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目的:在安静的受试者处于闭目状态下时大脑中存在着一组静息状态较认知任务时有着更高的激活水平的区域,即默认状态网络(default mode network,DMN)。DMN与维持静息状态下的脑功能活动密切相关,是神经认知网络活动的重要基础和来源,它对保持清醒和内、外环境的注意及监视起支持作用,与情景记忆的提取、对周围环境和自我内省状态的监控以及持续进行的认知和情感过程有关。通过研究脑电默认模式网络(EEGDMN)发现无任务清醒闭眼状态(即静息状态)大脑皮层描计脑电能量反而较任务状态时高,这种能量差异主要表现在alpha波上。事件相关电位(event-related potentials,ERPs)是通过计算机叠加技术,将心理活动产生的微弱的脑电信号从自发脑电中提取出来,对ERP的产生持有两种不同的观点:一是相位重置模型,(phase resetting model,Makeig S,2002),一是诱发模型,(evoked model,M(a)kinenV,2005).人生活的外部世界充斥着各种感觉信息,正常大脑对刺激信息有一个选择和过滤过程,该过程被称为感觉门控(Sensory gating,SG),它是人脑的一种正常抑制功能。ERP的P300是平均诱发电位晚发正波成分中的一种,常出现在刺激后300ms.P300反映神经活动相关的知觉、注意、决策、情感、稀少事件的记忆更新等多种因素。由于静息闭眼-睁眼两种不同的状态脑电图能量的明显差异,我们猜想这两种不同状态下产生的ERPs是否相同?预刺激的EEG与刺激后产生的ERP的关系一直备受关注,以往常认为ERP的波幅和潜伏期与与刺激的Theta波和Alpha,波呈正相关,Theta波和Alpha波能量大小还与P300的波幅有关。Klimesch W等认为预刺激的EEG尤其是Theta和Alpha波,其能量越小,则在任务状态下记录的ERPs能量越高;反之亦然。Rajiagovindan R认为通常观察到的注意相关的Alpha减小,可以看成是一种信号即由潜在的神经整体转向最优化兴奋状态而使全脑获得增益。因此本实验旨在探讨静息闭眼-睁眼脑能量的差异对ERP的影响。
方法:招募首都医科大学健康在校学生12名,年龄20-24岁,听力正常,排除既往精神疾病史。被试取卧位,保持放松状态,双眼直视前方。安装22导联电极帽,电极点位置按照国际标准10/20系统安放,在闭眼及睁眼时先描计2minEEG,然后进行听觉PS0及P300实验。
结果:闭眼-睁眼脑电区域能量差异显著,中间频率Alpha波尤为明显。Alpha波主要分布在顶枕区,Alpha-1(7.5-9.5Hz)N域能量[闭眼(2.62±0.81)μV2,睁眼(1.81±0.56)μV2],差异显著(P<0.01);Alpha-2(10-12Hz)区域能量[闭眼(8.55±1.85)μV2,睁眼(4.95±1.59)μV2],差异显著(P<0.05)。听觉感觉门控P50在配对双声刺激(条件刺激S1,测试刺激S2)呈现之后20ms、39ms、59ms、98ms出现波峰时间点。静息闭眼和睁眼时比较,在测试刺激S2之后20和39sm差异显著,闭眼时区域电位较睁眼时高(P<0.05),感觉门控值闭眼高于睁眼(P<0.05).P300实验标准刺激诱发电位以N1(90ms)及P2(180ms)成分为主,闭眼和睁眼差异无显著性;新异刺激诱发电位以N2(207ms)及P3(313ms)成分为主,N2区域电位闭眼(0.01±0.71μV)较睁眼(-2.13±0.8μV)减小,差异显著(p<0.01);P3区域电位闭眼(4.16±1.08μV)较睁眼(4.78±1.20μV)减小,差异无显著性。
结论:静息闭眼状态Alpha区域能量明显高于睁眼,听觉诱发电位S2(P50)在20ms-39ms诱发区域电位小于睁眼,感觉门控△(S1-S2)较睁眼大;而在P300范式N2区域负向电位明显小于睁眼状态。