认知电位P300 的应用及研究进展

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　  随着电生理的研究及广泛应用,认知电位逐渐受到关注和重视,其中电位P300 临床上广泛应用于神经心理认知功能障碍的研究。本文概括目前国内外P300 的实验研究进展以及在痴呆、精神疾病、脑血管疾病、脑外伤及药物依赖等方面的临床应用。

1 　P300 概述

        Sutton 提出事件相关电位(ERP) 及其研究方法,是指当人对某客体进行认知加工(如注意、记忆、思维等) 时,通过平均叠加从头颅表面记录到的大脑电位,反应认知过程中大脑的神经电生理改变。ERP 主要由易受物理**特性影响的“外源性成分”如P1、N1、P2 和不受**物理特性影响的“内源性成分”如N2、P3(或称P300) 组成。目前研究最多、临床应用最广泛的是P300 电位。测试P300 要求受试者一般是闭眼、清醒状态,所有的**不是单一重复的闪光和短声**,而至少要有≥2 种的**编成**序列(**信号包括视、听、数字、语言、图像均可) ;要求受试者注意其中1 种**并做出反应,其方式可以是默计其出现次数,也可以是动作如按键,这种**称为靶**( Ts ) ,又称S2 (占20 %) ;而不要求受试者注意和做出反应的**称为非靶**(NTs ) ,又称S1 (占80 %) 。记录电极一般按10～20 国际导联放置Fz、Cz、Pz 位置,通常Pz 部位波幅最大[1 ] 。P300 反应大脑对信息的初步认知加工: ①P300 峰潜伏期反应从**到反应的耗时,但不同于心理学所说的反应时间,反应时反应从**2认知加工2反应选择和执行的整个过程,而P300 只涉及**2认知加工过程,不包括反应选择和执行[2 ] 。②P300 波幅可能对测试过程中使用的吸引受试者注意方法的数目敏感,代表与输入信息处理相关的中枢神经系统活动数[3 ] 。

2 　P300 的研究及主要应用

        P300 已广泛应用于神经心理认知功能障碍的研究。通常以出现在280～550 ms 范围内的最大正向波形识别为P300波[4 ] 。罗跃嘉等[5 ]报道正常人的P300 平均潜伏期为(312. 1 ±25. 5) ms ,平均波幅为(13. 8 ±5. 5)μV ,并得出21～87 岁正常人的P300 潜伏期与年龄的回归方程: P300 潜伏期( ms ) =273. 5 + 0. 97 ×年龄(岁) 。这与国外报道成年人的潜伏期延长速率为每年1. 0～1. 4ms 的结果大致相当[6 ] 。P300 波幅通常为10～20μv ,可依受试者、**和作业量而改变。P300 起源的中心区域多认为是大脑联合区、大脑边缘系统、大脑皮层下核团、脑干、小脑等众多区域综合参与功能信息的处理[1 ] 。也有认为P300 神经电活动是基于额叶和海马在时间、空间累积的相互作用。而Fushimi 等[7 ] 发现海马不是P300 波产生必不可少的,但影响P300 波的构成。

2. 1 　痴呆　P300 潜伏期延长可作为临床预测早期认知减退的依据[8 ] 。血管性痴呆(VD) ,Alzheimer 型痴呆(AD) ,帕金森病(PDD) 是老年人最常见的导致痴呆的疾病,对3 种疾病的研究都得出较正常对照组潜伏期延长,波幅降低。由于神经递质通道异常是其共同的发病机制,通过多奈哌齐规律治疗1 个月后,P300 潜伏期及神经心理检查均有明显改善[9 ] 。李乐加等[10 ]比较分析以上3 种疾病: ①P300 ,VD 组潜伏期最长,AD组次之,PDD 组再次之。②N1 波同样改变各异,VD 组潜伏期延长,波幅降低;AD 组仅波幅降低; PDD 组正常。③峰间期,AD、VD 组P22N2 、N22P3 、N12P3 峰间期延长,PDD 组各波峰间期正常。3 种疾病听觉ERP 异常程度及成分存在差异,可用于鉴别诊断[10 ] 。有报道P300 可用于皮质性痴呆和皮质下痴呆间的鉴别,皮质性痴呆主要包括AD、老年性痴呆和VD ;皮质下痴呆的损害则位于皮质下结构,主要有Parkinson 病和Hunting2ton 病,其听觉ERP 各成分的潜伏期数据表明皮质性与皮质下痴呆均有N 2 、P3 潜伏期的显著延长,而N 1 、P2 的潜伏期延长仅见于皮质下痴呆[6 ] 。以个体间电生理指标差异增大作为认知老化的重要指标,发现AD 患者既有内隐记忆缺陷,也有外显记忆缺陷[11 ] 。

2. 2 　精神疾病　评价抑郁症患者抑郁情绪( HAMD) 及认知功能(SECP) ,P2 、N2 、P3 潜伏期明显延长,N2 、P3 波幅明显降低;P300 对老年期抑郁症早期认知功能损害评定具有一定价值。Kaustio 等[12 ]发现情感和精神障碍的患者有大脑皮层不同分布的P300 变化,可推断出2 种不同表现的抑郁症有不同的神经生物学过程。同时P300 的检测还可以对治疗方法进行客观评价,证实电痉挛治疗抑郁症及精神分裂症患者对认知的负面影响,尤其可导致顺向性、逆向性遗[13 ] 。

2. 3 　脑血管疾病　脑血管疾病可引起脑高级功能的减退,不仅直接影响患者出院后的自立及康复程度,而且是造成痴呆的重要原因。神经心理学检查可以提供脑高级功能受损的程度中国康复·2008 年4 月·第23 卷第2 期 133和模式,但是有主观性强等缺点。Mecklinger 等[14 ] 发现在超声及磁共振无异常表现的高血压患者,药物循环时间减慢, P300潜伏期延长,说明P300 在微循环异常阶段即可表现出异常;Alonso 等[15 ]发现P300 可显示临床无法检测的认知异常,不同时期监测P300 改变可作为预后判断依据[15 ] 。脑卒中后完全性失语患者神经心理检测困难,而被动P300 则可作为认知功能及恢复状态的监测指标,且患病后连续6 个月的P300 监测其波形呈非线性波动,也提示卒中后患者认知功能的改善呈波动状态[16 ] 。可见P300 作为灵敏指标可检测出一些隐匿性异常及其他方法和根据临床表现不能觉察的轻度改变,而且在有效的康复治疗下随病情恢复P300 潜伏期缩短。P300 还可用于脑血管疾病后持续注意力,记忆力缺失等的判断以及对恢复有一定的预测价值[17 - 19 ] 。

2. 4 　脑外伤　赵向东等[20 ] 发现P300 潜伏期在伤后25～48 h内P300 波形改变尤其显著,且随病情恢复而改善,可作为脑认知功能康复的一项客观指标;Rousseff 等[21 ] 研究发现脑震荡患者示正常P300 表现,脑挫伤患者80 % P300 波显示潜伏期延长,可作为脑挫伤的客观指标; Keren 等[22 ] 对严重脑外伤患者分组( GCS < 9 与> 8) 进行纵向比较观察,患者在亚急性期(2月) 2 组P300 潜伏期相差显著,在4. 5 个月后P300 相差无统计学意义。且P300 改变与神经心理检测改变相一致,可协助评估脑外伤的程度及恢复程度; Young 等[17 ]对昏迷无应答反应的患者应用听觉诱发电位和短潜伏期体感诱发电位可提示患者是持久植物状态或死亡的可能性; Sharova 等[23 ] 发现患者意识处于不可逆植物状态时P300 表现出非常显著的异常,认为根据电生理和临床表现可综合预测患者结果和残障情况。但有学者认为在临床实践中需要使ERP 的指标标准化,考虑到受限制的标准及正常人变异性大, 作为预测指标时必须谨慎小心[24 ] 。P300 可作为不同特征认知障碍的检测指标[25 ] 。

2. 5 　酒精,药物依赖及药效检测　酒精依赖患者在ERP 及P3波形变异性大,稳定性差,P3 波幅较低。P2 、N2 、P3 潜伏期延长,波幅增宽,P2 波幅和N1 潜伏期显示有降低和延长的趋势;酒精中毒患者表现为P300 的缺失,以及代表视觉的P100 ,空间的N170 早期电位成分也有缺失,表明酒精中毒患者的早期视空间功能障碍而不单是特异性的P300 改变[26 ] 。ERP 技术与神经解剖、功能性脑成像、分子生物学、药理毒理和生物化学技术一样成为研究药物滥用的主要方法。认知电位P300 检测出**依赖患者存在认知功能障碍[27 ] ,戒断治疗选择药物时注意避免用影响认知功能的药物,同时可将此变化作为**依赖诊断的参考指标; P300 还可通过观察认知的变化用于药物疗效的检测。

2. 6 　疾病遗传性的标志性指标　神经电生理数据可随基因传给后代,同卵双生者EEG高度相似,亲属之间EEG特征也十分相似,其听和视觉**产生的P300 数值也有相关性,同时确定人类基因组上与ERP 产生相关的确切位置均证明P300 与遗传的关系。P300 可作为某些认知障碍疾病的遗传性指标[28 ] 。综上所述,目前P300 的研究更多集中于应用更多的检测方法对不同特征认知障碍进行有针对性的认知缺陷研究,如视空间图像的学习、数字的重现、喜怒哀乐不同表情的辨认;可分别对空间定向力、持续注意力、记忆力、情绪变化等进行判断。同时将ERP 其他成分(N1 、N2 、P2) 与P300 相结合综合评价ERP 在各种认知障碍疾病中的意义、与疾病相结合从电生理角

度进一步探讨疾病的发生机制、治疗效果的评价。由于在同一疾病个体差异较大,临床诊断价值还不确定,需结合临床表现及其他检测手段综合评价患者认知状况。同时还需要在定位,产生原理,及临床指标的建立等方面做进一步的探索和研究。

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