Событийно -связанный потенциал ( ERP ) — это измеренная реакция мозга , которая является прямым результатом определенного сенсорного , когнитивного или двигательного события. [1] Более формально, это любая стереотипная электрофизиологическая реакция на раздражитель. Исследование мозга таким способом обеспечивает неинвазивный способ оценки функционирования мозга.
ССП измеряют с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Эквивалентом ERP в магнитоэнцефалографии (МЭГ) является ERF, или поле , связанное с событиями. [2] Вызванные потенциалы и индуцированные потенциалы являются подтипами ССП.
С открытием электроэнцефалограммы ( ЭЭГ) в 1924 году Ганс Бергер обнаружил, что можно измерить электрическую активность человеческого мозга, поместив электроды на кожу головы и усилив сигнал. Затем можно построить график изменений напряжения в течение определенного периода времени. Он заметил, что на напряжение могут влиять внешние события, стимулирующие чувства. ЭЭГ оказалась полезным источником регистрации активности мозга в последующие десятилетия. Однако оценить высокоспецифичные нервные процессы, находящиеся в центре внимания когнитивной нейробиологии, было очень сложно , поскольку использование чистых данных ЭЭГ затрудняло выделение отдельных нейрокогнитивных процессов. Потенциалы, связанные с событиями (ERP), предлагали более сложный метод извлечения более конкретных сенсорных, когнитивных и двигательных событий с использованием простых методов усреднения. В 1935–1936 годах Полин и Хэллоуэлл Дэвис зарегистрировали первые известные ERP у бодрствующих людей, и их результаты были опубликованы несколько лет спустя, в 1939 году. Из-за Второй мировой войны в 1940-х годах не проводилось много исследований, но исследования были сосредоточены на сенсорных проблемах. снова был поднят в 1950-х годах. В 1964 году исследования Грея Уолтера и его коллег положили начало современной эре открытий компонентов ERP, когда они сообщили о первом когнитивном компоненте ERP, названном условной отрицательной вариацией (CNV). [3] Саттон, Брарен и Зубин (1965) сделали еще один шаг вперед, открыв компонент P3. [4] В течение следующих пятнадцати лет исследования компонентов ERP становились все более популярными. 1980-е годы с появлением недорогих компьютеров открыли новые возможности для исследований в области когнитивной нейробиологии. В настоящее время ERP является одним из наиболее широко используемых методов в исследованиях когнитивной нейробиологии для изучения физиологических коррелятов сенсорной , перцептивной и когнитивной активности, связанной с обработкой информации. [5]
ССП можно надежно измерить с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ) — процедуры, которая измеряет электрическую активность мозга с течением времени с помощью электродов , помещенных на кожу головы . ЭЭГ отражает тысячи одновременно происходящих в мозгу процессов . Это означает, что реакция мозга на одиночный стимул или интересующее событие обычно не видна на записи ЭЭГ одного испытания. Чтобы увидеть реакцию мозга на стимул, экспериментатор должен провести множество испытаний и усреднить результаты вместе, в результате чего случайная мозговая активность усреднится и сохранится соответствующая форма волны, называемая ERP. [6]
Случайная ( фоновая ) активность мозга вместе с другими биосигналами (например, ЭОГ , ЭМГ , ЭКГ ) и электромагнитными помехами (например, линейным шумом , люминесцентными лампами) составляют шумовой вклад в регистрируемую ССП. Этот шум скрывает интересующий сигнал, который представляет собой последовательность исследуемых ERP. С инженерной точки зрения можно определить отношение сигнал/шум (SNR) записанных ERP. Усреднение увеличивает SNR записанных ERP, делая их различимыми и позволяя их интерпретировать. Этому есть простое математическое объяснение при условии, что сделаны некоторые упрощающие допущения. Эти предположения таковы: