精神分裂症病人大脑两半球功能整合的实验研究
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【摘 要】目的：检查精神分裂症患者可能存在的大脑两半球功能整合缺陷。方法：对20名精神分裂症患者和20名正常对照者进行不同复杂度汉字“同－异”判断的半视野速示实验。结果： ①“同”判断的正确反应时 (895.4毫秒)显著长于“异”判断(767.0毫秒) (F=87.44,P
【关键词】 半视野速示术；精神分裂症；两半球功能整合；汉字“同－异”判断；病例对照研究
中图分类号：R749.3文献标识码：A文章编号：1000-6729(2007)05-00317-05
Functional Interhemispheric Integration of Schizophrenic Patients
CAI Hou-De1，CHEN Jian-Guo2
1 Lab of Brain and Behavior, College of Education, Nanjing Normal University, Nanjing 210097
2 Nanjing Brain Hospital, Nanjing 210029
【Abstract】Objective:To examine the possible deficits of the functional interhemisphric integration in schizophrenia patients.Method:20 patients and 20 normal controls were tested using tachistoscpic visual half-field technique for "same-different" judgments on Chinese characters with different complexity.Results:①Correct reaction times (RTs) were longer for "same" than for "different" judgment (895.4ms vs. 767.0ms,F=87.44,P
【Key Words】 tachistoscpic visual half-field technique; schizophrenia; functional interhemisphric integration; "same-different" judgments on Chinese characters; case-control study
已有研究[1，2]表明，精神分裂症病人可能存在胼胝体纤维密度减少或体积普遍减小的结构异常。这会不会影响患者大脑两半球间的信息传递，进而导致两半球功能整合的缺陷呢？一些研究对此提供了肯定的证据，如需要在两半球间进行刺激（如字母、数字和图形等）匹配或比较时病人存在明显缺陷[3，4]；听故事时病人缺乏正常人双耳聆听相对于单耳聆听的优势[5]。近期，Mohr等[6]的研究结果显示，病人缺乏正常人对真词加工的两半球间合作加工优势。Tanjia等[7]的 ERPs研究还表明，病人在两半球间传递真词信号时缺乏正常人从右半球向左半球传递明显更快的现象。尽管这些资料似乎已经明确精神分裂症患者的两半球功能整合存在缺陷，但目前对这种缺陷的活动规律还缺乏深入研究。已有研究证据[8，9]显示，只有在相对较高的任务计算难度条件下才会出现大脑两半球的功能整合优势，这是人脑通过胼胝体联合实现的两半球间的紧急性机能。Banich[8]曾推测，如果精神分裂症患者有胼胝体的结构异常，这种紧急性两半球功能整合优势就会出现缺陷，这也许是精神分裂症神经功能失调的主要表现之一。但还未见有报道对此进行过验证性研究。
半视野速示术是检查视刺激材料认知加工大脑两半球功能偏侧化的常用方法。为了检查两半球的功能整合效应，近期的研究[6，8，10]在单侧视野速示呈现刺激的基础上增加了两视野（两半球）同时呈现相同或不同刺激的条件。可以将两视野（两半球）同时呈现条件下对某项任务的加工速度和正确性与两种单侧视野（左半球或右半球）呈现条件进行比较，如果两视野呈现条件的加工速度明显快于任何单侧视野呈现，正确性显著高于任何单侧视野呈现，则可以认为此项任务加工存在明显的两半球整合优势。据此，本研究设计了刺激在左视野（右半球）呈现、右视野（左半球）呈现或两视野（两半球）同时呈现三种条件。为了区别任务加工的难易，本研究将汉字刺激分为少笔画和多笔画两个复杂度水平，加工类型分为字对的“同”与“异”判断。已有研究[11]提示，控制汉字笔画数可以明显改变刺激的加工难度。还有研究[12]表明，关联性“同－异”判断加工中“同”与“异”可能采取了不同的加工方式，它们的相对加工速度明显受到刺激对之间“异”相关纬度量的调节。根据Banich[8]的观点我们推测，本研究中精神分裂症患者更应该倾向于在较难的任务加工中出现两视野同时呈现条件，即大脑两半球整合加工优势效应的缺陷。
1 对象和方法
1. 1 对象
1.1.1 病人组： 南京脑科医院确诊为精神分裂症的男性住院病人20例，符合CCMD-3诊断标准[13]，且有明显幻觉和妄想症状（PANSS总分≥60）。采用李心天利手测定标准[14]检查均为强右利手。所有病人均无脑外伤史、神经系统疾病和明显语言障碍。测验时都接受了抗精神病药治疗。
1.1.2对照组： 南京师范大学和南京脑科医院职工20名。年龄、受教育程度、性别、利手与病人组匹配。
所有被试均视力（或矫正视力）正常。病人组与对照组被试相关资料见表1。
1.2 方法
1.2.1实验装置与材料
P IV 电脑一台。采用自编半视野速示实验软件（TVH）进行汉字对的呈现和反应时与正确率数据的采集。从《现代汉语频率字典》[15]前500位汉字中选择60个少笔画简单汉字（1~4画）组成20对相同和20对不同简单字对，另选60个左右、上下或上中下结构的多笔画复杂汉字（9~12画）组成20对同和20对不同复杂字对。每对不同汉字对均不包含相同的构字部件。
1.2.2 实验设计和过程
采用 2 组别（病人组与对照组）×2 刺激复杂度（少笔画与多笔画汉字）×2 判断类型（同－异）×3 视野呈现条件（左视野、右视野和两视野）的重复测验设计。
测验在一安静半暗的实验室内进行。测试前，告知被试每次测验时将有一对汉字上下同时在视野左侧或右侧呈现，或左右侧同时呈现各一个汉字。测验时，被试端坐于正对屏幕50厘米处，并将下颚置于头架上。实验的准备状态为屏幕中央出现“请按启动键”的提示，此时被试可用拇指按下空格键启动测验，随即屏幕中央会出现一“+”字，被试须两眼凝视该字符。1秒后，在屏幕的左侧或右侧会出现一对汉字，或左右侧同时各出现一个汉字。汉字对呈现时间为50毫秒，偏心视角5度，大小为上下、左右各3.5度，一侧视野上下排立的两字相距1.75度。被试的任务是辨认与判别屏幕上每次呈现的两个汉字的“同－异”，并以手动按键方式尽快报告判断结果。当呈现的字对由相同的汉字组成时，被试用食指按压“同”键；如果所呈现的字对由不同的汉字组成，则用中指按压“异”键。三种视野呈现方式随机出现，汉字对的“同－异”判断半随机出现。实验中有一半被试用左手反应，另一半用右手反应，以平衡用手对大脑半球功能的影响。所有被试均先进行3×(20+20)＝120次简单汉字的测验，然后进行相同次数的复杂汉字测验，两组测试之间休息约5分钟。用另10对（5对“同”和5对“异”）汉字刺激示范呈现方式，并熟练被试对任务的加工反应。整个实验在30分钟内完成。
1.3 统计方法 进行重复多因素方差分析。病人组与对照组为组间因素，刺激复杂度、判断类型和视野呈现条件为组内因素。
2结果
病人组与对照组被试在三种视野呈现条件下对简单与复杂汉字进行“同－异”判断的总平均正确反应时与平均正确反应百分数的结果见表2、表3。
正确反应时的组间主效应显著［F (1,38)= 7.33,P=0.01]，显示病人组的反应时（x=908.4）明显长于对照组（x=739.0）；刺激复杂度主效应显著［F(1,38)=9.46,P=0.004］，表明多笔画复杂字的反应时（x=879.0）显著长于少笔画简单字（x=783.5）；判断类型主效应显著［F(1,38)=87.44,P
正确反应百分数的组间主效应不显著［F（1,38）=1.18,P>0.05］；刺激复杂度主效应显著［F(1,38)=21.83, P
对照组的正确反应时在判断类型×呈现视野间交互作用显著［F(2,76)= 14.28,P
3讨 论
本研究结果的正确反应时与正确反应百分数均出现了一致的汉字刺激复杂度与判断类型的难度效应，即多笔画复杂字相对于少笔画简单字的加工更难，“同”判断相对于“异”判断的加工更难。本研究预计，精神分裂症患者更倾向于在较难的任务加工中出现两视野同时呈现条件，即大脑两半球功能整合的缺陷，研究结果部分验证了这一推测。对照组的平均正确反应时出现了判断类型×视野呈现条件的交互作用，原因在于正常人被试相对简单的“异”判断在三种视野呈现条件之间没有显著差异，较难的“同”判断在左右视野间差异不显著，但两视野同时呈现显著快于左视野和右视野，提示正常人两半球间的功能整合优势只在任务难度提高时出现。相对而言，病人组没有出现正确反应时在判断类型×视野呈现条件的交互作用，提示精神分裂症病人的“同”与“异”判断在三种视野条件出现了相似的表现，即缺乏相对较难的“同”判断在两半球功能整合中的优势效应。另外，虽然病人组与对照组的正确反应百分数在判断类型×视野呈现条件之间均出现了显著的交互作用，提示精神分裂症患者与正常人一样，在两视野同时呈现条件下的正确性均有明显改善。但是，正常人在两视野同时呈现时较难“同”判断的正确反应百分数已达到与相对较易的“异”判断相当的水平，而病人组“同”判断的正确反应百分数与相对较易的“异”判断之间仍存在显著差异，提示患者加工较难任务时两半球间的功能整合能力明显减弱。
本研究结果验证了Banich有关精神分裂症病人可能存在两半球紧急整合障碍的假设[7]，但似乎与有关患者存在从简单知觉（如点的辨认）到较高级认知（如词汇判别）过程中两半球间整合功能普遍受损的观点[3，4,16]不一致。导致以上分歧的原因可能来自如下方面：首先，有关精神分裂症病人对字母、数字和无意义图形辨认或匹配都存在半球间功能整合缺损的证据[3，4]是通过将患者在两侧视野（两半球）呈现时的反应成绩与同样条件下对照组被试的成绩比较后得到的。因此，精神分裂症患者在相同刺激与任务条件下的加工成绩要明显差于正常人。因此这样比较的结果可能并不能有效反映患者两半球之间功能整合的特异性缺陷。本研究是将正确反应时与正确反应百分数在病人的三种视野呈现条件间进行比较，可以克服以上方法的不足。第二，本研究采用的汉字“同－异”判断能有效区分任务难易，而以往的研究[3，4,10]并没有对这一变量加以控制。第三，本研究的两侧条件是将一对相同或不同的汉字刺激在两视野（两半球）同时呈现，此时要完成“同－异”判断任务必定是基于两半球间的信息交流与功能整合。Mhor等[10]的两侧呈现条件则是在两视野（两半球）呈现两个相同的刺激（词或非词），任务是进行词汇判别，被试仅依赖到达任何一侧视野（半球）的信息就可以完成任务加工。因此，本实验条件下应该可以更好地直接评价由任务加工难度所决定的半球间功能整合效应。
另外，参加本研究的精神分裂症患者均服用了抗精神药物。由于患者存在严重的精神障碍，不用药将无法实施相关实验。因此，服药是目前同类研究[3-7]的通行做法。虽然有研究[17]表明，用药可能改善左右脑的功能，但现有对用药患者的研究显示，他们仍然存在明显的半球间功能整合或信息传递异常[3-7]。Hugdahl等[18]的分听实验结果也发现，服药患者明显存在半球间注意的执行功能障碍。据此可以推测，服用抗精神药物也许并不会使病人大脑两半球间的整合功能有实质性好转。
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2006-01-07收稿，2006-05-10修回