36小時睡眠剝奪對人腦自動信息加工能力的影響——采用優(yōu)化MMN技術(shù)的ERP研究.pdf

1、睡眠剝奪在日常工作生活中普遍存在，它對生理和認(rèn)知功能的影響是巨大和廣泛的，因此一直是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)以及工程心理學(xué)中的重要研究領(lǐng)域。盡管對于睡眠剝奪后人類生理和認(rèn)知功能的變化已經(jīng)有相當(dāng)多的研究，但是對于一些以前由于認(rèn)識和技術(shù)條件的限制無法得到確認(rèn)和測量的認(rèn)知能力（例如人腦的自動信息加工能力）在睡眠剝奪過程中的變化情況尚不得而知。事件相關(guān)電位中MMN 的出現(xiàn)及其誘發(fā)范式的改進(jìn)則為解決此問題提供了可能。優(yōu)化MMN 是事件相關(guān)電位（Ev

2、ent-RelatedPotential，簡稱ERP）眾多成分中的一種，是現(xiàn)有的唯一能夠反應(yīng)人腦自動信息加工能力的客觀指標(biāo)。對于睡眠剝奪前后人腦自動信息加工能力變化的研究將有利于我們更深入的了解睡眠剝奪后注意轉(zhuǎn)換能力的變化情況，對于交通、國防和某些特殊職業(yè)領(lǐng)域（如雷達(dá)監(jiān)視、空中管制等）具有重要的現(xiàn)實意義。 本研究利用ERP中的優(yōu)化MMN成分能客觀精確的反應(yīng)人腦自動信息加工能力的特點，通過36 小時睡眠剝奪前后16 名被試的優(yōu)化M

3、MN 平均波形和腦電地形圖變化分析，探討睡眠剝奪對人腦自動信息加工能力的影響。同時還對經(jīng)典MMN 成分與優(yōu)化MMN 成分的ICA 分析作了比較。另外，本研究還對注意能力在SD 中的變化進(jìn)行了測量，并與MMN 所反映前注意能力的變化做了比較。 本研究的主要結(jié)論如下： A. 優(yōu)化MMN 作為一個不受被試注意程度影響的客觀ERP指標(biāo)，能夠準(zhǔn)確反映人腦自動信息加工能力。優(yōu)化后的MMN 誘發(fā)范式排除了不應(yīng)期作用對失匹配成分的影響，

4、也避免了N1 成分的混雜，比經(jīng)典MMN 更純粹的代表了失匹配加工即人腦自動信息加工能力/前注意能力的認(rèn)知過程。在36 小時睡眠剝奪前后，優(yōu)化MMN 成分的強(qiáng)度（以平均面積為衡量標(biāo)準(zhǔn)）明顯下降，潛伏期不變。從認(rèn)知的角度來說，意味著睡眠剝奪嚴(yán)重?fù)p害了人腦的自動信息加工能力和前注意能力，但是這種認(rèn)知過程并未延后，也就是說，睡眠剝奪并沒有使自動信息加工能力變慢，而只是能力變?nèi)?。?6 小時睡眠剝奪中，我們通過多點測量優(yōu)化MMN（0hour，12

5、 hour， 18 hour， 24 hour，36 hour），得到了人腦自動信息加工能力的變化曲線。研究顯示：從總體趨勢上來看，自動信息加工和前注意能力在睡眠剝奪中是下降的，36 小時和0 小時之間存在顯著的差異，而且下降幅度很大。但是18 小時該能力有一個小幅上升，也具有統(tǒng)計學(xué)差異，原因未明，據(jù)推測有可能是生物節(jié)律所致。 B. 對經(jīng)典MMN 和優(yōu)化MMN 的ICA 分析中發(fā)現(xiàn)：經(jīng)典成分在150－200ms 處明顯混雜了N1

6、 成分，而在優(yōu)化MMN 成分中則沒有這個成分。在使用經(jīng)典MMN 成分對SD 的研究中發(fā)現(xiàn)，潛伏期有明顯的提前，強(qiáng)度沒有變化。經(jīng)過分析，均是由于N1 成分的混雜所致。這也再一次證明經(jīng)典MMN 成分并不能代表人腦自動信息加工能力的變化。 C. 本研究還發(fā)現(xiàn)：睡眠剝奪對注意能力（使用LCT 測驗衡量）和前注意能力（使用優(yōu)化MMN 衡量）的影響并不完全相同。 盡管兩者都在36 小時睡眠剝奪后出現(xiàn)下降，但是前注意能力的下降幅度比注