視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病事件相關(guān)電位研究☆

周嬪婷 曾秋明 楊歡 董曉華

2008年，BLANC等[1]首次報告 NMOSD患者存在認(rèn)知功能損害，之后越來越多研究證明29%～57%患者存在廣泛認(rèn)知功能損害，包括注意力、造詞、加工速度、執(zhí)行功能及記憶等，并且可以出現(xiàn)在疾病早期[2-3]。近年來關(guān)于NMOSD患者認(rèn)知功能損害的影像學(xué)研究相繼有報告，然而腦部病變的特征是否與認(rèn)知功能障礙相關(guān)仍沒有得到一致的結(jié)論。事件相關(guān)電位（event-related potential，ERP）是利用疊加技術(shù)記錄到的人腦對某一刺激進(jìn)行信息加工時頭皮電位變化，能夠客觀反映大腦認(rèn)知和判斷等高級思維活動。與認(rèn)知量表相比具有高度的客觀性，而與影像學(xué)方法相比具有高度的時間分辨率（毫秒級），因而在揭示腦動態(tài)活動方面極具優(yōu)勢。本研究對NMOSD患者進(jìn)行ERPs檢測，以期從神經(jīng)電生理角度尋找NMOSD患者認(rèn)知功能損害的客觀證據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象 以NMOSD患者和正常對照為研究對象。NMOSD組：根據(jù)2015年WINGERCHUK等[4]提出的NMOSD診斷標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)收集2016年1月至12月就診于中南大學(xué)湘雅醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科的13例臨床確診為NMOSD的患者，男3例，女10例，年齡17～63歲。對照組：為同期在中南大學(xué)湘雅醫(yī)院健康體檢者13名，既往無神經(jīng)系統(tǒng)疾病、精神疾病或濫用藥物史，其中男3例，女10例，年齡20～60歲。采集所有參與者的人口統(tǒng)計學(xué)資料，如年齡、性別、受教育年限等，以及臨床資料，包括病程、發(fā)病時間、年復(fù)發(fā)率、血清學(xué)、腦脊液結(jié)果、EDSS評分（由1位有經(jīng)驗的神經(jīng)科臨床醫(yī)生進(jìn)行評估）、影像學(xué)結(jié)果等。

所有參與者簽署知情同意書，且該研究已通過中南大學(xué)湘雅醫(yī)院倫理委員會的審查批準(zhǔn)。

1.2 研究方法

1.2.1 神經(jīng)心理學(xué)測試 應(yīng)用簡易精神狀態(tài)量表（mini-mental state examination,MMSE）及蒙特利爾認(rèn)知評估量表 （Montreal cognitive assessment,MoCA）對所有參與者進(jìn)行認(rèn)知功能評估。

1.2.2 事件相關(guān)電位檢測 采用日本光電肌電/誘發(fā)電位儀（型號MEB-2306C）進(jìn)行事件相關(guān)電位檢測。

參數(shù)設(shè)置：帶通0.5～50 Hz，分析時間100 ms。非靶刺激的頻率1000 Hz，出現(xiàn)概率80%，刺激時限 100 ms，上升/下降時間 5 ms，強(qiáng)度 60 dB；靶刺激頻率2000 Hz，出現(xiàn)概率20%，刺激時限100 ms，上升/下降時間5 ms，強(qiáng)度80 dB。兩種聲音無規(guī)律交替出現(xiàn)，時間間隔為1 s，平均疊加50～100次，重復(fù)測試兩次。去除波幅≥100 μV的偽跡信號及眼動偽跡。

電極安放：選用氯化銀盤狀電極，參照國際腦電圖學(xué)會的10-20系統(tǒng)，記錄電極分別置于頭皮Fz、Cz、Pz處，參考電極為雙耳連線，前額正中央(Fpz)接地，電極與皮膚間電阻≤5 kΩ。

刺激方法：采用聽覺Oddball法，由耳機(jī)給予雙側(cè)短純音刺激，實(shí)驗前向受試者說明檢查的目的和要求，交待在兩種音調(diào)中識別出高音調(diào)聲音，第1輪實(shí)驗不要求被試對靶刺激做出反應(yīng)，為失匹配負(fù)波（mismatch negative，MMN）測試，第 2 輪實(shí)驗要求被試者對靶刺激進(jìn)行按鍵操作，記錄N1，P 2，N 2，P 3波。每人重復(fù)至少2次，要求重復(fù)性好。實(shí)驗前統(tǒng)一指導(dǎo)語，實(shí)驗由固定人員操作。

記錄與分析：取靶刺激引出的ERPs作為分析對象，主要觀察指標(biāo)為N 1、P 2、N 2、P 3及MMN峰潛伏期和基線-峰波幅。由靶刺激誘發(fā)的ERPs減去非靶刺激誘發(fā)的ERPs，得到的波形中位于潛伏期100～250 ms范圍內(nèi)的最大負(fù)相波確認(rèn)為MMN。潛伏期為刺激發(fā)生到波峰之間的時間間隔；若波峰不清或雙峰，則以上升支與下降支延長線的交叉點(diǎn)作為波峰的頂點(diǎn)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 17.0進(jìn)行分析。對于符合正態(tài)分布的定量變量用±s描述，對于不符合正態(tài)分布的定量變量用M(QL,QU)描述。患者組與對照組的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗、Mann-Whitney U檢驗以及方差分析。均為雙側(cè)檢驗，檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 兩組的男性均為3例，女性10例；患者組及對照組的年齡分別為 （40.3±11.5）歲、（42.5±13.7）歲；而受教育年限分別為（10.3±3.9）年、（11.9±3.3）年。 兩組間性別（P=1.00）、年齡（P=0.67）、受教育年限（P=0.29）沒有統(tǒng)計學(xué)差異。

2.2 神經(jīng)心理學(xué)測試結(jié)果 NMOSD患者組與對照組的 MMSE 總分分別為 28.08±2.02、29.77±0.44，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.11）。而NMOSD患者組與對照組的 MoCA總分分別為 23.38±4.86、28.62±1.90，患者組得分低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.002）。

2.3 事件相關(guān)電位各成分的特點(diǎn) 表1～3為兩組EPRs各成分觀察值。NMOSD患者組所有記錄點(diǎn)的P 3潛伏期，以及Fz、Cz記錄的N2潛伏期均較對照組顯著延長（P＜0.05）?；颊呓MCz記錄點(diǎn)P 3波幅顯著低于對照組（P＜0.05）。而所有記錄點(diǎn)的N 1、P 2成分無論是潛伏期還是波幅均沒有組間差異（P＞0.05）。與對照組相比，MMN潛伏期在所有記錄點(diǎn)其差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。圖1展示了與對照組相比，NMOSD患者組總體平均后的ERPs各成分的差異。

圖1 患者組的ERPs改變 圖中箭頭指出位置為有統(tǒng)計學(xué)差異的ERPs成分。

表1 NMOSD患者組及對照組的ERPs各成分觀察值（Fz記錄點(diǎn)）

3 討論

近年研究開始探討NMOSD患者的認(rèn)知功能情況，BLANC等[1]于2008年首次報告了NMOSD患者存在認(rèn)知損害。之后，研究者們應(yīng)用不同的神經(jīng)心理學(xué)測試進(jìn)行深入分析，包括代碼替換測試（code substitution test,CS test）[5]、符號數(shù)字模式測驗（symbol digit modalities test,SDMT）、同步聽覺系列加法測驗 （paced auditory serial addition test,PASAT）、加利福尼亞詞匯學(xué)習(xí)測驗第2版（California verbal learning test-second edition，CVLT-Ⅱ)[6]等，發(fā)現(xiàn)NMOSD患者存在不同認(rèn)知域的損害，包括注意、語言、信息處理速度、執(zhí)行功能及記憶功能等[7]。本研究通過MMSE及MoCA量表檢測患者的認(rèn)知功能，其操作簡便，耗時少。本研究發(fā)現(xiàn)與對照組相比，NMOSD患者M(jìn)MSE總分無明顯改變，而MoCA總分顯著下降，表明MoCA量表評估NMOSD的認(rèn)知功能損害敏感性更高。

表2 NMOSD患者組及對照組的ERPs各成分觀察值（Cz記錄點(diǎn)）

表3 NMOSD患者組及對照組的ERPs各成分觀察值（Pz記錄點(diǎn)）

磁共振是在體檢測中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變的有效檢查，到目前為止，多項研究嘗試尋找NMOSD患者認(rèn)知功能損害的MRI相關(guān)指標(biāo)，卻沒有得到一致的結(jié)論。有研究認(rèn)為全腦或局部白質(zhì)微結(jié)構(gòu)改變與認(rèn)知功能損害相關(guān)[8-9]。而大量多模態(tài)研究顯示內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)、深部灰質(zhì)、海馬萎縮[10]是NMOSD患者認(rèn)知功能損害的主要MRI標(biāo)志物[11]，也有研究認(rèn)為其受累區(qū)域涉及更為廣泛的小腦及大腦灰質(zhì)改變[12]?？偟膩碚f，越來越多的研究提示高表達(dá)AQP4的深部灰質(zhì)改變起著核心作用，然而其微結(jié)構(gòu)改變區(qū)域仍不清楚。這些差異性結(jié)果提示NMOSD患者認(rèn)知功能損害可能存在復(fù)雜的機(jī)制，也有可能由于納入的患者臨床特點(diǎn)、樣本量、神經(jīng)心理學(xué)及統(tǒng)計學(xué)方法不同所致。因此需要進(jìn)一步的研究來闡明NMOSD深部灰質(zhì)萎縮的內(nèi)在機(jī)制。

SUTTON等[13]于1965年首先提出ERPs的概念，其作為檢測認(rèn)知過程的無創(chuàng)檢查，在臨床工作中得以廣泛開展。ERPs各成分的出現(xiàn)順序及潛伏期以毫秒級反映了大腦對外部刺激進(jìn)行分類、編碼、識別的速度，而波幅則反映了特定認(rèn)知過程的神經(jīng)資源分配的范圍及深度。本研究探討的核心成分包括 N 1、P 2、N 2、P 3 及 MMN， 它們都有確定的臨床意義，在刺激、記錄及量化等方面有很好的可操作性。

ERPs中早期出現(xiàn)成分——N 1及P 2可以用來評估信息處理過程的第一階段。N 1反映對于基本刺激特性的選擇性注意，是之后的模式識別及注意分配過程的初始選擇，P 2反映非靶刺激及靶刺激分類的注意調(diào)節(jié)[14]。本研究發(fā)現(xiàn)NMOSD患者的N 1、P 2成分無明顯改變，原因可能是由于N 1及P 2反映外源性驅(qū)動成分，其潛伏期及波幅依賴于刺激特性（例如頻率、聲強(qiáng)等）。

ERPs的晚期成分，包括內(nèi)源性驅(qū)動的N 2及P3成分，則對于評估高級信息處理過程更為敏感。N 2波有多種心理學(xué)解釋，包括定向反應(yīng)，刺激辨別，靶刺激選擇等，其在特別設(shè)計的任務(wù)中與反應(yīng)控制相關(guān)聯(lián)，其波幅受任務(wù)難度的影響。而ERPs各成分中最被廣泛研究及應(yīng)用的是P 3波，它是一個比較全面反映認(rèn)知功能的綜合性指標(biāo)，包括感知、注意、記憶、信息編碼、抽象概括、思維轉(zhuǎn)移及執(zhí)行功能等[15-16]。本研究發(fā)現(xiàn)幾乎所有記錄點(diǎn)存在NMOSD患者N 2及P 3波幅或潛伏期的改變，從神經(jīng)電生理水平上提示了NMOSD患者存在認(rèn)知損害，進(jìn)一步證實(shí)了以往的神經(jīng)心理學(xué)研究結(jié)果。就成分起源而言，聽覺N 2可能來源于雙側(cè)顳上區(qū)聽覺皮層，而該區(qū)域最近被證實(shí)在NMOSD疾病中受累[16-17]。P 3的起源仍不十分清楚，但是顱內(nèi)記錄提示可能涉及內(nèi)側(cè)顳葉區(qū)域，包括海馬、海馬旁回、杏仁核或丘腦[14]，這些區(qū)域與上文中神經(jīng)影像學(xué)所提示的深部灰質(zhì)微結(jié)構(gòu)區(qū)域高度一致。

MMN的產(chǎn)生機(jī)制多傾向于記憶痕跡學(xué)說，屬于內(nèi)源性ERPs成分[16]。MMN反映了初級聽覺皮層和鄰近顳上回皮質(zhì)的激活過程，根據(jù)聲學(xué)刺激特性，其確切位置不同。MMN主要反映不依賴于任務(wù)的自動加工過程，可以在無須注意及無任務(wù)要求的前提下進(jìn)行測定，包括清醒、昏迷、睡眠狀態(tài)等[17]。在本研究中，NMOSD患者存在MMN潛伏期延長，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義?？赡艿慕忉屖牵琈MN所涉及的認(rèn)知過程和神經(jīng)發(fā)生源不同于N 2及P 3，而這些部分在NMOSD中可能相對完整，其靈敏度低于N 2及P 3。此外，樣本量小也可能是部分原因。

本研究有幾個局限性。首先，本研究樣本量小，限制了對NMOSD患者認(rèn)知功能障礙相關(guān)危險因素的統(tǒng)計學(xué)分析，并且本研究使用的是相對簡單的認(rèn)知范式，需要在更大的研究中得到證實(shí)。其次，受限于時間、人力成本等，神經(jīng)心理學(xué)測試方面僅進(jìn)行了MMSE及MoCA測試，沒有同步納入更多神經(jīng)心理學(xué)測試，對于認(rèn)知功能的評估不夠全面，另外需要進(jìn)一步研究ERPs與神經(jīng)心理學(xué)結(jié)果之間的關(guān)系，以闡明特定認(rèn)知域之間的差異。

總之，本研究同步探討了NMOSD患者的多項聽覺ERPs改變。ERPs的成分是通過額葉、中央和頂葉頭皮部位獲得的，可以評估N 1和P 2所反映的早期感覺過程，也可以評估N 2、P 3和MMN所反映的較晚發(fā)生的、更高水平的認(rèn)知過程。本研究表明NMOSD主要電生理改變是ERPs的內(nèi)源性成分，而外源性成分相對完整，表明ERPs是一種客觀衡量NMOSD患者認(rèn)知功能的工具，可作為神經(jīng)心理測試以外，對認(rèn)知功能評估的重要補(bǔ)充。進(jìn)一步的工作則需要確定NMOSD患者這些ERPs異常的潛在機(jī)制。