关键词：文献综述、ERP
一、什么是ERP成分？
当我们了解了不同的ERP成分之后，就可以尝试对其进行定义。Steven Luck在《事件相关电位基础》一书中对其进行了概念性和实用性的定义：
从概念上讲，一个ERP成分是当大脑执行某个特定的计算操作时，产生于某个特定的神经解剖学模块，并且可以在头皮上记录到的神经信号。
从实用性方面来说，一个ERP成分可以被定位为一些电位的变化，它们符合单一的神经产生源位置，并且在不同的实验条件、时间段、个体等等之间出现系统性变化。也就是说，一个ERP成分是一个ERP数据集内具有系统性和稳定性特征的变异源。二、解释ERP成分的规则
由于人类的视觉系统很容易被波形中的波峰所吸引，但是ERP波形中的电压极正或极负点通常不具有特殊的生理学或心理学意义，而且它们通常与任何单个潜在成分的时间过程都毫无关系。这是由于我们观测到的ERP波形的波峰是由潜在成分混合而形成的，它们通常出现在与潜在成分波峰不相同的时刻点。
为了理解ERP波形中的潜在成分，接下来的图片均为《事件相关电位基础》的作者Steven Luck通过Excel做出的一些简单的仿真成分，来说明叠加的问题如何会导致我们对于ERP数据的错误解释。（截取自An Introduction to the Event-Related Potential Technique - Fig2.5）
规则1：峰与成分并不是一回事。电压达到局部最大值的点并没有什么特别。
具体解释：上图中A和B展示了3个非常合理的成分如何累加并形成我们在头皮上看到的ERP波形。首先注意到观测波形A中的首个正向活动峰值大约出现在50毫秒，然后潜在成分（B中的C1）中的首个峰值出现在100毫秒；类似地，第三个潜在成分（B中的C3）开始于100毫秒，但是直到200毫秒左右，观测波形中才开始出现这个成分的标记。
因此与认知或大脑有关的理论通常并不会过多强调某个过程何时到达峰值，相反，这些理论常常关注一个过程的起始、持续，或者随着时间的整合活动。
规则2：通过观察单个ERP波形，无法估计出一个潜在成分的时间过程或峰潜伏期——波形的局部形状与潜在成分之间也许不存在明显的关系。
具体解释：上图中C展示了另一组潜在成分，它们累加之后也等于图A中的ERP观测波形。因此基于图A中的单一波形来看，无法分辨它究竟是由图B中的C1、C2和C3组成的，还是由C1‘、C2’和C3‘组成的（或者由其他某组潜在成分组成的）。有无穷多种潜在成分的组合可以累加并形成图A中的ERP波形。规则3：某个特定波峰时间范围内出现的效应也许并不能反映与该波峰相关的潜在成分的变化。
具体解释：图D至F展示了3个仿真实验，其中包含了一个“基线”条件与其他三种条件，即X、Y和Z之间进行的比较，基线条件下的波形与图A中的波形是相同的。
在图D所示的仿真实验中，我们假设基线条件下观测到的波形是由C1‘、C2‘和C3’成分累加形成的，而且与基线相比，C2‘成分在条件X下减小了50%。然而如果你仅仅看到了图D中的波形，不清楚潜在成分的形状，那么你也许会认为至少有两个成分在基线条件和条件X之间发生了变化，即似乎条件X导致了一个峰值位置在300毫秒的负向成分的幅值减小，以及一个峰值位置在500毫秒的正向成分的幅值增大。对于潜在成分而言，这将会是一些非常具有误导性的结论，因为事实上该效应仅仅是由单个较广的负向成分（C2’）的幅值减小所构成。
在图D至F中，单个成分的振幅变化导致了多个峰的振幅变化，这可能导致研究者做出错误的推断，认为有多个成分在不同条件之间发生了变化。
规则4：峰振幅的差异并非一定与成分大小的差异相符，峰潜伏期的差异并非一定与成分时刻点的变化相符。
具体解释：利用差异波，常常可以对潜在成分的时间过程和头皮分布做出更好的估计。差异波是一个非常简单的概念：你仅仅需要在一个ERP波形中提取出每个时间点的电压值，然后减去另一个ERP波形中相应时间点的电压值。图G至I展示了来自图D至F中三个仿真实验的差异波，即条件X、Y、Z下的波形分别减去基线波形。如果你将图G中的差异波与图C中的潜在成分进行比较，将会发现差异波与C2‘成分的时间过程完全一致。
（截取自An Introduction to the Event-Related Potential Technique - Fig2.6）
规则5：永远不要假设一个平均ERP波形能够直接代表那些平均之前的单个试次波形。特别地，平均波形的起始时刻和结束时刻分别代表了平均之前的单个试次或者单个受试者波形中最早的起始时刻和最晚的结束时刻。
由于不同试次的波形之间存在差异，平均后的ERP波形也许并不能很好地代表单个试次的波形，尤其是当成分的潜伏期在不同试次间存在差异时。如上图所示，A是3个潜伏期显著不同的单个试次ERP波形（没有任何EEG噪声），B展示了这三个试次平均后的波形。平均后的波形与单个试次波形相比，它的峰值较小，而且它的时间范围更广。
规则6：一个实验中观测到的某个ERP效应可能反映的并不是之前研究中具有相同极性和时刻的潜在大脑活动。
要确定一个实验中的某个ERP效应是否和另一个实验中的某个ERP效应反映了相同的潜在成分，是非常困难的。有时可以根据头皮分布情况排除掉特定成分的可能性，但是这仅仅在两个成分的头皮分布可以很容易分辨的情况下有效。
三、ERP成分解释时避免歧义的策略
这部分的内容关注的是ERP研究中最困难的挑战，但是我们不要因此就对这项技术失去了信心，还是有着很多的解决办法来应对种种困难的情况。接下来的内容聚焦于实验设计，一个好的实验设计能够帮助我们有效解决或避免ERP成分分离时涉及的问题。
策略1——聚焦于单个成分：一个实验仅仅关注一个或者两个ERP成分，并尽量使其他所有成分在不同条件之间保持不变。有时可以采用析因实验设计的方法，利用一个因素分离一个成分，另一个因素分离另一个成分。
策略2——聚焦于较大的成分：当感兴趣的成分远大于其他成分时，它在观测波形中占据主导，此时对该成分的测量，相对来说不太容易受到来自其他成分的干扰。
策略3——从其他领域中劫持有用的成分：有许多ERP实验利用了与实验主题本身并不明显相关的ERP成分，例如在注意瞬脱实验中，利用与语言相关的N400成分考察了注意在知觉和知觉后处理中的作用，而且N400也被用来判断一个特定种类的视觉掩蔽操作所运行的加工阶段。
策略4——采用经过充分研究的实验操作：考察一个已被充分研究过的ERP成分，且尽可能保持实验条件与先前该成分被研究时的条件相似，通常来说是非常有帮助的。
策略5——利用差异波：这可能是最重要且适用性最广的实验设计策略，差异波有时可以揭示潜在ERP成分的时间过程和头皮分布特征，一个结构合理的差异波总会包含比构造它的母波更少的成分，更少的成分意味着由成分混叠引起混淆的机会就越小。
策略6——聚焦于容易分离的成分：聚焦于那些相对容易通过成熟的操作和差异波分离出的ERP成分，会有助于策略4和5的使用。
策略7——利用某个成分研究其之前发生的加工过程：不同条件之间出现差异在逻辑上意味着某些过程必然已经发生了，例如少见刺激诱发的P3波形大于常见刺激，而只有当大脑已经开始判断刺激属于哪一类时，振幅上的差异才会出现。因此，少见和常见刺激类别间出现差异，暗示着大脑此时已经判断出刺激属于少见还是常见类别了，而且在差异超过0微伏时，大脑必然已经开始对刺激进行分类。P3本身并不反映分类过程；相反，分类是P3概率效应出现的必要前提条件。
策略8——与成分无关的实验设计：许多已有策略都聚焦于可以分离出特定ERP成分的方法，在许多情况下，完全回避特定成分的识别问题，可能会是更好的策略。例如当一个实验效应发生在N1成分的时间范围内，但它是否由这个特定成分的振幅变化所组成却并不重要；所得结论仅仅取决于该效应发生的时刻。这就是一个与成分无关的设计，因为所得出的结论并不依赖于哪个成分受到了实验操作的影响。
以上就是关于ERP成分解释的内容，当然上述介绍的这些策略并不是说在一个实验中都要用到，一般遵从了其中的一些策略就能够设计出比较好的实验，当我们把实验设计好，后续的数据分析过程就会轻松得多。最后祝大家实验过程顺利，实验结果显著。
*参考书籍：《事件相关电位基础（第二版）》Steven J. Luck著，2019年10月全文完结，整理不易，看不完记得收藏，最后希望点赞支持一下！
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