抑郁症的自我旋转能力及其脑电生理机制

抑郁症的自我旋转能力及其脑电生理机制

根据许多研究，患有脑损伤的患者在早期阶段存在认知功能缺陷，包括记忆和执行功能，这显著降低。心理旋转(mentalrotation)是一种想象客体或自我旋转的空间表征转换能力,包括客体旋转能力和自我旋转能力,可用于评价认知能力中的空间信息处理能力。国外研究和本研究组前期研究均表明,抑郁症患者客体旋转能力受损;但目前对于抑郁症自我旋转能力的行为学评价和电生理研究未见报道。国外研究已显示,客体旋转与自我旋转有不同的认知加工机制、参考框架。因此,本研究从行为学和电生理角度评价首发抑郁症患者的自我旋转能力,进一步从深层次探讨抑郁症的认知功能损害。1研究对象和方法1.1病例选择及一般资料为来自2011年11月至2012年2月宝鸡市解放军第三医院精神科住院和门诊抑郁症患者。入组标准:(1)符合《精神疾病诊断与统计手册》(第四版)(DiagnosticandStatisticalManualofMentalDisorders,FourthEdition,DSM-Ⅳ)发抑郁症诊断标准;(2)首次发病,未进行抗抑郁治疗或服用其他精神类药物;(3)年龄≥18岁;(4)病程2周~2年;(5)患者合作,裸视或矫正视力达到正常,均为右利手;(6)受试者和(或)监护人知情同意并签署同意书。排除标准:(1)脑血管病、其他脑部疾病、重大躯体疾病或其他精神障碍者;(2)使用精神活性物质史者;(3)有严重的自杀倾向;(4)妊娠、计划妊娠或哺乳期的女性。共入组23例:男12例,女11例,年龄18~39岁,平均(26.4±5.0)岁;平均受教育达(12.6±4.6)年。病程2~24个月,平均(12.1±5.0)个月;17项汉密尔顿抑郁量表(17-itemHamiltonDepressionRatingScale,HAMD17)评分总分24~38分,平均(28.2±6.4)分。对照组:为本单位工作人员、临床进修人员、家属陪护及实习学生,无精神病和精神病家族史,其他标准同患者组。共22名,男11例,女11例,年龄18~38岁,平均(25.2±4.3)岁,平均受教育达(12.3±2.3)年,两组在性别构成(掊2=0.10)、年龄(t=1.63)、教育程度(t=0.30)上差异无统计学意义(均P>0.05)。本研究经医院伦理委员会批准。1.2方法1.2.1中级职称以上社区精神病医生的诊断ERP检查前,抑郁症患者用HAMD17评分,采取《DSM-Ⅳ-TR轴I障碍临床定式检查》(SCID)为诊断工具,实施诊断的医师均由中级职称以上的精神科医生承担,并通过一致性检验(Kappa值>0.90)。所有研究均在治疗前进行,即均在未服用可能影响认知功能的药物下进行。1.2.2观察后的图像显示用E-Prime2.0(PsychologySoftwareToolsInc.,Pittsburgh,USA)软件实现。在安静、微暗的环境下(相对隔音、温度约24℃),受试者坐于与显示器(17英寸彩色显示器,刷新频率75Hz)距离约60cm软椅中,要求受试者在实验中一直注视着屏幕中央。受试者先了解指导语,然后练习,受试者的按键正确率必须到达60%以上才能进入正式实验。在整个实验过程中,“手”刺激图片随机出现。图片分为左手和右手,每种形式有6种旋转角度:0°、60°、120°、180°、240°、300°。图片面积不超过1.58cm×1.58cm,相应视角大致为1.1°×1.0°。实验流程:首先在屏幕中央呈现注视点“+”500ms后,接着呈现刺激图片(最长4000ms),受试者的任务是对图片手做出左手或右手的判断,并相应按鼠标左键或右键,直到被试按键反应后刺激消失,本试次结束。正式实验时,图片共呈现720次,每个角度随机呈现60次,将任务分为4段进行,每段呈现180张图片,两段之间有一个间歇,间歇的时间长短由受试者自己决定。与此同时进行电生理测定。1.2.3脑电并进行网络电实验采用德国BrainAMPMR32便携式事件相关电位脑电系统,每天上午由两名研究员(研究开始前评定员进行一致性培训,一致性良好,Kappa相关系数为0.85~0.90)采用盲法在全军精神疾病防治中心实验室完成。受试者戴32导BrainCAP-MR电极帽记录脑电,记录电极参照国际脑电学会10/20标准系统,置于P3、P4、CZ、PZ、O1、OZ、O2等点,双耳TP9,TP10为参考电极,AFZ接地,采样率为500Hz,头皮阻抗<5kΩ,灵敏度5μV,带通低频滤波0.1Hz,高频滤波30Hz,叠加正确反应的试次。分析时程为刺激前200ms至呈现后800ms,基线为刺激前200ms,离线矫正眨眼等伪迹,波幅大于±70μV者视为伪迹被剔除。采用两个完全独立的触发和记录系统进行P500(400ms~600ms)检测,测量其潜伏期和波幅(峰值),并记录其反应时和错误数。1.3方差分析和检验所有统计计算均在SPSS17.0软件包中进行,根据已有研究结果与本研究目的,选择3个电极统计分析,电生理数据采用组间(患者组和对照组)×刺激面(左手和右手)×电极点(PZ、P3、P4)三因素重复测量方差分析,单因素方差分析错误率、反应时差异,两两水平之间采用post-hocLSD法比较,方差分析的P值采用GreenhouseGeisser法校正;用t检验分析两组被试的年龄、教育程度;用掊2检验两组性别构成。以P<0.05为差异有统计学意义。2结果2.1反应时长和效率单因素方差分析显示,与对照组相比,患者组错误率升高(F=10.28)、反应时延长(F=28.16),差异有统计学意义,均P<0.01;与左手相比,右手错误率偏低(t=4.38)、反应时缩短(t=6.18),差异有统计学意义,均P<0.05。post-hoc比较结果显示,对照组左右手错误率差异无统计学意义(P>0.05),患者组左手错误率高于右手,差异有统计学意义,均P<0.05,两组左手反应时均长于右手,均差异有统计学意义(t=2.16,P<0.05;t=4.13,P<0.05);与对照组相比,患者组左右手错误率均升高、反应时均延长,其中左手错误率升高值(t=3.16)、反应时延长值(t=2.41)均大于右手,差异有统计学意义,均P<0.05。见表1。2.2两组患者双电极点对比如图1所示,两组被试PZ、P3、P4三点对手旋转刺激反应所得的总平均ERP波形。无论患者组还是对照组P3、PZ、P4三电极点均在200ms~400ms、400ms~600ms两个时间窗出现显著正成分,且大约在500ms处出现负向漂移现象。与对照组相比,患者组均在两个时间窗波幅更负,且有延迟现象。2.3伏期、波幅、电极点的交互作用多因素重复测量方差分析显示,在P500潜伏期、波幅方面,组间主效应显著(F=9.33,P<0.05;F=6.29,P<0.05),刺激面主效应显著(F=3.96,P<0.05;F=2.85,P<0.05),电极点主效应显著(F=3.02,P<0.05;F=2.68,P<0.05)。其中潜伏期、波幅的组间×刺激面的交互作用均显著(F=12.56,P<0.01;F=11.62,P<0.01),组间×电极点的交互作用均显著(F=14.63,P<0.01;F=15.20,P<0.01),刺激面×电极点的交互作用均显著(F=8.69,P<0.01;F=9.30,P<0.01),组间×刺激面×电极点的交互作用均显著(F=14.82,P<0.01;F=13.10,P<0.01)。Post-hoc比较结果显示,在患者组方面,PZ(t=2.31)、P3(t=2.10)、P4(t=3.42)三极点左手波幅均低于右手,PZ(t=2.69)、P3(t=2.56)、P4(t=3.12)三极点左手潜伏期均延迟于右手(均P<0.05)。在对照组方面,PZ、P3、P4三极点左右手波幅、潜伏期差异均无统计学意义(均P>0.05)。与对照组相比,患者组左右手波幅均降低,左右手潜伏期均延迟,左手波幅降低值、潜伏期延迟值均大于右手,差异均有统计学意义(均P<0.05)。见表2。3抑郁症患者手的不同加工机制据已有研究显示,自我旋转任务在大脑顶叶大约500ms处诱发出一个显著正成分,故本研究选择手旋转任务诱发电位P500分析。本研究图1结果显示,无论患者组还是对照组均在200ms~400ms、400ms~600ms两个时间窗出现显著正成分,说明自我旋转与事件相关电位之间确实存在时间与功能联系。与Nú觡ez-Pe觡a等选择健康被试进行字母旋转任务时诱发事件相关电位的研究结果一致。200ms~400ms成分反映自我旋转任务的感知与图片识别过程,400ms~600ms成分反映完成自我旋转的信息加工处理过程。因此P500潜伏期和波幅能反映出自我旋转能力的高低,即P500潜伏期反应自我旋转任务的信息加工处理速度,波幅反映自我旋转任务的信息加工程度。本研究结果表明,对照组左右手判断错误率差异不显著,左手判断反应时显著长于右手,后者与Takeda、Choisdealbha等选择不同熟悉手的健康被试进行左右手旋转任务的差异研究结果一致,这可能是因为本研究选择的都是右利手志愿者,右手是习惯手,因此在执行任务时的熟悉度在潜意识里大于左手,所以倾向于右手判断,与速度-准确度的权衡原理一致,不熟悉的左手就需深思熟虑才能做出判断。与对照组相比,抑郁症患者自我旋转能力在行为上表现为错误率显著性升高,反应时显著性延长,与Rogers等对单项抑郁症患者进行数字旋转任务的受损情况研究结果一致,患者左手判断错误率高于右手、左手判断反应时长于右手,速度-准确度的权衡原理无法解释。说明抑郁症患者自我旋转能力可能受损,即空间认知能力有一定的受损,其中左右手自我旋转能力受损情况不一致。本研究结果提示抑郁症患者自我旋转的左右手加工机制可能不同。本研究结果还显示,在PZ、P3、P4极点上,对照组左右手P500潜伏期、波幅差异不显著,说明对左右手旋转的神经元激活水平相似,旋转的电生理机制也相似。与Ionta、terHorst等进行左右手旋转任务差异的行为学研究结果不一致。这结果也说明对手的熟悉度只能影响行为表现,而对脑电生理加工机制影响不大。在PZ、P3、P4极点上,与对照组相比,抑郁症患者左右手P500波幅均显著降低,左右手P500潜伏期均显著延迟,左手P500波幅均低于右手,左手P500潜伏期均延迟于右手,说明患者自我旋转加工过程中严重受损,加工速度和加工深度均受损,左手受损程度大于右手,即出现了选择性受损,后者与Fiorio等对手肌张力障碍患者进行左右旋转任务时发现左右手出现了选择性受损的研究一致。这与前面行为结果分析一致,即抑郁症患者自我旋转的左右手加工机制可能不同。提示患者左手旋转比右手困难,可能是因为左手旋转加工需要两次心理表征,因为自我旋转的参考框架常常是内部参考框架,即被试实际上常常不得不想象他们自己的手在刺激出现的位置上。首先感知表征系统要与右手相匹配,发现不匹配后,心理出现冲突,然后再与左手相匹配,最后才完成自我旋转加工。这一信息加工过程需耗大量的心理资源,在相同的心理资源的条件下,就很难保证信息加工顺利完成,因此信息加工就可能出现缺陷。本研究认为其中可能是注意力降低、分散,从而影响自我旋转加工的前期准备,即感知表征系统损害,不能为自我旋转提供足够的心理资源,也不能随时根据需要提供足够的心理资源。但到底受损发生在完成自我旋转任务的哪一阶段,具体受损机制还有待于深入研究。本研究提示抑郁症临床辅助诊断可用行为和电生理指标作共同参考,也可为自我旋转加工机制深入研究提供实验室依据。本研究结果还显示,组间与电极点PZ、P3、P4极点交互作用明显,而极点主效应也显著,说明抑