p300

事件相关电位中P300电位研究现状

邓炳海吴宗耀教授审校

1 概论

于1965年Sotton最早发现，在“认知”某种靶刺激时（奇异刺激），可从

头皮记录到一组波，主要有N

1、P

2

、N

2

、P

300

（P

3

），统称事件相关电位（ERP）。

以后研究发现P3是认知功能中最主要成份，即在刺激后300ms时从头顶部记录到的一个阳性电位。

ERP是一种特殊的诱发电位，属于近场电位，它和惯用的诱发电位不同：（1）被试者需处于清醒状态。（2）至少2种以上刺激序列，而不是单一刺激。（3）

ERP的构成分外源性成份N

1、P

2

波和内源性成份N

2

、P

3

波。（4）内源性成份不受

刺激的物理特性影响，而外源性成份易受刺激物理特性影响。

内源性成份和认知功能密切相关，被认为是“展示”、“窥视”心理活动的一个窗口，是大脑对外来信息加工处理时特有的电位，又称“认知”电位（Cognitive potential），由于P

300

电位在ERP中具有特殊意义，受到了学者

们广泛注意，大量的临床研究亦发现并证实，在认知功能损害的有关疾病中，P

300潜伏期和波幅亦发生相应改变［1］，为有认知功能损害疾病的诊断和评估预后提供了一个重要客观的辅助手段。

2 P300电位的生理学研究

有学者研究提出；P

300

潜伏期反映被测试者从接受信息到做出反应的时限，

并独立于反应选择和完成过程，而另外的意见则是：P

300

只涉及从刺激到认知加工过程，不包括反应决定和反应执行，是对刺激进行识别和编码后形成新的信息

存储起来的过程。学者Donchin［3］认为P

300

潜伏期反映了记忆场合更新时，对刺

激辩认速度和选择过程，波幅取决于受试者对场合更新的量，并认为P

3

波愈明显、波幅愈大，其内容被记住的可能性也愈大。

3 P300电位的影响因素

3.1 任务相关性影响P

300

电位的波幅和潜伏期与任务成正相关，是其它诱发电位所没有的，对靶刺激能作出反应，是ERP试验的主要内容。有文献报道：靶刺

激比非靶刺激引出的P

300

电位潜伏期短，波幅较之亦高。任务难度大小，可影响

到潜伏期和波幅变化，难度越大，P

300

电位越明显。另外，完成试验后有无奖励，

即刺激的鼓励价值亦影响到P3波。近年来有关主动P

300电位和被动P

300

电位的研

究引起人们的关注。研究认为，不管是主动和被动均能引出P

300

成份，只是前者波幅更大，这样将EPR应用于无法合作的患者（如严重痴呆、精神分裂症、昏迷等严重认知损害者），即当主动任务相关条件不具备时，被动试验也可作为一种检测手段而应用于临床。

3.2 刺激性质的影响刺激形式不同，产生的P

300

亦不同，躯体刺激的P3潜伏

期最短，听觉刺激产生的P

3稍长，视觉刺激产生的P

3

最长，但听觉刺激产生的

P

300

较稳定，变异小，波形易辩认，无视力影响因素，目前较广泛应用。另外，

刺激强度大，间期越长，P

300

波幅越大，而潜伏期一般无变化。靶刺激概率越小

P 300波幅越大，概率小于0.3，即能诱发出足够显著的P

300

波幅而对潜伏期无影响。

还有一种刺激称为“新奇刺激”即除了靶和非靶刺激的随机编排外，另外编排一种不同于前两者的刺激，使被试者感到意外和突然，可引出明显的P

3

波。吴宗

耀报道［2］：P

3a 用单一刺激可诱发，而P

3b

只有用奇异刺激才能诱发，说明P

3a

和

P 3b 在认知过程不同源，P

3b

的源可能在海马或接近海马，P

3a

可以独立存在，而P

3b

不能脱离P

3a 存在，说明P

3b

涉及的是后一个心理过程，是以P

3a

涉及的处理过程

为前提。

3.3 年龄因素的影响研究认为P

300

电位波幅和潜伏期与年龄变化呈负相关，

从10岁左右，随着年龄的增长，P

300

潜伏期逐级缩短，波幅逐渐增高，20岁左

右时P

300潜时最短波幅最高，此后随年龄增长，P

300

潜伏期又以每年1～2ms的幅

度增宽，波幅渐降低，至于性别和文化程度认为P

300

无显著影响。

3.4 遗传因素的影响近来研究发现：单卵双胎者P

300波型几乎一样，和P

300

波

幅，潜伏期高度相关，在无任务条件下单卵双胎比双卵的P

300

波型更一致，这些

研究结果有力的表明P

300

有着遗传基础，并认为遗传因素对波型的相关性大于潜伏期的相关性。

3.5 睡眠因素的影响国内尚未见有关睡眠对P

300

影响的报道，国外有学者提

示，发作性睡眠患者的P

1波幅增高，P

3

波幅下降，前者是由于嗜睡者更需要较大

的注意力来完成任务辨认，而后者可能系主动辨认的精力不足。维持觉醒状态的肌张力增加，也影响这一成份。国外学者在应用行为，EEG技术同步研究睡眠各期，并观察ERP成份动态变化，结果发现：睡眠早期P

3

潜伏期增加，波幅下降，

N 2波幅增高。睡眠晚期N

2

波幅下降，P

3

波缺失，故认为行为定义的不同醒觉水平

影响ERP晚成份，N

2

波幅增高发生在睡前行动反应变慢期，因此建议可作为睡眠

前期的指标，并分析觉醒和睡眠期，N

2成份均与脑自动处理有关，后者N

2

是重复

刺激所产生的特有的非模式的自动成份，可为被动注意过程激活的前期机制标

志，在睡眠Ⅰ－Ⅳ期持续存在，而与认知过程有关的P

300

成份只发生在Ⅰ－Ⅲ期，

而在Ⅳ期则消失。由变异刺激诱发的P

3

，在睡眠Ⅲ期和醒态显示同样的头颅分布，

该电位在Ⅳ期睡眠的消失，说明与P

3

产生的记忆和识别过程依赖一定醒觉水平。

但另有人报道，由醒觉到睡眠的P

300

只是潜伏期增加，波幅下降，然而在各睡眠

期并无差异，并认为睡眠P

300电位与醒觉P

300

电位一样，仍有认知过程的存在，

P

300

潜伏期的增加，只说明在睡眠中认知过程变慢。但目前大多数学者仍认为，

在深睡期P

300电位缺失，而在浅睡期P

300

电位仍存在，只是潜时延长，波幅下降。

4 P300电位的检测方法

诱发P

300

电位通常是通过视、听、体感来辨认两种以上的刺激，对随机编成的刺激序列，用不同音调声音，不同颜色的闪光图像，不同部位的感觉刺激来作出反应，被试者反应的方法可是默计该刺激出现的次数，或按键。要求被试者做出反应的刺激为靶刺激，反之则为非靶刺激。一般刺激间隔为1～3s，持续时间为20～100ms，记录电极置于国际脑电学会10/20系统的Cz、Pz处，参考电极