单侧准备电位的分析

卢海波

(哈尔滨师范大学)

1 单侧准备电位的来源

单侧准备电位(Lateralized readiness potential，LRP)被认为是人类信息处理中一个非常实用并且是强有力的工具.它是从事件相关电位(event－related brain potentials，ERP)中提取出来的，反映了刺激过程后相关响应过程的活动.

在几乎所有的自发运动开始之前，头皮的多个位点都会出现一个负电位.在右手运动前，左侧中央前回会出现一个较大的负电位，相反的，在左手运动前，右侧中央前回会出现一个较大的负电位.当这个单侧的差异被测量到，对侧的负电位就被定义为单侧准备电位.计算LRP的方法有两种，第一种方法是两阶段相减法［1］，计算公式如下

LRP(t)={C3'(t)LH－C4'(t)LH}－

{C3'(t)RH－C4'(t)RH}

这里，C3'(t)LH，C4'(t)与C3'(t)RH，C4'(t)RH分别表示的是当左手做出反应时得到的C3'，C4'和右手做出反应时得到的C3'，C4'.使用两个减法是为了去除与实际反映无关的单侧电位.第二种方法是相减－平均序列法［2］，计算公式如下

同样的，C4(t)LH，C3(t)LH和C4(t)RH，C3(t) RH分别表示的是当左手做出反应时得到的C4，C3和右手做出反应时得到的C4，C3.LRP的经典记录的位点是C3'，C4'，位于C3，C4电极点前1 cm处(在标准国际10－20系统中)，但是现在多数的研究采用的位点是C3，C4.

2 单侧准备电位的启动点

LRP启动点的确定也是其分析中的一个重点，确定LRP启动点共有三种方法［3－5］.

一种方法是基线法，即通过基线来确定LRP的启动点.基线是指刺激出现前的某一个时间点和刺激出现后的某一个时间点之间的振幅平均值加上若干个标准差，这里的时间段长度和标准差的个数可以自己根据实际情况来确定，一般时间长度确定为100～200 ms之间，标准差个数为1.5～2.5个.LRP波幅恒定的超过基线的波幅部分的平均值加上若干个标准差的值所对应的第一个时间点就被认为是LRP的启动点.但是，在启动点确定之后，此后至少要有连续的两个时间段内例如100 ms，LRP的振幅值都必须要超过之前确定的启动点的值，否则所得到的值就是虚假的启动点，还需要用此方法继续寻找真正的LRP启动点.

另外一种确定启动点的方法，也是最常用的方法就是回归的方法，这种方法是使用两条相交的直线来拟合LRP波形，这两条相交直线的交点就被确定为LRP的启动点.其中一条直线拟合的是基线部分，另外一条直线拟合LRP波形中从开始爬升到波形最高点的部分，确定两条直线一般采用最小二乘法.

最后一种确定LRP启动点的方法是阈值法，所谓阈值法就是首先确定一个阈值，当LRP的大小超过这个阈值的时刻就是LRP的启动点.确定阈值的方法有两种:第一种是百分比法，例如设定LRP波形峰值的20%作为比较标准，LRP波形达到这个值的时刻就是 LRP的启动点;第二种就是直接给出了比较振幅的大小，例如，振幅定为1.2μV，第一个超过这个值的时间点就是LRP的启动点.与回归法相比，阈值法的优点是方法简单，计算量小，但缺点是抗随机性差.

3 LRP的应用

在选择反应时任务中，有三个知觉阶段(预加工，特征提取和识别)，和至少三个相关反应阶段(反应选择，动作规划和运动调整)［6］.其中最重要的是相关反应阶段.反应选择阶段，在感性分析过程中提取刺激编码并被分配到一个抽象的相应代码，在操作过程中，最明显的影响刺激反应任务的就是刺激反应相容性.在反应选择过程中，反应发生位置的动力学参数的更详细的规划就是运动规划阶段.运动调整就是从中央到周边活动的过渡.

LRP通常被区分为刺激同步带的LRP(stimulus－LRP)和响应同步带的 LRP(LRP－response).刺激同步带的LRP是指刺激发生时和LRP启动点之间的时间间隔，响应同步带的LRP是指LRP启动点和反应动作完成时刻之间的间隔.在心里学实验中，刺激的质量会影响刺激同步带LRP但是并不影响响应同步带LRP，而反映的复杂程度会影响响应同步带LRP但是并不会影响刺激同步带LRP.因此，通过刺激同步带LRP和响应同步带LRP的波形变化，可以分析个体识别事物并作出反映的时程信息.

4 小结

LRP作为阐明认知过程的一个工具已经被广泛使用.它的优点在于能够揭示大脑对事物处理的时间特性，特别是在反应选择，运动规划和调整阶段更为明显.

然而，LRP在使用时也受到实际问题的限制.首先，在测量LRP波形时就存在一定的困难，由于受到脑电波的影响，测得的LRP波形并不是纯净的，需要通过一定的统计方法提取出较为纯净的波形.其次，LRP启动点的确定也存在误差，还需要寻找更为精确的方法来确定LRP的启动点.

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

［2］ 陈立翰.单侧化准备电位的含义和应用.心理科学进展，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.