双眼竞争范式在双相障碍患者的应用☆

朱若霖叶星周晓琴杨静岳云玲汪凯

双眼竞争是指当两眼同时呈现不同图像时，无法形成单一、稳定的知觉，进而造成知觉动态交替变化的视觉生理现象[1]。国外研究已将双眼竞争范式应用于诸如双相障碍、精神分裂症、焦虑症等精神疾病的研究中，但是国内此方面研究甚少。以往研究表明双相障碍患者双眼竞争意识交替速率比正常对照明显减慢[2-4]，但双相障碍患者抑郁和躁狂2种情绪状态下双眼竞争交替速率的差异尚不清楚，并且药物效应对双眼竞争表现造成的影响尚存在争议。因此本研究选择未用药的双相障碍患者为研究对象，观察其在双眼竞争范式中表现，并进一步探讨抑郁和躁狂情绪状态下交替速率的改变有无差异，推测双眼竞争下双相障碍患者表现的可能神经生物学机制。

1 对象与方法

1.1 研究对象 来自安徽省精神卫生防治中心2012年11月至2013年4月门诊和住院的双相障碍患者。入组标准：①符合《国际疾病与相关健康问题统计分类》(International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems，ICD-10)双相障碍I型诊断标准，由2名主任医师诊断；②双相抑郁患者(抑郁组)17项汉密尔顿抑郁量表(Hamilton depression scale,HAMDl7)评分≥17分，双相躁狂患者(躁狂组)杨氏躁狂量表(Young manic rating scale，YMRS)评分≥20分；③视力或矫正视力正常；④右利手；⑤无各种躯体疾病和精神发育迟滞；⑥未服用过任何抗精神病药、抗躁狂药、抗抑郁药及苯二氮 类药物。排除标准：①有脑外伤史；②有物质滥用或依赖史；③色弱、色盲；④斜视和/或弱视；⑤合并其他精神疾病。患者组共纳入患者45例，筛脱15例(其中10例患者视力异常，另5例仅能看见1种刺激图像，而不能看见2种刺激图像交替变化)。符合入组标准的双相障碍患者共30例，其中男13例，女17例；躁狂组14例，抑郁组16例；年龄17～60岁，平均(33.17±11.63)岁。

对照组为安徽省精神卫生防治中心的职工、其他单位员工、学生等，入组标准：①无精神疾病、精神活性物质使用史，亲属中无患精神疾病者；②视力或矫正视力正常；③右利手；④无各种躯体疾病和精神发育迟滞；⑤未服用过任何抗精神病药、抗躁狂药、抗抑郁药及苯二氮 类药物。排除标准同患者组。入组共30名，男性14名，女性16名；年龄23～48岁，平均(37.87±8.14)岁。

患者组及对照组均签署知情同意书，本研究经过医院伦理委员会批准。2组被试年龄(t=1.81，P＞0.05)、性别分布(χ2=0.11，P＞0.05)均无统计学差异。

1.2 研究方法 双眼竞争试验[5]：双眼竞争是给观察者双眼呈现不同图像，观察者看到2个输入图像交替出现的现象[6-7]。交替速率是衡量双眼竞争过程中知觉变化快慢的指标，即单位时间内知觉/抑制来回切换次数[1]。通过计算交替速率等参数对双眼竞争情况给出评价。

1.2.1 材料 刺激通过联想笔记本电脑(型号z470，14寸LED背光液晶屏，1366×768分辨率)呈现。被试者坐在距离屏幕100cm位置，在观看双稳态刺激时佩戴红绿立体眼镜。双眼竞争的形成是通过被试者利用红绿立体眼镜观看显示器屏幕上呈现的重叠、静止的彩色滤波图像。刺激呈现和试验时间通过使用MATLAB软件包的PsychToolbox[8]来控制。

1.2.2 方法 分2个阶段进行。①学习阶段：被试者通过肉眼观看屏幕图像动画，屏幕上绿色放射样图形与红色圆样图形交替出现，每对图呈现6s，一共呈现10对，当看见绿色放射形图像时要求被试者按左键，看见红色圆形图像按右键。②试验阶段：被试者通过佩戴红绿立体眼镜来观看红绿色的圆形和放射形光栅重叠的静止彩色滤波图像，被试者可以看见2图像动态随机交替出现。在双眼竞争的情形下，左眼呈现的是绿色放射形光栅，右眼呈现的是红色圆形光栅，左右眼图像随机交替占优。要求被试者在每次感知变化时按下相应的按键。通过被试按键时间电脑记录意识交替速率，得出其平均值。刺激图像呈现3组，每组120s，每组间隔休息时间3min。

1.3 统计学方法 采用SPSS17.0进行统计学分析。运用独立样本t检验比较患者组与对照组双眼竞争速率。将患者组按照情绪状态分为2亚组，躁狂组、抑郁组和对照组3组间双眼竞争速率的比较采用方差分析，进一步两两比较采用LSD检验。检验水准α为0.05。

2 结果

2.1 患者组与对照组双眼竞争意识交替速率 在双眼竞争试验中，双相障碍患者组意识平均交替速率为(4.59±1.70)s，对照组为(2.70±0.81)s，患者组较对照组减慢，2组差异有统计学意义(t=5.493，P=0.01)。

2.2 躁狂组、抑郁组和对照组的双眼竞争意识交替速率 3组双眼竞争意识交替速率经方差分析有统计学差异(F=29.43，P＜0.01)。进一步两两比较，双相障碍患者中躁狂组意识平均交替速率比抑郁组快(P=0.01)，但慢于对照组(P＜0.01)；抑郁组的意识交替速率也慢于对照组(P＜0.01)。见表1和图1。

3 讨论

尽管先前的相关研究没有发现药物效应对交替速率产生影响[2-4]，但是并不能完全排除药物的混合效应，因此为了更加严谨地呈现双相障碍患者的表现，本研究选择未用药的患者。试验同时需要排除患者在实验前4h内曾摄入咖啡、茶、巧克力、可乐等，因为这些摄入物可能也会影响双眼竞争的速率[9]。

本研究结果表明，双相障碍患者双眼竞争意识交替速率比正常对照明显减慢，与国外的同类研究结果一致。Pettigrew等[4]的研究对年龄、性别相匹配的30例双相障碍患者和30名正常对照进行比较，双相障碍组患者双眼竞争意识交替速率明显减慢。Miller等[3]2003年的研究同样证实双相障碍患者较正常人双眼竞争意识交替速率明显减慢。Nagamine等[2]对双相障碍Ⅰ型和Ⅱ型进行比较，结果发现双相障碍Ⅰ型双眼竞争的平均持续时间明显比双相障碍Ⅱ型和对照组长，但是双相障碍Ⅱ型和对照之间并无明显差异。本研究结果与先前研究双稳态图形与双相障碍的文献结果也一致[10-11]，双眼竞争与其他双稳态图形具有共同的神经机制[12]。Hunt等[10]证实双相障碍患者的内克尔立方体的知觉转换速率比正常人慢。Krug等[11]应用另一种双稳态图形——结构运动刺激来探索双相障碍与知觉意识之间的关系，研究发现双相障碍患者的意识交替速率慢于正常对照。

表1 躁狂组、抑郁组、对照组双眼竞争速率(x±s)

图1 躁狂相组、抑郁相组、对照组双眼竞争速率(Hz)的散点坐标图

本研究进一步分析不同情绪状态下的双眼竞争检测结果有何不同，结果表明处于躁狂状态的双相障碍患者双眼竞争交替速率比处于抑郁状态的双相障碍患者快，但仍慢于正常对照，提示情绪状态可能对双眼竞争造成影响。Miller等[3]同样得出躁狂状态可能与更快的双眼竞争速率有关，但是不快于正常人的速率。更有研究报道在内克尔立方体的实验中躁狂患者的交替速率比正常人和精神分裂症患者快[13]。但是也有研究给出不支持的结果[14]。国外仍有研究表明在没有精神障碍的被试者中情绪可以影响竞争的感知交替速率[12]。推测其机制可能与不同脑区的激活或体内激素水平的变化有关。由于本研究样本量有限，进一步探索情绪状态对双眼竞争的影响需要扩大样本量，结合电生理、磁共振成像等技术进行多方面探索。

有关双相障碍患者双眼竞争意识交替速率减慢的机制目前尚不清楚。有研究提出可能与大脑左右半球之间相互作用有关[15]。在感知竞争中，每个大脑半球接收一个竞争图像，两半球分别表征一种竞争知觉，感知的变化对应于半球间的转换。同时Miller等[3]和Pettigrew等[4]提出两半球间转换的假说，认为知觉竞争并非是存在于两眼间或刺激间的竞争，而是发生在大脑半球间(而非之内)，并提出在中脑存在一振荡器可以影响两半球间的知觉转换。Carter等[16]研究发现血清素通路与双眼竞争有关，并且也支持中脑在双眼竞争中作为振荡器这一观点。Nagamine等[17]将双眼竞争范式应用到焦虑症的研究，也同时间接地证实了中脑在双眼竞争中起振荡器的作用。双相障碍患者双眼竞争速率减慢的机制可能是一些阳离子通道的减少从而造成脑区神经敏感性下降，引起中脑内振荡器振荡的速度减慢，进而导致两半球间的知觉转换速率减慢，双相障碍患者则表现出意识交替速率的减慢。

Miller等[8]研究结果显示其他精神疾病(如精神分裂症和抑郁症)没有表现出减慢的双眼竞争交替速率。Shannon等[18]和Miller等[19]研究均认为双眼竞争有相当一部分的基因遗传因素。本研究结果支持双眼竞争试验可作为双相障碍和精神分裂症以及抑郁症的鉴别诊断指标之一。

本研究在排除药物影响的条件下进一步证实双相障碍患者的意识交替速率比正常人减慢，与国外同类研究的结果一致。虽然情绪状态对双眼竞争造成影响，但是不同情绪状态下双相障碍患者的意识交替速率都是减慢的，说明情绪状态的改变对双相障碍患者的总体表现无明显影响，双眼竞争在双相障碍患者的表现可能具有专一性。根据本组患者研究结果及相关国外同类研究资料，我们认为减慢的双眼竞争交替速率有可能作为双相障碍的特征性标志[3-4,14,20]，从而成为双相障碍患者鉴别诊断的手段之一，但尚需增加样本量进一步研究证实。

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