注意缺陷多动障碍患儿面孔表情加工电位研究

2016-12-22程芳张文武刘世燕丁士炬胡莎莎刘之旺

浙江医学 2016年9期

程芳张文武刘世燕丁士炬胡莎莎刘之旺

程芳张文武刘世燕丁士炬胡莎莎刘之旺

目的探讨注意缺陷多动障碍（ADHD）患儿面孔表情加工成分的特征。方法收集符合DSM-IV诊断标准ADHD患儿35例及与其性别、年龄匹配的正常儿童35例作为对照组，比较两组在高兴、中性、愤怒、恐惧4种表情面孔的视觉刺激下，枕、颞区P100及N170波幅差异。结果 ADHD组在各种面孔刺激下，两侧枕区P100波幅低于对照组，两侧枕、颞区N170波幅低于对照组；ADHD组组内比较各种表情刺激下P100及N170波幅无明显差异，而对照组组内左枕区P100波幅由高兴、愤怒、恐惧面孔诱发明显高于中性面孔，左颞区N170波幅由恐惧面孔诱发明显高于中性面孔。结论 ADHD患儿对不同面孔表情的加工均有减弱，P100波幅分析提示ADHD患儿在早期情绪无意识加工过程中失去对正性及负性面孔的注意偏向，N170波幅分析提示ADHD患者对恐惧面孔特征的识别异常。

注意缺陷多动障碍表情面孔情绪图片脑诱发电位

【 Abstract】 Objective To investigate the brain potentials of facial expression processing in children with attention-deficit hyperactivity disorder(ADHD). Methods Thirty five children with ADHD diagnosed according to DSM-IV criteria and 35 ageand gender-matched normal children as controls were enrolled in the study.The P100 and N170 component wave amplitude in occipitotemporal area evoked by happy,neutral,anger and fear expression facial visual stimuli were compared between two groups. Results With the four expression facial visual stimuli,bilateral occipital P100 amplitude of ADHD children was lower than that ofnormal controls;and the bilateraloccipital and temporal N170 amplitude were lower than those of control group.There were no significant differences in N170 and P100 amplitude of ADHD group who were stimulated by four expression faces.In control group the left occipital P100 wave amplitudes evoked by happiness,anger and fear expression faces was significantly higher than that evoked by neutral expression face,and the N170 amplitude in the left temporal region evoked by fear expression face was significantly higher than that by neutral faces. Conclusion P100 component analysis shows that ADHD children lost the attention bias of the positive and negative faces in the early emotional unconscious process,N170 component analysis shows that ADHD children identify fear expression face abnormally.

注意缺陷多动障碍（attention deficit hyperactivity disorder，ADHD）是发生于儿童期最常见的神经发育性障碍，临床表现为注意缺陷与多动冲动等核心症状，导致患者的学业、职业、家庭等社会功能广泛损害[1]。近年来ADHD患者情绪问题逐渐引起重视，有学者认为ADHD患者存在情绪调节异常[2-3]。有研究发现，ADHD患者对愉快、恐惧、愤怒等面孔表情识别存在异常[4]。但目前对ADHD患者面孔表情加工脑电机制的研究仍然较少，本研究比较了ADHD患儿与正常儿童在4种不同情绪面孔刺激下的诱发电位，探讨ADHD患儿面孔表情加工成分的特征。

1 对象和方法

1.1 对象收集2013年12月至2014年3月宁波市康宁医院门诊就诊的ADHD患儿35例，男27例，女8例，年龄9～15（11.12±0.52）岁。纳入标准：（1）经精神科主治医师以上职称的医师确诊，符合精神障碍诊断与统计手册第4版[5]（DSM-IV）ADHD混合型诊断标准的患儿；（2）年龄 9～15岁；（3）右利手；（4）中国修订韦氏学龄期智力量表总智商（IQ）≥80；（5）无视听障碍，能理解并应答认知任务；（6）未经过治疗，排除情绪障碍等共患疾病的ADHD患者。收集宁波市鄞州区高桥镇中心小学学生及本院职工子女35例作为对照组，男22例，女13例，年龄9～15（10.92±0.75）岁；视听正常，排除任何发育及精神障碍的正常儿童。两组性别、年龄比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。本研究获得宁波市康宁医院伦理委员会的审核批准，所有研究对象都由家长签署书面知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 刺激端实验设计以E-prime软件设计心理学任务，采用中国化情绪面孔刺激材料[6]中情绪效价高于5分的高兴、中性、愤怒及恐惧面孔各24张，所有面孔都制作成9cm×10cm大小（260×300像素），掩蔽刺激为1张网格图片。面孔图片在计算机屏幕上随机呈现，每种情绪图片共出现80次，让受试者注视情绪图片。情绪面孔刺激时标记marker（S1：高兴，S2：中性，S3：愤怒，S4：恐惧），以实现与脑电记录、分析系统同步。

1.2.2 脑诱发电位数据采集与分析记录仪器设备为德国Brainprodycts脑电/事件相关电位分析系统，受试者按国际标准10/20脑电记录系统在头皮安置记录电极并同步记录脑电信号，脑电采样频率为1 000Hz。鼻电极为参考电极，前额发际下1cm接地，并同时记录水平眼动和垂直眼动，参考电极与头皮导联的电阻均＜5kΩ。电极安装完毕，受试者坐于暗光室内，两眼水平注视屏幕中心的一点，眼睛距屏幕中心1m。受试采集到的脑电数据采用Analyzer 1.05（Brain Product）软件进行离线分析：设定滤波带通为0.5～30.0 Hz，分段时间窗为刺激呈现前200ms至刺激呈现后1 000ms，基线校正以刺激前200ms为参考，矫正眨眼等伪迹，并剔除波幅＞±100uV的分段。随后按标记分别叠加4种情绪面孔刺激诱发的P100波幅及N170波幅，对照组27例、ADHD组31例在枕、颞区（O1：左枕、O2：右枕、T5：左颞、T6：右颞）成功叠加出P100波幅及N170波幅。

1.3 统计学处理应用SPSS13.0统计软件。计量资料以表示，两组间比较采用t检验，计数资料组间比较采用χ2检验，对P100、N170波幅的影响因素包括组间因素（ADHD组和对照组），组内电极因素（左右）及组内不同表情刺激类型（4种情绪面孔类型），采用2×2×4的三因素重复测量方差分析，两两比较采用LSD检验。

2 结果

2.1 P100波幅两组不同表情面孔刺激诱发的P100波幅见表1。

表1 两组不同表情面孔诱发的P100波幅（uV）

由表1可见，枕区P100波幅：组间因素主效应、表情因素主效应及组间因素与表情因素的交互效应比较差异均有统计学意义（F=11.14、3.56、2.86，P=0.00、0.02、0.04）；电极因素主效应、电极与表情交互效应、组间与电极交互效应及各因素的交互效应差异均无统计学意义（F=1.14、0.83、0.50、0.78，P=0.22、0.39、0.48、0.51）。进一步两两比较显示，组间可见ADHD组在两侧枕区由各种表情诱发的波幅均低于对照组；组内比较在对照组左枕区可见高兴、愤怒、恐惧等面孔诱发的波幅明显高于中性面孔诱发的波幅，而ADHD组组内无差异。颞区P100波幅：组间因素主效应、电极因素主效应及表情因素主效应差异均无统计学意义（F=3.08、1.47、1.79，P= 0.08、0.23、0.19），组间与电极交互效应、组间与表情交互效应、电极与表情交互效应及各因素交互效应差异均无统计学意义（F=0.33、0.25、1.67、2.04，P=0.57、0.86、0.17、0.11）。

2.2 N170波幅两组不同表情面孔刺激诱发N170波幅见表2，两组不同面孔表情诱发的P100、N170波形见图1。

由表2、图1可见，枕区N170波幅：组间因素主效应有统计学意义（F=19.00，P=0.00），电极因素主效应、表情因素主效应差异均无统计学意义（F=2.80、2.33，P= 0.07、0.11），组间与电极交互效应差异有统计学意义（F= 2.95，P=0.06），组间与表情交互效应、电极与表情交互效应及各因素交互效应差异均无统计学意义（F=0.30、2.01、0.94，P=0.66、0.13、0.53）；进一步两两比较显示，ADHD组在两侧枕区由各种表情诱发的波幅均低于正常对照组。颞区N170波幅：组间因素主效应、组内表情因素主效应、组间与表情交互效应差异均有统计学意义（F=7.19、5.22、3.11，P=0.00、0.00、0.03），电极因素主效应、组间与电极交互效应、电极与表情因素交互效应及各因素间交互效应差异均无统计学意义（F=1.67、0.31、1.70、2.11，P=0.14、0.49、0.14、0.06）。进一步两两比较显示，ADHD组在两侧颞区由各种表情诱发的N170波幅均低于对照组；左侧颞区正常对照组组内不同表情诱发的波幅比较，由恐惧面孔诱发的波幅明显高于中性情绪波幅，而ADHD组内不同表情之间比较无差异。

表2 两组不同表情面孔诱发N170波幅（uV）

图1 两组各区不同表情诱发P100、N170波形比较

3 讨论

面孔表情图片是目前研究情绪的常用工具，通过观察被试识别情绪图片的行为学反应或在图片刺激条件下的脑电生理、影像学指标，了解被试对社会性线索（如人际关系）的情绪调节过程及其神经机制，已广泛应用于心境障碍、轻度认知功能障碍及孤独症等疾病的研究。

P100波和N170波一般发生于面孔刺激后200ms内，目前认为两者是面孔视觉加工相关的早期特异性电位，是视觉信息输入杏仁核前在大脑皮质下的传递过程，P100代表了对情绪早期的无意识感知，但对N170的解释目前尚有争议，有研究认为N170代表面孔结构编码，即N170波幅不受表情特征的影响，另外也有研究认为N170是表情的特征编码过程，故不同表情诱发的N170波幅不同[7-8]。本研究结果显示ADHD组患者面孔加工电位主要有以下特征：（1）各种情绪面孔诱发的P100、N170波幅总体低于对照组，反映了ADHD患者因为注意缺陷，对面孔信息加工普遍的减弱，该结果支持情绪加工受注意资源的制约和调节的理论[9]。（2）ADHD组组内左侧枕区不同表情诱发的P100波幅无明显差异，而对照组组内由高兴、愤怒、恐惧等面孔诱发的P100波波幅高于中性表情，说明正常儿童对情绪的无意识加工过程中对正性及负性面孔有一定的注意偏向，而ADHD患者表现相对的减弱。这支持了ADHD患者面孔识别的行为学研究结果，ADHD患者不仅对正性图片的愉悦度和优势度偏低，对负性图片的唤醒度也偏低[4]，临床上也可观察到ADHD患者具有对奖赏和惩罚刺激都不敏感的特征。（3）ADHD组组内左颞区不同表情诱发的N170波幅无明显差异，而对照组内由恐惧面孔诱发N170波幅明显高于中性面孔。本研究在正常儿童中的结果支持N170波幅是对面孔特征的编码过程，与之前在健康人群中的部分研究[10-11]结果一致，即认为带有情绪色彩的表情要比中性表情诱发更大的N170波幅，说明ADHD患儿存在恐惧面孔特征的加工异常或识别异常，这或可解释ADHD患者常不能识别危险情景，表现为冒险冲动行为的临床特征。

Williams等[12]的研究也观察了ADHD患者在不同面孔刺激下，枕颞区P100波、N170波与对照组的差异，研究结果显示ADHD患者P100波波幅在两侧枕区均低于正常对照，以恐惧、愤怒面孔刺激下更为明显，而随后的N170波幅明显高于正常对照，以右侧枕区恐惧、愤怒面孔刺激下最为明显，该研究对P100波幅分析与本研究结果基本一致，而对N170波幅高于正常对照的结果与本研究结果相反。主要原因可能是实验设计有所不同，本研究的设计主要考察ADHD患者对面孔加工的无意识加工，未设计面孔的识别任务，而Williams等的研究是在患者执行面孔识别任务同时进行P100/ N170波幅的观察，因此对早期无意识加工过程的分析（P100）基本一致，而对面孔特征的编码过程中（N170）出现了不一致的结果。

本研究主要观察了未经治疗的ADHD患者面孔加工的事件相关电位特征，由于考虑到ADHD患儿的注意水平，设计的情绪面孔较少，个别研究发现ADHD患者对厌恶、悲伤等表情也有加工异常，需要在今后研究中设计并观察。其次研究未完成对ADHD患者治疗前后面孔加工电位的比较，难以确定这些异常是疾病的状态性指标或是特征性指标。但研究结果在一定程度上反映了ADHD患者面孔加工过程中在枕、颞通路上的异常，为ADHD患者情绪调节异常提供了神经电生理方面的机制。

[1]Barkley R A.Attention-deficit Hyperactivity Disorder:AHandbook for Diagnosis and Treatment[M].New York:The Guilford Press, 2005:50-68.

[2]Williams L M,Tsang T W,Clarke S,et al.An intergrative neuroscience'perspective on ADHD:linking cognition,emotion,brain and genetic measures with implications for clinicalsupport[J].Expert Rev Neurother,2010,10(10):1607-1621.

[3]Martel M M.Research review:a new perspective on attention-deficit/hyperactivity disorder:emotion dysregulation and trait models[J].Child PsycholPsychiatry,2009,50(9):1042-1051.

[4]韩晶静,张劲松,赵迎春.注意缺陷多动障碍儿童青少年情绪加工特征研究[J].中国儿童保健杂志,2012,20(7):591-594.

[5]美国精神病学会.DSM-IV精神障碍诊断统计手册第4版[J].上海精神医学,1994(s):108-110.

[6]王妍,罗跃嘉.大学生面孔表情材料的标准化及其评定[J].中国临床心理学杂志,2005,13(4):396-398.

[7]冯文峰.面孔加工的P1效应[D].重庆:西南大学,2010:13-19.

[8]侠牧,李雪榴,叶春,等.面孔表情加工的ERP成分[J].心理学进展, 2014,22(10):1556-1563.

[9]杜忆,吴玺宏,李量.杏仁核对感觉刺激的情绪性加工:自动化过程和注意调控过程的整合[J].心理科学进展,2013,21(6):1020-1027.

[10]Jiang Y,Shannon R W,Vizueta N,et al.Dynamics of processing invisible faces in the brain:automatic neural encoding of facial expression information[J].Neuroimage,2009,44(3):1171-1177.

[11]李文辉,蒋重清,李婵,等.大学生对动态与静态面部表情限时加工的特点[J].中国心理卫生杂志,2013,27(5):389-395.

[12]Williams LM,Hermens D F,Palmer D,et al.Misinterpreting emotionalexpressions in attention-deficit/hyperactivity disorder:evidence for a neural marker and stimulant effects[J].Biol Psychiatry,2008,63(10):917-926.

（本文编辑：严玮雯）

2016年本刊推荐直接采用缩写的常用词汇

AIDS：获得性免疫缺陷综合征

ALP：碱性磷酸酶

ALT：丙氨酸转氨酶

APTT：活化部分凝血活酶时间

AST：天冬氨酸转氨酶

AUC：曲线下面积

BMl：体重指数

CV：变异系数

DBil：直接胆红素

ELISA：酶联免疫吸附测定