注意缺陷多動障礙患兒面孔表情加工電位研究

程芳 張文武 劉世燕 丁士炬 胡莎莎 劉之旺

注意缺陷多動障礙患兒面孔表情加工電位研究

程芳 張文武 劉世燕 丁士炬 胡莎莎 劉之旺

目的 探討注意缺陷多動障礙（ADHD）患兒面孔表情加工成分的特征。方法 收集符合DSM-IV診斷標準ADHD患兒35例及與其性別、年齡匹配的正常兒童35例作為對照組，比較兩組在高興、中性、憤怒、恐懼4種表情面孔的視覺刺激下，枕、顳區P100及N170波幅差異。結果 ADHD組在各種面孔刺激下，兩側枕區P100波幅低于對照組，兩側枕、顳區N170波幅低于對照組；ADHD組組內比較各種表情刺激下P100及N170波幅無明顯差異，而對照組組內左枕區P100波幅由高興、憤怒、恐懼面孔誘發明顯高于中性面孔，左顳區N170波幅由恐懼面孔誘發明顯高于中性面孔。結論 ADHD患兒對不同面孔表情的加工均有減弱，P100波幅分析提示ADHD患兒在早期情緒無意識加工過程中失去對正性及負性面孔的注意偏向，N170波幅分析提示ADHD患者對恐懼面孔特征的識別異常。

注意缺陷多動障礙 表情面孔 情緒圖片 腦誘發電位

【 Abstract】 Objective To investigate the brain potentials of facial expression processing in children with attention-deficit hyperactivity disorder(ADHD). Methods Thirty five children with ADHD diagnosed according to DSM-IV criteria and 35 ageand gender-matched normal children as controls were enrolled in the study.The P100 and N170 component wave amplitude in occipitotemporal area evoked by happy,neutral,anger and fear expression facial visual stimuli were compared between two groups. Results With the four expression facial visual stimuli,bilateral occipital P100 amplitude of ADHD children was lower than that ofnormal controls;and the bilateraloccipital and temporal N170 amplitude were lower than those of control group.There were no significant differences in N170 and P100 amplitude of ADHD group who were stimulated by four expression faces.In control group the left occipital P100 wave amplitudes evoked by happiness,anger and fear expression faces was significantly higher than that evoked by neutral expression face,and the N170 amplitude in the left temporal region evoked by fear expression face was significantly higher than that by neutral faces. Conclusion P100 component analysis shows that ADHD children lost the attention bias of the positive and negative faces in the early emotional unconscious process,N170 component analysis shows that ADHD children identify fear expression face abnormally.

注意缺陷多動障礙（attention deficit hyperactivity disorder，ADHD）是發生于兒童期最常見的神經發育性障礙，臨床表現為注意缺陷與多動沖動等核心癥狀，導致患者的學業、職業、家庭等社會功能廣泛損害[1]。近年來ADHD患者情緒問題逐漸引起重視，有學者認為ADHD患者存在情緒調節異常[2-3]。有研究發現，ADHD患者對愉快、恐懼、憤怒等面孔表情識別存在異常[4]。但目前對ADHD患者面孔表情加工腦電機制的研究仍然較少，本研究比較了ADHD患兒與正常兒童在4種不同情緒面孔刺激下的誘發電位，探討ADHD患兒面孔表情加工成分的特征。

1 對象和方法

1.1 對象 收集2013年12月至2014年3月寧波市康寧醫院門診就診的ADHD患兒35例，男27例，女8例，年齡9～15（11.12±0.52）歲。納入標準：（1）經精神科主治醫師以上職稱的醫師確診，符合精神障礙診斷與統計手冊第4版[5]（DSM-IV）ADHD混合型診斷標準的患兒；（2）年齡 9～15歲；（3）右利手；（4）中國修訂韋氏學齡期智力量表總智商（IQ）≥80；（5）無視聽障礙，能理解并應答認知任務；（6）未經過治療，排除情緒障礙等共患疾病的ADHD患者。收集寧波市鄞州區高橋鎮中心小學學生及本院職工子女35例作為對照組，男22例，女13例，年齡9～15（10.92±0.75）歲；視聽正常，排除任何發育及精神障礙的正常兒童。兩組性別、年齡比較差異均無統計學意義（均P＞0.05）。本研究獲得寧波市康寧醫院倫理委員會的審核批準，所有研究對象都由家長簽署書面知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 刺激端實驗設計 以E-prime軟件設計心理學任務，采用中國化情緒面孔刺激材料[6]中情緒效價高于5分的高興、中性、憤怒及恐懼面孔各24張，所有面孔都制作成9cm×10cm大小（260×300像素），掩蔽刺激為1張網格圖片。面孔圖片在計算機屏幕上隨機呈現，每種情緒圖片共出現80次，讓受試者注視情緒圖片。情緒面孔刺激時標記marker（S1：高興，S2：中性，S3：憤怒，S4：恐懼），以實現與腦電記錄、分析系統同步。

1.2.2 腦誘發電位數據采集與分析 記錄儀器設備為德國Brainprodycts腦電/事件相關電位分析系統，受試者按國際標準10/20腦電記錄系統在頭皮安置記錄電極并同步記錄腦電信號，腦電采樣頻率為1 000Hz。鼻電極為參考電極，前額發際下1cm接地，并同時記錄水平眼動和垂直眼動，參考電極與頭皮導聯的電阻均＜5kΩ。電極安裝完畢，受試者坐于暗光室內，兩眼水平注視屏幕中心的一點，眼睛距屏幕中心1m。受試采集到的腦電數據采用Analyzer 1.05（Brain Product）軟件進行離線分析：設定濾波帶通為0.5～30.0 Hz，分段時間窗為刺激呈現前200ms至刺激呈現后1 000ms，基線校正以刺激前200ms為參考，矯正眨眼等偽跡，并剔除波幅＞±100uV的分段。隨后按標記分別疊加4種情緒面孔刺激誘發的P100波幅及N170波幅，對照組27例、ADHD組31例在枕、顳區（O1：左枕、O2：右枕、T5：左顳、T6：右顳）成功疊加出P100波幅及N170波幅。

1.3 統計學處理 應用SPSS13.0統計軟件。計量資料以表示，兩組間比較采用t檢驗，計數資料組間比較采用χ2檢驗，對P100、N170波幅的影響因素包括組間因素（ADHD組和對照組），組內電極因素（左右）及組內不同表情刺激類型（4種情緒面孔類型），采用2×2×4的三因素重復測量方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗。

2 結果

2.1 P100波幅 兩組不同表情面孔刺激誘發的P100波幅見表1。

表1 兩組不同表情面孔誘發的P100波幅（uV）

由表1可見，枕區P100波幅：組間因素主效應、表情因素主效應及組間因素與表情因素的交互效應比較差異均有統計學意義（F=11.14、3.56、2.86，P=0.00、0.02、0.04）；電極因素主效應、電極與表情交互效應、組間與電極交互效應及各因素的交互效應差異均無統計學意義（F=1.14、0.83、0.50、0.78，P=0.22、0.39、0.48、0.51）。進一步兩兩比較顯示，組間可見ADHD組在兩側枕區由各種表情誘發的波幅均低于對照組；組內比較在對照組左枕區可見高興、憤怒、恐懼等面孔誘發的波幅明顯高于中性面孔誘發的波幅，而ADHD組組內無差異。顳區P100波幅：組間因素主效應、電極因素主效應及表情因素主效應差異均無統計學意義（F=3.08、1.47、1.79，P= 0.08、0.23、0.19），組間與電極交互效應、組間與表情交互效應、電極與表情交互效應及各因素交互效應差異均無統計學意義（F=0.33、0.25、1.67、2.04，P=0.57、0.86、0.17、0.11）。

2.2 N170波幅 兩組不同表情面孔刺激誘發N170波幅見表2，兩組不同面孔表情誘發的P100、N170波形見圖1。

由表2、圖1可見，枕區N170波幅：組間因素主效應有統計學意義（F=19.00，P=0.00），電極因素主效應、表情因素主效應差異均無統計學意義（F=2.80、2.33，P= 0.07、0.11），組間與電極交互效應差異有統計學意義（F= 2.95，P=0.06），組間與表情交互效應、電極與表情交互效應及各因素交互效應差異均無統計學意義（F=0.30、2.01、0.94，P=0.66、0.13、0.53）；進一步兩兩比較顯示，ADHD組在兩側枕區由各種表情誘發的波幅均低于正常對照組。顳區N170波幅：組間因素主效應、組內表情因素主效應、組間與表情交互效應差異均有統計學意義（F=7.19、5.22、3.11，P=0.00、0.00、0.03），電極因素主效應、組間與電極交互效應、電極與表情因素交互效應及各因素間交互效應差異均無統計學意義（F=1.67、0.31、1.70、2.11，P=0.14、0.49、0.14、0.06）。進一步兩兩比較顯示，ADHD組在兩側顳區由各種表情誘發的N170波幅均低于對照組；左側顳區正常對照組組內不同表情誘發的波幅比較，由恐懼面孔誘發的波幅明顯高于中性情緒波幅，而ADHD組內不同表情之間比較無差異。

表2 兩組不同表情面孔誘發N170波幅（uV）

圖1 兩組各區不同表情誘發P100、N170波形比較

3 討論

面孔表情圖片是目前研究情緒的常用工具，通過觀察被試識別情緒圖片的行為學反應或在圖片刺激條件下的腦電生理、影像學指標，了解被試對社會性線索（如人際關系）的情緒調節過程及其神經機制，已廣泛應用于心境障礙、輕度認知功能障礙及孤獨癥等疾病的研究。

P100波和N170波一般發生于面孔刺激后200ms內，目前認為兩者是面孔視覺加工相關的早期特異性電位，是視覺信息輸入杏仁核前在大腦皮質下的傳遞過程，P100代表了對情緒早期的無意識感知，但對N170的解釋目前尚有爭議，有研究認為N170代表面孔結構編碼，即N170波幅不受表情特征的影響，另外也有研究認為N170是表情的特征編碼過程，故不同表情誘發的N170波幅不同[7-8]。本研究結果顯示ADHD組患者面孔加工電位主要有以下特征：（1）各種情緒面孔誘發的P100、N170波幅總體低于對照組，反映了ADHD患者因為注意缺陷，對面孔信息加工普遍的減弱，該結果支持情緒加工受注意資源的制約和調節的理論[9]。（2）ADHD組組內左側枕區不同表情誘發的P100波幅無明顯差異，而對照組組內由高興、憤怒、恐懼等面孔誘發的P100波波幅高于中性表情，說明正常兒童對情緒的無意識加工過程中對正性及負性面孔有一定的注意偏向，而ADHD患者表現相對的減弱。這支持了ADHD患者面孔識別的行為學研究結果，ADHD患者不僅對正性圖片的愉悅度和優勢度偏低，對負性圖片的喚醒度也偏低[4]，臨床上也可觀察到ADHD患者具有對獎賞和懲罰刺激都不敏感的特征。（3）ADHD組組內左顳區不同表情誘發的N170波幅無明顯差異，而對照組內由恐懼面孔誘發N170波幅明顯高于中性面孔。本研究在正常兒童中的結果支持N170波幅是對面孔特征的編碼過程，與之前在健康人群中的部分研究[10-11]結果一致，即認為帶有情緒色彩的表情要比中性表情誘發更大的N170波幅，說明ADHD患兒存在恐懼面孔特征的加工異常或識別異常，這或可解釋ADHD患者常不能識別危險情景，表現為冒險沖動行為的臨床特征。

Williams等[12]的研究也觀察了ADHD患者在不同面孔刺激下，枕顳區P100波、N170波與對照組的差異，研究結果顯示ADHD患者P100波波幅在兩側枕區均低于正常對照，以恐懼、憤怒面孔刺激下更為明顯，而隨后的N170波幅明顯高于正常對照，以右側枕區恐懼、憤怒面孔刺激下最為明顯，該研究對P100波幅分析與本研究結果基本一致，而對N170波幅高于正常對照的結果與本研究結果相反。主要原因可能是實驗設計有所不同，本研究的設計主要考察ADHD患者對面孔加工的無意識加工，未設計面孔的識別任務，而Williams等的研究是在患者執行面孔識別任務同時進行P100/ N170波幅的觀察，因此對早期無意識加工過程的分析（P100）基本一致，而對面孔特征的編碼過程中（N170）出現了不一致的結果。

本研究主要觀察了未經治療的ADHD患者面孔加工的事件相關電位特征，由于考慮到ADHD患兒的注意水平，設計的情緒面孔較少，個別研究發現ADHD患者對厭惡、悲傷等表情也有加工異常，需要在今后研究中設計并觀察。其次研究未完成對ADHD患者治療前后面孔加工電位的比較，難以確定這些異常是疾病的狀態性指標或是特征性指標。但研究結果在一定程度上反映了ADHD患者面孔加工過程中在枕、顳通路上的異常，為ADHD患者情緒調節異常提供了神經電生理方面的機制。

[1]Barkley R A.Attention-deficit Hyperactivity Disorder:AHandbook for Diagnosis and Treatment[M].New York:The Guilford Press, 2005:50-68.

[2]Williams L M,Tsang T W,Clarke S,et al.An intergrative neuroscience'perspective on ADHD:linking cognition,emotion,brain and genetic measures with implications for clinicalsupport[J].Expert Rev Neurother,2010,10(10):1607-1621.

[3]Martel M M.Research review:a new perspective on attention-deficit/hyperactivity disorder:emotion dysregulation and trait models[J].Child PsycholPsychiatry,2009,50(9):1042-1051.

[4]韓晶靜,張勁松,趙迎春.注意缺陷多動障礙兒童青少年情緒加工特征研究[J].中國兒童保健雜志,2012,20(7):591-594.

[5]美國精神病學會.DSM-IV精神障礙診斷統計手冊第4版[J].上海精神醫學,1994(s):108-110.

[6]王妍,羅躍嘉.大學生面孔表情材料的標準化及其評定[J].中國臨床心理學雜志,2005,13(4):396-398.

[7]馮文峰.面孔加工的P1效應[D].重慶:西南大學,2010:13-19.

[8]俠牧,李雪榴,葉春,等.面孔表情加工的ERP成分[J].心理學進展, 2014,22(10):1556-1563.

[9]杜憶,吳璽宏,李量.杏仁核對感覺刺激的情緒性加工:自動化過程和注意調控過程的整合[J].心理科學進展,2013,21(6):1020-1027.

[10]Jiang Y,Shannon R W,Vizueta N,et al.Dynamics of processing invisible faces in the brain:automatic neural encoding of facial expression information[J].Neuroimage,2009,44(3):1171-1177.

[11]李文輝,蔣重清,李嬋,等.大學生對動態與靜態面部表情限時加工的特點[J].中國心理衛生雜志,2013,27(5):389-395.

[12]Williams LM,Hermens D F,Palmer D,et al.Misinterpreting emotionalexpressions in attention-deficit/hyperactivity disorder:evidence for a neural marker and stimulant effects[J].Biol Psychiatry,2008,63(10):917-926.

（本文編輯：嚴瑋雯）

2016年本刊推薦直接采用縮寫的常用詞匯

AIDS：獲得性免疫缺陷綜合征

ALP：堿性磷酸酶

ALT：丙氨酸轉氨酶

APTT：活化部分凝血活酶時間

AST：天冬氨酸轉氨酶

AUC：曲線下面積

BMl：體重指數

CV：變異系數

DBil：直接膽紅素

ELISA：酶聯免疫吸附測定

ESR：紅細胞沉降率

FBS：胎牛血清

GFR：腎小球濾過率

Hb：血紅蛋白

HBeAg：乙型肝炎病毒e抗原

HBsAg：乙型肝炎病毒表面抗原

HBV：乙型肝炎病毒

HCV：丙型肝炎病毒

HDL-C：高密度脂蛋白膽固醇

HIV：人類免疫缺陷病毒

HLA：人類白細胞抗原

ICU：重癥監護病房

IFN：干擾素

IL：白細胞介素

LDL-C：低密度脂蛋白膽固醇

MIC：最小抑菌濃度

MRI：磁共振成像

NF-κB：核因子-κB

NK細胞：自然殺傷細胞

PaCO2：動脈血二氧化碳分壓

PaO2：動脈血氧分壓

PBS：磷酸鹽緩沖液

PET：正電子發射斷層掃描

PLT：血小板計數

PPD：精制結核菌素試驗

RBC：紅細胞計數

RCT：隨機對照試驗

ROC曲線：接受者操作特征曲線

RT-PCR：逆轉錄-聚合酶鏈反應

SARS：嚴重急性呼吸綜合征

T3：三碘甲狀腺原氨酸

T4：甲狀腺素

TBil：總膽紅素

TC：總膽固醇

TG：甘油三酯

Th：輔助性T淋巴細胞

TNF：腫瘤壞死因子

WBC：白細胞計數

WHO：世界衛生組織

抗-HBc：乙型肝炎病毒核心抗體

抗-HBe：乙型肝炎病毒e抗體

抗-HBs：乙型肝炎病毒表面抗體

抗-HCV：丙型肝炎病毒抗體

抗-HIV：人類免疫缺陷病毒抗體

Brain potentials related to facial expression processing in children with attention-deficit hyperactivity disorder

CHENG Fang,ZHANG Wenwu,LIU Shiyan,et al.Department of Pediatric Psychology,Ningbo Municipal Kangning Hospital,Ningbo 315201,China

Attention deficit hyperactivity disorder Facialexpression Affective pictures Cerebralevoked potential

2015-08-11）

寧波市自然科學基金（2012A610251）；浙江省衛生廳醫藥衛生科技計劃項目（2012KYB183）；寧波市自然科學基金（2014A610266）

315201 寧波市康寧醫院兒少心理科

張文武，E-mail：knyyzww@163.com