第二章 脑电、诱发电位和事件相关电位

第一节 自发性脑电活动大脑的自发性电活动又被称为自发性脑电活动表现为在广泛频谱上占主导地位且具有某些特征的波形。这些 EEG活动通常被应用于癫痫、昏迷和脑死亡等临床诊断。根据频段信息自发性EEG 活动可以分为以下五个频段4Hz、48Hz、813Hz、1330Hz和30Hz。每个频段的节律活动都具有特定的头皮分布和生物学意义。例如人处于清醒状态且闭眼波通常会在其大脑枕叶区域测得并且会随着睁眼或心理活动的增加而减弱。第二节 诱发电位和事件相关电位当人接收到与特定感觉、认知或运动事件相关的刺激时自发性EEG活动会受到干扰。这种由事件诱发的神经响应会淹没在自发性EEG活动中但可以借由简单的平均叠加技术或更复杂的单试次分析和时频分析等技术将这些响应从自发性 EEG 活动中提取出来。EEG和ERP的区别一句话总结帮助记忆诱发电位是大脑的本能反应早期、被动事件相关电位是大脑的认知处理晚期、主动后者术语更准确覆盖更广已被多领域使用。第三节EP和ERP的概述脑电是一种低空间分辨率的大脑活动测量方法具有较低的信噪比。其原始形式不能直接用于测量大多数与特定事件或任务相关的神经活动。通过简单的平均技术可以从连续的EEG数据中提取与刺激有关的锁时的事件相关响应。相对于刺激呈现锁时的事件相关响应可以是锁相的也可以是非锁相的。当事件相关的响应与刺激开始时刻相位锁定时研究者通过平均多个试次后可以在时域中很容易地观测到它们即ERP。相反当事件相关响应与刺激开始时刻相位不锁定时多个试次的平均叠加会让它们隐匿于时域中而难以观测。这些非锁相响应被称为事件相关振荡即ERO。那么如何获得 ERP 并定位其神经源一句话总结ERP 埋在 EEG 里 → 平均叠加提出来 → 得到波形极性、潜伏期、振幅、头皮分布从头皮反推源位置 → 逆问题解不唯一→ 加假设才得唯一解 → 但假设可能带偏差 → 应用受限第四节 常见的EP和ERP成分一、听觉诱发电位听觉刺激的呈现可以在耳蜗诱发电位。在突然出现一个声音刺激后第一组听觉响应在声音呈现后的几毫秒内发生反映了声音信号从耳蜗通过脑干传入丘脑。这些信号的源在大脑深处且通常情况下振幅较小约 0.5μV因此需要平均数千个试次才能获得清晰的脑干听觉诱发电位BEAP。这些听觉脑干响应通常用罗马数字按顺序标注分别代表听觉神经Ⅰ、耳蜗核Ⅱ、上橄榄Ⅲ、侧脑室束和核Ⅳ及下丘Ⅴ的激活。在 BAEP 之后是中潜伏期响应和长潜伏期响应。TipP50、N100、P160 是按出现时间和极性命名的三个早期听觉皮层响应50ms 出现正波P50100ms 出现负波N100160ms 出现正波P160/P2。峰值潜伏期为 50150ms 的听觉 N1 是听觉诱发电位中最突出的成分之一。N1 有多个子成分它们叠加在一起形成了 N1 的峰值。听觉 N1对注意力敏感研究者可以通过改变事件的任务相关性或通过调节被试对事件本身的预期来操纵 N1。N2 是另一个常见的听觉成分。二、视觉诱发电位第一个典型的视觉ERP成分是 P1。但有时 P1 之前会出现起始潜伏期为 4070ms、峰值潜伏期为 60100ms的 C1 成分。C1的核心特征三、痛觉诱发电位四、触觉诱发电位五、稳态诱发电位第五节 脑电技术的优势和局限性EEG脑电图相较于其他脑功能成像技术如fMRI、MEG具有三大主要优势低成本设备相对便宜且实验所需的一次性耗材较少经济实惠。无创性与微电极记录MER需植入颅内和皮层脑电图需开颅等电生理技术相比EEG完全在头皮表面记录对大脑无损伤。极高的时间分辨率EEG是对神经元电活动的直接测量采样率可高达数万赫兹例如记录每毫秒的电压变化能够精确追踪大脑在毫秒级别的动态变化。核心劣势空间分辨率较差难以精确确定信号的产生源位置即很难说清“哪个脑区”在活动。