EMperiePRA PRAktikum WS 2007/2008

Transkript

1 EMperiePRA PRAktikum WS 2007/2008 Leitung: Dr. K. Kipp, Dr. B. Opitz Zeit: Mi, Uhr & n.v. Ort: SR II, Geb. A2.4 & n.v.

2 Der Masterplan Psychophysiologisches Messen Meßapperatur Elektroden Verstärker Signalaufzeichnung Artefakte

3 Der Masterplan Psychophysiologisches Messen Meßapperatur Elektroden Verstärker Signalaufzeichnung Artefakte

4 Psychophysiologisches Messen Physiologische Psychologie Psychophysiologie Beziehung zwischen Gehirn und Verhalten durch meist invasive Methoden am physiologischen Substrat z.b. Läsionen und Stimulation im Tierversuch untersucht die Physiologie des Verhaltens durch nichtinvasive Ableitung physiologischer Signale z.b. hirnelektrische Prozesse im Humanversuch

5 Psychophysiologisches Messen Ableitung: Messung am (menschlichen) Körper z.b. EEG- oder EKP-Aufzeichnung Biosignal: Kennwert: alle direkt vom Körper gemessenen Größen z.b. elektrische Aktivität des Gehirns/des Herzen auch: Indikator, Parameter Aus Biosignalen abgeleitete Funktionsmaße z.b. Amplitude des EEG oder Herzfrequenz

6 Der Masterplan Psychophysiologisches Messen Meßapperatur Elektroden Verstärker Signalaufzeichnung Artefakte

7 Meßapparatur

8 Meßaufbau

9 Meßaufbau Hochkanal-EEG

10 Der Masterplan Psychophysiologisches Messen Meßapperatur Elektroden Verstärker Signalaufzeichnung Artefakte

11 Elektroden das Material entscheidet Polarisation Effekt der Ionenanhäufung an Grenzflächen mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften

12 Elektroden gute Befestigung (Napfelektroden) geringer Widerstand, d.h. Impedanz < 5kOhm Reinigung der Haut Elektroden-gel

13 Elektrodenpositionen

14 Elektrodenpositionen Das System

15 Elektrodenpositionen Das System

16 Das System: Extra- vs. intrakranielle Zuordnungen

17 Ableitschema Bipolar Monopolar beide Meßelektroden registrieren relevante elektrische Aktivität nur eine Elektrode misst aktiv, die zweite ist über inaktiven Arealen angebracht - Referenzelektrode z.b. Nase, Kinn, Ohrläppchen, Mastoid

18 Ableitschema II Monopolare Ableitungen Bipolare Ableitungen Elektroden

19 Der Masterplan Psychophysiologisches Messen Meßapperatur Elektroden Verstärker Signalaufzeichnung Artefakte

20 Verstärker

21 Verstärker Biosignale variieren im Bereich von 0.1 Mikrovolt bis 100 Millivolt. Differenzverstärker Unterdrückung gleichphasiger/gleichgetakteter Signale common mode rejection (Gleichtaktunterdrückung) Artefakte z.b. 50 Hz Netzspannungsbrummen relativ zum Nullpotential = Erde (Ground) gemessen A... Aktiver Kanal R... Referenz (AG RG) wird verstärkt G... Ground Ground auch als Sicherheit des Probanden

22 Frequenzeigenschaften - Zeitkonstante Untere Grenzfrequenz (d.h. kleinste Frequenz), die vom Verstärker verzerrungsfrei übertragen wird. S out = S in * e t/τ Eingang 1V Ausgang 1V 0.37V} τ t [s]

23 Zeitkonstante

24 Zeitkonstante Hohe Zeitkonstante zur Messung langsamer Potentiale > 0.5 s Niedrige Zeitkonstante zur Messung schneller Potentiale < 0.1 s Kognitive Prozesse > 0.1 s, d.h. hohe Zeitkonstante und Hochpaßfilter

25 Der Masterplan Psychophysiologisches Messen Meßapperatur Elektroden Verstärker Signalaufzeichnung Artefakte

26 Aufzeichnung - Digital Analogsignal Abtastung Samplingrate 200 Hz A/D-Wandlung Digitalwert des Signals Verlust von Signal

27 A/D - Wandlung Sampling- oder Nyquist Theorem: Es können nur Frequenzen erfasst werden, die kleiner sind als die Hälfte der Abtastrate (Samplingrate). z.b. 100 Hz Sampling 50 Hz maximal auflösbare Frequenz Aliasing: Hohe Frequenzen (> Sampling) täuschen nicht vorhandene niedrige Frequenzen vor.

28 Der Masterplan Psychophysiologisches Messen Meßapperatur Elektroden Verstärker Signalaufzeichnung Artefakte

29 Störsignale/Artefakte 1.Artefakte physiologischer Herkunft z.b. Tagesrhythmus, Lidschläge, Augenbewegungen, Pulsschwankungen, EKG-Artefakte, Hautpotentialschwankungen

30 Störsignale/Artefakte 1.Artefakte physiologischer Herkunft 2. Bewegungsartefakte Entstehen durch Verschieben des Systems Elektrode-Haut

31 Störsignale/Artefakte 1.Artefakte physiologischer Herkunft 2. Bewegungsartefakte Entstehen durch Verschieben des Systems Elektrode-Haut 3.Externe Störeinflüsse a)induzierte Spannungen b)physikalische Störgrößen 4.Interne Störeinflüsse In der Person verankert

32 Störsignale/Artefakte

33 Augenbewegungen: Das Elektrookulogramm (EOG)

34 Augenbewegungen: Das Elektrookulogramm (EOG)

35 Gegenmaßnahmen 1. Artefakte physiologischer Herkunft z.b. Tagesrhythmus, Lidschläge, Augenbewegungen, Pulsschwankungen, EKG- Artefakte, Hautpotentialschwankungen zu gleichen Tageszeiten messen Helligkeit konstant halten auf Blutgefäße achten Brille statt Kontaktlinsen tragen

36 Gegenmaßnahmen 2. Bewegungsartefakte VP soll sich ruhig verhalten VP soll eine bequeme Haltung einnehmen Elektroden müssen gut haften Hochpassfilter für niedrigfrequente Bewegungsartefakte Tiefpassfilter um Muskelaktivitäten auszuschließen

37 Gegenmaßnahmen 3a. Induzierte Spannungen z.b. Netzbrummen, Übergangswiderstand Haut - Elektrode unterliegt zeitlichen Schwankungen, Elektrodenpolarisation Elektronische Abschirmung Haut reinigen auf richtige Erdung achten Silber/Silberchlorid Elektroden Spannungsdrifts entfernen (AC-Messung)

38 Gegenmaßnahmen 4. Interne Störgrößen z.b. Einstellung zu psychologischen und physiologischen Messungen, Aktiviertheit (Müdigkeit), Alter und Geschlecht

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40 Elektrodenpositionen Geodesic Net