Фоновая ЭЭГ полна колебаний, и реакция на одиночный сигнал в них растворяется: она в десять раз слабее фона. Но если подать тот же сигнал сотни раз и усреднить записи, привязав их ко времени подачи, случайный шум погасится, а повторяющаяся реакция останется. Получается кривая из пиков и впадин: вызванный потенциал (в зарубежной литературе ERP, event-related potential). Положительные пики обозначают буквой P, отрицательные N, число рядом указывает время в миллисекундах или порядок.

Компоненты

  • N100 и P200 — ранние реакции на физические свойства стимула: громкость, яркость, и на внимание.
  • MMN (негативность рассогласования) — отклик на редкий звук среди монотонных, возникает даже без внимания. Её применяют для изучения слуха, в том числе у младенцев и пациентов с нарушениями сознания.
  • P300 — позитивная волна через 300–500 мс после редкого значимого сигнала.
  • N400 — негативная волна около 400 мс после слова, не подходящего по смыслу.
  • ERN — негативность, связанная с ошибкой: возникает сразу после того, как человек сделал ошибку, часто до осознания.

P300

Сэмюэл Саттон и коллеги в 1965 году в Science описали волну, возникающую, когда человек не может предсказать, какой стимул появится. Типичный опыт называют парадигмой «странного шара»: в потоке частых тонов (80%) изредка вставляются редкие, и человек должен их считать. Редкий сигнал вызывает P300, чем он реже и важнее, тем больше волна. Предполагают, что она отражает обновление представлений в рабочей памяти. Задержка волны увеличивается при старении и деменции, а амплитуда уменьшается, поэтому волну используют в исследованиях внимания и памяти.

N400

Марта Куттас и Стивен Хиллард в 1980 году предъявляли предложения слово за словом. Если последнее слово было неожиданным по смыслу («Он размешал кофе сахаром и носками»), появлялась большая негативная волна около 400 мс, а при физически необычном слове (напечатанном крупнее) её не было. Это стало важным аргументом, что мозг мгновенно ищет смысл слова в контексте. N400 теперь широко используют в изучении языка: она выше для менее ожидаемых слов.

Сильные стороны метода

  • Точность по времени в миллисекунды: можно проследить стадии обработки.
  • Безопасность, относительная дешевизна, можно применять у детей и пациентов.
  • Не требует ответа человека: оценка слуха у младенцев, изучение сознания.

Ограничения

  • Нужно много повторов (десятки и сотни), поэтому исследуют только повторяющиеся события.
  • Плохая локализация источника: сигнал размыт черепом и тканями.
  • Результаты чувствительны к усталости, помехам, методике анализа.
  • Попытки применять P300 как «детектор лжи» остаются спорными: метод легко обмануть, и в судебной практике он не принят.
  • Индивидуальную диагностику по вызванным потенциалам без врачебной оценки не делают.

См. также «Как работает ЭЭГ», «Как работает фМРТ» и «Слепота по невниманию».