在认知神经科学研究中,事件相关电位是窥视大脑功能的一个重要窗口。ERP技术的基础是叠加平均,它的假设是,脑电数据中只存在单一事件的诱发响应。可是,随着认知研究的深入,脑电实验范式越来越复杂,如在返回抑制(IOR)ERP研究中,一个trial通常包含3个或更多的事件。 无论按其中哪个事件进行迭加平均,都无法避免其它事件诱发脑电的污染,结果得到的是多个事件诱发电位的混迭波,不利于后续的认知心理解释。 由此可见,有效提取纯ERP成分对认知研究具有重要意义。本项目以IOR实验中的多事件相关电位为研究的切入点,通过综合利用迭加平均数据、反应时数据、刺激时间数据,发展出多事件ERP成分分离技术,并用于提取IOR脑电实验中各事件的纯ERP成分。采用(分解前后)脑电结合功能磁共振的方法,进行源定位和源的时间动态过程分析,推进IOR的神经机制研究。
ERP;response inhibition;Wiener filter;LORETA;
在本项目的研究中, 我们着重研究了在反应抑制中由于多事件引发的ERP混叠现象而引起ERP的波形失真以及解释困难的问题。研究工作的开展分为两个部分,首先是多成分ERP分解算法的研究,其次是次分解算法在反应抑制研究的应用。由于两事件及多事件ERP成分分解算法本身理论上的缺陷,导致了算法本身的不稳定对噪声极度敏感,虽然前期的研究中得出基于维纳滤波的分解方法能大大抑制噪声,但存在估计信号和噪声功率谱不是太准确,因此在实际问题处理过程中采用直接估计信号和噪声功率普的方法进一步提高估计的准确性。在对反应抑制研究中,由于反应相关的诱发电位的混迭,导致反应抑制神经机制的研究中存在广泛争论,即NoGo-N2效应和NoGo-P3效应是否是反应抑制过程中真实的相关成份。本研究结合应用多事件成份分解方法和LORETA(Low resolution electromagnetic tomography,低分辨层析成像)空间源定位对动物识别实验中NoGo-N2和NoGo-P3成份的机制进行分析。结果表明,无论从反应抑制的时间过程还是空间定位来看,NoGo-P3效应来自运动执行相关成份的叠加效果,与反应抑制过程无关,而NoGo-N2效应则是反应抑制过程的真实反映。本研究完成学术论文一篇(二阶段审稿中)