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在帕金森病中，N100潜伏期改变与工作记忆障碍相关
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2024-01-30 16:44:00 发布者: 查看:
在本研究中，我们对18例PD患者和24例健康对照者进行了EEG和ERPs检查，以研究两组之间的神经生理差异。
1.研究背景
①在帕金森氏病（Parkinson’s disease,
PD）中，研究的主要焦点一直是P300的晚期成分，在帕金森氏病-轻度认知障碍（Parkinson’s disease - Mild
Cognitive Impairment, PD - MCI）和帕金森病痴呆（Parkinson’s disease dementia,
PDD）中，P300的潜伏期通常会延长，或者可能完全没有反应。也发现P300潜伏期和振幅与神经心理障碍相关，如受损的执行功能和言语流畅性，这表明P300的改变反映了PD的额叶功能障碍。
②以前对PD中N100-和P200潜伏期的研究很少，而且结果是矛盾的。P200反应被认为是反映了有意识的刺激的加工过程，在帕金森病中，这一过程往往受损或至少减慢。因此，在一些研究中，P200的潜伏期被延长了，但也有报告出正常的结果。而且N100潜伏期在一些关于PD的研究中也被报告为正常。这是相当出乎意料的，考虑到N100潜伏期最有可能表明刺激检测，因此，是一个衡量注意力的指标。它和工作记忆相关联，通过探测对有意义感官信息的注意和阻断多余的刺激。在帕金森病中，持续注意和忽视无关刺激经常受到损害，工作记忆也是如此。考虑到PD中常见的认知缺陷，以及P200-和N100潜伏期被认为是测量认知的过程，人们会期望发现P200-和N100潜伏期与神经心理测试表现之间的某种关联。
③在本研究中，我们对18例PD患者和24例健康对照者进行了EEG和ERPs检查，以研究两组之间的神经生理差异。我们假设在患者组中会有诱发反应电位的改变，这些改变会反映认知的改变。因此，还对患者进行了神经心理检查。
2.研究方法
2.1 被试
18名PD患者和24名健康对照者。
表1. 患者和对照组的人口统计学特征以及N100和P200电位的潜伏期和波幅
2.2 实验材料
传统神经心理测验量表和计算机任务。
2.3 数据采集和处理
EEG记录：
使用认知EEG/ERP系统3.3 (ANT Neuro, Enschede, The
Netherlands)进行EEG记录和刺激诱发ERP。EEG记录采用64通道主动屏蔽技术脑电帽，电极分布遵循国际10-10系统，电极材料Ag/AgCl
(ANT)和采样频率为256 Hz的DC-放大器REFA-64
(ANT)。Cognitrace的放大器使用内置的平均参考，它是为直流(DC)测量构造的，因此不用高通滤波。阻抗尽可能地低，结合EEG记录不同刺激和反应的时间，同时记录眼电(EOG)和心电(ECG)。
EEG-ERP分析：
采用ASA
4.8.0(ANT)软件离线分析，仅用国际10-20系统的通道(Fp1、Fp2、F7、F3、Fz、F4、F8、T3、C3、Cz、C4、T4、T5、P3、Pz、P4、T6、O1、O2)。在进一步分析之前，首先对所有数据进行目测检查，去除带有过多伪迹通道。使用ASA软件版本4.6.2.0
(ANT)对记录信号进行预处理和分析。EEG信号以0.3-30
Hz进行带通滤波。通过一种基于空间滤波的算法去除眨眼伪迹。手动选择的每个记录的眨眼信号，至少10个。伪迹校正后，再重新参照平均值并进行数字滤波(高通0.5
Hz，低通30 Hz, 24 dB/倍频)。在计算平均波形前，排除±75 μV以外的信号。
连续的EEG数据被离线转换为600ms每个epoch，从每个刺激开始前100
ms开始。最后，以刺激前100ms作为基线，对平均波形进行基线校正。听觉刺激诱发N100 (Cz)和P200
(Cz)的波幅和潜伏期分别在刺激后60-170 ms和100 - 260
ms的时间间隔内达到最大负波和最大正波。自动峰值检测的结果由手动验证，必要时进行修正。N100的习惯化被计算为一对在0.5 ms
ISI下的第一个和第二个音调引起的振幅之间的差异。
神经心理测验：
传统心神经心理测验和计算机任务。
贝克抑郁量表（Beck Depression Inventory, BDI-II），韦氏成人智力量表（Wechsler Adult
Intelligence Scale Revised , WAISR）：视觉空间任务，数字广度任务，数字符号任务，逻辑记忆，语言流畅性测试。
传统测验中使用行为障碍综合症（Behavioral Assessment of the Dysexecutive syndrome,
BADS）测验中的Trail Making 和 Rule Shift Cards测验。计算机任务包括，反应时任务，测试simple-,
two-choice 和
ten-choice-tasks。使用减法、陈述验证和Stroop任务来评估受控的认知加工和注意力，警觉性任务被用来测试持续性注意力。
统计分析：
使用IBM SPSS 20分析。由于样本容量小，部分数据非正态分布，仅采用非参数检验。采用多个独立样本的Kruskal
Wallis检验分析神经心理学表现的总体方差。N100潜伏期中位数、P200潜伏期中位数和N100振幅习惯中位数分别作为分组变量进行分析。用Mann-Whitney检验比较N100和P200的平均潜伏期和波幅，用Spearman
rank来计算神经生理和神经心理参数之间的相关性。
3.实验结果
与对照组相比，PD组的N100潜伏期延长，具有边缘明显性（Mann-Whitney,
p=0.05）。两组在N100和P200潜伏期或波幅上没有明显差异。图1显示了患者和对照组的ERP平均数据。与患者相比，对照组的N100振幅的习惯化更明显，尽管这一发现没有达到统计学意义。
图1.在中央(Cz)电极位置测量对一对音调(ISI=0.5s)中的第一音调(黑色)和第二音调(灰色)作出反应的听觉事件相关电位
在Kruskal Wallis测试中，几种神经心理测试的表现根据N100潜伏期和振幅习惯化而变化，但与P200潜伏期没有差异。Kruskal
Wallis检验结果见表2。
表2. Kruskal–Wallis 方差分析结果
在病人组，N100潜伏期与延迟的视觉再现任务表现负相关，与单词列表的即时回忆成绩负相关。N100振幅的习惯化与视觉再现任务表现正相关。根据延迟的视觉再结果的中位数分为两组，中位数以上的病人组N100潜伏期较短，习惯化较强。N100潜伏期或习惯化与年龄、诊断的疾病持续时间、UPDRS-motor
分数和日常levo-dopa。
表3. N100潜伏期和振幅习惯化在患者组的差异在延迟视觉再现测试中
4.结论
①延长的N100潜伏期和较差的波幅习惯化与PD的视觉工作记忆之间有着令人关注的联系。
②研究增加了对帕金森病工作记忆损害机制的认识，并证实了之前的发现，即注意力和工作记忆容量之间的联系。
③到目前为止，还没有足够的信息来判断ERP测量的临床应用是否有助于诊断帕金森病的认知衰退和痴呆。
5.参考文献及DOI号
Annanmaki, T. , Palmu, K. , Murros, K. , & Partanen, J. . (2017).
Altered n100-potential associates with working memory impairment in
parkinson's disease. Journal of Neural Transmission, 124(3),
1197-1203.
DOI：10.1007/s00702-017-1758-z
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