事件相關電位

事件相關電位（ERP，event-related potential）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。它反映了認知過程中大腦的神經電生理的變化，也被稱為認知電位，也就是指當人們對某課題進行認知加工時，從頭顱表面記錄到的腦電位。

基本介紹

• 中文名：事件關聯電位
• 外文名：Event-related potential
• 套用學科：心理學
• 套用範圍：實驗心理學

基本概念

對大腦高級心理活動如認知過程作出客觀評價，我們很難將意識或思維單純歸於大腦某一部位組織、細胞或神經遞質的改變，因為僅採用具體、微觀的自然科學手段如神經分子生物學、神經生化學難以解決具體的心理活動。二十世紀六十年代，Sutton提出了事件相關電位的概念，通過平均疊加技術從頭顱表面記錄大腦誘發電位來反映認知過程中大腦的神經電生理改變，因為事件相關電位與認知過程有密切關係，故被認為是“窺視”心理活動的“視窗”。神經電生理技術的發展，為研究大腦認知活動過程提供了新的方法和途徑。

經典的ERP主要成分包括P1、N1、P2、N2、P3，其中前三種稱為外源性成分，而後兩種稱為內源性成分。這幾種成分的主要特點是：首先不僅僅是大腦單純生理活動的體現，而且反映了心理活動的某些方面；其次，它們的引出必須要有特殊的刺激安排，而且是兩個以上的刺激或者是刺激的變化。其中P3是ERP中最受關注和研究的一種內源性成分，也是用於測謊的最主要指標。因此，在某種程度上，P3就成了ERP的代名詞。

ERP與普通誘發電位不同的是：（1）要求受試者一般是清醒的; (2)所有的刺激不是單一的重複的閃光和短聲刺激，而至少有兩種或兩種以上的刺激編成刺激序列（刺激信號不定，可以是視、聽、數字、語言、圖像）；（3）構成除了易受刺激物理特性影響的外源性成分外，還有不受物理特性影響的內源性成分；（4）內源性成分和認知過程密切相關。

特徵

事件相關電位（ERP）是一種特殊的腦誘發電位，誘發電位(Evoked Potentials，EPs)，也稱誘發反應(Evoked Response)，是指給予神經系統(從感受器到大腦皮層)特定的刺激，或使大腦對刺激(正性或負性)的信息進行加工，在該系統和腦的相應部位產生的可以檢出的、與刺激有相對固定時間間隔(鎖時關係)和特定位相的生物電反應。誘發電位應具備如下特徵：

1.必須在特定的部位才能檢測出來；

2.都有其特定的波形和電位分布；

3.誘發電位的潛伏期與刺激之間有較嚴格的鎖時關係，在給予刺激時幾乎立即或在一定時間內瞬時出現。

分類

誘發電位的分類方法有多種，依據刺激通道分為聽覺誘發電位、視覺誘發電位、體感誘發電位等；根據潛伏期長短分為早潛伏期誘發電位、中潛伏期誘發電位、晚(長)潛伏期誘發電位和慢波。臨床上實用起見，將誘發電位分為兩大類：與感覺或運動功能有關的外源性刺激相關電位和與認知功能有關的內源性事件相關電位(Event-Related PotentialS，ERPs)。

內源性事件相關電位與外源性刺激相關電位有著明顯的不同。ERPs是在注意的基礎上，與識別、比較、判斷、記憶、決斷等心理活動有關，反映了認知過程的不同方面，是了解大腦認知功能活動的“視窗”。經典的ERPs成分包括P1、Nl、P2、N2、P3(P300)，其中P1、N1、P2為ERPs的外源性(生理性)成分，受刺激物理特性影響；N2、P3為ERPs的內源性(心理性)成分，不受刺激物理特性的影響，與被試的精神狀態和注意力有關。現在ERPs的概念範圍有擴大趨勢，廣義上講，ERPs尚包括N4(N400)、失匹配陰性波(Mismatch NegatiVity，MMN)、伴隨負反應(Contigent NegatiVe Variaeion，CNV)等。但長期以來有人通常以P3作為事件相關電位的代稱，雖有失偏頗，但臨床套用甚廣。

測試方法

事件相關電位屬於長潛伏期誘發電位，測試時一般要求被試者清醒，並在一定程度上參與其中。引出ERPs的刺激是按研究目的不同編制而成的不同刺激序列，包括兩種及兩種以上的刺激，其中一個刺激與標準刺激產生偏離，以啟動被試的認知活動過程。如果由陽性的物理刺激啟動，除了由認知活動產生的內源性成分，尚包括外源性刺激相關電位；如由陰性刺激來啟動心理活動過程，則引出由認知加工而產生的內源性成分。

P3為ERPs中重要的內源性成分，現時對它的研究最為廣泛。多為神經精神學科研究，如精神分裂症、腦血管疾病和痴呆症、智力低下等，通過研究P3的潛伏期、波幅、波形變化，反映認知障礙或智慧型障礙及其程度，同時尚套用於測謊研究。另有人將P3、CNV用作觀察神經精神藥物治療效果的指標。事件相關電位的另一內源性成分N2為刺激以後200毫秒左右出現的負向波，反映大腦對刺激的初步加工，該波並非單一成分，而是一複合波，由N2a和N2b兩部分組成，N2a不受注意的影響，反映對刺激物理特性的初步加工。

刺激模式：刺激模式的設定是研究ERPs的關鍵，要求根據研究目的不同設計不同的刺激模式，包括兩種及以上不同機率的刺激序列，並以特定或隨機方式出現。包括視覺刺激模式、聽覺刺激模式、軀體感覺刺激模式。聽覺刺激模式包括三類：1.隨機作業(OB刺激序列)；2.雙隨機作業；3.選擇注意。OB刺激序列(oddball paradigm)：通過耳機同步給高調、低調純音，低機率音作為靶刺激，誘發ERPs。通常靶刺激機率為10—30%，非靶機率70一90%，刺激間隔多採用1．5—2秒，刺激持續時間通常為40—80毫秒，反應方式為或默數靶信號出現次數或按鍵反應。

影響因素

引起ERP變化的可能因素

1.腦內源的變化，即神經元組成的變化；

2.總體活動強度的變化；

3.總體電場方向的變化；

4.組成成分的相對活動強度的變化；

5.組成成員的相對電場方向的變化。

腦內加工（腦機制）表現出的ERP是抗訴諸多因素綜合作用的結果，各因素皆有可能變化。

物理因素

刺激的機率：靶刺激機率越小，P3的波幅越高，反之，波幅減小。一般靶刺激與非靶刺激的比例為20：80；刺激的時間間隔：間隔越長，P3波幅越高；刺激的感覺通道：聽、視、體感感覺通道皆可引出ERPs，但其潛伏期及波幅不盡相同。

心理因素

事件相關電位檢測過程中一般要求被試者主動參與，因而被試者的覺醒狀態、注意力是否集中皆可影響結果。另外，由於被試者只有識別靶刺激並作出反應才能誘發出ERPs成分，因此，作業難度對測試結果也有影響，難度加大時，波幅降低，潛伏期延長。

生理因素

年齡：不同年齡P3的波幅及潛伏期不同。潛伏期與年齡呈正相關，隨年齡增加而延長，而波幅與年齡呈負相關。在兒童及青少年，波幅較高；分布：ERPs各成分有不同的頭皮分布。

事件相關電位( ERP) 作為可以反映大腦高級思維活動的一種客觀方法在研究認知功能中得到廣泛的套用, 而作為其內源形成分的P300是ERP中最典型、最常用的成分和認知過程密切相關, 被視為“窺視”心理活動的一個視窗，並認為它是腦研究的一種新型手段。

事件相關電位具有高時間解析度的特點,使其在揭示認知的時間過程方面極具優勢,能鎖時性的反映認知的動態過程.該方法已經成為研究腦認知活動的重要手段.P300是較早發現的內源性事件相關電位成分,主要與人在從事某一任務時的認知活動如:注意、辨別、及工作記憶有關。P300可能代表期待的感覺信息得到確認和知覺任務的結束，目前已被廣泛用來研究認知功能。其潛伏期反映對刺激物評價或歸類所需要的時間即反應速度，隨作業難度的增加而延長，而波幅反映了心理負荷的量，即被試投入到任務中的腦力資源的多少。雖然P300對認知損害評價的臨床套用較廣，但近年來的研究證實P300的腦內源不止一個，而是與多種認知加工有關，所以其在認知損害特徵的精確描述方面有一定的局限性。