事件相關(guān)電位在兒童焦慮障礙的神經(jīng)心理研究中的應(yīng)用

王 新張勁松

事件相關(guān)電位在兒童焦慮障礙的神經(jīng)心理研究中的應(yīng)用

王 新1張勁松2

兒童焦慮障礙是兒童青少年常見心理問題之一，中國精神障礙分類與診斷標(biāo)準(zhǔn)第3版和國際疾病分類第10版將兒童少年期的焦慮障礙歸于“特發(fā)于童年的情緒障礙”分類中，包括童年離別焦慮障礙、童年恐怖性焦慮障礙、童年社交性焦慮障礙和兒童廣泛焦慮癥。其主要臨床特征表現(xiàn)為不愉快、易激動、害怕或者表現(xiàn)為軀體功能失調(diào)。目前對焦慮障礙外在因素方面研究較多，而較少研究內(nèi)在因素，且大多數(shù)研究對象集中于成人，針對兒童的研究則少。兒童焦慮障礙的表現(xiàn)既有與成人類似之處，也有差異，用來自成人的研究解釋兒童焦慮可能導(dǎo)致錯誤的推斷。對兒童焦慮障礙內(nèi)在成因的研究有助于我們更好理解焦慮的早期發(fā)生、發(fā)展。本文就兒童焦慮障礙的認(rèn)知神經(jīng)心理特點以及在兒童焦慮障礙研究中事件相關(guān)電位（event-related potential，ERP）的運(yùn)用進(jìn)行綜述。

1 焦慮障礙的認(rèn)知神經(jīng)理論

過去幾十年，關(guān)于認(rèn)知因素在精神疾病及心理問題中的作用的研究越來越多，研究者大多認(rèn)為焦慮障礙的產(chǎn)生與認(rèn)知加工過程偏差有關(guān)，并因此提出了各種理論假設(shè)，其中較多的認(rèn)知心理實驗結(jié)果支持認(rèn)知偏向理論及行為抑制理論。

1.1 認(rèn)知偏向理論

Mathews［1］從一般信息加工角度出發(fā)，深入研究焦慮的認(rèn)知因素，提出焦慮的認(rèn)知偏向模型，他提出焦慮者存在以下3種認(rèn)知功能失調(diào)：①焦慮者自動探測及選擇性獲得環(huán)境中威脅性信息的能力加強(qiáng)；②焦慮者過度選擇威脅性刺激的解釋；③從長期記憶中獲得威脅及焦慮相關(guān)的認(rèn)知成分的能力加強(qiáng)。Beck［2］也有類似觀點，他提出焦慮者的特征性反應(yīng)模式，在這種模式中，焦慮者呈現(xiàn)以下認(rèn)知偏向：①在信息編碼階段，高度關(guān)注威脅信號，忽略環(huán)境中的其他信號；②在信息解釋階段，夸大威脅的程度；③在記憶階段，過度概括環(huán)境信號。

在認(rèn)知偏向理論的心理學(xué)研究中，Mathews［3］將經(jīng)典Stroop任務(wù)中的顏色詞以及非顏色詞替換成情緒威脅詞和中性詞，并用紅、黃、藍(lán)、綠4種顏色書寫，讓被試命名詞的顏色，稱之為情緒Stroop任務(wù)。由于情緒Stroop任務(wù)可同時研究認(rèn)知以及情緒，因而在焦慮的認(rèn)知心理學(xué)研究運(yùn)用較多。

行為學(xué)研究發(fā)現(xiàn)焦慮障礙患者在命名情緒威脅詞的時候反應(yīng)時間相對中性詞延長，而對照組沒有這種變化。此結(jié)果提示，焦慮患者對于威脅性刺激呈選擇性注意的偏向，威脅性應(yīng)激干擾焦慮患者，導(dǎo)致顏色辨別任務(wù)的反應(yīng)時間延長［3］。為與兒童認(rèn)知能力水平相符合，研究者通過聲音或圖片呈現(xiàn)情緒Stroop任務(wù)中的情緒詞匯，對兒童焦慮譜系障礙患者（如創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙、社交恐怖癥、蜘蛛恐怖癥和驚恐障礙等）進(jìn)行了一系列研究，發(fā)現(xiàn)焦慮障礙的各種亞型均存在明顯情緒Stroop干擾效應(yīng)，說明兒童期就有Stroop干擾效應(yīng)，提示兒童焦慮與成人焦慮在信息加工過程中可能有類似的認(rèn)知機(jī)制，這類機(jī)制在兒童早期即出現(xiàn)［4］。而且這種干擾效應(yīng)主要表現(xiàn)為對其特定疾病相關(guān)的詞命名延長。如蜘蛛恐怖癥患者對“爬行”或“毛茸茸”這類詞反應(yīng)時間延長，而對“眩暈”或“出汗”并無反應(yīng)時間延長，而驚恐障礙患者正好相反［5］。

1.2 行為抑制理論

在焦慮的認(rèn)知理論中，另一假設(shè)是由Gray提出的認(rèn)知模型，他主張機(jī)體存在行為抑制系統(tǒng)（BIS）以及行為激活系統(tǒng)（BAS）系統(tǒng)，BAS涉及對獎賞行為的反應(yīng)，由多巴胺調(diào)控，BIS涉及對危險進(jìn)行防御，由杏仁核以及海馬調(diào)控。行為抑制系統(tǒng)與行為激活系統(tǒng)相互拮抗。Gray認(rèn)為焦慮是由于患者的行為抑制系統(tǒng)過度激活造成的［6］。

在研究行為抑制理論方面，較常用的實驗范式有Go/ Nogo任務(wù)和Eriksen Flanker刺激模式。Go/Nogo任務(wù)通常包括2種刺激，呈現(xiàn)任務(wù)為Go刺激時，個體需要做出反應(yīng)操作，而當(dāng)呈現(xiàn)任務(wù)為Nogo刺激時，個體需要抑制已經(jīng)激活的行為準(zhǔn)備狀態(tài)，不作反應(yīng)，即對優(yōu)勢反應(yīng)進(jìn)行抑制，阻止優(yōu)勢反應(yīng)向行為執(zhí)行轉(zhuǎn)化。Go/Nogo任務(wù)主要反映了被試的反應(yīng)抑制功能。

Posterlaan［7］通過研究發(fā)現(xiàn)，只有在要求高度抑制功能情況下，焦慮個體才會與健康個體產(chǎn)生差異，在簡單任務(wù)中，兩者無明顯差異。于是有學(xué)者在傳統(tǒng)的Go/Nogo任務(wù)中，結(jié)合情緒刺激，如情緒圖片等，研究在情緒調(diào)控時焦慮個體是否存在行為抑制增強(qiáng)。Ladouceur［8］運(yùn)用情緒Go/Nogo任務(wù)對兒童焦慮障礙患者進(jìn)行行為學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)焦慮障礙組中性圖片的Go反應(yīng)時間延長。

2 兒童焦慮障礙認(rèn)知神經(jīng)特點的ERP研究

傳統(tǒng)的行為學(xué)實驗只能反映反應(yīng)時間和正誤率，無法精確反映大腦在整個認(rèn)知活動過程中的變化，隨著腦神經(jīng)科學(xué)研究技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用更多的是事件相關(guān)電位（ERP）。所謂事件相關(guān)電位是指外加一種特定的刺激，作用于感覺系統(tǒng)或腦的某一部位，當(dāng)給予刺激或撤銷刺激時，腦區(qū)電位的變化［9］。ERP是一種特殊的誘發(fā)電位，一般要求被試參與實驗，啟動被試認(rèn)知過程。因為ERP與認(rèn)知過程有密切關(guān)系，故被認(rèn)為是“窺視”心理活動的“窗口”。與傳統(tǒng)的心理學(xué)研究方法如行為觀察、問卷、量表等不同，ERP技術(shù)為研究大腦認(rèn)知活動過程提供新的方法和途徑。其優(yōu)勢在于：①ERP時間分辨率很高，可以達(dá)到毫秒級；②ERP客觀且簡便可行，可同時記錄波幅以及潛伏期，波幅反映大腦興奮性的高低，而潛伏期反映神經(jīng)活動與加工過程的速度和評價時間；③ERP是無損傷性，尤其適合對兒童的研究。

2.1 對焦慮者認(rèn)知偏向的ERP研究

大多數(shù)研究行為學(xué)實驗表明，進(jìn)行情緒Stroop測試時，健康個體對威脅詞與非威脅詞的反應(yīng)時間沒有差別。但一系列ERP實驗均發(fā)現(xiàn)：相對于中性刺激，負(fù)性刺激引起健康個體ERP波幅增大。如運(yùn)用線索任務(wù)對健康個體的ERP檢測，負(fù)性刺激引起的P200及P340波幅增大［10］，而另一項運(yùn)用情緒Pddball任務(wù)讓健康被試辨別正性、負(fù)性及中性圖片的實驗發(fā)現(xiàn)負(fù)性刺激比正性刺激誘發(fā)的晚期正成分（LPP）波幅增大［11］。這說明相較行為學(xué)手段，腦電生理檢測對注意及情緒更敏感，健康個體同樣存在注意偏向，負(fù)性刺激能夠吸引更多的注意資源，引起波幅增大。Perez-Edgar等［12］運(yùn)用情緒Stroop范式對健康兒童檢測，發(fā)現(xiàn)相比正性詞，在出現(xiàn)情緒負(fù)性詞時，N1和N2的波幅減小，提示這種注意偏向源于童年期。

基于Mathews的注意偏向理論，焦慮個體較健康被試的注意偏向應(yīng)該更為明顯，對大學(xué)生進(jìn)行ERP檢測，發(fā)現(xiàn)高焦慮被試對憤怒面孔的P2，P3波幅較低焦慮被試增高，提示高焦慮個體比低焦慮個體對威脅性刺激投入更多的注意資源［13］，支持注意偏向理論假設(shè)。而對臨床出現(xiàn)明顯焦慮癥狀的創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙患者進(jìn)行情緒Stroop測驗卻發(fā)現(xiàn)在無論是威脅詞或非威脅詞，與健康被試相比，創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙患者均表現(xiàn)出了P3的波幅減小及潛伏期延長，這似乎與注意偏向理論假設(shè)有所不符，但由于研究者并未對除P3成分外的其他成分進(jìn)行分析［14］，特別是早期與前注意相關(guān)的成分，因此還有待將來進(jìn)一步研究。以兒童焦慮患者為被試，運(yùn)用情緒Stroop進(jìn)行ERP研究還未見報道，其與成人焦慮機(jī)制的異同有待進(jìn)一步研究。

2.2 對焦慮者行為抑制功能的ERP研究

目前研究認(rèn)為Nogo-N2、Nogo-P3與錯誤相關(guān)負(fù)電位（error-related negativity，ERN）這3個事件相關(guān)電位成分與行為抑制以及反應(yīng)監(jiān)測密切相關(guān)［15］。

Fallgatter等［16］利用有提示的持續(xù)操作的視覺Go/Nogo實驗范式進(jìn)行系列研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與Go刺激比，Nogo刺激產(chǎn)生額區(qū)N2的幅度更大、中央-額區(qū)分布更廣，P3潛伏期更長，認(rèn)為Nogo任務(wù)所誘發(fā)的N2與P3成分是與反應(yīng)抑制過程相關(guān)的主要成分。在成人，通過溯源分析發(fā)現(xiàn)，N2起源于前扣帶回（ACC）及前額皮質(zhì)（PFC），在兒童，N2也被證實與執(zhí)行功能相關(guān)。

Janet［17］用Go/Nogo任務(wù)對23名越戰(zhàn)老兵進(jìn)行ERP檢測，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD）組Nogo-P3潛伏期較對照延長，并且PTSD對無關(guān)刺激前額P3幅度波幅增大，支持PTSD患者的反應(yīng)抑制加強(qiáng)。Baving［18］運(yùn)用Go/Nogo范式對焦慮兒童進(jìn)行ERP檢測，與正常對照相比，未發(fā)現(xiàn)焦慮兒童N2和P3異常，由于此實驗對照組和焦慮組的正確率均較高，是否由于任務(wù)過于簡單造成了陰性的實驗結(jié)果有待進(jìn)一步研究。另一項對4～6歲健康兒童進(jìn)行情緒Go/Nogo測試發(fā)現(xiàn)，在看到憤怒面孔時，N2波幅增大，尤其在Go刺激時，提示當(dāng)兒童進(jìn)行負(fù)性情緒調(diào)控時反應(yīng)抑制增強(qiáng)。目前尚未見而對兒童焦慮患者運(yùn)用情緒Go/Nogo任務(wù)進(jìn)行ERP研究，當(dāng)面對威脅性刺激，焦慮兒童既需要對Go/Nogo任務(wù)進(jìn)行反應(yīng)抑制，又需要對威脅性刺激進(jìn)行反應(yīng)抑制，此時焦慮兒童是否會表現(xiàn)出行為抑制增強(qiáng)，值得進(jìn)一步探討。

ERN是反映大腦檢查錯誤或監(jiān)控行為過程的時間相關(guān)電位成分，是研究行為抑制的最新指標(biāo)。在成人研究中，焦慮癥、強(qiáng)迫癥患者的ERN波幅均增大［19］。而Ladouceur［20］對12名8～14歲兒童與匹配的對照進(jìn)行ERP測試，運(yùn)用Eriksen Flanker模式發(fā)現(xiàn)，焦慮障礙兒童前扣帶回（ACC）區(qū)域的ERN波幅增大，提示患者在疾病早期就存在ACC環(huán)路發(fā)育模式的改變。

3 研究中的問題與展望

綜上所述，焦慮與注意偏向及行為抑制密切相關(guān)，隨著ERP等技術(shù)的發(fā)展，能夠?qū)ζ鋬?nèi)在機(jī)制進(jìn)行更深入研究，部分觀點得到了驗證。ERP時間分辨率極高，能夠檢測和分析被試執(zhí)行任務(wù)的整個時間過程，是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域研究焦慮的好方法。但目前研究仍存在以下問題：

（1）總體而言，情緒Stroop和Go/Nogo范式能夠反映被試的注意偏向及抑制控制能力，比較適合焦慮障礙的研究。但由于兒童期正處于發(fā)展階段，不同年齡有不同認(rèn)知能力水平。在運(yùn)用這些范式時，刺激內(nèi)容必須考慮到不同年齡階段兒童中樞神經(jīng)發(fā)育特點及心理發(fā)育特點，刺激內(nèi)容要與該年齡階段認(rèn)知能力相符合。比如，對學(xué)齡前兒童，不適合運(yùn)用以字、詞為刺激的任務(wù)范式，而圖片、聲音等直觀刺激就較為合適。

（2）目前兒童焦慮障礙ERP研究大多是橫斷面，缺乏隨訪，無法明確這種改變是源于素質(zhì)性因素造成的改變，還是源于焦慮狀態(tài)造成的暫時性改變。在將來研究中可以隨訪了解兒童焦慮障礙患者在發(fā)病期及緩解期的ERP變化，進(jìn)一步研究焦慮的內(nèi)在神經(jīng)機(jī)制。

（3）目前ERP研究中，以兒童焦慮障礙為被試的研究比較少，且大多數(shù)研究的樣本量比較小，缺乏大樣本研究。

（4）認(rèn)知偏向理論和行為抑制理論反映的只是焦慮認(rèn)知成因中的某個部分，它們在焦慮形成中是共同起作用的。在將來如何將兩者整合，建立更系統(tǒng)的焦慮認(rèn)知模型，還有待進(jìn)一步研究。

（5）由于兒童的表達(dá)能力限制，兒童期的焦慮障礙有時并不容易與抑郁障礙、兒童期的多動癥進(jìn)行鑒別，對這些疾病運(yùn)用同一范式進(jìn)行ERP測試，從神經(jīng)機(jī)制上發(fā)現(xiàn)異同，有助于臨床鑒別。

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2009-03-20）

（本文編輯：張紅霞）

精神病學(xué)講座書訊

1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬精神衛(wèi)生中心 200030；2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院 200092。通信作者：張勁松，電子信箱zhangjsk@online.sh.cn

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