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深度解讀 |常見的腦電設備
事件相關電位（event-related potential, ERP）是一種特殊的腦誘發電位，通過有意地賦予刺激以特殊的心理意義，利用多個或多樣的刺激所引起的腦的電位。提供的是關于腦的高級功能的信息，多與認知過程相關。而且在50-400ms 范圍內波的時間特性在正常人中較恒定，提示其診斷及預測價值較高。
EEG/ERPs是認知神經科學經常使用的研究手段之一。采用事件相關電位技術對意識障礙患者進行評估具有以下優點：ERP是刺激事件引起的實時腦電波，在時間精度可達到微秒級。比較高的時間分辨率是ERP的主要優勢，ERP也可以和行為數據，特別是反應時間（RT）很好地配合，以研究認知加工過程的規律。
聽覺ERP早期成分主要包括腦干誘發電位（BAEP）、中潛伏期反應（MLR）和之后的P50、N1等。P50是在MLR之后在頂區產生的一個幅值較小但穩定的正成分，通常不受情緒和認知因素影響，峰值潛伏期在50ms左右。
通常采用配對刺激或訓練-刺激范式誘發，主要用于研究中樞神經系統的感覺門控系統。實驗中給予一對相同的聽覺刺激（S1和S2），每個刺激之后大約50ms都會出現P50，但是S2引起的P50幅值通常顯著小于S1，這就是“P50抑制"。通常用P50差異（S2/S1）來量化抑制程度，比率越大，代表S2和S1誘發的P50差異越小，感覺門控越弱；比率越小，代表S2和S1誘發的P50差異越大，感覺門控越強。這種門控機制反映了大腦對信息過載的抑制機制，可以用來評估特殊群體的感覺門控抑制能力。
N1成分是聽覺刺激出現后，在80-120ms達到峰值的一種負誘發成分，一般可在全腦區記錄到，但往往其波幅最大的區域是額中央區。N1受刺激物理屬性的影響較大，隨著聲音刺激強度的增大，N1波幅增大，潛伏期縮短；隨著短音頻率的增高，Nl波幅會有所降低。N1對注意敏感，是早期的聽覺注意成分。在聽覺選擇注意的ERP研究中，注意耳的標準刺激相對于非注意耳的標準刺激產生顯著增強的N1，即“N1注意效應"。
失匹配負波（MMN）是指被試處于相同的標準刺激重復序列時，因偶然出現不匹配的偏差刺激時所觀察到的一種負波。MMN的出現通常發生在50ms的偏差刺激之內，峰值潛伏期在100-250ms之間，它在中央區的中線位置最大。由于偏差刺激出現的概率很小，且與標準刺激差異甚小，因此在由標準刺激和偏差刺激組成的一系列刺激中，偏差刺激時標準刺激的一種變化，所以MMN被稱為失匹配負波。
通常起始于刺激后40-60ms，在80-100ms達到峰值。最大幅值出現在頭皮后部的中線電極位置，具有極性變化，來自V1區（初級視覺皮層），在距狀裂周圍。可通過上視野的刺激誘發負向C1波。C1反映初級視覺加工過程，對刺激的物理 屬性敏感，如對比度、亮度、空間頻率等
視覺N1包含多個子成分。子成分1在刺激后100-150ms達到峰值，位于頭前部電極位置；子成分2在刺激后150-200ms達到峰值，來自頂葉皮層；子成分3在刺激后150-200ms達到峰值。N1 成分指示注意辨別過程。
頂正波（vertex positive potential，VPP）是面孔刺激與非面孔刺激的差異波，在150-200ms間達到峰值，位于中央區頭皮的中線部位。N170是指在右半球外側枕葉電極位置發現的，面孔刺激比非面孔刺激誘發更負的電位，約在170ms左右達到峰值。倒置面孔比正向面孔誘發更大的N170，稱為倒置效應或面孔特異性。
N2b或稱前部N2成分：異常刺激是與任務相關的，對于聽覺刺激，主要在中央區位置，視覺刺激在某些情況下也會誘發N2b成分。
N2c或稱后部N2成分：主要分布于頭皮后部區域，由任務相關的靶刺激誘發，很像P3波形，而且不常出現的靶刺激會誘發更大的N2c成分。
N2pc或稱對側負波：出現時間與N2c成分大致相同，出現在被注意物體的對側后部頭皮，反應了注意力集中的某個方面。N2pc是與視覺空間注意分配相關的僅有1個的ERP指標。 N2pc和注意的轉移無關，而是反映了注意轉移完成后的空間選擇 注意機制。同時，也可能反映了在靶刺激選擇加工之前，任務相關的靶刺激空間特異性加工。
P300是偏差刺激后300ms左右出現的正向波。由隨機出現在標準刺激中的小概率差異刺激引出，表示大腦對差異刺激的探測過程。P300起源于腦內廣泛結構，如海馬、顳上溝、前額葉腹外側、頂內溝，是ERP中研究量最大，應用非常廣的成分。實驗研究表明，P300的腦內源不止一處，這也說明它不是一個單純的成分，而是一個大家族，與多種認知加工有關。
P3a：額區最大，由意外而不經常的，即刺激中不可預測且出現概率較小的變化所誘發。
P3b：頂區最大，由意外而不經常的，即刺激中不可預測且出現概率較小的變化所誘發，但是該成分僅出現在這些刺激的變化與任務相關時，絕大多數研究者通常將P3b成分就用P3來指代。
錯誤相關負波：(ERN，error-related negativty)，由錯誤反應后的負反饋所誘發的。ERN通常被認為產生于前扣帶回的背側部分(dACC)，但其實ERN的形成可能包含多個神經源的貢獻，它反映了反應監測系統的活動，該系統對預期和實際反應之間的沖突比較敏感，或者會產生反應依賴的情緒反應。
偏側化準備電位(LRP，lateralized readiness potential)：一個在對側半球比在同側半球(相對于反應手而言)幅值更大的負波，與反應手之間具有側向化關系，而其他成分沒有，容易判斷實驗操作對LRP的時刻或振幅產生的影響。LRP至少有一部分產生于運動皮層
N400：負向波形，在中央和頂區電極位置的波幅最大，而且右半球的振幅比左半球稍大。但是N400主要產生于左側顳葉，近期研究發現，左側前額葉對N400也有貢獻。典型的N400見于違反語義期待的反應。只有有意義的刺激可以誘發N400或者類似N400的活動。
P600：由違反語法規則誘發，約在300-500ms的左側額葉負波。功能詞會在左前部電極位置誘發一個叫N280的成分，而實義詞沒有這個成分；相反，實義詞會誘發一個功能詞沒有的N400。
參考文獻
結語
本文中我們向您介紹了ERP的常見成分誘發方式、潛伏期、峰值以及想關聯的潛在的認知過程。
讀完本文，希望您對腦電ERP成分有了清晰的認知。
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