精神病前驱期人群的平滑追随眼动特征☆

许扬扬张天宏李瑜徐丽华崔慧茹王继军肖泽萍

·论 著·

精神病前驱期人群的平滑追随眼动特征☆

许扬扬*张天宏*李瑜*徐丽华*崔慧茹*王继军*肖泽萍△

目的 探究精神病前驱期人群平滑追随过程中的眼动特征。 方法 纳入60例精神病前驱期被试和性别、年龄及教育年限相匹配的60名正常对照，进行平滑追随任务以检测眼动表现，该实验分为水平直线运动（0.4 Hz）、李萨如曲线运动（0.2 Hz及0.4 Hz）3种任务条件，用韦氏记忆量表第三版空间广度测验评价被试的工作记忆水平，比较两组追随表现，分析其与工作记忆的关系。 结果 与对照组相比，前驱期组表现出更低的水平方向速度增益[李萨如0.2 Hz任务（0.82±0.12）vs.（0.89±0.09），李萨如0.4 Hz任务（0.78±0.13）vs.（0.84± 0.14）]，更低的竖直方向增益[李萨如0.2 Hz任务（0.80±0.14）vs.（0.86±0.12），0.4 Hz任务（0.71±0.15）vs.（0.77± 0.16）]及更高的平均位置偏差[李萨如0.2 Hz任务（37.00±19.10）vs.（30.45±16.18），李萨如0.4 Hz任务（44.18± 19.70）vs.（37.61±16.26）]，差异均有统计学意义（P<0.05）。前驱期被试的竖直（r=0.327，P=0.011）及水平（r= 0.361，P=0.005）增益均值与空间广度测验得分之间正相关具有统计学意义。 结论 精神病前驱期人群存在平滑追随眼动受损，这种受损与他们的工作记忆受损有关。

前驱期 平滑追随眼动 工作记忆

在精神病起病前有一段时间的潜伏期，称之为前驱期[1]。这个时期患者表现出感知、思维、记忆等方面的异常，而尚未达到精神病的诊断标准。研究报道精神分裂症患者表现出平滑追随眼动异常，并且这反映患者工作记忆受损[2]。另有研究报道工作记忆受损可能在精神病前驱期就已经出现[3]。因此前驱期人群是否表现出平滑追随眼动受损及其受损的深层机制，值得进一步探究。本研究采用平滑追随任务并结合工作记忆评定，研究精神病前驱期人群的追随眼动受损特征。

1 对象与方法

1.1研究对象 收集2014年12月至 2015年12月上海市精神卫生中心总部门诊首次就诊的精神病前驱期患者。纳入标准：①年龄15~35周岁，性别不限；②经前驱期综合征结构式访谈（structured interview for prodromal syndromes，SIPS）和前驱期综合征量表（scale of prodromal symptoms，SOPS）评估，确定符合前驱期综合征（the criteria of prodromal syndromes，COPS）[4]的标准。排除标准：①患有符合《美国精神障碍诊断与统计手册第四版》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition，DSM-Ⅳ）轴I诊断标准的其他精神障碍；②有物质依赖，或服用可能影响精神及认知功能的药物，或接受过抗精神病药治疗；③患有脑器质性疾病等神经系统疾病，或其他严重的躯体疾病；④智力受损，即智力商数 （intelligent quotient，IQ）＜70；⑤有感知发育障碍（如视听问题），色盲，或其它眼疾影响视物的情况。

通过广告面向上海市广泛招募对照。纳入标准：①年龄15~35周岁，性别不限；②无任何精神疾病史或精神疾病家族史。排除标准：①有物质依赖，或服用可能影响精神及认知功能的药物，或接受过抗精神病药治疗；②患有脑器质性疾病等神经系统疾病，或其他严重的躯体疾病；③智力受损，即IQ＜70；④有感知发育障碍，色盲，或其它眼疾影响视物的情况。

共纳入前驱期患者60例，对照60名。所有研究对象纳入前均详细告知研究内容，并取得本人及家属知情同意。本研究获上海市精神卫生中心伦理委员会批准。

1.2 研究方法

1.2.1 临床评估 SIPS是用于诊断精神病前驱期的定式诊断性面谈工具，由2名接受过专门培训的精神科医师完成访谈，2名评估者对随机抽取的21例被试进行SIPS评估者间一致性检验，组内相关系数 （intraclass correlation coefficient，ICC）为0.96。SIPS包含5个成份：①SOPS；②前驱期综合征标准清单；③总体功能评估（global assessment of function，GAF）；④DSM-IV分裂型人格障碍诊断清单；⑤精神疾病家族史。其中SOPS包含4个分量表：阳性症状（P量表）、阴性症状（N量表）、解体症状（D量表）和一般症状（G量表）。其中P量表从妄想观念、猜疑被害、夸大观念、幻觉及解体交流5个方面（P1~P5评分）来评估被试的症状严重程度，并作为前驱期综合征的主要诊断依据。COPS包括3种：①弱化阳性症状综合征，指SOPS量表中P1~P5量表至少1个量表达到3分，症状开始于1年内，或者目前评分比1年前增加至少1分，在过去1个月中平均至少每周出现1次；②遗传风险和（功能）恶化综合征，遗传风险指至少1名一级亲属患精神病和/或患者满足DSM-IV中分裂型人格障碍诊断标准，功能恶化指患者过去1个月中GAF与过去12个月中GAF最高得分相比，出现30%或者更多的下降；③短暂间歇性精神病性综合征指过去3个月出现达到精神病程度的症状（SOPS得分=6分），但发作频率、病程尚达不到精神病的诊断标准。3种综合征不互斥，符合1种即纳入前驱期组。研究证明中文版SIPS/SOPS可以作为中国门诊精神病前驱期临床识别的有效诊断工具[5]。

1.2.2 眼动数据采集 眼动数据采集采用平滑追随任务。眼动检测利用加拿大SR Research有限公司的EYELINK 2000型Desktop桌面式眼动仪，采用瞳孔及角膜反射模式记录被试眼动信息，采用9点校准模式，采集被试优势眼数据，采样频率为250 Hz。被试眼位与屏幕中心等高，距屏幕50 cm，被试头固定在颚托上，追踪水平位置（±30°）、垂直位置（±30°）内的眼球运动。屏幕为17寸显示器，分辨率为1024×768像素。实验在独立、安静、无强光刺激的房间进行。眼动程序采用 Experiment Builder可视化实验设计软件编写，数据分析采用Data Viewer眼动数据分析专用软件。

1.2.3 平滑追随任务 参考BENSON等[6]的平滑追随任务设计。每名被试单独完成任务。实验开始时，屏幕左侧将出现一个直径5 mm的黑色圆点，以一定形式运动，要求被试眼睛追随屏幕上的圆点运动。根据圆点运动形式，将实验分为水平直线运动（0.4 Hz）、李萨如曲线运动（0.2 Hz及0.4 Hz）3种任务条件。在李萨如运动任务下，圆点将以一个更难以预测的运动轨迹进行[7]，即同时在X轴和Y轴上作正弦运动。每种任务条件各进行1个周期 （即从圆点开始运动至返回起点），3种任务条件的持续时间分别为5 s、10 s、20 s，每2个任务中间间隔5 s。正式记录前先进行45 s的练习，内容与正式实验时相同，练习任务与正式实验中间间隔30 s。记录圆点运动时被试的眼动信息，数据分析时剔除前200 ms阶段，因为此阶段目标的位置信息尚未被人脑高级皮层所感知，被认为不涉及高级功能参与[8]。主要测量指标包括：追随过程中眼跳视总次数，目标位置与眼球位置的平均偏差，追随速度增益（指眼动的平动速率与目标运动速率的比值，越接近1，说明眼球与目标运动一致性越好）[6]。

1.2.4 工作记忆评定 选用韦氏记忆量表第三版的空间广度测验 （Wechsler Memory Scale,3rd ed, spatial span subtest，WMS-III SS）[9]评估两组被试的工作记忆能力。该测验为触摸屏上显示10个蓝色方块，计算机将按照一定的顺序点击它们，要求被试按相同或相反顺序重复点击，根据被试点击正确率进行评分。

1.3 统计学方法 采用SPSS 19.0进行统计分析，两组被试年龄、受教育年限、临床症状评分及平滑追随任务表现比较采用独立样本t检验，性别用χ2检验比较。频率分布图及正态性检验显示两组被试的空间广度测验得分不符合正态性分布，故采用中位数 （下四分位数，上四分位数）[M（QL，QU）]描述，两组间比较采用Mann-Whitney U检验。两组被试的眼动指标分别与空间广度测验得分的关系采用Spearman相关分析。检验水准α= 0.05，双侧检验。

2 结果

2.1 人口学资料、临床症状及工作记忆特征 两组被试年龄（t=0.948，P=0.345）、性别（χ2=0.307，P= 0.580）、受教育年限（t=0.932，P=0.352）差异无统计学意义。前驱期组被试SIPS阳性症状P1（t= 13.138，P<0.001）、P2（t=13.780，P<0.001）、P4（t= 7.736，P<0.001）及阴性症状（t=16.546，P<0.001）、解体症状 （t=14.842，P<0.001）、一般症状 （t= 17.744，P<0.001）分量表得分均高于对照组，两组SIPS阳性症状P3、P5得分差异无统计学意义（P> 0.05）。空间广度测验分上前驱期组低于对照组（Z=-3.323，P<0.001）。见表1。

2.2 平滑追随任务表现 水平直线运动任务下，两组被试各眼动指标差异均不具有统计学意义 （P> 0.05）。李萨如运动（0.2 Hz）条件下，两组被试水平方向增益 （t=-3.383，P=0.001）、竖直方向增益（t=-2.470，P=0.015）及平均位置偏差（t=2.027，P= 0.045）差异具有统计学意义。李萨如曲线运动（0.4 Hz）条件下，两组水平方向增益（t=-2.361，P= 0.020）、竖直方向增益（t=-2.276，P=0.025）及平均位置偏差 （t=1.992，P=0.049）差异具有统计学意义。见表2与图1，图1为两组各组具有代表性的1名被试平滑追随实验追随眼动轨迹图。

表1 前驱期组与对照组社会人口学资料和临床评估[（±s）或M（QL，QU）]

表1 前驱期组与对照组社会人口学资料和临床评估[（±s）或M（QL，QU）]

1）与对照组比较，经独立样本t检验，P<0.01；2）与对照组比较，经独立样本Mann-Whitney U检验，P<0.01

SIPS组别 n 年龄（岁） 受教育年限（年）性别男女前驱期组对照组60 60 33 36 27 24 17.98±4.07 17.38±2.73 10.13±2.61 10.60±2.86妄想观念（P1）3.12±1.741）0.11±0.32猜疑被害（P2）3.37±1.791）0.11±0.38夸大观念（P3）0.10±0.57 0.09±0.30 SIPS组别空间广度测验前驱期组对照组幻觉（P4）2.77±2.121)0.26±1.26解体交流（P5）0.48±1.24 0.17±1.24阴性症状（N）12.20±5.571)0.25±0.55解体症状（D）6.78±3.281)0.40±0.57一般症状（G）8.58±3.331)0.57±1.01 44.00(38.75,51.00)2)54.00(44.00,57.00)

图1 两组各具代表性的1名被试追随眼动轨迹图 A图为前驱期组被试追随眼动轨迹，B图为对照组被试追随眼动轨迹。图中黑色点即任务中运动的圆点，当前显示为其起始位置，蓝色线表示被试眼球在屏幕上的运动轨迹

2.3 平滑追随任务表现与工作记忆的关系 前驱期组被试的3种任务全部时段内竖直 （r=0.327，P=0.011）及水平（r=0.361，P=0.005）增益均值与其空间广度测验得分之间相关性具有统计学意义，跳视次数、位置偏差与空间广度测验得分之间相关性无统计学意义（P>0.05）。而对照组各眼动指标与空间广度测验得分间相关性无统计学意义（P>0.05）。

3 讨论

本研究发现相比于对照组，前驱期被试的平滑追随任务表现更差。前驱期被试在竖直及水平方向的速度增益都低于对照，提示他们不能很好地协调眼球速率与目标速率。既往研究提示平滑追随增益下降可能反映患者脑内神经功能受损。LENCER等[10]发现精神分裂症患者的追随增益下降与额叶眼动区（frontal eye fields，FEF）功能障碍有关，FEF区主要参与将视觉信号转化为运动命令、调节追随、从工作记忆中提取视觉运动信号等功能；THOMAS等[11]认为中颞叶区（middle-temporal area，MT）、右侧颞顶连接区（temporoparietal junctions，TPJ）等脑区可能参与眼球运动控制，这些区域受损可导致追随增益下降；NITHIN等[12]则发现精神分裂症患者追随增益下降主要是由于FEF区与MT、MST区等脑区之间的连接通路受到异常电信号干扰所致。因此本研究结果提示精神病前驱期患者可能就已经出现了脑内神经受损。

同时，本研究结果发现相比于对照组，前驱期被试表现出更大的平均位置偏差，而眼跳数目上两组被试的差异不具有统计学意义。LEVY等[13]指出当被试的眼球速率低于目标速率时，为了维持有效的追随运动，被试会通过提高追赶眼跳的次数来弥补因为速度差距导致眼球与目标的距离差距，当追赶眼跳仍不足以弥补两者的距离差时，就出现位置偏差增大。本研究中两组被试的眼跳数目差异并无统计学意义，可能提示前驱期被试不能很好地利用追赶眼跳来减少眼球与目标的位置差距，这可能与其FEF区、背外侧前额叶（dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC）等受损有关[14]，这些区域参与了眼跳的产生。

表2 前驱期组与对照组平滑追随眼动表现（±s）

表2 前驱期组与对照组平滑追随眼动表现（±s）

1）与对照组比较，经独立样本t检验，P<0.05

水平直线运动（0.4 Hz） 李萨如曲线运动（0.2 Hz）组别 n前驱期组对照组60 60跳视数目（次）6.50±1.94 6.17±1.73水平方向增益0.76±0.16 0.82±0.16平均位置偏差38.90±23.38 43.87±38.97跳视数目（次）38.40±8.71 38.38±9.81水平方向增益0.82±0.121)0.89±0.09李萨如曲线运动（0.2 Hz）组别前驱期组对照组竖直方向增益0.80±0.141)0.86±0.12平均位置偏差37.00±19.101)30.45±16.18跳视数目（次）27.30±6.22 27.15±6.66李萨如曲线运动（0.4 Hz）水平方向增益0.78±0.131)0.84±0.14竖直方向增益0.71±0.151)0.77±0.16平均位置偏差44.18±19.701)37.61±16.26

本研究还发现前驱期被试的速度增益与空间广度测验得分存在相关性。工作记忆能力涉及多个脑区参与，其中前额叶参与包括信息维持、关注点选择及计划执行等方面功能[15]，而前额叶中的FEF区、辅助眼动区 （supplementary eye fields，SEFs）等是平滑追随过程的重要区域[16]，前驱期被试由于工作记忆受损，对目标运动速度及方向的判断及预测出现偏差[17]，从而出现追随受损。而在对照组中追随指标与工作记忆未见明显相关性，推测可能正常被试脑内存在其他神经补偿机制，可以弥补因工作记忆能力较低导致追随异常的表现，而前驱期患者由于前额叶神经通路受损[18]，这种补偿机制可能也受到损害。

本研究的局限性在于，仅是针对前驱期患者的横断面研究，缺乏纵向随访观察；并且本研究未纳入精神分裂症组，故前驱期患者与精神分裂症患者的眼动指标是否存在不同，尚需要进一步探索证实。

综上，本研究发现精神病前驱期个体表现出平滑追随眼动受损，且这种受损可以在一定程度上反映其工作记忆受损程度，对于临床上早期识别精神病，从而及早对其进行干预具有一定意义。

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Characteristics of smooth pursuit eye-movement in subjects at clinical high risk for psychosis.

XU Yangyang,ZHANG Tianhong,LI Yu,XU Lihua,CUI Huiru,WANG Jijun,XIAO Zeping.Shanghai Mental Health Center,Shanghai JiaoTong University School of Medicine,Shanghai 200030,China.Tel:021-64387250.

Objective To investigate the eye-movement features of smooth pursuit in subjects at clinical high risk for psychosis.Methods sixty subjects at clinical high risk for psychosis and sixty healthy controls were recruited.The smooth pursuit tasks were assessed in both horizontal(0.4 Hz)and Lissajous(0.2 or 0.4 Hz)condition.The Wechsler Memory Scale-third edition and spatial span subtest were used to assess working memory.The difference of the smooth pursuit performance between the two groups and the relationship between smooth pursuit and working memory were analyzed.Results Subjects at clinical high risk for psychosis showed significantly lower Horizontal components for pursuit gain[Lissajous 0.2 Hz task(0.82±0.12)vs.(0.89±0.09),Lissajous 0.4 Hz task(0.78±0.13)vs.(0.84±0.14)],lower vertical components for pursuit gain[Lissajous 0.2 Hz task(0.80±0.14)vs.(0.86±0.12),Lissajous 0.4 Hz task(0.71±0.15) vs.(0.77±0.16)]and higher mean positional error[Lissajous 0.2 Hz task(37.00±19.10)vs.(30.45±16.18),Lissajous 0.4 Hz task(44.18±19.70)vs.(37.61±16.26)]compared to healthy controls(P<0.05).There was a significant correlation between pursuit gain and performance on Spatial Span(Horizontal components:r=0.361,P=0.005;vertical components:r= 0.327,P=0.011)in the Subjects at clinical high risk for psychosis.Conclusions Subjects at clinical high risk for psychosis showed deficits in smooth pursuit,and the deficits were related to the working memory.

Clinical high risk for psychosis Smooth pursuit Working memory

R749.3

A

2016-12-16）

（责任编辑：肖雅妮）

10.3969/j.issn.1002-0152.2017.03.006

☆国家自然科学基金（编号：81671332，81201043，81671329，81361120403）；上海市科委项目基金（编号：15411967200）；上海交通大学医工交叉项目（编号：YG2014MS40）

* 上海交通大学医学院附属精神卫生中心（上海 200030）

△上海市卫生和计划生育委员会

通信作者（E-mail:xiaozeping88@163.com）