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事件相关电位和古怪任务

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鉴于我们的环境的感官信息压倒性数量,大脑必须能够优先处理某些刺激,以便它什么可能不是当前重要的是,和参加什么是花费较少的努力。

每一天,一个人暴露对多个景象和声音,人在办公室或在计算机屏幕上的视觉效果中键入一样。

部分,的注意有人支付对这种刺激取决于他们的目标在任何给定的时刻。例如,他们可能有目的地集中在他们要审阅的演示文稿的监视器上。当发生这种情况时,大脑会忽略频繁、 不重要的项目 — — 喜欢打字的同事 — — 而是参与到幻灯片在屏幕上。

这是一个例子这个过程被称为自上而下的注意,其中大脑过滤掉与目标不相关的信息。

与此相反的是,自底向上注意主要是独特的意想不到的刺激,有能力抓住人的注意力,即使他们不与目标相关。

这些罕见的噪声或景点叫古怪的刺激,和 — — 因为他们新奇 — — 的轻重缓急由大脑进行处理,因为它们可能是重要。在厨房里的噪音可能意味着有人受到伤害,或可能有小吃。

在对这种重要的感官事件的反应 — — 在厨房里崩溃 — — 可以激活大脑的同一区域的多个神经元,促进电气信号传播。

这种电反应可以在头皮电极通过脑电图技术来衡量 — — 简称 EEG — — 和由此产生的措施称为事件相关电位或 ERP。

在这个视频中,我们将探讨事件相关电位古怪范式,其中科目显示独特和常见的视觉刺激。我们将演示如何设置脑电实验、 ERP 数据,分析和探讨研究人员如何应用此技术研究等方面的重视。

在这个实验中,参与者查看两种类型的基于形状的刺激的大脑活动 — — 基线和古怪 — — 衡量使用脑电图,为了深入了解大脑如何标识无关重要的感官信息。

为了准备脑电图,研究人员放置电极 — — 已经插入到一顶帽子 — — 对参与者的头皮在特定的解剖位置,所以可以记录在大脑中的电活动。

附加电极周围的眼睛来衡量肌肉活动 — — 能产生运动伪影在脑电数据 — — 和乳突位置作为引用非神经信息聚集在耳朵后面。

与会者介绍了两种类型的刺激,他们会看到。在这里,基线的视觉效果包含一个单一的、 红色的圆圈,而古怪的图像由个别的绿色圆圈组成。

参与者是奉命寻找绿色的形状,并指示按一个按钮,只要其中一个显示屏幕上。

在任务过程中每个圆圈出现 1 s 在计算机监视器上的。圆圈消失后,屏幕仍然是空白为 1 s 和下一个图像,然后提交。

诀窍在于参与者被零星地显示绿色圆圈 — — 和很少 — — 之间的红色的几个连续图像。160 的刺激,只有 64 是绿色的。

这个想法是这些"出的地方"目标图像将捕获两个自底向上的注意 — — 因为他们是罕见 — — 和自上而下的注意 — — 如任务的目标是表明这些形状时显示。

因此,大脑将通过生产鲁棒的电气信号响应这些目标相关,潜在的重要的刺激。

在所有 160 试验不断记录脑电数据。然后在此基础上,重复该序列,显示 160 图像一第二组,确保收集足够的信息,以从噪声区分真正古怪的人引起的活动。

事后,脑电数据进行处理,生成每个解剖的站点,在其中放置电极的 ERP 波形。

先前的研究基础,最关键的数据预计靠近 Pz 电极,位于中心的后部的头,顶叶交界处上方头皮。

具体来说,顶叶 ERPs 的一个组成部分称为 P300 — — 如此命名是因为它是由波形发生大约 300 毫秒后感官的刺激呈现正峰值 — — 预计将增强响应绿色古怪圈。

要开始实验,迎接参与者并确保他们签署所有适当的知情同意书。此外确认,他们没有使用任何护发产品,例如慕斯,可能会干扰脑电信号。

在继续之前,先搅拌导电电极凝胶,释放任何气泡。然后,使用它来填充 10 毫升注射器,这将有助于将这种物质应用到电极安排稍后在议定书 》。

一旦注射器已经准备好了,彻底刷参与者的头发和头皮,和清洁的他们的头顶部用棉花纱布浸泡在酒中。

之后,在每个参与者的耳朵上面和下面的左眼和两只眼睛的远水平位置后面皮肤消毒以类似的方式。

下一步,放置一脸的双面的胶粘剂磁盘对电极。另一边,适用于凝胶上暴露于电极,然后贴上它左眼上方清洁过的区域。重复此过程的其余的消毒位置,脸上。

若要确定脑电图帽要使用的大小,测量从参与者的头前面的距离 — — 眉毛之间直接 — — 问题投射的头骨,位于下方的后脑勺撞。中期的眼点,以上马克的额头上测量距离的 10%。

使用眼睛问题测量,选择一个帽子,适合在标准圆周范围之内,并将其放置以便 FPz 电极 — — 中央,最前面的一个人 — — 放在额头上的标记。然后,将每个脸电极连接到其各自的线上帽。

检索后凝胶填充注射器,告知参与者,会插入到每个电极的钝的尖。现在,每个升降刮底层的头发一边,小心不要弄伤皮肤。

然后在此基础上,继续插入凝胶,重复此过程为剩余的帽电极,以确保正确进行收集在头皮的电信号。

之后,把参与者带到一个安静的房间与声学和电气屏蔽,插在整个帽到录音系统。

使用相关联的计算机程序,检查头皮电极连接的阻抗。如果阻抗大于 10 k ω 为任何电极 — — 这可能会导致在噪声中脑电痕迹 — — 验证,它具有导电凝胶和所有潜在的头发已经被搬走了。

请注意,所有的阻抗值现在应低于 10 k ω。

为行为的任务做准备,有参与者坐以便它们定位从监视器,约 75 厘米,给他们反应的箱子来装。强调的是,他们只应按计时按钮,当他们看到一个绿色的圆圈屏幕上。

参加者了解任务后,开始脑电图系统。允许他们完成 64 目标刺激试验穿插 96 非目标对照试验。160 的审讯后, 启动要重复的序列。

一旦收集了所有数据,将结果导入到分析程序中,开始进行脱机处理。首先,将只有神经信号隔离通过引用到乳突的平均的价值信息。

继续通过划分成世纪连续脑电图录音 — — 开始前 200 ms 和在每个刺激,在这个发病后结束 1000 ms 节实例绿色或红色的圆圈。

进入基线调整使用发生刺激发病前 200 ms 的部分这些时间框架。

然后,若要更正为运动伪影,消除的句点其间超过 ±150 µ V 信号变化录在任何电极 — — 不只是一个采集的数据从解剖部位的兴趣。

之后,每个电极,平均脑电数据收集从所有基线图像试验生产 ERP 波形。同样,平均为古怪的试验数据。

要分析的数据,显示 ERP 平均从 Pz 记录现场为绿色目标和红色控制形状。顶叶的 P300 成分,为评估振幅 — — 以上 0 µ V 的基线值组件的高度 — — 和其滞后时间 — — 多长时间它将显示在 ms 后参与者意见圈子。

然后,这些峰值振幅和延迟,使用 F-检验来确定是否存在基线和古怪的刺激之间的差异。

请注意,对于绿色的古怪形状,跟踪在高峰大约 350 毫秒后发病的刺激,而参与者查看控制红色目标圈时观察到没有 P300 峰。

集体,这些数据表明,顶叶活动增加时给出了古怪的刺激,反映确定任务有关,明显刺激的神经过程。

现在,你知道如何研究人员使用视觉古怪范式的感官信息处理,让我们看看科学家此技术在分析事件相关电位在其他领域的应用。

虽然我们已经集中在事件相关电位由健康的大脑,一些研究者采用的古怪范式,以了解如何脑震荡 — — 创伤,导致头部受伤 — — 影响认知过程。

例如,证据存在脑震荡那些学生 — — 和那些表现出症状,如头晕或混乱 — — 生产大大降低 P300 峰当他们查看罕见古怪形象,相比受伤的控制参与者。

这表明,脑震荡可能产生消极影响大脑如何回应,及处理,潜在的重要感官信息。

其他研究人员利用改变古怪的范例 — — 一个涉及意想不到的声音,而不是图像 — — 更好地理解自顶向下和自底向上的关注之间的差异。

通过研究事件相关电位由古怪的音调,科学家们已经决定,,不仅是 P300 峰也增强由罕见的声音,但此组件可以由两个部分组成: 一个早期的部分称为 P3a及后来的 P3b元素。

有趣的是,观察到了这两座山峰的参与者给出,目的是查明罕见声音刺激事件相关电位。但是,只有 P3a发生在参与者告诉只是被动地听音乐,并不给出目标识别零头的波形。

因此,P3a被认为处理自底向上的注意力 — — 和大脑对新奇的刺激的反应 — — 而 P3b可能反映了自上而下的注意,和如何大脑认知分类目标。

你刚看了朱庇特的视频上使用古怪范式来调查处理感官刺激 — — 特别是在顶叶。到现在为止,你应该知道如何设计不同的刺激,记录脑电图 (Eeg),以及生成和分析事件相关电位。您还应该了解的事件相关电位如何可以洞察的认知过程,和用来更好地了解一定的损伤。

谢谢观赏 !

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