3.2.1 ERP的主要成分

对ERP成分的划分有狭义与广义之说。狭义的定义，即经典ERP，主要包括P1、N1、P2、N2、P3（P300），其中P（Positive）代表正波，N（Negative）代表负波。广义来讲，ERP除包括以上成分外，还包括N400、失匹配负波（Mismatch Negativity，NMN）和关联性负变（Contigent Negative Variation，CNV），其中P1、N1、P2为ERP的外源性（生理性）成分，是大脑对刺激产生的早期成分，受刺激物理特性（强度、类型、频率等）影响；N2、P3为ERP的内源性（心理性）成分，与人的知觉或认知心理活动有关，与人的注意、记忆、智能等加工过程密切相关，不受刺激物理特性的影响。

1.P1波

P1波主要见于两侧枕区，一般开始于刺激后60～90ms，波峰在100～130ms之间。但要注意，因为与其他成分重叠，所以很难精确地确定P1波的起始时间。此外，P1波潜伏期的变化实质上依赖于刺激的对比度。一些研究致力于通过数学模型方法来定位P1波，有时还要结合fMRI结果来帮助定位。这些研究表明，P1波的早期部分起源于背侧外纹皮层（枕中回），而其晚期部分主要起源于腹侧梭状回。注意，在视觉刺激后100ms之内，至少有30个不同的视区被激活。这些区域中有很多被认为对C1波与P1波潜伏期范围内的电位记录有贡献。像C1波一样，P1波也对刺激参数的变化敏感。这与它可能起源于外纹皮层的认识是一致的。P1波还对空间注意的指向及被试的唤醒状态敏感，但其他自上而下的变量则似乎不影响P1波。

2.N1波

N1波出现在P1波之后，包括几种视觉N1子成分。最早的子成分是刺激后100～150ms在头皮前部电极上的峰。而在头皮后部似乎至少有两种N1子成分，其峰一般都在刺激后150～200ms出现。其中一种N1子成分来源于顶区皮层，另一种来源于两侧枕区皮层。此外，被试执行辨别任务时，两侧枕区的N1子成分要比执行检测任务时峰值更大。由此可以认为这个子成分反映了某种辨别过程。

3.P2波

一个明显的P2波跟随在N1波之后。它位于头皮前部与中央头皮区域。该P2波在刺激包含靶特征时更大。当靶刺激相对罕见时，它的反应也增强。在这一意义上，头皮前部P2波类似于P3波，但头皮前部P2波反应仅出现于由相当简单的特征定义的靶刺激，而P3波反应则对于任意复杂的靶刺激类别都会出现。不过在头皮后部，P2波常与N1波、P3波重叠而难以区分。使得对于头皮后部P2波的了解不多。

4.P300波

P300波由Sutton等于1965年发现，即晚期成分的第三个正波P3，因为当初发现的P300是在300ms左右出现的，故称之为P300波。具体来说，P300波是事件相关电位中峰潜伏期在200～600ms的晚期正向波。研究结果表明，P300波是与注意、辨认、决策、记忆等认知功能有关的ERP成分，P300波的波幅与所投入的心理资源量呈正相关，其潜伏期随着任务难度的增大而变长。近年来，随着精确脑定位手段的应用，发现P300波的脑内源不止一个，因而P300波不是一个单纯的成分，而与多种认知加工有关。现在P300波的概念发生了变化，已形成了一个含有多个潜伏期的很不相同的波形的家族，称为晚正复合体（Late Positive Complex，LPC）。而最初发现的经典P300波被称为P3b，是与认知过程直接相关的成分，在电极Pz点附近波幅最大。新异刺激引起的P300波被称为P3a，是朝向反应的主要标志。P3a的潜伏期较短，头皮分布较广泛，最大波幅位于额叶后部，比P3b明显靠前。一般在分布上，P3a呈额顶分布，P3b呈顶枕分布。P300波的产生是大脑多个部位共同活动的结果，没有任何单一的脑结构能解释不同认知任务实验条件下P300波的产生。P300波可能是多起源的，边缘系统尤其是海马可能是P300波的起源之一，颞、顶联合区，部分丘脑结构可能也参与了P300波的产生。

ERP包括的内容很丰富，过去把P3波当作狭义ERP的观点正逐步被人们质疑。实际上，P3波只是人们着重研究的ERP中的一个内源性成分而已。从广义上看，ERP中除外源性成分P1、N1、P2和内源性成分N2、P3外，尚有N4、CNV、MMN、PN等成分。也就是说，在ERP波形中分析P3成分时，一般只包括几个正相波（Positive，P）和负相波（Negative，N），按照出现的先后顺序和极性分别命名为P1、N1、P2、N2、P3。图3.1显示了在ERP中分析P300波的模式图。

图3.1 在ERP中分析P300波的模式图

5.N400波

N400波是由Kutas和Hillyard于1980年首先观察到的反映语义认知加工过程的ERP成分。研究发现，N400波与长时记忆的语义信息的提取有关，是研究脑的语言加工原理常用的ERP成分；但进一步研究发现，与P300波相似，N400波也有许多子成分，分别与不同的认知过程相关，有彼此不同的脑内源。而且还发现N400波不仅与语言加工有关，面孔、图画等非语言刺激也能诱发N400波。对N400波的一系列研究促进了对人脑语言加工脑机制的认识，而且N400波的发现不仅使ERP增加了一个具有特定意义的成分，扩大了ERP的研究范围，而且将ERP成功地运用到了语言心理学，使探讨语言加工的脑机制成为可能。N400波的波形如图3.2所示。

图3.2 N400波的波形

图中，实验设计材料前几个句子都是正常的，最后一个句子的最后一个单词有明显歧义。实验观察到在这个歧义词出现后400ms左右出现了一个新的负成分，即N400。

6.CNV

关联性负变（CNV）又称伴随负反应，是1964年英国神经生理学家Walter和Cooper等首次发现的慢电位成分，与人脑对时间的期待、动作准备、定向、注意等心理活动密切相关，是研究人的心理活动的重要指标。若在测量反应时，先给出一个预备信号（如一个短音或一个闪光），令被试听（或看）到命令信号后尽量快地按键，则可在预备信号和命令信号之间观察到脑电发生负向偏转，即伴随负反应。CNV的头皮分布以Cz点的波幅最大。

Walter和Cooper等的发现使得国际生理心理学界掀起了研究CNV的热潮并持续了多年。各实验室一致证明CNV主要与心理因素相关，但究竟由何种心理因素所致，各家分别提出关于CNV由期待、意动、动机、注意、觉醒、朝向反应等单个因素引起的不同假说，未能统一。后来，学术界逐渐认识到CNV不是单一的成分，而是一个复合成分。Weerts、Loveless和Sanford等提出，CNV是由两个成分构成的，包括出现较早的朝向波（Orientation Wave，O波）与出现较晚的期待波（Expectance Wave，E波）。

7.MMN

MMN即失匹配负波（MMN），反映的是人脑对刺激差异的无意识加工，即使是在非注意条件下也会出现MMN，这说明人脑有对刺激间差异进行无意识加工的能力，或者说人脑能够对不同刺激自动地做出不同的反应。研究表明，MMN的脑内源有两处，一处为感觉皮质，另一处为额叶。MMN在头皮的分布表现为右半球大于左半球。