高精度经颅直流电刺激对精神分裂症患者认知及社会功能的影响

何孔亮，梁丹丹，李智勇，袁 会，汪 凯，王 璐，孙金梅

精神分裂症是一种重性精神疾病，患者常伴有认知功能及社会功能障碍。认知功能障碍包括语言、记忆、注意力及理解等多个领域的损害，这种损害不仅出现在急性发作期，还会持续存在于恢复期[1-2]。社会功能障碍表现为生活自理能力差、家庭和社会角色职能缺陷、回避社交等。目前治疗主要是通过药物与心理干预，但常规治疗并不是对所有患者均能取得疗效[3]。非侵入性脑刺激技术是近年来用于辅助治疗精神科疾病的一类方法[4]，如常见的重复经颅磁刺激(repeated transcranial magnetic stimulation，rTMS)与经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation，tDCS) 。由于tDCS具有刺激强度小、效果持久、价格低廉、极少出现不良反应等优点，有力的促进了其在临床研究的应用。高精度经颅直流电刺激(high definition transcranial direct current stimulation，HD-tDCS)在传统tDCS基础上加以改进升级，提高了空间分辨率，从而能更精确地给予特定部位以刺激，目前仍属于一项新兴的技术，国内外将其运用于精神分裂症患者治疗中均较少见[5]。该研究采用HD-tDCS治疗精神分裂症患者，探讨其对认知功能与社会功能的影响，为今后临床应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 病例资料选取2018年1月～2019年6月安徽医科大学附属心理医院收治的恢复期精神分裂症患者100例作为研究对象。纳入标准：符合DSM-5精神分裂症诊断标准;初中及以上文化程度；年龄18～50岁；无听力和视力障碍；入组前近1个月内患者的药物种类和剂量稳定；经药物治疗后能够配合完成研究中各项检查及治疗。排除标准：妊娠期妇女或孕妇；不合作，无法完成实验者；患有严重的神经系统疾病、药物或酒精依赖史、器质性脑损伤史存在脑器质性病变的患者。

符合入组标准并签署知情同意书，使用数字表法将患者分为真刺激组和假刺激组，每组50例。真刺激组：男性26例，女性24例，年龄为18～33(25.5±7.40)岁，受教育程度10～16(13.3±2.68)年，病程为3～117(59.5±57.32)月，PANSS阳性分数为9～16(12.4±3.29)分，PANSS阴性分为11～27(18.7±7.63)分，一般病理分为22～32(26.7±4.52)分，PANSS总分：46～70(57.8±11.63)分。真刺激组用药：利培酮(11例)、阿立哌唑(7例)、奥氮平(5例)、氯氮平(7例)、氯氮平+阿立哌唑(9例)、氯氮平+利培酮(11例)。假刺激组：男性24例，女性26例；年龄为20～31(25.1±5.66)岁，受教育程度为10～16(12.7±2.52)年，病程为2～113(57.2±55.11)月，PANSS阳性分7～18(12.7±5.21)分，PANSS阴性分为12～23(17.4±5.25)分，一般病理分为19～32(25.8±6.12)分，PANSS总分为46～66(55.9±9.86)分。假刺激组用药：利培酮(9例)、阿立哌唑(13例)、奥氮平(3例)、氯氮平(10例)、氯氮平+阿立哌唑(9例)、氯氮平+利培酮(6例)。真刺激组与假刺激组在性别、年龄、受教育程度、病程以及PANSS评分等资料上，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组基线资料的比较

1.2 研究方法两组均在精神科常规治疗基础上另采用HD-tDCS治疗，刺激前使用生理盐水浸润海绵，嘱患者在刺激过程中观看相同风景图片。仪器采用StarStim85G经颅直流电刺激仪(西班牙NE公司)，使用1×4高精度电极，将阳极电极固定在左侧背外侧前额叶皮层(dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC)，见图1中F3位置，阴极电极放置于FP1/F7/C3/FZ位置，真刺激组采用1.5 mA的电流刺激20 min，电流递增与递减时间均为30 s，假刺激组参数设置与真刺激组一致，但仅在刺激开始与结束的30 s内有电流通过，患者无法分辨自己接受的哪种刺激。两组均每天进行1次电刺激，持续10 d。

1.3 评价指标治疗前与治疗1个月后，均分别采用社会功能评定量表(scale of social function of psychosis inpatients，SSPI)、中文版MATRICS认知成套测验(MATRICS consensus cognitive battery，MCCB)对两组患者的社会功能与认知功能进行测评。SSPI：总共12个条目，分为日常生活能力(3条目)、动性和交往情况(5条目)、社会性活动技能(4条目)3个因子，每个条目评分范围为0～4分，计算单因子得分，并计算总得分，≤38分为社会功能缺陷，>38分为社会功能正常。MCCB：共9个分测试与7个维度，包括信息处理速度、注意/警觉、工作记忆、词语学习、视觉学习、推理和问题解决能力与社会认知，每个维度及总分评分越高表示相应功能越好。观察与记录两组在电刺激治疗过程中出现的不良反应。

2 结果

2.1 两组MCCB各项评分比较治疗前两组MCCB总分与各项评分比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；治疗后真刺激组MCCB总分、信息处理速度、注意/警觉、工作记忆、推理和问题解决单项分均较治疗前升高(P<0.05)，假刺激组仅MCCB总分与推理和问题解决单项分较治疗前升高(P<0.05)；治疗后真刺激组的MCCB总分及4个因子分(信息处理速度、注意/警觉、工作记忆、推理和问题解决)高于假刺激组(P<0.05)。见表2。

表2 两组MCCB各项评分比较

2.2 两组SSPI评分的比较治疗前两组SSPI总分与各项评分比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；治疗后两组患者SSPI总分及各项因子分均较治疗前升高(P<0.05)，且真刺激组的SSPI总分及各项因子分高于假刺激组(P<0.05)。见表3。

表3 两组SSPI评分的比较

2.3 两组不良反应的比较HD-tDCS治疗期间，两组患者均对电刺激或者假刺激耐受良好，未出现严重不良事件。轻微不良反应有：真刺激组出现刺痛感36例、痒感27例、头皮疼痛感16例、皮肤发红8例；假刺激组出现刺痛感31例、痒感21例、头皮疼痛12例、皮肤发红3例，两组不良反应比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

3 讨论

精神分裂症患者接受住院治疗，通常采取的是药物治疗及心理干预等措施，能一定程度上改善患者的精神症状，但对于患者的认知功能及社会功能障碍的改善收效甚微，患者出院后仍难以回归家庭和社会，这对其个人的生活质量造成了严重的影响，对其家庭乃至社会均造成了一定负担[6-7]。随着近年来影像学技术的进步，研究逐渐表明精神分裂症患者认知损伤的核心——工作记忆损伤与左侧背外侧前额叶激活和异常连接相关，这为HD-tDCS在精神分裂症患者中的应用提供了理论基础[8-9]。

本研究在对精神分裂症恢复期患者进行常规药物及心理干预基础上，另外给予连续10 d的HD-tDCS刺激，发现真刺激组MCCB总分以及信息处理速度、注意/警觉、工作记忆、推理和问题解决单项分均较治疗前升高，且高于假刺激组，假刺激组仅MCCB总分与推理和问题解决单项分较治疗前升高。这提示常规治疗能改善患者的推理和问题解决能力，而HD-tDCS能在此基础上进一步改善患者信息处理速度、注意/警觉、工作记忆，这可能是由于HD-tDCS能通过给精神分裂症患者颅内特定区域施加电流，上调皮层兴奋性，激活受抑制脑区，增加大脑认知区域功能性改变[10-12]。郭大龙 等[10]通过回顾既往文献指出tDCS可以通过电极将电流输送指定脑区，改变神经元膜静息电位，提升或者降低某部分脑区的兴奋性，最终可用于增强执行特定任务的大脑认知能力；雷幸幸 等[11]亦通过总结既往研究指出tDCS可进一步增强老年人和阿尔茨海默病患者的认知功能，均对本研究中HD-tDCS对精神分裂症患者认知功能的作用机制提供了理论支持。曾雅琴 等[12]指出采用tDCS阳极刺激左侧背外侧前额叶，能改善脑卒中后血管性认知功能障碍患者的认知功能，这与本研究HD-tDCS采用的刺激部位相同，由于现有研究均认为精神分裂症患者该部位脑区活动异常激活，采用阳极电极刺激能够达到抑制的效果；不同的是既往多采用2 mA的传统型tDCS治疗，本研究采用的是1.5 mA的HD-tDCS，考虑到的是HD-tDCS能够精准地提供电流，故采用更低强度以降低不良反应。

治疗后两组患者SSPI总分及各项因子分均较治疗前升高，且真刺激组的SSPI总分及各项因子分高于假刺激组，提示HD-tDCS能间接提高社会功能。真假刺激组均给予了药物治疗及一般心理干预，唯一不同之处在于10 d的HD-tDCS刺激，它对于认知功能的改善效果较为明确，而社会功能的评估包括日常生活能力、动性和交往情况与社会性活动技能三个方面，HD-tDCS对于患者社会功能的改善似乎找不到明确的依据支持。既往有学者[13]指出tDCS对于精神分裂症患者的幻听症状、认知功能、阴性症状与社会功能有改善，但出于该方面的研究数据尚少，未能详述具体机制。本研究推测可能原因为：患者在药物及心理干预等康复措施的帮助下处于缓慢地恢复中，加之大脑异常区域在接受刺激治疗后有重塑可能性，精神症状及认知功能得到改善，信息处理速度、注意/警觉、工作记忆与推理和问题解决均对于患者的日常生活与交际方面有所帮助，因此更进一步促进了患者的社会功能的恢复。

两组患者均对电刺激或者假刺激耐受良好，未出现严重不良反应事件，且两组出现的轻微不适，如疼痛感、痒感、皮肤发红等发生率差异无统计学意义，说明HD-tDCS与传统型tDCS一样安全性很高。近年来对精神分裂症患者的tDCS研究中多数采用2 mA电流，本文采用的是在tDCS的基础上加以改进的HD-tDCS，5个电极片放置在脑部特定位置将电流局限在特定区域提高有效率，故可降低强度采用1.5 mA的电流，保证电流对皮层的兴奋作用，但未来还需要比较不同电流强度HD-tDCS效果以进一步明确适合的刺激电流强度[14-15]。

综上所述，对于恢复期精神分裂症患者采用HD-tDCS治疗，有利于促进患者认知功能康复，提高社会功能，且安全性高，适用于临床对精神分裂患者的辅助治疗。本研究存在的不足之处：首先，对于精神分裂症患者药物的使用不统一，且入组病例的来源单一，今后可以选取不同医院的患者，加大样本量，做到同一种抗精神病药物组间比较，以保证结果的可靠性；其次，研究也未能深入探讨HD-tDCS 改善认知功能相关区域的机制，将来实验时可以设计将HD-tDCS阳极作用于左侧颞顶交界区，同时结合脑电和影像学等技术，更加全面的探究HD-tDCS作用机制，为其在临床上的应用提供更多可靠的依据。