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)、
(4~8Hz)、
(8~13Hz)、
(13~30Hz)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。
Tip:P50、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(P50),100ms 出现负波(N100),160ms 出现正波(P160/P2)。
峰值潜伏期为 50~150ms 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 40~70ms、峰值潜伏期为 60~100ms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)。