发作期抑郁症患者不同情绪面孔刺激下的N170研究

刘纪猛方泽忠张文武刘世燕周东升

·论 著·

发作期抑郁症患者不同情绪面孔刺激下的N170研究

刘纪猛*方泽忠*张文武*刘世燕*周东升*

目的探讨高兴、中性、悲伤3种情绪面孔刺激对于发作期抑郁症患者执行持续注意任务时N170的影响；分析发作期抑郁症患者抑郁、焦虑严重程度与N170波幅和潜伏期的相关性。方法选取28例22～69岁抑郁症患者（患者组）和31名20～61岁正常对照者（对照组）。要求被试在高兴、中性、悲伤3种情绪面孔刺激随机呈现后执行注意与选择任务，分别检测被试执行任务时脑电视觉诱发电位，比较患者组和对照组在高兴、中性、悲伤3种情绪面孔诱发的N170波幅和潜伏期，采用汉密尔顿抑郁量表（Hamilton depression scale，HAMD）、汉密尔顿焦虑量表（Hamilton anxiety scale，HAMA）分别评估患者组抑郁、焦虑严重程度。结果与对照组比较，患者组在高兴、中性、悲伤3种情绪面孔刺激下所诱发的头颅局部（T5、T6、O1、O2）N170潜伏期差异有统计学意义（P＜0.05），而N170波幅差异无统计学意义（P＞0.05）。患者组中性情绪面孔刺激下T5部位N170波幅与HAMD总分存在正相关（r=0.443，P=0.018）。结论发作期抑郁症患者对于不同情绪面孔的初始认知加工有损害，并且抑郁严重程度在部分脑区与中性情绪面孔刺激所诱发的N170波幅有相关性。

抑郁症 视觉诱发电位 N170情绪面孔

近年的认知理论认为，抑郁状态与情绪事件的认知偏差反应有关[1]。抑郁症患者对于信息处理具有偏向悲伤情绪而远离快乐情绪的特征[2]。N170是面孔识别的事件相关电位早期成分，面孔刺激呈现后的150～180 ms内，在被试大脑的枕颞部会记录到一个显著的负波，并通常在170 ms左右达到波峰，这个成分被命名为N170。N170反映面孔认知的结构编码阶段[3]。与其他类型的视觉刺激相比，只有面孔能诱发明显的N170波[4]。N170作为研究早期认知加工的事件相关电位在临床中被广泛采用，发作期抑郁症患者存在认知障碍，但其对于情绪面孔早期认知加工是否存在障碍目前结论尚不明确。本研究旨在检测抑郁症患者在高兴、中性、悲伤3种情绪面孔刺激下脑电视觉诱发电位N170波幅和潜伏期，探索发作期抑郁症患者对于不同情绪面孔刺激认知差异，并分析抑郁、焦虑严重程度与N170波幅和潜伏期的相关性。

1 对象与方法

1.1 研究对象患者组为2015年5月至2016年6月在宁波市康宁医院情感科住院的抑郁症患者。入组标准：①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）中抑郁发作诊断标准，由2名精神科主治以上级别的医师使用DSM-IV轴I诊断用定式临床检查手册 （病人版）（structured clinical interview for DSM-IV,patient version，SCID-I/P）进行筛查；②2周内未服用抗抑郁药物治疗；③17项汉密尔顿抑郁量表（Hamilton depression scale，HAMD）得分≥18分；④患者或患者的法定监护人签署知情同意书。排除标准：①有视觉或听觉障碍；②合并有严重躯体疾病；③当前或既往有神经系统疾病或脑外伤史；④目前存在精神病性症状；⑤既往有躁狂、轻躁狂发作；⑥有物质滥用史；⑦孕妇或哺乳期妇女；⑧目前正在接受精神药物治疗或无抽搐电休克治疗、经颅磁刺激治疗者。共入组28例患者，男9例，女19例，年龄22～69岁，平均（52.57±12.34）岁，受教育年限5～20年，平均（11.25±3.64）年。

对照组同期从宁波市康宁医院工作人员及实习生中招募。入组标准：①健康志愿者，既往及当前均无抑郁症或其他精神疾病；②无精神障碍家族史；③HAMD得分＜8分；④自愿参加并签署知情同意书。排除标准：①有视觉或听觉障碍；②有脑部外伤史；③当前或既往有物质滥用史；④孕妇或哺乳期妇女。共收集31名对照，男17名，女14名，年龄20～61岁，平均（38.97±12.23）岁，受教育年限6～20年，平均（12.65±3.83）年。

两组年龄（t=4.248，P＜0.001）差异有统计学意义，性别构成（χ2=3.075，P=0.080）和受教育年限（t=2.504，P=0.158）的差异无统计学意义。所有被试自愿参加本研究并签署知情同意书。本研究获得宁波市康宁医院伦理委员会审核批准。

1.2 实验刺激设计采用E-prime软件设计情绪面孔刺激的心理学任务。1个刺激序列由情绪面孔图片—掩蔽刺激—矩形颜色块组成。情绪面孔图片采用中国化情绪面孔刺激材料[5]，情绪效价高于5分的高兴、中性及悲伤面孔图片各24张，所有面孔图片均制作成9 cm×10 cm。掩蔽刺激为1张网格图片，靶刺激为2张矩形颜色块中蓝色方块。面孔图片与矩形颜色块在计算机屏幕上随机呈现，每种情绪图片共出现80次，每种情绪图片搭配的蓝色靶刺激方块共出现20次。受试者的任务是首先注视情绪面孔，一旦随后出现蓝色方块即尽快按鼠标左键进行应答。情绪面孔刺激与靶刺激应答时进行标记，反应时间设置参考相关的同类研究[5]。

被试执行注意与选择任务时检测其脑电视觉诱发电位。利用德国Brainproducts脑电事件相关电位记录与分析系统，受试者按国际标准10/20脑电记录系统和64导电极帽记录脑电信号（FP1、FP2、F3、F4、FZ、C3、C4、CZ、F7、F8、T3、T4、T5、T6、P3、P4、PZ、O1、O2、OZ），并同时记录水平眼动和垂直眼动。脑电采样率为1000 Hz，鼻电极为参考电极，前额发际下1 cm接地，参考电极与头皮导联的电阻均小于5 kΩ。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1 m。受试采集到的脑电数据采用 Analyzerl.05（BrainProduct）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200 ms至刺激呈现后1000 ms，基线校正以刺激前200 ms为参考，校正眨眼等伪迹，并剔除波幅大于±100 μV的分段。随后按标记分别叠加靶刺激诱发的N170电位。总测试时间为20 min，测试10 min后被试休息3 min再继续。分别选取颞枕区和枕区4个电极点（颞枕区T5、T6，枕区O1、O2）的N170波幅（单位：μv）和潜伏期（单位：ms）作为分析指标。

1.3 症状评估患者和对照均于入组后次日，由经过专业培训的精神科医师采用HAMD及汉密尔顿焦虑量表 （Hamilton anxiety scale，HAMA）进行症状评估。

1.4 统计学方法采用SPSS 20.0进行统计分析。颞枕区（T5、T6）及枕区（O1、O2）每个部位N170波幅及潜伏期分别采用2组别（患者组、对照组）×3面孔刺激类型[高兴（S1）、中性（S2）、悲伤（S3）]重复测量方差分析。患者组HAMA、HAMD总分分别与N170波幅、潜伏期进行Pearson积差相关分析其相关性。检验水准α=0.05，双侧检验。

2 结果

2.1 患者组和对照组N170潜伏期的差异患者组在4个部位（T5、T6、O1、O2）3种情绪面孔刺激下与对照组比较，组间因素的主效应有统计学意义（T5∶F=16.600，P＜0.001；T6∶F＝18.545，P＜0.001；O1∶F=10.318，P=0.002；O2∶F=16.713，P＜0.001），组内因素的主效应、组间与组内因素交互效应均无统计学意义（P＞0.05）。见表1及图1。

表1 患者组与对照组不同情绪刺激下颞枕区（T5、T6、O1、O2）N170成分潜伏期[（±s），单位：ms]

表1 患者组与对照组不同情绪刺激下颞枕区（T5、T6、O1、O2）N170成分潜伏期[（±s），单位：ms]

1）与对照组比较，经独立样本t检验，P＜0.05

T5 T6组别n患者组对照组28 31 S1 186.57±20.941)169.32±24.94 S2 183.70±23.791)166.45±20.56 S3 184.29±18.661)164.39±23.71 S1 185.50±21.971)167.42±24.18 S2 188.14±23.551)169.16±17.22 S3 185.36±21.851)162.23±22.72 O1O2组别患者组对照组S1 185.18±22.951)169.74±23.79 S2 180.74±42.47 167.71±17.23 S3 184.86±21.451)163.90±23.55S1 185.79±26.221)165.94±26.28 S2 183.60±42.221)165.52±15.89 S3 191.93±24.081)162.97±24.68

图1 患者组和对照组在不同情绪面孔刺激下O2部位的N170图示。实线为患者组，虚线为对照组，横坐标为波幅，纵坐标为潜伏期。A为高兴面孔刺激，B为中性面孔刺激，C为悲伤面孔刺激。

2.2 患者组和对照组N170波幅的差异患者组在4个部位高兴、中性、悲伤情绪面孔刺激下N170波幅无明显变化，组间因素的主效应、组内因素的主效应、组间与组内因素交互效应均无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

2.3 患者组HAMA、HAMD分别与N170波幅、潜伏期相关性患者组HAMA总分（19.14±4.50），分别与3种刺激下4个部位N170潜伏期、波幅相关性无统计学意义（P＞0.05）。患者组HAMD总分（22.79±1.93），分别与3种刺激下4个部位N170潜伏期、波幅相关性分析示，S2刺激下T5部位N170波幅与HAMD总分存在正相关（r=0.443，P= 0.018）。

3 讨论

抑郁症患者的认知障碍可能是源于大脑对正性信息加工的程度降低，对负性信息加工的增强[6]。N170对研究抑郁症患者早期认知加工有重要的临床意义。本研究通过脑电视觉诱发电位检测患者组和对照组在高兴、中性、悲伤3种情绪刺激下4个部位（颞枕区T5、T6，枕区O1、O2）N170波幅和潜伏期，发现患者组N170潜伏期与对照组比较，各部位组间因素主效应有统计学意义，而组内因素主效应、组内与组间交互效应均无统计学意义；N170波幅比较，各部位组间因素主效应、组内因素主效应、组内与组间交互效应均无统计学意义。该结果显示发作期抑郁症患者对于高兴、中性、悲伤情绪面孔的起始加工处理存在差异，提示抑郁症患者早期面孔识别认知加工受损。有研究以卡通面孔作为刺激源发现抑郁症患者在面孔识别功能上严重受损，表现为N170潜伏期显著延迟，反应强度显著下降[7]。本研究结果与上述研究一致，正如抑郁症患者N170不受面孔刺激类型的影响，对于情绪面孔的识别具有结构编码的特点。但国外有研究以26例健康对照和18例抑郁症为研究对象，以令人厌恶的肖像、令人高兴的肖像及中性面孔为刺激条件，在抑郁症患者和正常对照比较中未见N170有明显差异[8]。宋来云等[9]以单相抑郁、双相抑郁患者及正常对照各36例为研究对象，采用喜怒悲恐4种情绪面孔为刺激，发现N170波幅存在差异，未见N170潜伏期有差异。有研究尚提示对于正常对照，高兴面孔刺激与悲伤面孔刺激比较，N170潜伏期延长及波幅增宽，而抑郁症患者与正常对照比较，N170波幅在悲伤和高兴面孔刺激下均增宽[10]。本研究与上述结果不一致，可能与选择刺激的材料不同等有关。发作期抑郁症患者表现为负性注意偏向过度[11-12]。因此推测发作期抑郁症患者的负性注意偏向可能与患者起始认知加工处理过程有关，和正常对照比较，起始认知加工存在损害。对于情绪面孔识别激活有无半球优势，目前研究结论尚不一致。本研究未见发作期抑郁症患者有情绪面孔识别激活半球优势。尚有研究提示颞枕区电极诱发的N170波幅和潜伏期均无差异，也表明面孔识别激活两侧半球，无半球优势[13]。也有研究表明，右半球N170波幅大于左半球，面孔加工中存在右半球优势[14-15]。出现不同结果可能与既往研究的实验目的、刺激材料、实验方法和实验条件不同有关。

表2 患者组与对照组颞枕区（T5、T6、O1、O2）N170成分波幅[（±s），单位：ms]

表2 患者组与对照组颞枕区（T5、T6、O1、O2）N170成分波幅[（±s），单位：ms]

组别n T5 T6患者组对照组28 31 S1 9.87±7.02 7.38±5.86 S2 10.23±6.40 8.08±5.80 S3 8.97±5.50 8.00±5.62 S1 8.30±5.07 9.71±6.24 S2 8.30±5.67 8.08±4.05 S3 7.61±5.37 7.94±5.10组别O1O2患者组对照组S1 8.59±5.91 9.00±7.20 S2 9.18±6.81 7.58±4.96 S3 8.31±8.13 6.56±6.04S1 7.97±5.32 9.76±6.34 S2 8.99±7.74 7.51±4.94 S3 7.96±7.02 8.00±6.02

本研究中发作期抑郁症患者HAMA、HAMD总分分别与N170波幅、潜伏期的相关性分析提示抑郁症患者的焦虑严重程度和N170波幅、潜伏期无相关性。在中性情绪面孔（S2）刺激下T5部位N170波幅与HAMD有正相关，提示发作期抑郁症患者对于中性情绪面孔刺激在T5部位随着抑郁情绪的增强N170波幅会增加，而在T6、O1、O2部位则无此相关性。在中性情绪面孔刺激下，N170波幅提示发作期抑郁症患者的抑郁严重程度，可能是发作期抑郁症严重程度预测的一个潜在电生理指标。

总之，本研究通过检测高兴、中性、悲伤情绪面孔对于发作期抑郁症患者及正常对照执行持续注意任务时N170波幅和潜伏期，并分析发作期抑郁症患者HAMA、HAMD总分与N170波幅、潜伏期的相关性。发现发作期抑郁症患者起始认知加工存在损害；中性情绪刺激下，部分脑区N170波幅与抑郁情绪存在正相关性。但本研究患者组为我院情感科住院患者，以中重度抑郁症为主，未收集轻度抑郁症病例；并且患者年龄跨度较大，对照组入组以同期年轻志愿者和工作人员为主，两组年龄不一致，可能对结果产生一定影响。未来需进一步进行发作期抑郁症患者药物及物理治疗等方面的研究，及发作期抑郁症患者晚期认知加工的电生理指标探索，并且在后续的研究中，患者组和对照组入组例数有待增多，同时注意患者组病例样本的代表性。

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Different emotion faces stimulation in patients with major depressive disorder by Event-related PotentialN170.

LIU Jimeng,FANG Zezhong,ZHANG Wenwu,LIU Shiyan,ZHOU Dongsheng.Ningbo Kangning Hospital, Ningbo 315201,China.Tel:0574-86699241.

ObjectiveTo investigate effects of three kinds of neutral,happy,sad emotional faces stimulus on sustained attention task using N170 in depression patients to analysis the correlation of depression in patients with depression,anxiety severity and the amplitude and latency of N170.MethodsTwenty-eight patients with depression aged from 22 to 69 years (case group),and 31 healthy controls (control group)aged from 20 to 61 years were recruited for the study.Subjects were asked to perform tasks in the selection of attention following randomly presented three kinds of happy,neutral and sad emotional faces stimuli.Brain auditory evoked potential including N170 amplitude and latency were recorded during the tasks.HAMD and HAMA were used to assess the severity of depression and anxiety.ResultsThere was significant difference between case group and control group in N170 latency by three kinds of happy,neutral and sad emotional faces stimulation in the local skull(T5,T6,O1,O2)(P＜0.05).But the difference was not significant in N170 amplitude (P＞0.05).The total score of HAMD in case group had a positive correlation with N170 amplitude by neutral facial emotion stimulation in part of T5 (r=0.443,P=0.018).ConclusionThere is significant change in the initial cognitive processing of different emotional faces in the patients with depression.And the severity of depression is related to the N170 amplitude induced by the neutral emotional faces stimulation in someparts of brain.

Major depressive disorder Visual evoked potential N170 Emotional faces

R749.4

A

2017-03-15）

（责任编辑：肖雅妮）

10.3969/j.issn.1002-0152.2017.07.004

☆宁波市自然科学基金（编号：2013A610250）

* 宁波市康宁医院（宁波 315201）