P3a หรือP3ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งใหม่^{[ 1 ]}เป็นส่วนประกอบของสัญญาณที่ ซิงโครไนซ์กับเวลา (EEG) ซึ่งรู้จักกันในชื่อศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ (ERP) P3a เป็นศักยภาพของสมองที่บันทึกบนหนังศีรษะซึ่งมีค่าเป็นบวก โดยมีแอมพลิจูดสูงสุดเหนือตำแหน่งอิเล็กโทรดด้านหน้า/ส่วนกลาง โดยมีช่วงเวลาสูงสุดอยู่ในช่วง 250–280 มิลลิวินาที P3a เกี่ยวข้องกับ กิจกรรม ของสมองที่เกี่ยวข้องกับการมีส่วนร่วมของความสนใจ (โดยเฉพาะการวางแนวและการเปลี่ยนทิศทางโดยไม่ตั้งใจต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม) และการประมวลผลสิ่งใหม่^{[ 2 ]}

ในปี 1975 สไควร์สและเพื่อนร่วมงานได้ทำการศึกษาเพื่อพยายามไขข้อสงสัยบางประการเกี่ยวกับกระบวนการทางประสาท ที่สะท้อนออกมาจากคลื่น P300ในขณะนั้น นักวิจัยหลายคนเสนอว่าจำเป็นต้องมีการให้ความสนใจ อย่างกระตือรือร้น ต่อสิ่งเร้าเป้าหมายเพื่อกระตุ้นให้เกิดคลื่น P300 ส่วนหนึ่งเป็นเพราะสิ่งเร้าที่ถูกละเลยจะส่งผลให้คลื่น P300 มีแอมพลิจูดที่เล็กกว่าหรือไม่มีคลื่น P300 เลย ในทางกลับกัน งานวิจัยบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าผู้ถูกทดลองแสดงคลื่น P300 ต่อสิ่งเร้าที่ไม่สามารถคาดเดาได้ในชุดสิ่งเร้าที่ซ้ำกันอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าสิ่งเร้าเหล่านั้นจะถูกจัดว่าไม่เกี่ยวข้องและผู้ถูกทดลองถูกขอให้ละเลยสิ่งเหล่านั้นในขณะที่ทำภารกิจอื่น (เช่น การอ่านหนังสือ) เป็นเรื่องที่น่าสนใจว่าคุณสามารถกระตุ้นให้เกิดคลื่น P300 ได้ทั้งในสภาวะที่มีการให้ความสนใจอย่างกระตือรือร้นและสภาวะที่ไม่มีความสนใจ เมื่อตรวจสอบเพิ่มเติมพบว่าเมื่อเปรียบเทียบศักยภาพของคลื่น P300 ทั้งสองประเภทแล้ว พบว่ามีความแตกต่างกันในด้านเวลาแฝงและลักษณะทางภูมิศาสตร์บนหนังศีรษะ ซึ่งนำไปสู่การที่สไควร์สและคณะ... เพื่อแนะนำว่ามีหน่วยทางจิตสรีรวิทยาที่แตกต่างกันสองหน่วยซึ่งถูกเรียกรวมกันว่า P300 ^{[ 3 ]}

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Squires และคณะได้บันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) ในระหว่างการทดลองแบบ odd-ball ทางการได้ยินภายใต้เงื่อนไขต่างๆ สิ่งเร้าสองประเภทคือเสียงโทนดัง 90 dBและ 70 dB ที่เกิดขึ้นห่างกัน 1.1 วินาที เสียงดังเกิดขึ้นด้วยความน่าจะเป็น 0.9, 0.5 หรือ 0.1 ในขณะที่เสียงเบาเกิดขึ้นด้วยความน่าจะเป็นที่ตรงกันข้าม นอกจากนี้ ผู้เข้าร่วมการทดลองทำแบบทดสอบตามคำสั่งให้ นับจำนวนเสียงดัง นับจำนวนเสียงเบา หรือเพิกเฉยต่อเสียงและอ่านหนังสือเงียบๆ ดังนั้น คำสั่งแต่ละชุดจึงถูกดำเนินการภายใต้ความน่าจะเป็นที่แตกต่างกัน Squires และคณะพบว่า เมื่อผู้เข้าร่วมการทดลองได้รับคำสั่งให้เพิกเฉยต่อเสียง เสียงที่เกิดขึ้นน้อยหรือหายาก (ความน่าจะเป็น 0.1) จะกระตุ้นศักยภาพที่เป็นบวกซึ่งเกิดขึ้นระหว่าง 220 ถึง 280 มิลลิวินาที พวกเขาเรียกศักยภาพนี้ว่า P3a เพื่อแยกความแตกต่างจากP3bซึ่งเป็นศักยภาพที่เป็นบวกที่เกิดขึ้นในช่วง 310–380 มิลลิวินาทีเมื่อให้ความสนใจกับโทนเสียงที่ไม่บ่อยนัก การกระจายตัวบนหนังศีรษะช่วยให้พวกเขาสามารถแยกความแตกต่างระหว่างศักยภาพทั้งสองได้เช่นกัน "P3a" ที่เพิ่งตั้งชื่อใหม่นี้มีแอมพลิจูดสูงสุดเกิดขึ้นที่บริเวณกึ่งกลางหน้าผาก ในขณะที่แอมพลิจูดสูงสุดของ P3b เกิดขึ้นที่บริเวณกึ่งกลางข้างขมับ^{[ 3 ]}

สอดคล้องกับการแยกส่วนประกอบทั้งสองนี้ในอดีต โดยทั่วไปแล้ว หากสิ่งเร้าไม่ใช่เป้าหมายที่หายาก รูปคลื่น EEG ที่บันทึกไว้จะมีลักษณะที่เกี่ยวข้องกับ P3a ในขณะที่เป้าหมายที่ได้รับความสนใจจะกระตุ้นให้เกิดP3bด้วยการวิจัยที่กว้างขวางในปัจจุบัน ทำให้สามารถแยกส่วนประกอบเหล่านี้ได้แม้ว่าบริบทการทดลองจะแตกต่างกันและ/หรือมีการศึกษาน้อยกว่าก็ตาม แอมพลิจูดของ P3a มักจะสูงสุดที่บริเวณด้านหน้า/ส่วนกลางของหนังศีรษะ เช่น FCz/Cz ในระบบ 10-20 สากล ซึ่งเป็นระบบการวางตำแหน่งอิเล็กโทรดมาตรฐานของห้องปฏิบัติการ ERP หลายแห่งทั่วโลก แอมพลิจูดของ P3b โดยทั่วไปจะมากกว่าที่บริเวณเช่น Pz ^{[ 1 ]} ความหน่วงเป็นอีกหนึ่งลักษณะที่แตกต่างกัน แม้ว่าหลายสิ่งหลายอย่างจะส่งผลต่อความหน่วงของ P3b ได้^{[ 2 ]}ความหน่วงของ P3a มักจะเกิดขึ้นเร็วกว่าความหน่วงสูงสุดของ P3b ประมาณ 75-100 มิลลิวินาที และประมาณ 250-280 มิลลิวินาที^{[ 3 ]} สุดท้าย การตอบสนองทั้งสองแบบมีความไวต่อการทำงานที่แตกต่างกันและมีความสัมพันธ์ทางจิตวิทยาที่เกี่ยวข้อง

แบบแผนการทดลองแบบ 3-stimulus oddball เป็นหนึ่งในแบบแผนหลักที่ใช้กระตุ้นให้เกิดคลื่น P3a ที่เด่นชัด ตามชื่อที่บ่งบอก แบบแผนนี้ประกอบด้วยสิ่งเร้าสามประเภท ได้แก่ สิ่งเร้า "มาตรฐาน" ที่พบได้บ่อยและได้รับความสนใจ สิ่งเร้า "เป้าหมาย" ที่พบได้น้อยและได้รับความสนใจ และสิ่งเร้าประเภทที่สามคือ "สิ่งเร้าที่แตกต่าง" แบบแผนนี้เป็นการดัดแปลงมาจากแบบแผน oddball ที่ใช้กระตุ้นให้เกิดคลื่น P3b ในแบบแผนนี้ สิ่งเร้าที่ไม่ใช่เป้าหมายซึ่งพบได้ไม่บ่อยจะกระจายอยู่ทั่วลำดับของสิ่งเร้าเป้าหมายและสิ่งเร้ามาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับงาน เมื่อสิ่งเร้าแปลกใหม่ที่พบได้ไม่บ่อยเหล่านี้ (เช่น เสียงเห่าของสุนัขหรือรูปทรงสี) ถูกนำเสนอในชุดของสิ่งเร้าเป้าหมายและสิ่งเร้ามาตรฐานที่พบได้ทั่วไปมากกว่า (เช่น เสียงหรือตัวอักษร) จะทำให้เกิดคลื่น P3a ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นในบริเวณส่วนหน้าและส่วนกลางของสมอง เพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าทางการได้ยินการมองเห็นและการสัมผัสสิ่งเร้าที่ผิดปกติจากประสาทสัมผัสทางการได้ยิน การมองเห็น และการสัมผัส ล้วนเพียงพอที่จะกระตุ้นให้เกิด P3a ได้^{[ 1 ]}ตัวอย่างเช่น Grillon และเพื่อนร่วมงานใช้การออกแบบนี้เมื่อพวกเขาทดสอบผลกระทบของสิ่งเร้าทางการได้ยินที่ไม่ใช่เป้าหมาย (ผิดปกติ) ที่หายากต่อกิจกรรม EEG ของผู้ถูกทดสอบ พวกเขาใช้โทนเสียง 1600 Hzเป็นสิ่งเร้ามาตรฐาน ในขณะที่โทนเสียง 900 Hz แทนสิ่งเร้าเป้าหมายที่หายาก ในเงื่อนไข "ใหม่" พวกเขาเพิ่มโทนเสียงที่ไม่ใช่เป้าหมายที่หายากที่ 700 Hz จากผลลัพธ์ของพวกเขา ปรากฏชัดว่า P300 ที่พวกเขาบันทึกไว้สำหรับโทนเสียงที่ไม่ใช่เป้าหมายที่หายากนั้น แท้จริงแล้วคือ P3a โทนเสียงที่ไม่ใช่เป้าหมายที่หายากส่งผลให้เกิด P300 (P3a) ที่มีช่วงเวลาแฝงสั้นกว่าและกระจายไปทางด้านหน้าของหนังศีรษะมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ P300 (P3b) ที่เกิดจากสิ่งเร้าเป้าหมายที่หายาก^{[ 4 ]}

รูปแบบการทดลองแบบ oddball 3 สิ่งเร้า ช่วยให้สามารถตรวจสอบ P3a ได้อย่างยืดหยุ่นในรูปแบบสิ่งเร้าและงานที่แตกต่างกัน ยามากูจิและไนท์ได้ทำการศึกษาโดยใช้สิ่งเร้าสัมผัสเชิงกล (การเคาะนิ้ว) และการช็อตไฟฟ้าที่ข้อมือในรูปแบบ oddball 3 สิ่งเร้า พวกเขาสนใจที่จะดูว่าผู้เข้าร่วมการทดลองจะแสดง P3a ต่อสิ่งเร้าสัมผัสที่แปลกใหม่หรือไม่ พวกเขาออกแบบการทดลองโดยให้ผู้เข้าร่วมการทดลองได้รับการเคาะนิ้วที่นิ้วมือที่ 2-5 และการช็อตไฟฟ้าที่ข้อมือ การเคาะนิ้วที่ 2 ถือเป็นมาตรฐาน (ความน่าจะเป็น 76%) ในขณะที่การเคาะนิ้วที่ 5 ถือเป็นเป้าหมาย (ความน่าจะเป็น 12%) การเคาะนิ้วที่ 3 และ 4 ถือเป็นสิ่งเร้าสัมผัสที่แปลกใหม่ (ความน่าจะเป็น 6%) และการช็อตไฟฟ้าที่ข้อมือถือเป็นสิ่งเร้าช็อตไฟฟ้าที่แปลกใหม่ (ความน่าจะเป็น 6%) พวกเขาพบว่าการกระตุ้นประสาทสัมผัสแบบใหม่ทั้งสองประเภททำให้เกิด P3a ที่มีการกระจายตัวไปทางด้านหน้ามากกว่าการตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นเป้าหมาย การกระตุ้นด้วยไฟฟ้ายังส่งผลให้ระยะเวลาแฝงของ P3a สั้นลงอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 5 ]}

ปัจจัยสำคัญสองประการในการกำหนดแอมพลิจูดของ P3a ได้แก่การปรับตัวและการจำแนกเป้าหมาย ความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่าง P3b และ P3a คือ มีเพียง P3a เท่านั้นที่ปรับตัวได้เมื่อมีการนำเสนอซ้ำ การปรับตัวบ่งชี้ว่า มีการสร้างการเข้ารหัส ความทรงจำ บางอย่าง สำหรับเหตุการณ์นั้นแล้ว และด้วยเหตุนี้ เหตุการณ์นั้นจึงไม่ก่อให้เกิดการตอบสนองอีกต่อไปเมื่อมีการนำเสนอซ้ำ ทุกครั้งที่ประสบกับเหตุการณ์ใหม่ มันจะถูกเปรียบเทียบกับการแสดงแทนทางประสาทที่สร้างขึ้นก่อนหน้านี้ และหากมันแตกต่างออกไปมากพอ กระบวนการก็จะเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง หากเหตุการณ์นี้ไม่แตกต่างออกไปมากพอ (เช่น มันเหมือนกัน) การปรับตัว ก็ จะเกิดขึ้น การลดลงอย่างรวดเร็วของแอมพลิจูดของ P3a เมื่อได้รับสิ่งเร้าใหม่ซ้ำๆ สนับสนุนแนวคิดที่ว่า P3a เป็นการแสดงแทนทางสรีรวิทยาไฟฟ้าของการตอบสนองการวางแนว (ซึ่งปรับตัวได้ในพฤติกรรมด้วย) ^{[ 6 ]} ตัวอย่างเช่น Grillon และเพื่อนร่วมงานใช้พาราไดม์ odd-ball 3 ตัวกระตุ้น โดยพวกเขานำเสนอเงื่อนไขที่ตัวกระตุ้นที่เบี่ยงเบนคงที่ และเงื่อนไขที่ตัวกระตุ้นที่เบี่ยงเบนเป็นสิ่งใหม่เสมอแก่ผู้ถูกทดลอง ผลลัพธ์ของพวกเขาแสดงให้เห็นแอมพลิจูด P3a ที่ใหญ่ที่สุดเมื่อตอบสนองต่อตัวกระตุ้นที่เบี่ยงเบนซึ่งเป็นสิ่งใหม่^{[ 4 ]}

ปัจจัยอีกประการหนึ่งที่ส่งผลต่อแอมพลิจูดของ P3a คือการแยกแยะเป้าหมาย เป็นเรื่องที่น่าสนใจว่าแม้ว่า P3a จะถูกกระตุ้นโดยสิ่งเร้าที่เบี่ยงเบนที่ไม่ใช่เป้าหมาย แต่ลักษณะของสิ่งเร้าเป้าหมายก็ส่งผลต่อการตอบสนองของ P3a ดูเหมือนว่าแอมพลิจูดของ P3a อาจได้รับผลกระทบจากความสามารถของแต่ละบุคคลในการแยกแยะสิ่งเร้าเป้าหมายออกจากสิ่งเร้ามาตรฐาน เมื่อการแยกแยะนี้ทำได้ง่าย สิ่งเร้าที่เบี่ยงเบนที่ไม่ใช่เป้าหมายจะสร้าง P300 ที่มีขนาดเล็กกว่า P3b ของเป้าหมายและมีขนาดใหญ่ที่สุดในบริเวณข้างขมับ อย่างไรก็ตาม หากการแยกแยะเป้าหมายทำได้ยาก P3a ต่อสิ่งเร้าที่ไม่ใช่เป้าหมายจะมีขนาดใหญ่ขึ้นและเบี่ยงเบนไปทางด้านหน้ามากขึ้นโดยมีช่วงเวลาแฝงที่สั้นกว่า กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ การตอบสนองของ P3a ที่ "เป็นไปตามแบบแผน" มากขึ้น^{[ 2 ]}

แม้ว่า P3a จะถูกแยกออกจาก P3b แล้ว แต่แอมพลิจูดและเวลาแฝงของมันอาจได้รับผลกระทบจากปัจจัยที่ปรับเปลี่ยน P3b ด้วยเช่นกัน ปัจจัยเหล่านี้บางส่วนได้แก่ ความน่าจะเป็นของสิ่งเร้า ความยากในการประเมินสิ่งเร้า ตัวแปรสถานะตามธรรมชาติ (เช่นวงจรชีวิตประจำวันและรอบเดือน ) และตัวแปรสถานะที่เกิดจากสิ่งแวดล้อม (เช่น ยาและการออกกำลังกาย ) John Polich และ Albert Kok ได้เขียนบทวิจารณ์ที่ครอบคลุมตัวแปรเหล่านี้ไว้มากมาย^{[ 7 ]}

P3a เชื่อมโยงกับความแปลกใหม่หรือการวางแนวและการเปลี่ยนทิศทางโดยไม่ตั้งใจต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม บางคนเสนอว่า P3a และ P3b เป็นรูปแบบที่แตกต่างกันของการตอบสนอง ERP เดียวกันซึ่งแตกต่างกันไปตามลักษณะทางภูมิศาสตร์ของหนังศีรษะตามฟังก์ชันของความสนใจและความต้องการของงาน^{[ 8 ]} อย่างไรก็ตาม ในกรณีอื่นๆ ทั้งสองอาจแยกออกจากกันได้ ตัวอย่างเช่น ผู้ป่วยที่มีรอยโรคที่ขมับและข้างขมับและไม่มีการตอบสนอง P3a ทางสายตาจะมีการรักษา P3b เป้าหมายทางสายตาไว้บางส่วน ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าอย่างน้อยวงจรประสาทที่ไม่ทับซ้อนกันบางส่วนอาจถูกใช้งานในระหว่างการสร้าง P3a และ P3b ^{[ 5 ]}

แหล่งกำเนิดประสาทของ P3a ได้รับการตั้งสมมติฐานว่าเกิดจาก การทำงาน ของกลีบสมองส่วนหน้าและเกี่ยวข้องกับกลไกความสนใจของกลีบสมองส่วนหน้า การศึกษา ด้วยภาพถ่ายเรโซแนนซ์แม่เหล็ก (MRI) ที่ตรวจสอบปริมาตรของเนื้อเทาและแอมพลิจูดของ P3a แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งขึ้นเมื่อดูสิ่งเร้าที่ไม่ตรงเป้าหมายและทำให้ตกใจ^{[ 1 ]} การศึกษาเกี่ยวกับรอยโรคบ่งชี้ว่าคอร์เทกซ์ส่วนหน้าและส่วนขมับ-ข้างขมับมีส่วนช่วยในการสร้าง P3a ทางการได้ยิน^{[ 9 ] [ 10 ]}คาดว่า P3a ยังสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างกลีบสมองส่วนหน้าและฮิปโปแคมปัสเนื่องจากผู้ป่วยที่มีรอยโรคเฉพาะที่ในฮิปโปแคมปัสมีแอมพลิจูดของ P3a ลดลงจากสิ่งรบกวนใหม่ๆ^{[ 8 ]}