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48例健康成人错误相关负电位试验分析

2012-04-27刘秋艳杜亚松叶倩倩陈兴时楼翡璎梁建华

神经病学与神经康复学杂志 2012年3期
关键词:波幅精神科范式

刘秋艳,杜亚松,叶倩倩,陈兴时,楼翡璎,梁建华,陈 冲

(1陕西省西安市高陵县精神卫生中心精神科,西安 710200;2上海交通大学医学院附属精神卫生中心神经生理室,上海200030)

错误相关负电位(error-related negativity,ERN)是新发现的一种认知性电位[1,2]。典型的ERN是错误行为发生后100~150 ms,或错误行为发生当时出现的一个负波,波幅约10μV[3]。本研究中,我们应用改良后的视觉Eriksen Flanker任务引出ERN,现报道如下。

1 对象和方法

1.1 研究对象

48名健康志愿者于2011年9月—2012年7月入组,均为上海交通大学医学院附属精神卫生中心职工,上海交通大学医学院师生和附近社区居民。48名受试者中,男25名,女23名;年龄为20~55岁,平均年龄为(32.5±17.3)岁;受教育年限为8~21年,平均受教育年限为(13.7±4.1)年。入组标准:①体检正常,未发现躯体疾病;②血常规、生化常规和胸片均无异常;③对受试者作精神检查,确认以往从未发生过各类精神障碍,目前精神状况良好;④否认精神病家属史;⑤无酒精或药物滥用史;⑥均为右利手,视力和听力正常;⑦母语为汉语,均可操普通话,文化程度大专及以上。

1.2 检测方法

试验在屏蔽室进行。被试者坐于椅子上,两眼注视屏幕中央,眼睛距屏幕100 cm左右,要求受试者少动,刺激呈现和作出反应时不眨眼,要求准确作出按键反应。所有试验均采用统一的指导语和检验参数,固定操作人员。使用珠海生产的N800 ERP仪记录与分析系统,按国际10-20系统扩展的电极帽记录脑电图(EEG)[4],鼻尖置参考电极,双眼外侧安置电极记录水平眼电(hEOG),左眼上下安置电极记录垂直眼电(vEOG)。所有头皮电阻在10 kΩ以下。滤波带通 0.5 ~70 Hz,采样频率1 000 Hz。

本试验刺激材料采用改良后的视觉Erikson Flanker刺激模式,刺激材料为5个字母组成的字母串:HHHHH、AAAAA、HHAHH、AAHAA。随机呈现各200次,共800次。字母串大小为1.5 cm×6 cm。试验时先呈现小“+”,持续时间在400~700 ms间随机。随后呈现4种刺激材料中的一种,持续时间125 ms,要求受试者根据刺激材料中间的字母按键:“H”按“1”键,“A”按“5”键,接着呈现黑屏 475 ms,为受试者的反应时间。在受试者反应后(无论对错),呈现黑屏500 ms,如受试者无反应,则呈现“再加快!”3字500 ms,然后呈现下一个刺激。800个刺激被分为8个组块(block),每个组块包含100个刺激,4种刺激材料各呈现200次。试验正式开始前受试者先练习3分。

脑电数据完成连续记录后离线处理,采用Visual Analysis软件,自动校正vEOG和hEOG。本机附有自动排除伪迹和抗噪音干扰功能。全部数值均由本机数字游标功能予以自动测验、计算和显示。

2 结果

2.1 基本波形

健康成人2种判断行为诱发的ERN总平均波形及差异波(Cz、Fz、Pz),可见在错误判断反应发生后50~100ms有一显著负波(即ERN)。为了检验这一刺激序列引出的ERN的稳定性,我们随机选择了其中的15名(男8名,女7名)健康成人记录了49 d前后的ERN波形,结果发现7周前后的2次记录结果吻合性良好,为本试验结果的可靠性提供了良好的支持证据。

2.2 ERN潜伏期和波幅

ERN主要有潜伏期和波幅所组成,潜伏期系刺激开始到各成份最大波幅值点横轴直线距离;波幅系基线到波峰的垂直距离。根据电生理行业标准和精神科的特点,本文选择了 Cz、Fz和 Pz脑区分析(见表1)。

表1 48名健康成人不同部位ERN潜伏期和波幅(±s)

表1 48名健康成人不同部位ERN潜伏期和波幅(±s)

脑区 潜伏期(ms) 波幅(μV)Cz 50 ±14 7.6 ±3.1 Fz 49 ±12 8.1 ±3.5 Pz 52 ±15 6.9 ±3.2

3 讨论

ERN是由Falkenstein等首先发现[1]。ERN的刺激范式并不固定,研究者往往根据研究目的的不同,使用不同的刺激范式来引出ERN。事实上,几乎各种可以引出受试者一定错误行为反应的刺激范式都可引出ERN[5]。目前常用的引出ERN的刺激范式有 Erikson Flanker任务[6]、Stroop 色词命名任务[7]、Go/NoGo 任务[7]、图片命名任务[7]等,但应用最广的是Erikson Flanker刺激范式。该范式通过在目标刺激周边设置一些冲突刺激,诱使受试者出现一定比例的错误,从而诱发出ERN。

本研究根据课题目的,设计成字母 Erikson Flanker任务(letter flanker)或面孔表情 Erikson Flanker任务等[5,6]。以最典型的字母 Erikson Flanker刺激范式为例,试验者向受试者提供一系列由5个字母组成的字符串,如“HHAHH”、“HHHHH”、“AAAAA”、“AAHAA”,要求受试者根据中间字母按相应的键,由于提供给受试者的反应时间很短,几乎所有受试者都会出现按键错误,从而成功诱发稳定的ERN。

有关精神疾病诱发电位的一些指标存在的差距,有些学者将其原因归咎为研究的设备、试验条件和技术参数的不同。然而,我们认为除此之外,还应将研究对象的筛选标准考虑在内。因为只有有了健康成人的概念之后,才会有健康成人的正常脑电波指标这个概念。为此,我们参考目前国内ERP的正常人标准而制定本研究的入组标准,以保证研究对象在生理、心理和社会功能均在健康之列。由于我们对本研究对象采用了相同的入组标准,并用同样的试验方法和研究指标,因此即使仪器设备不同,所得结果的差异无统计学意义,故其研究结果对上海地区健康成人的同类研究具有一定的参考价值。

本研究选取脑中线部位上ERN额区、中央区、顶区及左右中央区作为安置点,有助于提高测量的可信度[8]。以这一刺激序列引出的ERN波形不仅出现率高,波形易读,且重复性好。

目前,关于ERN的心理学意义仍存在争议。近年也有作者提出ERN反映的可能仅仅是个体对自身反应的检查(response checking)过程[3]。总之,目前对ERN具体意义的解释尚无定论,但多数学者均同意:ERN反映了个体对自身错误的内部监控过程。近年来,功能性磁共振及高密度脑电生理已应用于临床,下一步我们将从事空间成像和时间成像相结合的研究。

[1]Hohnsbein J,Falkenstein M,Hoormann J,et al.Error processing in visual and auditory choice reaction tasks[J].J Psychophysiol,1989,3:320-324.

[2]Gehring WJ,Goss B,Coles MGH,et al.A neural system for error detection and compensation[J].Psychological Science,1993,4:385-390.

[3]陈兴时,张明岛,王继军,等.错误相关负电位及其在精神科的临床应用[J].中华精神科杂志,2008,41:247-249.

[4]Picton TW,Bentin S,Berg P,etal.Guidelines for the using human event-related potentials to study cognition:recording standards and publication criteria[J].Psychophysiology,2000,37:127-152.

[5]沈渔邨.精神病学[M].5版.北京:人民卫生出版社,2009:183-198.

[6]Morris SE,Yee CM,Nuechterlein KH.Electrophysiological analysis of errormonitoring in schizophrenia[J].JAbnorm Psychol,2006,115:239-250.

[7]Alain C,McNeely HE,He Y,etal.Neurophysiological evidence of error-monitoring deficits in patients with schizophrenia[J].Cereb Cortex,2002,12:840-846.

[8]张明岛,陈兴时.脑诱发电位学[M].2版.上海:上海科技教育出版社,2002:311-333.

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