老年轻度认知功能障碍患者事件相关电位N400

杨海英 李秀艳 许桂春 孟庆慧

(潍坊医学院护理学院,山东 潍坊 261053)

轻度认知障碍(MCI)由美国著名精神科专家Petersen于1996年提出,一般认为是“痴呆的前期状态”〔1〕。目前许多学者认为,MCI代表阿尔茨海(AD)的极早期阶段,以记忆障碍为其最基本和最主要的特征。日常生活能力一般不受影响。MCI患者每年约有10% ～15%转化为AD,是AD的高危人群,如果在MCI阶段能给予治疗干预,有可能降低AD发病率〔2〕。因此如何早期诊断MCI成为近年来老年病学和神经病学的研究热点。目前,MCI的临床诊断主要依据量表、临床表现及一系列神经心理学测试,缺乏敏感特异的实验室指标。本研究运用事件相关电位技术,以N400为指标,研究了老年轻度认知障碍患者N400的特点及临床价值,希望为AD的早期诊断有帮助。

1 资料与方法

1.1 一般资料 观察组16例患者(根据参照美国精神障碍诊断与统计手册第4版(DSM-IV)中的轻度神经认知损害研究标准和上海市精神卫生中心的MCI诊断标准确诊的),其中男9例,女7例,年龄62～76岁,中位年龄71岁,受教育年限(6.2±2.1)年,简易智能状态量表检查(MMSE)23～27(25.8±1.1)分。对照组16例为正常健康体检者,其中男8例,女8例,年龄61～76岁,中位年龄 70岁,受教育年限(6.5±2.4)年,MMSE 28～30(29.1±0.8)分。两组 MMSE得分有显著差异。两组性别、年龄、受教育程度差异无显著性。全部受试者均来自山东潍坊某老年苑,其均为右利手,母语为汉语,视觉正常,无神经系统及精神疾患。

1.2 刺激材料 刺激材料为汉语句子,共80个句子,分成2组,这些语句的最后一个词为目标词(靶词),它们与语句主体的关系在语义上分为两种类型:语义一致(匹配)和语义不一致(不匹配)。匹配句与不匹配句各半。句子结尾词为目标词,与语句主体的搭配逻辑上和语义上都可以高度预期的为一致如“我喝一杯牛奶”,称之为匹配;目标词与语句主体预期概率为零的为不一致,如“书店出售炸弹”,称为不匹配;材料的呈现方式以目标词前语句和目标词为单位,即一一地呈现 ,以词在相关语句的相关功能进行切分,譬如:“书店出售炸弹”被切分为“书店出售”、“炸弹”。这些汉字均为高频词,其使用频率 ＞30次/万词,其笔画在4～14之间。

1.3 刺激的呈现 所有刺激均在微机上显示,每一句子均被切分成两部分,分别以图片的形式呈现,受试者双眼与刺激字平行,并距屏幕约1 m的距离。字体大小为4 cm×4 cm,每张图片呈现时间为800 ms,图片间隔为2 000 ms到2 200 ms随机。开始之前500 ms有一持续呈现时间为300 ms白色“+”,提示受试者句子即将出现,请不要眨眼;在句子结尾词(靶词)显示后2 000 ms内,要求被试左右手按鼠标左右键反应用以记录判断正误。

1.4 实验程序 让受试者坐在舒适的沙发上,实验开始前以口头方式向受试者说明本实验的性质及要求,让受试者仔细阅读实验指导语。指导语如下:在你的前面的屏幕中央将要呈现汉语句子 ,当中央显示区出现白色“+”的符号时,提示句子前成分即将出现,请你在字词显示过程中不要眨眼;每句话均被拆成两部分,分别以图片的形式依次呈现,你要注意看,不要出声,在句子呈现后判断靶词在语义上是否正确,如正确(匹配)请按鼠标左键反应,如不正确(不匹配)则按鼠标右键反应。正式试验前教会被试,并进行20句练习。

1.5 脑电生理学记录及数据统计 采用美国Neuroscan公司生产的ESI-32导脑电信号采集记录仪记录32导脑电,双侧乳突连线作参考,同时记录水平眼电和垂直眼电。电极与皮肤接触阻抗小于 5 kΩ,记录带宽为 0.1～70 Hz,采样率为1 000 Hz/导。脑电数据存入光盘,离线分析。用Scan4.3软件分析EEG数据。EOG信号相关法去除眼电伪迹,分析时程(epoch)为1 000 ms,含刺激前200 ms为基线矫正,波幅大于 ±100μV视为伪迹予以剔除,低通数字滤波器滤波20 Hz。在靶词显示后的250～500 ms范围内选最低负向点作为N400的峰点,分别统计其潜伏期及波幅。

1.6 统计学处理 计数资料数据用x ±s表示,采用t检验进行分析,所有数据采用SPSS 13.0统计软件处理。

2 结 果

2.1 两组波形分析 两组匹配与不匹配两种刺激类型均可产生清晰的N400波形。其广泛分布于头皮各区,以额、中央、顶区最大分布。与对照组比较,观察组的N400波形较宽而低平。

2.2 两组N400潜伏期分析 对照组的匹配与不匹配的N400潜伏期(PL)、观察组匹配与不匹配的N400 PL分别比较,统计学上差异有显著性(P＜0.01)。对照组与观察组匹配的N400 PL比较,统计学上差异有显著性(P＜0.01)、对照组与观察组不匹配的N400 PL比较,统计学上差异有显著性(P＜0.001)。见表1。

2.3 两组N400波幅分析 对照组的匹配与不匹配的N400比较,统计学上差异有显著性(P＜0.01)、观察组匹配比不匹配的 N400波幅比较,除Fz外均有统计学上差异(P＜0.05)。对照组与观察组匹配的N400波幅比较,除Pz外均有统计学上差异(P＜0.05)、对照组与观察组不匹配词的N400波幅比较,统计学上差异有显著性(P＜0.05)。见表2。

表1 对照组与观察组的N400潜伏期比较(x±s)

表2 对照组与观察组的N400波幅比较(x±s)

3 讨 论

MCI是介于正常衰老与痴呆之间的认知功能缺损状态,以获得性认知功能障碍,不伴有显著的日常生活能力下降为特征,由美国著名精神科专家Petersen提出的痴呆的前期状态。近年研究发现,伴有高级语言功能、视空间和执行功能、注意力等认知功能受损的老年MCI患者,较单纯记忆损害者具有更高的阿尔茨海默病转化率〔3,4〕。MCI具有可逆性,因此,尽早对MCI患者确诊是非常迫切和必要。

事件相关电位(ERP)技术是利用固定刺激-反应的锁时关系,从头颅表面记录到的大脑的特殊的诱发电位,其时间分辨可达到毫秒级。N400是一种与语言认知事件相关的内源性成分,它反映的是与语言相关的认知活动 ,可作为评价大脑高级心理活动的客观指标〔5〕。N400为ERP成分中潜伏期400 ms左右出现一个负相波,反映了大脑皮层对语言的认知加工过程。N400的波幅、潜伏期及头皮分布特征等多个维度来描述脑语言认知加工过程。波幅显示了脑语言认知加工的难易程度。潜伏期反映语言认知加工的时间进程,头皮分布特征表明语言认知过程的大脑皮层定位〔6〕。

我们根据MCI的诊断标准选取16例患者为观察组,同时选取16例健康者作为对照组,两组患者进行语义违例实验〔7〕,对照组与观察组的N400的波形相似,观察组的N400的潜伏期较对照组有明显延长,有明显统计学意义;观察组的N400的波幅较对照组有明显降低,除Pz外均有统计学上差异。这与Olichney〔8〕等报道相一致,MCI的潜伏期延长,利用N400检查MCI病人的语义变化能力,发现其在靶词刺激后500 s才开始启动。而正常对照组不到300 s就开始启动,两者之间的差异具有统计学意义。因此,由于N400是与语言认知相关的成分,虽然MCI患者没有明显的言语功能障碍,结果提示了MCI患者的语言认知能力可能低于正常人。可以推测MCI患者的脑部可能存在氧代谢障碍,糖代谢障碍和血流灌注不足,从而脑神经元功能受损,神经突触联系减少,这些变化很可能与MCI患者反应速度减慢和脑资源利用减少有关,当然也可能由于MCI患者伴有高脂血症、糖尿病及炎性因子的作用〔9,10〕等共同作用使脑部供血供氧障碍,神经电活动传导速度减慢,词语存取过程速度延迟,导致语义启动过程的“节点”激活减少,认知不能达到较深的程度,相应提取的信息减少;注意力降低,短时记忆能力减退,不能很好控制与期待词语义相关的选择性激活。

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