早期阿爾茨海默病患者的視空間注意和應(yīng)答損害研究

張媛媛 倪建良 鄭璐 徐方忠

[摘要] 目的 探討輕度阿爾茨海默病（Alzheimer disease，AD）患者在空間Simon 任務(wù)中的沖突解決能力，進(jìn)一步理解AD 患者的注意機(jī)制、反應(yīng)選擇及認(rèn)知加工過(guò)程。 方法 采用實(shí)驗(yàn)法研究。實(shí)驗(yàn)采用3（空間反應(yīng)一致性：一致、不一致、中性）×2（組別：正常老年組、輕度AD 患者組）的混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，組別為被試間變量。每個(gè)被試需完成160 個(gè)試次。分析反應(yīng)時(shí)、錯(cuò)誤率，并比較兩組的Simon效應(yīng)。 結(jié)果 反應(yīng)時(shí)的方差分析顯示：組別主效應(yīng)顯著（P<0.01），空間反應(yīng)一致性主效應(yīng)顯著（P<0.01），組別和空間反應(yīng)一致性的交互作用顯著（P<0.01）；比例分?jǐn)?shù)的空間反應(yīng)一致性主效應(yīng)顯著（P<0.01），組別主效應(yīng)不顯著，空間反應(yīng)一致性和組別交互作用不顯著；輕度AD患者組Simon 效應(yīng)量顯著大于正常老年組；錯(cuò)誤率的組別主效應(yīng)顯著（P<0.05），空間反應(yīng)一致性主效應(yīng)顯著（P<0.01），交互作用不顯著。 結(jié)論 輕度AD 患者較正常老年對(duì)照組表現(xiàn)出沖突解決能力的下降，但是當(dāng)任務(wù)難度較低時(shí)，輕度AD 患者主要表現(xiàn)為總體加工速度的下降，而不表現(xiàn)出特異的抑制損傷；當(dāng)所需的注意資源增加時(shí)，輕度AD 患者才表現(xiàn)出抑制損傷。

[關(guān)鍵詞] 輕度AD患者；空間注意；Simon 效應(yīng)；沖突解決能力

[中圖分類(lèi)號(hào)] R749.16 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701（2015）33-0016-05

阿爾茨海默病（Alzheimer disease，AD）是一種常見(jiàn)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。研究表明注意損害是繼記憶以后AD患者另一個(gè)較早受損的認(rèn)知功能[1]，但是這種損害在早期AD患者中是否發(fā)生仍未有一致結(jié)論，并且這種功能損害是正常的認(rèn)知老化的結(jié)果還是源于某些特異性損害也存在不同觀點(diǎn)[2，3]。Posner等[4]提出的注意網(wǎng)絡(luò)由警覺(jué)、定向和執(zhí)行控制三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子網(wǎng)絡(luò)組成，且三者分別對(duì)應(yīng)著不同的功能。沖突解決能力是注意的子網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行控制功能的重要部分[4]，主要通過(guò)沖突任務(wù)進(jìn)行評(píng)估[5]。當(dāng)前對(duì)AD患者的沖突解決能力的研究來(lái)源于Stroop任務(wù)的研究顯示，AD患者在該任務(wù)上的差異更多的是由于對(duì)優(yōu)勢(shì)應(yīng)答的抑制能力損害造成的[6-8]。但由于Stroop 任務(wù)中往往包含了言語(yǔ)這種較高水平的認(rèn)知通路，因此可能產(chǎn)生較大的個(gè)體差異和對(duì)信息的策略加工差異，從而AD患者在Stroop上出現(xiàn)的損害不能完全由對(duì)優(yōu)勢(shì)應(yīng)答的抑制功能受損來(lái)解釋。相對(duì)的，Simon任務(wù)包含更多對(duì)方位和空間圖示的早期知覺(jué)，可以更純粹地測(cè)量對(duì)優(yōu)勢(shì)應(yīng)答的抑制能力[9，10]。目前采用Simon任務(wù)對(duì)早期AD患者的沖突解決能力的研究仍十分有限，且國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道，因此有必要對(duì)AD患者該任務(wù)上的表現(xiàn)進(jìn)行進(jìn)一步研究。本文主要探討輕度AD 患者和正常老年人在空間Simon任務(wù)中的沖突解決能力的差異，且這種差異是否是由對(duì)優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的抑制能力差異引起，為了解早期AD 患者的注意特點(diǎn)提供一定依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

2012年6月～2013年12月選擇入組被試。所有被試的視力及矯正視力正常，均為右利手，且所有被試未參加過(guò)類(lèi)似實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后被試均會(huì)得到一份小禮物。輕度AD 患者組為浙江省杭州市經(jīng)省立同德醫(yī)院老年科2名副主任醫(yī)師診斷的患者，共30例，其中男13例，女17例，年齡70～85歲，平均（79.38±5.45）歲，受教育年限1～12年，平均（7.00±1.20）年，MMSE評(píng)分17～24分，平均（21.00±3.10）分。正常老年組來(lái)自浙江省杭州市某社區(qū)無(wú)明顯異常的健康老年人30例，其中男17例，女13例，年齡72～83歲，平均年齡（77.38±5.25）歲，受教育年限1～16年，平均（7.00±1.10）年，既往無(wú)神經(jīng)疾病及精神病史，近半年來(lái)，無(wú)認(rèn)知功能障礙主訴，無(wú)精神異常表現(xiàn)，神經(jīng)系統(tǒng)檢查正常，記憶、智能正常，社會(huì)適應(yīng)功能良好。MMSE>27分，平均（28.00±1.40）分，臨床癡呆量表（CDR）評(píng)分為0 分，抑郁癥自評(píng)量表（CES-D）<15分。兩組患者在性別、年齡、受教育年限方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

入組標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)NINCDs/ADRDA（美國(guó)國(guó)立神經(jīng)病語(yǔ)言障礙卒中研究所/阿爾茨海默病及相關(guān)疾病協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)和DSM2.IV（精神障礙診斷和統(tǒng)計(jì)手冊(cè)第4版）關(guān)于AD 的臨床很可能癡呆標(biāo)準(zhǔn)。神經(jīng)心理學(xué)評(píng)定工具包括簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查表（Mini-Mental State Examination，MMSE）評(píng)分：中學(xué)以上<24分，小學(xué)文化程度<20分，文盲<17分；臨床癡呆評(píng)定量表（CDR）評(píng)分為1分（輕度）；Hachinski 缺血指數(shù)量表（Hachinski Ischemic Scale，HIS）<4分，排除血管性認(rèn)知障礙；抑郁癥自評(píng)量表（CES-D）<15分，排除抑郁癥。經(jīng)CT或MRI檢查排除非額顳癡呆及其他腦功能障礙。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和材料

實(shí)驗(yàn)程序用E-Prime 2.0 軟件編寫(xiě)和運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)材料利用Photoshop 軟件繪制。實(shí)驗(yàn)儀器為惠普CQ40 筆記本電腦，屏幕刷新率為60 Hz，分辨率1280×800像素。被試與顯示屏距離50 cm，個(gè)別施測(cè)。

實(shí)驗(yàn)刺激材料均呈現(xiàn)在灰色背景中刺激，由中央十字（1 cm×1 cm）和箭頭刺激（約4 cm長(zhǎng)，2 cm高）組成，均為黑色；箭頭的外周位置（左或右）距中央注視點(diǎn)水平位5°視角。

實(shí)驗(yàn)根據(jù)刺激無(wú)關(guān)的空間屬性和反應(yīng)的關(guān)聯(lián)可分為一致（如左側(cè)的指向左邊的箭頭，反應(yīng)按左鍵）、不一致（如左側(cè)的指向右邊的箭頭，反應(yīng)按右鍵）、中性（如中間的指向左邊的箭頭，反應(yīng)按左鍵）。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)采用3（空間反應(yīng)一致性：一致、不一致、中性）×2（組別：正常老年組、輕度AD 患者組）的混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，組別為被試間變量。實(shí)驗(yàn)包括練習(xí)階段和正式階段，正式階段包括160個(gè)試次分2個(gè)組塊呈現(xiàn)，每個(gè)組塊包含30個(gè)一致試次，30個(gè)不一致試次，20個(gè)中性試次，每個(gè)被試共需完成80×2=160個(gè)試次。刺激以隨機(jī)順序呈現(xiàn)。記錄反應(yīng)時(shí)和錯(cuò)誤率。

1.4 實(shí)驗(yàn)程序

被試任務(wù)為判斷目標(biāo)箭頭的指向，而忽略目標(biāo)箭頭出現(xiàn)的位置。實(shí)驗(yàn)中要求被試在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中眼睛保持在注視點(diǎn)，單利手反應(yīng)，如果反應(yīng)錯(cuò)誤不要理會(huì)，繼

續(xù)下一個(gè)試次。實(shí)驗(yàn)前已在相應(yīng)的鍵盤(pán)位置（實(shí)驗(yàn)選取了鍵盤(pán)上的“b”和“m”鍵）上貼好對(duì)應(yīng)箭頭。

刺激的呈現(xiàn)順序?yàn)椋褐醒胱⒁朁c(diǎn)“+”字500 ms，然后刺激呈現(xiàn)（此時(shí)中性試次中央注視點(diǎn)“+”字消失，其余兩種試次則中央注視點(diǎn)“+”字不消失）直至被試做出反應(yīng)，如果大于5000 ms 被試仍然沒(méi)有做出反應(yīng)，刺激消失，最后呈現(xiàn)灰屏1000 ms，接著進(jìn)入下一個(gè)試次，反應(yīng)后不給予反饋。兩個(gè)組塊間的時(shí)間間隔為2 min，被試可以提前開(kāi)始。

正式試驗(yàn)前首先要求被試復(fù)述指導(dǎo)語(yǔ)，以確保被試了解實(shí)驗(yàn)要求，然后進(jìn)行12 個(gè)試次的練習(xí)階段，每個(gè)試次反應(yīng)后出現(xiàn)正確性反饋，使被試熟悉任務(wù)和鍵盤(pán)；若被試的反應(yīng)正確率過(guò)低（<50%）或反應(yīng)時(shí)過(guò)長(zhǎng)（>3000 ms），則重新進(jìn)行練習(xí)，以確保被試對(duì)任務(wù)和鍵盤(pán)完全熟悉。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

數(shù)據(jù)分析前，先利用以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選：①如果某被試完成任務(wù)的正確率低于60%，該被試的數(shù)據(jù)將會(huì)被剔除；②如果當(dāng)前試次反應(yīng)錯(cuò)誤，不進(jìn)入統(tǒng)計(jì)；③大于三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)將被剔除。應(yīng)用SPSS 17.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示。對(duì)反應(yīng)時(shí)和錯(cuò)誤率的分析采用重復(fù)測(cè)量方差分析。Simon效應(yīng)采用t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 反應(yīng)時(shí)

正常老年組和輕度AD 患者組在三種反應(yīng)水平上的平均反應(yīng)時(shí)和標(biāo)準(zhǔn)差如表1所示。對(duì)反應(yīng)時(shí)進(jìn)行3（空間反應(yīng)一致性：一致、不一致、中性）×2（組別：正常老年組、輕度AD 患者組）重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果顯示：組別主效應(yīng)顯著（F=13.07，P<0.01）；空間反應(yīng)一致性主效應(yīng)顯著（F=55.06，P<0.01），不一致試次的平均反應(yīng)時(shí)顯著長(zhǎng)于一致和中性試次（P<0.01），一致試次和中性試次反應(yīng)時(shí)無(wú)顯著差異（P>0.05）；組別和空間反應(yīng)一致性的交互作用顯著（F=9.63，P<0.01）。

由于不同組別被試的總體加工速度可能存在差異，從而對(duì)效應(yīng)量的絕對(duì)值產(chǎn)生影響，因此同時(shí)計(jì)算每個(gè)被試的比例分?jǐn)?shù)，即各水平反應(yīng)時(shí)中位數(shù)除以總體平均反應(yīng)時(shí)[11]。對(duì)比例分?jǐn)?shù)的重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果顯示：空間反應(yīng)一致性主效應(yīng)顯著（F=51.37，P<0.01）；組別主效應(yīng)不顯著，空間反應(yīng)一致性和組別交互作用不顯著。

2.2 Simon 效應(yīng)

為進(jìn)一步分析組間和空間反應(yīng)一致性的交互作用，計(jì)算每組被試的Simon效應(yīng)量，Simon效應(yīng)量為不一致試次反應(yīng)時(shí)與一致反應(yīng)時(shí)差值。兩組被試的平均

Simon 效應(yīng)量和標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)果如圖1所示。正常老年組Simon效應(yīng)量為（64.3±12.9）ms，顯著低于輕度AD患者組的（146.8±29.9）ms，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示：組間差異顯著（t=14.23，P<0.01）。

2.3 錯(cuò)誤率分析

兩組被試的平均錯(cuò)誤率和標(biāo)準(zhǔn)差如表2、圖2所示。重復(fù)測(cè)量方差分析的結(jié)果顯示：組別主效應(yīng)顯著（F=5.92，P<0.05），輕度AD 患者的錯(cuò)誤率高于正常老年組；空間反應(yīng)一致性主效應(yīng)顯著（F=7.62，P<0.01），不一致試次的錯(cuò)誤率顯著大于一致試次和中性試次（P<0.01）；交互作用不顯著。

3 討論

Posner 和 Mesulam 在 1980～1990 年根據(jù)大量人類(lèi)神經(jīng)心理學(xué)研究，以及猴腦的單神經(jīng)元活動(dòng)記錄研究的結(jié)果，提出了有關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)心理學(xué)模型，并將注意網(wǎng)絡(luò)分成警覺(jué)、定位、執(zhí)行控制三個(gè)相互獨(dú)立的子網(wǎng)絡(luò)。其中執(zhí)行功能是我們實(shí)施計(jì)劃行為、形成推理、解決問(wèn)題、同時(shí)完成多項(xiàng)任務(wù)、適應(yīng)新的環(huán)境和遵守社會(huì)規(guī)范等活動(dòng)所必需的高級(jí)認(rèn)知功能，執(zhí)行控制功能的障礙會(huì)導(dǎo)致患者產(chǎn)生認(rèn)知、情緒和社會(huì)功能等方面的異常[12，13]。沖突解決作為執(zhí)行控制功能的重要方面，對(duì)AD患者的研究十分必要。

AD患者SCS的研究在SCS檢查方法、SCS與否受到損害、SCS損害主要發(fā)生在高空間頻率還是低空間頻率以及AD患者SCS損害病理機(jī)制等許多方面仍不統(tǒng)一。有學(xué)者[14]對(duì)5例有視覺(jué)方面主訴的AD患者進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)其SCS嚴(yán)重受損，推測(cè)SCS損害是由于視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞和視神經(jīng)軸突變性所致。也有研究[15]發(fā)現(xiàn)AD患者較正常老年人SCS顯著降低，但這種降低與AD癡呆嚴(yán)重程度無(wú)明顯相關(guān)性，可能是視銳度對(duì)SCS產(chǎn)生影響，因此認(rèn)為AD患者的SCS變化主要與初級(jí)傳入視覺(jué)通路受損有關(guān)。在對(duì)AD患者、正常老年人和年輕人包括色覺(jué)、立體視覺(jué)、SCS和向后掩蔽等方面的研究中[16]，發(fā)現(xiàn)AD患者的SCS在所有頻率中都有不同程度的降低，但與正常老年人高頻SCS降低相比，多數(shù)AD患者的低頻SCS較高頻損害更為嚴(yán)重，認(rèn)為AD患者廣泛性視覺(jué)功能異常與原發(fā)性視覺(jué)相關(guān)皮質(zhì)病理性改變有關(guān)，而非視網(wǎng)膜或視神經(jīng)病變所致。也有文獻(xiàn)[17]指出AD的視覺(jué)功能異常表現(xiàn)在許多方面，尤其低空間頻率SCS損害更為明顯，且這種SCS異常僅見(jiàn)于AD，而正常老年人、年輕人以及其他癡呆患者中難以見(jiàn)到。

從本次研究數(shù)據(jù)來(lái)看，正常老年組患者的空間反應(yīng)一致性的中性、一致、不一致反應(yīng)時(shí)分別為（656.1±77.5）、（662.4±72.2）、（731.0±73.4）ms，而輕度AD組患者的反應(yīng)時(shí)則分別為（1210.5±216.7）、（1172.5±244.1）、（1355.8±247.5）ms，對(duì)比結(jié)果顯示輕度AD 患者組在平均反應(yīng)時(shí)上顯著長(zhǎng)于正常老年組。由于輕度AD 患者的大腦在組織形態(tài)和神經(jīng)生化方面既已出現(xiàn)了一系列的病理改變，因此較正常老年人的總體加工速度進(jìn)一步放緩，從而在本實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)為在三種反應(yīng)水平上的反應(yīng)時(shí)較正常老年組增加。

其次，從Simon效應(yīng)對(duì)比數(shù)據(jù)來(lái)看，輕度AD 患者組較正常老年組產(chǎn)生了更大的Simon效應(yīng)，特別是在不一致試次所花費(fèi)的反應(yīng)時(shí)間更長(zhǎng)，也就是說(shuō)輕度AD 患者組在解決刺激無(wú)關(guān)空間位置所自動(dòng)激活的反應(yīng)編碼和應(yīng)答方位之間的沖突時(shí)需要花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間，表明輕度AD 患者組的沖突解決能力衰退；當(dāng)考慮總體加工速度后，兩組被試的Simon效應(yīng)并無(wú)差別，這表明輕度AD 患者組的沖突解決能力的衰退主要是由于總體加工速度的減慢引起的，而不是對(duì)抑制刺激的無(wú)關(guān)空間位置的優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的能力損害引起的。錯(cuò)誤率分析表明，輕度AD 患者組的總體錯(cuò)誤率顯著高于正常老年組，但是不同反應(yīng)水平下并無(wú)差異，該結(jié)果同樣說(shuō)明輕度AD 患者組的沖突解決能力的衰退主要是由于總體加工速度的減慢引起。

但是Yap等[9]的研究結(jié)果表明輕度AD 患者的優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的抑制能力受損，這可能是由于反應(yīng)要求不同引起的，其將反應(yīng)鍵定位于刺激出現(xiàn)在左右位置的下方，并要求被試在實(shí)驗(yàn)前預(yù)先將雙手分別放于反應(yīng)鍵，這可能增加了被試對(duì)任務(wù)的預(yù)備定式，從而在不一致反應(yīng)試次中產(chǎn)生更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)路徑，被試需要更強(qiáng)的抑制能力來(lái)抑制這種優(yōu)勢(shì)反應(yīng)；本實(shí)驗(yàn)采用單手反應(yīng)，將反應(yīng)鍵定位于中央注視點(diǎn)附近，以弱化按鍵位置與刺激出現(xiàn)位置的聯(lián)系，特別是在不一致試次中，當(dāng)將按鍵位置從刺激出現(xiàn)位置移至中央注視點(diǎn)附近時(shí)，被試對(duì)應(yīng)答刺激出現(xiàn)的空間位置的這種優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的準(zhǔn)備能力可能下降，因此在不一致試次所需的對(duì)優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的抑制能力較弱，從而輕度AD 患者組不表現(xiàn)出與正常老年組的抑制能力差異。

由于額葉調(diào)節(jié)的注意應(yīng)答控制系統(tǒng)對(duì) Simon任務(wù)的完成有十分重要作用。有研究[18]表明，Simon任務(wù)可以激活額上回、額下回、額中回和額內(nèi)側(cè)回。盡管 本研究沒(méi)有提供直接證據(jù)表明與執(zhí)行 Simon任務(wù)時(shí)所激活的腦區(qū)，但是Raz等[19]發(fā)現(xiàn)抑制過(guò)程與外側(cè)部的左前額皮層相關(guān)，Muir[20]則進(jìn)一步認(rèn)為左前額皮 層區(qū)域參與了表征和監(jiān)控注意控制。由于輕度AD患者的額葉容量和功能上的變化，因此其在該 Simon任務(wù)上表現(xiàn)出的抑制控制能力損害也可能反映出這些神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)的變化。將來(lái)可以進(jìn)一步對(duì)被試進(jìn)行注意加工時(shí)的腦功能成像研究，或?qū)⒂兄谶M(jìn)一步理解注意網(wǎng)絡(luò)加工的神經(jīng)基礎(chǔ)，并推出AD患者選擇性注意功能損害的神經(jīng)結(jié)構(gòu)定位和病理特點(diǎn)。

綜上所述，輕度AD 患者較正常老年對(duì)照組表現(xiàn)出沖突解決能力的下降，但是當(dāng)任務(wù)難度較低時(shí)，輕度AD 患者主要表現(xiàn)為總體加工速度的下降，而不表現(xiàn)出特異的抑制損傷；當(dāng)所需的注意資源增加時(shí)，輕度AD 患者才表現(xiàn)出抑制損傷。

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（收稿日期：2015-10-08）