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毒品成瘾的ERP研究进展

来源:成都医学院学报 作者:陈小异, 吕建国作者单位:1.重庆师范大学教育学院, 2013-2-27
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摘要: 【摘要】 把ERP研究技术应用于毒品成瘾研究将有利于对成瘾问题的脑机制进行更深入的探讨,为有效诊断和戒除毒品成瘾提供更直接的生理指标。目前的研究主要集中在鉴别和诊断毒品成瘾的ERP成分、毒品成瘾导致认知障碍或缺失的脑机制以及毒品成瘾的生理心理机制等三个方面。通过对毒品成瘾ERP研究现状的介绍,可以推测......


【摘要】  把ERP研究技术应用于毒品成瘾研究将有利于对成瘾问题的脑机制进行更深入的探讨,为有效诊断和戒除毒品成瘾提供更直接的生理指标。目前的研究主要集中在鉴别和诊断毒品成瘾的ERP成分、毒品成瘾导致认知障碍或缺失的脑机制以及毒品成瘾的生理心理机制等三个方面。通过对毒品成瘾ERP研究现状的介绍,可以推测今后的研究将着重于加强对毒品成瘾心理机制、毒品成瘾导致的认知功能障碍和情感障碍研究范式的拓展以及将多种ERP成分与毒品成瘾研究更有效地结合起来。

【关键词】  毒品成瘾; P300; ERP(eventrelated potentials)

ERP Research Progression in Drug Addiction

    CHENG Xiaoyi1,L Jianguo2*

    (School of Education,Chongqing Normal University,Chongqing 400047,China; Research Center of Applied Psychology,Chengdu Medical College,Chengdu 610083,China)

    【Abstract】   The use of eventrelated potentials(ERP)technology in drug addiction research will promote the research of the mechanisms of the addiction deeply.Current researches focus on ERP components which distinguish and diagnose drug addiction,cognitive disorder or deficits,and psychophysiological mechanisms of drug addiction.Future researches are expected to investigate the psychological mechanisms of the drug addiction,the research paradigm of cognitive dysregulation and affective dysregulation,and the better integration of ERP components and drug addition.

    【Key words】  drug addiction,P300,ERP(eventrelated potentials)

     毒品成瘾是强迫性的觅毒和服用毒品的行为模式,它一直是困扰整个社会的严重问题。成瘾者严重的认知功能损害和情感情绪障碍以及难以戒除的毒瘾,始终是学术界和社会救治工作者们所关心和探索的问题。

    随着事件相关电位(eventrelated potentials,简称ERP)技术的出现,使得脑电波与心理因素关系的研究出现了划时代的转机,凭借不断发展的ERP技术,脑功能研究出现了一系列的重大突破,ERP也被誉为“观察脑的高级功能的窗口”[1]。

    近年来,ERP研究技术已经被广泛地应用于毒品成瘾的研究中。ERP在毒品成瘾研究中的应用主要体现在对鉴别和诊断毒品成瘾的ERP成分研究、对毒品成瘾的认知障碍或缺失的研究和对毒品成瘾生理心理机制的研究等三个方面。下面将分别对这三个方面所取得的新近研究成果进行详细地介绍,最后在此基础上,针对如何将ERP技术更有效地与揭示毒品成瘾患者的脑机制研究结合起来作出展望。

    1  鉴别毒品成瘾的ERP成分

    通过ERP技术,可以检测违法青少年的毒品滥用情况。Renting等(1989)[2]最早将ERP技术应用于测查成瘾患者的脑功能情况。结果发现,那些长期使用成瘾药品的男性青少年在听觉系统的几个信息处理阶段上都存在严重的功能损伤。具体而言,当要求成瘾者在噪杂的环境下完成特定认知任务时,这些噪音听觉刺激所诱发的V波表现出明显的延迟,刺激所诱发的N100成分潜伏期明显缩短,特定认知任务所诱发的慢波(slow wave)波幅也明显降低。Renting等人通过研究甚至认为,可以通过记录和检测ERP成分来间接测查青少年的违法行为和毒品滥用情况。Iacono等(2000)[3]进一步将ERP技术应用于鉴别青少年的药品依赖情况,青少年的药品依赖主要包括酒精、尼古丁和非法毒品等。研究人员要求被试在可预测与不可预测喧闹噪音的情况下,完成快速扫视的眼动追踪任务(antisaccade eyetracking task),并记录其EEG和皮肤电反应调节(electrodermal response modulation)情况。结果显示,低P300和皮肤电反应调节较差的被试显示出了比其他人多4~6倍的酒精依赖及2~3倍的尼古丁依赖。快速扫视眼动任务的得分与肤电调节相关,但与P300波幅不相关,P300和皮肤电反应的调节是不相关的。结果说明,影响P300波幅和皮肤电反应调节的神经通路可能是不同的,皮肤电调节较差(poor electrodermal modulation)可能反映以额叶为中介的抑制控制的缺失,而低P300则可以作为衡量毒品成瘾的一个重要指标。

    但是,P300能否确诊毒品成瘾者脑功能障碍,一直存在争议。Branchey等(1993)[4]通过评价强制戒毒6个月以上的可卡因或海洛因成瘾者的物品滥用史、情绪和侵犯性、现在和过去的抑郁、自杀史、侵犯性和反社会行为、冲动性等人格维度,并检测其在完成特定认知任务时的ERP成分。结果发现,与健康人相比,他们的P300潜伏期并不存在差异,但是P300的波幅显著降低。另外,发现情绪调节与侵犯性行为失控病人的P300波幅比毒品成瘾者的更低,这似乎表明,P300有时也不能有效地确诊毒品成瘾者脑功能障碍方面的某些特征。

    近年来,研究者们在鉴定毒品成瘾和衡量毒瘾戒断的ERP研究上取得了重大突破。如,Kouri等(1996) [5]利用oddball范式,发现慢性海洛因和可卡因依赖个体在脱毒期间的P300波幅明显降低。因此,他们认为,P300检测方法比生理学或行为测量方法能更有效地检测毒品成瘾者的戒断和延迟节制情况,也就是说,P300可以作为衡量个体成瘾后戒断水平的指标,在临床上可以作为判断戒瘾的尺度。另外,Bauer等(2001)[6]分析了可卡因、酒精以及阿片依赖患者的P300相关效应后,也认为P300可以作为测量中枢神经系统恢复水平的有效手段。Papageorgiou等(2001)[7]在对强制戒毒期间的海洛因成瘾者的工作记忆研究中发现,在右半球,尤其是在Fp2记录点诱发的P600成分的潜伏期显著延长,但是病人的记忆能力同对比组相比并没有差异,因此,研究者认为P600可以作为更全面理解毒品滥用的神经生理基础(neurobiological substrate)的研究工具。

    此外,Franken等(2004)[8]认为,传统的心理生理指标,如皮肤导电系数和心率等对解释可卡因渴望存在诸多矛盾的地方。因此,他运用ERP作为可卡因渴望的指标,让被试在观察中性的、愉快的、不愉快的和与可卡因相联系的图片时测量其脑电情况,结果发现:与中性图片相比,可卡因依赖被试对可卡因图片的评价诱发出了一个明显的慢正成分(slowpositive waves)。他的研究结果表明,诱发电位范式即ERP技术能很好地反映出对毒品刺激所产生的心理渴望。

    2  毒品成瘾导致认知障碍或认知功能缺失的ERP研究 

  毒品成瘾可以导致特定的认知功能障碍或缺失,这在过去很多研究中都已经得到个证实,但是这些结论更多是通过行为观察、智力或认知方面的量表评定或反应时测定等手段来实现的,ERP的不断发展和更新为直接探测毒品成瘾患者的脑机制提供了技术手段。目前有关毒品成瘾导致认知功能障碍或缺失的研究主要有以下三个方面的进展。

    2.1  注意与记忆损伤的研究

    Solowij等(1995)[9]探讨了大麻使用的频率和持续期对选择注意脑功能的影响。结果显示,大麻使用的持续期和频率不同对选择注意的影响也不同。具体而言,P300的潜伏期反映了大麻的频繁使用导致成瘾患者对刺激评价时间的延长; 而长时期使用则会损害集中注意的能力,对无关信息的抑制能力明显降低。Solowij(1995)[10]在随后的研究中发现,停止大麻使用后,注意功能部分恢复,但过去大麻的持续使用对有效地拒绝无关信息的认知加工能力会继续有不利的影响,提高节制时间的长度也没有明显迹象表明会促进注意功能的改进。也就是说,大麻成瘾者的注意功能受到大麻使用的长期影响。Solowij等(1995)[11]对一个有18年大麻使用经历的成瘾者戒瘾治疗的ERP研究表明,超过6周的节制并没有改善患者的注意功能。Solowij(1998)[12]综合多项ERP研究的结果,认为大麻的长期使用会对记忆、注意以及对复杂信息的选择和加工能力产生持久的损害。

    Papagerorigiou等(2003)[13]通过对延长海洛因节制病人、强迫性病人(OCD)和正常人的工作记忆能力进行比较研究发现,与控制组比较,海洛因节制病人和强迫性病人都显示出了P300波幅的明显减少,可能主要源于右脑的前额叶; 海洛因成瘾节制者表现出了在中央前回区域(central frontal areas)P300波幅的显著降低,而P300波幅在左枕叶区域(left occipital region)则显著地增加; 此外,相对于OCD和控制组,海洛因成瘾节制组还显示出在右枕叶区域(right occipital region)P300潜伏期的明显延迟。结果表明,长期海洛因滥用的节制综合症和OCD均有相当多的工作记忆以及注意缺损。而且,当前的研究表明,长期节制的海洛因成瘾者和OCD在右侧前额叶区域(right prefrontal areas)都有明显的损伤。

    最近几年,研究者进一步加大了运用ERP对毒品使用导致成瘾者选择性注意损伤的研究。Kempel等(2003)[14]通过使用复杂听力选择注意任务范式记录了ERP,证实了慢性大麻使用导致了注意功能的持久紊乱,检验了大麻使用的年龄是削弱测试完成和信息获得预言者的假说。而Papageorgiou等(2004)[15]在对海洛因成瘾者的短时记忆的研究中,也发现他们在中央前额区域P300波幅的显著降低。

    2.2  认知功能缺损的研究

    Iwanami等(1998)[16]通过对甲基苯丙胺(MAP)依赖者和健康人完成标准的oddball范式和类似于N.K.Squires等(1975)编制的听觉阅读任务的ERP数据分析发现,MAP依赖者阅读任务区域P3a波幅减少,而oddball任务区域的P3b波幅延长了。这表明,MAP依赖者在严重的精神病症状解除后还继续存在去甲肾上腺激素调节障碍(noradrenergic dysregulation),对MAP的依赖会对皮质前额(frontal cortex)产生损伤。而促进认知执行机能(ECF)的初级皮质基础是皮质前额,MAP损伤皮质前额,进而影响人的认知执行机能。随后,Giancola(1999)等[17]进行的研究表明:物品滥用障碍者(SUD)(包括海洛因在内的毒品滥用者)都出现了皮质前额功能紊乱,形成认知执行机能缺损,表现出情感、认知和行为障碍,如注意力控制、目标计划、组织和认知的适应性等方面能力的减弱和降低。

    2.3  听觉损失的研究

    McKetin等(1999)[18]结合韦克斯勒记忆量表注意力集中指标,分析安非他明依赖者完成SAT任务(selective attention task)的ERP数据发现:高依赖者对目标刺激的反应时间延长了,反映与位置相关的非目标刺激的早期处理(early processing)的N1波幅降低了,而且SAT成绩差与早期处理的缺损高相关,同韦克斯勒记忆量表注意力集中指标也相关。他的研究表明了安非他明降低了听觉的信息选择处理功能,可能加大了有限的注意资源的负荷而在优先处理相关听觉信息方面表现能力低下,表现出听觉方面的损失。

    3  毒品成瘾的生理心理机制

    对于毒品成瘾的生理心理机制,有很多的理论解释,如Solomon等传统观点代表的对立过程理论[19]、Robinson等的成瘾异常学习理论[20]、Robinson & Berridge的成瘾诱因敏感化理论[21]以及Timothy等的毒品成瘾的情感加工负强化模式[22]。这些理论运用大量的实验,力图说明毒品成瘾的生理心理机制。在一定的范围内,它们可以解释一些成瘾的问题,但是也都还存在着一定的理论缺陷。因此,ERP技术又承担了探索成瘾生理心理机制的重要任务。

    Lubman等(1997)[23]探讨了成瘾的脑机制。他们对阿片依赖患者和对照组呈现控制幻灯片和与阿片相关联的图片。P300被定义为200~560ms间的最大正波。分析显示,海洛因使用者中,阿片图片的P300波幅显著高于对照组。研究结果提供了海洛因使用者比对照组对阿片相关刺激产生了更多皮层处理的直接证据,这与毒品的渴求涉及到的刺激引起自动化的能力的看法是一致的,这可能涉及到多巴胺的激励机制。因此,Lubman等认为:对刺激发生的精神病药理学的剖析应该用ERP,ERP可以有效地解释成瘾的脑机制。Robinson等的成瘾异常学习理论认为,“模仿或增加的局部多巴胺奖励预言错误的毒品滥用可能产生强大的学习信号,甚至可能通过突触的改变而产生持续的行为变化。”,该研究的结论也证实了该理论的这方面的思想。

    Van de Laar等(2004)[24]证明了动机驱动和它潜在的相关影响状态对毒品使用的作用机制。他们运用中性和与可卡因相关的图片作为刺激物,同时记录和比较可卡因成瘾者和健康人前额(frontal)、顶叶(parietal)和中线点(midline sites)的ERP。结果发现,可卡因成瘾者的N300、LSPW(late slow positive wave)、SSPW(sustained slow positive wave)在中性和可卡因图片之间显示出了ERP波幅的差异,但在健康人中则不存在这种差异; 这些差异主要表现在可卡因成瘾者的左前额叶(left frontal),在顶叶和中线点没有观察到刺激诱发的ERP差异。结果验证了可卡因刺激线索引起了可卡因依赖者的相关动机的假设,为对可卡因相关刺激的敏感是毒品依赖者的动机和情感产生提供了有效的证据,证明了动机驱动和它潜在的相关影响状态是先于毒品依赖的寻求和使用毒品的核心机制。这方面的ERP研究也从脑功能的电生理指标的角度证实了Robinson & Berridge的成瘾诱因敏感化理论的一些观点。他们认为,希望戒除毒瘾的成瘾者的复吸可能也是由脑系统突出动机的敏感化所引起,一旦遇到与毒品有关的刺激,瘾君子可能不管“喜欢”与否、外显目的及认知的期望,突然“需要”重新吸毒——达到突出的、强迫性的程度,从而导致复吸。

    4  问题和展望

    随着ERP在毒品成瘾研究中的深入应用,毒品成瘾更深刻的生理和心理机制的研究会越来越清晰,它们对机体的各方面的影响会越来越明了。未来ERP对毒品成瘾的研究趋势将集中在以下几个方面:

    4.1  对毒品成瘾心理机制研究的深入

    如前所述,传统的一些理论不能很好地解释成瘾的生理心理机制,ERP技术对此进行了一些探索,但从结果来看,也只是在一些层面上对成瘾的生理心理机制作了一定的探讨,还没有全面解释成瘾的生理心理机制。今后,可以将ERP技术与fMRI技术相结合,更全面地研究毒品成瘾者的脑机制,为成瘾的戒断和治疗提供有效的理论依据和技术支持。

    4.2  对毒品成瘾导致的认知和情感功能障碍研究的深入

    目前对毒品成瘾者认知障碍的研究主要集中在相对狭小的范围内,如注意、记忆功能、知觉功能等,主要集中在一些成瘾毒品(如大麻、海洛因、安非他明等)对部分认知功能的影响,形成了障碍的类别以及这些障碍同相关脑区的关系,但对更高级的认知功能,如推理能力、问题解决能力等方面的研究还很少见,而高级的认知功能是人得以认识世界和改造世界的重要手段,毒品成瘾后这些功能的损失情况的研究有待于利用ERP这种先进的技术和手段进一步加强,同时为戒断后有效恢复或提高相应的认知功能提供相应的理论依据,也可以通过这种方法来有效地判断成瘾毒品的戒断水平,为临床的诊断标准提供相应的技术指标和支持。此外,面对众多的毒品种类,也应该加强对其他毒品成瘾所导致的认知障碍进行深入的研究,以便为戒毒和治疗工作提供更为全面的理论和实践依据。

    情绪情感对毒品成瘾影响很大,从实验和实践的角度看,所有成瘾毒品及替代品形成的戒断综合症都会产生消极情感,消极情感不仅是戒瘾的普遍因素,促进了毒品使用或复吸,而且也是吸毒动机的优势因素,引出了厌恶的戒断综合症,而这种症状会被毒品迅速、有效地缓解[22]。但目前对此研究较少,或许本身成瘾的情绪情感障碍在ERP研究方面存在着很大的困难,需要运用其他更先进的技术和手段才能突破。或许主要原因可能是还没有形成比较成熟的研究范式,所作的一些探索性的研究可能还没有得到相应的认可。因此,这方面今后的发展方向可能是在研究范式方面的完善,这可能依靠对情绪情感的脑机制和功能定位研究的深入和准确。

    4.3  毒品成瘾导致的认知障碍研究范式的拓展

    目前,毒品成瘾ERP研究的范式主要是对正常人认知研究手段的一些翻版。如对选择性注意研究的双耳分听实验模式、注意保持的CNV模式、视觉空间注意的各种提示模式、听觉的oddball模式、“跨通路延迟反应”实验模式、记忆的视觉和听觉的同通道与跨通道实验模式等。能否针对毒品成瘾者的实际情况,设计一些新的实验范式来探讨成瘾者的心理,可能是对毒品成瘾ERP研究的新突破。

    4.4  对ERP多种成分的广泛研究

    目前对毒品成瘾者的ERP的研究主要集中在其P300、P600、LSPW、SSPW、N1、P3a、P3b、N200、SPW、V波等成分,而对失匹配负波(MMN)、运动相关电位(BSP)的N2(MP)和P2(RAP)、语言加工方面的N400、注意方面的PN等成分的研究相对较少。为了更全面地研究毒品成瘾者的生理机制,可以在其他成分方面做一些深入的探索,为揭示毒品成瘾的心理机制提供更为客观有效的证据。

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