高精度經顱直流電刺激對精神分裂癥患者認知及社會功能的影響

何孔亮，梁丹丹，李智勇，袁 會，汪 凱，王 璐，孫金梅

精神分裂癥是一種重性精神疾病，患者常伴有認知功能及社會功能障礙。認知功能障礙包括語言、記憶、注意力及理解等多個領域的損害，這種損害不僅出現在急性發作期，還會持續存在于恢復期[1-2]。社會功能障礙表現為生活自理能力差、家庭和社會角色職能缺陷、回避社交等。目前治療主要是通過藥物與心理干預，但常規治療并不是對所有患者均能取得療效[3]。非侵入性腦刺激技術是近年來用于輔助治療精神科疾病的一類方法[4]，如常見的重復經顱磁刺激(repeated transcranial magnetic stimulation，rTMS)與經顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation，tDCS) 。由于tDCS具有刺激強度小、效果持久、價格低廉、極少出現不良反應等優點，有力的促進了其在臨床研究的應用。高精度經顱直流電刺激(high definition transcranial direct current stimulation，HD-tDCS)在傳統tDCS基礎上加以改進升級，提高了空間分辨率，從而能更精確地給予特定部位以刺激，目前仍屬于一項新興的技術，國內外將其運用于精神分裂癥患者治療中均較少見[5]。該研究采用HD-tDCS治療精神分裂癥患者，探討其對認知功能與社會功能的影響，為今后臨床應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 病例資料選取2018年1月～2019年6月安徽醫科大學附屬心理醫院收治的恢復期精神分裂癥患者100例作為研究對象。納入標準：符合DSM-5精神分裂癥診斷標準;初中及以上文化程度；年齡18～50歲；無聽力和視力障礙；入組前近1個月內患者的藥物種類和劑量穩定；經藥物治療后能夠配合完成研究中各項檢查及治療。排除標準：妊娠期婦女或孕婦；不合作，無法完成實驗者；患有嚴重的神經系統疾病、藥物或酒精依賴史、器質性腦損傷史存在腦器質性病變的患者。

符合入組標準并簽署知情同意書，使用數字表法將患者分為真刺激組和假刺激組，每組50例。真刺激組：男性26例，女性24例，年齡為18～33(25.5±7.40)歲，受教育程度10～16(13.3±2.68)年，病程為3～117(59.5±57.32)月，PANSS陽性分數為9～16(12.4±3.29)分，PANSS陰性分為11～27(18.7±7.63)分，一般病理分為22～32(26.7±4.52)分，PANSS總分：46～70(57.8±11.63)分。真刺激組用藥：利培酮(11例)、阿立哌唑(7例)、奧氮平(5例)、氯氮平(7例)、氯氮平+阿立哌唑(9例)、氯氮平+利培酮(11例)。假刺激組：男性24例，女性26例；年齡為20～31(25.1±5.66)歲，受教育程度為10～16(12.7±2.52)年，病程為2～113(57.2±55.11)月，PANSS陽性分7～18(12.7±5.21)分，PANSS陰性分為12～23(17.4±5.25)分，一般病理分為19～32(25.8±6.12)分，PANSS總分為46～66(55.9±9.86)分。假刺激組用藥：利培酮(9例)、阿立哌唑(13例)、奧氮平(3例)、氯氮平(10例)、氯氮平+阿立哌唑(9例)、氯氮平+利培酮(6例)。真刺激組與假刺激組在性別、年齡、受教育程度、病程以及PANSS評分等資料上，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組基線資料的比較

1.2 研究方法兩組均在精神科常規治療基礎上另采用HD-tDCS治療，刺激前使用生理鹽水浸潤海綿，囑患者在刺激過程中觀看相同風景圖片。儀器采用StarStim85G經顱直流電刺激儀(西班牙NE公司)，使用1×4高精度電極，將陽極電極固定在左側背外側前額葉皮層(dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC)，見圖1中F3位置，陰極電極放置于FP1/F7/C3/FZ位置，真刺激組采用1.5 mA的電流刺激20 min，電流遞增與遞減時間均為30 s，假刺激組參數設置與真刺激組一致，但僅在刺激開始與結束的30 s內有電流通過，患者無法分辨自己接受的哪種刺激。兩組均每天進行1次電刺激，持續10 d。

1.3 評價指標治療前與治療1個月后，均分別采用社會功能評定量表(scale of social function of psychosis inpatients，SSPI)、中文版MATRICS認知成套測驗(MATRICS consensus cognitive battery，MCCB)對兩組患者的社會功能與認知功能進行測評。SSPI：總共12個條目，分為日常生活能力(3條目)、動性和交往情況(5條目)、社會性活動技能(4條目)3個因子，每個條目評分范圍為0～4分，計算單因子得分，并計算總得分，≤38分為社會功能缺陷，>38分為社會功能正常。MCCB：共9個分測試與7個維度，包括信息處理速度、注意/警覺、工作記憶、詞語學習、視覺學習、推理和問題解決能力與社會認知，每個維度及總分評分越高表示相應功能越好。觀察與記錄兩組在電刺激治療過程中出現的不良反應。

2 結果

2.1 兩組MCCB各項評分比較治療前兩組MCCB總分與各項評分比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；治療后真刺激組MCCB總分、信息處理速度、注意/警覺、工作記憶、推理和問題解決單項分均較治療前升高(P<0.05)，假刺激組僅MCCB總分與推理和問題解決單項分較治療前升高(P<0.05)；治療后真刺激組的MCCB總分及4個因子分(信息處理速度、注意/警覺、工作記憶、推理和問題解決)高于假刺激組(P<0.05)。見表2。

表2 兩組MCCB各項評分比較

2.2 兩組SSPI評分的比較治療前兩組SSPI總分與各項評分比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；治療后兩組患者SSPI總分及各項因子分均較治療前升高(P<0.05)，且真刺激組的SSPI總分及各項因子分高于假刺激組(P<0.05)。見表3。

表3 兩組SSPI評分的比較

2.3 兩組不良反應的比較HD-tDCS治療期間，兩組患者均對電刺激或者假刺激耐受良好，未出現嚴重不良事件。輕微不良反應有：真刺激組出現刺痛感36例、癢感27例、頭皮疼痛感16例、皮膚發紅8例；假刺激組出現刺痛感31例、癢感21例、頭皮疼痛12例、皮膚發紅3例，兩組不良反應比較，差異無統計學意義(P>0.05)。

3 討論

精神分裂癥患者接受住院治療，通常采取的是藥物治療及心理干預等措施，能一定程度上改善患者的精神癥狀，但對于患者的認知功能及社會功能障礙的改善收效甚微，患者出院后仍難以回歸家庭和社會，這對其個人的生活質量造成了嚴重的影響，對其家庭乃至社會均造成了一定負擔[6-7]。隨著近年來影像學技術的進步，研究逐漸表明精神分裂癥患者認知損傷的核心——工作記憶損傷與左側背外側前額葉激活和異常連接相關，這為HD-tDCS在精神分裂癥患者中的應用提供了理論基礎[8-9]。

本研究在對精神分裂癥恢復期患者進行常規藥物及心理干預基礎上，另外給予連續10 d的HD-tDCS刺激，發現真刺激組MCCB總分以及信息處理速度、注意/警覺、工作記憶、推理和問題解決單項分均較治療前升高，且高于假刺激組，假刺激組僅MCCB總分與推理和問題解決單項分較治療前升高。這提示常規治療能改善患者的推理和問題解決能力，而HD-tDCS能在此基礎上進一步改善患者信息處理速度、注意/警覺、工作記憶，這可能是由于HD-tDCS能通過給精神分裂癥患者顱內特定區域施加電流，上調皮層興奮性，激活受抑制腦區，增加大腦認知區域功能性改變[10-12]。郭大龍 等[10]通過回顧既往文獻指出tDCS可以通過電極將電流輸送指定腦區，改變神經元膜靜息電位，提升或者降低某部分腦區的興奮性，最終可用于增強執行特定任務的大腦認知能力；雷幸幸 等[11]亦通過總結既往研究指出tDCS可進一步增強老年人和阿爾茨海默病患者的認知功能，均對本研究中HD-tDCS對精神分裂癥患者認知功能的作用機制提供了理論支持。曾雅琴 等[12]指出采用tDCS陽極刺激左側背外側前額葉，能改善腦卒中后血管性認知功能障礙患者的認知功能，這與本研究HD-tDCS采用的刺激部位相同，由于現有研究均認為精神分裂癥患者該部位腦區活動異常激活，采用陽極電極刺激能夠達到抑制的效果；不同的是既往多采用2 mA的傳統型tDCS治療，本研究采用的是1.5 mA的HD-tDCS，考慮到的是HD-tDCS能夠精準地提供電流，故采用更低強度以降低不良反應。

治療后兩組患者SSPI總分及各項因子分均較治療前升高，且真刺激組的SSPI總分及各項因子分高于假刺激組，提示HD-tDCS能間接提高社會功能。真假刺激組均給予了藥物治療及一般心理干預，唯一不同之處在于10 d的HD-tDCS刺激，它對于認知功能的改善效果較為明確，而社會功能的評估包括日常生活能力、動性和交往情況與社會性活動技能三個方面，HD-tDCS對于患者社會功能的改善似乎找不到明確的依據支持。既往有學者[13]指出tDCS對于精神分裂癥患者的幻聽癥狀、認知功能、陰性癥狀與社會功能有改善，但出于該方面的研究數據尚少，未能詳述具體機制。本研究推測可能原因為：患者在藥物及心理干預等康復措施的幫助下處于緩慢地恢復中，加之大腦異常區域在接受刺激治療后有重塑可能性，精神癥狀及認知功能得到改善，信息處理速度、注意/警覺、工作記憶與推理和問題解決均對于患者的日常生活與交際方面有所幫助，因此更進一步促進了患者的社會功能的恢復。

兩組患者均對電刺激或者假刺激耐受良好，未出現嚴重不良反應事件，且兩組出現的輕微不適，如疼痛感、癢感、皮膚發紅等發生率差異無統計學意義，說明HD-tDCS與傳統型tDCS一樣安全性很高。近年來對精神分裂癥患者的tDCS研究中多數采用2 mA電流，本文采用的是在tDCS的基礎上加以改進的HD-tDCS，5個電極片放置在腦部特定位置將電流局限在特定區域提高有效率，故可降低強度采用1.5 mA的電流，保證電流對皮層的興奮作用，但未來還需要比較不同電流強度HD-tDCS效果以進一步明確適合的刺激電流強度[14-15]。

綜上所述，對于恢復期精神分裂癥患者采用HD-tDCS治療，有利于促進患者認知功能康復，提高社會功能，且安全性高，適用于臨床對精神分裂患者的輔助治療。本研究存在的不足之處：首先，對于精神分裂癥患者藥物的使用不統一，且入組病例的來源單一，今后可以選取不同醫院的患者，加大樣本量，做到同一種抗精神病藥物組間比較，以保證結果的可靠性；其次，研究也未能深入探討HD-tDCS 改善認知功能相關區域的機制，將來實驗時可以設計將HD-tDCS陽極作用于左側顳頂交界區，同時結合腦電和影像學等技術，更加全面的探究HD-tDCS作用機制，為其在臨床上的應用提供更多可靠的依據。