精神科腦電生物學研究新進展

陳興時，宋立升，殷光中

精神科腦電生物學研究新進展

陳興時，宋立升，殷光中

21世紀是腦的世紀，腦電生物學是一門研究腦功能的科學，自然應擔負起這項重要任務。當腦電生物學研究與其他新技術的結合必將對神經科學、精神醫學、神經心理學、腦電生理學、信息科學及電子計算機科學等多個學科的發展有促進作用。本文概述近年來腦電生物學技術在國內精神科臨床中的應用。

1 研究工具進展

腦電圖（EEG）：應用電子放大技術，從安置在頭皮上的電極描記出腦神經細胞的自發生物電活動。

腦電地形圖（BEAM）：是運用特定的計算機技術，對腦電信號的參量進行分級及地形分布進行分析的一種成像技術。BEAM有多種分析法，就臨床常用的方法而論大致可分頻譜分析、功率譜分析和概率顯著性分布圖3大類。

動態腦電圖（AEEG）：是指對患者24 h常態活動進行腦電監測（通過攜帶微型式磁帶記錄儀，儲存來自頭皮電極并通過前置放大器的信號），24h腦電監測也稱為腦電Holter。

視頻腦電圖（VEEG）可分為近距離和遠距離兩種，目前大多采用前者。近距離（通常指醫院內）VEEG系指在使用至少8個導程的EEG給患者記錄的同時，進行電視攝像，兩者在時間上必須同步。近年美國研制的儀器通常為彩色錄像及有分離屏幕技術，即用一個廣角鏡頭監測全身，用另一個特寫鏡頭監測面部，真實地再現患者面部表情、植物神經變化及全身的情況，可顯示出腦電活動與臨床表現的相互聯系。

多導睡眠圖（PSG）：由二導EEG、二導眼動圖（EOG）和一導頦肌電圖（EMG）組成。根據診治的不同需求，還可帶有心電圖（ECG）、鼾聲監測、鼻氣流、胸腹運動、血氧飽和度、體位及肢體活動等功能和指標。

Quisi：具有較新的創意，即一個簡化的設想，一臺敏感的放大器和一個分析軟件是該技術的核心。最后監測結果的信息包括連續記錄8h睡眠信號，并可標注非快眼動期（NREM）和快眼動期（REM），自動生成一整夜睡眠結構圖。

視覺誘發電位（VEP）：為一常用的腦誘發電位（BEP）技術，系指給予視覺刺激時，在兩側后頭部所記錄到的、經視覺通路所產生的并經疊加處理的電位變化。目前通常以閃光、棋盤格翻轉和顏色等作

為刺激而引起VEP。

聽覺誘發電位（AEP）：是指給予聲音刺激，從頭皮上記錄到的、經聽覺通路所產生的并經疊加處理的電位活動。

腦干聽覺反應（ABR）：采用120dB強度的交替疏密波短聲刺激一耳，另一耳以60dB白噪聲遮蔽，由此誘發并經疊加處理，以反映腦干通路的電位活動。ABR由5～7個波組成，分別標以羅馬字Ⅰ～Ⅶ。所有這些波出現在短聲（10ms內）刺激之后。

P50：是在刺激后約50ms時出現的一個正相波。正常的知覺需要一種感覺過濾器即感覺門控，P50是反映中樞神經系統抑制功能的一個可靠指標。構建P50應具備兩個條件：其一是成對刺激，刺激特性相同，其二是S1為新奇刺激。

軀體感覺誘發電位（SEP）：用電流刺激軀體（通常為肢體或手指、足趾）所引起的神經沖動沿傳入神經傳至脊髓感覺通路、丘腦至大腦皮層感覺區，在刺激的對側皮層感覺投射區相應的頭皮上所記錄到的經疊加處理的電位活動。

關聯性負變（CNV）：在2個刺激條件下產生的特殊波形，是一種恒定的慢電位變化。先給被試者預告信號（S1），隔1250ms后再給命令信號（S2），當被試者接受命令信號時立即按鍵作出反應，這時在頭頂部和額部可記錄到一個負相偏轉的慢電位，即CNV波形。CNV須經20次疊加處理才能記錄到，其出現的時間一般是在預告信號后300ms左右，其負相電位一直持續到被試者對命令信號作出操作反應，而電位則由負相向正相偏轉直至回到基線為止，CNV全程記錄一般為2 500 ms。

P300：所用的誘發刺激有2種或以上，隨機編成序列出現，其中有一種刺激為靶刺激，其他為非靶刺激。由這種特殊刺激程序誘發的是正相電位，通常出現在刺激后300 ms左右，故而得名。P300是一種常用的事件相關電位（ERP），因其產生與人的認知過程密切相關，故又是認知電位（CEP）“家族”中的一員。

N400：是ERP的負相波，采用圖像視覺測試所誘發的ERP中出現一個波峰，潛伏期在400ms的負相波，命名為N400。N400反映的信息內容不僅比P300豐富，且更為特異。

失配性負波（MMN）：是從2個或多個來源聲音信號中，選擇某個來源或通道聲音進行辨別作業時，由非注意通道刺激序列背景刺激與靶信號微小差別所誘發。潛伏期約200 ms。

平穩眼跟蹤運動（SPEM）：測量SPEM的方法是讓受試者跟蹤一個目標，該目標通常是作擺動運動或三角運動的小光點。眼動通常用眼電圖或紅外反射光技術記錄。

磁刺激器（MS）：在常態下，細胞膜保持1個電位差。靜態細胞的跨膜電位是－70mV（細胞內更負）。外加電場疊加到細胞膜兩側可以改變細胞膜電位差，因此，外加電場能夠除極化細胞膜，激活可興奮性組織，如：神經等。利用電磁感應的原理可以產生適合于神經刺激的電場，而且具有非侵入性。使用單脈沖磁刺激器（TMS）時，激活的源泉是時變磁場在組織內的感應電場。使用TMS的腦刺激是在腦外頭皮上產生強磁場脈沖實現的，磁場脈沖在腦內感應出電場。當感應電流超過神經組織興奮閾值時，磁刺激就象電刺激一樣刺激相應部位的組織。磁場感應的電場激活皮質神經元。TMS既可以興奮皮質又可以干擾它的功能。已觀察到的興奮效應通常是肌肉抽動或光幻視；而“損傷”模式，TMS可以瞬間抑制感覺和干擾任務執行。磁刺激儀有兩種類型：TMS和重復脈沖磁刺激儀（rTMS）。后者可以產生1～60Hz的刺激群。

腦磁圖（MEG）：起源于腦的同一電流既可產生EEG，也可在頭部產生磁場，稱為神經磁場，這種磁場的測量稱為腦電磁圖。有關MEG研究較活躍，在一些核心技術方面也有較明顯的改進。例如導聯數目前最多已增加到256導。在圖像處理、磁屏蔽、避免磁場失真、晶體技術等方面都得到了發展。另外，對于測定MEG的超導量子干涉裝置也有了進一步的改進。

2 臨床應用進展

2.1 常規檢測在已引進上述技術的我國精神衛生機構中，EEG、BEAM、AEEG、VEEG、VEP、AEP、ABR、SEP、P300和SPEM 10項技術已作為精神科的臨床檢測，MS用于精神疾病的輔助治療。

2.2 科學研究集中于情感性精神病、強迫性神經癥及精神分裂癥等精神疾病研究，詳見本專題報道中和有關參考文獻。目前MEG還不能普及推廣應用，僅用于實驗室科學研究。

3 展望和對策

精神科從生物學或是方法學而言，都是一個十分復雜的疾病。在過去的10余年里在腦電生物學的診斷應用方面已做了許多探索性工作，然而迄今尚無突破性進展。為推進精神科的腦電生物學診斷技術的發展，在今后的研究及臨床應用中需要考慮解決以下諸項問題。

3.1 改進和完善檢測技術第一信號系統的感覺誘發刺激軟件可以照搬照用，重新設計也較簡單；而對第二信號系統的誘發刺激軟件（目前多數由美國、英國及丹麥等國設計），因中西方文化、語言文字和思維習慣的差異而在我國難以直接使用，故亟需根據中國人的文化、語言文字和思維特點，設計相應的認知電位誘發刺激軟件。上述新技術的每一個環節亦應進一步完善和提高。最新的腦電生物技術應當包括提供網絡系統和各種現代支持系統。

3.2 正確控制測定變量實驗研究時，需更好地控制影響正常人或患者腦電生物測定值的變量。與疾病研究相關并要控制的變量有：臨床分型、病程、疾病嚴重程度、個體素質和遺傳基礎、治療用藥、腦電生理記錄時點、刺激條件以及有關變量因素等。

3.3 腦電生物需與其他手段結合研究主要有（1）行為學或神經心理學指標。（2）與現代影像技術，如功能性磁共振（fMRI）等和腦功能影像檢查結合。（3）與基礎醫學研究緊密結合，首選指標DNA分析及其他生物化學測定指標等。與分子生物學相結合的腦電生物研究，代表了腦電生物發展的一個重要方向。

3.4 重視與臨床的緊密結合鼓勵與臨床研究者進行合作，因為任何臨床檢測方法，哪怕是先進的SPECT、PET、fMRI和MEG，如不與臨床結合，其意義都將黯然失色。

3.5 國際腦電生物學數據共享上述腦電生物學數據是醫療、教學和研究活動中所產生的原始數據、數據產品和相關信息。它具有一般科學數據的特性，即數據的可重復利用和可開發價值，并在廣泛應用過程中得到增值，是腦電生物學發展必須的科技資源。人類基因組計劃是醫學科學數據共享成功的典范，它將信息技術應用人類基因的研究，組織世界上最頂尖的實驗室和科學工作者按照同一計劃，分工合作，取得了舉世公認的成就。為此，我們要盡快建立國際腦電生物學數據管理和共享服務系統，解決目前各專業條塊分割的現象。

略，讀者需要可向編輯部索取)

10.3969/j.issn.1671-0800.2014.04.002

R749.05

C

1671-0800(2014)04-0379-03

上海申康新興前沿技術項目（SHDC12013116）；國家臨床重點專科資助項目（衛生部醫政司2011-873）；江蘇省臨床醫學科技專項項目（BL2013018）；國家重點基礎研究發展計劃（2010CB529605）

200030上海，上海交通大學醫學院附屬精神衛生中心（陳興時、宋立升）；蘇州大學附屬廣濟醫院（殷光中）

宋立升，主任醫師，碩士研究生導師，主要研究方向：精神康復學和診療新技術研究。Email:slslulu@163.com