劉小恩,李占江,王長明,汲鵬飛,張秀軍,張曉龍,李 凌*

(1 華北理工大學(xué)心理學(xué)院,唐山心理健康與認知神經(jīng)科學(xué)重點實驗室,唐山市腦與認知功能研究基礎(chǔ)創(chuàng)新團隊,唐山 063000;2 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安定醫(yī)院;*通訊作者,E-mail:liling3892999@163.com)

抑郁癥是一種發(fā)病率高、疾病負擔(dān)大的心境障礙,可以導(dǎo)致嚴重的認知功能障礙。在大腦的各種認知功能中,對情緒面孔的處理是一種低級的社會認知能力[1],在情緒面孔的處理過程中存在大腦偏側(cè)化的趨勢,并提出假說認為大腦的右后側(cè)區(qū)域在處理所有的情緒中占據(jù)主導(dǎo)地位,而左側(cè)和右側(cè)前額葉皮質(zhì)則分別處理積極和消極的情緒[2]。在面對不同情緒效價的信息時,大腦的不同半球激活區(qū)域的差別與情緒信息的趨向和抑制存在關(guān)聯(lián)。然而抑郁癥患者大腦處理情緒信息偏側(cè)化特點并未達到一致。既往Liu等[3]通過對事件相關(guān)電位(event-related potentials,ERP)的晚期正成分(late positive component,LPC)進行研究,發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者在處理悲傷情緒時,右側(cè)大腦電極的波幅明顯高于左側(cè)。而Kayser等[4]的研究卻表明大腦對情緒處理的不對稱性存在于健康人中。上述偏側(cè)化規(guī)律的不一致可能與所用的情緒面孔材料的呈現(xiàn)時間有關(guān),以往研究普遍采用200 ms以上的呈現(xiàn)時間(即閾上刺激),抑郁癥患者有足夠的時間主觀感受到刺激的效價,并且有意識地啟動回避等策略,一定程度上影響了研究的一致性。

采用短呈現(xiàn)時間的刺激材料可以避免這一問題,閾下的知覺體驗不足以啟動自上而下的回避機制,從而暴露抑郁癥患者自下而上的情緒加工中的偏側(cè)化趨勢和可能存在的缺陷。ERP技術(shù)具有高時間分辨率的優(yōu)勢,能夠細致地劃分大腦情緒加工的時間進程,其波形和波幅等參數(shù)還可以揭示不同情緒效價下的反應(yīng),為衡量情緒加工機制提供一種有效的方法。例如,Wronka等[5]使用面孔情緒辨別任務(wù)來區(qū)分情緒的表達,研究發(fā)現(xiàn)N170的波幅可由面部表情調(diào)節(jié),不同情緒效價間存在顯著差異。N170成分峰值潛伏期大約在170-190 ms之間,在枕顳區(qū)最為明顯,是表現(xiàn)面部表情處理過程的重要神經(jīng)電生理指標(biāo)[6]。既往研究發(fā)現(xiàn),閾下刺激誘發(fā)的N170同樣可以被面部情緒調(diào)節(jié)[7]。因此,N170成分在對面部情緒的知覺處理上具有很高的參考價值。

本研究采用呈現(xiàn)時間為17 ms的閾下情緒面孔作為刺激材料,探討抑郁癥人群對面孔情緒刺激的加工機制,并嘗試進一步解釋抑郁癥患者對面孔情緒處理的偏側(cè)化效應(yīng)與健康對照的差異,以期深入了解抑郁癥對情緒信息加工影響的神經(jīng)電生理機制。

1 對象和方法

1.1 研究對象

納入門診收治的抑郁癥患者為研究對象。本研究的納入標(biāo)準:①符合《精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊》第5版(DSM-5)抑郁癥的診斷標(biāo)準;②年齡18-65歲;③初中及以上受教育程度;④視力或矯正視力正常,均為右利手;⑤自愿參加實驗研究,并簽署知情同意書。排除標(biāo)準為有嚴重頭外傷、學(xué)習(xí)障礙、藥物或酒精依賴、伴精神病癥狀、半年內(nèi)經(jīng)mECT治療者。同時隨機招募健康人群作對照,納入標(biāo)準:①既往無抑郁發(fā)作史;②年齡18-65歲;③初中及以上受教育程度;④視力或矯正視力正常,無色盲,右利手;⑤自愿參加實驗研究并簽署知情同意書。排除標(biāo)準同上。最終納入31例抑郁癥患者(15例處于緩解期,16例處于發(fā)作期),14例健康對照,所有被試均簽署知情同意書。

1.2 研究工具

本研究使用貝克抑郁量表第2版(Beck Depression Inventory-Ⅱ,BDI-Ⅱ)[8]對患者的抑郁嚴重程度進行評估。BDI-Ⅱ共包含21個條目,每個條目分為0-3級評分。BDI-Ⅱ總分0-13分為無抑郁,因此將總分值大于13分的抑郁癥患者定義抑郁發(fā)作組,總分值小于13分的抑郁癥患者定義為抑郁緩解組。

1.3 實驗程序

本研究使用羅躍嘉等[9]編制的中國人情緒面孔圖片系統(tǒng)(Chinese Affective Face Picture System,CAFPS),按照不同的情緒類型及性別進行挑選,共挑選出40張負性面孔、80張中性面孔,其中男性與女性面孔各60張。對選出的圖片進行配對,形成兩種刺激類型:負性面孔對(負性面孔-中性面孔)和中性面孔對(中性面孔-中性面孔)。對所有的配對組合進行圖片處理,使其打亂作為掩蔽圖片。

使用Eprime2.0軟件編制和運行實驗程序。實驗在屏蔽室內(nèi)進行,保持環(huán)境安靜,光線亮度適宜。實驗采用CRT顯示器,分辨率為1024×768,在顯示器的中央持續(xù)呈現(xiàn)一個白色的“+”,圖片呈現(xiàn)在“+”的左右兩側(cè),大小為9.5 cm×11.5 cm,兩圖片距離約8 cm。實驗過程中被試者眼睛距離顯示器約為80 cm,雙眼與顯示器中心平行。

試驗任務(wù)參照Fox使用的點探測任務(wù)[10]。顯示器屏幕中央首先出現(xiàn)一個白色的“+”注視點,要求被試保證注意力集中在顯示器的中央,持續(xù)時間800 ms,隨后出現(xiàn)情緒面孔對。根據(jù)以往文獻研究[10-12],本研究將目標(biāo)刺激呈現(xiàn)時間設(shè)定為17 ms,之后目標(biāo)刺激被處理好的馬賽克圖片替代,持續(xù)時間283 ms,經(jīng)過800 ms的時間間隔,在“+”的左側(cè)或右側(cè)隨機出現(xiàn)一個白色圓點。被試被要求忽略圖片,快速而準確地判斷點的位置,如果在左側(cè)按“F”鍵,如果在右側(cè)則按“J”鍵,按鍵反應(yīng)后圓點消失并進入下一個試次,若2 000 ms內(nèi)無按鍵反應(yīng),則圓點消失進入下一個試次。為了避免被試隨機按鍵,圓點出現(xiàn)的概率為2/3,其余試次不出現(xiàn)探測點作為空白條件[13]。負性面孔與探測點的呈現(xiàn)位置一致為一致性試次,不一致為不一致性試次,呈現(xiàn)中性情緒面孔對為中性試次。為避免試驗時間過長引起被試的疲勞,本試驗共設(shè)計120個試次,正式試驗之前有10個練習(xí)測試,被試熟悉試驗操作之后進入正式試驗。每個被試的試次呈現(xiàn)順序都是隨機的。

1.4 ERP記錄與分析

采用美國EGI公司生產(chǎn)的128導(dǎo)聯(lián)腦電設(shè)備記錄腦電,每個電極的阻抗保持在50 kΩ以下,采樣率為1 000 Hz,參考電極為Cz。使用Matlab平臺下的EEGLAB工具包進行分析,降低采樣率為250 Hz,濾波為0.5-40 Hz,重參考為全腦平均。截取刺激呈現(xiàn)時的-200 ms到800 ms時間段的腦電,進行疊加平均。本研究選取枕顳區(qū)的10-20系統(tǒng)中P7(左腦)、P8(右腦)兩個電極位置附近的6個電極的N170波進行平均分析,分別代表大腦的左右腦區(qū)。

1.5 統(tǒng)計方法

2 結(jié)果

2.1 一般資料分析

將抑郁緩解組、發(fā)作組和健康組間進行比較,三組在性別比例、受教育程度、年齡方面差異無統(tǒng)計意義(均P>0.05,見表1)。

2.2 行為學(xué)數(shù)據(jù)分析

在負性一致、負性不一致和中性試次條件下,抑郁緩解組、發(fā)作組和健康組的按鍵反應(yīng)時進行比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05,見表2)。

表1 抑郁緩解組、發(fā)作組與健康組間一般資料比較Table 1 Comparison of general data among depression remission group, episode group and healthy group

表2 抑郁緩解組、發(fā)作組與健康組間行為學(xué)數(shù)據(jù)比較 (ms)Table 2 Comparison of behavioral data among depression remission group, remission group and healthy group (ms)

2.3 N170分析

在負性面孔刺激條件下,抑郁緩解組、發(fā)作組和健康組間進行單因素方差分析,N170波幅和潛伏期的組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05,見表3)。將各組內(nèi)左腦與右腦的N170波幅、潛伏期進行配對t檢驗比較,抑郁發(fā)作組的P8區(qū)域電極上N170波幅明顯大于P7區(qū)域電極,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.521,P=0.023)。其余各組內(nèi)的左腦與右腦間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05,見表4)。

表3 抑郁緩解組、發(fā)作組與健康組內(nèi)N170波幅及潛伏期統(tǒng)計Table 3 Comparison of N170 amplitude and latency among depression remission group, episode group and healthy

在中性面孔刺激條件下,抑郁緩解組、發(fā)作組和健康組間進行單因素方差分析,N170波幅和潛伏期的組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05,見表3)。將各組內(nèi)進行左右腦N170波幅、潛伏期配對比較,抑郁發(fā)作組的P8區(qū)域電極上N170波幅明顯大于P7區(qū)域電極,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(t=3.057,P=0.008)。其余各組內(nèi)的左右腦配對比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05,見表4)。

在抑郁緩解組、發(fā)作組和健康組內(nèi)進行負性與中性刺激的配對比較,發(fā)現(xiàn)在健康組內(nèi)P8區(qū)域電極上N170波幅存在差異,中性面孔誘發(fā)的N170波幅大于負性面孔誘發(fā)的N170波幅,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.350,P=0.035)。其余各組內(nèi)在不同刺激條件下N170差異不顯著(均P>0.05,見表4)。

表4 抑郁緩解組、發(fā)作組與健康組內(nèi)N170波幅及潛伏期配對比較Table 4 Paired t test of N170 amplitude and latency in depression remission group, episode group and healthy group

表中的“-”為兩種類型刺激進行配對t檢驗

呈現(xiàn)中性面孔刺激時,抑郁發(fā)作組患者右側(cè)大腦N170波幅顯著大于左側(cè),對左右側(cè)大腦N170波幅差值與抑郁評分進行相關(guān)分析,兩者間無顯著的相關(guān)性(r= -0.141,P=0.602);呈現(xiàn)負性面孔刺激時,抑郁發(fā)作組患者右側(cè)大腦N170波幅顯著大于左側(cè),對左右側(cè)大腦N170波幅差值與抑郁評分進行相關(guān)分析,兩者間無顯著的相關(guān)性(r= -0.123,P=0.651,見圖1)。

BDI為Beck抑郁自評量表評分圖1 抑郁發(fā)作組內(nèi)左右腦N170差值與BDI相關(guān)散點圖Figure 1 Scatter plots of difference of N170 between left and right brain and BDI in depressive episode patients

3 討論

N170作為一個面部情感處理的特異性標(biāo)記,不僅對可注意到的情緒面孔敏感,對于尚未注意到的情緒面孔同樣敏感[6],同時右枕葉區(qū)也是面孔加工最敏感區(qū)域。Jonas等[14]發(fā)現(xiàn)右下枕骨回是面孔刺激的敏感區(qū)域。既往Liu等[3]通過對抑郁癥患者的研究,發(fā)現(xiàn)相比健康人群,抑郁癥患者在面對情緒刺激(無論是積極還是消極)時,大腦左側(cè)區(qū)域神經(jīng)活動減少。這種左右腦對情緒加工的差異在本研究有所發(fā)現(xiàn),無論是中性刺激還是負性刺激,抑郁發(fā)作期患者左側(cè)大腦枕顳區(qū)的N170波幅明顯小于右側(cè),而這種差異與抑郁評分不存在相關(guān)性。通過閾下的情緒刺激誘發(fā)的大腦偏側(cè)化表明,大腦右側(cè)情緒加工的優(yōu)勢性是一種自下而上的加工模式[15],這一結(jié)果進一步證明和補充了大腦偏側(cè)化假設(shè)。

在抑郁緩解期病人和健康人群中未發(fā)現(xiàn)在情緒處理上的左右腦差異,可見抑郁癥發(fā)作對大腦的損害并不均勻,而這種不均勻的損害部分可隨疾病的緩解而緩解。同樣,Egerhzi等[16]采用劍橋神經(jīng)心理自動化成套測試對發(fā)作期和緩解期抑郁癥進行研究時也發(fā)現(xiàn)緩解期抑郁癥患者的部分認知功能得到改善。

在抑郁癥發(fā)作期患者中,不同面孔情緒誘發(fā)的神經(jīng)活動無差異,且左右側(cè)大腦差異在中性和負性面孔刺激下均有所表現(xiàn)?？梢?抑郁癥的情緒體驗不同于健康人。抑郁癥患者傾向于將中性刺激主觀知覺為負性刺激,這與既往研究結(jié)果相符[17]。在健康人群中右側(cè)大腦在負性面孔刺激下誘發(fā)N170波幅低于中性面孔誘發(fā)的N170波幅,可見健康人群對于負性刺激存在抑制的加工過程,而這種對不同情緒加工的差異進一步證明了大腦右后側(cè)區(qū)域?qū)η榫w加工的敏感性。

本研究的行為學(xué)結(jié)果并未顯示出情緒面孔效價類型對參與者的影響,這與既往的研究結(jié)果存在差異[7]。在既往的點探測研究中,更多的是用來測查參與者情緒對注意的影響,而閾下的情緒刺激尚未達到意識水平,無法引起參與者的注意,因而沒有對注意產(chǎn)生調(diào)節(jié)。這樣設(shè)計的好處是可以排除抑郁癥患者注意缺陷對情緒加工的影響,從而利用更精準的神經(jīng)電生理活動,而不是行為反應(yīng),來探測大腦認知加工過程。

此外,情緒面孔加工的閾下刺激時間也是一個值得關(guān)注的問題。通過對不同的刺激時間的對比發(fā)現(xiàn),8 ms的刺激呈現(xiàn)時間下可以保證閾下特性,卻不能很好地表現(xiàn)出不同情緒面孔的差異。而在33 ms及以上時,不同情緒效價產(chǎn)生的差異往往非常明顯[7],卻容易引起更多的主觀體驗和有意識的注意調(diào)節(jié)。因此,17 ms可能是現(xiàn)有顯示技術(shù)條件下,能達到的最優(yōu)刺激呈現(xiàn)時間,既盡可能保證無意識的閾下加工,又體現(xiàn)出抑郁癥患者的特點。此外,本研究在采用閾下刺激時間未發(fā)現(xiàn)情緒類型間N170成分上的差異,這與Holmes等[18]研究相符,即可能與抑郁癥患者真實的主觀體驗相一致。他們曾使用各種刺激材料進行研究發(fā)現(xiàn)面孔刺激材料可以引起N170的增大,而對于不同的情緒類型卻不能引起N170的差異。

綜上所述,大腦偏側(cè)化效應(yīng)是一種自下而上的加工機制,抑郁癥發(fā)作期患者對情緒面孔加工存在的大腦偏側(cè)化效應(yīng),因此閾下刺激所誘發(fā)的N170成分的大腦偏側(cè)化可用于臨床檢查,為抑郁癥的診斷提供客觀的診斷依據(jù)。