通过P300采用高密度脑电分析精神分裂症和听觉语言障碍患者对经颅磁刺激的神经反应

2022-01-18 14:04:00 发布者: 查看:
精神分裂症是一种复杂的疾病,目前关于它的很多方面仍是未知的。像经颅磁刺激(TMS)等一些潜在的治疗方法尚未被利用,部分原因是行为反应的可变性。这可以通过使用生物标记反馈来克服。

1. 研究背景

精神分裂症是一种复杂的疾病,目前关于它的很多方面仍是未知的。像经颅磁刺激(TMS)等一些潜在的治疗方法尚未被利用,部分原因是行为反应的可变性。这可以通过使用生物标记反馈来克服。然而,已有研究表明,重复性经颅磁刺激(rTMS)可以缓解精神分裂症的阳性和阴性症状,特别是幻听症状(AVH)。

2. 研究方法

2.1 被试

10名带有耐药性幻听的精神分裂症患者参与了本项研究,他们被分为两组,其中治疗组(TG)的患者按照国际10-20电极定位标准,在左侧T3-P3电极点接受1Hz的重复性经颅磁刺激治疗,每天做10组,每组有900次脉冲,而控制组(CG)则在Cz电极点接受同样的治疗。

2.2 实验流程

实验采用了P300的Oddball听觉范式,分别在经颅磁刺激前与经颅磁刺激一周后对患者进行实验。脑电的采集时间在11点至14点之间,采集时长持续1小时,被试带着耳机闭眼坐着,耳机里面以双声道播放两种听觉刺激,分别为常见的刺激(F)以及罕见的刺激(R),F播放的次数为160次,而R播放的次数为40次,听觉刺激之间的间隔时间为1.1s,实验开始前每个被试可以调整声音的大小。要求被试做的是专注于罕见的刺激,而不需要计数或移动手指。

脑电数据采集流程 

图1. 数据采集与预处理流程

2.3 数据处理与分析

本研究通过256通道的系统采集了被试在完成Oddball任务时的脑电数据,采样率为1024Hz,以左右乳突的平均值进行重参考,带通滤波的频段设置为0.5-70Hz,带阻滤波的频段设置为49-51Hz。

脑电预处理与分析 

图2. 预处理与分析流程

脑电数据结果与来自心理症状评定量表(PSYRATS)的幻听子量表(AHS)、生活质量量表(QoLS)和抑郁、焦虑和压力量表(DASS)所得出的临床结果进行关联比较。

3. 研究结果

总体上,研究结果显示被试之间的差异独立于他们所属的组别。重复性经颅磁刺激之后,时域方面的数据显示出更高的N1-P3振幅,频域方面的数据表明在alpha和beta频段具有更高的功率谱密度(PSD),连接分析显示在beta波段有更高的脑网络整合性(使用参与系数进行量化)。

4. 结论

在进行经颅磁刺激后,大多数患者在心理测量数据和神经生理学定量数据上都出现了进步的情况,而且这与刺激大脑的部位无关。通过参与系数、alpha和beta能量带发现大脑连接性与心理测量得分高度相关。对于定量神经生理学参数的定义来说,每一个领域所进行的重复性经颅磁刺激后趋势的识别是评估rTMS治疗的第一步。

5. 文献及DOI号

Aubonnet, R., Banea, O. C., Sirica, R., Wassermann, E. M., Yassine, S., Jacob, D., … Jónasson, V. D. (2020). P300 Analysis Using High-Density EEG to Decipher Neural Response to rTMS in Patients With Schizophrenia and Auditory Verbal Hallucinations. Frontiers in Neuroscience, 14, 575538.