劉永，詹向紅，侯俊林，閆國立，伍盼盼，孫前明，關徐濤，丁瑩

（河南中醫(yī)藥大學 基礎醫(yī)學院，河南 鄭州 450046）

新進展研究·論著

事件相關電位檢測與認知功能評價的相關性分析*

劉永，詹向紅，侯俊林，閆國立，伍盼盼，孫前明，關徐濤，丁瑩

（河南中醫(yī)藥大學 基礎醫(yī)學院，河南 鄭州 450046）

目的對認知功能評估量表（MoCA）與事件相關電位（ERPs）成分進行相關性分析，尋找認知功能評價客觀指標。方法采用MoCA評價認知功能，三刺激oddball范式進行ERPs分析，分析MoCA得分與ERPs成分波幅與潛伏期的關系。結果對68例中老年人被試的相關分析顯示，失匹配負波潛伏期及波幅與MoCA得分無相關性（P＞0.05），新異 P300（P3a）潛伏期與 MoCA 得分呈負相關（r=-0.427，P=0.000），P3a波幅與MoCA得分呈負相關（r=-0.314，P=0.009）。結論可以通過檢測ERPs的P3a成分來反映總體認知功能，作為認知功能檢查的客觀指標。

認知功能；認知功能評估量表；事件相關電位；相關分析

腦老化是衰老的表現(xiàn)之一，指隨著年齡的增長，大腦形態(tài)、結構和功能出現(xiàn)逐漸衰退的現(xiàn)象。腦老化表現(xiàn)為一定程度的腦高級功能障礙，認知功能減退是其重要特征。人類的認知功能隨著年齡的發(fā)展在不停變化，出生后認知功能隨著年齡的增加逐漸發(fā)展成熟，之后又隨著年齡衰老而逐漸衰退[1]。當認知功能衰退過快時，即可進展為輕度認知功能障礙（mild cognitive impairment，MCI）甚至癡呆，最終可伴發(fā)褥瘡、肺炎等繼發(fā)性軀體疾病或器官功能衰竭而死亡[2-4]。提早發(fā)現(xiàn)老年人認知功能的過度衰退，對MCI和癡呆進行及時干預具有重要的現(xiàn)實意義。

神經(jīng)心理學量表檢測一直是診斷認知功能損傷的主要方法[5]。雖然通過量表評估能夠滿足篩查MCI及癡呆的需要，但該方法對被試的配合程度要求較高，易受到主觀因素的影響；且各主要診斷標準中并未明確測評量表及評分標準，導致實際應用中各家標準不一，難以得出有效結論。近年來神經(jīng)影像技術如功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）、事件相關電位（event-related potentials，ERPs）等可實現(xiàn)無創(chuàng)條件下對活體腦整體結構的客觀描述和功能定位，為人類研究認知功能及其神經(jīng)機制提供必要的技術手段而得到飛速發(fā)展[6-7]。應用神經(jīng)影像學技術客觀的評價認知功能，為認知過度衰退老年人的篩查和診斷提供可靠的輔助診斷指標，具有重要意義。

本課題擬考察中老年人認知功能ERPs評價與神經(jīng)心理評估的關系，以期找到認知功能損傷的指標，為MCI和癡呆的診斷和治療評價提供客觀證據(jù)與標準?，F(xiàn)對結果進行初步報告。

1 資料與方法

1.1 研究對象

研究對象來自河南中醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院體檢科體檢人員，視覺、聽覺能夠滿足實驗要求，愿意配合接受神經(jīng)心理學測試者。

調(diào)查內(nèi)容包括：研究采用自行設計的一般情況調(diào)查表以了解被調(diào)查者一般情況，內(nèi)容包括年齡、性別、文化程度及病史等。采用蒙特利爾認知評估量表（montreal cognitive assessment，MoCA）判斷研究人群的總體認知功能，評價過程按照MoCA標準檢查程序進行，對被試的視空間與執(zhí)行等8項認知功能進行測評。

調(diào)查前先對調(diào)查員進行培訓，研究過程嚴格遵守質量控制要求，采用統(tǒng)一的調(diào)查表和標準化用語進行調(diào)查。研究以自愿為前提，遵從赫爾辛基宣言要求，履行知情同意程序，取得每位調(diào)查對象的書面同意，并報河南中醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準，研究結束后給予被試一定的交通及誤工補償。

1.2 儀器與設備

采用E-prime 2.0（美國PST公司）刺激呈現(xiàn)系統(tǒng)呈現(xiàn)聽覺刺激，NeuroScan系統(tǒng)：配有NuAmps 40導放大器，Scan 4.5采集分析系統(tǒng)（澳大利亞Compumedics公司），記錄和分析腦電信號。

1.3 試驗方法

ERPs實驗采用三刺激oddball范式，包括1000Hz標準刺激1 120個（總刺激的80%）、1 050 Hz偏差刺激140個（10%）和新異刺激140個（10%，包括狗叫、鳥鳴等共28種聲音刺激，每個新異刺激重復≤5次），聲強60 dB（小樣本聽力級），刺激間隔1 000 ms。刺激呈偽隨機排列，程序開始后先呈現(xiàn)連續(xù)20個標準刺激，然后在標準刺激間隨機呈現(xiàn)偏差刺激和新異刺激，保證在每個偏差刺激及新異刺激前至少有2個標準刺激呈現(xiàn)，每次刺激呈現(xiàn)持續(xù)時間100 ms。實驗過程中要求被試觀看默片。測試在河南中醫(yī)學院基礎醫(yī)學院認知與神經(jīng)科學實驗室腦電實驗室進行。

采用NuAmps 40導系統(tǒng)記錄腦電，被試洗頭并吹干后佩戴Ag/AgCl電極帽。以鼻尖為參考、電極分布采用10～20擴展電極系統(tǒng)，同時記錄水平眼電和垂直眼電。頭皮阻抗＜5kΩ，記錄帶通DC 200Hz，采樣率1 000 Hz。用Scan 4.5軟件對腦電數(shù)據(jù)進行離線分析。相關法去除眼電。將連續(xù)的腦電數(shù)據(jù)分段，分段時程為：刺激前100 ms至刺激后600 ms。刺激前100 ms平均電壓用于基線校正?；€校正后波幅超過（±100）μv者視為偽跡在疊加中被自動剔除。對同類刺激進行分類疊加，得到標準刺激、偏差刺激和新異刺激3類ERPs數(shù)據(jù)。對得到的ERPs進行30 Hz（24 dB/oct）無相移低通數(shù)字濾波。

1.4 統(tǒng)計學方法

根據(jù)文獻報道，本研究中事件相關電位分析使用相減技術，用新異刺激的ERPs成分減去標準刺激的ERPs成分，得到失匹配負波（mismatch negative，MMN）和新異P300（以下簡稱P3a）進行統(tǒng)計分析[8]。以刺激出現(xiàn)后150～250 ms時間窗內(nèi)最大負波峰值及其出現(xiàn)時間為MMN幅值和潛伏期、250～500 ms時間窗內(nèi)最大正波峰值及出現(xiàn)時間為P3a的幅值和潛伏期。數(shù)據(jù)分析采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件，計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，分別進行MMN的峰值和潛伏期及P3a的峰值和潛伏期與MoCA得分的Pearson相關分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 一般情況

實驗研究納入患者68例。其中，男性25例，女性43例；年齡（52.66±6.02歲）；大專以上11例，初高中35例，小學及文盲22例。

2.2 ERPs檢測結果

各電極位點在聽覺ERPs的差異波曲線（見附圖）可見被試均誘發(fā)出MMN和P3a成分。

2.3 MoCA得分與ERPs各成分的相關性分析

MMN潛伏期與MoCA無相關性（r=0.097，P=0.432），MMN波幅與MoCA無相關性（r=-0.121，P=0.325），P3a潛伏期與MoCA呈負相關（r=-0.427，P=0.000），P3a波幅與 MoCA 呈負相關（r=-0.314，P=0.009）。

附圖 聽覺ERPs總平均

3 討論

記憶功能下降始于中年（40～50歲），并與其他認知功能老化的表現(xiàn)相互疊加[9]。但認知功能的下降進程在不同個體卻完全不同，隨著年齡的增加，人的認知能力會出現(xiàn)持續(xù)而緩慢的下降，但有些中老年人的認知能力卻會因下降速度過快而成為輕度認知功能障礙甚至癡呆[10-11]。篩選出認知功能下降過快的人群，對其及早干預成為解決這一問題的思路之一。本研究擬在課題組原有工作基礎之上，篩選合適人群采用事件相關電位技術尋找認知功能加速下降的病變特點，以期加深對MCI和癡呆發(fā)病的了解，為有效干預癡呆發(fā)生提供科學依據(jù)。

本研究采用三刺激聽覺oddball范式，以考察認知加工早期階段對新異刺激的覺察及中晚期階段對刺激的加工，反映患者的認知功能。該范式主要產(chǎn)生2種腦電成分：MMN和P3a。MMN反映對信息的自動加工和功能區(qū)分[12]。P3a則反映了新異刺激出現(xiàn)后的注意力朝向反應，是感知覺注意、記憶及情感等高級神經(jīng)心理過程的反映[13-14]。MoCA得分與ERPs成分的相關分析顯示，MMN成分的波幅與潛伏期與MoCA得分無關；而P3a潛伏期和P3a波幅與MoCA得分呈負相關，P3a潛伏期越長、波幅越大，則MoCA得分越低。FERRI等[15]的研究報道，即使在自閉癥等不能配合研究的被試，MMN和P3a仍然可以用來檢測被試的認知功能，不受配合程度及注意程度的影響，是很好的認知評價指標。筆者對ERPs結果和MoCA的分析也顯示可以通過檢測ERPs的P3a成分來反映被試的總體認知功能，作為MCI認知功能檢查的客觀指標。

本研究的不足之處在于本次研究在門診體檢人群中開展，調(diào)查樣本有一定的局限性，導致有些因素如被調(diào)查人群年齡及MoCA得分分布不夠均衡。在后續(xù)研究中將改善調(diào)查方法、擴大調(diào)查范圍，以期得到更全面客觀的結果。

[1]KONAR A,SINGH P,THAKUR M K.Age-associated cognitive decline:Insights into mMolecular switches and recovery avenues[J].Aging Dis,2016,7(2):121-129.

[2]APOSTOLO J,HOLLAND C,O'CONNELL M D,et al.Mild cognitive decline.A position statement of the cognitive decline group oftheEuropean innovation partnership foractiveand healthy ageing(EIPAHA)[J].Maturitas,2016,83:83-93.

[3]董會卿,楊培杰,張新卿,等.輕度阿爾茨海默病患者記憶障礙的臨床研究[J].中華老年醫(yī)學雜志,2004,23(2):87-89.

[4]BLENNOW K,DE LEON M J,ZETTERBERG H.Alzheimer's disease[J].Lancet,2006,368(9533):387-403.

[5]TSAI J C,CHEN C W,CHU H,et al.Comparing the sensitivity,specificity,and predictive values of the montreal cognitive assessment and mini-mental state examination when screening people for mild cognitive impairment and dementia in Chinese population[J].Arch Psychiatr Nurs,2016,30(4):486-491.

[6]FARR?S-PERMANYER L,GU?RDIA-OLMOS J,PERó-CEBOLLERO M,et al.Mild cognitive impairment and fMRI studies of brain functional connectivity:the state of the art[J].Front Psychol,2015,4(6):1095.

[7]HOWE A S.Meta-analysis ofthe endogenous N200 latency event-related potential subcomponent in patients with Alzheimer's disease and mild cognitive impairment[J].Clin Neurophysiol,2014,125(6):1145-1151.

[8]WETZEL N,SCHR?GER E.On the development of auditory distraction:A review[J].Psych J,2014,3(1):72-91.

[9]SALTHOUSE T A.Influence of age on practice effects in longitudinal neurocognitive change[J].Neuropsychology,2010,24(5):563-572.

[10]SWERDLOW R H.Brain aging,Alzheimer's disease,mitochondria[J].Biochim Biophys Acta,2011,1812(12):1630-1639.

[11]HAYDEN K M,REED B R,MANLY J J,et al.Cognitive decline in the elderly:an analysis of population heterogeneity[J].Age Ageing,2011,40(6):684-689.

[12]FISHMAN Y I.The mechanisms and meaning of the mismatch negativity[J].Brain Topogr,2014,27(4):500-526.

[13]POLICH J.Updating P300:an integrative theory of P3a and P3b[J].Clin Neurophysiol,2007,118(10):2128-2148.

[14]FRIEDMAN D,CYCOWICZ Y M,GAETA H.The novelty P3:an event-related brain potential(ERP)sign of the brain's evaluation of novelty[J].Neurosci Biobehav Rev,2001,25(4):355-373.

[15]FERRI R,ELIA M,AGARWAL N,et al.The mismatch negativity and the P3a components of the auditory event-related potentials in autistic low-functioning subjects[J].Clin Neurophysiol，2003,114(9):1671-1680.

（李科 編輯）

Correlation analysis of detection of event related potential and evaluation of cognitive function*

Yong Liu,Xiang-hong Zhan,Jun-lin Hou,Guo-li Yan,Pan-pan Wu,Qian-ming Sun,Xu-tao Guan,Ying Ding
(School of Basic Medicine,Henan University of Chinese Medicine,Zhengzhou,Henan 450046,China)

ObjectiveTo investigate the correlation between the event related potentials (ERPs)and evaluation of Montreal Cognitive Assessment (MoCA).MethodsThe cognitive function of aged people was evaluated by MoCA.Then ERPs data revelant to audio oddball paradigm in participants were recorded and analyzed.The regression analysis was applied to investigate the relationships of the MoCA score with latency and amplitudes of ERPs components.ResultsThe MMN and P3a components of ERPs were recorded in all the participants.No correlation was found between MMN and the score of MoCA (P＞0.05).There was a negative correlation between P3a latency and MoCA(P=0.000).A negative correlation between P3a amplitude and MoCA was found (P=0.009).ConclusionsThe P3a component of ERPs can be used as an objective index to examine the cognitive function of aged people.

cognitive function;Montreal Cognitive Assessment;event related potential;correlation analysis

R592

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.17.011

1005-8982（2017）17-0054-04

2016-08-11

國家自然科學基金（No：81173148；No：81473556）；河南省教育廳高校重點科研項目（No：15A310018）；河南省鄭州市普通科技攻關項目（No：20150306）

詹向紅，E-mail：zxh371@163.com；Tel：0371-65962406