听感觉门控电位P50的相关研究进展

听感觉门控电位P50的相关研究进展蒋廷云洪晓虹许崇涛【摘要】正常大脑通过感觉门控(SG)功能有选择地接收外界信息，而精神割裂症患者存在SG功能异样。听感觉门控电位P50(AGP50)是定量测定SG大小的经常使用方式。本文就AGP50诱发条件、分析方式、常见阻碍因素、病理生理学研究及其在精神割裂症中的研究现状作一综述。【关键词】感觉门控听感觉门控P50α7_烟碱样胆碱能受体精神割裂症人一辈子活的外部世界充满着各类感觉信息，正常大脑对刺激信息有一个选择和过滤进程，该进程被称为感觉门控(Sensorygating，SG)，它是人脑的一种正常抑制功能。SG缺损可致使人脑处于感觉淹没状态，大量无关刺激的超载可致使选择注意、认知及信息处置异样等各类相关神经病症。SG已成为认知心理学、神经信息学和生物神经病学的一个重要理论和研究热点。听感觉门控电位(Auditorysensorygatingpotential，AG)P50是目前经常使用的定量测定SG大小的方式。本文就AGP50诱发条件、分析方式、常见阻碍因素、病理生理学研究及其在精神割裂症中的研究现状作一综述。1AGP50诱发条件及测量、分析方式11诱发条件依照国际心理生理研究会提出的事件相关电位的记录标准和出版标准进行，由于研究目的不同而采取不同的刺激范式和测定方式。目前已知的有听觉、视觉、视听结合、躯体感觉范式等研究方式，均得出相似研究结果。最经常使用的成熟技术是听觉范式，综合文献报导多依照国际10/20系统记录电极安放于顶中央、前额和顶区3个脑区点，同时记录眼电，参考电极为左/右乳突，前额接地，电极电阻小于5kΩ。由外置信号发生器触发产生不同声强和频率的成对(也有研究者采纳序列刺激)短音或纯音刺激，第一个声音刺激为条件刺激(S1)，第二个为测试刺激(S2)，多同时给予背景噪声，刺激波形为矩形波，持续时刻01～20ms不等，成对刺激的时刻距离(│S│)多为500ms，每组成对刺激距离(│T│)为8～12s(随机排列)，共给予30～150组不等的成对刺激。脑电信号通过采样叠加平均处置，采纳不同的滤涉及排除标准，最后进行离线分析［1～3］。12测量值通常测量S1和S2引发的波峰和暗藏期，P50波为刺激后30～90ms间的最大正相波。波幅为该波波峰与前一个波谷间的电位差。比较2个波幅的百分比［S2/S1×100%］或100(1_S2/S1)的值和2个波幅值的差(S1_S2)。以上数值反映了SG的功能。13数据分析P50诱发脑电记录中，测量信号由头皮电极取得的综合脑电波，是多个空间固定的独立脑区同时或分时活动在头皮映射的结果。其中包括自发脑电、诱发脑电和肌电、眼电、皮肤电位等。因此刺激信号采样后要进行离线分析，通过数字滤波、剔除伪迹、基线校正等处置后再统计分析，能够从频域和时域2个方面进行研究。近几年运用独立成份分析或主成份分析、偶极子溯源分析结合相减技术能够分解出观看信号的独立成份，然后再对各成份进一步分析［3］。专门是与核磁共振功能成像技术、正电子发射断层扫描技术和单光子发射性运算机断层扫描、脑磁图技术等脑成像手腕的结合，从时刻和空间上为探讨脑电信号发生源提供了可能的依据。2阻碍AGP50的因素21个体因素一样以为，P50相对恒定，与受试者的性别、年龄、文化程度、情绪等无明确关联。研究发觉，采纳250、500、1000ms3种配对时刻距离别离对不同年龄和性别的受试者进行测试，在距离250ms时青青年组与成年、老年组比，波幅减小，其余距离与不同性别、年龄波幅和暗藏期均无统计学意义［4］。王建军等［5］对52例正常成人测听觉P50诱发电位，结果显示S2/S1率不受性别、年龄的阻碍。22刺激模式对正常人而言，当│S│在500ms之内时，S2诱发出的P50成份幅值与S1比会大大衰减，│S│为500ms时与正常人比精神割裂症患者P50SG缺损具有统计学意义。王明时等［6］对正常人进行不同的配对│S│的研究结果显示，在一按时刻范围内前刺激对后刺激诱发电位的抑制作用随│S│缩短而慢慢增强，当│S│小于150ms时，前刺激完全抑制了后刺激诱发电位的产生。这种抑制作用揭露了大脑神经的不该期效应，提示大脑持续同意外界刺激的反映能力是有必然阈值的，但具体机制不清。一样神经细胞同意兴奋恢复周期在2～3ms内，神经元和受体的不该期反映很少能超过500ms，而且假设有不该期反映，S2波幅应小于S1，但事实并非如此。一样以为随│S│延长，相关于其不该期反映来讲SG的抑制进程本身更显重要。这一进程可能是多突触多通路在一按时刻内一起参与的结果，其机理有待进一步研究。很多学者研究了重复刺激对P50波幅及SG功能的阻碍，发觉随着刺激次数的增加S1波幅减小，S2波幅增大［2］。随着刺激强度的增加，P50振幅增加，暗藏期延长，而且刺激强度为60dB时即可诱发出饱和P50波；一样强度下，短音刺激相对纯音刺激诱发出更大的反映波，而且暗藏期延长。因此刺激的强度应该适中，以高于被测者听阈50dB左右为宜［7］。资料显示，被测定者左/右利手，行为、人格特点，药物应用史、家族史、既往史，有无物质滥用、抽烟与否及抽烟的量和烟龄对P50有必然阻碍［8］，同时，被测者的意识觉醒和应激状态、神经系统疾病及脑外伤史和精神割裂症的不同临床亚型科能对P50也有必然的阻碍。3AGP50病理生理学研究发觉，P50异样与15号染色体存在连锁关系，具体定位在紧靠尼古丁烟碱样受体α_7亚型基因(CHRNA7)部位。目前已知CHRNA7基因位于15q13_14，编码α7_烟碱乙酰胆碱能受体(α7nicotinicacetylcholinereceptors,α7_nAChR)，属于中枢型受体，散布于大脑的海马、纹状体、丘脑和皮层等脑区。α7_nAChR在中枢抑制进程中起着关键作用。动物实验发觉，若是α7_nAChR被特异性拮抗剂α_银环蛇毒素阻断，那么动物对重复刺激的抑制能力就受阻碍。Hajos等［9］用小鼠实验发觉，选择性α7_nAChR的激活剂PUN_282987能够改善AGN40(相当于人的P50波)抑制。另一种α7_nAChR的激活剂DMXBA，也被证明对动物模型的SG功能缺点有改善作用。研究提示正常健康人中前额皮质是重要的初期抑制功能区，而且可能参与心理进程的加工，前额叶皮质通过皮质_纹状体_惨白球_丘脑回路,爱惜大脑免受信息过度超载［10］。颞叶脑区是人类要紧的听觉区，同意来自基底节的胆碱能神经纤维，调剂新皮质对听觉刺激的反映，和海马协同对听觉信息的传递和抑制调剂。Krause等［11］通过小鼠实验发觉丘脑网状核神经元显示出对配对纯音听觉刺激SG反映，海马区也有类似反映，苯丙胺能够中断网状核的AG功能和它的触发活动，同时也能阻断海马的AG功能和减小其θ活动，而氟哌啶醇能够逆转以上AG不足，这支持精神割裂症患者存在多巴胺功能亢进而丘脑抑制功能不足的理论假说。综合以上，AG是大脑正常抑制功能，前额叶皮质、颞叶、海马等脑区活动参与其生理进程。α7_nAChR结合激活中间神经元释放γ_氨基丁酸是重要的环节，有多突触多回路和多种神经递质的参与。α7_nAChR数量减少或功能缺点可能是AG缺点的病理生理基础。同时α7_nAChR是药物改善AG抑制功能的靶点。CHRNA7基因结构和功能异样可能是AG缺点的分子病理学基础。4SGP50与精神割裂症精神割裂症患者存在注意、认知和信息处置等方面的功能障碍，SG缺损是致使该功能异样的重要机制之一，缺损程度与神经影像学和神经心理考试结果一致［12］。Bramon(2004年)综合了20篇关于精神割裂症P50抑制的文献报告，确信了精神割裂症患者存在SG抑制障碍；确认了SG缺点在50%以上的精神割裂症患者一级亲属也一样存在。Cardenhead等［13］发觉精神割裂症各级亲属的SG抑制缺损有统计学意义。同时精神割裂症患者经医治后随着临床病症的好转P50抑制缺损不能完全逆转，提示P50抑制率是精神割裂症患者一个稳固的基因素养的生物标记。尽管情感性障碍、应激、惊恐障碍、物质滥用等也能够有SG抑制缺损，但测定值不稳固，而且随着病症的减轻而恢复。多项研究结果提示α7_nAChR功能缺点或表达减少是精神割裂症SGP50缺点的分子生物学基础。病理学研究也证明精神割裂症患者大脑表现为α7_nAChR数量减少。文献资料显示精神割裂症患者的SGP50功能缺损要紧体此刻S1_P50波幅减小和S2_P50波幅的增大，以S2_P50波幅增大为主［1］。但对此也有争议，Johannesen等［2］研究发觉精神割裂症患者与正常人相较S1波幅减小，S2波幅无统计学意义，采纳频域分析方式也得出一样的结果。最近有很多学者对精神割裂症患者P50初期的γ频率(20～50Hz)和随后的低频率(1～20Hz)进行频域分析，结果发觉P50的S1反映从γ频率到低频率转换包括有对S2抑制起关键性调剂作用的生物信息，S1后的低频率反映与S2反映波成负相关。精神割裂症患者在低频域对S1刺激反映同步性不足，这可能是割裂症患者S1振幅减小和抑制功能不足的重要因素之一［14］。有研究以为魔术般思维、非真实体验及知觉异样与P50抑制缺损存在高度相关［15］。多项研究支持割裂型人格障碍患者P50抑制缺损。Chapells等［10］研究以为SGP50缺点与患者阴性病症有关，而Thoma等［16］多个研究结果支持精神割裂症患者阴性病症与SGP50比值无相关性，但同时脑磁图测定却发觉右半球事件相关颞上回SGM50比值(相当于P50)与阴性病症明显相关。类似研究发觉左半球M50与P50有相关性，综合P50、M50及神经心理考试研究支持左半球大脑功能异样与SG功能障碍明显相关［16，17］。结合脑磁图及频域分析研究P50正成为目前国外研究热点。资料显示药物医治不能完全逆转P50抑制缺损，但可部份改善，在所有典型和非典型抗神经病药物中，以氯氮平改善最明显，非典型抗神经病药次之，典型抗神经病药改善不明显［18］，这也说明精神割裂症的P50和临床病症是通过不同的神经介质和神经回路所介导［19］。目前研究抗神经病药物对P50阻碍的报导多为小样本横断面研究，缺乏纵向研究资料。5展望随着脑电生理技术及相关领域的研究进展，SGP50技术及基础研究也取得了可喜的研究功效。结合脑成像技术，能够从时刻和空间上探讨脑电信号发生源。与分子生物学相结合，可进一步探明P50发生机制。目前P50与精神科临床相结合，为精神割裂症病因研究、选择药物医治及新药开发提供了科学依据。结合神经认知、临床病症评定及家族史等指标可提供评估疗效或预后的客观参考指标，有希望成为检测某些疾病易患性的工具和临床有效的检查手腕。【参考文献】［1］NMWJdeBruin,BAEllenbroek,WJvanSchaijk,etgatingofauditoryevokedpotentialsinrats:effectsofrepetitivestimulationandtheinterstimulusinterval［J］.BiolPsychology,2001,55:195-213.［2］JohannesenJK,KieffaberPD,ODonnellBF,etal.ContributionsofsubtypeandspectralfrequencyanalysestothestudyofP50ERPamplitudeandsuppressioninschizophrenia［J］.SchizophreniaRes,2005,78:269-284.［3］赵仑.ERP实验教程［M］.天津:天津社会科学院出版社,2004.97-109,139-141,227-253.［4］RascoL,SkinnerRD,GarciaRE.EffectofAgeonSensoryGatingoftheSleepState_DependentP1/P50MidlatencyAuditoryEvokedPotential［J］.SleepResearchOnline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