老年輕度認知功能障礙患者事件相關電位N400

楊海英 李秀艷 許桂春 孟慶慧

(濰坊醫學院護理學院,山東 濰坊 261053)

輕度認知障礙(MCI)由美國著名精神科專家Petersen于1996年提出,一般認為是“癡呆的前期狀態”〔1〕。目前許多學者認為,MCI代表阿爾茨海(AD)的極早期階段,以記憶障礙為其最基本和最主要的特征。日常生活能力一般不受影響。MCI患者每年約有10% ～15%轉化為AD,是AD的高危人群,如果在MCI階段能給予治療干預,有可能降低AD發病率〔2〕。因此如何早期診斷MCI成為近年來老年病學和神經病學的研究熱點。目前,MCI的臨床診斷主要依據量表、臨床表現及一系列神經心理學測試,缺乏敏感特異的實驗室指標。本研究運用事件相關電位技術,以N400為指標,研究了老年輕度認知障礙患者N400的特點及臨床價值,希望為AD的早期診斷有幫助。

1 資料與方法

1.1 一般資料 觀察組16例患者(根據參照美國精神障礙診斷與統計手冊第4版(DSM-IV)中的輕度神經認知損害研究標準和上海市精神衛生中心的MCI診斷標準確診的),其中男9例,女7例,年齡62～76歲,中位年齡71歲,受教育年限(6.2±2.1)年,簡易智能狀態量表檢查(MMSE)23～27(25.8±1.1)分。對照組16例為正常健康體檢者,其中男8例,女8例,年齡61～76歲,中位年齡 70歲,受教育年限(6.5±2.4)年,MMSE 28～30(29.1±0.8)分。兩組 MMSE得分有顯著差異。兩組性別、年齡、受教育程度差異無顯著性。全部受試者均來自山東濰坊某老年苑,其均為右利手,母語為漢語,視覺正常,無神經系統及精神疾患。

1.2 刺激材料 刺激材料為漢語句子,共80個句子,分成2組,這些語句的最后一個詞為目標詞(靶詞),它們與語句主體的關系在語義上分為兩種類型:語義一致(匹配)和語義不一致(不匹配)。匹配句與不匹配句各半。句子結尾詞為目標詞,與語句主體的搭配邏輯上和語義上都可以高度預期的為一致如“我喝一杯牛奶”,稱之為匹配;目標詞與語句主體預期概率為零的為不一致,如“書店出售炸彈”,稱為不匹配;材料的呈現方式以目標詞前語句和目標詞為單位,即一一地呈現 ,以詞在相關語句的相關功能進行切分,譬如:“書店出售炸彈”被切分為“書店出售”、“炸彈”。這些漢字均為高頻詞,其使用頻率 ＞30次/萬詞,其筆畫在4～14之間。

1.3 刺激的呈現 所有刺激均在微機上顯示,每一句子均被切分成兩部分,分別以圖片的形式呈現,受試者雙眼與刺激字平行,并距屏幕約1 m的距離。字體大小為4 cm×4 cm,每張圖片呈現時間為800 ms,圖片間隔為2 000 ms到2 200 ms隨機。開始之前500 ms有一持續呈現時間為300 ms白色“+”,提示受試者句子即將出現,請不要眨眼;在句子結尾詞(靶詞)顯示后2 000 ms內,要求被試左右手按鼠標左右鍵反應用以記錄判斷正誤。

1.4 實驗程序 讓受試者坐在舒適的沙發上,實驗開始前以口頭方式向受試者說明本實驗的性質及要求,讓受試者仔細閱讀實驗指導語。指導語如下:在你的前面的屏幕中央將要呈現漢語句子 ,當中央顯示區出現白色“+”的符號時,提示句子前成分即將出現,請你在字詞顯示過程中不要眨眼;每句話均被拆成兩部分,分別以圖片的形式依次呈現,你要注意看,不要出聲,在句子呈現后判斷靶詞在語義上是否正確,如正確(匹配)請按鼠標左鍵反應,如不正確(不匹配)則按鼠標右鍵反應。正式試驗前教會被試,并進行20句練習。

1.5 腦電生理學記錄及數據統計 采用美國Neuroscan公司生產的ESI-32導腦電信號采集記錄儀記錄32導腦電,雙側乳突連線作參考,同時記錄水平眼電和垂直眼電。電極與皮膚接觸阻抗小于 5 kΩ,記錄帶寬為 0.1～70 Hz,采樣率為1 000 Hz/導。腦電數據存入光盤,離線分析。用Scan4.3軟件分析EEG數據。EOG信號相關法去除眼電偽跡,分析時程(epoch)為1 000 ms,含刺激前200 ms為基線矯正,波幅大于 ±100μV視為偽跡予以剔除,低通數字濾波器濾波20 Hz。在靶詞顯示后的250～500 ms范圍內選最低負向點作為N400的峰點,分別統計其潛伏期及波幅。

1.6 統計學處理 計數資料數據用x ±s表示,采用t檢驗進行分析,所有數據采用SPSS 13.0統計軟件處理。

2 結 果

2.1 兩組波形分析 兩組匹配與不匹配兩種刺激類型均可產生清晰的N400波形。其廣泛分布于頭皮各區,以額、中央、頂區最大分布。與對照組比較,觀察組的N400波形較寬而低平。

2.2 兩組N400潛伏期分析 對照組的匹配與不匹配的N400潛伏期(PL)、觀察組匹配與不匹配的N400 PL分別比較,統計學上差異有顯著性(P＜0.01)。對照組與觀察組匹配的N400 PL比較,統計學上差異有顯著性(P＜0.01)、對照組與觀察組不匹配的N400 PL比較,統計學上差異有顯著性(P＜0.001)。見表1。

2.3 兩組N400波幅分析 對照組的匹配與不匹配的N400比較,統計學上差異有顯著性(P＜0.01)、觀察組匹配比不匹配的 N400波幅比較,除Fz外均有統計學上差異(P＜0.05)。對照組與觀察組匹配的N400波幅比較,除Pz外均有統計學上差異(P＜0.05)、對照組與觀察組不匹配詞的N400波幅比較,統計學上差異有顯著性(P＜0.05)。見表2。

表1 對照組與觀察組的N400潛伏期比較(x±s)

表2 對照組與觀察組的N400波幅比較(x±s)

3 討 論

MCI是介于正常衰老與癡呆之間的認知功能缺損狀態,以獲得性認知功能障礙,不伴有顯著的日常生活能力下降為特征,由美國著名精神科專家Petersen提出的癡呆的前期狀態。近年研究發現,伴有高級語言功能、視空間和執行功能、注意力等認知功能受損的老年MCI患者,較單純記憶損害者具有更高的阿爾茨海默病轉化率〔3,4〕。MCI具有可逆性,因此,盡早對MCI患者確診是非常迫切和必要。

事件相關電位(ERP)技術是利用固定刺激-反應的鎖時關系,從頭顱表面記錄到的大腦的特殊的誘發電位,其時間分辨可達到毫秒級。N400是一種與語言認知事件相關的內源性成分,它反映的是與語言相關的認知活動 ,可作為評價大腦高級心理活動的客觀指標〔5〕。N400為ERP成分中潛伏期400 ms左右出現一個負相波,反映了大腦皮層對語言的認知加工過程。N400的波幅、潛伏期及頭皮分布特征等多個維度來描述腦語言認知加工過程。波幅顯示了腦語言認知加工的難易程度。潛伏期反映語言認知加工的時間進程,頭皮分布特征表明語言認知過程的大腦皮層定位〔6〕。

我們根據MCI的診斷標準選取16例患者為觀察組,同時選取16例健康者作為對照組,兩組患者進行語義違例實驗〔7〕,對照組與觀察組的N400的波形相似,觀察組的N400的潛伏期較對照組有明顯延長,有明顯統計學意義;觀察組的N400的波幅較對照組有明顯降低,除Pz外均有統計學上差異。這與Olichney〔8〕等報道相一致,MCI的潛伏期延長,利用N400檢查MCI病人的語義變化能力,發現其在靶詞刺激后500 s才開始啟動。而正常對照組不到300 s就開始啟動,兩者之間的差異具有統計學意義。因此,由于N400是與語言認知相關的成分,雖然MCI患者沒有明顯的言語功能障礙,結果提示了MCI患者的語言認知能力可能低于正常人。可以推測MCI患者的腦部可能存在氧代謝障礙,糖代謝障礙和血流灌注不足,從而腦神經元功能受損,神經突觸聯系減少,這些變化很可能與MCI患者反應速度減慢和腦資源利用減少有關,當然也可能由于MCI患者伴有高脂血癥、糖尿病及炎性因子的作用〔9,10〕等共同作用使腦部供血供氧障礙,神經電活動傳導速度減慢,詞語存取過程速度延遲,導致語義啟動過程的“節點”激活減少,認知不能達到較深的程度,相應提取的信息減少;注意力降低,短時記憶能力減退,不能很好控制與期待詞語義相關的選擇性激活。

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6 Ferandez-Carballal C,Carcia-Salazar F,Pe rez-Calvo J,et al.Management of recurrent trigeminal neuralgia after failed microvascular decompression〔J〕.Neurocirugia,2004;15:345-52.

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9 Magaki S,Mueller C,Dickson C,et al.Interased production of inflammatory cytokines in mild cognitive impairment〔J〕.Exp Gerontol,2007;42(3):232-40.

10 Kivipeho M,Helkata EL,Hanninen T,et al.Midlife vascular risk factorsand late-life mild cognitive impairment:a population based study〔J〕.Neurology,2001;56(12):1683-9.