实验一词汇加工Oddball实验范式

一、实验目的

1 掌握oddball实验范式，能采用此范式进行实验设计

2 能独立对实验数据进行处理

二、实验要求

1 实验之前，熟悉脑电采集系统，可以独立上机操作

2 会用stim软件编写词汇刺激

3 可以对采集的脑电波进行处理，并且能得出正确的结论。

三、实验内容

1、oddball实验范式简介

Oddball范式是常用的ERP实验范式之一。经典Oddball范式为在一项实验中，随机呈现作用于同一感觉通道的两种刺激，刺激出现的概率有很大差别。概率大者我们称之为标准刺激（standard stimuli），相当于是整个实验中的背景；概率小和偶然出现的刺激则为偏差刺激（deviant stimuli）。因二者物理属性相差很小，偏差刺激如同经常出现的标准刺激发生了偏差，故“标准刺激”与“偏差刺激”因此得名。经典Oddball范式中，偏差刺激出现的概率应通常为20%左右；标准刺激出现的概率通常为80%左右。

在经典Oddball范式中，如果让被试对偏差刺激进行反应，此时偏差刺激就成了靶刺激（target）。故图1-1中的偏差刺激也可代表靶刺激。 2 Oddball范式的应用 Oddball实验范式应用广泛，是产生P300、MMN等与刺激概率差异有关的ERP成分的实验范式。在几十年的应用中，Oddball范式也已产生了许多亚型。

Oddball范式的亚型

（1）在一系列有规律呈现的刺激中，偶然缺失一次刺激，可以关注其引发的电位，范式可用于研究某些感兴趣情况下的习惯化的脑机制等。

（2）将刺激分为三种，其中大概率的刺激呈现概率约为70%，为标准刺激。偏差刺激分为两种，概率都为15%。被试只对一种偏差刺激进行反应。需要反应的刺激是靶刺激，不需要做出反应的刺激是非靶偏差刺激。该范式可用于研究某些感兴趣情况下靶刺激与非靶刺激的关系。

（3）上述亚型中的一种小概率刺激改为新异刺激（novel stimuli）。新异刺激即指一系列具有突然性、未预料性和足够强度的刺激，且各个刺激是不同的，如动物叫声、喇叭声、雷声等。此时新异刺激将会使被试产生朝向反应，并能够诱发出P3a成分。这是研究非随意注意的主要范式。

2、oddball范式下词汇加工的ERP实验

要求学生根据oddball实验范式自行设计实验，考察汉语母语者名词和动词加工的差异。

语料的筛选

要求学生从《现代汉语常用词词频词典》筛选出双音节名词语料150个、双音节动词语料150个和150个双音节填充词，并进行熟悉度调查。

编辑程序

根据oddball实验范式的要求，运用Stim软件将筛选的语料进行编程，可分成2-3段，每段时间不超过7分钟，实验总时长不超过25分钟。实验语料成伪随机排列。

筛选被试

被试选取汉语为母语的在校大学生20名（10男10女），年龄范围为 20-26 岁，所有参加本次实验的被试均为身体健康，听力正常，视力或矫正视力正常，右利手，无脑损伤和神经系统疾病史。被试均自愿参加本实验，实验前签署知情同意书，实验后付予适当酬劳。

脑电的采集

通过电极帽上的电极采集皮层电位（使用的是 Quick-Cap64 导联电极帽，CompumedicsNeuroscan），采集 64 个电极。电极位置是按照国际 10-20 系统的定位标准，见图 3-1。前额位置的电极点包括 AF3、AF4、FP1、FPZ、FP2，额区位置电极点包括 F7、F5、F3、F1、FZ、F2、F4、F6、F8，额中央区电极点包括 FC5、FC3、FC1、FCZ、FC2、FC4、FC6，额颞区电极点包括 FT7、FT8，颞区电极点包括 T7、T8，中央区电极点包括 C5、C3、C1、CZ、C2、C4、C6，中央顶区电极点包括 CP5、CP3、CP1、CPZ、CP2、CP4、CP6，颞顶区电极点包括 TP7、TP8，顶区电极点包括 P7、P5、P3、P1、PZ、P2、P4、P6、P8，枕区电极点包括 O1、OZ、O2，顶枕区电极点包括 PO7、PO5、PO3、POZ、PO4、PO6、PO8，双侧乳突：M1、M2。脑电记录以鼻尖为参考电极，接地点在 FPZ 和 FZ 之间，并且记录水平眼电和垂直眼电。电极与头皮接触电阻保持在 5KΩ 以下。带宽为 0.05-100Hz，采样率为 1000Hz。在被试进行实验任务时，采用 NeuroscanSynamps2 记录 64 导脑电。采集到的含有 ERP 的脑电（EEG）与眼电（EOG）首先进入放大器放大并进行模拟滤波。由于脑电信号是模拟量（连续量），而计算机只能识别数字量（断续量），所以要想通过计算机来处理脑电信号，必须通过模数转换（analog to digital converter,简称 A/D 转换）把模拟滤波后的脑电信号转换为数字信号。最后再对所采集的脑电进行离线式(off-line)叠加处理。

数据分析

使用 Neuroscan4.3 软件对采集的脑电进行离线处理分析，在脑电处理之前，对实验行为数据（正确率），除去正确率过低的被试的脑电数据。本研究数据处理的步骤主要包括：脑电预筛选；线性矫正；去除眼电；脑电分段；对目标词的脑电数据进行分类叠加个人总平均；然后对脑电数据进行分析。通过结合前人的研究，观察各种条件下得到的 ERP 波形图，并选取特定的时间窗和电极点，采用平均幅值测量法对 ERP 成分进行测量和统计分析。对测量到的数据使用 SPSS 13.0 软件进行统计，方法为两因素（类型×电极）重复测量方差分析（repeatedmeasuresanalysisofvariance），同时统计结果使用Greenhouse-Geiss 法进行校正。

实验结果

通过自己试验程序所考察的内容，以及分析处理后的脑电波和数据，得出汉语母语者对双音节名词和动词的加工的情况，结合前人的研究进行分析，最终得出结论。并以论文的形式完成整个实验。