自发脑电（亦称自发电位）与从脑电图中提取出的事件相关脑电位ERP；亦称诱发电位（Evoked Potentials，EP），都可提供心理活动时脑的实时信息。特别是ERP，它可以记录心理活动引起的真实的脑电实时波形，时间分辨率可精确至微秒级，是卓有成效的脑科学研究方法。但是它的空间分辨率不够高。正电子断层扫描（PET）、功能性核磁共振成像（fM-RI）等是神经代谢测量技术，它们可提供心理活动相关脑组织的精确定位，空间分辨率很高，但是它们的时间分辨率不够高。因此，将ERP与PET或fMRI的数据融合分析，从而得到最高时空分辨率的数据，是洞察心理活动脑机制的强有力方法，目前已开始在实验室实施。近年又出现了ERP与PET或fMRI同时记录的设备，可进一步提高研究工作效率，目前尚处于试用阶段。

EEG的谐波成分相当复杂，只是在偶然情况下才出现正弦状波形。EEG经过技术处理，虽然可以显示为二维脑功能成像图形，但所观察到的只是频率或不同频段的波幅域数值（如功率谱等），丢失了与脑功能相关的时间与波形特性，在这种经典的自发电位频率简单分析水平上，并没有观察到脑的高级功能活动所产生的脑电信号本身。脑的高级功能活动所产生的脑电信号通常比自发电位小，它被淹埋在自发电位中而难以观察。采用计算机叠加技术可将这种信号波形从自发电位中提取出来。图2-10显示EEG与听觉ERP波形及两者的关系。图中，上部显示EEG从头皮引出后，经过放大器放大所直接获得的EEG波形，未叠加前，刺激所诱发的ERP被淹埋在EEG中而不能观察到，两者构成小信号与大噪声的关系。

为了从EEG中提取出ERP，需对被试者施以多次重复刺激“S”。将每次刺激产生的含有ERP的EEG加以叠加与平均。由于作为ERP背景的EEG波形与刺激间无固定的关系，而其中所含的ERP波形在每次刺激后是相同的，且ERP波形与刺激间的时间间隔（潜伏期）是固定的，经过叠加，ERP与叠加次数成比例地增大，而EEG则按随机噪声叠加。若刺激次数为n，则叠加n次后ERP增大n倍，而EEG只增大倍，信噪比提高倍。若叠加前ERP波幅为EEG波幅的1/2，ERP被淹埋在EEG中难以观察，经过100次叠加后，ERP增加100倍，EEG增加10倍，叠加后的ERP波幅是EEG的5倍，于是ERP就从EEG背景中浮现出来了。叠加后的ERP数值除以叠加次数，其平均值即还原为一次刺激的ERP数值，因此，ERP又称为平均诱发电位。通常所谓的“平均”实际就意味着是叠加后的平均。这就是提取ERP的基本原理。

图2-10 EEG与听觉ERP波形及其关系示意图(www.daowen.com)

ERP含有一系列正波与负波，它们对可依刺激通道分为听觉ERP、视觉ERP和体感觉ERP等；可依潜伏期分为早成分、中成分、晚成分和慢波；可依刺激性质分为外源性（即生理性）与内源性（即心理性）成分。以听觉ERP为例，其早成分、中成分、晚成分和慢波的潜伏期范围分别为10ms以内、10～50ms、51～500ms和500ms以上。早成分是由脑干产生的，中成分是由初级感觉皮质产生的，晚成分和慢波一般认为是由次级感觉皮质及其以后的神经活动产生的。图2-10所示的下部即为听觉RRP早成分（Ⅰ～Ⅱ）、中成分（N0、P0、Na、Pa、Nb）、晚成分（P1、N1、P2、N2、P3）和慢波（SW）的示意图。在实际工作中，可以以波的极性字母和峰潜伏期数值命名，例如，P300表示在刺激后300ms左右达到峰值的正波，N27表示在刺激后27ms左右达到峰值的负波。外源性成分的潜伏期和波幅是由刺激的物理属性（例如刺激强度和刺激速度等）决定的。内源性成分的潜伏期和波幅是由心理因素决定的。早成分和中成分属于外源性成分，一般的晚成分和慢波属于内源性成分。外源性成分可以不受心理因素的影响。内源性成分对任务的认知功能敏感。例如，P300与注意相关，伴随性负变化（Contingent Negative Variation，CNV）与心理负荷有关，运动预备电位是运动发生前的意动的产物，N400则是语言加工所产生的。心理因素不但可以决定内源性成分的潜伏期和波幅，而且可以决定其头皮分布。

关于经典EEG节律形成的机制，目前一般认为，主要是由皮质大量神经组织的突触后电位同步总和所形成的。这就是说，电位主要来自突触后电位变化，即胞体和树突的电位变化。对于EEG的主要节律来说，轴突的动作电位变化过快，难以形成为EEG的主要成分。由于单个神经元的电活动过于微小，实际上只有神经元群的同步电位才可以被记录到。其中，某些同步化作用来自丘脑非特异投射系统。ERP则与EEG不同，除了皮质突触后电位以外，还含有皮质下组织活动及轴突动作电位成分。无创伤的EEG与ERP记录不能精确确定其脑内信号发生源的位置。偶极子的数学推导、手术中的颅内记录、脑损伤或脑局部切除术患者的颅外记录、动物模型等方法，可得到EEG与ERP脑内源空间定位的较为可靠的资料，从而弥补无创伤EEG与ERP记录在定位上的不足。

只有偶极子源具有开放式电场，才能被远距离记录到。简单地说，当脑组织中神经元的排列方向一致时，例如皮质第三、五层的锥体细胞，其同步发放所形成的电场即是开放式电场，此时神经元电场相加总合，可在颅外记录到相应的电位。当缺乏上述清楚的局部神经元解剖学基础时，例如内侧丘核，则产生封闭式电场。此时，神经元虽可同步发放，但局域外电场方向不能一致，互相抵消，偶极子电场不能总合，远距离处则不能记录到有关的电位。

记录点与活动神经元源的距离是影响头皮电位强弱的主要因素。头皮电位的颅内神经元发生器（源）可分为近场源与远场源两类。初级体感诱发电位产生于中央后回，是近场源的例子。其神经元源位于半球表面，头皮电场较强，波幅最高处位于顶部电极点，恰在中央后回之处。典型的远场源例子是脑干听觉诱发电位（BAEP）。BAEP的脑内源包括从第Ⅷ对脑神经到下丘脑的一系列脑干结构。这些脑内源与头皮距离颇远，其偶极子电场强度在头皮上很弱，所记录到的BAEP波幅也就很小。