在研究內(nèi)容上更是明顯深入細(xì)致到了一個(gè)新的層次。此時(shí)，原書已不再完全適應(yīng)新的要求，需要重新編寫出版。為了論述的方便和出版的及時(shí)，我們將新書分為兩冊先后出版。本書是第一冊，內(nèi)容是ERP的基本原理和技術(shù)。

內(nèi)容概要

本書內(nèi)容主要包括事件相關(guān)電位（ERP）的發(fā)展與基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)記錄與提取的基本技術(shù)原理與方法，主要ERP成分與實(shí)驗(yàn)范式、刺激方法，ERP的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析方法。本書的論述深入淺出，兼顧基本原理的系統(tǒng)性和內(nèi)容的實(shí)用性。    本書既是初學(xué)ERP的入門教材，又是深入研究ERP的高級參考書，可供心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)及其他生命科學(xué)有關(guān)專業(yè)的科研人員、教師、工作人員、博士研究生、碩士研究生、本科學(xué)生學(xué)習(xí)、參考。

作者簡介

　　魏景漢，1957～1963年（學(xué)制6年）就讀于北京大學(xué)生物系人體及動(dòng)物生理學(xué)專業(yè)。從事事件相關(guān)電位（ERP）研究近40年。現(xiàn)為中國科學(xué)院心理研究所研究員、博士生導(dǎo)師、博士后流動(dòng)站導(dǎo)師。在國際上首先觀察到解脫波（extrication wave）、二級CNV、文字認(rèn)知加工過程中形音義的反復(fù)重疊與交錯(cuò)、文字是否認(rèn)識(shí)的ERP差異等現(xiàn)象；創(chuàng)建了研究情緒、MMN、CNV的新的ERP實(shí)驗(yàn)方法；首先提出CNV心理負(fù)荷學(xué)說、大腦半球間優(yōu)勢的兩維觀點(diǎn)、注意過濾器的可塑性及腦高級功能的多維動(dòng)態(tài)模式等假說。在國內(nèi)心理學(xué)界最早建立ER，P實(shí)驗(yàn)室，首先以國內(nèi)工作在國際（美國）學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文，首先在《中國科學(xué)》發(fā)表論文，首先擔(dān)任博士后流動(dòng)站導(dǎo)師。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文80余篇，其中SCI或SSCI收錄16篇。曾獲中國科學(xué)院科技進(jìn)步獎(jiǎng)兩次，全國優(yōu)秀博士論文導(dǎo)師獎(jiǎng)，重慶市科技進(jìn)步獎(jiǎng)。因?qū)Πl(fā)展我國自然科學(xué)事業(yè)作出的突出貢獻(xiàn)，獲得國務(wù)院頒發(fā)的政府特殊津貼?！　×_躍嘉，北京師范大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。國家杰出青年基金獲得者，首批“新世紀(jì)百千萬人才工程”國家級人選，中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”入選者。目前兼任中國科學(xué)院心理研究所研究員，以及國內(nèi)外20余所高校、醫(yī)院、國家部委實(shí)驗(yàn)室教授、專家、學(xué)術(shù)委員等。負(fù)責(zé)“973”計(jì)劃子課題、科技部支撐計(jì)劃課題、國家杰出青年基金項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、中國科學(xué)院重要方向項(xiàng)目、教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等10余項(xiàng)。目前當(dāng)選為美國心理科學(xué)聯(lián)合會(huì)（APS）Fellow、中國心理學(xué)會(huì)理事、北京師范大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，并擔(dān)任國家自然科學(xué)基金委員會(huì)、科技部評審專家等20余項(xiàng)國內(nèi)外學(xué)術(shù)兼職。曾任中國科學(xué)院心理健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任?！　?984年獲華西醫(yī)科大學(xué)學(xué)士學(xué)位，1990年獲第三軍醫(yī)大學(xué)碩士學(xué)位，1993年赴法國進(jìn)修，1997年獲中國科學(xué)院心理研究所博士學(xué)位，同年到美國Catholic大學(xué)從事博士后研究，1999年入選中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”，

書籍目錄

前言第一章  事件相關(guān)電位的發(fā)展與基礎(chǔ)  第一節(jié)  事件相關(guān)電位的發(fā)展  第二節(jié)  事件相關(guān)電位的神經(jīng)基礎(chǔ)    一、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的組成    二、大腦皮質(zhì)解剖生理基礎(chǔ)    三、神經(jīng)細(xì)胞的生物電現(xiàn)象    四、ERP的形成原理  參考文獻(xiàn)第二章  事件相關(guān)電位記錄與提取的基本原理與方法  第一節(jié)  腦電記錄及其技術(shù)原理    一、晶體管的放大作用    二、簡單的交流放大電路    三、差動(dòng)式放大電路    四、記錄ERP所應(yīng)用的電生理放大器技術(shù)指標(biāo)    五、模/數(shù)轉(zhuǎn)換    六、陷波    七、導(dǎo)聯(lián)方法    八、記錄電極的選用原理  第二節(jié)  事件相關(guān)電位及其提取的基本原理與方法    一、事件相關(guān)電位的定義    二、事件相關(guān)電位提取的基本過程和原理    三、參考電極問題    四、事件相關(guān)電位的研究分類    五、命名法    六、成分、外源性成分、內(nèi)源性成分、中源性成分和純心理波  參考文獻(xiàn)第三章  事件相關(guān)電位的成分    一、CNV、O波、E波、解脫波    二、運(yùn)動(dòng)相關(guān)電位(BSP、MP、RAF)與偏側(cè)預(yù)備電位(LRP)    三、P300    四、失匹配負(fù)波    五、N400    六、加工負(fù)波(PN)    七、識(shí)別電位    八、錯(cuò)誤相關(guān)成分(ERN、Pe、FN)    九、視覺C1和P1    十、視覺N2諸成分  參考文獻(xiàn)第四章  事件相關(guān)電位的實(shí)驗(yàn)范式  第一節(jié)  經(jīng)典的ERP實(shí)驗(yàn)范式    一、Oddball范式    二、Go-Nogo范式  第二節(jié)  知覺和意識(shí)研究的實(shí)驗(yàn)范式    一、視知覺組織    二、局部優(yōu)先與整體優(yōu)先    三、視運(yùn)動(dòng)知覺啟動(dòng)范式    四、意識(shí)轉(zhuǎn)化研究范式  第三節(jié)  視覺注意研究的實(shí)驗(yàn)范式    一、最早的視覺注意研究實(shí)驗(yàn)范式    二、ERP與PET/fMRI結(jié)合的研究范式    三、視聽跨通路空間注意范式    四、空間注意提示范式  第四節(jié)  記憶研究的實(shí)驗(yàn)范式    一、工作記憶實(shí)驗(yàn)范式    二、“學(xué)習(xí)一再認(rèn)”實(shí)驗(yàn)范式  第五節(jié)  語言文字研究的實(shí)驗(yàn)范式    一、關(guān)于西文的ERP研究    二、研究形、音、義對N200與N400影響的范式    三、跨感覺通路N400研究的范式    四、漢字聯(lián)想的ERP研究范式    五、句子理解的研究范式  第六節(jié)  思維研究的實(shí)驗(yàn)范式    一、頓悟    二、想象    三、歸納推理  第七節(jié)  情緒與認(rèn)知相互關(guān)系研究的實(shí)驗(yàn)范式    一、意識(shí)對情緒影響的ERP研究范式    二、情緒分別影響空間和詞語工作記憶的ERP研究范式    三、情緒沖突控制中的選擇性注意實(shí)驗(yàn)范式    四、焦慮對情緒的影響  第八節(jié)  結(jié)果評價(jià)研究的實(shí)驗(yàn)范式    一、簡單反應(yīng)任務(wù)結(jié)果評價(jià)的范式    二、欺騙任務(wù)結(jié)果評價(jià)的實(shí)驗(yàn)范式    三、歸因任務(wù)結(jié)果評價(jià)的實(shí)驗(yàn)范式    四、情緒控制對結(jié)果評價(jià)的影響    五、反向眼跳法    參考文獻(xiàn)第五章  刺激材料與刺激程序  第一節(jié)  刺激材料    一、刺激材料分類    二、刺激序列  第二節(jié)  E-prime軟件簡介    一、什么是E-prime軟件    二、性能和主要作用    三、主要操作步驟    四、注意事項(xiàng)  第三節(jié)  Prensentation軟件簡介    一、Presentation軟件的特點(diǎn)    二、Presentation軟件的使用方法    三、使用注意事項(xiàng)  第四節(jié)  STIM軟件應(yīng)用    一、編制圖像文件    二、編制聲音文件    三、編制序列文件    四、調(diào)用刺激文件和刺激序列文件    五、設(shè)置并調(diào)試各項(xiàng)參數(shù)    六、特殊命令    參考文獻(xiàn)第六章  事件相關(guān)電位數(shù)據(jù)分析原理  第一節(jié)  ERP成分的測量    一、繪ERP圖    二、潛伏期測量    三、波幅測量    四、被試間與被試內(nèi)ERP差異    五、反應(yīng)時(shí)與ERP潛伏期的關(guān)系    六、差異波    七、以反應(yīng)為起點(diǎn)疊加  第二節(jié)  統(tǒng)計(jì)分析    一、方差分析及其有關(guān)統(tǒng)計(jì)學(xué)基本概念    二、ERP研究應(yīng)用方差分析的特點(diǎn)    參考文獻(xiàn)附錄  事件相關(guān)電位(ERP)儀器簡介

章節(jié)摘錄

　　在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域，采用ERP方法進(jìn)行的研究工作屬于心理生理學(xué)范疇。20世紀(jì)60年代以前，研究心理活動(dòng)的生理基礎(chǔ)的工作統(tǒng)稱為“生理心理學(xué)”。由于ERP的問世和應(yīng)用的迅速發(fā)展，一個(gè)取得空前巨大成果、獨(dú)特而具有相當(dāng)規(guī)模的研究領(lǐng)域在十幾年內(nèi)迅速形成，“生理心理學(xué)”已不能準(zhǔn)確地反映它的特性，于是一個(gè)新的名詞（心理生理學(xué)）和新的學(xué)術(shù)組織“（心理生理學(xué)研究會(huì)）也就應(yīng)運(yùn)而生了。名詞“psychophysiology”及其概念是美國德高望重的心理學(xué)家John Stern教授在1964年提出來的。該詞是指以心理因素為自變量，以生理指標(biāo)為因變量的學(xué)科，一般以人為被試的研究工作領(lǐng)域。除了ERP，心理生理學(xué)還包括采用眼動(dòng)、皮電、肌電、心電、腦化學(xué)等方法進(jìn)行的研究工作。原來的“生理心理學(xué)”（physiological psychology）則將概念縮小為以生理變化為自變量，以心理因素為因變量，一般以動(dòng)物為被試的研究工作?！　≌J(rèn)知神經(jīng)科學(xué)是近十幾年才出現(xiàn)的一門新興的大規(guī)模交叉學(xué)科，當(dāng)前頗受科學(xué)界關(guān)注，心理學(xué)也因其出現(xiàn)而進(jìn)入了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)時(shí)期。新的腦高級功能成像方法學(xué)的突破性進(jìn)展是這門學(xué)科形成的內(nèi)在動(dòng)力，ERP則與這些新方法一起，在催生認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)中起到了重要作用。ERP問世已經(jīng)40多年了，在新的腦高級功能成像方法出現(xiàn)后，它是否還能發(fā)揮作用呢？對于這個(gè)問題的回答是肯定的。

編輯推薦

　　本書共分六章，主要介紹了事件相關(guān)電位的發(fā)展與基礎(chǔ)，事件相關(guān)電位記錄與提取的基本原理與方法，事件相關(guān)電位的成分，事件相關(guān)電位的實(shí)驗(yàn)范式，刺激材料與刺激程序以及事件相關(guān)電位數(shù)據(jù)分析原理。本書的論述深入淺出，兼顧基本原理的系統(tǒng)性和內(nèi)容的實(shí)用性。

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