精神科脑电生物学研究新进展

陈兴时，宋立升，殷光中

精神科脑电生物学研究新进展

陈兴时，宋立升，殷光中

21世纪是脑的世纪，脑电生物学是一门研究脑功能的科学，自然应担负起这项重要任务。当脑电生物学研究与其他新技术的结合必将对神经科学、精神医学、神经心理学、脑电生理学、信息科学及电子计算机科学等多个学科的发展有促进作用。本文概述近年来脑电生物学技术在国内精神科临床中的应用。

1 研究工具进展

脑电图（EEG）：应用电子放大技术，从安置在头皮上的电极描记出脑神经细胞的自发生物电活动。

脑电地形图（BEAM）：是运用特定的计算机技术，对脑电信号的参量进行分级及地形分布进行分析的一种成像技术。BEAM有多种分析法，就临床常用的方法而论大致可分频谱分析、功率谱分析和概率显著性分布图3大类。

动态脑电图（AEEG）：是指对患者24 h常态活动进行脑电监测（通过携带微型式磁带记录仪，储存来自头皮电极并通过前置放大器的信号），24h脑电监测也称为脑电Holter。

视频脑电图（VEEG）可分为近距离和远距离两种，目前大多采用前者。近距离（通常指医院内）VEEG系指在使用至少8个导程的EEG给患者记录的同时，进行电视摄像，两者在时间上必须同步。近年美国研制的仪器通常为彩色录像及有分离屏幕技术，即用一个广角镜头监测全身，用另一个特写镜头监测面部，真实地再现患者面部表情、植物神经变化及全身的情况，可显示出脑电活动与临床表现的相互联系。

多导睡眠图（PSG）：由二导EEG、二导眼动图（EOG）和一导颏肌电图（EMG）组成。根据诊治的不同需求，还可带有心电图（ECG）、鼾声监测、鼻气流、胸腹运动、血氧饱和度、体位及肢体活动等功能和指标。

Quisi：具有较新的创意，即一个简化的设想，一台敏感的放大器和一个分析软件是该技术的核心。最后监测结果的信息包括连续记录8h睡眠信号，并可标注非快眼动期（NREM）和快眼动期（REM），自动生成一整夜睡眠结构图。

视觉诱发电位（VEP）：为一常用的脑诱发电位（BEP）技术，系指给予视觉刺激时，在两侧后头部所记录到的、经视觉通路所产生的并经叠加处理的电位变化。目前通常以闪光、棋盘格翻转和颜色等作

为刺激而引起VEP。

听觉诱发电位（AEP）：是指给予声音刺激，从头皮上记录到的、经听觉通路所产生的并经叠加处理的电位活动。

脑干听觉反应（ABR）：采用120dB强度的交替疏密波短声刺激一耳，另一耳以60dB白噪声遮蔽，由此诱发并经叠加处理，以反映脑干通路的电位活动。ABR由5～7个波组成，分别标以罗马字Ⅰ～Ⅶ。所有这些波出现在短声（10ms内）刺激之后。

P50：是在刺激后约50ms时出现的一个正相波。正常的知觉需要一种感觉过滤器即感觉门控，P50是反映中枢神经系统抑制功能的一个可靠指标。构建P50应具备两个条件：其一是成对刺激，刺激特性相同，其二是S1为新奇刺激。

躯体感觉诱发电位（SEP）：用电流刺激躯体（通常为肢体或手指、足趾）所引起的神经冲动沿传入神经传至脊髓感觉通路、丘脑至大脑皮层感觉区，在刺激的对侧皮层感觉投射区相应的头皮上所记录到的经叠加处理的电位活动。

关联性负变（CNV）：在2个刺激条件下产生的特殊波形，是一种恒定的慢电位变化。先给被试者预告信号（S1），隔1250ms后再给命令信号（S2），当被试者接受命令信号时立即按键作出反应，这时在头顶部和额部可记录到一个负相偏转的慢电位，即CNV波形。CNV须经20次叠加处理才能记录到，其出现的时间一般是在预告信号后300ms左右，其负相电位一直持续到被试者对命令信号作出操作反应，而电位则由负相向正相偏转直至回到基线为止，CNV全程记录一般为2 500 ms。

P300：所用的诱发刺激有2种或以上，随机编成序列出现，其中有一种刺激为靶刺激，其他为非靶刺激。由这种特殊刺激程序诱发的是正相电位，通常出现在刺激后300 ms左右，故而得名。P300是一种常用的事件相关电位（ERP），因其产生与人的认知过程密切相关，故又是认知电位（CEP）“家族”中的一员。

N400：是ERP的负相波，采用图像视觉测试所诱发的ERP中出现一个波峰，潜伏期在400ms的负相波，命名为N400。N400反映的信息内容不仅比P300丰富，且更为特异。

失配性负波（MMN）：是从2个或多个来源声音信号中，选择某个来源或通道声音进行辨别作业时，由非注意通道刺激序列背景刺激与靶信号微小差别所诱发。潜伏期约200 ms。

平稳眼跟踪运动（SPEM）：测量SPEM的方法是让受试者跟踪一个目标，该目标通常是作摆动运动或三角运动的小光点。眼动通常用眼电图或红外反射光技术记录。

磁刺激器（MS）：在常态下，细胞膜保持1个电位差。静态细胞的跨膜电位是－70mV（细胞内更负）。外加电场叠加到细胞膜两侧可以改变细胞膜电位差，因此，外加电场能够除极化细胞膜，激活可兴奋性组织，如：神经等。利用电磁感应的原理可以产生适合于神经刺激的电场，而且具有非侵入性。使用单脉冲磁刺激器（TMS）时，激活的源泉是时变磁场在组织内的感应电场。使用TMS的脑刺激是在脑外头皮上产生强磁场脉冲实现的，磁场脉冲在脑内感应出电场。当感应电流超过神经组织兴奋阈值时，磁刺激就象电刺激一样刺激相应部位的组织。磁场感应的电场激活皮质神经元。TMS既可以兴奋皮质又可以干扰它的功能。已观察到的兴奋效应通常是肌肉抽动或光幻视；而“损伤”模式，TMS可以瞬间抑制感觉和干扰任务执行。磁刺激仪有两种类型：TMS和重复脉冲磁刺激仪（rTMS）。后者可以产生1～60Hz的刺激群。

脑磁图（MEG）：起源于脑的同一电流既可产生EEG，也可在头部产生磁场，称为神经磁场，这种磁场的测量称为脑电磁图。有关MEG研究较活跃，在一些核心技术方面也有较明显的改进。例如导联数目前最多已增加到256导。在图像处理、磁屏蔽、避免磁场失真、晶体技术等方面都得到了发展。另外，对于测定MEG的超导量子干涉装置也有了进一步的改进。

2 临床应用进展

2.1 常规检测在已引进上述技术的我国精神卫生机构中，EEG、BEAM、AEEG、VEEG、VEP、AEP、ABR、SEP、P300和SPEM 10项技术已作为精神科的临床检测，MS用于精神疾病的辅助治疗。

2.2 科学研究集中于情感性精神病、强迫性神经症及精神分裂症等精神疾病研究，详见本专题报道中和有关参考文献。目前MEG还不能普及推广应用，仅用于实验室科学研究。

3 展望和对策

精神科从生物学或是方法学而言，都是一个十分复杂的疾病。在过去的10余年里在脑电生物学的诊断应用方面已做了许多探索性工作，然而迄今尚无突破性进展。为推进精神科的脑电生物学诊断技术的发展，在今后的研究及临床应用中需要考虑解决以下诸项问题。

3.1 改进和完善检测技术第一信号系统的感觉诱发刺激软件可以照搬照用，重新设计也较简单；而对第二信号系统的诱发刺激软件（目前多数由美国、英国及丹麦等国设计），因中西方文化、语言文字和思维习惯的差异而在我国难以直接使用，故亟需根据中国人的文化、语言文字和思维特点，设计相应的认知电位诱发刺激软件。上述新技术的每一个环节亦应进一步完善和提高。最新的脑电生物技术应当包括提供网络系统和各种现代支持系统。

3.2 正确控制测定变量实验研究时，需更好地控制影响正常人或患者脑电生物测定值的变量。与疾病研究相关并要控制的变量有：临床分型、病程、疾病严重程度、个体素质和遗传基础、治疗用药、脑电生理记录时点、刺激条件以及有关变量因素等。

3.3 脑电生物需与其他手段结合研究主要有（1）行为学或神经心理学指标。（2）与现代影像技术，如功能性磁共振（fMRI）等和脑功能影像检查结合。（3）与基础医学研究紧密结合，首选指标DNA分析及其他生物化学测定指标等。与分子生物学相结合的脑电生物研究，代表了脑电生物发展的一个重要方向。

3.4 重视与临床的紧密结合鼓励与临床研究者进行合作，因为任何临床检测方法，哪怕是先进的SPECT、PET、fMRI和MEG，如不与临床结合，其意义都将黯然失色。

3.5 国际脑电生物学数据共享上述脑电生物学数据是医疗、教学和研究活动中所产生的原始数据、数据产品和相关信息。它具有一般科学数据的特性，即数据的可重复利用和可开发价值，并在广泛应用过程中得到增值，是脑电生物学发展必须的科技资源。人类基因组计划是医学科学数据共享成功的典范，它将信息技术应用人类基因的研究，组织世界上最顶尖的实验室和科学工作者按照同一计划，分工合作，取得了举世公认的成就。为此，我们要尽快建立国际脑电生物学数据管理和共享服务系统，解决目前各专业条块分割的现象。

略，读者需要可向编辑部索取)

10.3969/j.issn.1671-0800.2014.04.002

R749.05

C

1671-0800(2014)04-0379-03

上海申康新兴前沿技术项目（SHDC12013116）；国家临床重点专科资助项目（卫生部医政司2011-873）；江苏省临床医学科技专项项目（BL2013018）；国家重点基础研究发展计划（2010CB529605）

200030上海，上海交通大学医学院附属精神卫生中心（陈兴时、宋立升）；苏州大学附属广济医院（殷光中）

宋立升，主任医师，硕士研究生导师，主要研究方向：精神康复学和诊疗新技术研究。Email:slslulu@163.com