视觉非随意注意事件相关电位在无先兆偏头痛患者中的变化及其与疼痛程度关系

汪孟然，司翠平，石晶，靳真真， 闫中瑞，刘晓璐，曹玉灵

(1济南大学山东省医学科学院医学与生命科学学院, 济南250022;2山东省医学科学院附属济宁市第一人民医院)

偏头痛是临床常见头痛，多为中重度搏动样头痛，常伴有畏光、畏声、恶心及呕吐，日常活动可加重。一项流行病学研究结果显示，我国偏头痛的年患病率为9.3%，男女比例为1∶2.09[1]。偏头痛可引起皮质扩展性抑制、血流动力学改变、血管痉挛以及炎性反应，导致额叶皮质下、深部脑白质及灰质病变的风险增加，这些脑结构的改变与认知功能受损相关[2]。偏头痛患者的认知功能障碍涉及多方面，主要表现为执行功能、言语、记忆、注意等，其中对注意功能的研究较多[3,4]。注意分非随意注意和随意注意。非随意注意是一种被动的非选择性注意过程，不受意识控制，是人们在遇到新异刺激时所表现出的朝向反应，能及时感知突发事件，对机体具有保护意义。事件相关电位(ERP)的P3a波与非随意注意密切相关[5,6]。目前国内外关于无先兆偏头痛患者非随意注意的研究很少，本研究采用视觉Oddball范式探讨无先兆偏头痛患者视觉非随意注意ERP的变化及意义。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2017年2～7月于济宁市第一人民医院神经内科门诊连续就诊的无先兆偏头痛患者26例(偏头痛组)，均符合2013年国际头痛分类3β版偏头痛诊断标准[7]。排除标准:年龄<18岁或>50岁；其他类型的头痛；药物或酒精滥用史；有严重的神经系统疾病(脑梗死、脑出血、脑肿瘤、帕金森综合征、阿尔茨海默病、癫痫、颅脑外伤等)；有明显的精神疾病(抑郁症、焦虑症、精神分裂症等)、高血压、糖尿病、高脂血症、心肺功能衰竭等严重疾病；不能良好配合检查者。男12例、女14例，年龄20～50岁、平均37岁，教育年限(11.31±4.47)年，头痛发作频率(3.46±1.45)次/月，头痛持续时间(16.46±11.44)h，疼痛评分[8](3.46±1.10)分，蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分(25.65±2.61)分，病程(77.04±90.65)个月，患者最后一次头痛发作与记录时间至少间隔3 d，且至少在记录前24 h内未服用药物。选择年龄、性别、受教育年限相匹配的健康体检者26例作为对照组，男12例、女14例，年龄20～50岁、平均34岁。教育年限(10.04±4.48)年，MoCA评分(27.62±1.39)分。受试者均为右利手，视力正常或矫正后正常。偏头痛组MoCA评分低于对照组(t=-3.39,P=0.00)。本研究经医院伦理委员会批准，受试者均签署知情同意书。

1.2 ERP的检测 ①应用E-prime2.0软件编程，由联想台式电脑呈现刺激，NeuroScan NuAmps ERPs记录脑电数据。②试验步骤：试验在光线昏暗、安静的屏蔽室中进行。受试者坐在距离电脑显示器约1 m的扶手椅上，采用视觉Oddball范式，较大的圆盘、较小的圆盘和棋盘格(即靶刺激、标准刺激和新异刺激)随机在电脑中央呈现，概率分别为10%、80%和10%。每个刺激呈现时间为200 ms，刺激间隔为800 ms。试验开始前先练习10个刺激对，正式部分要求受试者对靶刺激计数。③数据记录：根据国际标准10/20系统安置电极，佩戴32导电极帽。鼻尖作参考电极，前额接地，采用双极记录双眼外眦外侧1 cm的水平眼电和左眼球上下的垂直眼电。电极阻抗在整个试验过程中控制在5 kΩ以下。④数据处理：采用Scan 4.5软件进行离线分析，将参考电极转换为双侧乳突，滤波带通为0.01～200 Hz，采样频率为1 000 Hz。去除混有眼动的脑电数据。以新异刺激前200 ms至刺激后1 000 ms为分析时程，取刺激前200 ms进行基线校正，剔除波幅超过±100 μV的伪迹。对非靶刺激诱发的ERP进行叠加60次，获得视觉P3a总平均波形图。

2 结果

2.1 两组新异刺激200～300 ms N2波幅和潜伏期比较 见表1。偏头痛组N2总体波幅和对照组相比差异无统计学意义(F=0.10，P=0.76)。偏头痛组N2总体潜伏期较对照组缩短，但差异无统计学意义(F=2.98，P=0.10)，电极位置×组别的交互作用有统计学意义(F=4.05，P=0.04)，进一步简单效应检验发现，偏头痛组的额中央线N2潜伏期较对照组缩短，差异有统计学意义(F=6.26，P=0.02)。

表1 两组新异刺激200～300 ms N2波幅和潜伏期比较

2.2 两组新异刺激>300～500 ms P3a波幅和潜伏期比较 见表2。偏头痛组P3a总体波幅较对照组降低(F=8.38，P=0.01)，额区下降最显著(F=9.45，P=0.007)。偏头痛组P3a总体潜伏期与对照组比较差异无统计学意义(F=2.80，P=0.11)。

2.3 P3a波幅与偏头痛一般资料的相关性 偏头痛发作频率、持续时间、病程与P3a波幅无相关性(r分别为0.11、-0.30、0.13，P分别为0.78、0.43、0.75)。疼痛评分与P3a波幅呈负相关(r=-0.69,P=0.04)。

表2 两组新异刺激300～500 ms P3a波幅和潜伏期比较

3 讨论

MoCA量表对轻度的认知功能障碍有较高的敏感性，且简单、易行。本研究纳入受试者年龄在20～50岁，认知功能障碍可能较轻，因此选用敏感性较高的MoCA量表进行神经心理评估。本研究发现，无先兆偏头痛患者MoCA评分较对照组降低。提示无先兆偏头痛患者存在认知功能障碍，与文献[9]报道一致。偏头痛患者的认知功能改变可能与脑结构的改变有关。既往有研究发现，偏头痛可导致偏头痛患者的额叶皮质下、深部脑白质及灰质病变的风险增加，这些脑结构的改变与认知功能受损相关[2]。

ERP与特定认知过程中的大脑活动有关，是观察脑活动过程的窗口，能够反映一定的心理活动引起的脑电位变化。神经影像学检查具有良好的空间分辨率，但时间分辨率较差，ERP具有毫秒级的时间分辨率，因此是一种不可替代的无创性脑认知成像技术[10]。ERP的P3a波反映了注意的自动配置过程，与非随意注意密切相关[11]。P3a波的头皮分布靠前，主要位于额叶[5]。因此P3a波不仅能评估认知功能，也能检测可能存在的额叶功能障碍。

本研究发现，新异刺激在200～300 ms的时间窗内诱发出明显的N2波，无先兆偏头痛患者N2总体波幅较对照组下降，但差异无统计学意义。偏头痛组N2总体潜伏期较对照组缩短，额区缩短最显著。提示无先兆偏头痛患者额区对于新异刺激的识别、行为的监管以及对反应的准备能力增强。新异刺激在300～500 ms时间窗内诱发出明显的P3a波，偏头痛组P3a总体波幅较对照组降低，额区下降最显著。偏头痛组P3a总体潜伏期与对照组比较差异无统计学意义。提示虽然无先兆偏头痛患者对突发事件的觉察、反应能力增强，但加工处理能力下降，信息加工时有效资源的动员程度下降，额叶存在功能障碍最显著。Koo等[12]采用被动听觉Oddball范式比较偏头痛患者和对照受试者之间的认知ERP反应，发现偏头痛患者额区的P3a波幅降低，额叶存在功能障碍。本研究采用视觉Oddball范式，进一步验证了上述结论。

既往研究发现，P3a波幅与偏头痛发作频率呈负相关[12]。但本研究与上述结论不一致，发现无先兆偏头痛的P3a波幅与疼痛评分呈负相关。这可能是由于两个研究采用的实验范式、研究对象不同引起的，既往研究采用的是被动听觉Oddball范式，研究对象为年轻女性，而本研究采用视觉Oddball范式，实验对象有女性，也有男性患者。由于偏头痛组N2总体潜伏期、总体波幅与对照组比较差异无统计学意义，因此未对N2成分与偏头痛患者的一般资料进行相关性。

本研究仍存在一些不足，如样本量较小，可能限制了年龄和性别的影响，在接下来的研究中，我们将进一步增大样本量。研究未对偏头痛患者发病前的认知功能进行评估，不能确定受试者发病前的认知功能是否匹配。另外，偏头痛患者使用不同的治疗药物可能对实验结果有影响，我们通过纳入至少24 h内没有服用药物的患者来避免这种影响。

总之，本研究发现无先兆偏头痛患者与对照组相比，非随意注意ERP中P3a波幅明显下降，且以额区最为显著，非随意注意存在加工障碍,且P3a波幅与疼痛评分呈负相关。

参考文献：

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