孔祥慧張萍淑吳小英元小冬△雷 軍王淑娟陶 莉張 健王 京

①中國.華北理工大學(xué)附屬開灤總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(河北唐山) 063000 ②河北省神經(jīng)生物機(jī)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(河北唐山) ③河北省唐山市神經(jīng)病學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 △通訊作者

正常成人在面孔識別過程中的腦事件相關(guān)電位特征*

孔祥慧①張萍淑②吳小英②元小冬②△雷 軍①王淑娟③陶 莉②張 健②王 京③

①中國.華北理工大學(xué)附屬開灤總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(河北唐山) 063000 ②河北省神經(jīng)生物機(jī)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(河北唐山) ③河北省唐山市神經(jīng)病學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 △通訊作者

目的:應(yīng)用腦事件相關(guān)電位(ERP)技術(shù)對于人的面孔識別機(jī)制進(jìn)行研究,為評價(jià)早期認(rèn)知功能障礙提供依據(jù)。方法:對30名正常志愿者進(jìn)行面孔識別ERP實(shí)驗(yàn),使用E-Prime軟件進(jìn)行面孔和房子等刺激目標(biāo)的程序編輯,采用64導(dǎo)Neuroscan腦電信號采集系統(tǒng)進(jìn)行腦電信號采集,并用Curry 7軟件進(jìn)行離線數(shù)據(jù)分析,應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件包統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果:P100波幅的性別主效應(yīng)顯著(F=9.529,P＜0.01),刺激類型主效應(yīng)顯著(F=7.365,P＜0.01)。P100的潛伏期性別主效應(yīng)顯著(F=6.967,P＜0.01),刺激類型主效應(yīng)顯著(F=13.270,P＜0.01)。N170潛伏期的性別主效應(yīng)顯著(F=48.356,P＜0.01),波幅和潛伏期的刺激類型主效應(yīng)也均顯著(F= 36.782,38.309;P＜0.01),其中面孔刺激的波幅和潛伏期均大于房子(-8.847±4.453、-6.787±4.730μv,162.356± 13.834、148.352±16.917ms;F=74.243,75.140;P＜0.01),倒立面孔波幅和潛伏期均大于正立面孔(P=0.010, 0.020),但倒立房子的波幅和潛伏期與正立房子均無顯著差異(P＞0.05)。VPP波幅的刺激類型主效應(yīng)顯著(F= 58.104,P＜0.01),電極部位主效應(yīng)顯著(F=9.136,P＜0.01)。N300波幅的性別主效應(yīng)顯著(F=10.936,P＜0.01),刺激類型主效應(yīng)顯著(F=4.595,P＜0.01),電極部位主效應(yīng)也顯著(F=6.396,P＜0.01)。結(jié)論:給予面孔視覺刺激后,首先同時(shí)在兩側(cè)大腦枕葉產(chǎn)生同等強(qiáng)度,沒有面孔翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的P100電位;隨后同時(shí)在兩側(cè)大腦顳枕部產(chǎn)生具有明顯右側(cè)大腦優(yōu)勢和面孔翻轉(zhuǎn)效應(yīng)的特異性N170;最后,在額中央?yún)^(qū)產(chǎn)生晚期對于面孔進(jìn)行分析加工的N300成分。

面孔識別;事件相關(guān)電位;P100電位;N170電位;VPP電位;N300電位

面孔作為非常特殊的視覺刺激源,除其包含的面孔固有形狀、五官等外在的物質(zhì)性特征外,還有性格、文化修養(yǎng)等內(nèi)在的人文和社會以及情緒等大量信息。因此,面孔識別功能是人類正常生活和工作的基本條件,也是人認(rèn)知功能的重要基礎(chǔ)和組成部分[1]。目前,對于面孔識別機(jī)制的研究已成為心理學(xué)和行為醫(yī)學(xué)關(guān)注的焦點(diǎn)[2]。自從1965年Sutton首次報(bào)道了腦的事件相關(guān)電位(event—related potential,ERP)以后[3],ERP已成為神經(jīng)心理學(xué)領(lǐng)域最重要的研究方法之一,被譽(yù)為“窺測精神之窗”,其中內(nèi)源性ERP已廣泛應(yīng)用于各種認(rèn)知機(jī)制的研究[4]。研究表明,當(dāng)人受到面孔或者非面孔視覺刺激后大約80～130ms之間在枕部出現(xiàn)明顯的正性P100成分,然后在130～200ms出現(xiàn)顳枕部為著的負(fù)性成分波,即N170,也可在額中央?yún)^(qū)出現(xiàn)與N170極性反轉(zhuǎn)的VPP[5]。也有報(bào)道在200～400ms之間可以出現(xiàn)與面孔識別密切相關(guān)的N300成分[6]。目前,國內(nèi)外大部分研究主要是對其中某一種或者兩種成分進(jìn)行研究,較少對于在整個(gè)面孔識別過程中從感知電位到認(rèn)知電位的產(chǎn)生特征以及性別等影響因素與之的關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)分析。我們試圖應(yīng)用ERP技術(shù)對于正常人在面孔識別過程的早、中、晚期產(chǎn)生電位成分的特征進(jìn)行研究,分析面孔識別的腦電生理學(xué)特征和機(jī)制,從而為臨床早期評估和診斷人的認(rèn)知功能障礙提供理論依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 對象

選擇30名正常志愿者,男14例、女16例,年齡23～67歲,平均(42.17±14.60)歲,均為右利手。文化程度:初中5例(16.7%),中專4例(13.3%),大專4例(13.3%),本科3例(10.0%),碩士研究生14例(46.7%)。所有志愿者的聽力和視力或糾正視力均正常,注意力、記憶力、社會能力也均正常。全部志愿者均無影響大腦功能的各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病和內(nèi)科疾病,無顱腦外傷史和精神疾病史,1個(gè)月內(nèi)無應(yīng)用各種鎮(zhèn)靜劑、興奮劑等影響腦功能狀態(tài)的藥物史。全部志愿者均簽訂知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)程序采用E-Prime軟件編程。實(shí)驗(yàn)共分為5組各40張圖片,分別為倒立面孔、正立面孔、倒立房子、正立房子以及紅色正方形方塊。實(shí)驗(yàn)均在ERP多功能實(shí)驗(yàn)艙中進(jìn)行,被試者靜坐于實(shí)驗(yàn)艙中,眼睛注視前方70cm處的17寸液晶顯示器中央,所有實(shí)驗(yàn)刺激均在顯示器的白色背景中呈現(xiàn)。在ERP實(shí)驗(yàn)前被試者首先進(jìn)行簡明精神狀況量表(MMSE)、Zung氏焦慮自評量表(SAS)、Zung氏抑郁自評量表(SDS)檢測,了解每位受試者的精神狀態(tài)。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)程序 在ERP實(shí)驗(yàn)正式開始前,每位被試者首先進(jìn)行預(yù)練習(xí),以增加其對整個(gè)實(shí)驗(yàn)程序的了解和依從性。實(shí)驗(yàn)開始后,被試者需要接受40 ×5共200個(gè)刺激。倒立面孔、正立面孔、倒立房子、正立房子、紅色正方形5種刺激隨機(jī)出現(xiàn)在屏幕中央。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語要求每位被試者對紅色正方形進(jìn)行計(jì)數(shù),而忽略其他4種刺激以增加其對實(shí)驗(yàn)的關(guān)注程度。每個(gè)刺激圖片的呈現(xiàn)時(shí)間為300ms,每兩個(gè)刺激圖片的間隔為1000ms。

1.2.3 ERP的記錄和分析 本實(shí)驗(yàn)所采用Neroscan公司的64導(dǎo)腦電記錄系統(tǒng),電極分布是在國際腦電圖協(xié)會通用的10-20系統(tǒng)基礎(chǔ)上構(gòu)成的。被試者佩戴64導(dǎo)電極帽,頭皮與電極之間的阻抗應(yīng)小于5KΩ。垂直眼電(VEO)由左眼上下1cm兩個(gè)電極記錄,兩眼外側(cè)1cm各一個(gè)電極記錄水平眼電(HEO),鼻尖為參考電極,接地電極為GND,采樣率為1000HZ。被試者的ERP結(jié)果采用Curry7軟件進(jìn)行離線數(shù)據(jù)分析,每次刺激截取的分析時(shí)間為-200ms～500ms,超過±100μv的腦電波將被剔除,將剩余刺激誘發(fā)的腦電波進(jìn)行疊加平均得到AVG格式的ERP數(shù)據(jù)。

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)選取電極點(diǎn)的位置和ERP成分的分析時(shí)間窗,P100(80～130ms)選取枕部的PO3、O1、O2、PO4電極,N170(130～200ms)選取枕顳部的O1、O2、P7、P8、PO7、PO8、TP7、TP8等8個(gè)電極,VPP(130～200ms)和N300(200～400ms)選擇額中央及其周圍部的FZ、F3、F4、CZ、C3、C4電極[7-8]。對所有的波形均進(jìn)行基線峰值測定。

1.3 統(tǒng)計(jì)處理

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,對所有被試者的倒立面孔、正立面孔、倒立房子和正立房子刺激的各個(gè)電極之間,以及每個(gè)電極的各種刺激的P100、N170和VPP、N300的波峰的幅值及潛伏期進(jìn)行重復(fù)測量方差分析。

2 結(jié) 果

2.1 認(rèn)知和精神狀態(tài)評定結(jié)果

MMSE評分為(29.83±0.531)分。焦慮自評量表(SAS)標(biāo)分為(36.57±7.099)分。抑郁自評量表(SDS)標(biāo)分為(40.73±6.982)分。

2.2 ERP的檢測結(jié)果

P100的方差分析波幅和潛伏期顯示性別主效應(yīng)均顯著(F=9.529,6.967;P＜0.01),男性的波幅和潛伏期高于女性(3.157±0.107、2.704±0.100μv, 101.618±0.955、98.166±0.893ms;F=9.450, 6.629;P＜0.05);刺激類型主效應(yīng)也均顯著(F= 7.365,13.270;P＜0.01),面孔刺激的波幅和潛伏期大于房子(F=13.066,74.243;P＜0.01);正立面孔的波幅和潛伏期顯著大于正立房子(P＜0.01),倒立面孔的波幅和潛伏期大于倒立房子(P＜0.01),但倒立面孔的波幅和潛伏期與正立面孔無差異(P＞0.05),倒立房子與正立房子也無差異(P＞0.05)。半球側(cè)別的主效應(yīng)也不明顯(F=2.42、0.34,P＞0.05),電極部位的主效應(yīng)也均不明顯(F=0.20, 0.20;P＞0.05)。

N170的方差分析顯示,波幅的性別主效應(yīng)不明顯(F=1.799,P＞0.05),但潛伏期主效應(yīng)顯著(F= 48.356,P＜0.01),男性潛伏期大于女性(159.970± 0.774、152.603±0.724ms;F=42.807,P＜0.01);其波幅和潛伏期的刺激類型主效應(yīng)均顯著(F= 36.782,38.309;P＜0.01),面孔刺激的波幅和潛伏期均大于房子(-8.847±4.453、-6.787±4.730μv, 162.356±13.834、148.352±16.917ms;F=74.243, 75.140;P＜0.01),其中倒立面孔波幅和潛伏期均大于倒立房子(P＜0.01),而且倒立面孔均大于正立面孔(P＜0.05),正立面孔也均大于正立房子(P＜0.01),但倒立房子的波幅和潛伏期與正立房子均無差異(P＞0.05)。N170波幅的半球側(cè)別主效應(yīng)顯著(F=10.054,P＜0.01),右側(cè)半球波幅高于左側(cè)(-7.662±5.027、-6.819±4.145μv;F=10.054,P＜0.01),但潛伏期的主效應(yīng)不顯著(F=0.976,P＞0.05)。N170波幅和潛伏期的電極部位主效應(yīng)顯著(F=17.918,3.134;P＜0.05),N170波幅在P8、PO8兩電極無顯著性差異,但均顯著性高于O2、TP8和P7、PO7電極(P＜0.01);P7、PO7電極之間無顯著性差異(P＞0.05),也與O1、O2電極無差異(P＞0.05),但高于TP7電極(P＜0.01)。N170潛伏期在TP8、TP7間無顯著性差異,但均長于O1、O2電極(P＜0.05),P7也長于O2電極(P＜0.05)。同時(shí),僅N170潛伏期的性別與刺激類型的交互效應(yīng)顯著(F=8.882,P＜0.01),見表1、2。

表1 面孔識別過程中誘發(fā)P100、N170、VPP、N300潛伏期的測定結(jié)果(±s)

表1 面孔識別過程中誘發(fā)P100、N170、VPP、N300潛伏期的測定結(jié)果(±s)

電極ERP波形 倒立面孔 正立面孔 倒立房子 正立房子O1 P100 104.800±11.825 102.670±11.906 93.270±11.776 96.930±10.269 O2 P100 102.700±12.092 103.230±8.533 90.700±14.003 95.930±15.918 PO7 N170 162.233±12.862 160.133±14.586 149.033±12.904 147.367±13.176 PO8 N170 163.900±13.545 160.067±14.631 143.500±14.989 143.167±15.461 FZ VPP 166.500±12.929 163.533±14.200 145.467±47.000 146.167±49.961 FZ N300 231.067±32.964 221.933±35.442 203.567±69.301 203.300±73.530 F3 VPP 165.800±14.894 163.000±15.324 145.900±49.079 143.233±47.396 F3 N300 230.933±37.246 220.667±37.963 200.633±71.621 196.733±74.443 F4 VPP 165.633±13.770 163.367±17.625 146.200±49.448 141.900±48.569 F4 N300 229.833±33.674 222.067±35.703 200.833±70.253 200.000±70.905 CZ VPP 166.567±16.414 161.700±19.754 144.667±51.243 150.633±54.319 CZ N300 224.367±33.604 215.133±36.219 196.333±72.679 198.100±76.152 C3 VPP 171.167±22.749 162.833±31.153 146.700±56.515 148.667±57.353 C3 N300 223.100±48.031 208.200±42.903 194.000±75.377 191.733±75.983 C4 VPP 166.933±23.279 160.533±25.079 145.067±56.854 147.133±55.173 C4 N300 222.500±47.161 213.967±35.983 190.267±73.019 189.600±75.472

VPP波幅方差分析顯示,性別主效應(yīng)不顯著(F =0.261,P＞0.05)。刺激類型主效應(yīng)顯著(F= 58.104,P＜0.01),面孔刺激波幅大于房子(3.753± 2.590、1.663±1.866μv;F=154.265,P＜0.01);倒立面孔波幅大于正立面孔(P＜0.01),倒立面孔大于倒立房子(P＜0.01),但倒立房子和正立房子無差異(P＞0.05)。性別與刺激類型交互效應(yīng)顯著(F =12.552,P＜0.01)。電極部位主效應(yīng)顯著(F= 9.136,P＜0.01),FZ與CZ兩電極之間無顯著性差異(P＞0.05),但兩電極均顯著高于其他電極(P＜ 0.01),見表2。VPP潛伏期方差分析顯示性別主效應(yīng)顯著(F=146.559,P＜0.01),男性潛伏期長于女性(172.440±25.607、140.470±44.029ms,F= 136.721,P＜0.01)。刺激類型主效應(yīng)顯著(F= 15.614,P＜0.01),面孔刺激潛伏期大于房子(164.800±19.565、145.980±51.283ms,F= 42.321,P＜0.01);倒立面孔潛伏期大于倒立房子(P＜0.01),但倒立面孔與正立面孔之間,倒立房子與正立房子間無顯著性差異(P＞0.05),見圖1。

表2 面孔識別過程中誘發(fā)P100、N170、VPP、N300波幅的測定結(jié)果(±s)

表2 面孔識別過程中誘發(fā)P100、N170、VPP、N300波幅的測定結(jié)果(±s)

電極ERP波 倒立面孔 正立面孔 倒立房子 正立房子O1 P100 3.417±1.732 2.993±1.386 2.531±1.605 2.289±1.417 O2 P100 3.833±2.194 3.218±1.798 2.675±2.117 2.524±2.111 PO7 N170 -9.360±4.025 -9.085±4.613 -7.733±4.729 -7.570±5.026 PO8 N170 -11.460±5.607 -10.610±5.510 -9.149±6.161 -8.724±6.464 FZ VPP 5.323±2.540 4.271±2.240 1.933±2.011 2.239±1.732 FZ N300 -3.091±2.520 -2.802±2.426 -1.721±1.582 -1.535±2.144 F3 VPP 3.749±2.170 2.661±1.945 1.373±1.429 1.555±1.404 F3 N300 -2.170±1.955 -2.050±2.122 -1.202±1.421 -1.266±1.705 F4 VPP 4.207±2.051 3.561±1.832 1.625±1.749 1.670±1.348 F4 N300 -2.834±2.413 -2.635±2.454 -1.633±1.334 -1.493±1.770 CZ VPP 5.279±3.103 4.369±2.835 1.898±2.382 2.052±1.993 CZ N300 -3.005±3.161 -3.064±3.286 -2.170±2.220 -1.991±2.621 C3 VPP 3.055±2.761 2.146±2.389 1.285±1.920 1.452±1.982 C3 N300 -2.341±2.498 -2.070±2.630 -2.032±2.000 -1.869±2.480 C4 VPP 3.471±2.697 2.943±2.485 1.427±2.506 1.426±1.610 C4 N300 -2.691±2.686 -2.607±2.745 -1.996±2.300 -1.738±1.991

圖1 面孔識別過程中誘發(fā)ERP主要相關(guān)電位的總平均圖和腦電地形

N300的波幅方差分析顯示性別主效應(yīng)顯著(F =10.936,P＜0.01),男性波幅低于女性(-1.924± 2.187、-2.520±2.462μv;F=11.250,P＜0.01);刺激類型主效應(yīng)顯著(F=4.595,P＜0.01),面孔刺激波幅高于房子(-2.613±2.585、-1.843±2.008μv;F= 19.072,P＜0.01),倒立面孔和正立面孔波幅均高于倒立房子和正立房子(P＜0.01),但倒立面孔與正立面孔、倒立房子與正立房子之間均無顯著性差異(P＞0.05);電極部位主效應(yīng)顯著(F=6.396,P＜0.01),FZ與CZ電極之間的波幅也無顯著性差異(P＞0.05),但均與F3電極之間有顯著性差異(P＜ 0.05)。N300潛伏期方差分析結(jié)果顯示,性別主效應(yīng)顯著(F=64.172,P＜0.01),男性潛伏期大于女性(229.852±48.656、203.995±38.064ms;F= 61.759,P＜0.01);刺激類型主效應(yīng)顯著(F= 12.032,P＜0.01),倒立面孔和正立面孔刺激均大于倒立房子和正立房子(P＜0.01),倒立面孔刺激時(shí)大于正立面孔(P＜0.05),但倒立房子與正立房子之間無顯著性差異(P＞0.05);電極部位的主效應(yīng)不顯著(F=1.607,P＞0.05),性別與刺激類型之間的交互效應(yīng)顯著(F=3.223,P＜0.05),見圖1。

3 討 論

本研究ERP研究結(jié)果顯示,當(dāng)給予正常人面孔、房子等視覺刺激后在80～130ms可在其兩側(cè)大腦枕葉同時(shí)產(chǎn)生P100電位,并受性別和目標(biāo)刺激物的性質(zhì)影響,但與目標(biāo)刺激物正立或倒立視空間方位沒有關(guān)系,這反映了大腦皮層對于目標(biāo)刺激物的早期感知過程[9]。到130～200ms時(shí)則同時(shí)在兩側(cè)大腦顳枕部以PO8/P8、PO7/P7電極區(qū)域?yàn)橹?產(chǎn)生了具有明顯右側(cè)大腦優(yōu)勢表現(xiàn),并與目標(biāo)面孔的結(jié)構(gòu)特征及其視空間方位密切相關(guān)的N170成分;同時(shí),還在以FZ電極區(qū)域?yàn)橹鞯拇竽X額中央?yún)^(qū)產(chǎn)生與性別明顯相關(guān)的VPP電位,它對于人的面孔及其空間方向的識別同樣具有很高的敏感性和特異性,構(gòu)成了大腦對于面孔目標(biāo)結(jié)構(gòu)識別編碼的中期過程。在此基礎(chǔ)上,于200～400ms時(shí)進(jìn)一步在以CZ、FZ電極為中心的額中央皮層區(qū)引發(fā)與性別、刺激目標(biāo)的性質(zhì)等內(nèi)在特征有關(guān)的N300成分,它不受刺激目標(biāo)的空間方向等外部因素變化的影響,完成對目標(biāo)內(nèi)在固有特征信息的分析加工,使刺激目標(biāo)在人腦形成全面、系統(tǒng)的印跡,為最終實(shí)現(xiàn)大腦的記憶和應(yīng)答功能奠定了基礎(chǔ)[10]。本項(xiàng)研究結(jié)果顯示正常男性兩側(cè)大腦皮層枕葉視覺中樞對于各種刺激目標(biāo)物像的感知速度雖然沒有女性快速和敏銳,但所引起的以P100波幅為代表的腦電生理反應(yīng)強(qiáng)度卻明顯高于女性。同時(shí),正常人在受到人的面孔和房子這兩種不同性質(zhì)的視覺目標(biāo)刺激時(shí),在其兩側(cè)枕葉皮層產(chǎn)生P100的時(shí)間和強(qiáng)度明顯不同。當(dāng)受到面孔這種需要形成五官主要差異特征印跡的目標(biāo)刺激,其產(chǎn)生P100的潛伏期要明顯長于房子這種較簡單刺激目標(biāo),引發(fā)P100波幅也明顯高于房子,但無論是P100的潛伏期還是波幅均與面孔和房子這些不同復(fù)雜程度目標(biāo)是正立還是倒立放置的視空間方向外部特征沒有關(guān)系,提示在面孔刺激的早期感知階段沒有出現(xiàn)面孔翻轉(zhuǎn)效應(yīng)。同時(shí),相同刺激目標(biāo)在兩側(cè)半球枕葉引發(fā)P100的潛伏期和波幅相同,沒有明顯的半球優(yōu)勢表現(xiàn),并且性別、刺激目標(biāo)類型、大腦半球側(cè)別、電極部位之間沒有明顯的交互作用效應(yīng),說明P100反映了視覺目標(biāo)在大腦視覺中樞的早期感知過程,受性別和刺激目標(biāo)的類型影響,但無半球優(yōu)勢側(cè)表現(xiàn)和面孔的翻轉(zhuǎn)效應(yīng)。與其它的研究報(bào)道相同[11]。

本項(xiàng)研究表明,在給予面孔和房子等不同性質(zhì)的刺激目標(biāo)誘發(fā)了P100電位后,隨繼在其雙側(cè)顳枕部誘發(fā)出具有明顯右側(cè)半球優(yōu)勢表現(xiàn)的N170負(fù)成分。這種N170成分具有男性的潛伏期明顯長于女性,但產(chǎn)生的波幅在兩性間沒有差異,提示男性雖然對于目標(biāo)結(jié)構(gòu)識別加工的能力與女性沒有差異,但速度要比女性慢。同時(shí),不同目標(biāo)刺激產(chǎn)生的N170具有不同的特征[12]。在本項(xiàng)研究中,不但面孔目標(biāo)刺激產(chǎn)生N170的波幅和潛伏期均明顯大于房子,而且倒立面孔刺激時(shí)產(chǎn)生的波幅和潛伏期也均大于正立面孔,但是正立房子與倒立房子之間則沒有區(qū)別,說明大腦中樞進(jìn)行的中期N170面孔結(jié)構(gòu)識別加工階段具有特異性的面孔翻轉(zhuǎn)效應(yīng)。這與其它的研究報(bào)道相同[13]。同時(shí),在這一過程中可見額中央?yún)^(qū)電極處產(chǎn)生與N170極性相反的VPP電位,其潛伏期類似于N170。有報(bào)導(dǎo)VPP與N170具有相同的大腦發(fā)生源和均與面孔及其空間方向有明顯的聯(lián)系[14]。本項(xiàng)研究也證實(shí)在倒立面孔刺激時(shí)的VPP波幅最大,而且正立面孔刺激時(shí)的波幅明顯高于正立房子刺激,但正立房子與倒立房子刺激產(chǎn)生的VPP波幅沒有差異,且男性的VPP波幅高于女性。因此,N170和VPP成分均與面孔固有結(jié)構(gòu)特征及其視空間方位具有特定的聯(lián)系,是反映大腦進(jìn)行中期面孔結(jié)構(gòu)識別加工的重要指標(biāo),這對于早期認(rèn)知功能障礙患者的評價(jià)具有重要作用[15]。

當(dāng)大腦完成了接受面孔刺激信號的N170加工階段以后,可進(jìn)一步在額中央腦區(qū)記錄到N300負(fù)成分。有報(bào)道該成分在非面孔刺激時(shí)不能誘發(fā)出或產(chǎn)生的很小[16]。然而,我們的結(jié)果顯示僅有兩例在房子刺激時(shí)沒有誘發(fā)出N300成分,同時(shí)具有面孔刺激引起的N300波幅明顯高于房子,但倒立面孔產(chǎn)生的波幅與正立面孔以及倒立房子與正立房子之間并沒有明顯的區(qū)別,N300潛伏期同樣具有面孔刺激時(shí)明顯大于房子,但在倒立面孔刺激時(shí)的潛伏期大于正立面孔,而倒立房子與正立房子之間沒有明顯的區(qū)別的特點(diǎn),這表明大腦在此階段對于面孔內(nèi)含信息的分析加工要比房子激活的皮層中樞強(qiáng)度更高,但面孔視空間位置變化主要引起N300潛伏期的延長而不引起中樞皮層激活強(qiáng)度的升高。因此, N300并不是僅反映大腦對于面孔目標(biāo)刺激物進(jìn)行后期分析加工的指標(biāo)。

因此,人的面孔識別作為大腦皮層認(rèn)知功能的重要組成部分和基礎(chǔ),無論是其早期的面孔視覺感知過程,還是中期目標(biāo)面孔結(jié)構(gòu)的識別加工以及晚期對于目標(biāo)面孔的分析編碼的機(jī)制均需要進(jìn)行更深入的研究。

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Research on Characteristics of ERP in Normal Adult Face Recognition

KONG Xianghui,ZHANG Pingshu,WU Xiaoying,et al
Department of Neurology,Affiliated Kailuan General Hospital of North China University of Science and Technology,Tangshan 063000,China

Objective:To explore a basis for evaluating early cognitive dysfunction by studying the brain mechanism in face recognition revealed by Event-related Potential(ERP).Methods:ERP experiments on face recognition were carried out in 30 normal volunteers.The E-Prime software was used to make a program editor of stimulating objects,such as faces and houses.Using a 64 Channel Neuroscan EEG Signal Acquisition System to collect EEG signals and the Curry7 software to carry out an offline data analysis.Finally,all data were analysised by the SPSS17.0 statistical software.Results:P100 amplitudes showed significant main effects of genders(F=9.529,P＜0.01)and stimulus types(F=7.365,P＜0.01);P100 latency showed significant main effects of genders(F=6.967,P＜0.01)and stimulus types(F=13.270,P＜0.01).N170 latency showed significant main effects of genders(F=48.356,P＜0.01);Besides,N170 amplitudes and latency showed significant main effects of stimulus types(F=36.782,38.309,P＜0.01). Among them,the amplitudes and latency stimulated by the face were larger than those stimulated by the house(F= 74.243,75.140;P＜0.01);the amplitudes and latency stimulated by the inverted face were larger than those stimulated by the upright face(P＜0.05);but there were no differences in the amplitudes and latency stimulated by the inverted house and the upright house(P=0.054/0.414).VPP amplitudes showed significant main effects of stimulus types(F=58.104,P＜0.01)and electrode sites(F=9.136,P＜0.01).N300 amplitudes showed significant main effects of genders(F=10.936,P＜0.01),stimulus types(F=4.595,P＜0.01)and electrode sites(F=6.396,P＜0.01).Conclusion:After the volunteers is given face visual stimulus,occipital lobe on both sides of the brain simultaneously generates P100 electric potential with the same intensity and without faces flip effects.Then cerebral tempo-ral occipital regions on both sides of the brain simultaneously generate special N170 with obvious advantages of the right side of the brain and faces flip effects.Finnaly,frontal region generates N300 ingredients reflecting the later analysis and processing of faces.

Face recognition;ERP;P100 electric potential;N170 electric potential;VPP electric potential;N300 electric potential

R395.9

A

1005-1252(2017)01-0021-06

10.13342/j.cnki.cjhp.2017.01.006

2016-10-12)

http://www.cjhp.com.cn/

河北省醫(yī)學(xué)適用技術(shù)跟蹤項(xiàng)目(編號:G2015075)