基于听觉事件相关电位MMN探究意守效应差异

郭佳美 王莹 胡庆川 吕嘉轩 郭

[摘要] 目的 探究意守对事件相关电位失匹配负波（MMN）产生的效应差异。 方法 2019年3月招募北京中医药大学东方学院72名在校大学生为研究对象，根据有无练功经验分为有经验组（A組）36名，无经验组（B组）36名，运用事件相关电位技术进行脑电监测，比较两组不同状态之间MMN潜伏期、峰值差异变化。 结果 A组中MK相较于N1在额颞交界区、前颞区、额中央交界区、中央区以及顶区的MMN潜伏期缩短（P < 0.05），N2相较于N1在额极区、中颞区、额中央交界区、中央区的MMN潜伏期缩短（P < 0.05）;B组中MK相较于N1在额颞交界区的MMN潜伏期缩短（P < 0.05）。两组各状态的MMN潜伏期比较差异无统计学意义（P > 0.05）。A组中MK相较于N1在额区、前颞区、额中央交界区、中央区的MMN峰值降低（P < 0.05），N2相较于N1在前颞区的MMN峰值降低（P < 0.05）。B组各状态的MMN峰值比较差异无统计学意义（P > 0.05）。两组各状态的MMN峰值比较差异无统计学意义（P > 0.05）。 结论 意守可以缩短对外界刺激事物加工的时间，提高大脑自动加工的效率。

[关键词] 气功;意守;事件相关电位;失匹配负波;认知

[中图分类号] R214          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-7210（2020）10（c）-0012-04

Difference exploration of mind-keeping effects based on auditory event-related potential MMN

GUO Jiamei1*   WANG Ying1*   HU Qingchuan1，2   LYU Jiaxuan1   GUO Yu1   WEI Zeren1   ZHANG Jialei2   WEI Yulong1

1.School of Acupuncture-Moxibustion and Tuina， Beijing University of Chinese Medicine， Beijing   100029， China; 2.Ovation Science and Technology Co.Ltd.， ENN Group， Hebei Province， Shijiazhuang   065001， China

[Abstract] Objective To explore the effect difference of mind-keeping on event-related potential mismatch negative wave （MMN）. Methods In March 2019， 72 college students from Dongfang College of Beijing University of Chinese Medicine were recruited and divided into experience group （group A， n = 36） and non-experience group （group B， n = 36） according to whether they had experience or not. EEG was monitored by using event-related potential technology. The latency and peak value of MMN among different states were compared between two groups. Results In group A， the MMN latencies of MK in frontotemporal junction， anterior temporal region， frontal central junction， central region and parietal region were shorter than those of N1 （P < 0.05）. In group A， the MMN latencies of N2 in frontal polar region， middle temporal region， frontal central junction area and central region were shorter than those of N1 （P < 0.05）. In group B， the MMN latency of MK was shorter than that of N1 in frontotemporal junction （P < 0.05）. There was no significant difference in MMN latency among different states between two groups （P > 0.05）. In group A， the MMN peak value of MK in frontal region， anterior temporal area， frontal central junction area and central region was decreased compared with N1 （P < 0.05）. In group A， the MMN peak of N2 in anterior temporal region was lower than that of N1 （P < 0.05）. There was no significant difference in the peak value of MMN among different states in group B （P > 0.05）. There was no significant difference in the peak value of MMN among different states between two groups （P > 0.05）. Conclusion Mind-keeping can shorten the time for processing external information and improve the efficiency of the brain′s automatic processing.

[Key words] Qigong; Mind-keeping; Event-related potential; Mismatch negative wave; Cognition

事件相关电位（ERP）是通过平均叠加技术记录人脑对不同刺激产生的诱发电位，反映大脑在认知过程中的电生理改变[1]。失匹配负波（MMN）作为一种与物理刺激性质无关的内源性成分[2]，与人的注意、记忆等自动加工过程有关[3]，近年来引起基础神经科学研究者和临床研究者的极大兴趣。MMN可由较简单的oddball范式激发波形，被描述为揭示原始听觉智能的一种形式[4]，其主要观测指标是波幅与潜伏期。意守作为气功调心中有意的、主动的意念调控类的基本操作，是在主观感受上将意识移置于某一现实事物的心理操作活动，起到以一念代万念的目的，从而安定情绪，去除妄想[5]。目前，国内外已有研究表明，气功训练可以改变大脑电位活动，此类训练大都侧重于冥想或正念等操作[6-10]，鲜少探究意守对MMN成分产生的效应差异，故本研究以此为目的探究意守对大脑自动加工能力的影响。

1 对象與方法

1.1 研究对象

1.1.1 纳入标准  本次测试于2019年3月线上招募的北京中医药大学东方学院72名在校大学生，其中有练功经验36名为有经验组（A组），无练功经验36名为无经验组（B组）。A组于2018年9—12月参与中医气功学课程学习12周并已掌握意守操作，B组则无任何练功经验及气功相关培训经历。两组生活及学习环境一致。自愿报名参加本试验并配合试验检测，签署书面知情同意书。为确保两组研究对象年龄无差异，选择年龄18～23岁的健康人，右利手，听力正常无障碍。两组的年龄、性别比较，差异无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。见表1。

1.1.2 排除标准  有精神病家族史或精神类障碍者;正在参加影响本研究结果评价的其他临床试验者。

1.1.3 脱落标准  无论何种原因、何时退出，只要未完成正式试验的全过程，均视为脱落。所有填写了《知情同意书》并进入正式试验的受试者，均有权随时退出试验，退出者按脱落处理。

1.1.4 剔除标准  测试过程中对声音刺激不适无法进行测试者;ERP有效声音刺激< 60%而无法叠加平均者。

1.2 方法

1.2.1 刺激与任务  ERP激发MMN采用标准Oddball听觉范式，刺激声音为短纯音，由Adobe Audition 3.0制作，其中标准刺激1000 Hz，呈现概率为85%，播放45次;偏差刺激2000 Hz，呈现概率为15%，播放255次。通过E-Prime 3.0（Psychology Software Tools，Inc.）软件进行编程使两种刺激伪随机出现，短纯音刺激时程100 ms，随机间隔800～1200 ms，强度70 dB。单个block刺激总数为300次，时长5.5 min，按照试验需求测试将呈现3个block，每次声音刺激开始前被试需按照引导词提示调整为不同状态。

1.2.2 测试过程  试验环境安静隔音，被试坐在靠椅上调整至舒适姿势，试验开始后跟随语音引导词进行操作。三种状态依次为正常生活态（正常态1，N1）、意守态（MK）以及恢复正常生活态（正常态2，N2）。每个状态在引导语结束后1 min播放刺激声音，以确保被试测试过程的依从性，使其在声音刺激前已经进入指定状态，每个状态结束后被试休息1 min。

1.2.3 数据采集处理  设备选用美国Neuroscan公司生产的Nuampa40通道EEG/ERP信号记录与分析系统，配套Curry7采集软件。佩戴国际标准10-20系统37导联Ag/AgCl电极帽（Quik-Cap 37）采集脑电信号，采样率为1000 Hz，电极阻抗小于5 kΩ，参考电极置于双侧乳突。数据分析前使用Curry7软件对原始脑电数据进行基线校正、滤波并剔除峰振幅> ±100 μV，声音刺激分析时程为刺激前100 ms到之后的600 ms，偏差刺激与标准刺激分别进行叠加平均，MMN是偏差刺激ERP与标准刺激ERP相减的负走向波，根据总平均图确定MMN分析时程为100～250 ms，此时的最大负向波即为MMN，再按照中央区（C3、C4、Cz）、中央顶交界区（CP3、CP4、CPz）、额区（F3、F4、Fz）、前颞区（F7、F8）、额中央交界区（FC3、FC4、FCz）、额极区（Fp1、Fp2）、额颞交界区（FT7、FT8）、枕区（O1、O2、Oz）、顶区（P3、P4、Pz）、中颞区（T3、T4）、后颞区（T5、T6）、颞顶交界区（TP7、TP8）将电极点划分为12个脑区，并对数据进行分析。

1.3 统计学方法

采用IBM公司的SPSS 22.0版统计软件对所得数据进行统计学分析，符合正态分布的计量资料用均数±标准差（x±s）表示，采用独立样本t检验;不符合正态分布的计量资料用中位数（四分位数间距）[M（IQR）]表示，采用多个相关样本的非参数检验。计数资料采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组研究对象MMN潜伏期组内及组间状态差异比较

组内差异：A组中MK相较于N1在额颞交界区、前颞区、额中央交界区、中央区以及顶区的MMN潜伏期缩短，差异有统计学意义（P < 0.05）;A组中N2相较于N1在额极区、中颞区、额中央交界区、中央区的MMN潜伏期缩短，差异有统计学意义（P < 0.05）;B组中MK相较于N1在额颞交界区的MMN潜伏期缩短，差异有统计学意义（P < 0.05）。组间差异：两组各状态的MMN潜伏期比较差异无统计学意义（P > 0.05）。见表2。

2.2 两组研究对象MMN峰值组内及组间状态差异比较

组内比较：A组中MK相较于N1在额区、前颞区、额中央交界区、中央区的MMN峰值降低，差异有统计学意义（P < 0.05）;A组中N2相较于N1在前颞区的MMN峰值降低，差异有统计学意义（P < 0.05）。B组各状态的MMN峰值比较差异无统计学意义（P > 0.05）。组间比较：两组各状态的MMN峰值比较差异无统计学意义（P > 0.05）。见表3。

3 讨论

MMN作为认知功能电生理指标，是大脑知觉前早期选择性注意的开始或准备阶段，可以被大于感觉阈值的微小外界变化诱发，能够比较准确地反映人脑自动加工[2，11]。这种自动觉察偏差刺激的能力，可以避免后续加工障碍[12-13]。意守作为气功调心的基本操作，是将人的自主调节功能发挥至极致以开发自身潜能、增进身心健康的技能[5]。对于现代研究而言，调心在于调控心理状态，而脑是产生各种心理活动、主控人思维和行为的最高级别操控区[14]。

MMN潜伏期变化说明意守对于额、颞、中央以及顶区具体显著的人脑自动加工的调节能力，并且額中央交界、中央、额极及中颞区在意守结束后仍然具有意守的延续效应。MMN峰值在前颞、额、额中央交界及中央区具有意守效应，并在前颞区有延续，说明意守不仅对人脑自动加工具有即时的作用效应，在意守结束后仍然可以影响大脑对于外界信息的加工。

综合来看，意守对于MMN产生效应影响的脑区集中在额区、颞区、中央区和顶区，额、颞区产生变化的原因与MMN脑内发生源有关。研究表明[15-16]，MMN的发生源在右侧额下回岛盖部，颞叶听觉皮质负责对标准刺激、偏差刺激进行分析，随后在额部产生，因此脑内源位置产生的效应差异最为明显。额区作为大脑发育最高级的部分与意识密切相关，同样初步验证了意守的确是主动操控意识的一种活动。中央区、顶区与躯体运动以及躯体感觉等相关，这与意守状态时要求被试感受手掌心的操作保持一致，说明意守身体部位的确会产生相应的大脑分区变化。效应差异的发生原因可能在于脑内单个神经元、局部神经元群或分布于大脑各区域的多个神经元随时间或状态节律性的兴奋活动变化。

通常来说脑电成分的潜伏期反映了加工的时间，波幅反映了加工过程的难易程度[17]。目前，国内外已有众多研究表明[18-21]，患有精神分裂、阿尔茨海默病、血管性痴呆、血管性认知障碍等可能造成认识能力受损疾病或轻度认知功能障碍的人群，MMN会产生潜伏期延长、波峰幅度降低的变化。本研究结果中，MMN潜伏期与波峰的变化说明意守可以减少对外界刺激事物加工的时间并提高大脑自动加工的效率。

综上所述，意守可以缩短对外界刺激事物加工的时间，提高人脑自动加工的效率。可在本研究结果的基础上，进一步针对无练功经验人群进行意守训练，观察一段时间的意守训练是否可以使MMN变化与练功经验人群相同;有练功经验人群再进行意守训练，MMN是否会进一步产生变化。

[参考文献]

[1]  Sutton S，Braren M，Zubin J，et al. Evoked-potential correlates of stimulus uncertainty [J]. Science，1965，150（3700）：1187-1188.

[2]  魏景汉，罗跃嘉.事件相关电位原理与技术[M].北京：科学出版社，2010：44.

[3]  Mowszowski L，Hermens DF，Diamond K，et al. Reduced mismatch negativity in mild cognitive impairment：associations with neuropsychological performance [J]. J Alzhmer Dis，2012，30（1）：209-219.

[4]  N？覿？覿t？覿nen R，Tervaniemi M，Sussman E，et al. ‘Primitive intelligence in the auditory cortex [J]. Trends Neurosci，2001，24（5）：283-288.

[5]  刘天君，章文春.中医气功学[M].北京：中国中医药出版社，2016：2，72，123.

[6]  Russell-Williams J，Jaroudi W，Perich T，et al. Mindfulness and meditation：treating cognitive impairment and reducing stress in dementia [J]. Rev Neurosci，2018，29（7）：791-804.

[7]  Basso JC，McHale A，Ende V，et al. Brief，daily meditation enhances attention，memory，mood，and emotional regulation in non-experienced meditators [J]. Behav Brain Res，2019，356：208-220.

[8]  Brandmeyer T，Delorme A. Reduced mind wandering in experienced meditators and associated EEG correlates [J]. Exp Brain Res，2018，236（9）：2519-2528.

[9]  Telles S，Singh D，Naveen KV，et al. P300 and heart rate variability recorded simultaneously in meditation [J]. Clin EEG Neurosci，2019，50（3）：161-171.

[10]  Kozasa EH，Balardin JB，Ricardo SJ，et al. Effects of a 7-day meditation retreat on the brain function of meditators and non-meditators during an attention task [J]. Front Hum Neurosci，2018，12：222.

[11]  魏景汉，阎克乐.认知神经科学基础[M].北京：人民教育出版社，2008：31-52.

[12]  Stagg C，Hindley P，Tales A，et al. Visual mismatch negativity：the detection of stimulus change [J]. Neuroreport，2004，15（4）：659-663.

[13]  Schweizer K. Preattentive processing and cognitive ability [J]. Intelligence，2001，29（2）：169-186.

[14]  郭郁，魏泽仁，胡庆川，等.基于δ和θ频带脑电功率谱分析八段锦对不同神经质人格大学生的“调心”效应[J].中华中医药杂志，2019，34（11）：5454-5459.

[15]  Sams M，Paavilainen P，Alho K，et al. Auditory frequency discrimination and event-related potentials [J]. Electroencephalogr Clin Neurophysiol，1985，62（6）：437-448.

[16]  Opitz B，Rinne T，Mecklinger A，et al. Differential contribution of frontal and temporal cortices to auditory change detection：fMRI and ERP results [J]. Neuroimage，2002， 15（1）：167-174.

[17]  余少华.失匹配负波联合听觉稳态对重症脑血管病患者预后评估的研究[D].长春：吉林大学，2019.

[18]  Tada M，Kirihara K，Mizutani S，et al. Mismatch negativity （MMN） as a tool for translational investigations into early psychosis：a review [J]. Int J Psychophysiol，2019， 145：5-14.

[19]  Lindín M，Correa K，Zurrón M，et al. Mismatch negativity （MMN） amplitude as a biomarker of sensory memory deficit in amnestic mild cognitive impairment [J]. Front Aging Neurosci，2013，5：79.

[20]  王蕾，张海宁，梁婷婷.事件相關电位P300、MMN与阿尔茨海默病和血管性认知障碍的研究进展[J].中风与神经疾病杂志，2017，34（12）：1130-1132.

[21]  王荣业，吴东辉，赖文涛，等.轻度认知功能障碍患者失匹配负波的研究[J].中国当代医药，2017，24（28）：55-57.

（收稿日期：2020-02-03）

[基金项目] 国家自然科学基金面上项目（81674043）。

[通讯作者] 魏玉龙（1971.10-），男，博士，教授，博士生导师;研究方向：气功调心机制与应用研究。

共同第一作者