P300亚成分的研究及进展

　　P300是事件相关电位(ERP)中峰潜伏期在300 ms左右的晚期正向波,为信号加工特有电位,是脑诱发电位研究中的一个重要发现。目前医学界很关注这一指标。自Sutton于1965年首次发现P300以来,人们对其进行了大量研究,最初发现它与认知过程有关,因为在与认知功能损害有关的疾病中,P300的波幅和潜伏期发生相应改变,在心理测试中,P300的改变比其它心理检测指标(如MMSE)发生早,因而将其应用于临床,作为认知功能损害的一个辅助检查手段。为了使P300的检测在临床工作中发挥更大的作用,如进行脑损伤的定位诊断和大脑某些高级功能的研究,人们建立了各种动物模型,使用了视、听、体感等刺激方式,对P300的神经起源进行探讨。从发现P300后近10年时间,人们都是把P300当成一个单独的成分来研究,随着研究的深入,1975年,Spuires等正式提出P300可分为P3a和P3b两个亚成分,它们代表不同的神经活动,有不同的分布和潜伏期,甚至有各自独立的神经起源。本文将近十年来国内外在P300亚成分的研究方面所取得的进展作一综述。

　　1　P3a和P3b的诱发方式、分布及意义

　　Spuires等用三种不同概率的靶刺激音诱发P300,发现P3a呈概率依赖性,即10%的靶刺激音诱发的P3a波幅最高,50%次之,90%最低,并且与注意状态无关,即病人在“忽视”靶刺激时仍可诱发P3a。Bruyant的研究发现:由新奇刺激诱发 的P300和由靶刺激诱发的早期P300成分有相同的潜伏期,两者同属于P3a［1］,因此,新奇刺激也能诱发P3a。周永杰等在对家兔进行P300测试时,发现100%的单音调也能诱发低波幅的P3a。诱发P3b的前提条件则不同,P3b和被试者的注意状态密切相关,被试者必须注意靶刺激信号(如靶信号出现后即计数或按键)才会出现P3b。研究者认为P3a是大脑对外界刺激本能的、被动的注意力转移过程,与主动注意及记忆过程无关,而P3b才是认知过程的主要成分,是“任务相关性”的,P3a只是P3b产生的前题或初级阶段,因为在P3b之前总是出现一个P3a波;在分布上,P3a一般呈额-顶分布,P3b呈顶-枕分布,即P3a靠前,P3b靠后。

　　2　P3a及P3b的潜伏期

　　P3a是P300早期成分,潜伏期较P3b短。研究发现:人的听觉P3a潜伏期为240 ms,P3b为350 ms;体感P3a潜伏期为302 ms,P3b为353 ms。Plourde报道人在麻醉状态下仍可记录到P3a,其潜伏期为281～333 ms［2］。此外,P3a及P3b潜伏期在年龄上也有差别,Pratt等人用听觉和视觉模型对29岁和66岁两个年龄组的正常人进行P300测试,发现潜伏期有差异:年青人P3a为385 ms,P3b为574 ms;老年人P3a为406 ms,P3b为630 ms。Tachibana的研究也证实了这一结果［3］。

　　3　P3a和P3b的神经起源

　　如前所述,在P300的起源研究方面,人们作了大量工作,但对其亚成分的起源研究甚少,主要有以下发现:

　　3.1　P3a的起源

　　Kright发现单侧额叶损伤的病人,由新奇刺激诱发的P300波幅降低,推测前额皮层可能参与了新奇P300的发生。后来的研究证明:这个新奇P300实际就是P3a。Onofri在测试听觉及视觉事件相关电位时发现:P3a和P3b的头皮分布不同,代表早期调整反应的P3a可能起源于原始联系皮层,又有研究证明:颞顶皮层对P3a的发生起重要作用［4］。Sams通过磁场P3a的记录发现新皮层对P3a的发生起重要作用［5］。所有这些研究均认为P3a发生于皮层。

　　3.2　P3b的起源

　　P3b被认为是与认知过程直接相关的成分,与P3a有不同的分布和起源。Ruchin设计了两个不同的连续刺激信号,让被试者对这两种信号进行区别,被试者根据要求分别进行判断、分析、记忆这几个思维过程,在这几个过程中,分别进行ERP的记录,发现P3b的头皮分布随着思维形式的不同而不同,提示3b的出现是颅内多处神经起源活动的结果。因此,认为P3b是多起源的［6］。本系列研究中,通过对家兔海马、隔区及丘脑腹后外侧核的毁损前后的对比研究发现,丘脑腹后外侧核损毁后,P300电位无变化;隔区损毁后,P300电位于一周以后消失;海马损毁后,P3a仍然存在,P3b消失。提示海马是P3b的神经起源,而隔区损毁后P300消失可能是胆硷能神经纤维变性的结果。

　　4　P300及亚成份的临床意义

　　在临床上,人们发现很多伴有认知功能损害的疾病都伴有P300潜伏期、波幅的改变,现将近年来P300在临床应用上的新发现和P300亚成份在临床上的应用作一补充。

　　4.1　精神分裂症

　　对精神分裂症的事件相关电位进行研究,发现其异常改变主要发生在P300这一内源性成份,说明精神分裂症病人存在信息加工障碍。主要表现为P300波幅降低,潜伏期正常或延长。Blackwood等研究提示:P300与症状密切相关,阳性症状者,P300潜伏期显著延长。Baribean研究发现,精神分裂症的P3a正常,而严重思维障碍者P3a波幅降低,波形异常［7］。Faux研究发现非药物治疗的精神分裂症表现为P300在左右颞叶的分布不对称(左侧小于右侧),因此提示精神分裂症的主要异常改变在左侧颞叶半球［8］。Koduka通过记录慢性精神分裂症患者的PISP(后发强制刺激正向波)和P300,发现在重复试验中,前者波幅降低,后者波幅增高,而正常对照组两者无差别。关于药物治疗精神分裂症后P300的改变,袁延干等报道用氯氮平治疗精神分裂症病人后,P300波幅恢复正常,潜伏期较治疗前无明显恢复［9］。国外也有人报道抗精神病药物很少引起P300的改变。

　　4.2　闭合性脑损伤

　　Deacon等发现闭合性脑损伤病人,P300潜伏期延长,通过对患者进行反馈训练,发现接受反馈信号(红灯)的患者,P300潜伏期恢复正常［10］。Rugg的研究发现:闭合性脑损伤病人,P3a波幅无明显改变,而潜伏期延长,N2和P3b成分无改变,说明闭合性脑损伤的病人主要表现为P3a的异常,对神经系统的影响仅仅为对意外刺激的注意力转移能力降低,使人们对闭合性脑损伤的神经生理改变有了进一步认识［11］。

　　4.3　脑血管病

　　Gummow等对大脑中动脉脑血管意外患者进行测定,发现P300潜伏期无改变,波幅降低,认为这种波幅降低不能简单解释为认知功能受损。因为在靶刺激与背景刺激中,都发生了波幅降低和脑区之间活动的减弱,而电活动的衰减在右侧大脑发生脑血管意外者更明显,作者认为可能反应了皮质之间电活动的衰减与皮下脑结构受损之间的关系。汤晓芙等发现在梗塞性脑血管病中,听觉P300潜伏期显著延长,波幅下降则不明显,而临床识认能力测定(CCSE)时,病人与正常对照组比较能力下降,但不如P300潜伏期延长明显,说明P300的测定更为灵敏［12］。

　　4.4　弱智

　　李长彬等报道了36例弱智儿童的P300检查结果:有31例异常,表现为潜伏期延长、波幅降低、波形不整。提示P300电位对弱智儿童是一敏感、客观、有价值的检测指标［13］。Finley对弱智儿童、普通儿科患儿、精神病以及正常对照四组人群进行研究,同时测定P300、HR、MMS等指标,发现弱智组P300潜伏期与HR等符合率达85%。为弱智的诊断提供了一个有用的辅助手段。Martin的研究也支持这一结论。

　　4.5　帕金森氏病与早老性痴呆

　　Tachibana对伴有痴呆症状的帕金森氏病和早老性痴呆患者进行P300电位的研究发现:这两种成分在P300电位上的区别特征性地表现为P3a潜伏期的不同:前者P3a潜伏期与正常对照无差别,而后者则较正常对照组延长,说明这两种疾病所引起的认知过程的改变是不同的［14］。

　　4.6　亨延顿午蹈病(huntington,HD)

　　这是一种罕见的遗传性疾病,特征为慢性遗传性舞蹈病和精神性衰退,为常染色体显性遗传,一般在发病后十五年死亡。Van对16例HD患者进行体感刺激诱发的P300电位记录,发现主要特征为P3a潜伏期延长,为HD的诊断提供了一种有效的手段［15］。

　　4.7　麻醉

　　Plourde对即将行心脏外科手术而实行全身麻醉的患者进行听觉P300测试发现:麻醉前P3a和P3b均能记录到。麻醉后,P3b消失,在插管前和行动脉分流术前,可记录到潜伏期延长的P3a。作者认为,在无意识的麻醉状态下,大脑皮层仍可进行声音的辩别活动,为麻醉学上判断病人的意识水平提供了依据。

　　4.8　暴发性肝炎

　　Saibara等发现,在处于完全清醒状态且情绪和行为都没有任何异常改变的肝炎病人中,测定P300和动脉血酮率(KBR)可预测暴发性肝炎的发生,在暴发性肝炎发生前期,P300潜伏期延长而KBR下降。因血氨水平和KBR呈负相关变化,而同P300潜伏期呈正相关变化,出现这一结果说明肝的解毒功能降低,且有毒物质已进入大脑而引起脑水肿。因此,联合测定P300和KBR可预测普通肝炎转化为暴发性肝炎的可能性［16］。

　　4.9　爱滋病(AIDS)

　　爱滋病的P300电位改变是近年来一个新的发现。50%的患者可出现认知功能障碍,且大部分发生于感染早期,以注意力下降和记忆减退为特征。用MMSE对AIDS进行筛选敏感性较差。Ollo等［17］发现:人类免疫缺陷病毒 (HIV)感染者,虽然神经心理测试未见异常,但P300潜伏期已见延长。Goodin等［18］发现:有症状的HIV感染者其P300潜伏期明显延长。Messenheimer等［19］发现HIV血清测定阳性者的P300潜伏期与运动反应有关。Baldeweg对120例同性恋者进行听觉和视觉的P300记录发现:与对照组相比症状性HIV感染组的听觉和视觉N2、P300潜伏期延长;无症状性HIV感染组听觉和视觉N1、P2潜伏期延长;该作者还发现在听觉和视觉的P300测试中,多数AIDS患者只出现一种感觉的P300异常,因此认为,为了提高AIDS的阳性检出率,应对患者同时使用听觉和视觉两种形式进行P300测试。此外,在HIV感染者中,P300潜伏期延长,而WAIS却相对正常,因此推测HIV感染早期可能首先损及与P300发生有关的结构。在所有这些测试中,未发现P300波幅发生改变［20］。

　　P300的研究涉及到神经科学、精神医学、电生理学、心理学及信息科学等多个学科。开展其深入研究将使人们进一步了解脑的工作过程,从而对脑疾病的诊断和人类智能的开发提供更大的帮助。

　　参　考　文　献

　　1　Bruyant P,Garcia-Larrea L,Maugniere F et al.Target side and scalp topography of the somatosensor P300.Electroeneceph Clini Neurophy,1993,88:468.

　　2　Plourde G,Toffl D,Villemure C,et al.The P3a wave of the audilory event-related potential reveals registration of pitch change during sufentanil anesthesia for cardiae surgery.Anesthesionlgy,1993,78:498-509.

　　3　Tachibana H,Toda K,Sugita M.Age-related change in attended and unattended P,latency in normal subjects.Int J Neurosci,1992,66:277-284.

　　4　Knight RT.Neural mechanisms of event-related potentials:evidence from human lession studies,event-related potentials:basic lssues and Applications.Edited by Rohrbangh JW,Parasuraman R,Johuson R.New York:Oxford University Press,1990.3-18.

　　5　Sams M,Kaukoranta E,Hanalainen R,et al.Cortical activity elicited by changes in teh auditory stimuli:Different source for the magnetic N100 and mismatch.Psychophysiology,1991,28:21-29.

　　6　Puckin DS,Johnson R,Canoune HL,et al.Multiple sources of P3b,associated withdifferent types of information.Pasychophysiollgy,1990,27:157-176.

　　7　Baribeau J,Laurent JP,Deeary H,et al.Tardive dyskinesia and associated cognitive disorders:a convergent neuropsychollgical and neurophysiollgcal approach.Brain Cogn,1993,23:40-55.

　　8　Faux SF,Mccarley RW,Nestor PG,et al.P300 topograhic asymmetries are present in unmedicated schizophrenics.Electroanceph Clini Neurophysiol,1993,88:32-41.

　　9　袁延干,侯钢,李乐加,等.氯氮平治疗精神分裂症对P300的变化.中华神经精神科杂志,1993,26:200-202.

　　10　Deacon D,Compbell KB,Effects of performance feedback on P300 anf reaction time in closed head-injured outpatients,Electroenceph Clini Neurophysiol,1991,78:133-141.

　　11　Rugg MD,Pickles CD,Potted DD,et al.Cognitire brain potentials in a threestimulas anditory“oddball”task after closed head injury.Neuropsychologia,1993,31:373-393.

　　12　汤晓芙,崔丽英,杜华.梗塞性脑血病认识P300电位研究.中华神经精神科杂志,1991,24:177-180.

　　13　李长彬,刘云,王家齐.低智儿童认识电位的初步研究.中华神经精神科杂志,1992,24:366-368.

　　14　Tachibana H,Toda L,sugita M.Activelg and passively evoked P,latency of eventrelated potentials in parkinson's disease,J Neurol Sci,1992,111:134-142.

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　　16　Saibura T,Malda T,Onishi S,et al.Long-latency event-related potentials in acute hepatitis patients with severe clgaulpathy.Electroenceph Clini Neurophysiology,1993,86:329-334.

　　17　Ollo C,Johnson R,Grafman J.Signs of cognitive change in HIV disease:an event-related brain potential study.Neurology,1991,41:209-215.

　　18　Goodin DS,Michael MD,Aminoff J,et al.Long latency event-related potentials in patients infected with human immunodeficiency virus.Annasof Neurollgy,1990,27:414-419.

　　19　Messenhlimer JA,Robertson KR,Wildins JW,et al.Event-related potentials in Human Immunodeficiency virus infection.Archires of Neurololgy,1992,49:396-400.

　　20　Baladeweg T,Gruzelier JH,Catelam K,et al.Auditor and visual eventrelated potentials in a controlled investigation of HVI infection.Electroenceph Clini Neurophysiol,1993,88:356.