附录一 事件相关电位及rTMS
一、混沌理论与脑电信号
混沌（Chaos）绝不是简单的无序和混乱，是随机性中包含有确定性。在自然界任何事物都存在确定性和随机性，随机性可产生于几个因素的简单确定性系统，称为“确定性混沌”，混沌正是从显著确定的事件中发现随机，进而在从随机中发现某些规律。
人脑在接受内部和外界众多复杂刺激时都会使脑电活动产生相应改变，因此脑电活动具有确定性混沌特征。
二、ERP形成的原理
附图1-1
大脑的构造是复杂无比的分形结构，大脑的电活动是这个复杂的非线性动力系统运行时的电生理表现，属于典型的混沌。
人脑在接受内部和外界众多复杂刺激时都会使脑电活动产生相应改变，ERP就是根据现代心理学原理发展起来的一种与刺激事件呈“锁时”关系的脑电活动分析技术。
ERP是以与作业相关的某种事件（如刺激或反应）出现的时间为基准，将其刺激事件前后一定时段的脑电图（EEG）进行累加平均，与有刺激有关的脑电因平均而得以稳定，与刺激无关的脑电因平均而得以抵消，从而获得具有与刺激呈“锁时关系”的“脑电图”，它反映大脑对外界事物信息的认知加工过程。
三、记忆与遗忘在大脑信息加工中的重要性
人脑通过感觉、知觉、记忆、思维等心理过程反映客观事物的同时，也在对外来信息进行接收、编码、储存、提取和使用，这些心理活动可使脑电活动产生相应改变。其中记忆（尤其是短时记忆）与记忆消退在ERP形成中发挥关键作用。
附图1-2
四、人脑认知过程中信息加工及其加工通道
（1）自动加工通道和自动加工 快速的、非主动的、不费心神的、不受短时记忆容量限制的信息自动提取过程。
（2）选择性注意通道和控制加工 缓慢的、主动的、费心神的、容量有限的深度加工过程。控制加工以系列整合方式将诸特征加以整合，形成有关客体的知觉。
五、人脑对标准化差异刺激信息的加工
附图1-3
1.在相同频率和特性的刺激时，只产生短时记忆、记忆巩固和一定规律的主观节拍，节拍转变为记忆，参加以后的事件整合机制。
2.在高概率标准刺激中随机插入低概率偏离刺激而不告知受试者作出反应时，信息处理进入自动加工和定向反应。
3.要求作出反应（计数、按键等），信息处理进入到控制加工及其以后的高级阶段（如认知、决策、动作等）。
六、感觉的特征与生理学的关系
1.感觉（sensation） 是人脑对当前客观事物个别属性的反映，是最简单、最基本的心理过程。
特征：
（1）感觉阈限 觉察出刺激物最小差别量的能力，如听觉阈值。
（2）感觉门控（sensory gating） 对再次进入的相同信息有排除和抑制作用，如成对短声刺激的感觉门控电位P50。
（3）感觉的相互作用 受到不同刺激作用而使感受性发生变化的现象。如差别刺激诱发的MMN。
（4）后效现象 感觉滞后于刺激的发生和消退。如视觉残留等。
2.条件-测试（Condition-test）刺激模式（用于感觉门控机制测试）。
感觉门控（sensory gating） 是大脑一种正常功能，指大脑能抑制无关的感觉刺激输入。大脑对传入感觉刺激敏感性的调节能力，此过程通过滤掉无关刺激使大脑更高级的功能不被感觉刺激所超载。
七、知觉的特征与生理学的关系
1.知觉（preception） 是人脑对当前客观事物整体属性的反映，是在感觉信息基础上，借助于个体的经验对其进行加工而形成的整体印象。
特征：
（1）知觉的选择性 根据对个体的重要程度而进行选择，如高概率低音刺激中随机插入低概率的高音刺激更能成为知觉对象。
（2）知觉的理解性 根据自己的知识经验，对感知的事物进行加工处理，并用词语加以概括，赋予它特定的含义。非主动注意和主动注意下的偏离刺激诱发的N2和P3波（语言提示的结果）。
（3）知觉的整体性 是指将知觉的对象迅速地从背景中选择出来的特性，没有整体性也就没有选择性。如主观节拍感。
节拍器0.5s响一次，其声音的强度相等，依次组成一个均匀的事件链，形成主观节拍。假如延长节拍间的时间达到每分钟40次，就很难形成主观的节拍单元。两个短暂声刺激的间隔如短于约4.5ms时，人在感受时便不能区分二者的先后，不能形成主观节拍。
2.事件整合单元：大脑将一系列事件整合成一个单元，每个被整合的单元就是该时间意识的内容，期间大约为3s，意识内容将在此时限变更。3s的时间长度和知觉的选择性有关。受注意的对象称为“意识中心”，忽略的对象称为“意识边缘”。
八、Oddball刺激模式种类
1.Go-Nogo模式（3种以上种类的刺激成为Go-Nogo模式）
非靶刺激（高概率） 不要求主动注意。
新奇刺激（低概率） 不要求主动注意。
靶刺激（低概率） 要求主动注意。
2.预警-命令（Condition-test）刺激模式（用于唤醒-注意机制测试）
注意在脑内存在一个独立的网络，并把注意网络分为警觉、定向与执行控制三个子网络。
“警觉”是指维持灵敏的状态以接受信息的传入。
“定向”是指从传入的感觉中选择信息。
“执行控制”是指解决反应冲突的能力。
与注意相关的三个网络之间相互独立又相互联系。
九、注意的生理
注意（attention）是心理活动对一定对象的指向和集中，它不是独立的心理过程，而是感觉、知觉、表象、记忆、想象、思维等心理过程都会伴有的特征。
注意是大脑皮层有关部位产生了优势兴奋灶，而其他部位处于相对抑制状态（巴浦洛夫）。注意有赖于清醒的意识状态，脑干网状结构和非特异上行激活系统、边缘叶及大脑额叶与注意关系密切，边缘叶中的海马及与之联系的尾状核对实现选择性注意甚为重要。
认知心理学将注意和准备分为定向期和感觉/运动准备期，准备是由自动加工过程向控制加工过程的过渡。
十、ERP实验方法学与心理学意义
1.P300检测：Oddball刺激：概率较高（80%）的非靶刺激NTS（1kHz音频、60dB）中，随机插入出现概率较低（20%）的靶刺激TS（2kHz音频、80dB）。受试者辨认TS、对TS做出按键反应，同时记录P300叠加信号。
附图1-4
N100：反映大脑感觉功能。
P200：反映感觉过程的结束。
N200：多分化为N2a和N2b亚成分，N2a不受注意的影响，而由刺激偏离引起，反映对刺激信息的自动加工过程，N2b可能由刺激偏离被主动注意诱发，可能反映对选择性注意事件的控制加工过程。
P300波的亚成分。
P3a与定向活动有关，无须主动注意参与（靶刺激与新奇刺激引出的P3a无差异）。
P3b可能当注意力用于刺激信息的评估及随后的记忆更新时产生。
P3b就是认知电位。
2.失匹配负波（mismatch negativity，MMN）。
附图1-5
在非注意状态下Oddball听觉刺激模式诱发叠加，通过低概率事件（偏离刺激）诱发的ERPs波形减去高概率事件（标准刺激）诱发的ERPs，得到的一个负相波形。
多数学者认为MMN属于内源性ERP，反映“认知前”（precognitive）的处理，与感知刺激差异的早期过程有关，主要反映大脑皮质对信息的早期加工过程，不是有意识的深度加工。
MMN的发生多倾向于记忆痕迹学说：高概率事件不断重复，在脑内留下记忆痕迹，偏离刺激自动与之比较，因不匹配而产生反应。MMN是大脑自动加工的有力证据。
3.关联性负变（contingent negative variation，CNV）。
附图1-6
以短纯音作为预警刺激（S1），1～2s后以闪光刺激作为命令刺激（S2），嘱受试者接受S1后对S2引起警觉，当接受S2后作出按键反应关闭S2。受试者在接受S1并等待S2的过程中，头皮可记录到一系列负相偏转电位（称为命令信号后前负变化或期待波），当作出按键反应关闭S2时，电位转为正相（命令信号后负变化，PINV），随后回到基线。
CNV分析的新方法：
M1即CNV早成分，是指S1之后550～750ms之间的负相偏转，以Fz为主，又称iCNV（initial CNV）;M2是CNV的晚成分，指S2前最后200ms之前的负相偏转，以Cz为主，又称lCNV（late CNV）。
检测M1、M2的最高波幅、平均波幅和最高波尖潜伏期。(https://www.daowen.com)
iCNV可能是大脑对刺激的一种定向反应，反映S1引起的初级和次级感觉皮层中枢的兴奋性。
lCNV反映大脑对S2的一种期待过程，同时中央区的此段CNV也包括含有运动准备电位的一些成分。
如果不要求受试者对S2作出反应，则CNV中没有运动准备电位成分。
CNV与注意-唤醒机制：
当人在处于注意状态，心理活动选择了某个对象时，就产生了一定强度的唤醒水平。
在一定的唤醒状态下，注意力与唤醒具有一致性，但过度的唤醒则使注意力分散。
唤醒水平与焦虑水平密切关联，高度的唤醒状态意味着高水平的焦虑，从而又使注意涣散。
4.感觉门控电位P50
附图1-7
（1）感觉门控及意义。
感觉门控（sensory gating，SG）是大脑的一种正常功能，指大脑能抑制无关的感觉刺激输入，使大脑更高级的功能不被无关感觉刺激所超载。
SG对新奇刺激的出现或在连续刺激中发生变化时进行反应;使进人的无关刺激最小化或停止反应。
SG缺损能导致无关刺激超载，大脑受到大量无关刺激的超载可导致与注意有关的各种精神症状，如控制不住地反复想问题，头脑不能安静等。
（2）P50检测：通过完全相同的成对短声S1-S2（条件-测试）重复序列刺激，共刺激16或32个系列，诱发出P50信号进行叠加而成为一对S2-P50和S1-P50波形。
（3）P50检测参数。
测试刺激S2与条件刺激S1引出的P50波幅比称为P50抑制（S2/S1波幅比）;抑制度：100（1-S2/S1波幅比）等。
十一、精神障碍的ERP的特异性与研究和应用
1.精神分裂症事件相关电位研究和应用。
对ERP影响最大的精神疾病依次是：痴呆＞精神分裂症＞抑郁症＞躁狂症。
认知功能损害是精神分裂症（SP）的核心症状之一，主要涉及注意、记忆（包括瞬时记忆、工作记忆和长时记忆）、抽象思维（主要表现在执行功能）和信息整合等方面的障碍。
SP患者存在多种事件相关电位的异常。
2.急性和慢性精分症P300的N1波特点。
（1）急性精分症：N1波降低，患者对外界刺激信息感知处于饱和状态，启动了某种保护性机制以免感知信息流露。
（2）慢性精分症：N1波降低不明显，缺乏避免感知信息溢出的机制。
机理——N1波幅的升高或降低反映调控大脑皮质感觉传入通路的“阈门结构”开闭程度。与感觉门控电位P50异常有关。
受人格影响——N1波幅升高与对刺激的寻求、冲动、外倾等呈正相关;N1波幅降低则与对刺激的回避、内倾呈正相关，与冲动呈负相关。
3.精分症幻听与P300的关系。
幻听可能与听觉皮层、颞叶相关皮质的神经元异常活动有关（Eaplan，1995）。
MeCarley等（1997）报道左侧电极所测的P300波幅低与左侧颞叶皮层的体积减少显著相关，认为这可能是精神分裂症的状态性标记。
4.精神分裂症与CNV。
（1）期待波：
急性SP——阳性症状越明显CNV波幅越低，症状趋向于缓解时波幅也趋于正常化。
慢性SP——波幅下降与症状或缓解状态无关。
（2）命令信号后负变化（PINV）：
SP患者PINV变化大，时程延长或不能回到基线。
慢性SP的PINV时程均比初发病患者长，期待波和PINV面积大于初发病患者。
（3）治疗前后CNV的变化：
发病期CNV波型变异大，期待波形态不规则，波幅低下，PINV显著延长。
治疗后和缓解半年以上精神症状缓解时CNV波型趋于稳定，波幅有所增加，PINV时程明显缩短。
十二、情感性精神障碍ERP应用与研究
抑郁症：
1.一般性研究：
P300——N2、P3波延迟和波幅降低（左玲俊，2001）。靶刺激反应时延长、准确率明显下降，提示前额叶的执行和抑制能力减弱（李敏，2003）。
MMN——MMN潜伏期延长可能较P300更早，提示听觉初级皮层功能降低（张新凯，2006）。
CNV——波幅与HAMD分值显著相关（张明岛，1998），A点延迟、面积及波幅减小或成为CPV，提示具有异常弱的期待行为（Michel H，2001;吕静，2005）。
P50——患者组P50抑制度也低于对照组，S2-P50/S1-P50波幅比值高于正常人，提示感觉门控抑制存在明显缺损（江开达，2006）。
2.特异性研究：
（1）精神病性症状——精神病性抑郁组P3波幅较非精神病性抑郁降低显著，HAMD无差别（Santosh，1994）。
（2）自杀、绝望观念——自杀观念者P2、P3及CNV波幅较无该观念患者降低显著，PINV显著增大，P3波幅与自杀危险及无助呈负相关，而与HAMD分值无关（Hansenne，1996;Michel，1996）。
（3）躯体症状——正常对照组P300波幅右侧大于左侧;躯体快感缺乏量表分值降低，则P300波幅左、右侧不对称性消失（Bruder，1998）。
（4）治疗预后——P3波延迟、P2波幅较高，预示对抗抑郁治疗不起反应（Vandoolaeghe，1998）。
（5）迟滞症状：Annick等（1996）研究发现抑郁症迟滞症状组的P1-N1、N2b-P3a定向成分、P3b及CNV等的波幅均降低，P3b延迟，反应时间比激越症状组显著延长。认为迟滞症状组失去了部分自动加工功能，对信息的加工主要依赖控制加工过程以弥补其自动加工过程的缺损，迟滞症状组反应时间延长是由于迟滞症状组P1和P3b一起延长所致。
（6）激越症状：P1波（N1波前的一正相波）延迟、P1-N1成分降低和P3b波幅增大，认为激越症状组P1延迟被反应选择水平的P3b加速所补偿，P3b波幅的增大提示激越症状组患者用于反应选择的能量消耗增加。
十三、经磁激技术常识
1.什么是经磁激技术（rTMS）?
经颅磁刺激技术（Transcranial Magnetic Stimulation，TMS）是利用时变的脉冲磁场，无创、无痛的透过皮肤和颅骨，在大脑皮层产生感应电流，干预大脑局部神经生物电的物理诊疗技术，被誉为21世纪脑科学四大核心技术之一。重复性TMS（repetitive TMS）是TMS技术的一种刺激模式，常用于神经性疾病的临床治疗。
2.哪些患者可以接受rTMS治疗?
rTMS技术作为一种神经调控物理诊疗新技术，已广泛应用于精神心理领域（如抑郁症、焦虑症、精神分裂症、失眠等）、神经康复领域（如脑卒中及并发症、脊髓损伤、癫痫、帕金森病、神经性疼痛等）常见于疾病的治疗与检测。
3.rTMS对抑郁症的作用：
循证医学证据显示，rTMS可以通过不同频率调节前额叶背外侧脑区的功能且能够促进5-HT、多巴胺等神经递质的分泌。rTMS治疗抑郁症的有效性和安全性在2008年已获得美国FDA的认证，同时rTMS治疗指南中也是A级推荐（疗效确切）。
4.rTMS对焦虑症的作用：
研究证据表明，焦虑症患者右侧大脑的前额叶被外侧区（DLPFC）功能活跃，通过低频rTMS刺激右侧DLPFC，可以降低该侧皮层兴奋性增强苯二氮
类受体的敏感性，促进焦虑相关神经体质的释放，达到改善焦虑的作用。
5.rTMS对失眠的作用：
rTMS通过低频刺激失眠患者相应脑区，可以诱发脑电同步震荡、产生睡眠样慢波，加深睡眠，还能改善Ⅲ/Ⅳ期睡眠，是睡眠结构趋于完善，所以rTMS可以通过影响失眠患者的睡眠节律和生物周期而改善睡眠。
6.经颅磁刺激操作规范：
（1）治疗室注意事项：
①房间要求具备独立电源接口，仪器放置要求距离对面墙至少30cm的空间。
②配备治疗床或者治疗椅。
（2）磁刺激仪使用前注意事项：
①检查主电源电线是否完好，插头是否坚固，插座和插头接触是否紧固。
②检查刺激线圈是否完好无损，是否有裂纹，是否有颜色改变，有异常停止使用。
③仪器使用必须由有资格的医疗技师或医师来操作。操作人员必须身体健康、行为正常。操作人员必须告诉病人磁场刺激诊断治疗的原理、过程和可能的反应，介绍注意事项，消除病人的紧张。对于一些身体有残疾的病人提供恰当的帮助，对于年长者和小孩，这些信息必须都告诉陪护人员。
（3）软件操作时注意事项：
①在开始诊断和治疗的时候，确保设备开机超过10s。
②请按照正常步骤退出软件，不要通过任务管理器或其他途径来强行退出软件。
7.经颅磁刺激的禁忌证：包括了颅内多发脑动脉瘤、颅内置有金属异物、急性大面积脑梗死、视网膜脱落、颅内高压、青光眼、高血压不稳定期、严重躯体疾病患者、带心脏起搏器、耳蜗植入、重度癫痫等。