注意缺陷多動障礙患兒生物運動感知能力的研究

葉小飛，胡學會，胡盼盼，楊 斌，汪曉翠，沈麗偉，汪 凱

生物運動是指生命體(人類或動物)在空間上整體移動的行為，如步行、奔跑等[1]。生物運動感知包含了對運動刺激物本身、他或她的動作、意圖甚至情緒的識別，幫助人類洞悉生物運動所要表達的真正意圖，繼而增強個體的社會適應能力。腦功能成像研究發(fā)現(xiàn)，顳上溝及額下回、中央前回及額中回等是生物運動感知的關鍵腦區(qū)[2]。注意缺陷多動障礙(attention deficit hyperactivity disorder，ADHD)是學齡期兒童常見的一類心理障礙性疾病，主要癥狀為與年齡不相符的注意缺陷、多動及沖動行為，常合并學習障礙。既往研究表明ADHD患兒在大腦結構及功能上存在損害，Jackson et al[3]應用磁共振成像發(fā)現(xiàn)ADHD患兒的前額葉皮質、基底節(jié)及胼胝體均存在異常。該研究應用生物運動的時距辨別任務，對ADHD患兒的生物運動感知能力進行測試，旨在探討其是否存在生物運動感知能力障礙。

1 材料與方法

1.1病例資料

1.1.1ADHD組 2015年12月～2016年12月在安徽省兒童醫(yī)院就診的ADHD患兒46例，其中男41例，女5例，發(fā)病年齡6～15(9.54±2.09)歲，病程3月～4年，平均(1.91±0.99)年，平均受教育年限(3.34±2.01)年，均為右手利。ADHD患兒均為來本院初診患兒。納入標準:① 符合DSM-IV中有關ADHD診斷標準；② 無先天性疾病及相關精神疾??；③ 所有ADHD兒童未服用任何藥物治療,也未采用其他手段進行過干預；④ 年齡6歲以上，視聽功能正常，可理解并執(zhí)行整個實驗過程。排除標準:① 精神發(fā)育遲滯，采用中國修訂版聯(lián)合型瑞文智力測試標準型(CRT-S1)，智商<70分；② 包括已知的神經系統(tǒng)疾病或廣泛性發(fā)育障礙；③ 合并其他慢性疾病如哮喘、糖尿病等。

1.1.2健康對照組 同期在本院體檢的健康兒童46例，均正常入學，發(fā)育正常，右手利，視、聽能力正常，既往無神經、精神疾病史。在性別、年齡、受教育年限與ADHD患兒相匹配。

所有入選兒童在試驗前被告知本次試驗的目的及意義等，同時征得受試兒童及其法定監(jiān)護人同意，簽署知情同意書，本研究通過安徽省兒童醫(yī)院醫(yī)學研究與倫理委員會的審核批準。

1.2方法

1.2.1神經心理學背景測試 包括瑞文智力測試、數字廣度評分。

1.2.2時距辨別任務 試驗應用一臺14英寸的聯(lián)想筆記本電腦，在Matlab程序運行下，電腦屏幕呈現(xiàn)刺激(刷新頻率為60 Hz)，受試兒童雙眼距顯示屏50 cm。

1.2.2.1 生物運動序列 即正立的光點運動序列，通過采用Vanrie和 Verfaillie三維運動捕捉系統(tǒng)改進的光點序列[4]。該序列是將行走過程中人的關節(jié)的位置數字化編碼為可運動的光點而獲得的。

1.2.2.2 非生物運動序列 即倒置的光點運動序列，是將經典的正立生物運動序列旋轉180°倒置后獲得。

1.2.2.3 試驗程序 試驗范式為白色的光點刺激物在黑色的背景呈現(xiàn)，每試次中生物運動刺激和非生物運動刺激相繼呈現(xiàn)。一組序列(生物運動和非生物運動)呈現(xiàn)結束后，要求受試兒童判斷哪一個刺激的持續(xù)時距更長，告知被試不能數數或默念計時，且只有在完成上一組選擇后，方可呈現(xiàn)下一組序列，試驗由70個試次組成，每20～30個試次中間有一個休息間歇。試驗總共約30 min。所有受試兒童完成該測試的依從性均較好，且本研究中涉及的所有測試任務均經過專業(yè)培訓的人員進行操作，見圖1。

圖1 時距辨別任務示意圖

1.2.3數據分析 所有受試兒童的測試結果均被導入Boltzmann S型函數中，橫坐標代表生物運動序列與非生物運動序列的時距差，共7個點，賦值-3～3，即表示兩種刺激的時距差從-900～ +900 ms，每個單位長度為300 ms?？v坐標代表選擇生物運動序列為“長時距”的反應百分比。主觀相等點(the point of subjective equality,PSE)則表示受試在該點感知到的生物運動刺激與非生物運動刺激的持續(xù)時距相等。PSE值由Boltzmann方程的中點計算而來f(x)=1/(1+exp[(x-x0)/ω])，PSE值為負值時代表生物運動具有時距延長效應，即正立的生物運動序列比倒置的非生物運動序列被感知到的時距更長，時距延長的具體數值則為負值的絕對值乘以 300，單位為ms。正的PSE值則與之相反，即時距壓縮[5]。

1.3統(tǒng)計學處理采用SPSS 17.0 進行統(tǒng)計學分析。性別屬于定性資料，采用χ2檢驗；年齡、教育年限、瑞文智商數及PSE值屬于計量資料，且符合正態(tài)分布，采用獨立樣本t檢驗進行組間比較，對照組PSE值與檢驗值“0”的比較則應用單樣本t檢驗；正序及倒序數字廣度屬于計量資料，但為非正態(tài)分布，采用Mann-Whitney U檢驗進行組間比較。ADHD患兒的PSE值與年齡、教育年限、病程、數字廣度、瑞文智商及發(fā)病年齡的相關關系采用Pearson相關分析，P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1兩組兒童一般資料比較與同齡的健康兒童相比，ADHD患兒在性別、年齡、教育年限及瑞文智商方面差異均無統(tǒng)計學意義，但兩組間的正序數字廣度評分(z=-4.04，P<0.05)和倒序數字廣度評分(z=-3.71，P<0.05)差異均有統(tǒng)計學意義，見表1。

2.2兩組兒童時距辨別結果比較與檢驗值“0”相比，健康對照組的PSE為負值(-0.30±0.35)，差異有統(tǒng)計學意義(t=-5.83，P<0.05)。ADHD患兒的PSE為正值(0.06±0.63)，與健康對照組相比，其值明顯增大，兩組間的獨立樣本t檢驗，差異有統(tǒng)計學意義(t=0.34，P<0.05)。

2.3ADHD患兒時距辨別的相關分析Pearson相關分析結果表明，ADHD患兒的PSE值與患兒的年齡、教育年限、病程、數字廣度及瑞文智商均無明顯相關性，但與患兒發(fā)病年齡相關(r=-0.91，P<0.05)，即發(fā)病年齡越小，患兒生物運動感知能力越差，見表2。

表1 ADHD組與健康對照組的一般資料比較 (n=46)

表2 ADHD患兒的PSE值與年齡、教育年限、病程、數字廣度、瑞文智商及發(fā)病年齡相關分析

3 討論

生物運動能夠提供非常豐富的社會信息，如身份、性別、情緒等，同時這種信息獲取的方式對于遠距離的溝通、交流、模仿學習各種復雜的運動行為至關重要，特別是當形狀、顏色等屬性特征模糊不清的時候就顯的更為重要[1,6]。心理學家 Johansson[7]通過在人體的某些重要關節(jié)處(如肩、肘、踝等)標以信號，進而拍攝記錄人的運動過程中這些關節(jié)的運動軌跡，繼而得到光點運動序列(生物運動)，受試者通過光點運動序列識別出運動人物的重要信息。然而，當光點運動序列倒置過來后(非生物運動)，這種加工優(yōu)勢明顯受損，也就是說在呈現(xiàn)時間相同的情況下，被試感知到正立的含有生物運動信息的生物運動序列的呈現(xiàn)時間要長于倒置的不含有生物運動信息的非生物運動序列，稱為“倒置效應”[8]。

本研究顯示，ADHD患兒的生物運動感知能力受損，表現(xiàn)為生物運動的時距延長效應消失。ADHD是一類與遺傳、家庭社會環(huán)境、腦結構與功能異常、神經遞質代謝異常等有關的疾病。Cortese et al[9]發(fā)現(xiàn)，與同齡正常兒童相比，ADHD患兒的全腦體積減小，主要表現(xiàn)在額葉、頂葉、枕葉、顳葉。Silk et al[10]的研究發(fā)現(xiàn)，ADHD患兒的全腦皮層灰質厚度變薄，且枕、頂葉和額、顳葉的纖維聯(lián)絡減少，存在腦發(fā)育成熟障礙。這與國內學者盧又燃等[11]應用fMRI發(fā)現(xiàn)ADHD患兒額葉一基底神經節(jié)環(huán)路功能異常的結果相一致。上述的研究證實，ADHD患兒存在額葉結構與功能的缺失。

眾多研究[12]表明，生物運動感知是由一個廣泛的神經網絡負責，其中鏡像神經元系統(tǒng)較多的用于生物運動感知的神經機制研究。與非生物運動刺激相比，受試者觀察生物運動刺激時，其在顳上溝、中央前回、額中回及額下回誘發(fā)的神經活動更強，fMRI的同步研究也證實，受試者觀察生物運動時，其下顳皮質、顳葉側部及額下回活性明顯增加[2,13]。綜上研究，ADHD的發(fā)病機制、生物運動均與大腦額葉功能關系密切，據此推測，ADHD患兒的生物運動感知功能受損，可能與額葉功能異常有關。

相關分析表明，ADHD患兒生物運動感知能力與年齡、教育年限、病程、數字廣度及瑞文智商均無顯著相關，但與發(fā)病年齡呈負相關性。眾所周知，額葉、扣帶回多巴胺系統(tǒng)參與認知功能。哌甲酯能阻斷多巴胺轉運體重吸收、擴大多巴胺受體響應時間從而改善ADHD癥狀[14]，支持AHDH的發(fā)病與多巴胺能系統(tǒng)異常有關。而多巴胺受體密度與兒童發(fā)育關系密切。因此，本研究表明ADHD患兒生物運動感知能力障礙可能與額葉-紋狀體中的多巴胺系統(tǒng)異常有關，且發(fā)病年齡越小，其生物運動感知能力越差。

在神經心理學背景測試中，ADHD患兒的正、倒序數字廣度得分低于正常同齡兒童。而數字廣度試驗屬于執(zhí)行功能的一部分，需要額葉參與完成，提示ADHD患兒數字廣度表現(xiàn)差可能與額葉功能異常有關，同時既往研究[15]顯示額葉功能在生物運動感知能力表現(xiàn)上至關重要。因此，背景測試的結果更進一步支持了我們的推測，即ADHD患兒生物運動感知功能障礙可能與額葉受損有關。

綜上所述，ADHD患兒存在生物運動感知能力障礙，發(fā)病年齡越小，生物運動感知能力表現(xiàn)越差，且可能與額葉受損有關。由于此次研究對象均為新確診且未進行任何干預的ADHD患兒，因此對其是否進行早期干預以及何種干預有待進一步長期隨訪、研究。

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