Effect of Neurofeedback on Visual-Spatial Attention in Male Children with Reading Disabilities: An Event-Related Potential Study

Recent studies describe a number of difficulties associated with attention deficit in children with reading disabilities. Information about visual-spatial attention mainly arises from studies using event-related potentials (ERPs) during Posner’s spatial cueing paradigm. This study aims to use neurofeedback with a special protocol for treating children with reading disabilities, and moreo-ver, to evaluate visual-spatial attention ability by means of Posner paradigm task and ERPs. The study was conducted in a single subject design in 20 sessions. Participants were 2 male children, aged between 10 - 12 years old, who completed twelve 30-min neurofeedback sessions. Repeated measurements were performed during the baseline, treatment, and post treatment phases. Results showed some improvement in Posner paradigm parameters (correct response, valid and invalid reaction times). Furthermore, grand average ERPs for both of the participants in each of the four conditions (Valid-right, Invalid-right, Valid-left and Invalid-left) were analyzed. The analysis of P3 component showed a reduction in latency, indicating an improvement in the timing of cognitive processes. In addition, the graphs showed a decrease in amplitude level, which meant easier processing than before.

情绪对低感觉寻求者安全行为决策的影响:来自ERPs的证据

为从神经层面深究不同偶然情绪对低感觉寻求者的不安全行为决策过程的影响作用,采用事件相关电位(ERPs)技术进行试验研究。使用中国版大学生感觉寻求问卷筛选低感觉寻求者和中感觉寻求者(对照组)。采用视频片段作为情绪刺激材料在试验前诱发正性和负性情绪,并设置风险情景任务进行风险决策试验。结果表明:不考虑情绪变量时,低感觉寻求组与感觉寻求对照组在安全行为决策上无显著差异;正性情绪下,低感觉寻求个体保持风险规避倾向;负性情绪下,在行为表现上,低感觉寻求者更倾向作出不安全行为决策;负性情绪下,在ERPs成分上,低感觉寻求者诱发的晚期正成分(LPP)潜伏期更晚,表明负性情绪的干扰导致个体在风险分类与评价时难度增大,故此从神经层面解释其外在行为表现的内在原因。总之,情绪在感觉寻求影响安全行为决策过程中产生调节作用。

运动员动作预期中错误监控的认知调节机制:来自行为与ERP的证据

目的:从错误监控视角探究运动员的动作预期错误监控与脑活动的认知调节机制。方法:40人[优秀组(一级篮球运动员)和新手组(非篮球专项的体育专业大学生)]观看不同判断时间点(出手阶段、上升阶段、高点阶段和下落阶段)和投篮结果(命中与未命中)的投篮视频,进行投篮结果预期及错误意识水平报告;同时记录并分析被试判断正确率、判断确信程度、P3、N400、ERN及Pe成分的潜伏期和峰波幅。结果:优秀组在投篮动作的早期阶段对命中情况的判断正确率更高,对未命中情况的判断正确率更低,判断确信程度与判断正确率呈正相关关系;优秀组的ERN峰波幅显著大于新手组,P3峰波幅有大于新手组的趋势,在未命中情况下的N400峰波幅更大,在命中情况下的Pe峰波幅更小。结论:1)运动经验可以提高运动员的错误监控能力,且优秀运动员的动作预期错误监控的时程表现在动作执行的早期阶段;2)优秀运动员的错误监控能力在行为特征和认知神经变化2个方面均显现出优势,且错误监控能力的强弱会影响动作预期的绩效;3)优秀运动员的错误监控行为可以调节运动经验对动作预期绩效的影响过程。

基于ERP信号的目标检测研究综述

目标检测是一个广泛应用于多个领域的研究课题。传统的计算机视觉方法存在复杂度高、泛化能力差、模型对象可迁移性差等缺点,而人脑在目标检测方面具有较强的认知能力和感知能力,仅需要很少的训练样本就可以达到较好的检测效果。基于事件相关电位(Event-Related Potentials,ERP)的脑机接口(Brain-Computer Interface,BCI)是一种全新的提升目标检测性能的方法,它能够将脑内信息与外部环境进行交互。在此基础上,Gerson提出了一种以脑电信号为基础的快速串行视觉呈现(Rapid Serial Visual Presentation,RSVP)范式,包括显示方式、有效视觉范围、目标复杂度、刺激频率和持续时长等。该文还对ERP信号的预处理、特征提取及分类等方法进行了综述,并对该领域的局限性和发展趋势进行了探讨。

动作自主性与社会距离对主动控制感的影响:来自行为与ERPs的证据

本文通过2个实验,考察动作自主性与社会距离对主动控制感的影响,以厘清不道德事件下主动控制感降低的认知神经机制。实验1采用时间估计法,在行为层面上考察动作自主性对主动控制感的影响以及社会距离的调节作用,实验2采用事件相关电位技术进一步探究动作自主性与社会距离如何交互影响主动控制感,并试图检验外显主动控制感的结果稳健性。结果发现,服从命令时,相较于电击陌生人,电击朋友的决策诱发了更大的P3波幅,且音调反馈时诱发了更负的N1波幅,内隐主动控制感更强;在外显主动控制感上,仅发现自由选择时控制感和责任感评分比服从命令时更高。结果表明社会距离自下而上地调节了自主性对内隐主动控制感的影响,而外显主动控制感上个体有意识地产生了道德推脱。

语境信息对词汇语用信息认知理解的构建——来自ERP的证据

语言语境即上下文语境,影响词汇的临时性意义构建。当前,具体语境下的词汇意义构建问题是认知语义学及词汇语用学的重要研究内容,已有学者展开理论性研究。事件相关电位技术(ERPs)中的N400指标主要识别语义违反,其作为语义违反特异性ERP组分,是研究语境意义构建过程的重要指标。本研究将同一词语分别放置在字面义倾向语境、引申义倾向语境两种语境中,采用ERP技术,通过对语义敏感成分N400进行分析,试探究词汇语用信息的认知机制。通过对比被试在两种语境下的实时N400指标变化,可知字面义倾向语境下N400效应不明显,未出现明显的语义违反,在引申义倾向语境下,关键词后出现明显的N400效应。实验表明,语境信息作用下的词汇语用信息激活是一个动态的认知过程,激活词汇的引申义需要付出更多认知努力。

基于图表征和双重注意力机制的跨被试ERP检测

针对事件相关电位(event-related potential,ERP)在跨被试场景下检测精度不高的问题,提出了一种基于图表征和双重注意力机制的卷积循环神经网络模型。该模型采用不依赖于被试和任务的图来表征脑电信号中的空间信息,并级联卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)形成CNN-LSTM基础框架,同时嵌入双重注意力机制(即选择性内核卷积和自注意力机制)以充分提取不同被试脑电信号的时空特征,从而提高跨被试场景下的ERP检测精度。在基于快速序列视觉呈现范式的大规模基准数据集上的实验结果表明,与现有的7种ERP检测方法相比,所提方法在跨被试场景下具有显著的优越性。

青少年与成年人情绪冲突控制的年龄差异:一项行为和ERP研究

青春期被喻为“狂风骤雨期”,青少年可能比年幼的儿童和年长的成年人有更大的情绪抑制和控制的需求。情绪抑制控制能力与冒险行为、异常的心理和行为发展有关。本研究采用事件相关电位(ERP)方法探讨青少年与成人之间的情绪冲突控制的差异。31名早期青少年(男生19名;M年龄=12.66岁)和33名成年人(男生16名;M年龄=20.15岁)完成了面孔-词Stroop任务。在该任务中,情绪词叠加在情绪面孔上构成一致和不一致条件,被试被要求判断面孔的效价(面孔任务)或词语的效价(词语任务)。分析两组被试在行为表现和与情绪信息加工相关的ERP成分上的年龄差异。结果表明:(1)青少年在面孔判断任务中存在Stroop效应(一致性条件下的反应时间比不一致条件下的反应时间短),而对于成年人而言,在面孔和词语判断任务中均发现了Stroop效应;(2)在青少年中,不一致条件诱发的N450波幅显著大于一致条件;(3)N450成分的Stroop效应仅在词语判断任务中出现,而SP成分的Stroop效应仅在面孔判断任务中出现。研究结果提供了神经证据表明,与成人相比,青少年处理情绪冲突的能力较差,这可能与其情绪控制相关的前额叶皮质不成熟有关。并且,情绪冲突控制是由冲突监测和冲突解决两个加工过程构成的,前者认知和神经资源的积累会对后者产生影响。

承诺水平与社会距离对信任投资的影响:来自行为与ERPs的证据

为考察承诺水平和社会距离对信任行为的影响及其神经机制,本研究在承诺者(朋友和陌生人)做出高水平(vs.低水平)的承诺后,要求被试选择是否信任对方,同时记录决策时的行为及神经反应。行为结果发现,相较于陌生人,当承诺者为朋友时被试会表现出较高的信任行为,且其信任行为不受承诺水平的影响。然而,当承诺者是陌生人时,被试在低水平承诺条件下比高水平承诺条件下表现出更高的信任行为。脑电结果发现,高水平承诺比低水平承诺诱发了更大的P2波幅。此外,当承诺者是朋友时,信任行为所诱发的N2和P3波幅不受承诺水平的影响;然而,当承诺者是陌生人时,被试在低水平承诺条件下的信任行为比高水平承诺条件下的信任行为所诱发的N2波幅更负,但高水平承诺条件下的信任行为所诱发的P3大于低水平承诺条件。这些结果说明,当承诺者是陌生人时,人们的信任行为是出于自我利益的考虑;然而,当承诺者是朋友时,个体的信任行为是出于自我和朋友的共同利益的考量。

工作欠载下监检人员警觉性注意的ERP研究

为探究监检人员工作欠载与警觉性注意之间的关系,采用Eego TM mylab便携式脑电仪采集脑电信号,并用MATLAB R2014a软件中的EEGLAB工具包及其插件ERPLAB对脑电数据进行预处理和分析,记录分析被试工作欠载前后的行为和脑电指标。研究结果表明:工作欠载后监检人员的平均反应时延长、平均正确率下降,接收视觉刺激时引发P300的波幅显著减小、潜伏期延长。研究结果可为减少监检岗位的工作欠载现象、有效管控监检人员的警觉性注意力提供参考与借鉴。

任务类型——线索条件对跆拳道专家返回抑制的影响机制--一项来自ERP的证据

目的:探讨任务类型和线索条件对跆拳道专家和新手返回抑制能力的影响,以及在不同任务条件下跆拳道专家返回抑制的认知特征及其可能的神经机制。方法:采用线索-靶子与Go-NoGo相结合的实验范式,记录在不同任务类型和线索条件下被试的反应时和正确率等行为特征,并同步记录其脑神经活动的峰波幅和潜伏期等事件相关电位(eventrelated potential,ERP)特征,揭示跆拳道专家(专家组)和新手(新手组)返回抑制控制能力的差异,旨在探讨任务类型-线索条件对跆拳道专家返回抑制的影响机制。结果:1)专家组和新手组反应时(F=9.820,P=0.002<0.01)存在非常显著差异,专家组的反应速度明显快于新手组;专家组和新手组均出现了返回抑制效应,专家组的返回抑制量大于新手组。2)不同脑区诱发P2(F=10.595,P=0.000<0.01)、N2(F=6.407,P=0.007<0.01)和P3(F=2.923,P=0.038<0.05)的峰波幅存在非常显著或显著差异;专家组和新手组诱发P2(F=6.212,P=0.018<0.05)、P3(F=9.042,P=0.005<0.01)的峰波幅也存在非常显著或显著差异。3)不同任务类型(Go-NoGo)诱发产生P2(F=7.844,P=0.000<0.01)、N2(F=11.996,P=0.000<0.01)和P3(F=3.750,P=0.027<0.05)潜伏期存在非常显著或显著差异;不同脑区诱发产生P2(F=5.060,P=0.007<0.01)和P3(F=23.638,P=0.000<0.01)潜伏期存在非常显著差异;专家组和新手组诱发产生P3(F=14.944,P=0.000<0.01)潜伏期存在非常显著差异。结论:1)跆拳道专家和新手均表现出返回抑制效应;与新手相比,跆拳道专家表现出更强的注意集中-抑制的转换能力;2)任务类型和线索条件对跆拳道专家返回抑制效应具有调节作用,其可能的神经机制为部分脑区诱发P2较早,出现了明显的Nogo-N2和Nogo-P3效应,这可能源于跆拳道专家长期的专项训练和比赛经验的积累。

基于ERP技术的数字界面布局认知与评估

为了探索用户对数字界面不同布局形式的比较和评估的认知过程,根据事件相关电位技术,采用较高相似度界面布局与较低相似度界面布局的Oddball实验范式,并结合脑电数据与行为数据,分析比较了2种相似度条件下N2b成分、P300成分的波幅和潜伏期变化情况.结果表明:在靶刺激认知早期阶段,N2b成分的波幅与靶刺激和标准刺激的偏差程度呈正相关关系;进入较深层次加工过程后,靶刺激所诱发的P300成分的波幅与靶刺激和标准刺激的相似程度呈正相关关系.研究结论可拓展应用于界面的迭代评估过程中,为实际项目中数字界面产品风格继承性评估提供重要的参考依据.

返回抑制过程中情绪面孔加工优先:ERPs研究

返回抑制(IOR)是指注意过程中个体对已搜索过的位置进行抑制,从而在随后该位置上出现目标时发生注意重新定向或反应变慢的过程。本研究使用ERPs技术,采用线索-靶子范式,考察了情绪目标辨别任务中IOR的发生过程及二者的神经机制。结果发现,与无效线索相比,有效线索下的P1波幅更小,N1波幅更大,正性、负性面孔N170的波幅比中性面孔大。表明当要求被试做情绪辨别任务时,IOR与对情绪信息的反应之间发生了分离,表现出情绪加工的优先。这说明IOR和情绪偏向是发生在两种不同神经通路上的适应机制,也为进一步探究注意与情绪的关系问题提供了来自神经电生理学的证据。

面孔识别的脑加工成分——N170的ERP研究

目的研究面孔识别早期加工脑成分N1 70 ,考察其是否反映面孔加工的特异性 ,是否反映Bruce -Young面孔认知模型中结构编码及面孔加工是否具有右半球优势等问题。 方法 1 6名被试者学习和再认面孔照片 ,记录其脑电。结果仅半数被试者出现N1 70 ,认知任务显著影响N1 70波幅。结论N1 70不能反映面孔的结构编码 ,是否反映面孔加工特异性还值得进一步研究 ,面孔识别加工时两半球的优势在加工速度与加工强度两个维度上各占优势 。

固定位置区域提示下视觉注意范围等级的ERP研究

研究视觉空间注意中注意范围的脑内时程的动态变化。被试为 14名青年人 ,使用固定位置的、3种不同直径的线圈作为注意范围的区域性提示 ,祛除空间定位因素的影响 ,记录反应时和事件相关电位 (ERP)数据。结果显示 :提示范围由小到中等时 ,反应时延长 ,而由中等到大范围时 ,反应时缩短 ;提示物和靶刺激诱发ERP的早成分 (N1、P1)不受提示范围大小的调节 ,而其P2、N2的波幅与潜伏期均明显受到提示范围大小的影响。这些结果说明 :①视觉注意诱发的P1、N1成分 ,主要与空间定位信息的加工相关 ;②提示物诱发的P2、N2成分与注意范围相关 ;③在视觉信息加工过程中 ,空间位置的信息要早于其它信息被加工 。

特质焦虑人群应激条件下ERP中P3的变化

目的:探讨不同特质焦虑大学生应激条件下的ERP特点。方法:以大学英语四级考试为应激源,应用特质-状态焦虑量表在200名考生中,筛选高特质焦虑和低特质焦虑各15人,使用NeuroScan32ChannelERPSystem观察应激期和应激后P3变化。结果:①低特质焦虑组应激后P3波幅大于应激期(P<0.05),潜伏期小于应激期。②高特质焦虑组应激期和应激后相比,P3波幅、潜伏期无变化。③应激时,高、低特质焦虑组P3波幅、潜伏期无明显差异。④应激后,低特质焦虑组P3波幅大于高特质焦虑组、潜伏期小于高特质焦虑组(P<0.05)。结论:高、低特质人群的P3差异提示不同人格特质群体在相同应激事件中,认知功能有差异。

面孔内外特征对东西方面孔识别影响的ERP研究

目的研究有无外部特征的东西方面孔在认知识别上的脑机制。方法 1 6名被试者辨别东西方人面孔性别 ,记录其脑电。结果无论东西方面孔 ,无外部特征比有外部特征的面孔的P1 70 波幅均增大 ,而N2 4 0波幅明显减小 ;西方面孔无外部特征与有外部特征的面孔产生的P1 70 和N2 4 0 之间的差异较东方面孔的小。上述变化在头皮前部更为显著。结论在识别东西方面孔的过程中 ,均需要更多的资源分配于无外部特征面孔 ;有外部特征的面孔在加工机制上明显不同于没有外部特征的面孔 ,这一点还表现为被试者正确率的增加和反应时的加快 ;另外 ,西方面孔产生的差异波较东方面孔的小为异族面孔在识别上容易混淆提供了电生理证据 。

工作记忆中汉字与空间的分离及动态优势半球的ERP效应

测量了 14名正常青年被试在进行延迟反应任务时的事件相关脑电位 (ERP)。在刺激消失后的延迟阶段 ,汉字任务和空间任务均在头皮前部额区产生P2 6 0和晚期正成分 (LPC) ,在头皮后部顶枕区产生N15 0和晚期负成分 (LNC)。汉字任务的P2 6 0为右半球优势 ,4 0 0～ 80 0ms转化为左半球的激活程度显著大于空间任务。空间任务从P2 6 0的左右半球均衡变化为 4 0 0～ 80 0ms的右半球优势。头皮后部无显著差异。研究结果提供了工作记忆中汉字与空间信息保持的分离及其优势半球动态变化的电生理学证据。

听觉呈现条件下汉语双字词语义和语音启动的ERP研究

在词汇决定实验中研究语义启动和语音启动 ,材料为通过听觉呈现的汉语双字词组成的词对 (间隔 60 0ms) ,记录行为数据和ERP数据 ,结果发现 :(1 )启动词与目标词之间的语义联系可显著改善对目标词的加工 ,表现为错误率降低、反应时缩短 ,以及N40 0波幅降低 ;(2 )启动词与目标词之间的语音一致对目标词的加工既有干扰作用 ,又有促进作用。表现为错误率提高 ,但反应时趋向缩短 ,N40 0波幅亦呈下降趋势 ;(3)