事件相關(guān)電位檢測與認(rèn)知功能評價(jià)的相關(guān)性分析*

劉永，詹向紅，侯俊林，閆國立，伍盼盼，孫前明，關(guān)徐濤，丁瑩

（河南中醫(yī)藥大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450046）

新進(jìn)展研究·論著

事件相關(guān)電位檢測與認(rèn)知功能評價(jià)的相關(guān)性分析*

劉永，詹向紅，侯俊林，閆國立，伍盼盼，孫前明，關(guān)徐濤，丁瑩

（河南中醫(yī)藥大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450046）

目的對認(rèn)知功能評估量表（MoCA）與事件相關(guān)電位（ERPs）成分進(jìn)行相關(guān)性分析，尋找認(rèn)知功能評價(jià)客觀指標(biāo)。方法采用MoCA評價(jià)認(rèn)知功能，三刺激oddball范式進(jìn)行ERPs分析，分析MoCA得分與ERPs成分波幅與潛伏期的關(guān)系。結(jié)果對68例中老年人被試的相關(guān)分析顯示，失匹配負(fù)波潛伏期及波幅與MoCA得分無相關(guān)性（P＞0.05），新異 P300（P3a）潛伏期與 MoCA 得分呈負(fù)相關(guān)（r=-0.427，P=0.000），P3a波幅與MoCA得分呈負(fù)相關(guān)（r=-0.314，P=0.009）。結(jié)論可以通過檢測ERPs的P3a成分來反映總體認(rèn)知功能，作為認(rèn)知功能檢查的客觀指標(biāo)。

認(rèn)知功能；認(rèn)知功能評估量表；事件相關(guān)電位；相關(guān)分析

腦老化是衰老的表現(xiàn)之一，指隨著年齡的增長，大腦形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能出現(xiàn)逐漸衰退的現(xiàn)象。腦老化表現(xiàn)為一定程度的腦高級功能障礙，認(rèn)知功能減退是其重要特征。人類的認(rèn)知功能隨著年齡的發(fā)展在不停變化，出生后認(rèn)知功能隨著年齡的增加逐漸發(fā)展成熟，之后又隨著年齡衰老而逐漸衰退[1]。當(dāng)認(rèn)知功能衰退過快時(shí)，即可進(jìn)展為輕度認(rèn)知功能障礙（mild cognitive impairment，MCI）甚至癡呆，最終可伴發(fā)褥瘡、肺炎等繼發(fā)性軀體疾病或器官功能衰竭而死亡[2-4]。提早發(fā)現(xiàn)老年人認(rèn)知功能的過度衰退，對MCI和癡呆進(jìn)行及時(shí)干預(yù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

神經(jīng)心理學(xué)量表檢測一直是診斷認(rèn)知功能損傷的主要方法[5]。雖然通過量表評估能夠滿足篩查MCI及癡呆的需要，但該方法對被試的配合程度要求較高，易受到主觀因素的影響；且各主要診斷標(biāo)準(zhǔn)中并未明確測評量表及評分標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用中各家標(biāo)準(zhǔn)不一，難以得出有效結(jié)論。近年來神經(jīng)影像技術(shù)如功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）、事件相關(guān)電位（event-related potentials，ERPs）等可實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)條件下對活體腦整體結(jié)構(gòu)的客觀描述和功能定位，為人類研究認(rèn)知功能及其神經(jīng)機(jī)制提供必要的技術(shù)手段而得到飛速發(fā)展[6-7]。應(yīng)用神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)客觀的評價(jià)認(rèn)知功能，為認(rèn)知過度衰退老年人的篩查和診斷提供可靠的輔助診斷指標(biāo)，具有重要意義。

本課題擬考察中老年人認(rèn)知功能ERPs評價(jià)與神經(jīng)心理評估的關(guān)系，以期找到認(rèn)知功能損傷的指標(biāo)，為MCI和癡呆的診斷和治療評價(jià)提供客觀證據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)對結(jié)果進(jìn)行初步報(bào)告。

1 資料與方法

1.1 研究對象

研究對象來自河南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院體檢科體檢人員，視覺、聽覺能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求，愿意配合接受神經(jīng)心理學(xué)測試者。

調(diào)查內(nèi)容包括：研究采用自行設(shè)計(jì)的一般情況調(diào)查表以了解被調(diào)查者一般情況，內(nèi)容包括年齡、性別、文化程度及病史等。采用蒙特利爾認(rèn)知評估量表（montreal cognitive assessment，MoCA）判斷研究人群的總體認(rèn)知功能，評價(jià)過程按照MoCA標(biāo)準(zhǔn)檢查程序進(jìn)行，對被試的視空間與執(zhí)行等8項(xiàng)認(rèn)知功能進(jìn)行測評。

調(diào)查前先對調(diào)查員進(jìn)行培訓(xùn)，研究過程嚴(yán)格遵守質(zhì)量控制要求，采用統(tǒng)一的調(diào)查表和標(biāo)準(zhǔn)化用語進(jìn)行調(diào)查。研究以自愿為前提，遵從赫爾辛基宣言要求，履行知情同意程序，取得每位調(diào)查對象的書面同意，并報(bào)河南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，研究結(jié)束后給予被試一定的交通及誤工補(bǔ)償。

1.2 儀器與設(shè)備

采用E-prime 2.0（美國PST公司）刺激呈現(xiàn)系統(tǒng)呈現(xiàn)聽覺刺激，NeuroScan系統(tǒng)：配有NuAmps 40導(dǎo)放大器，Scan 4.5采集分析系統(tǒng)（澳大利亞Compumedics公司），記錄和分析腦電信號。

1.3 試驗(yàn)方法

ERPs實(shí)驗(yàn)采用三刺激oddball范式，包括1000Hz標(biāo)準(zhǔn)刺激1 120個（總刺激的80%）、1 050 Hz偏差刺激140個（10%）和新異刺激140個（10%，包括狗叫、鳥鳴等共28種聲音刺激，每個新異刺激重復(fù)≤5次），聲強(qiáng)60 dB（小樣本聽力級），刺激間隔1 000 ms。刺激呈偽隨機(jī)排列，程序開始后先呈現(xiàn)連續(xù)20個標(biāo)準(zhǔn)刺激，然后在標(biāo)準(zhǔn)刺激間隨機(jī)呈現(xiàn)偏差刺激和新異刺激，保證在每個偏差刺激及新異刺激前至少有2個標(biāo)準(zhǔn)刺激呈現(xiàn)，每次刺激呈現(xiàn)持續(xù)時(shí)間100 ms。實(shí)驗(yàn)過程中要求被試觀看默片。測試在河南中醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院認(rèn)知與神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室腦電實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

采用NuAmps 40導(dǎo)系統(tǒng)記錄腦電，被試洗頭并吹干后佩戴Ag/AgCl電極帽。以鼻尖為參考、電極分布采用10～20擴(kuò)展電極系統(tǒng)，同時(shí)記錄水平眼電和垂直眼電。頭皮阻抗＜5kΩ，記錄帶通DC 200Hz，采樣率1 000 Hz。用Scan 4.5軟件對腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析。相關(guān)法去除眼電。將連續(xù)的腦電數(shù)據(jù)分段，分段時(shí)程為：刺激前100 ms至刺激后600 ms。刺激前100 ms平均電壓用于基線校正?；€校正后波幅超過（±100）μv者視為偽跡在疊加中被自動剔除。對同類刺激進(jìn)行分類疊加，得到標(biāo)準(zhǔn)刺激、偏差刺激和新異刺激3類ERPs數(shù)據(jù)。對得到的ERPs進(jìn)行30 Hz（24 dB/oct）無相移低通數(shù)字濾波。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，本研究中事件相關(guān)電位分析使用相減技術(shù)，用新異刺激的ERPs成分減去標(biāo)準(zhǔn)刺激的ERPs成分，得到失匹配負(fù)波（mismatch negative，MMN）和新異P300（以下簡稱P3a）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[8]。以刺激出現(xiàn)后150～250 ms時(shí)間窗內(nèi)最大負(fù)波峰值及其出現(xiàn)時(shí)間為MMN幅值和潛伏期、250～500 ms時(shí)間窗內(nèi)最大正波峰值及出現(xiàn)時(shí)間為P3a的幅值和潛伏期。數(shù)據(jù)分析采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，分別進(jìn)行MMN的峰值和潛伏期及P3a的峰值和潛伏期與MoCA得分的Pearson相關(guān)分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

實(shí)驗(yàn)研究納入患者68例。其中，男性25例，女性43例；年齡（52.66±6.02歲）；大專以上11例，初高中35例，小學(xué)及文盲22例。

2.2 ERPs檢測結(jié)果

各電極位點(diǎn)在聽覺ERPs的差異波曲線（見附圖）可見被試均誘發(fā)出MMN和P3a成分。

2.3 MoCA得分與ERPs各成分的相關(guān)性分析

MMN潛伏期與MoCA無相關(guān)性（r=0.097，P=0.432），MMN波幅與MoCA無相關(guān)性（r=-0.121，P=0.325），P3a潛伏期與MoCA呈負(fù)相關(guān)（r=-0.427，P=0.000），P3a波幅與 MoCA 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.314，P=0.009）。

附圖 聽覺ERPs總平均

3 討論

記憶功能下降始于中年（40～50歲），并與其他認(rèn)知功能老化的表現(xiàn)相互疊加[9]。但認(rèn)知功能的下降進(jìn)程在不同個體卻完全不同，隨著年齡的增加，人的認(rèn)知能力會出現(xiàn)持續(xù)而緩慢的下降，但有些中老年人的認(rèn)知能力卻會因下降速度過快而成為輕度認(rèn)知功能障礙甚至癡呆[10-11]。篩選出認(rèn)知功能下降過快的人群，對其及早干預(yù)成為解決這一問題的思路之一。本研究擬在課題組原有工作基礎(chǔ)之上，篩選合適人群采用事件相關(guān)電位技術(shù)尋找認(rèn)知功能加速下降的病變特點(diǎn)，以期加深對MCI和癡呆發(fā)病的了解，為有效干預(yù)癡呆發(fā)生提供科學(xué)依據(jù)。

本研究采用三刺激聽覺oddball范式，以考察認(rèn)知加工早期階段對新異刺激的覺察及中晚期階段對刺激的加工，反映患者的認(rèn)知功能。該范式主要產(chǎn)生2種腦電成分：MMN和P3a。MMN反映對信息的自動加工和功能區(qū)分[12]。P3a則反映了新異刺激出現(xiàn)后的注意力朝向反應(yīng)，是感知覺注意、記憶及情感等高級神經(jīng)心理過程的反映[13-14]。MoCA得分與ERPs成分的相關(guān)分析顯示，MMN成分的波幅與潛伏期與MoCA得分無關(guān)；而P3a潛伏期和P3a波幅與MoCA得分呈負(fù)相關(guān)，P3a潛伏期越長、波幅越大，則MoCA得分越低。FERRI等[15]的研究報(bào)道，即使在自閉癥等不能配合研究的被試，MMN和P3a仍然可以用來檢測被試的認(rèn)知功能，不受配合程度及注意程度的影響，是很好的認(rèn)知評價(jià)指標(biāo)。筆者對ERPs結(jié)果和MoCA的分析也顯示可以通過檢測ERPs的P3a成分來反映被試的總體認(rèn)知功能，作為MCI認(rèn)知功能檢查的客觀指標(biāo)。

本研究的不足之處在于本次研究在門診體檢人群中開展，調(diào)查樣本有一定的局限性，導(dǎo)致有些因素如被調(diào)查人群年齡及MoCA得分分布不夠均衡。在后續(xù)研究中將改善調(diào)查方法、擴(kuò)大調(diào)查范圍，以期得到更全面客觀的結(jié)果。

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（李科 編輯）

Correlation analysis of detection of event related potential and evaluation of cognitive function*

Yong Liu,Xiang-hong Zhan,Jun-lin Hou,Guo-li Yan,Pan-pan Wu,Qian-ming Sun,Xu-tao Guan,Ying Ding
(School of Basic Medicine,Henan University of Chinese Medicine,Zhengzhou,Henan 450046,China)

ObjectiveTo investigate the correlation between the event related potentials (ERPs)and evaluation of Montreal Cognitive Assessment (MoCA).MethodsThe cognitive function of aged people was evaluated by MoCA.Then ERPs data revelant to audio oddball paradigm in participants were recorded and analyzed.The regression analysis was applied to investigate the relationships of the MoCA score with latency and amplitudes of ERPs components.ResultsThe MMN and P3a components of ERPs were recorded in all the participants.No correlation was found between MMN and the score of MoCA (P＞0.05).There was a negative correlation between P3a latency and MoCA(P=0.000).A negative correlation between P3a amplitude and MoCA was found (P=0.009).ConclusionsThe P3a component of ERPs can be used as an objective index to examine the cognitive function of aged people.

cognitive function;Montreal Cognitive Assessment;event related potential;correlation analysis

R592

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.17.011

1005-8982（2017）17-0054-04

2016-08-11

國家自然科學(xué)基金（No：81173148；No：81473556）；河南省教育廳高校重點(diǎn)科研項(xiàng)目（No：15A310018）；河南省鄭州市普通科技攻關(guān)項(xiàng)目（No：20150306）

詹向紅，E-mail：zxh371@163.com；Tel：0371-65962406