年龄相关性认知功能衰退是正常衰老的一部分,但一些人群认知能力的下降超过了他们的年龄范畴,这可能与阿尔茨海默病(Alzheimer'sdisease,AD)的早期阶段相关。随着老龄化形势日益严峻,AD发病也在逐年上升,给家庭和社会造成了沉重的负担。因此,将认知功能衰退的研究窗口前移就显得尤为迫切。有研究表明,经常遭受负性情绪应激的高神经质人群可能会加速认知功能衰退[1]。缓衰益智是中医学的优势领域,早在《黄帝内经》中就对认知功能衰退有了深刻的认识,如《灵枢·天年篇》记载“六十岁,心气始衰,苦忧悲……八十岁,肺气衰,魄离,故言善误”。中医学认为长期情志不畅引起气机失调,造成肝失疏泄,气血津液运行失常,脑髓失其清明,渐成痴呆,如清代陈士铎认为“然而呆病之成,必有其因,大约其始也,起于肝气之郁”[2]。抑制控制是执行功能的核心成分之一,指个体控制自己的行为、思想、情绪等以抵抗来自内部的强烈倾向或外部诱惑,进而做出更恰当行为的能力[3]。抑制控制在儿童学龄前期开始发展,到了青少年后期逐渐趋于稳定,进入老年阶段逐渐下降[4]。本实验借助事件相关电位技术(event-related potentials,ERPs)探索随增龄作用肝失疏泄的高神经质人群对抑制控制影响的神经电生理机制,以期为中医脑老化研究探寻早期敏感指标和实证依据,丰富治未病内涵,为促进健康老龄化提供新思路。本研究经河南中医药大学第一附属医院伦理委员会批准,编号:2019HL-136-01。

1、资料

1.1一般资料

研究对象为2019年9月至2021年12月在河南省郑州市(河南中医药大学家属院、凤凰路社区、陇东社区、贾岗社区等),河南省周边县市(巩义市区,洛阳市的伊川县城、平等乡,上蔡县的洙湖镇、东岸乡,通许县城)招募的26～65岁正常人群志愿者。

1.2纳入标准

26～65岁母语为汉语的中国人,右利手;视觉、听觉能力满足实验要求;日常生活能力正常。

1.3排除标准

痴呆、癫痫、帕金森、脑卒中、严重头部外伤及重要脏器病变等影响认知功能的患者;严重心理精神疾病患者(抑郁证、焦虑证)等。

2、方法

2.1分组

根据艾森克人格问卷(eysenckpersonality questionnaire,EPQ)成人版量表N维度得分对符合纳入标准的被试者进行分组,N>61.5且L<61.5为高神经质组(肝失疏泄组);N<38.5且L<61.5为低神经质组(肝主疏泄组),作为对照组。将2个组被试者以每10岁为1个年龄段,分为26～35岁、36～45岁、46～55岁、56～65岁4个连续年龄段,每段30例。对同年龄段内的2个组被试者按照同性别、年龄(±1.5岁)、受教育年限(±1.5年)进行1:1匹配。

2.2材料与设计

以Stroop开发的色-词Stroop范式为本研究的实验范式。

实验材料:刺激材料为3个中文颜色词(红、黄、绿),每次刺激只呈现1个汉字。

实验程序:首先在屏幕中央看到1个持续300～500 ms的注视点“+”,之后黑屏300 ms,然后出现持续500 ms的目标汉字,随后是1500 ms的按键反应时间,要求在刺激呈现后的2000 ms内进行反应。实验包含字义与字的颜色一致性及字义与颜色不一致(冲突)2个任务。值得注意的是,在一致任务中该词墨水颜色与字义一致;在冲突任务中,呈现3个颜色词字义与墨水颜色不匹配。色-词Stroop范式要求被试者判断字的颜色,而忽略字义,根据字的颜色对键盘上代表该颜色的按键进行操作,被试者需要完成3个实验模块,每个实验模块90个试次,一致和冲突任务以4:1的比例伪随机排列。

2.3脑电记录

数据采集:脑电数据采用E-prime2.0系统和10-20系统扩展的64导电极帽采集记录。以双侧乳突脑电平均值为参考,所有电极点头皮阻抗5 kΩ以下,采样率为1000 Hz,记录带通DC-200 Hz。

数据处理:使用MatlabR2013a软件对数据进行离线分析,以刺激呈现后1000 ms为分析时程,刺激前200 ms为基线校正[5],以带通滤波0.5～30 Hz离线过滤数据,校正水平眼电与垂直眼电等伪迹,并以波幅大于±100μV完成去伪迹,对行为学反应标记为正确的波形分段数据进行叠加和平均,最终得到每个被试的ERPs总平均波形。

2.4统计学方法

行为学数据采用情绪特质2水平(肝主疏泄组/肝失疏泄组)×年龄段4水平(26～35岁/36～45岁/46～55岁/56～65岁)×条件2水平(一致/冲突)的重复测量方差分析,ERPs成分采用情绪特质2水平(肝主疏泄组/肝失疏泄组)×年龄段4水平(26～35岁/36～45岁/46～55岁/56～65岁)×脑区4水平(额区/中央区/顶区/枕区)×条件2水平(一致/冲突)的重复测量方差,P值用Greenhouse-Geisser法校正,P<0.05被认为差异具有统计学意义,所有数据均采用SPSS22.0统计学软件进行处理与分析。

3、结果

3.1一般资料

本研究共纳入240例被试者,2个组被试者均为120例,每组均有男性33例,女性87例,2个组被试者在年龄(肝失疏泄组44.70±11.34岁,肝主疏泄组44.85±11.30岁,t=-1.378,P=0.171),受教育年限(肝失疏泄组12.06±3.13年,肝主疏泄组11.72±3.65年,t=0.964,P=0.337)差异均无统计学意义,具有可比性。

3.2行为学结果

正确率条件主效应(F(1,232)=103.886,P<0.001,η2=0.309)有统计学意义,冲突条件正确率低于一致条件。

反应时情绪特质主效应(F(1,232)=3.963,P=0.048,η2=0.017)差异有统计学意义,肝失疏泄组反应时长于肝主疏泄组。年龄段主效应(F(3,232)=3.880,P=0.010,η2=0.048)差异有统计学意义,随增龄,反应时有逐渐延长的趋势,事后比较发现,56～65岁反应时长于26～35岁(P=0.009)。条件主效应(F(1,232)=869.341,P<0.001,η2=0.789)差异有统计学意义,冲突任务反应时长于一致任务。详见表1。

表1行为学结果比较(x±s)

3.3 ERPs结果

本实验诱发了明显的N450成分,选取N450显著的额区(FZ),中央区(CZ),顶区(PZ)和枕区(OZ)中线电极点上的N450及差异波的潜伏期和波幅进行分析,负波波幅越负,波幅越大,本文统一用大小表述波幅程度。

3.3.1 N450

潜伏期:年龄段主效应(F(3,232)=3.962,P=0.009,η2=0.049)差异有统计学意义,56～65岁潜伏期长于26～35岁(P=0.008)。脑区主效应(F(3,696)=7.888,P<0.001,η2=0.033)差异有统计学意义,中央区潜伏期短于额区和枕区,顶区潜伏期短于枕区(P<0.05)。脑区与情绪特质交互效应(F(3,696)=4.608,P=0.008,η2=0.019)差异有统计学意义,简单效应分析发现,在肝主疏泄组内,额区潜伏期长于中央区和顶区(P<0.05);在肝失疏泄组内,中央区潜伏期短于顶区、额区和枕区(P<0.05)。条件×情绪特质×年龄段交互效应(F(3,232)=3.160,P=0.025,η2=0.039)差异有统计学意义,简单效应分析发现,在肝失疏泄组内,56～65岁年龄段,冲突条件潜伏期长于一致条件;在肝主疏泄组内,冲突条件下,26～35岁潜伏期短于46～55岁和56～65岁(P<0.05);在肝失疏泄组内,冲突条件下,56～65岁潜伏期长于其他3个年龄段(P<0.05)。详见表2图1。

波幅:情绪特质与年龄段交互效应(F(3,232)=2.151,P=0.095,η2=0.027)差异有边缘显著性统计学意义,进一步分析发现,26～35岁年龄段内,肝失疏泄组波幅小于肝主疏泄组(P=0.038);肝主疏泄组内,56～65岁波幅小于26～35岁(P=0.029)。条件主效应(F(1,232)=105.384,P<0.001,η2=0.312)差异有统计学意义,冲突条件波幅大于一致条件。脑区主效应(F(3,696)=179.737,P<0.001,η2=0.437)差异有统计学意义,额区波幅>中央区>枕区>顶区(P<0.05)。脑区与年龄段交互效应(F(9,696)=6.921,P<0.001,η2=0.082)差异有统计学意义,简单效应分析发现,在额区,26～35岁波幅大于36～45岁和56～65岁(P<0.05)。在26～35岁年龄段,额区波幅>中央区>枕区>顶区(P<0.05)。在其他年龄段,额区波幅大于中央区、枕区和顶区(P<0.05)。脑区与条件交互效应(F(3,696)=19.319,P<0.001,η2=0.077)差异有统计学意义,简单效应分析发现,在所有脑区,冲突条件波幅均大于一致条件(P<0.05);所有条件下,额区波幅>中央区>枕区>顶区(P<0.05)。详见表3、图1。

表2 N 450潜伏期结果比较 

表3 N 450波幅结果比较

3.3.2 N450差异波

潜伏期:年龄段主效应(F(3,232)=6.428,P<0.001,η2=0.077)差异有统计学意义,26～35岁、36～45岁潜伏期短于46～55岁和56～65岁(P<0.05)。脑区主效应(F(2,528)=9.344,P<0.001,η2=0.039)差异有统计学意义,额区短于中央区和顶区(P<0.05)。脑区与年龄段交互效应(F(7,528)=2.134,P=0.040,η2=0.027)差异有统计学意义,简单效应分析发现,在中央区和顶区,26～35岁潜伏期短于46～55岁和56～65岁(P<0.05);在额区,26～35岁和36～45岁潜伏期短于46～55岁(P<0.05);在枕区,26～35岁潜伏期短于56～65岁年龄段(P=0.016)。

波幅:脑区主效应差异有统计学意义(F(2,419)=21.758,P<0.001,η2=0.086),顶区、中央区波幅大于枕区和额区(P<0.05),顶区最大。结果详见表4、图2。

图1 2个组被试者FZ电极点N450总平均波形图 

表4 N 450差异波潜伏期和波幅结果比较

图2 2个组被试者PZ电极点N450差异波总平均波形图 

4、讨论

《黄帝内经》认为人体出现显性衰老是在35～40岁左右,如《素问·上古天真论篇》记载“女子五七,阳明脉衰,面始焦……丈夫五八,肾气衰”,清代陈士铎对不同年龄的认知功能衰退有深刻的认识,如“人有老年而健忘者……此真健忘之极也……人有壮年而健忘者,必得之伤寒大病之后,或酒色过度之人”[2],王清任将其归因为脑髓老化,认为“高年无记性者,脑髓渐空”[6]。情志是中医学对情绪的特有称谓[7],高神经质人群长期处于消极情绪体验中[8],容易形成负性情绪积累,即长期情志不畅,引起肝失疏泄。认知功能衰退性疾病如痴呆的发病与情志不畅密切相关,如《景岳全书》指出“痴呆症……或以郁结,或以不遂,或以思虑,或以惊恐而渐痴呆”[9]。中医学认为包含抑制控制能力衰退的认知功能衰退多与年迈体虚、情志所伤、久病耗损导致的气血阴阳亏虚,气、火、痰、瘀内阻有关,病位主要在脑,病本在五脏。随着年龄增长,五脏所藏精气血津液逐渐亏虚,不能上养脑髓,出现健忘、持筹握算差等神机衰退表现。肝失疏泄、气血津液生成及运行失常,加剧神机衰退。课题组在前期研究的基础上,提出“肝失疏泄致衰”假说,证明疏肝法可有效改善轻度认知功能障碍患者学习记忆能力,但尚未开展肝失疏泄是否加速正常人群抑制控制年老化进程的相关研究。

色-词Stroop范式是研究抑制控制能力的经典范式,字义阅读属于自动加工,颜色命名属于控制加工,因此在颜色和字义不一致的条件下,被试者需要抑制字义阅读的自动加工,才能进行颜色命名任务[10]。ERPs技术通过对捕捉到的诱发电位进行叠加和平均,为揭示抑制控制能力的神经电生理机制和时间进程提供了窗口[11],是广泛应用于研究大脑认知功能的重要技术。本实验冲突条件下的正确率低于一致条件,反应时长于一致条件,表明被试者判断颜色受字义阅读的影响,得到了显著的Stroop效应[12]。行为学反应时随增龄有逐渐延长的趋势,说明老年人因增龄出现抑制缺陷和控制能力减退,从而引起竞争刺激和反应之间的冲突增加[13],这正是年老化效应的重要表现。肝失疏泄组反应时显著长于肝主疏泄组,说明肝失疏泄高神经质人群干扰认知表现控制力,导致中央执行系统的处理能力变差及存储资源受限,抑制控制效率降低[14]。由于肝失疏泄人群可能存在一定的注意偏向[15],因而正确率的组间差别并不显著。

前额叶是年老化最敏感的脑区[16],也是执行功能重要的物质基础。本实验在额区诱发了明显的N 450成分。N 450是刺激出现后400～550 ms之间达到峰值的负波,与冲突监控和冲突解决有关[17],容易受老化过程的影响。ERPs结果提示,老年人N 450潜伏期长于而波幅小于年轻人,与前人研究结果一致[13],表明老年人冲突监控与冲突解决能力明显下降,在监测任务引起的冲突和随后的行为调整信号期间需要更长的处理时间[18]。N 450波幅情绪特质与年龄段交互效应差异有边缘显著性,进一步分析发现,26～35岁年龄段内,肝失疏泄组N 450波幅小于肝主疏泄组。肝失疏泄的高神经质个体情绪不稳定,容易感受更多焦虑等负性情绪,神经心理学和认知神经科学研究表明,焦虑人群在反应抑制方面有缺陷[19]。由于抑制能力降低,冲突处理能力减弱,出现了较小的N450波幅,但这种情况仅在年轻人群中出现,肝失疏泄对年老化衰退的影响尚未显著体现。N450差异波主要反映了抑制无关信息的反应竞争能力,也可能与被试者对冲突信息的评价和加工有关[20]。抑制缺陷假说认为,随着年龄增长,注意力、工作记忆及社会认知等认知水平的下降,可能主要与抑制无关任务的水平及处理能力降低有关[21]。本研究老年组N450差异波潜伏期延长反映了冲突信息的评价和加工的速度减慢,与抑制缺陷假说一致。

Mc Ardle等认为个体的认知功能在生命周期中呈倒U形发展,30岁左右开始下降,而执行功能随增龄衰退较快[22,23]。Lennox等进一步研究发现,抑制控制能力易受衰老的影响,认知衰退与受损的抑制控制能力下降密切相关[24,25]。值得注意的是,由于抑制控制能力衰退受很多因素的影响,因而其衰老过程并不随增龄呈直线性下降[26]。本实验行为学及神经电生理结果也证明虽然抑制控制能力随增龄呈下降趋势,但这种衰退并不呈直线性下降,这也正说明了生命过程中认知衰退的复杂性。

综上,肝失疏泄的高神经质人群在一定程度上恶化了抑制控制能力年老化效应,引起冲突处理和监控能力降低、冲突处理速度减慢。由于本实验研究对象是正常人群,虽然行为学结果提示肝失疏泄组的抑制控制年老化衰退加速,但ERPs的部分结果呈边缘显著性,可能肝失疏泄的正常人群还未达到脑神经生理严重损伤的程度,后续研究中将进一步扩大样本量并进行纵向追踪,以期获得更为精准的结果。

参考文献:

[2]陈士铎.辨证录[M].柳璇,校注.北京:中国医药科技出版社,2011:86-93.

[3]彭耀.反刍思维和情绪对不同主动性人格个体执行功能的影响[D].曲阜:曲阜师范大学,2019.

[4]李炜.努力控制与儿童执行功能可塑性的关系[D].杭州:浙江大学,2021.

[5]陈洁佳,周翊,陈杰.音乐训练与抑制控制的关系:来自ERPs的证据[J].心理学报,2020,52(12):1365-1376.

[6]王清任.医林改错[M].周计春,点校.北京:人民军医出版社,2007:19.

[7]赵紫薇,/向红.肝失疏泄加速认知衰退刍议[J].中国中医基础医学杂志,2021,27(10):1536-1538.

[8]阮松丽.人格因素､不同压力事件和情绪之间的关系[D].北京:首都师范大学,2007.

[9]张介宾.景岳全书[M].李继明,王大淳,王小平,等,整理.北京:人民卫生出版社,2007:754.

[11]彭聘龄,郭桃梅,魏景汉,等.儿童Stroop效应加工阶段特点的事件相关电位研究[J].科学技术与工程,2004,4(2):84-88.

[15]刘丽,郑涌,杨集梅,等.特质焦虑者错误反馈下的情绪-认知偏向:事件相关电位研究[J].中国心理卫生杂志,2009,23(3):224-227.[16]陈天勇,李德明.执行功能与认知年老化研究的新进展[J].中国老年学杂志,2003,23(10):710-712.

[17]黄炳芳,陈彩琦.认知控制脑电成分N450的特征与心理功能[J].应用心理学,2019,25(3):230-238.

基金资助:国家自然科学基金项目(81873208);

文章来源:霍磊,邓金钗,侯俊林,刘永,詹向红.肝失疏泄影响执行功能抑制控制年老化的神经电生理机制[J].中国中医基础医学杂志,2023,29(06):966-971.