事件相关电位技术在戒毒工作中应用的可行性研究

吴 震，余 洪，赵立群，周 晨

(浙江省拱宸强制隔离戒毒所, 浙江 杭州 310015)

事件相关电位技术在戒毒工作中应用的可行性研究

吴 震，余 洪，赵立群，周 晨

(浙江省拱宸强制隔离戒毒所, 浙江 杭州 310015)

随着认知心理学和认知神经科学研究技术在戒毒工作领域的应用深入，研究者借助事件相关电位在大脑中引发的脑电波，揭示依赖者的大脑机能病变，为戒毒工作开辟了新的思路。通过评述事件相关电位技术及其研究现状，提出在戒毒工作中应用的可行性。

事件相关电位技术；戒毒工作；可行性

药物滥用对心理和脑机能的影响历来是药物依赖领域中各相关学科(如心理药理学、神经药理解剖学、病理性神经认知科学等)共同关注的热点问题。对药物滥用的心理及脑机制的研究是帮助专业人士深入理解并有效干预持续性药物依赖行为和戒除后复发行为的重要基础。近年来，认知神经科学技术在药物滥用领域得到应用，研究者借助事件相关电位(Event-Related Potential，ERP)技术来观察刺激事件(包括视觉、听觉和体感等刺激)在大脑中引发的脑电波，从而揭示依赖者的大脑机能病变。司法部吴爱英部长在2015年全国司法行政戒毒工作会议中指出：“要加强戒毒科技工作，建设戒毒科研基地和戒毒实验室，引进先进戒毒仪器设备，大力开展戒毒基础理论和戒毒关键技术装备研究，推动科研成果向实战转化，提高戒毒工作科技含量，提升戒毒工作水平。”本文旨在以强制隔离戒毒所为主体，就建立事件相关电位实验室的可行性进行论述。

一、药物依赖领域事件相关电位研究现状

ERP技术通过操纵具有特殊心理意义的刺激，从头颅表面记录所诱发的相关脑电位活动，来观测大脑内部活动。被刺激事件所引发的正负电压波动被称为“峰”、“波”或“脑电成分”，是事件相关电位研究的主要对象。目前，ERP的研究已经深入到心理学、生理学、医学、神经科学和人工智能等多个领域。在药物依赖领域，ERP技术也逐步得到应用，且研究者发现了许多与依赖者认知活动过程密切相关的成分。

(一)SG P50成分

听觉感觉门控(Sensory Gating, SG)诱发电位P50(简称SG P50)是ERP的较早期成分(听觉刺激呈现后50ms左右记录到的正性波),其反映了早期前注意感觉加工的抑制机制。研究发现，暴露于可卡因的被试会出现SG P50振幅下降〔1〕，这表明该类人群的前注意感觉加工抑制受损。

(二)失匹配负波(Mismatch Negativity, MMN)

失匹配负波出现在刺激呈现后150ms左右，它反映了一种觉察变化的能力。研究发现，阿片依赖者表现出MMN的振幅下降及潜伏期延迟，〔2〕这表明药物滥用者的刺激辨别能力受损。另外，研究者发现戒酒期限达6个月以上的酗酒者与控制组在MMN的振幅和潜伏期上均未出现显著差异〔3〕，这似乎说明在戒酒者中MMN成分具有可恢复性。

(三)P300成分

P300是刺激出现后300—700ms之间发生的一个正成分。P300的潜伏期反映了对刺激物(如药物图片)进行评价或分类所需时间，而其振幅则反映了刺激在工作记忆中表征更新的过程。〔4〕此外，P300成分还与刺激的情绪内容有关。由于刺激的情绪唤起度(Arousal)差异可引发个体不同的内在动机(如看到对准自己的枪口或一张生气的脸时，在前者情境下人们的感受和反应会更激烈)，因而P300高振幅可以反映出呈现的刺激对被试而言是否具有更高的情绪唤醒度及吸引了更多的心理资源。对药物滥用者的研究也遵循相同的逻辑。由于药物和药物相关线索(如白粉图片)对药物依赖者具有特殊的心理意义，因而可诱发依赖者显著的情绪体验和较高的唤醒度，他们在P300成分上会表现出与常人的不同。此外，有研究考察了P300振幅是否可作为药物依赖内表型(Endophenotype)的基础标准。〔5〕结果表明，药物依赖与P300振幅密切相关，相对于健康人群，药物依赖人群更常表现出P300振幅异常。该结果似乎提示P300振幅可作为药物依赖及其康复治疗的有效诊断标记。

(四)N400成分

N400与语义理解有关，其峰值出现在与先前语境不一致的词汇呈现200—600ms之后。研究表明，长期重度大麻使用者在语义加工任务中表现出N400振幅下降和潜伏期延迟，〔6〕说明该类人群的语义加工受损。然而，与健康人群相比，阿片类成瘾者只表现出N400潜伏期延迟(N400振幅未出现显著下降)。〔7〕这似乎说明不同类型精神活性物质对N400成分具有不同效应。

经过对药物成瘾的脑机制研究的系统梳理，下述四方面问题亟待解决。第一，以往多数研究集中于酒精依赖者和P300成分。未来可在其他药物依赖者(如海洛因依赖者和冰毒依赖者)中考察前述多个ERP成分的特性，以进一步澄清不同药物依赖者的脑与认知功能受损特点，为确定毒品成瘾和戒断康复的生理诊断指标提供科学依据。第二，比较不同药物依赖人群ERP成分的差异。以往研究表明，相对于酗酒者，可卡因成瘾者P50振幅显著下降。〔8〕这说明，P50振幅可作为区分可卡因滥用与酒精滥用的指标。未来可对其他多种类型药物依赖人群之间ERP成分的差异进行比较，这可能有助于揭示不同类型毒品作用的位置及引发的不同神经认知障碍。第三，基于毒品滥用者的ERP成分异常及其对应的认知功能损伤，开展与各个ERP成分对应的具体干预研究。该类研究利于揭示毒品戒断者多种脑与认知功能是否具有可恢复性及其程度。第四，以往有关药物相关线索诱发复吸行为的心理机制的研究已积累了丰富的研究证据，而针对外部压力或基于戒除症状的负性情绪模型尚缺乏系统的科学证据(特别是认知神经科学方面的证据)。有关药物成瘾的认知神经机制研究将为丰富上述成瘾理论模型及完善戒毒治疗方案奠定实证基础。

二、事件相关电位实验室在戒毒研究中的优势

基于成瘾的神经生理机制研究现状和ERP技术的应用价值，在戒毒所建设事件相关电位实验室具有重要意义。

(一)符合戒毒所作为毒瘾戒断机构的实践需要

我国现有的大部分戒毒所对新的戒毒方法的尝试中经常苦于缺乏客观量化的指标，难以对戒毒人员的成瘾性进行有效的测量，因而无法对各种戒毒方法进行准确评估。事件相关电位技术可有效弥补传统行为测量和其他生理指标测量的不足，直接考察与药物渴求感、毒品相关刺激注意偏向和情绪反应等内部认知活动相关的大脑电生理机制。事件相关电位技术的引入可望为客观评价戒毒人员的成瘾性提供有效的生理指标。此外，相关数据的积累可增进对药物成瘾机制的理解，并帮助筛选出高效的戒毒方法。

(二)较其他同类型技术更具性价比

目前，常用的无损认知神经科学技术有两种，脑成像(主要是功能性核磁共振，即FMRI技术)和ERP技术。FMRI设备价格高昂，维护成本高，占地较大，且需专门技术人员进行日常维护，不适合应用于戒毒所中。相较而言，ERP设备成本适中，日常维护方便。ERP技术通过记录被试头皮表面的电位变化，采集脑神经放电信号，借此打开“黑箱”，观察大脑内部神经组织的活动。通过放大采集到的电信号，在时域和频域上进行分析，可以抽取具有代表性特征的脑电成分，揭示与特定刺激和行为相关的神经机制。虽然空间分辨率不如脑成像技术，但脑电可以达到较高的时间分辨率，适合用于观察大脑处理信息的动态过程。应用于戒毒人员的成瘾研究，可考察毒品相关刺激诱发的特定神经放电活动，以深入探索戒毒者认知、情感加工的脑机制。

(三)配套建立行为实验室亦可单独产生功效

考虑到研究需要及实施可行性，初步计划建立事件相关电位实验室与配套的认知行为实验室。事件相关电位实验室用于考察戒毒人员的神经心理学指标并探讨成瘾的大脑电生理机制，行为实验室则用于进行相关预实验、行为指标测量以辅助脑电实验的开展。此外，采用合适的行为实验手段，独立利用行为实验室也可对药物成瘾的“心瘾”机制进行有效考察。实验室的建立与使用旨在推进当前戒毒相关心理学研究，深入探讨药物成瘾与复吸行为的认知神经机制，并为今后相关研究的开展提供科研平台。

三、在戒毒场所建设事件相关电位实验室的设想

在戒毒所建设脑电实验室有利于深入了解药物成瘾的心理和生理机制，也将为当前戒毒干预实践提供重要的技术支持。

(一)为戒毒实务工作提供量化指标

一方面，通过建立脑电实验室，可系统考察毒瘾戒除过程中认知神经机制的变化，深入探索脑电活动与药物相关心理过程的关系。另一方面，利用脑电技术直接观测大脑电生理活动的优势，建立毒瘾戒除的认知神经指标体系，为戒毒诊断评估提供量化参考。因此，脑电实验室可作为科研—实践平台，将学界最新的理论、方法与技术应用于戒毒工作实践并直观评价其效果。

(二)推进戒毒相关学术研究

笔者所在戒毒所与浙江大学心理与行为科学系已开展了数项关于药物成瘾者在生理脱毒后毒品戒除者的认知、情感和行为表现及其机制的实验研究，获得了许多重要发现。然而，已有成果主要基于行为实验方法，将大脑视作“黑箱”，通过被试在实验中的行为推断其内部心理机制，是一种较为间接的方法。若能应用认知神经科学手段，对其神经机制作更为直接的考察，将为探讨药物成瘾与复吸行为的神经基础提供直接和有力的证据，从而加速推进戒毒相关研究，进一步揭示毒瘾戒除的科学规律。同时，有关神经机制的研究成果可望与相关交叉学科(如医学、神经科学、人工智能)相互借鉴，形成合力，共同发展。

(三)进一步深化与高校的科研实践合作

若在戒毒所建立此实验室，院所之间的戒毒科研合作将迈入新的层次，双方优势资源互补的程度将进一步加深，为今后的科研活动提供长期稳定的平台。在此基础上，可以共建科研实践基地，以多种方式邀请相关研究人员入驻开展研究，充分利用高水平科研力量，深入开展对戒毒人员的研究，力求在戒毒方法上寻求新的突破。

(四)积累戒毒相关认知神经大数据

脑电实验室建立后，将有条件积累戒毒人员的行为和神经实验数据。通过建立数据库和关联档案系统，可在今后的实验研究过程中系统存储每名参试人员的相关数据，逐渐积累形成戒毒人员认知神经数据库系统。这些累积的大数据，可为将来大数据挖掘提供基础，有望从中获得丰富的关联信息，从而为进一步的学术研究和戒毒实践提供科学参考。

总之，考虑到当前戒毒实践中在成瘾诊断与戒毒方法评估方面缺乏客观量化指标及ERP技术所具有的优势，有必要在戒毒场所建立脑电实验室，利用ERP技术来更加客观地评估戒毒者的生理、心理特性和戒毒治疗手段的有效性。同时，脑电实验室的建立，也利于开展毒品成瘾的脑机制研究。这将有助于深入理解毒品成瘾的认知神经机制。此外，根据毒品成瘾的认知神经研究，将有助于建立相应的干预训练方案，提高戒除治疗效果。因此，基于脑电实验室平台，通过确立戒毒评估指标，深入了解引发成瘾的多种机制，探寻建立有效的戒除手段，将对当前毒品成瘾的预防与干预工作做出积极贡献。

〔1〕 Boutros, N., Campbell, D., Petrakis, I., Krystal, J., Caporale, M., & Kosten, T. Cocaine use and the mid-latency auditory evoked responses 〔J〕. Psychiatry Research, 2000(2).

〔2〕 Kivisaari, R., Lehtinen, R., Autti, T., Puuskari, V., Jokela, O., Ahveninen, J., ... & Kähkönen, S. Impaired pre-attentive auditory processing in opioid dependence with and without benzodiazepine co-dependence revealed by combined magnetoencephalography and electroencephalography 〔J〕. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, 2007(7).

〔3〕 Fein, G., Whitlow, B., & Finn, P. Mismatch negativity: no difference between controls and abstinent alcoholics 〔J〕. Alcoholism: Clinical and Experimental Research, 2004(1) .

〔4〕 Donchin, E. (1981). Surprise!… surprise? 〔J〕 Psychophysiology, 1981(5).

〔5〕 Euser, A. S., Arends, L. R., Evans, B. E., Greaves-Lord, K., Huizink, A. C., & Franken, I. H. The P300 event-related brain potential as a neurobiological endophenotype for substance use disorders: a meta-analytic investigation 〔J〕. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 2012(1).

〔6〕 Kiang, M., Christensen, B. K., Streiner, D. L., Roy, C., Patriciu, I., & Zipursky, R. B. Association of abnormal semantic processing with delusion-like ideation in frequent cannabis users: an electrophysiological study 〔J〕. Psychopharmacology, 2013(1).

〔7〕 He, S. X., Yu, L. C., Chen, Q., Wang, D. M., Hu, S., & Jia, S. W. Effect of long-term sustained release naltrexone on semantic recognition of opioid addicts 〔J〕. Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research, 2009(8).

〔8〕 Fein, G., Biggins, C., & MacKay, S. Cocaine abusers have reduced auditory P50 amplitude and suppression compared to both normal controls and alcoholics 〔J〕. Biological Psychiatry, 1996(11).

(责任编辑 王守明)

The Feasibility of Using Event-related Potential Technique in Drug Cessation Practice

WU Zhen，YU Hong，ZHAO Li-qun，ZHOU Chen

(Zhejiang Gongchen Isolation Rehabilitation Center, Hangzhou, Zhejiang 310015)

The techniques in cognitive psychology and cognitive neuroscience domains have been widely used in drug cessation treatment in recent years. Researchers have used event-related potential (ERP) technique to examine the mechanisms underlying drug abuse or relapse. This article introduced the ERP technique and its application in addiction research. We finally discuss the potential of using ERP technique and its feasibility in drug cessation practice.

event-related potential technique; drug cessation practice; feasibility

2016-10-12

吴震(1966-)，男，浙江杭州人，浙江省拱宸强制隔离戒毒所所长，主要研究方向为戒毒管理与矫治；余洪(1963-)，男，浙江开化人，浙江省拱宸强制隔离戒毒所心理矫治中心主任，主要研究方向为戒毒人员心理矫治；赵立群(1979-)，男，浙江江山人，浙江省拱宸强制隔离戒毒所心理矫治中心副主任，主要研究方向为戒毒人员心理矫治；周晨(1983-)，男，浙江龙游人，浙江省拱宸强制隔离戒毒所心理矫治中心副主任科员，主要研究方向为戒毒人员心理矫治。

DF34

A

1672-2663(2016)04-0118-03