汉语句子N400的试验研究—附35名健康成人资料分析

杜向东，杨 勇，袁 颖，董日霞，张广亚，冯秀娟，沈建红，杨建功，吴爱勤，梅其一

(1苏州大学附属广济医院临床精神科，苏州 215008;2苏州大学附属第一医院精神科，苏州 215004)

Kutas等［1］首先报道在英文句子的最后词语义歧义诱发出的潜伏期为400 ms的负波，即N400，但对以汉语为刺激材料进行的研究报道较少。本试验中，考虑到精神科患者有配合的特殊性，我们采用句子结尾词的汉字音、形、义非匹配和匹配的认知事件相关电位(event related potential，ERP)的试验［2］，探讨在本模式下产生的N400的特征，并为进一步研究双相抑郁患者的N400作准备。

1 对象和方法

1.1 对象

于2011年10月—2012年5月，入选35名健康志愿者，均为苏州大学附属广济医院职工和附近社区居，中男17名、女18名;年龄为20～50岁，平均年龄为(30.5±6.7)岁。入组标准:①体检正常，未发现躯体疾病;②对受试者作精神检查，确认以往从未发生过各类精神障碍，目前精神状况良好;③否认二系三代精神疾病史。④母语为汉语，均可操普通话，文化程度大专以上。

1.2 刺激材料

本作业由76个汉语句子组成刺激，分成两组。这些语句的最后一个词为目标词(靶词)，它们与语句主体的关系在语义上分为两类:语义一致(匹配)和语义不一致(semantic incongruity)(非匹配)。句子结尾词为目标词，与语句主体的搭配逻辑上和语义上高度预期的为一致，如“我往书本里放一支笔”，称之为匹配。目标词与语句主体预期概率为零的为不一致，如“我往书本里放一条狗”，称之为非匹配。材料的呈现方式以词为单位，即一词一词地呈现。两组中45句为语义一致，31句为语义不一致。这些汉字均为高频词，其使用频率＞30次/万，其笔画在4 ～14 划之间［3］。

1.3 刺激呈现

参照杨文俊等［4，5］汉语句子试验。受试者双眼与刺激字平行，距屏幕约1 m的距离。

1.4 试验程序

让受试者坐在舒适的椅子上，试验开始前以口头方式向受试者说明本试验的性质、顺序作业及要求。指导语为“在你的前面的屏幕上将要呈现汉语句子，3、2、1倒计时，提示试验开始，请你在试验过程中尽量少眨眼，不要出声，认真判断所显示的句子中最后呈现的词在语义上是否正确，直至屏幕黑屏”。试验结束，显示正确与错误的次数(通过按键，在非匹配句子作业中作No反应，在匹配句子中作Yes反应)。

1.5 脑电生理记录

采用德国64导ERP仪，参照国际10～20系统，记录电极于 Fp1、Fp2、Fz、F3、F4、Cz、C3、C4、Pz、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T3、T4、T5、T6，FPz为接地电极，双耳(A1+A2)为参考电极，极间电阻＜5 KΩ，滤波为0.53～60 Hz。N400分析时间定为1 100 ms。对眼动或其他原因引起波幅超过75μV的波形被删除，将采集的数据存入计算机硬盘备用。

1.6 资料分析

分别对匹配和非匹配的每条ERP记录N400的Fz、Cz、Pz、C3和 C4点峰潜伏期(从刺激开始至最大负波N400波峰的时间)和波幅(从刺激前基线到N400波峰的电压)。采用SPSS 10.0统计包进行配对t检验。利用差异波的分析方法，使因试验条件引致的电活动更清晰，用语义非匹配句子的总平均后ERP波形减去语义匹配句子(正常)的总平均后ERP波形而获得差异波。差异波的N400峰潜伏期和波幅的判定与常规ERP波形的判定相同。

本机附有自动排除伪迹和抗噪音干扰功能。全部数值均由本机数字游标功能予以自动测验、计算和显示。

2 结果

2.1 N400波

通过35名健康成人两种试验条件分别做总平均，从图谱中可以看出在刺激呈现后，在N200的后面340～490 ms范围内有一个较宽大而明显的负走向成分，即N400。健康成人对结尾词匹配和非匹配的N400在潜伏期和波幅上差异有显著性(P＜0.05)，非匹配的N400较匹配的N400潜伏期长，波幅高(见表1)。

表1 35名健康成人句子结尾词匹配与非匹配的N400潜伏期和波幅比较(±s)

表1 35名健康成人句子结尾词匹配与非匹配的N400潜伏期和波幅比较(±s)

注:与匹配相比，*P ＜0.05，＆P ＜0.01。

脑区 潜伏期(ms)波幅(μV)匹配 非匹配Fz 381±27 395±28＆ 8±4 11±6匹配 非匹配*Cz 359±31 408±28＆ 8±4 12±5＆Pz 350±32 415±35＆ 8±5 13±7*C3 388±36 402±33* 9±4 12±5＆C4 355±34 412±32＆ 9±4 11±6*

2.2 男女性别比较

男女性别组间的N400潜伏期和波幅在Fz、Cz、Pz、C3和C45个脑区间，差异均无显著统计学意义(P＞0.05)。

3 讨论

N400由美国学者 Kutas于1980年首先报道［1］，当在屏幕上逐个呈现这句风马牛不相及话的单词，并记录各个单词诱发的ERP时发现，该句尾畸义词诱发的ERP在400 ms左右出现了一个新的负成分，遂命名为 N400。此后的研究相继地证明了 N400的价值［6－8］，认为 N400的发现不仅使 ERP 增加了一个有特定意义的成分，扩大了ERP的研究范围，同时为研究双相抑郁患者提供了工具。

按照国际心理生理学会2000年提出的ERP记录和出版标准，本研究首先建起N400测试的规范性操作与分析程序［9］。考虑精神科的特殊性以及文献中获得更广泛应用的句子刺激，我们尝试并建议用句子作为刺激，这样从认知心理学上保证了精神科试验设计的特殊性和合理性。

有关精神疾病诱发电位的一些指标存在的差距，有些学者将其原因归咎为研究的设备、试验条件和技术参数的不同。然而，我们认为除此之外，还应将研究对象的筛选标准考虑在内。因为只有建立了健康成人的N400之后，才会有健康成人的正常脑电波指标这个概念。由于我们对本研究对象采用了相同的入组标准，并用同样的试验方法和研究指标，因此即使仪器设备不同，所得结果的差异应无统计学意义，故其研究结果对我国健康成人的同类研究具有一定的参考价值。

本研究选取脑中线部位上N400额区、中央区、顶区及左右中央区作为安置点，有助于提高测量的可信度［1］。以这一刺激序列引出的N400波形不仅出现率高，波形易读，且重复性好。本试验结果现实句子非匹配的N400潜伏期较匹配组延迟，波幅明显高于匹配组。Niznikiewicz等［10］用成对字(音同、形似、词义相关或无关)与语句结尾词是否歧义作为刺激物分别进行试验，发现音同、形似但语义无关时均记录到较大的 N400，表明 N400是语义加工的指标。Helcomb［11］在语义相关词、无关词和假词的试验中观察到N400的启动效应，即无关词的N400负波大于相关词的N400。本试验结果也说明N400具有明显语义的启动效应。

N400是ERP的一个内源性成分，为ERP中的一个负相波，反映了大脑皮质对认知加工过程，并且可从N400的波幅、潜伏期及头皮分布特征等多个维度来描述脑语言认知加工过程。波幅显示了脑语言认知加工的难易程度，潜伏期反映了语言认知加工的时间进程，头皮分布特征表明语言认知过程的脑内源［12，13］。这三个指标可用来描述语言精细加工的过程。根据颅内电极记录，N400电位活动与下颞叶皮质、颞上沟、中颞叶、海马等部位的活动都有联系。下一步我们将空间成像和时间成像相结合［14］，并将N400应用于双相抑郁临床中。

［1］Kutas M，Hillyard SA.Reading senseless sentences:brain potentials reflects semantic incongruity［J］.Science，1980，207:203－205.

［2］张明岛，陈兴时.脑诱发电位学［M］.2版.上海:上海科技教育出版社，2002:311－333.

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［5］陈璇，杨文俊.中西文N400的研究现状简述(1)［J］.临床神经电生理学杂志，2004，13:53－55.

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