视听认知事件相关脑电的动力学模式研究

自发脑电（EEG）、诱发电位（EP）和事件相关电位（ERP）经近百年研究应用，但其动力学机制和功能意义仍未充分澄清，阻碍深入发展，一直是前沿热点。ERP产生机制至今有两种假说：① 独立发源于EEG背景外，是大脑神经元集群电活动受刺激诱发（evoked）而产生锁时、锁相（phase-locked）整合；② 由EEG背景经事件诱导（induced）而产生相位重置（phase-reset）。两假设皆得认可并共同作用，但皆不能全面描绘认知脑电的动力学机制。项目以视听认知事件相关脑电为例，研究将其分解为一系列空间位置明确、具有功能连接意义的独立成分算法；寻找表征其锁相诱发、非锁相诱导、相位重置和同步振荡的评价参数与方法；重点考察δ、θ、α、β和γ波段脑电活动在认知过程中锁时、锁相、相干、同步、驱动与响应耦合关系，从时、空、频及相位变化多角度探索其动力学演化模式，为认知脑电动力学机制研究提供科学依据。

本项目按计划目标构建了视、听刺激诱发认知事件相关脑电（EEGs）实验平台；针对事件相关电位（ERP）产生机制的独立诱发和相位重置模型研究，设计了一种全新的基于SSVEP背景刺激调制产生ERP实验范式；通过调制刺激前背景脑电的时、频、相位参数，首次实现了刺激后ERP初始状态参数的准确控制以便考察识别具有不同背景标记的ERP信号在刺激前后演变进程与产生机制；观察到视觉刺激后ERP参数变化进程可划分为保持、过渡和稳定三个时期；由此提出了交叉项判别分析法，首次揭示基于SSVEP背景刺激调制产生的视觉诱发ERP一定存在相位重排机制，并确认外界刺激是影响ERP动态演变进程的重要因素。以上成果为进一步探索认知脑电的动力学机制模型提供了新的观察视野与评价方法。