erp在认知神经科学中的应用

如题所述

erp在认知神经科学中的应用如下:

在认知神经科学领域中,事件相关电位(Event Related Potentials, ERP)是认知加工评估常用的手段之一。由于ERP具有高时间分辨率、可无创检测且成本较低的优点,广泛应用于精神科、神经科等临床医学工作中。

事件相关电位ERP

当我们专注地办公时,大脑会忽略其他人敲击键盘的声音,但窗外突如其来的巨响却能引起警觉,因为这可能意味着危险。诸如此类的突发事件会激活大脑神经元,产生电反应。

该电反应可由脑电图技术(Electroencephalography, EEG)测量,称为事件相关电位,它反映了认知过程中大脑的神经电生理变化,也被称为认知电位。

ERP的经典实验范式——Oddball

ERP有多种实验范式,Oddball是较为经典的一种,可研究人维持注意力的能力,下面是一个简单案例。

屏幕中随机出现红色球和绿色球,概率分别为80%和20%,被试者需要在出现绿色球时按下屏幕边的按钮。放置于被试者头上的电极将连续记录任务期间的脑电。

任务结束后,分别对红球和绿球出现时的波形进行叠加平均,发现在小球出现后约350ms有数据差异,研究者习惯把在刺激出现后约300ms出现的正波峰命名为P300,这是ERP中应用较多的成分之一。

目前大脑认知事件相关电位成分按照顺序、潜伏期以及功能意义进行命名,除了P300,还包括CNV、MMN、N400、BP、MRCP、P50等。

ERP在临床医学中的应用:

1.精神分裂症

精神分裂症(Schizophrenia)是以人格改变、思维混乱、情感分裂等为主要临床表现的精神障碍。急性短暂性精神病和精神分裂症患者听觉P300波幅和潜伏期相比,差异具有统计学意义;在临床高危精神分裂症患者中 MMN 振幅降低。这提示ERP可能是未来判断精神分裂症的重要指标。

2.阿尔茨海默症

阿尔茨海默症(Alzheimer disease, AD)是神经系统退行性疾病,以痴呆为主要表现。利用多种评估手段对AD患者进行随诊后,发现P300潜伏期诊断AD的特异性为83%,敏感性为77%[3],提示P300可用于AD的早期诊断和鉴别。

3.创伤后应激障碍

创伤后应激障碍(Posttraumatic stress disorder, PTSD)是发生在罕见危险事件之后患者出现的精神障碍,PTSD患者的行为表现多为噩梦、闪回等症状。在听觉Oddball实验范式中, PTSD患者的N200和P300成分的异常,可能反映了刺激辨别和注意功能的损伤。

4.学习能力障碍

学习能力障碍(Learning disability, LD)是少年儿童常见的精神障碍,在听觉Oddball实验中,LD儿童出现P300特征性变化[5]。此外,结合多种手段,ERP还能应用于婴儿期至学龄期儿童语言能力的发展监测,在儿童多动症、遗尿症等方面均有较大的临床参考价值。

基于EEG测量的ERP,为检测认知功能提供了较为客观的电生理指标,随着机器学习技术在脑科学中的应用,未来将发现更多的ERP模式,在评估神经疾病和药物治疗对认知的副作用方面具有重要的临床意义。



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