Name: 使用事件相关电位技术评估重度耳聋参与者的听觉触觉感觉替代训练 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-09-07T13:40:00.000+00:00
Duration: 11 min 39 s
Description: 了解事件相关电位技术如何评估重度耳聋参与者的听觉触觉感觉替代训练效果。该方法通过脑电活动的时间动态分析，揭示感觉替代学习相关的神经机制，为听力障碍患者的语言康复提供新思路。

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我们感谢所有参与者及其家人，以及使本工作得以实现的各机构，特别是哈利斯科聋人协会、哈利斯科聋人体育文化休闲协会、包容性教育协会（A.C.）和第七预科学校。我们还感谢桑德拉·马尔克斯对本项目的贡献。本研究由 SEP-CONACYT-221809 基金、SEP-PRODEP 511-6/2020-8586-UDG-PTC-1594 基金以及神经科学研究所（墨西哥哈利斯特大学）资助。

该研究经神经科学研究所伦理委员会（ET062010-88，瓜达拉哈拉大学）审查并批准，确保所有程序均按照《赫尔辛基宣言》的规定进行。所有参与者均自愿同意参加，并签署了书面知情同意书（未成年人由其父母签署知情同意书）。
1. 实验设计
<ol>
	<li>刺激准备
	<ol>
		<li>在知识共享许可的音频数据库中搜索，选取一组.wav格式的动物声音。本研究中的刺激材料包含五种不同的动物声音：狗吠、牛哞、马嘶、驴叫和大象吼叫。 
		注意：此处使用的声音刺激源自我们先前研究中为振动触觉辨别训练项目所选定的一组声音9,10.</li>
		<li>使用免费的开源音频编辑软件编辑声音文件，将刺激的强度和时长标准化为1500毫秒。在本实验方案中，根据先前研究建立的参数，将音频在0至8000 Hz的线性范围内进行标准化处理，增益设为20 dB，动态范围设为80 dB。9,10 使用相同的振动触觉刺激系统。</li>
		<li>将格式化后的音频文件以 32 位浮点格式保存，项目采样率为 48,000 Hz。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>电生理学演示软件中的实验范式设置
	<ol>
		<li>使用实验设计与刺激呈现软件设计一个持续性能任务（CPT），将刺激分为以下两种条件：（a）目标（T）刺激（在20%的试验中呈现狗叫声）；（b）非目标（NT）刺激（在其余80%的试验中呈现其余四种动物声音）。 
		注意：在记录软件中编写 EEG 实验方案时，每种条件均使用相同的代码标记，以同步刺激呈现标记。</li>
		<li>使用软件平台构建一个伪随机化的刺激呈现序列，其中五种动物声音（狗、牛、马、驴和大象）每种各占呈现次数的20%。确保目标刺激（狗叫声）连续出现不超过两次。</li>
		<li>设定所需的刺激间间隔（ISI）和总反应时间，并选择用于自动采集目标刺激（T）行为反应数据的响应按键。此处程序设定了150次试验中每次刺激间间隔固定为2000 ms，并规定了对T刺激的正确反应 通过 标准计算机键盘上的左侧控制键。参与者有3500毫秒的时间窗口用于行为反应（从刺激呈现开始计时）。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. 受试者选择
<ol>
	<li>招募被诊断为双侧重度感音神经性听力损失的潜在受试者，并收集人口统计学数据，包括年龄、性别、利手偏好和教育背景。</li>
	<li>进行半结构化临床访谈，筛查受试者本人或家族是否有精神疾病、神经系统疾病或神经退行性疾病史，并收集与耳聋相关的临床病史信息：发病年龄、病因、助听器使用史，以及其偏好的交流方式（口语、手语或双语）。</li>
	<li>使用听力计进行听力学测试（纯音气导听阈测试），以确认听力损失的严重程度。
	<ol>
		<li>在隔音室内，坐在受试者正前方，正确为其佩戴耳机。</li>
		<li>指导受试者在其通过耳机听到声音信号时，举起其优势手示意。</li>
		<li>以250、500、1000、2000、4000和8000 Hz六个倍频程频率，按升序呈现纯音，强度范围为20 dB至110 dB，先从左耳开始，再对右耳重复相同步骤。
		<ol>
			<li>通过计算每耳在500、1000、2000和4000 Hz处听阈的平均值，得出受试者的纯音平均听阈（PTA）。本研究的听力损失严重程度纳入标准为双耳纯音平均听阈（PTA）大于90 dB。</li>
			<li>根据纳入标准筛选受试者。其他纳入标准包括：本人及家族无精神疾病、神经系统疾病或神经退行性疾病史，且为非综合征性、语前发生的双侧重度耳聋。获取知情同意，并向受试者解释实验流程。 
			&#8203;注：研究中使用的所有表格、问卷和说明均由专业墨西哥手语（MSL）翻译人员翻译为墨西哥手语（MSL），并通过平板电脑以视频形式呈现。此外，在所有研究流程中均有MSL翻译人员在场。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 训练前脑电图记录阶段
<ol>
	<li>受试者准备
	<ol>
		<li>确认受试者前来进行记录时头发清洁干燥，未使用发胶、护发素或其他会影响电极阻抗的护发产品。</li>
		<li>让受试者以舒适姿势就座，距离刺激屏幕约60 cm，并使用平板设备播放包含准备流程说明的MSL视频片段。</li>
		<li>清洁参考电极和眼电图（EOG）电极放置区域（耳垂、前额、眼外眦、眶下眶缘等）。首先用酒精棉片擦拭皮肤，然后用棉签轻轻涂抹脑电图研磨准备凝胶，以去除表层死皮细胞。</li>
		<li>将导电电极膏填入电极金杯中，并在每个参考电极位置（通常为左右耳垂或乳突）放置一个电极。重复上述步骤，在眼外眦处至少放置一个垂直EOG电极，在眶下眶缘处放置一个水平EOG电极，用于监测眼动活动（眨眼和扫视）。用一小块1英寸微孔胶带固定单个电极。</li>
		<li>让受试者双臂水平伸直，然后将躯干背带在腋下胸部周围牢固但舒适地系紧，搭扣位于胸部中央。</li>
		<li>根据国际10-20系统，将含有19个Ag/AgCl电极（Fp1、Fp2、F3、F4、F7、F8、C3、C4、P3、P4、O1、O2、T3、T4、T5、T6、Fz、Cz和Pz）的商用脑电帽按拓扑结构佩戴。使用卷尺测量受试者头围，以确保选用合适尺寸的脑电帽。</li>
		<li>将Cz电极与鼻尖对齐，然后测量鼻根至枕外隆突的距离，使Cz电极精确地位于中点。将脑电帽两侧的可调节绑带扣在躯干背带上，使脑电帽牢固固定。</li>
		<li>将装有凝胶的钝针注射器插入电极内，旋转针头以拨开毛发，然后在施加导电凝胶前轻轻摩擦电极下方的头皮区域。避免使用过多凝胶，以防与邻近电极位置发生电桥连接。</li>
		<li>让脑电导电凝胶在室温下自然冷却干燥。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>设置脑电记录设备
	<ol>
		<li>按照仪器说明书校准脑电系统，然后将脑电帽连接至放大器，设置带通滤波为0.05–30 Hz（滚降曲线为6 dB/倍频程，3 dB截止点），启用60 Hz陷波滤波器，采样率为200 Hz（相当于5 ms采样周期）。</li>
		<li>检查所有电极位置的阻抗是否低于5 KΩ（针对低阻抗系统），并在监视器上确认所有通道均平稳记录电信号。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>执行实验任务
	<ol>
		<li>让受试者坐在计算机显示器前方，并将键盘置于舒适的距离。</li>
		<li>将便携式刺激装置的电缆（见图1）连接至计算机系统扬声器输出口，并将扬声器音量调至最大强度。</li>
		<li>将便携式刺激系统调整至受试者右手食指指尖并进行测试。</li>
		<li>使用平板设备播放实验指导语，并执行一次练习试验，使受试者熟悉便携式刺激装置、听觉-触觉刺激及任务要求。重复MSL指导语并确认理解情况。</li>
		<li>提醒受试者仅在检测到目标刺激（狗吠声）时，用左手食指按压左侧控制键作出反应；当感知到其他四种动物声音中的任何一种时，则抑制反应。CPT实验范式如图2所示。</li>
		<li>在开始记录前，明确说明如何最小化伪迹，并实时演示伪迹对脑电信号的影响（建议作为临床人群研究中的标准记录程序20）。</li>
		<li>在开始CPT任务前，检查认知刺激计算机与脑电记录计算机之间的事件同步是否正常工作。为此，启动脑电信号记录，并点击刺激呈现软件界面上的通信图标。点击后，事件同步脉冲应出现在脑电记录屏幕底部。</li>
		<li>运行实验任务。仔细观察受试者，监测其警觉性、反应执行情况以及过度运动或频繁眨眼。</li>
		<li>在实验中途（实验进行至4分钟时）暂停，允许受试者短暂休息，以便眨眼、放松或活动身体（如需要）。完成实验运行。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. 听觉-触觉感觉替代训练方案
<ol>
	<li>参考包含五次课程详细说明的补充文件1来实施培训。使用电子表格将所描述的活动自动化，以使培训对参与者更具系统性和吸引力。使用来自9的原始图像和音频录音，并要求参与者通过轻触笔记本电脑的触摸屏显示器进行回应。 
	&#8203;注意：本文件中的内容和表格已获许可转载自9。</li>
</ol>
5. 训练后脑电图记录阶段
<ol>
	<li>重复第 3 节中规定的完全相同的步骤。</li>
</ol>
6. 脑电图分析
注意：脑电图采集步骤使用脑电图记录软件完成，脑电图处理步骤则使用独立的脑电图分析软件完成。
<ol>
	<li>EEG 原始信号预处理
	<ol>
		<li>在连续 EEG 数据中，以刺激开始时刻（t0）为初始时间点，选取长度为 1100 ms 的数据段（epochs），包含用于基线校正的 100 ms 刺激前时段，且不使用额外的数字滤波器。补充图 1 展示了如何根据 EEG 记录设备中安装的商用 EEG 分析软件来选择 1100 ms 的数据段。</li>
		<li>在伪迹剔除过程中，若某一记录时段在任意 EEG 或 EOG 通道上的电压超过 100 µV，则排除该时段在所有通道上的数据。此外，还需通过目视检查各时段以剔除伪迹。补充图 2 提供了因眼动伪迹而被手动剔除的数据段示例。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>信号平均
	<ol>
		<li>在训练前和训练后条件下，为每种刺激条件（目标与非目标）选择相同数量的无伪迹数据段。尽可能选择最多的数据段以提高信噪比。对每份 EEG 记录均执行此操作。 
		注意：在本方案中，由于我们关注目标辨别能力的评估，因此在每个时间点上每种条件平均选取 25 个正确反应对应的数据段。需注意，某些事件相关电位（ERP）成分的观察并不依赖明显的外显行为反应。对于每种条件中无伪迹数据段少于 15 个的受试者，将其排除在研究之外。</li>
		<li>点击 Operations 菜单并选择 EEG window averaging 选项，以对个体 ERP 进行平均。</li>
		<li>首先选择 Independent Average 选项，仅对目标刺激试次进行平均；然后选择其余四种非目标刺激，点击 Average Together 选项进行平均。</li>
		<li>对每位受试者在训练前条件下的 EEG 记录重复步骤 6.2.2 和 6.2.3，随后对训练后条件重复相同操作。</li>
		<li>当所有个体 ERP 计算完成后，将它们进一步平均，以获得训练前和训练后各刺激条件下的总平均波形。打开任意一个个体 ERP 平均结果，进入 Operations 菜单并选择 Grand-mean averaging 选项，然后选择要纳入组平均的个体平均结果。</li>
		<li>从下拉列表中选择所有训练前的目标刺激平均结果，点击 Average 按钮，输入期望的文件名，然后按下 Return 键保存；接着从下拉列表中选择所有训练前的非目标刺激平均结果，点击 Average 按钮，输入期望的文件名，再次按下 Return 键保存。</li>
		<li>对训练后条件重复上述步骤。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>ERP 可视化与分析
	<ol>
		<li>点击 Operations&#160;菜单&#160;查看已保存的总平均结果列表，然后点击希望绘制的组平均结果。接着点击 Montage 按钮，选择要绘制的通道。</li>
		<li>进入 Tools 菜单，点击 Visualize Options 以设置每条波形的颜色和线宽。然后点击 Signal 菜单，勾选 DC correction 选项，输入期望的基线校正时间段，然后按下 Return 键。</li>
		<li>仔细检查绘制出的总平均波形，识别感兴趣的成分及其对应的时间窗口。 
		注意：在本实验中，由于任务设计及所研究的感觉通路与 P3 成分相关，我们预期波形将表现为在中央顶区电极上出现晚于 300 ms 的正向成分，且在目标刺激条件下的电压幅值更高。</li>
		<li>导出个体峰值的潜伏期与电压值，随后将数据导入电子表格以建立数据库。使用统计软件进行重复测量方差分析（ANOVA）。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

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我们确认，本出版物不存在任何已知的利益冲突，且本研究未获得可能影响其结果的重大经济支持。

利用ERP工具，我们设计了一项方案，用于观察和评估区分不同纯音振动触觉表征的振动触觉辨别能力的逐步发展过程。我们先前的研究已证明，振动触觉刺激是一种适用于重度聋人个体的可行听觉感知替代方法。然而，由于自然声音相较于纯音更为复杂，对语言声音辨别潜力的探索仍需单独进行。
作为朝此方向迈出的第一步，本实验方案重点关注事件相关电位（ERP）成分在时空上的表现，以进一步理解帕金森病（PD）受试者在复杂声音的听觉-触觉辨别学习过程中相关的神经变化。尽管目前对于P3成分在决策过程中的确切功能作用尚未达成统一共识，但我们的结果表明，P3反映了一种由工作记忆引导的目标识别机制21，这类分类过程可通过多次训练实践进行调整，属于目标导向学习策略的一部分。本实验中观察到的P3波形支持这样一种观点：该成分可能追踪的是识别过程本身，而非由刺激识别完成所诱发22。行为学与电生理学结果均表明，一旦个体接受了适当训练，自然的复杂声音（如本实验所用）可通过振动触觉辨别过程进行识别与区分。然而，我们也审慎考虑了若干局限性，尤...

早期重度耳聋是一种感觉功能障碍，会严重影响口语能力的获得以及对环境声音的感知，而这些环境声音在正常听力者日常生活中起着至关重要的作用。保留且功能正常的听觉感觉通路使我们能够在视线范围外听到有人接近的脚步声、对迎面而来的车辆、救护车警报声和安全警报做出反应，并在他人需要我们注意时回应自己的名字。因此，听觉对于言语、交流、认知发育以及与环境进行及时互动至关重要，包括感知周围环境中潜在威胁的能力。几十年来，研究者一直在探索听觉-触觉感觉替代作为一种替代性声音感知方法的可行性，希望其能辅助重度听力障碍个体的语言发育，但迄今成果有限1,2,3。感觉替代旨在通过不同于常规感觉通道的其他人类感觉通路向使用者传递环境信息，已有研究表明这种跨感觉系统的替代在不同感官系统之间是可行的4,5。具体而言，听觉-触觉感觉替代是指皮肤机械感受器能够将构成听觉信息的声波物理能量转化为神经兴奋模式，这些模式可被感知，并与体感通路及高级体感皮层区域整合6。
多项研究已表明，重度聋人仅通过振动触觉感知即可区分音乐音色7，并能利用复杂振动触觉刺激的频谱线索区分同性别说话者8。近期的研究发现进一步表明，聋人通过短暂而结构良好的听觉-触觉感知训练项目可获得显著益处，其区分不同纯音频率9以及不同时间持续长度纯音的能力均得到显著提升10。这些实验采用事件相关电位（ERPs）、图论连接方法以及定量脑电图（EEG）测量技术来描绘和分析大脑功能机制。然而，在本文之前，尚无研究探讨与复杂环境声音辨别相关的神经活动。
事件相关电位（ERPs）已被证明在研究与时间锁定的认知过程方面具有重要价值，其时间分辨率极高，可达毫秒级别，适用于涉及注意分配、工作记忆和反应选择的行为任务11。正如Luck、Woodman和Vogel12所述，ERPs本质上是多维度的加工测量指标，因此非常适合用于独立测量认知的各个子成分。在ERP实验中，由刺激呈现所诱发的连续ERP波形可用于直接观察介于刺激与行为反应之间的神经活动。该技术的其他优势，例如成本效益高和非侵入性，使其成为研究临床人群认知过程精确时间进程的理想工具。此外，在重复测量设计中应用ERP技术，即对患者进行多次记录其脑电活动，以研究训练项目或干预措施后电生理活动的变化，能够进一步揭示随时间推移的神经变化。
P3组分是最为广泛研究的认知电位13，目前被认为可对各种刺激产生反应，尤其明显地对低概率、高强度或高显著性的刺激，或需要某种行为或认知反应的刺激产生响应14。该组分在临床模型中评估总体认知效率方面也被证明极为有用15,16。评估P3波形变化的一个显著优势在于，由于其振幅较其他较小的成分更大，因而是一种易于观察的神经反应；它具有典型的中央-顶叶拓扑分布特征，并且通过适当实验设计也相对容易诱发17,18,19。
在此背景下，本研究旨在探讨重度聋患者经过短期振动触觉声音辨别训练后与学习相关的脑电生理变化。此外，应用事件相关电位（ERP）工具来描绘任务所要求的认知资源暂时性参与背后的脑功能动态变化。

<table><tbody><tr><td>Audacity</td><td>Audacity 团队</td><td>audacityteam.org</td><td>免费、开源、跨平台的音频编辑软件</td></tr><tr><td>听力计</td><td>共振</td><td>r17a</td><td></td></tr><tr><td>脑电图分析软件</td><td>神经元的&amp;nbsp;，S.A.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>脑电图记录软件</td><td>神经元的&amp;nbsp;，S.A.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>电容&amp;nbsp;</td><td>Electro-cap International, Inc.</td><td>E1-M</td><td>带有19个有源电极、可调节绑带和胸带的帽状装置&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>电泳凝胶</td><td>Electro-cap International, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>外接电脑扬声器</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Freesound&amp;nbsp;</td><td>音乐技术组</td><td>freesound.org</td><td>知识共享许可声音数据库</td></tr><tr><td>钩面与毛面搭扣</td><td>魔术贴</td><td></td><td></td></tr><tr><td>IBM SPSS（社会科学统计软件包）</td><td>IBM</td><td></td><td></td></tr><tr><td>单个电极&amp;nbsp;</td><td>Cadwell</td><td></td><td>金牌杯，60 英寸</td></tr><tr><td>MEDICID-5</td><td>Neuronic, S.A.</td><td></td><td>脑电图记录设备（包括放大器和计算机）。</td></tr><tr><td>Nuprep</td><td>韦弗及其团队</td><td></td><td>心电图 &amp;和脑电图用研磨性皮肤准备凝胶</td></tr><tr><td>带触摸屏的便携式计算机</td><td>戴尔</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SEVITAC-D</td><td>阿根廷卡马科中心。Luis Campos 专利（2002年）。</td><td>http://sevitac-d.com.ar/</td><td>便携式刺激器系统佩戴于食指指尖，由一片微小的柔性塑料膜组成，膜的表面积为78.5 mm²，可通过模拟信号传输响应声压波而产生振动。其声音频率范围为10 Hz至10 kHz。&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>刺激呈现软件 Mindtracer</td><td>Neuronics, S.A.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>刺激计算机显示器和键盘</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>平板电脑</td><td>联想</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ten20 传导性神经诊断电极膏</td><td>韦弗公司</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

使用事件相关电位技术评估重度聋人参与者的视听触觉感觉替代训练

Assessment of Audio-Tactile Sensory Substitution Training in Participants with Profound Deafness Using the Event-Related Potential Technique

本文探讨了基于脑电图的方法在年轻重度聋（PD）参与者中评估听觉-触觉替代训练效果的应用，旨在分析与振动触觉复杂声音辨别相关的神经机制。大脑电活动反映了动态的神经变化，事件相关电位（ERPs）具有高时间精度，已被证实对于研究涉及注意力和工作记忆的行为任务中与时间锁定的神经过程具有关键作用。
本方案旨在研究帕金森病（PD）受试者在执行持续性操作任务（CPT）时的电生理活动，任务中采用复杂声音刺激，包括五种不同的动物声音，通过佩戴在右手食指上的便携式刺激系统传递。采用重复测量设计，在为期15天的短期训练计划（共五次，每次1小时）前后，分别在标准条件下进行脑电图（EEG）记录，随后进行离线伪迹校正和片段平均处理，以获得个体及总平均波形。行为学结果显示，训练后受试者对目标刺激的辨别能力显著提高，并出现更明显的类P3中央顶区正向波形。本方案中，事件相关电位（ERPs）有助于进一步理解PD受试者在复杂声音的听觉-触觉辨别过程中与学习相关的神经变化。

为说明如何通过评估17名帕金森病（PD）个体（平均年龄 = 18.5岁；标准差 = 7.2岁；8名女性和11名男性）在听觉-触觉感觉替代辨别训练前后P3成分的变化来衡量该训练的效果，我们绘制了多个图示以展示事件相关电位（ERP）波形。ERP图示结果显示，在训练后，针对目标刺激出现了一个更为显著的类似P3的中央顶区正向波形。在训练前条件下，ERP表明目标刺激（T）与非目标刺激（NT）条件的区分不如训练后条件清晰。因此，结果提示为期五次的训练方案对与复杂声音刺激辨别相关的神经反应产生了影响。 图3 显示了预训练的总体平均结果，以及 图 4 展示了训练后的总平均结果，反映了本研究的主要发现。 图5 显示了使用5 Hz低通数字滤波器绘制时，这些ERP波形的变化情况。 事后 滤波显著降低了主要由个体差异引入的噪声，同时保留了本研究关注的P3波形中与训练相关的变化。
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本方案旨在通过应用事件相关电位技术，研究重度聋哑受试者在接受短期听觉-触觉感觉替代训练后，与学习相关的潜在电生理变化。

本文探讨了基于脑电图的方法在评估年轻个体接受听觉-触觉替代训练效果中的应用，……

本方案展示了如何应用事件相关电位（ERPs）来探究重度听障受试者在接受短暂的复杂自然声音振动触觉辨别训练后，与学习相关的神经变化。ERP 技术的主要优势在于，它能够研究认知加工过程中跨模态听觉-触觉感觉替代所依赖的脑电活动的精确时间动态特性。该技术的应用前景可延伸至言语产生治疗领域，因为听觉-触觉感觉反馈无疑有助于听觉严重受损患者早期口语语言的发展。该方法有助于在全球范围内寻找治疗特定感觉缺陷的替代方案，并为深入理解感觉转导的神经基础提供了新的见解。由于迄今为止实验中所采用的振动触觉刺激在方法学和仪器设备方面均存在显著差异，因此对该方案进行可视化演示对于确保实验可重复性至关重要。本实验操作的演示人员包括：来自本实验室的助理教授Geisa、硕士研究生Ricardo、学生研究助理Eduardo，以及MSL翻译兼学生研究助理Deborah。招募被诊断为双侧重度感音神经性听力损失的潜在受试者，并收集人口学数据，包括年龄、性别、利手偏好和教育背景。通过半结构化临床访谈对受试者进行筛查，了解其本人或家族成员是否具有耳聋相关的临床病史。使用听力计进行听力学检测，以确认听力损失的严重程度。在隔音室内，坐在受试者正前方，为其正确佩戴耳机。指导受试者在听到耳机中发出的音调时，举起其优势手示意。从20分贝到110分贝的强度范围，以升序方式依次呈现250、500、1,000、2,000、4,000和8,000赫兹六个倍频程的纯音，先从左耳开始，再对右耳重复该过程。通过计算每位耳朵在500、1,000、2,000和4,000赫兹处听力阈值的平均值，得出患者的纯音平均值。为准备受试者，请确认其前来进行记录时头发清洁干燥，且未使用任何会影响电极阻抗的护发产品。请受试者以舒适姿势坐在距离刺激屏幕约60厘米的位置，并使用平板设备播放包含准备步骤的MSL视频片段。清洁将要放置参考电极和眼电图（EOG）电极的部位。首先用酒精棉片擦拭皮肤，然后用棉签轻轻涂抹脑电图（EEG）磨砂准备凝胶，以去除表面的死皮细胞。将导电电极膏填满电极的金杯，然后在每个参考位置放置一个电极。重复上述步骤，在外眦处放置至少一个垂直眼电图（EOG）电极，在眶下眶缘处放置一个水平眼电图（EOG）电极，以监测眼球运动活动。使用一小块微孔胶带固定单个电极。要求参与者将手臂水平伸直，然后将躯干背带在腋下胸部周围紧密但舒适地固定，扣件位于胸部中央。使用卷尺测量受试者的头围，以确保选用合适的帽型尺寸。将包含19个氯化银电极的商用脑电帽按照国际10-20系统进行拓扑排列。将前正中线电极与鼻部对齐，然后测量鼻根至枕外隆突的距离，使中央正中线电极精确地位于该距离的中点。将帽子侧面的可调节绑带扣到身体背带上，以牢固地固定电极帽。将装有导电凝胶的钝头针筒插入电极内，旋转针头以拨开毛发，然后轻轻摩擦电极下方的头皮区域，再涂抹导电凝胶。注意不要使用过多凝胶，以免与邻近电极位置发生电学桥接。然后让脑电导电凝胶在室温下自然干燥。接着校准脑电系统。然后将脑电帽连接至放大器，放大器设置为带通滤波0.05至30赫兹、60赫兹陷波滤波器，以及200赫兹的采样率，相当于5毫秒的采样周期。检查所有电极位点的阻抗是否低于五千欧姆，并在监视器上确认所有通道均平稳记录电生理信号。然后运行实验任务，将受试者安置在计算机显示器前方，并将键盘置于舒适的距离。将便携式刺激器设备的电缆连接至计算机系统扬声器输出端口，并将扬声器音量调至最大强度水平。将便携式刺激系统调整至受试者右手食指指尖并进行测试。使用平板设备播放实验说明，并执行一次练习试验以使受试者熟悉流程。重复讲解MSL说明，并确认受试者已理解。提醒受试者，仅在检测到目标刺激时，用左手食指按压左侧控制键以响应狗叫声刺激；当听到其他四种动物声音中的任何一种时，则不作反应。开始记录脑电（EEG）信号，并在启动持续注意力任务（CPT）之前，点击界面中的通信图标，以确认认知刺激计算机与脑电记录计算机之间的事件同步正常工作。点击后，事件同步脉冲将出现在脑电记录屏幕的底部。运行实验任务，并仔细观察被试，监测其警觉性、反应执行情况以及是否存在过度动作或频繁眨眼。在实验中途暂停一次，让被试短暂休息，以便其可以眨眼、放松或活动身体（如有需要）。然后继续完成实验的剩余部分。对脑电原始信号进行预处理时，以刺激开始时刻为初始时间点，在连续的脑电数据中定义并选取时长为1,100毫秒的片段，包含刺激前100毫秒用于基线校正，且不使用额外的数字滤波器。在伪迹剔除过程中，若某一记录片段在任一通道上的电压超过100微伏，则剔除该片段在所有通道上的数据；同时通过视觉检查剔除含有伪迹的片段。随后，在训练前和训练后条件下，为每种刺激选取数量相等的无伪迹片段。对每个 EEG 记录执行此操作。单击“操作”菜单，选择 EEG 窗口平均选项，以对单个 ERP 进行平均。首先，选择独立平均选项，仅对目标试验进行平均。然后选择其余四个非目标刺激，点击“平均”选项进行平均。对训练前和训练后条件重复上述步骤。打开任意一个个体事件相关电位（EP）平均图，然后进入“操作”菜单，选择“总平均”选项。选择要纳入组平均值的参与者个体平均值。从下拉列表中选择所有训练前目标平均值，然后单击“平均”按钮，输入所需的文件名并按回车键保存。对于事件相关电位（ERP）的可视化和分析，请选择“操作”菜单以查看已保存的总平均值列表。然后点击您希望绘图的组平均值。接着，点击“Montage”按钮以选择要绘图的通道。进入“Tools”菜单，然后点击“Visualize Options”以选择每条波形的颜色和线宽。然后点击信号（Signal）菜单，勾选直流校正（DC correction）复选框，输入所需的基线刺激间隔，再按下回车键。仔细检查绘制的总平均波形，以识别感兴趣的成分及其相应的时间窗口。训练前的总平均波形与训练后的总平均波形展示了本研究的主要结果，即评估17名重度聋人个体P3成分变化的情况。使用五赫兹低通数字滤波器绘制时，ERP波形发生了改变。ERP图谱显示，训练后针对目标刺激出现了一个更为显著的类似P3成分的中央顶区正向波形。在训练前条件下，ERP结果表明目标与非目标条件之间的差异不如训练后条件那样清晰可辨。最关键的步骤是在进行时间窗平均之前，正确指导重度聋哑参与者，并为每种条件充分筛选出无伪迹的脑电图片段。可以采用定量脑电图和功能连接性分析来进一步分析和解读数据，以描述与替代性感觉刺激训练方案相关的神经功能变化。

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神经科学

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了解事件相关电位技术如何评估重度耳聋参与者的听觉触觉感觉替代训练效果。该方法通过脑电活动的时间动态分析，揭示感觉替代学习相关的神经机制，为听力障碍患者的语言康复提供新思路。

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