漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童不同聽覺刺激模式下事件相關(guān)電位特征分析△

鄧柯高 雷湘 張一新 唐淑婷 左彭湘

發(fā)展性閱讀障礙(development dyslexia,DD)是指兒童在同等生活及教育條件下，智力正常，無明顯視、聽、神經(jīng)系統(tǒng)損傷及情緒問題，但閱讀能力明顯低于同齡兒童的現(xiàn)象[1]。表音文字國家DD發(fā)生率為 5%～7.5%[2]，漢語國家DD發(fā)生率為 4%～8%[3]，新疆地區(qū)DD發(fā)生率為5.9%～7.05%[4]。DD是持續(xù)終生的，其個體在各年齡段的閱讀能力均落后于同齡人，對其學習和發(fā)展造成巨大影響。關(guān)于DD神經(jīng)機制的研究將有利于DD兒童的干預(yù)和治療，國外在DD神經(jīng)機制的研究中形成了兩個最具影響力的理論，即語音缺陷理論和感知覺缺陷理論，語音缺陷理論認為DD是因語音表征加工缺陷引起，但有研究表明DD兒童在感知水平上亦可能存在聽覺加工缺陷，包括上升時間(rise time)感知缺陷[5,6]、刺激強度(intensity)感知缺陷[7]和持續(xù)時間(duration)感知缺陷[8]；而上升時間是構(gòu)成音節(jié)節(jié)律的關(guān)鍵聲學特性，是言語知覺的一個重要組成部分，與言語能力和音節(jié)分解相關(guān)。失匹配負波(mismatch negativity,MMN)是聽覺分辨能力的重要評價指標，在上述研究基礎(chǔ)上，國外學者運用標準刺激、上升時間、刺激強度和持續(xù)時間偏差刺激四種聲音材料，比較了DD兒童與正常兒童MMN的差異[9]，研究主要集中于表音文字，漢語為表意文字，在神經(jīng)加工機制方面可能存在不同，同時也受到遺傳和語言背景的影響[10,11]。因此，本研究以漢語DD兒童為研究對象，采用被動Oddball范式，記錄標準刺激，上升時間、強度、持續(xù)時間偏差刺激下事件相關(guān)電位(event-related potential,ERP)的MMN、P1-N1c-N2成份，探討漢語DD兒童缺陷機制，為DD兒童的診斷和治療提供參考。

1 資料與方法

1.1研究對象及分組 以整群抽取新疆地區(qū)3所小學3～5年級學生進行診斷篩查，應(yīng)用DD診斷量表篩查出DD兒童22例(DD組)，按1∶1.5配對選取33例正常對照兒童為對照組，2例因其腦電數(shù)據(jù)偽跡過大而被剔除(DD組、對照組各1例)。兩組兒童自幼兒園入學以來所有科目均使用漢語授課，均具備準確閱讀漢語問卷的能力，均接受韋氏智力測試，均在父母知情同意下進行測試。最終有21例DD兒童(平均10.38 ±0.49歲，男13例，女8例)和32例對照組兒童(平均10.43±0.53歲，男19例，女13例)參加了本研究，兩組間年齡差異無統(tǒng)計學意義(t=-0.281，P=0.780)，性別差異無統(tǒng)計學意義(χ2=0.034，P=0.854)，DD組(91.31±3.87分)和對照組(89.61±3.96分)智力得分均大于70分，且兩組差異無統(tǒng)計學意義(χ2=1.558，P=0.125)。

DD組兒童納入標準：①《學習困難篩查量表》PRS教師用表[12]總分低于 60 分； ②《漢語閱讀能力測驗》成績低于標準分 2 個標準差[13]；③采用龔耀先修訂的《中國-韋氏智力量表》進行智力測驗[14]，智商均在 70 以上； ④無視聽覺障礙及器質(zhì)性腦?。虎菥鶠橛依?，均無神經(jīng)精神疾患和慢性病。正常對照組匹配條件：在入選DD兒童組所在年級，以性別、年齡(±3 個月)、智力得分(±10)及父母文化水平與DD組匹配為標準。納入的兒童均為右利手，均無神經(jīng)精神疾患和慢性病。

1.2ERP測試刺激聲設(shè)置和程序 采用被動Oddball范式，Praat軟件編輯聲音，純音(上升時間15 ms，持續(xù)時間200 ms，下降時間15 ms，強度75 dB)作為標準刺激(P=0.85)；標準刺激呈現(xiàn)后，隨機呈現(xiàn)三種偏差刺激，各偏差刺激概率均為0.05；每種偏差刺激收集180個trials，標準刺激在內(nèi)共3 600個trials。聲音材料頻率均為500 Hz，三種偏差刺激參數(shù)見表1[9,15]，刺激間隔(ISI)為500 ms，以E-prime呈現(xiàn)；通過耳機雙耳給聲，為排除注意的影響，囑受試者認真觀看無聲電影。

1.3腦電記錄 采用澳大利亞Neuroscan公司生產(chǎn)的32導腦電采集系統(tǒng)(放大器為SynAmps2)記錄腦電圖(EEG)信號，電極阻抗保持在5 kΩ以下，采樣率1 000 Hz，在線帶通濾波0.1～200 Hz，活動電極分別放置于左、右外眼角處及左眼上、下，分別記錄水平眼電和垂直眼電。離線參考為平均參考,帶通濾波0.1～20 Hz,分段為聲音刺激前100 ms到目標刺激呈現(xiàn)后600 ms；基線校正：刺激前100 ms。刪除波幅變化超過±120 μV的結(jié)果,每個條件trials數(shù)不少于100。用記錄到的偏差刺激所誘發(fā)的波形減去標準刺激誘發(fā)的波形，獲得的新波形中，潛伏期位于100～300 ms的最大負波即為MMN，MMN波潛伏期為刺激開始到MMN最大波峰幅值點橫軸的直線距離，波幅為零電位基線到MMN 波峰電位的幅度。

表1 標準刺激與偏差刺激參數(shù)設(shè)置

1.4統(tǒng)計學方法 采用Matlab、eeglab和fieldtrip進行數(shù)據(jù)處理，SPSS 23.0進行統(tǒng)計分析。MMN潛伏期及波幅統(tǒng)計分析采用獨立樣本t檢驗。據(jù)參考文獻[9]，選擇FCz電極124～180 ms時窗內(nèi)的波形P1，232～180 ms時窗內(nèi)的N2波形，以及A1、A2、FT7和FT8電極160～216 ms時窗內(nèi)波形N1c和N2記錄各波潛伏期、波幅，比較閱讀障礙組和對照組的差異。FCz、A1和A2、FT7 和FT8電極記錄的波形潛伏期波幅均進行2(組別：閱讀障礙組，對照組)×2[刺激類型：標準刺激，偏差刺激(上升時間偏差刺激、刺激強度偏差刺激或持續(xù)時間偏差刺激中的一種偏差刺激)]二因素重復(fù)測量方差分析；主效應(yīng)及交互作用顯著的前提下，進一步進行簡單效應(yīng)分析。

2 結(jié)果

2.1MMN引出結(jié)果 上升時間偏差、刺激強度偏差和持續(xù)時間偏差下均引出了明顯的MMN成分，典型波形見圖1；A1、A2、FT7、FT8和FCz電極點MMN的波幅、潛伏期見表2，DD組FCz上升時間偏差刺激(P=0.026<0.05)和持續(xù)時間偏差刺激下(P=0.037<0.05)波幅均小于對照組，其余電極點兩組間差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

2.2P1-N1c-N2成分 A1 、A2和FCz電極記錄的P1-N1c-N2成分波形圖見圖2，DD組和對照組P1-NIc-N2潛伏期和波幅見表3，交互作用顯著的情況下，做簡單效應(yīng)分析，結(jié)果顯示：①以FCz電極P1潛伏期為因變量進行分析，DD組不同刺激模式下潛伏期差異有統(tǒng)計學意義[F(1,51)= 6.98，P=0.011,ηp2=0.120],上升時間偏差刺激下的潛伏期(P=0.011<0.05)較標準刺激延遲，而對照組差異不顯著。②FCz電極N2波幅分析：DD組不同刺激模式下N2波幅差異有統(tǒng)計學意義[F(1,51)=10.80，P=0.002,ηp2=0.175],上升時間偏差刺激波幅小于標準刺激(P=0.002<0.01)，而對照組差異不顯著；DD組持續(xù)時間偏差刺激下N2波幅小于標準刺激(P<0.001)，F(xiàn)(1,51)=16.15，P<0.001,ηp2=0.241，而對照組差異不顯著。③在A1、A2、FT7、FT8電極記錄的N1c成分的重復(fù)測量方差分析中，DD組FT7、FT8電極N1c波幅差異有統(tǒng)計學意義[F(1,51)=7.31，P=0.009,ηp2=0.125],持續(xù)時間偏差刺激N1c波幅小于標準刺激(P=0.009<0.05)，而對照組差異不顯著，其余交互作用不顯著。

表2 DD組和對照組間各電極點不同刺激模式下MMN潛伏期和波幅比較

注： * 與對照組比較，P<0.05

3 討論

Stefanics等[9]的研究顯示，只在持續(xù)時間偏差刺激下可引出MMN，而本研究DD組和正常對照組對象上升時間偏差刺激、刺激強度偏差刺激和持續(xù)時間偏差刺激下均引出了MMN，這可能與研究對象語言及基因背景的差異有關(guān)，漢語屬于透明度較低的表意文字，而英語屬于高度透明的表音文字；另外，遺傳起源也存在差異，本研究對象屬于亞洲和歐洲混合遺傳起源，具有東西方結(jié)合的人體測量特征[16]，而Stefanics等[9]研究對象遺傳背景為歐洲起源。從文中結(jié)果看，DD組與對照組相比，上升時間和持續(xù)時間偏差刺激模式下引出的MMN均存在差異，而刺激強度偏差刺激模式下引出的MMN無顯著差異，與之前DD兒童上升時間偏差刺激模式下引出的MMN結(jié)果[17,18]一致，表明漢語DD兒童對上升時間和持續(xù)時間的感知可能存在缺陷，而對刺激強度的感知可能不是導致新疆地區(qū)漢語兒童閱讀障礙的原因，也就是說本組DD兒童的聽覺分辨能力可能較正常兒童低；但此結(jié)果還有待進一步的研究加以佐證。

圖1 DD組和對照組MMN波形

圖2 DD組和對照組A1、A2及FCz電級記錄的P1-N1c-N2成分波形圖

表3 DD組和對照組間各電極點P1-NIc-N2成分在不同刺激模式下的潛伏期和波幅比較

前中央?yún)^(qū)P1、N2和前顳區(qū)N1c是評價兒童聽覺ERP的主要特征成分[19～21]，是反映感知過程的重要指標[22,23]，故本研究選取前中央?yún)^(qū)FCz(P1、N2)、前顳區(qū)FT7和FT8、兩側(cè)乳突電極點A1和A2四個電極點N1c成分的潛伏期和波幅進行分析，結(jié)果表明，DD組中上升時間偏差刺激與標準刺激相比，F(xiàn)Cz電極P1潛伏期延遲，N2波幅降低，而對照組中無顯著差異；在對A1、A2電極點記錄的波形的分析中，上升時間偏差刺激與標準刺激比較，DD組N2平均波幅降低，而對照組無顯著差異，進一步說明DD兒童可能存在上升時間感知障礙；在FCz點的分析中，持續(xù)時間偏差刺激與標準刺激相比較，DD組N2波幅降低，這可能提示DD兒童亦存在持續(xù)時間感知障礙。值得注意的是，前顳區(qū)FT7和FT8電極點N1c波幅存在差異，DD組持續(xù)時間偏差刺激下N1c波幅小于標準刺激模式，而對照組中無差異，說明DD兒童對持續(xù)時間的感知存在缺陷。

綜上所述，本研究采取的FCz 、A1、A2、FT7和FT8電極點記錄MMN、P1-N1c-N2成分可為漢語DD兒童的診斷提供參考；在聽覺水平上，DD兒童對聲音上升時間和持續(xù)時間偏差刺激的探測能力較正常對照組差，DD兒童可能存在聽覺感知障礙。