音调与语音Oddball实验的脑电流源模型分析

采用语音和音调Oddball实验范式,研究大脑离散电流源在靶刺激响应过程中的电流时间过程。采集了健康受试者的64导联脑电数据,建立并比较音调和语音靶刺激ERPs数据的区域源电流模型。结果显示:听觉靶刺激识别的主要神经源包括双侧颞上回和双侧脑岛。音调靶刺激识别引起右侧区域源的N2/P3幅度大于左侧,呈现右偏侧化,其中脑岛的右偏侧化较明显,而语音靶刺激识别引起左侧区域源N2/P3幅度大于右侧,呈现左偏侧化,双侧脑岛和双侧颞上回都出现明显的左偏侧化。研究表明:靶刺激识别这一脑处理过程随刺激模式的不同存在差异,音调靶刺激识别以右侧脑岛和右侧颞上回的激活更强,而语音靶刺激识别以左侧颞上回的激活更强。

Cognitive malingering assessed using event-related potential P300 evoked by the old-new task in the oddball paradigm

The P300, an endogenous subcomponent of the event-related potential, is thought to reflect cognitive processes. The event-related potential evoked by the old-new memory recognition task in the oddball paradigm is suitable for examining the neural processes involved in malingered neurocognitive deficits. Forty-four undergraduates were randomly assigned to a simulated malingering group and a truth-telling group, Another 22 patients with head injudes were enrolled as a control group. All participants completed the old-new memory recognition task in the oddball paradigm. The mean P300 amplitude of the simulated malingering group was significantly reduced compared with the truth-telling group （P 〈 0.01）, but was increased compared with the control group （P〈 0.01）. These results revealed that the P300, evoked by the old-new memory recognition task of the oddball paradigm, may be a helpful indicator for determining cognitive malingering.

Females with schizophrenia have abnormal functional cortical connectivity in the gamma frequency during an auditory oddball task using magnetoencephalography

We studied differences in imaginary coherence (IC) of the gamma band between brain regions of female schizophrenia patients during the auditory oddball task using magnetoencephalography (MEG). Subjects were 12 right-handed female schizophrenia patients, who were evaluated by the Positive and Negative Syndrome Scales (PANSS). Functional connectivity during an auditory oddball task was reconstructed in low gamma (30 - 50 Hz) and high gamma (50 - 100 Hz and 100 - 150 Hz) bands, and represented by IC using seeds determined by the significant oscillatory power changes obtained by event-related synchronization (ERS) and event-related desynchronization (ERD) power measurements. Gamma ERS (30 - 50 Hz) power was decreased in the left precuneus at 500 - 750 ms and in the right precuneus at 750 - 1000 ms. IC in the gamma band (50 - 100 Hz) was decreased between the right precuneus (seed) and right paracentral lobule (target) and between the right precuneus and right hypothalamus at 0 - 250 ms. IC in the gamma band (100 - 150 Hz) was increased between the left precuneus and right cuneus (Brodmann area 7) at 250 - 500 ms, between the left precuneus and right culmen at 500 - 750 ms, and between the left precuneus and right cuneus (Brodmann area 17), between the left precuneus and right posterior cingulate cortex, and between the left precuneus and right caudate nucleus at 750 - 1000 ms. In the high gamma band (50 - 100 Hz) at 0 - 250 ms, significant positive correlations were shown between IC and conceptual disorganization in PANSS scores, between IC and unusual thought content score, and between IC and positive scale score. IC within the high gamma band in female schizophrenia patients showed two types of functional disconnection, intrahemispheric and interhemispheric. IC between the right or left precuneus and other specific cortical areas showed dysfunction, suggesting that the parietal lobe plays an important role in dysfunction in connectivity in the gamma band during the oddball task.

情绪在图片和汉字中的比较:一项双选择Oddball研究

目的:探讨情绪图片和情绪词作用机制的不同。方法:研究使用双选择oddball范式,要求被试通过按不同的键将标准刺激和偏差刺激分类。采用2 (材料:图片和文字) ×3 (情绪:积极,消极,中性)两因素被试内设计,记录其反应时和正确率,对其数据结果进行方差分析。结果:(1) 情绪图片的诱发速度显著快于情绪词;(2) 以汉字作为实验的标准刺激,对偏差刺激的抑制能力高于以图片作为标准刺激的抑制能力,但这是以牺牲反应时为代价的;(3) 中性情绪词的结果与其他刺激显著不同,提示了认知资源分配和加工通道不同的可能性。结论:研究结果从行为层面证明了不同情绪材料的加工涉及不同的作用机制,但两组实验结果的不同提示了加工通道部分重合的可能性,因此,未来有必要使用ERP、核磁等技术对这一问题进行进一步的研究。

Neural substrates of behavioral inhibitory control during the two-choice oddball task:functional neuroimaging evidence

Background:Behavioral inhibitory control(BIC)depicts a cognitive function of inhibiting inappropriate dominant responses to meet the context requirement.Despite abundant research into neural substrates of BIC during the go/no-go and stop signal tasks,these tasks were consistently shown hard to isolate neural processes of response inhibition,which is of primary interest,from those of response generation.Therefore,it is necessary to explore neural substrates of BIC using the two-choice oddball(TCO)task,whose design of dual responses is thought to produce an inhibition effect free of the confounds of response generation.Objective:The current study aims at depicting neural substrates of performing behavioral inhibitory control in the two-choice oddball task,which designs dual responses to balance response generation.Also,neural substrates of performing BIC during this task are compared with those in the go/no-go task,which designs a motor response in a single condition.Methods:The present study integrated go/no-go(GNG)and TCO tasks into a new Three-Choice BIC paradigm,which consists of stan-dard(75%),deviant(12.5%),and no-go(12.5%)conditions simultaneously.Forty-eight college students participated in this experiment,which required them to respond to standard(frequent)and deviant stimuli by pressing different keys,while inhibiting motor response to no-go stimuli.Conjunction analysis and ROI(region of interest)analysis were adopted to identify the unique neural mechanisms that subserve the processes of BIC.Results:Both tasks are effective in assessing BIC function,reflected by the significantly lower accuracy of no-go compared to standard condition in GNG,and the significantly lower accuracy and longer reaction time of deviant compared to standard condition in TCO.However,there were no significant differences between deviant and no-go conditions in accuracy.Moreover,functional neuroimaging has demonstrated that the anterior cingulate cortex(ACC)activation was observed for no-go vs.standard contrast in the GNG task,but not in deviant vs.standard contrast in the TCO task,suggesting that ACC involvement is not a necessary component of BIC.Second,ROI analysis of areas that were co-activated in TCO and GNG showed co-activations in the right inferior frontal cortex(triangle and orbital),with the signals in the TCO task significantly higher than those in the GNG task.Conclusions:These findings show that the designed responses to both standard and deviant stimuli in the TCO task,compared to the GNG task,produced a more prominent prefrontal inhibitory processing and extinguished an unnecessary component of ACC activation during BIC.This implies that prefrontal involvement,but not that of ACC,is mandatory for the successful performance of inhibiting prepotent behaviors.

双选择Oddball范式在行为抑制控制研究中的应用

行为抑制控制是个体对自身不恰当的、冲动的行为模式的抑制控制.这一功能对于人类的生存适应具有重要意义.Go/Nogo范式和Stop Signal范式(停止信号范式)是研究行为抑制控制及其认知神经基础的经典实验范式.在Go/Nogo范式中,被试仅对Go刺激做按键反应而对Nogo刺激不做反应.因此,该范式反映个体行为抑制控制功能的行为学指标过于依赖正确率,并且在提取抑制相关神经活动指标时难以排除运动相关因素的干扰,另一方面,停止信号范式要求通过梯度变化停止信号间隔,以保证被试在大约50%试次成功停止而另外50%试次停止失败,从而计算出反映行为抑制控制功能的停止信号反应时间,因此该范式损失了准确率指标,并且难以克服Go反应所诱发的神经活动对停止信号所诱发神经激活的污染.鉴于此,本研究组引入了双选择Oddball范式以期有效控制上述干扰因素,从而获得可灵敏反映行为抑制控制功能的综合性行为指标和神经生理指标.以反应时代价与准确率代价为主要行为学指标,双选择Oddball范式已被证实可以用于3个方面的研究:(i)可以用于行为抑制控制功能的个体差异研究(以性别差异为例);(ⅱ)可以用于研究个体内行为抑制控制的影响因素(以情绪及其强度为例);(ⅲ)可以用于物质成瘾的相关研究(以吸烟成瘾为例).这提示双选择Oddball范式可以广泛应用于行为抑制控制能力及其影响因素的灵敏测量与干预评估研究中.

Intervention Effect of Repetitive TMS on Behavioral Adjustment After Error Commission in Long-Term Methamphetamine Addicts： Evidence From a Two-Choice Oddball Task

Behavioral adjustment plays an important role in the treatment and relapse of drug addiction. Nonetheless,few studies have examined behavioral adjustment and its plasticity following error commission in methamphetamine（METH） dependence, which is detrimental to human health. Thus, we investigated the behavioral adjustment performance following error commission in long-term METH addicts and how it varied with the application of repetitive transcranial magnetic stimulation（r TMS） of the left dorsolateral prefrontal cortex（DLPFC）. Twenty-nine male long-term METH addicts（for [ 3 years） were randomly assigned to high-frequency（10 Hz, n = 15） or sham（n = 14） r TMS of the left DLPFC during a two-choice oddball task. Twenty-six age-matched, healthy male adults participated in the two-choice oddball task pretest to establish normal performance for comparison. The results showed that 10 Hz r TMS over the left DLPFC significantly decreased the post-error slowing effect in response times of METH addicts. In addition, the 10 Hz r TMS intervention remarkably reduced the reaction times during post-error trials but not post-correct trials. While the 10 Hz r TMS group showed a more pronounced post-error slowing effect than the healthy participants during the pretest, the posterror slowing effect in the posttest of this sample was similar to that in the healthy participants. These results suggest that high-frequency r TMS over the left DLPFC is a useful protocol for the improvement of behavioral adjustment after error commission in long-term METH addicts.

诱发急性应激对大学生反应抑制的影响

目的:探索急性应激对大学生反应抑制的影响。方法:对27名大学生(男12,女15)采用特里尔社会压力范式诱发急性应激状态,中性状态采用出声阅读进行匹配,分别在急性应激和中性状态下完成双选择Oddball任务。结合ERP技术,比较两种状态下反应时间,错误次数,N2、P3成分,以及应激区线下面积与N2、P3的相关关系。结果:双选择Oddball任务中,相较于中性状态,急性应激状态下反应抑制时间(P<0.05)缩短,反应错误次数(P<0.05)减少,N2、P3波幅减小。结论:诱发急性应激可促进大学生反应抑制能力。

负性情绪干扰行为抑制控制:一项事件相关电位研究

以往研究提示,行为抑制控制与视觉情绪加工的神经活动存在交互作用,而视觉材料诱发的正、负情绪如何影响行为控制加工过程尚不清楚。采用双选择情绪oddball范式与事件相关电位(ERP)技术,本研究假设视觉情绪刺激的呈现对个体的行为控制能力具有显著影响。实验要求被试对标准刺激与偏差刺激(85%vs.15%)分别做不同的按键反应。偏差刺激由正、负、中三种来自中国情绪图片系统的情绪图片组成。行为结果发现,负性条件下的反应时间显著长于中性与正性条件,而三类偏差刺激的反应时均显著长于标准刺激的反应时。ERP结果显示,不论效价,在240～300ms与350～550ms两个时间窗口,偏差刺激与标准刺激诱发的平均波幅差异显著,表明本研究条件下行为抑制控制效应显著。在代表行为控制加工的偏差-标准差异波中,在上述两窗口内分别出现显著的N2与P3成分。负性条件下N2及P3潜伏期显著长于中性条件;而负性条件下N2波幅显著大于而P3波幅显著小于中性条件。相反,正性条件下N2波幅显著小于而P3波幅显著大于中性条件。因此,本研究从行为与脑电两个层面揭示了情绪对行为控制过程的影响:负性情绪减弱个体的行为控制能力,从而导致个体对反应冲突的觉察变慢及对优势反应的抑制过程更长。相反,正性情绪对行为控制过程可能具有促进作用。

年龄相关的情绪偏向效应的时间进程（英文）

来自记忆、注意和决策等领域的大量研究发现，在加工情绪刺激时老年人具有正性情绪偏向或负性情绪规避的特点．本研究采用oddball变式，将情绪面孔图片作为分心刺激呈现．实验过程中记录被试脑电，考察不同情绪效价对脑电波的影响，同时考察老年人在非任务相关条件下情绪加工和情绪调节的时间进程．研究发现，在相对早期时间窗口（270--460ms），年轻组脑电不受情绪效价影响，而老年组中悲伤情绪面孔较之快乐和中性情绪面孔引发了一个更大的正成分（P3a）．在晚期时间窗口（500--850ms），年轻组中悲伤情绪面孔吸引了被试更多注意并引发了一个更大的正性慢波．相反，老年组在晚期加工阶段，情绪效价效应消失．研究揭示了老年人和年轻人在加工非任务相关的情绪刺激时存在的时间进程差异，年龄相关的正性情绪效应发生在晚期时间窗口，表现为年轻组的负性情绪偏向和老年组的无情绪偏向．研究结果为社会情绪选择理论提供了来自脑电数据的支持．

发展性阅读障碍的ERP研究

行为实验已经发现,语音能力的缺损是拼音文字发展性阅读障碍的核心。然而近年来行为研究和神经生理学的研究也发现,发展性阅读障碍与基本知觉障碍有关。事件相关电位(event-related potentials ,简称ERP)作为一种独特的电生理学研究手段,从一个更为直观的角度验证了行为实验的结果,推动了发展性阅读障碍的进展。语言认知水平ERP研究表明,发展性阅读障碍者在存在语音加工和信息整合的缺陷。感知觉加工层次的ERP研究结果则不尽一致,有的研究发现,阅读障碍存在着基本的听觉加工缺陷;有的研究则发现发展性阅读障碍存在言语声音加工的缺陷,而对非言语声音的加工与正常读者没有显著差别;有的研究支持大细胞通路受损假说,发现阅读障碍在低对比度和低空间频率上存在视觉加工的缺陷,有的研究结果则没有发现发展性阅读障碍者与正常读者在不同对比度和空间频率上的差异。

负性情绪启动对特质焦虑个体行为抑制的影响机制

采用双选择Oddball范式,通过事件相关电位技术,考察负性情绪启动对特质焦虑个体行为抑制的影响。结果发现:(1)相比标准刺激,对偏差刺激的反应时更长;P2、N2、P3的波幅更大;(2)相比低唤醒负性情绪和中性情绪启动条件,高唤醒负性情绪启动下的N1–P2和N2波幅更大;非特质焦虑个体对偏差刺激的N1和P3潜伏期在高唤醒负性情绪启动条件下比低唤醒负性情绪和中性情绪启动条件下更短,P3波幅更小,而特质焦虑个体在高、低唤醒的负性情绪及中性情绪启动条件下无显著差异。以上结果表明,对特质焦虑个体,高唤醒负性情绪启动促进其更好的检测行为抑制;对非特质焦虑个体,高唤醒负性情绪启动促进其对偏差刺激的早期识别、行为抑制的检测并更容易地完成行为抑制任务。

视觉工作记忆负载对听觉偏差干扰效应的调控:来自不同外周提示线索的证据

采用线索提示和视听Oddball结合的实验设计,通过四个实验探讨了外周视线索下视觉工作记忆负载对听觉偏差干扰效应的调控作用。结果表明:(1)操作外周视线索有效性为50%的条件下,视觉工作记忆负载的增加使得原本抑制无关声音的过程失败,因此出现了显著的听觉偏差干扰效应;(2)操作外周视线索有效性为80%的条件下,发现有策略性的注意定向消耗了注意资源,无视觉工作记忆负载的情况下同样出现听觉偏差干扰,并且随着工作记忆负载增加偏差干扰效应增强。研究说明视觉工作记忆负载对听觉偏差干扰的调控是有条件性的,当来自不同感觉通道的无关刺激与目标的加工过程存在重叠时,视觉工作记忆负载的增加使得听觉偏差干扰效应增强而不是减弱。

抑郁症患者的多导联听觉P3a和P3b事件相关电位研究

目的:研究抑郁症患者的16导联听觉事件相关电位P300的脑区强度分布。方法:选择抑郁症患者27例和正常人30名,用脑诱发电位仪记录受试者16导事件相关电位P3a和P3b,分析受试者在额区、颞区、中央区和顶区的P300幅度分布,比较抑郁症患者和正常对照组的显著差异。结果:抑郁症患者的P3a、P3b幅度的额区/顶区比值较正常对照组都发生显著降低(P<0.01),颞区/顶区比值也显著降低(P<0.01),中央区/顶区比值同样显著降低(P<0.01),另外,抑郁症患者的额1区/额2区P3b幅度比值显著降低。结论:通过多导联记录P300,并分析P300幅度在脑区间的相对强弱关系,将能获得抑郁症患者的异常ERPs特征,并能提示主要相关脑区的功能状况,因此,有助于提高P300诊断抑郁症的特异性水平。

执行37分钟听觉Odd-ball任务中事件相关电位变化与注意的关系

背景:许多报道只是分别观察了执行Oddball任务完成过程中事件相关电位各成分的变化,没有结合实验任务模式全面分析各成分的变化及其可能存在的内在联系。目的:通过测定健康人在执行连续37min听觉辨别Odd-ball任务过程中的事件相关电位,分析事件相关电位各成分的变化特征与注意的关系。设计、时间及地点:经典的37min持续Oddball听觉辨别任务及盲法评估试验,于2003-04/2007-07在日本北九州产业医科大学康复科完成。对象:20名健康在读大学生,全部为右利手,试验前所有学生均签署知情同意书。方法:在执行任务过程中,学生观察以10%的概率出现的2kHz短音靶刺激,靶刺激是随机分布于以90%的概率出现的1kHz短音非靶刺激之间,全部实验过程为37min,包括1214个声音刺激。前4min为练习阶段,让学生熟悉任务,之后开始真正的实验过程,将其划分为阶段1,阶段2,阶段3,每阶段为10.9分。主要观察指标:在额叶、顶叶和额顶中点采集靶刺激和非靶刺激的事件相关电位,非靶刺激包括靶刺激之前第1个和之后第1个非靶刺激的事件相关电位。除了用传统的平均加权法进行研究外,同时进行了单次P3成分分析。实验结束后,所有学生填写问卷,要求填写在各个实验阶段中的主观感受包括他们的清醒度、注意程度和对实验的兴趣程度等。结果:①各反应电位在不同实验阶段的变化:靶刺激之前第1个非靶刺激的事件相关电位的N1波幅、靶刺激N2的波幅及靶刺激P3的波幅在实验的不同阶段发生显著变化。②不同反应电位之间的比较:靶刺激之前第1个非靶刺激的事件相关电位的N1波幅显著小于靶刺激之后第1个非靶刺激的事件相关电位和靶刺激的N1(实验阶段2、3的额叶、额顶中点和顶叶);靶刺激之前第1个非靶刺激的事件相关电位的P2潜伏期显著小于靶刺激之后第1个非靶刺激的事件相关电位的P2潜伏期(实验阶段2的额叶、额顶中点和顶叶位置上和实验阶段3的额叶);靶刺激之前第1个非靶刺激的事件相关电位的P2的波幅显著小于靶刺激之后第1个非靶刺激的事件相关电位的P2波幅(实验阶段2的额顶中点、在实验阶段3的额叶、额顶中点和顶叶);认知电位变化最敏感区在额叶。③总的平均加权的靶刺激之前第1个非靶刺激的事件相关电位波形。有正负(N1-P2)波峰复合波形,而且在刺激启动后300ms回到基线水平,而总平均加权的靶刺激之后第1个非靶刺激的事件相关电位波形的正负(N1-P2)复合波峰的连续负波在刺激启动后450ms之后回到基线水平(额叶和额顶中点)。④事件相关电位的单次分析显示类型2(非P3成分)出现的百分率在额叶位置上显著大于在顶叶位置(实验阶段1,2和3);类型2出现的百分率在实验阶段3的显著大于在实验阶段1(额叶和额顶中点)。⑤在各个实验阶段中,反应时间差异无显著性意义。⑥根据问卷调查,所有的被测试者均认为试验任务非常简单,测试早期处于紧张、全神贯注的状态,随着试验的进展感到轻松、单调和机械化的完成任务,注意力时有分散,但未在测试过程中入睡。结论:在执行37min听觉辨别任务过程中,事件相关电位各成分的变化是认知调整的结果,各成分的变化存在内在的联系,推测这种变化与被检者适应过程有关,并直接反映注意不同因素的影响。

不同年龄者事件相关电位的结果比较

目的:对不同年龄者事件相关电位(ERP)的结果进行比较。方法:用本实验室专利产品P300/CNV刺激器与日产诱发电位仪Neuropack2 MEB7102K连机,用听觉oddball刺激序列模式,测定不同年龄正常志愿者70例的ERP,其中8例在不同时间先后测定两次以观察其重复性。结果:ERP各波潜伏期和波幅重复性好,不同测定时间的结果比较差异均无统计学意义(P>0.05);与20～39岁组比较,40～60岁组的N2和P3波的潜伏期延长,差异具有统计学意义(P<0.05);N2、P3波的波幅,两组之间比较差异无统计学意义(P>0.05)。相关关系显示潜伏期与全年龄组之间呈正相关关系(r= 0.384,P<0.01)。结论:不同时间所测ERP各波重复性好,ERP的N2、P3波潜伏期与年龄有关,波幅与年龄无关。

案件相关脑电位测谎中两种实验范式的比较研究

目前国内外运用相关电位(ERP)技术进行测谎的研究,多数的研究者采用Oddball研究范式,该范式无法排除由于刺激的小概率呈现或者说刺激的新异性诱发的特异成分对P300等测试指标的影响。2004年以来有研究者应用Go-Nogo范式,即两种刺激出现的概率相等的范式,进行刑事和民事案件的测试研究和实验研究,证明了Go-Nogo范式诱发具有案件相关脑电特征的P300的可能性及用于测谎实案的可行性。

视觉工作记忆负载对偏差干扰调控的ERP研究

采用事件相关电位技术(ERPs),对听视跨通道不同工作记忆负载下偏差干扰效应的加工机制进行研究。当视觉线索50%时,比较有无工作记忆负载条件下偏差干扰效应,分析偏差刺激与标准刺激诱发的差异波,结果发现:(1)存在工作记忆负载和偏差干扰效应;(2)有无工作记忆负载下差异波均出现明显的N1/MMN成分、NP3和RON成分;(3)差异波中N1/MMN成分的平均波幅和潜伏期均没有差异,NP3成分的平均波幅下降;RON成分在平均波幅上没有差异,潜伏期上有工作记忆负载下显著小于无工作记忆负载。研究表明视觉工作记忆负载对偏差干扰调控过程的神经机制并不会因为无关信息与相关信息间冲突竞争增强而改变。

视觉失匹配负波及在运动心理学研究中的前景

在事件相关电位的研究中,通常采用oddball范式获取视觉失匹配负波,其产生机制有疲劳假说和记忆痕迹假说2种,能够反映大脑的时间信息自动加工,研究成果主要集中在记忆和注意2个领域。目前,研究具有以通道内、主动范式为主,改良实验范式,重视理论价值,倾向医学领域等特点。研究瓶颈是刺激的编辑,突破口是范式的革新。在运动心理学中,可以致力于探讨视觉失匹配负波的功能意义和应用价值,体现在理论性探索、实践性应用和外围性拓展3个方面。面对体育运动实践中遇到的问题,可以通过改良oddball范式来解决。

不同相关线索下海洛因成瘾者的反应差异及反应抑制特征：来自ERP的证据

采用ERP技术,探究海洛因成瘾者在不同相关线索下的脑电反应及其与冲动性的关系。实验采用组间实验设计和双选择Oddball范式,要求海洛因成瘾组和健康对照组被试对标准刺激与偏差刺激分别做不同的按键反应,记录他们的EEG数据。结果发现:相比对照组被试,海洛因成瘾者在观看药物相关线索时诱发的N2波幅更小, P3波幅更大;在成瘾组内,相比用药工具线索,用药动作线索诱发了更小的N2波幅和更大的P3波幅。这表明海洛因成瘾者对药物相关线索存在反应抑制缺陷,且不同的药物相关线索会激发海洛因成瘾者不同程度的反应抑制缺陷,用药动作线索比用药工具线索更大程度地影响成瘾者的反应抑制能力,反映出更高的动作冲动性。