ERP实验设计与数据分析.ppt

ERP的实验设计与数据处理 罗跃嘉 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室 一、实验范式 经典范式: Oddball, Go-Nogo 注意: 听觉, 视觉 记忆: 学习-再认 社会认知 经典范式1--Oddball Oddball实验模式是指采用两种或多种不同刺激持续交替呈现，它们出现的概率显著不同 组成 标准刺激(standard stimuli)——大概率 偏差刺激(deviant stimuli)——小概率 令被试对偏差刺激进行反应，因此该偏差刺激称为靶刺激（Target）或目标刺激。 诱发P300、MMN等与刺激概率有关的ERP成分时的经典实验模式。 经典范式2-- Go-Nogo 两种刺激的概率相等 Go刺激——令被试反应的刺激，即靶刺激 Nogo刺激——不需被试反应的刺激 特点：排除了刺激概率对ERP的影响；由于没有大小概率之分，大大节省了实验时间，但也丢掉了因大、小概率差异而产生的ERP成分 注意的实验范式 双耳分听 空间注意: Cue - Target 提示范围的分级 （Martinez …Hillyard, 1999，2001） 刺激为白色直立的T（占86％）和倒置的T（靶刺激14％ ），被9个十字所包围，并叠加在灰色的棋盘格上 以等概率随机出现在左侧视野（LVF）或右侧视野（RVF）。 任务是持续注视中央箭头并按键报告箭头所指注意侧的靶刺激，并忽视注意侧对面的刺激物。 记忆的实验范式 经典范式: 学习-再认 运动知觉的启动 元记忆 元记忆的研究方法 实验分三个步骤进行 记忆一系列词对，例如“项目—大臣” 呈现前面的线索词(项目—？)，让被试回忆后面的靶子词(“大臣”) 在他们回忆不出来的情况下，令他们判断自己是否对那个不能成功回忆的词有一种“知道感” 通过一项再认测验来检验其“知道感”是否准确 社会认知的研究 情绪与注意 情绪与记忆 欺骗的心理过程 情绪对注意的影响 延迟样本匹配：由“目标（target）- 延迟(delay) - 探测（probe）”三个阶段构成的试验单元。 实验程序 实验分2 sessions；一个只呈现负性图片以诱发负性情绪，另一个只呈现中性情绪作为对照。 5 blocks/ session ，32 trails/ block 32个trails里16个空间任务16个词语任务，随机出现。(即每种条件80个trails) 欺骗意图的实验范式 动机形成阶段 结果评价阶段欺骗组与简单组比较 二、刺激序列的问题 刺激呈现时间 刺激间隔 消除重叠成分 1 刺激呈现时间 ① 刺激呈现时间长度与任务难度成反比 ② 当呈现时间短到一定程度，例如视觉刺激在40ms以下，人就不能主观感觉到这个刺激，可利用此特性进行非意识的启动研究 ③ 撤反应 即刺激物消失也能导致ERP波形的微小改变。避免撤反应的措施一是将刺激呈现时间适当延长或缩短，二是利用相减技术 2 刺激间隔 ① 短间隔将导致ERP成分，特别是早期成分的重叠 ② 预留足够被试完成作业的反应时间 ③ 间隔过长可能浪费硬盘空间，并延长不必要的实验时间 ④ 刺激间隔与任务难度成反比。 3 消除相邻刺激的重叠成分 1）?高通滤波（high-pass filtering）增加频带宽度低端频率响应，可以减弱ERP在较长潜伏期、较低频率的部分。如果仅对早期高频成分，例如听觉脑干诱发电位感兴趣，即可采用此法（高通为50～150Hz）。 2）低通滤波 (Low-pass filter) 采用不同间隔随机化，可以部分消除邻近的ERP重叠成分，又叫Jitter法。 ERP数据处理 (一) 脑电数据的采集与记录 1 步骤 设置或修改脑电记录文件（SETUP文件），根据下述记录参数。 电极安放——戴电极帽。 记录（record）。 保存记录文件(save) 2 记录参数 放大倍数 对脑电的放大倍数至少在5万倍以上，注意对EOG的放大倍数应减小1半或2/3。 分析时间(epoch)与基线(baseline)根据实验模式和研究目的设定分析时间，多在1000ms左右，刺激发生前的基线常为100～200ms。 频带宽度(bandpass)使其仅够放大拟研究的ERP信号，则落在频带外的噪音与干扰信号不被放大，达到排除目的。频带宽度的高通一般为0.01～0.1 Hz ，低通为40～100Hz。 皮肤阻抗应使其低于 5 k?。每个记录点的脑电位均需与参考点的电位进行比较而得到电位差，因而此处的皮肤阻抗尤需降到尽可能低的程度。 采样频率（A/D Rate）与时间分辨率成正比。例如250Hz的采样频率, 时间分辨率为4ms。 (二) 波形平均与叠加 提取并打开连续脑电文件 合并任务数据 消除眼电伪迹 对脑电分段 (Epoch) 滤波 (fi