精神障碍的事件相关电位检查,四川大学华西医院 精神病学教研室,一、诱发电位概论,（一）诱发电位(Evoked Potential) ：感觉诱发电位(sensory evoked potentials)对周围神经、外周感觉器官给以适宜刺激，在中枢神经系统相应部位记录相关的“锁时”生物电位。运动诱发电位(motor evoked potentials)电或磁场刺激中枢神经系统某一特定部位，在对应的靶肌肉记录的“锁时”动作电位。用途：特异性反应可在功能上判断病变部位、病变程度。非特异性反应可显示心理活动过程的部分阶段，了解心理疾患动因。,感觉诱发电位记录原理,运动诱发电位记录原理,（二）感觉诱发电位,定义：分别采用脉冲电流、闪光或变化的图象、连续声音作为刺激源诱发的神经动作电位或突触后电位。感觉诱发电位特征 有一定潜伏期，潜伏期长短取决于刺激部位与记录部位的距离、神经冲动传导速度、传导通路中神经元突触的数目等。由于感觉特异性投射系统有特定的传入通路和皮层代表区，不同种类的诱发电位有特定的局限性和空间分布。不同种类的诱发电位有一定的反应形式，并具有可重复性。,感觉诱发电位的起源,皮层诱发电位（cortical evoked potentials ）（1）特异性反应： 原发性特异反应：指刺激特定感受器后，从皮层一级感觉接受区记录到的诱发电位。潜伏期和波幅除受刺激的物理参数的影响外，很少受意识影响。波形多保持一致，没有习惯化(多次重复刺激后反应强度减弱) 。 继发性特异性反应：指从一级感觉区附近的皮层区记录到的诱发电位，出现于原发性特异性反应之后的继发波形。这些反应经多次反复刺激后，很快产生习惯化。（2）非特异性反应 为广泛的皮层区对刺激的反应，不论其感觉刺激的形式如何，都可获得同样的反应，它们广泛分布于额及颞区，受意识影响。临床上用于神经心理学检测。,皮层下诱发电位 (subcortical evoked potentials) 是皮层下神经核团的神经元突触后电位和沿感觉轴突传导的动作电位两种成分的混合电位。这些电位从头皮记录称为远场诱发电位（神经发生源距体表3.5cm以上）。,脑诱发电位常用的导联,躯体感觉诱发电位导联对应的皮层感觉区,C3右上肢神经SEPC4左上肢神经SEPCz下肢及会阴神经SEPC5右头面神经SEPC6左头面神经SEP,躯体感觉诱发电位神经通路（Somatosensory Evoked Potential，SEP ）,躯体、头面SEP传导通路,上肢体感诱发电位示意,N9：臂丛电位N13：颈髓后角P15:内侧丘系/背侧丘脑N20:体感皮层I区原发反应N9-N13:脊神经后根传导N13-N20:中枢传导时间P15-N20:丘脑顶叶束传导时间P25-P45：继发反应,下肢体感诱发电位示意,CEp:马尾电位LP:腰脊髓电位P40:I级皮层原发反应LP-P40:中枢传导时间,视觉诱发电位导联对应的视觉皮层,视觉诱发电位,听觉诱发电位记录导联与听觉传导通路,脑干听觉诱发电位（ BAEP ）听性脑干反应（ ABR ）,（四）脑电图与脑诱发电位的比较,二、事件相关电位(ERP)与事件相关电位有关的脑高级功能,意识1.意识及其特征：意识是指人们对自身和周围环境的感知状态，是对内外信息进行处理的工作状态，是一种自我与周围环境之间关系不断变化的能力。意识的产生和维持有赖于正常心理活动，而意识清醒又是正常心理活动的前提。意识可通过言语及行为来表达。,2.意识的内容：包括“觉醒状态”及“意识内容与行为”。区分“我”与“非我”：意识首先表现为区分“我”与“非我”，这种区分是借助语言实现的，是人类个体发育阶段中形成的，个体的意识有独立性，其过程有连续性、重要的是具有内省的特点。在感知和认识外界的同时也自觉认识到自身的存在，不断认识自我和外界之间复杂变动的关系，将自身与周围区别开来也就是对“我”与“非我”的区分，这是人与动物的重要区别。,事件整合单元：大脑接收每个事件时，将一系列事件整合成一个单元，每个被整合的单元就是该时间内意识的内容，期间大约为3秒。,波培尔耐克立方体和老鼠人头像在意识中的转换 耐克立方体的一个正方形被看作是正方体的前面时，另一个正方形被看作是正方体的背面，反过来也一样。秃顶男人头像既可以看作是一个男人，又可以看作是一只老鼠。在耐克立方体和老鼠人头像中，无法同时看作两种图像，也无法一直坚持一种意识超过数秒钟，一般为2.5-3秒左右，超过这个时间另一种意识就会自动取代另一种意识。受注意的对象称为“意识中心”，忽略的对象称为“意识边缘”。,波培尔主观听觉节拍试验 节拍每0.5秒发生一次，受试者可主观上构成一种客观上不存在的节拍单元，假如延长节拍间的时间达1.5秒一次，就很难形成主观的节拍单元，大多数人主观节拍单元形成的时限约为2.5-3秒，波培尔认为这是人脑整合系列事件的时间限度，3秒是将系列事件整合成的时间上限。 间隔短于约4.5ms时，在感受时便不能区分二者的先后。区别先后必须有30-40ms的时间间隔，使二者组成一个事件，30-40ms也是正常人脑神经网络生物电振荡的周期 。 有些节律转变成为记忆，参加以后的事件整合机制。,意识流：许多不同的事件整合单元构成了意识的内容，无数事件整合单元连接成为意识的内容称为“意识流”作为主观所“察知”的内容。,（二）注意1.注意的概念：注意是心理活动对一定对象的指向和集中，它不是独立的心理过程，而是感觉、知觉、表象、记忆、想象、思维等心理过程都会伴有的特征。2. 注意的功能 （1）选择功能 人们在感知一定事物时，并不是对所有的属性都看重，而只是选择其中一个或几个对自己有价值或感兴趣的加以注意，避开或抑制其他无意义、干扰当前活动的刺激。 （2）保持功能 我们感知过的事物，只有通过注意才能被记住，否则信息会很快消失。 （3）对活动的调节和监管功能 注意可控制活动朝着一定方向进行，在学习或工作中，注意力集中时错误少，错误一般都是在注意分散或授意没有及时转移的情况下发生的。,在以听觉节拍为刺激事件的事件相关电位（ERP）检测中，当受试者形成一定规律的主观节拍后如出现节拍脱失或刺激强度、对比性特征改变（刺激偏离）时，可引起受试者对改变部分的注意。,3.注意的种类（1）无意注意 是指事先没有预定目的，也不需要作意志努力的注意。（2）有意注意 有意注意是指有预定的目的，需要一定意志努力的注意。（3）有意后注意 是指事先有预定的目的，但不需要一定意志努力的注意。受注意的对象称为“注意的中心”，忽略的对象称为“注意的边缘”。波培尔耐克立方体和老鼠人头像中，注意的单一内容只能持续3秒钟。在事件相关电位检测中，未预先交待受试者主动注意的P300检测属“被动模式”检测，刺激物改变所引起的注意为无意注意；预先交待受试者主动注意的检测为“主动模式”P300检测，必须在有意注意状态下完成。,注意对P300的影响,非注意状态：被动模式P300。注意状态：主动模式P300。,4.引起注意的因素： 刺激强度：强度越大越容易引起注意。 刺激物之间的对比：差异越大越容易引起注意。 刺激物的活动变化程度：变化越大越容易引起注意。 刺激的新奇性：新奇的刺激比刻板的刺激更容易引起注意。5.个体因素对注意的影响： 注意受个体需求、期待、兴趣、情绪和身体状况影响。,知觉1.知觉的概念：知觉是人脑对当前的客观事物整体属性的反映。2.知觉的特性 (1)整体性 (2)理解性 (3)恒常性 (4)选择性：众多事件中选择其中少数事件为知觉对象，其他事件作为知觉的背景。在被动模式P300检测中，内源性N2波消失；主动注意并选择靶刺激作为知觉对象，N2波出现，N2波与知觉密切相关。在主动模式P300检测中，常态检测为靶刺激（TS）占20%（少数），非靶刺激（NTS）占80%（多数），逐渐增加TS概率，减少NTS概率，N2波也逐渐降低。,选择性注意事件（TS）概率对N2的影响,认知1.认知的概念：认知是人脑高级功能的一部分，是人脑对客观事物特征和联系的反映。2.认知过程： 感知信息接受、提取信息特征并加以组合。 记忆对输入信息进行编码、储存、提取。 控制决定目标先后顺序、监督行为执行。 反应控制信息输出。3. 事件相关电位P300中的P3是一种认知事件相关电位，被认为是靶刺激过程中认知和记忆功能的“索引”，可用于认知功能评估 。关联负变（CNV）与期待、注意（分心）唤醒、记忆、动机、准备和决定等心理活动关系密切，是增加了认知负荷状态下的心理活动复合波。,大脑对信息的处理与事件相关电位成因,外界信息通过非随意的自动加工被提取出有关信息，通过随意的控制加工提高加工深度，并以系列整合方式将诸特征加以整合，形成有关客体的知觉。外来信息到达短时记忆经过过滤和模式识别，通过对信息特征与长期记忆痕迹比较进行编码和评价，如二者匹配则记忆痕迹得以巩固，如为不匹配的新刺激或要求作出反应的刺激则导致记忆痕迹更新并引起定向反应，信息经过比较定向地指向准备机制：感觉机制指向输入信息的进一步分析，将其整合到已有的表征中形成新的表征，并对现有场合进行相应修正，以调整应付未来的策略；运动机制指向输出器官作出运动反应。,（二）事件相关电位P300,1.方法学：通过微机程序给出一系列出现概率较高（80%）的非靶刺激NTS（1000Hz音频、60dB）中，随机给出一系列出现概率较低（20%）的靶刺激TS（2000Hz音频、80dB）（又称为oddball刺激或奇球刺激）形成主观节拍后，在辨认TS、对TS作出按键反应或默记过程中，头颅表面可记录到与TS同步的认知电位反应P300。,2. P300主要成分P300包括N100(N1)、P200(P2)、N200(N2)和P300(P3)。N1为外源性成分，与刺激物理参量和大脑生理机制有关，N2和P3主要为内源性成分，与心理活动有关。,N100：反映调控大脑皮层感觉传入通路“阈值门限”开放程度，并受外源性刺激（刺激强度、刺激频率、刺激方式、刺激间隔）影响，反映感觉功能。精神分裂症患者对外界刺激信息感知能力处于“饱和”状态，因而N100波降低。P200：反映感觉过程的结束，并与靶刺激的识别加工密切相关。N200：N200的主要可能是刺激偏离被主动注意时诱发的反应，可能反映对选择性注意事件（刺激特发性改变）的辨别加工过程。,P300：P300包括两个亚成分，P3a和P3b，P3a位于P3b之前，后者即狭义的P300，是认知事件相关电位，被认为是认知和记忆功能的“索引”，可用于认知功能评估。 P3a可能反映额叶和海马功能，由非靶刺激引起，与定向活动有关，无需主动注意参与（被动模式P300中的P3，实际上可能为P3a）。P3b可能由颞顶叶联系径路产生，似乎与顶叶接受新刺激时记忆的储存过程有关，当注意力用于刺激物的评估及随后的记忆更新时则产生P3b。,3. P300的临床应用,（1）精神分裂症（schizophrenia，SP） Nl波幅改变：急性SP的N1降低，慢性SP无显著改变。有理论认为，急性SP患者对外界刺激信息的感知已经处于饱和状态，启动了某种保护性机制以免感知信息溢出。偏执型患者未见这种保护性的波幅下降，是因为患者需要持续注视周围。 P3波潜伏期和幅度改变：痴呆的P3波潜伏期延长，P3波幅降低最明显，SP其次，而抑郁症则介于SP和正常范围之间，而且P3潜伏期与其MMSE评分呈负相关。因此，P3潜伏期基本上可反映认知功能障碍。,急性精神分裂症P300表现,（2）情感性精神障碍 躁狂发作主要表现为“三高症状”，即情感高涨或易激惹、思维奔逸和精神运动性兴奋。抑郁发作主要表现为“三低症状”，即情感低落、思维缓慢和语言动作减少和迟缓。双相情感障碍则具有两种症状交替出现。,