p300

事件相关电位中P300电位研究现状邓炳海吴宗耀教授审校1概论于1965年Sotton最早发现，在“认知”某种靶刺激时（奇异刺激），可从头皮记录到一组波，主要有N1、P2、N2、P300（P3），统称事件相关电位（ERP）。以后研究发现P3是认知功能中最主要成份，即在刺激后300ms时从头顶部记录到的一个阳性电位。ERP是一种特殊的诱发电位，属于近场电位，它和惯用的诱发电位不同：（1）被试者需处于清醒状态。（2）至少2种以上刺激序列，而不是单一刺激。（3）ERP的构成分外源性成份N1、P2波和内源性成份N2、P3波。（4）内源性成份不受刺激的物理特性影响，而外源性成份易受刺激物理特性影响。内源性成份和认知功能密切相关，被认为是“展示”、“窥视”心理活动的一个窗口，是大脑对外来信息加工处理时特有的电位，又称“认知”电位（Cognitivepotential），由于P300电位在ERP中具有特殊意义，受到了学者们广泛注意，大量的临床研究亦发现并证实，在认知功能损害的有关疾病中，P300潜伏期和波幅亦发生相应改变［1］，为有认知功能损害疾病的诊断和评估预后提供了一个重要客观的辅助手段。2P300电位的生理学研究有学者研究提出；P300潜伏期反映被测试者从接受信息到做出反应的时限，并独立于反应选择和完成过程，而另外的意见则是：P300只涉及从刺激到认知加工过程，不包括反应决定和反应执行，是对刺激进行识别和编码后形成新的信息存储起来的过程。学者Donchin［3］认为P300潜伏期反映了记忆场合更新时，对刺激辩认速度和选择过程，波幅取决于受试者对场合更新的量，并认为P3波愈明显、波幅愈大，其内容被记住的可能性也愈大。3P300电位的影响因素3.1任务相关性影响P300电位的波幅和潜伏期与任务成正相关，是其它诱发电位所没有的，对靶刺激能作出反应，是ERP试验的主要内容。有文献报道：靶刺激比非靶刺激引出的P300电位潜伏期短，波幅较之亦高。任务难度大小，可影响到潜伏期和波幅变化，难度越大，P300电位越明显。另外，完成试验后有无奖励，即刺激的鼓励价值亦影响到P3波。近年来有关主动P300电位和被动P300电位的研究引起人们的关注。研究认为，不管是主动和被动均能引出P300成份，只是前者波幅更大，这样将EPR应用于无法合作的患者（如严重痴呆、精神分裂症、昏迷等严重认知损害者），即当主动任务相关条件不具备时，被动试验也可作为一种检测手段而应用于临床。3.2刺激性质的影响刺激形式不同，产生的P300亦不同，躯体刺激的P3潜伏期最短，听觉刺激产生的P3稍长，视觉刺激产生的P3最长，但听觉刺激产生的P300较稳定，变异小，波形易辩认，无视力影响因素，目前较广泛应用。另外，刺激强度大，间期越长，P300波幅越大，而潜伏期一般无变化。靶刺激概率越小P300波幅越大，概率小于0.3，即能诱发出足够显著的P300波幅而对潜伏期无影响。还有一种刺激称为“新奇刺激”即除了靶和非靶刺激的随机编排外，另外编排一种不同于前两者的刺激，使被试者感到意外和突然，可引出明显的P3波。吴宗耀报道［2］：P3a用单一刺激可诱发，而P3b只有用奇异刺激才能诱发，说明P3a和P3b在认知过程不同源，P3b的源可能在海马或接近海马，P3a可以独立存在，而P3b不能脱离P3a存在，说明P3b涉及的是后一个心理过程，是以P3a涉及的处理过程为前提。3.3年龄因素的影响研究认为P300电位波幅和潜伏期与年龄变化呈负相关，从10岁左右，随着年龄的增长，P300潜伏期逐级缩短，波幅逐渐增高，20岁左右时P300潜时最短波幅最高，此后随年龄增长，P300潜伏期又以每年1～2ms的幅度增宽，波幅渐降低，至于性别和文化程度认为P300无显著影响。3.4遗传因素的影响近来研究发现：单卵双胎者P300波型几乎一样，和P300波幅，潜伏期高度相关，在无任务条件下单卵双胎比双卵的P300波型更一致，这些研究结果有力的表明P300有着遗传基础，并认为遗传因素对波型的相关性大于潜伏期的相关性。3.5睡眠因素的影响国内尚未见有关睡眠对P300影响的报道，国外有学者提示，发作性睡眠患者的P1波幅增高，P3波幅下降，前者是由于嗜睡者更需要较大的注意力来完成任务辨认，而后者可能系主动辨认的精力不足。维持觉醒状态的肌张力增加，也影响这一成份。国外学者在应用行为，EEG技术同步研究睡眠各期，并观察ERP成份动态变化，结果发现：睡眠早期P3潜伏期增加，波幅下降，N2波幅增高。睡眠晚期N2波幅下降，P3波缺失，故认为行为定义的不同醒觉水平影响ERP晚成份，N2波幅增高发生在睡前行动反应变慢期，因此建议可作为睡眠前期的指标，并分析觉醒和睡眠期，N2成份均与脑自动处理有关，后者N2是重复刺激所产生的特有的非模式的自动成份，可为被动注意过程激活的前期机制标志，在睡眠Ⅰ－Ⅳ期持续存在，而与认知过程有关的P300成份只发生在Ⅰ－Ⅲ期，而在Ⅳ期则消失。由变异刺激诱发的P3，在睡眠Ⅲ期和醒态显示同样的头颅分布，该电位在Ⅳ期睡眠的消失，说明与P3产生的记忆和识别过程依赖一定醒觉水平。但另有人报道，由醒觉到睡眠的P300只是潜伏期增加，波幅下降，然而在各睡眠期并无差异，并认为睡眠P300电位与醒觉P300电位一样，仍有认知过程的存在，P300潜伏期的增加，只说明在睡眠中认知过程变慢。但目前大多数学者仍认为，在深睡期P300电位缺失，而在浅睡期P300电位仍存在，只是潜时延长，波幅下降。4P300电位的检测方法诱发P300电位通常是通过视、听、体感来辨认两种以上的刺激，对随机编成的刺激序列，用不同音调声音，不同颜色的闪光图像，不同部位的感觉刺激来作出反应，被试者反应的方法可是默计该刺激出现的次数，或按键。要求被试者做出反应的刺激为靶刺激，反之则为非靶刺激。一般刺激间隔为1～3s，持续时间为20～100ms，记录电极置于国际脑电学会10/20系统的Cz、Pz处，参考电极置双耳垂，接地地极置前额。带通一般为0.1～100Hz，低限为0.01～2Hz，高限为30～1000Hz,电极阻抗5kΩ，分析时间不少于1000ms。P300确认和测量直接影响到结果的准确性，一般在刺激后300ms左右出现一个最大正向波即为P300，但亦有报道，可在350～800ms内出现。P300测量方法与普通诱发电位测量方法相同。5P300电位的临床应用P300电位主要反映了脑的功能状态，其主要作用是对患者的认知障碍程度有所判断。认知是一个复杂的心理过程，是脑内的信息加工，是心理符号的运算，是解决问题，它涉及知觉、注意、概念、记忆、推理、判断、语言等心理活动。ERP作为研究认知功能的电位生理学方法，在临床上有广泛的应用前景。近年来很多学者及临床工作人员相继报告了应用P300检测脑血管意外，颅脑损伤、发作性睡病、癫痫、酒精中毒［2］等。他们认为由于以上疾患程度不同的损伤了大脑皮层，使受损部位的神经细胞脱失、坏死、萎缩、而致认知功能下降，亦有人将P300用于检查精神分裂症、抑郁症、边缘性人格障碍等，发现此类病人存在多方面的信息加工过程障碍。有认知功能障碍者的ERP各波分化差，P3潜伏期明显延长，波幅明显降低，可用来评估患者的智能障碍的恢复和预后。但把P3作为确诊某个疾病的依据是困难的，在对脑疾病的诊断价值上，ERP和影像学检查不可相比，但在客观判断病人智能障碍方面是其它方法无法取代的。智能测定李长彬等对36例低智儿童进行P300认知电位检查，同时进行脑电图检查，发现66％（12例）的儿童脑电图无改变而78％（21例）的P300却出现了异常改变，说明P300检查比脑电图更敏感，赵宗彦报道，对群体正常智力学生智力检查，发现：成绩优异的学生，P300潜伏期明显短于差生，波幅均较差生高，故认为P300检查是种有效的帮助判断和指导学生的智力检查的一种方法。痴呆是大脑皮层高级机能的全面损害，临床表现严重智能障碍，P300表现为潜时延长，波幅降低，故认为P300在痴呆的鉴别诊断，疗效判断和预后方面均具有临床应用价值。(编辑：王锡权)邓炳海（解放军88医院，山东泰安271000）吴宗耀（第三军医大学第一附属医院）参考文献［1］付求真，赵新，游国雄.正常儿童与智力关系的研究［J］.临床脑电学杂志，1995，4（2）：75［2］吴宗耀，沈菊彬，周永志.P300电位的动物实验研究［J］.中华理疗杂志，1995，18（3）：134事件相关电位（ERP）是一种特殊的脑诱发电位，通过有意地赋予刺激仪特殊的心理意义，利用多个或多样的刺激所引起的脑的电位。它反映了认知过程中大脑的神经电生理的变化，也被称为认知电位，也就是指当人们对某课题进行认知加工时，从头颅表面记录到的脑电位。事件相关电位的基本概念对大脑高级心理活动如认知过程作出客观评价，我们很难将意识或思维单纯归于大脑某一部位组织、细胞或神经递质的改变，因为仅采用具体、微观的自然科学手段如神经分子生物学、神经生化学难以解决具体的心理活动。二十世纪六十年代，Sutton提出了事件相关电位的概念，通过平均叠加技术从头颅表面记录大脑诱发电位来反映认知过程中大脑的神经电生理改变，因为事件相关电位与认知过程有密切关系，故被认为是“窥视”心理活动的“窗口”。神经电生理技术的发展，为研究大脑认知活动过程提供了新的方法和途径。经典的ERP主要成分包括P1、N1、P2、N2、P3，其中前三种称为外源性成分，而后两种称为内源性成分。这几种成分的主要特点是：首先不仅仅是大脑单纯生理活动的体现，而且反映了心理活动的某些方面；其次，它们的引出必须要有特殊的刺激安排，而且是两个以上的刺激或者是刺激的变化。其中P3是ERP中最受关注和研究的一种内源性成分，也是用于测谎的最主要指标。因此，在某种程度上，P3就成了ERP的代名词。诱发电位的特征事件相关电位（ERP）是一种特殊的脑诱发电位，诱发电位(EvokedPotentials，EPs)，也称诱发反应(EvokedResponse)，是指给予神经系统(从感受器到大脑皮层)特定的刺激，或使大脑对刺激(正性或负性)的信息进行加工，在该系统和脑的相应部位产生的可以检出的、与刺激有相对固定时间间隔(锁时关系)和特定位相的生物电反应。诱发电位应具备如下特征：1.必须在特定的部位才能检测出来；2.都有其特定的波形和电位分布；3.诱发电位的潜伏期与刺激之间有较严格的锁时关系，在给予刺激时几乎立即或在一定时间内瞬时出现。诱发电位的分类诱发电位的分类方法有多种，依据刺激通道分为听觉诱发电位、视觉诱发电位、体感诱发电位等；根据潜伏期长短分为早潜伏期诱发电位、中潜伏期诱发电位、晚(长)潜伏期诱发电位和慢波。临床上实用起见，将诱发电位分为两大类：与感觉或运动功能有关的外源性刺激相关电位和与认知功能有关的内源性事件相关电位(Event-RelatedPotentialS，ERPs)。内源性事件相关电位与外源性刺激相关电位有着明显的不同。ERPs是在注意的基础上，与识别、比较、判断、记忆、决断等心理活动有关，反映了认知过程的不同方面，是了解大脑认知功能活动的“窗口”。经典的ERPs成分包括P1、Nl、P2、N2、P3(P300)，其中P1、N1、P2为ERPs的外源性(生理性)成分，受刺激物理特性影响；N2、P3为ERPs的内源性(心理性)成分，不受刺激物理特性的影响，与被试的精神状态和注意力有关。现在ERPs的概念范围有扩大趋势，广义上讲，ERPs尚包括N4(N400)、失匹配阴性波(MismatchNegatiVity，MMN)、伴随负反应(ContigentNegatiVeVariaeion，CNV)等。但长期以来有人通常以P3作为事件相关电位的代称，虽有失偏颇，但临床应用甚广。事件相关电位的测试方法事件相关电位属于长潜伏期诱发电位，测试时一般要求被试者清醒，并在一定程度上参与其中。引出ERPs的刺激是按研究目的不同编制而成的不同刺激序列，包括两种及两种以上的刺激，其中一个刺激与标准刺激产生偏离，以启动被试的认知活动过程。如果由阳性的物理刺激启动