错误相关负电位在精神科临床上推广——附50例正常成人分析

苏州市广济医院精神科* 杜向东 张广亚 殷铭 杨勇 潘雯 董日霞 李哲 盖海军 叶刚 杨建功袁颖 沈建红 潘能荣 陈兴时 殷光中**

当个体在执行具有时间紧迫感的任务并出现错误反应后，在其头皮额中央区可以同步记录到一个负向偏转电位，称为错误相关负电位（error-related negativity，ERN）[1，2]。 典 型 的ERN是错误行为发生后100～150 ms,或错误行为发生当时出现的一个负波,波幅约10μV[3]。本实验中，我们应用改良后的视觉Eriksen Flanker任务引出ERN,探讨在本模式下产生的ERN的特征。

资料与方法

一、研究对象

50名健康志愿者于2013年3月至2015年2月入组，均为苏州广济医院职工。入组标准：

（1）体检正常，未发现躯体疾病；

（2）血常规、生化常规和胸片均无异常；

（3）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；

（4）否认二系三代神经精神疾病史；

（5）均为右利手，视力和听力正常；

（6）母语为汉语，均可操普通话，文化程度大专以上。50名中，男性24名，女性26名；年龄21~55岁，平均(28±7)岁；受教育年限12~22年，平均(17±3)年。男女两组的年龄和受教育程度的差异均无统计学意义（P>0.05）。

二、方法

实验在屏蔽室进行，被试者坐于椅子上，两眼注视屏幕中央，眼睛距屏幕100cm左右，要求受试者少动，刺激呈现和作出反应时不眨眼，要求准确作出按键反应。所有试验均采用统一的指导语和检验参数，固定操作人员。使用德国Brain Products公司的ERP记录与分析系统，按国际10-20系统扩展的64导电极帽记录EEG[4]，鼻尖置参考电极，双眼外侧安置电极记录水平眼电（hEOG），左眼上下安置电极记录垂直眼电（vEOG）。所有头皮电阻在10kΩ以下。滤波带通0.5~70Hz，采样频率1000Hz。

本试验刺激材料采用改良后的视觉Erikson Flanker刺激模式[5]，刺激材料为5个字母组成 的 字 母 串：HHHHH、AAAAA、HHAHH、AAHAA。随机呈现各200次，共800次。字母串大小为1.5cm×6cm。实验时先呈现小“+”，持续时间在400~700ms间随机。随后呈现4种刺激材料中的一种，持续时间125ms，要求被试者根据刺激材料中间的字母按键：“H”按“1”键，“A”按“5”键，接着呈现黑屏475ms，为被试者的反应时间。在被试者反应后（无论对错），呈现黑屏500ms，如被试者无反应，则呈现“再加快！”三字500ms，然后呈现下一个刺激。800个刺激被分为8个组块（block），每个组块包含100个刺激，4种刺激材料各呈现200次。试验正式开始前被试先练习3分。

脑电数据完成连续记录后离线处理，采用Visual Analysis软件，自动校正vEOG和hEOG。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。

三、统计学处理

应用SPSS11.0软件对数据进行处理，计量资料以均数±标准差（±s）表示。用成组t检验分析性别、左右侧组间ERN的差别，以P＜0.05 认为差异有统计学意义。

结 果

基本波形 健康成人两种判断行为诱发的ERN总平均波形及差异波（Cz、Fz、Pz、C3和C4，图略)，可见在错误判断反应发生后50～100ms有一明显负波（即ERN）。

ERN潜伏期和波幅（见表1）。

表1 50名健康成人ERN潜伏期和波幅比较（±s）

表1 50名健康成人ERN潜伏期和波幅比较（±s）

脑区 潜伏期（ms） 波幅（μV）Cz 50±12 8±3 Fz 48±13 8±4 Pz 49±12 8±3 C3 51±14 8±4 C4 53±11 8±4

左右侧比较和男女比较 左右两个电极C3、C4位置测得的ERN潜伏期和波幅在上述刺激间差异均无统计学差异（P＞0.05）。男女组间的ERN潜伏期和波幅在 Cz、Fz、Pz、C3、C4五个脑区间，差异均无统计学意义（P＞0.05）。

讨 论

一、ERN方法学的建立

ERN是由Falkenstein等人首先发现[1]。ERN的刺激范式并不固定，研究者往往根据研究目的，使用不同的刺激范式来引出ERN。事实上，几乎各种可以引出被试一定错误行为反应的刺激范式都可引出ERN[6]。目前常用的引出ERN的刺激范式有Erikson Flanker任务[7]、Stroop色词命名任务[8]、Go/NoGo任务[9]、图片命名任务[10]等，但应用最广的是“Erikson Flanker刺激范式”。该范式通过在目标刺激周边设置一些冲突刺激，诱使被试出现一定比例的错误，从而诱发出ERN。

本研究根据课题目的，又设计成字母Erikson Flanker任务（letter flanker）或面孔表情Erikson Flanker任务（face flanker）等[5,6]。以最典型的字母Erikson Flanker刺激范式为例，实验者向被试提供一系列由5个字母组成的字符串，如“HHAHH”、“HHHHH”、“AAAAA”、“AAHAA”，要求被试根据中间字母按相应的键，由于提供给被试的反应时间很短，几乎所有被试都会出现按键错误，从而成功诱发稳定的ERN。

二、健康成人的选择及特征

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、实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。因为只有有了健康正常人的概念之后，才会有健康正常人的正常脑电波指标这个概念。为此，我们参考目前国内ERP的正常人标准而制定本研究的入组标准，以保证研究对象在生理、心理和社会功能均在健康之列。由于我们对本研究对象采用了相同的入组标准，并用同样的实验方法和研究指标，因此即使仪器设备不同，所得结果的差异应无统计学意义，故其研究结果对苏州和上海地区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ERN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[11]。以这一刺激序列引出的ERN波形不仅出现率高，波形易读，且重复性好。

三、ERN的临床推广价值

近年来，由于多数学者倾向于认为ERN起源于前扣带回，而且这一成份不仅出现于错误反应时，如果存在反应冲突，在正确反应时也可以记录到[12]。因此，又有学者提出另一种观点，认为引发ERN的可能不是错误察觉过程，而是反应冲突（conflict detection/response conflict）过程：两种或两种以上行为反应的竞争，诱发出了ERN[12]。除了上述这一主要观点外，近年来也有作者提出ERN反映的可能仅仅是个体对自身反应的检查（response checking）过程[3]。总之，目前对ERN具体意义的解释尚无定论，但多数学者均同意：ERN反映了个体对自身错误的内部监控过程。近年来，功能性磁共振（fMRI）及高密度脑电生理已应用于临床，下一步我们将空间成像和时间成像相结合，将更完整深入地揭示错误监控机制[13，14]。

1 Hohnsbein J, Falkenstein M, Hoormann J, et al. Error processing in visual and auditory choice reaction tasks. J Psychophysiol.1989, 3：320-324.

2 Gehring WJ, Goss B, Coles MGH, et al. A neural system for error detection and compensation. Psychological Science. 1993,4：385-390.

3 陈兴时,张明岛,王继军, 等.错误相关负电位及其在精神科的临床应用.中华精神科杂志. 2008, 41(4)：247-249.

4 Picton TW, Bentin S, Berg P, et al. Guidelines for the using human event-related potentials to study cognition: Recording standards and publication criteria. Psychophysiology. 2000,37(2)：127-152.

5 Boksem MA, Top s M, Wester AE, et al. Error-related ERP components and individual differences in punishment and reward sensitivity. Brain Res. 2006, 1101(1)：92-101.

6 沈渔邨主编.精神病学. 第5版. 北京：人民卫生出版社,2009, 183-198.

7 Morris SE, Yee CM, Nuechterlein KH. Electrophysiological analysis of error monitoring in schizophrenia. J Abnorm Psychol. 2006, 115(2)：239-250.

8 Alain C, McNeely HE, He Y, et al. Neurophysiological evidence of error-monitoring deficits in patients with schizophrenia.Cerebral Cortex. 2002, 12(8)：840-846.

9 Bates AT, Liddle PF, Kiehl KA, et al. State dependent changes in error monitoring in schizophrenia. J Psychiatr Res. 2004,38(3)：347-356.

10 Mathalon DH, Fedor M, Faustman WO, et al. Responsemonitoring dysfunction in schizophrenia: an event-related brain potential study. J Abnorm Psychol. 2002, 111(1)：22-41.

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

12 Munro GE, Dywan J, Harris GT, et al. ERN varies with degree of psychopathy in an emotion discrimination task. Biol Psychol.2007, 76(1-2) ：31-42.

13 陈兴时, 张明岛. 事件相关脑电位与事件相关功能性磁共振. 中华精神科杂志，2005, 38(4)：254-256.

14 Ullsperger M, von Cramon DY. Subprocesses of performance monitoring: a dissociation of error processing and response competition revealed by event-related fMRI and ERPs.Neuroimage. 2001, 14(6)：1387-1401.