單側(cè)準(zhǔn)備電位的分析

盧海波

(哈爾濱師范大學(xué))

1 單側(cè)準(zhǔn)備電位的來源

單側(cè)準(zhǔn)備電位(Lateralized readiness potential，LRP)被認(rèn)為是人類信息處理中一個非常實用并且是強有力的工具.它是從事件相關(guān)電位(event－related brain potentials，ERP)中提取出來的，反映了刺激過程后相關(guān)響應(yīng)過程的活動.

在幾乎所有的自發(fā)運動開始之前，頭皮的多個位點都會出現(xiàn)一個負(fù)電位.在右手運動前，左側(cè)中央前回會出現(xiàn)一個較大的負(fù)電位，相反的，在左手運動前，右側(cè)中央前回會出現(xiàn)一個較大的負(fù)電位.當(dāng)這個單側(cè)的差異被測量到，對側(cè)的負(fù)電位就被定義為單側(cè)準(zhǔn)備電位.計算LRP的方法有兩種，第一種方法是兩階段相減法［1］，計算公式如下

LRP(t)={C3'(t)LH－C4'(t)LH}－

{C3'(t)RH－C4'(t)RH}

這里，C3'(t)LH，C4'(t)與C3'(t)RH，C4'(t)RH分別表示的是當(dāng)左手做出反應(yīng)時得到的C3'，C4'和右手做出反應(yīng)時得到的C3'，C4'.使用兩個減法是為了去除與實際反映無關(guān)的單側(cè)電位.第二種方法是相減－平均序列法［2］，計算公式如下

同樣的，C4(t)LH，C3(t)LH和C4(t)RH，C3(t) RH分別表示的是當(dāng)左手做出反應(yīng)時得到的C4，C3和右手做出反應(yīng)時得到的C4，C3.LRP的經(jīng)典記錄的位點是C3'，C4'，位于C3，C4電極點前1 cm處(在標(biāo)準(zhǔn)國際10－20系統(tǒng)中)，但是現(xiàn)在多數(shù)的研究采用的位點是C3，C4.

2 單側(cè)準(zhǔn)備電位的啟動點

LRP啟動點的確定也是其分析中的一個重點，確定LRP啟動點共有三種方法［3－5］.

一種方法是基線法，即通過基線來確定LRP的啟動點.基線是指刺激出現(xiàn)前的某一個時間點和刺激出現(xiàn)后的某一個時間點之間的振幅平均值加上若干個標(biāo)準(zhǔn)差，這里的時間段長度和標(biāo)準(zhǔn)差的個數(shù)可以自己根據(jù)實際情況來確定，一般時間長度確定為100～200 ms之間，標(biāo)準(zhǔn)差個數(shù)為1.5～2.5個.LRP波幅恒定的超過基線的波幅部分的平均值加上若干個標(biāo)準(zhǔn)差的值所對應(yīng)的第一個時間點就被認(rèn)為是LRP的啟動點.但是，在啟動點確定之后，此后至少要有連續(xù)的兩個時間段內(nèi)例如100 ms，LRP的振幅值都必須要超過之前確定的啟動點的值，否則所得到的值就是虛假的啟動點，還需要用此方法繼續(xù)尋找真正的LRP啟動點.

另外一種確定啟動點的方法，也是最常用的方法就是回歸的方法，這種方法是使用兩條相交的直線來擬合LRP波形，這兩條相交直線的交點就被確定為LRP的啟動點.其中一條直線擬合的是基線部分，另外一條直線擬合LRP波形中從開始爬升到波形最高點的部分，確定兩條直線一般采用最小二乘法.

最后一種確定LRP啟動點的方法是閾值法，所謂閾值法就是首先確定一個閾值，當(dāng)LRP的大小超過這個閾值的時刻就是LRP的啟動點.確定閾值的方法有兩種:第一種是百分比法，例如設(shè)定LRP波形峰值的20%作為比較標(biāo)準(zhǔn)，LRP波形達到這個值的時刻就是 LRP的啟動點;第二種就是直接給出了比較振幅的大小，例如，振幅定為1.2μV，第一個超過這個值的時間點就是LRP的啟動點.與回歸法相比，閾值法的優(yōu)點是方法簡單，計算量小，但缺點是抗隨機性差.

3 LRP的應(yīng)用

在選擇反應(yīng)時任務(wù)中，有三個知覺階段(預(yù)加工，特征提取和識別)，和至少三個相關(guān)反應(yīng)階段(反應(yīng)選擇，動作規(guī)劃和運動調(diào)整)［6］.其中最重要的是相關(guān)反應(yīng)階段.反應(yīng)選擇階段，在感性分析過程中提取刺激編碼并被分配到一個抽象的相應(yīng)代碼，在操作過程中，最明顯的影響刺激反應(yīng)任務(wù)的就是刺激反應(yīng)相容性.在反應(yīng)選擇過程中，反應(yīng)發(fā)生位置的動力學(xué)參數(shù)的更詳細(xì)的規(guī)劃就是運動規(guī)劃階段.運動調(diào)整就是從中央到周邊活動的過渡.

LRP通常被區(qū)分為刺激同步帶的LRP(stimulus－LRP)和響應(yīng)同步帶的 LRP(LRP－response).刺激同步帶的LRP是指刺激發(fā)生時和LRP啟動點之間的時間間隔，響應(yīng)同步帶的LRP是指LRP啟動點和反應(yīng)動作完成時刻之間的間隔.在心里學(xué)實驗中，刺激的質(zhì)量會影響刺激同步帶LRP但是并不影響響應(yīng)同步帶LRP，而反映的復(fù)雜程度會影響響應(yīng)同步帶LRP但是并不會影響刺激同步帶LRP.因此，通過刺激同步帶LRP和響應(yīng)同步帶LRP的波形變化，可以分析個體識別事物并作出反映的時程信息.

4 小結(jié)

LRP作為闡明認(rèn)知過程的一個工具已經(jīng)被廣泛使用.它的優(yōu)點在于能夠揭示大腦對事物處理的時間特性，特別是在反應(yīng)選擇，運動規(guī)劃和調(diào)整階段更為明顯.

然而，LRP在使用時也受到實際問題的限制.首先，在測量LRP波形時就存在一定的困難，由于受到腦電波的影響，測得的LRP波形并不是純凈的，需要通過一定的統(tǒng)計方法提取出較為純凈的波形.其次，LRP啟動點的確定也存在誤差，還需要尋找更為精確的方法來確定LRP的啟動點.

［1］ Mordkoff JT，Grosjean M.The lateralized readiness potential and response kinetics in response－time tasks.Psychophysiology，2001(38):777－786.

［2］ 陳立翰.單側(cè)化準(zhǔn)備電位的含義和應(yīng)用.心理科學(xué)進展，2008，32(8):26－31.

［3］ Ulrich R，Miller J.Using the jackknife－based scoringmethod formeasuring LRP onset effects in factorial designs.Psychophysiology，2001(38):816－827.

［4］ Miller J，Patterson T，Ulrich R.Jackknife－based method formeasuring LRP onset latency difference.Psychophysiology，1998(35):99－155.

［5］ Mordkoff JT，Gianaros PJ.Detecting the onsetof the lateralized readiness potential:A comparison of available methods and procedures.Psychophysiology，2000(37):347－360.

［6］ Masaki H，Wall NW，Sangals J，et al.The functional locus of the lateralized readiness potential.Psychophysiology，2004 (41):220－230.