Biological Psychiatry经典：儿童对情绪刺激的神经反应可预测自然灾害对其精神症状的影响

背景：自然灾害会使整个社区暴露在压力和创伤中，从而导致出现精神症状的风险增加。事实上，大多数遭受该创伤的人是可以恢复的，因此找到促成这一结果的潜在因素显得尤为重要。

方法：在被试9岁时，让其观看愉悦和不愉悦的情绪图片并完成相应任务，同时利用脑电测量晚期正电位(LPP)，该成分反映着对重要信息的持续性关注。完成测量后，美国历史上第二大飓风桑迪袭击了该地区。飓风过后的八周，母亲们报告了与飓风相关的压力以及儿童的内部（如创伤后应激障碍、抑郁、焦虑）和外部（反社会和攻击性行为）症状。飓风后8个月重新评估这些症状。

结果：LPP（晚期正电位）可预测飓风后儿童内外部症状，其与压力的交互作用可持续性预测外部症状。暴露在较高飓风相关压力中的儿童，对不愉悦图片神经反应的增强预测着灾难发生8周后外部症状更严重，而对愉悦图片更大的神经反应则预示着较低的外部症状。此外，LPP与压力之间的交互作用可持续性预测飓风8个月后的外部症状。

结论：结果表明，LPP所反映的神经激活的增强和对不愉悦信息的注意，使儿童在与自然灾害相关的较高压力情境中容易出现精神症状，而对愉悦信息更大的神经反应和加工可能是一个保护性因素。

关键词：ERP，内部症状，外部症状，自然灾害，压力，易感性

前言

暴露在压力中的儿童和青少年在成长过程中常会出现各种内外部的症状。而自然灾害就是一种压力源，且与内部（如创伤后应激障碍，抑郁，焦虑）和外部（反社会和攻击性行为）症状的增加相关。由于自然灾害在时间上的不可控性及影响范围比较广泛，与其他压力源相比其受预先存在的来自儿童和家庭因素的影响更少。所以对遭受自然灾害的儿童进行研究，可以提供对潜在风险相关复原力的神经机制的深入了解。

方法

被试：

被试来自一个大规模的社区儿童样本，年龄在9到12岁之间，最初招募的时候年龄在3至6岁之间。所有儿童至少有一名讲英语的亲生父母，且没有严重的医疗或发育障碍。在飓风桑迪发生时，323名儿童完成了情绪中断任务（emotional interruptelectroencephalogram (EEG) task）和飓风前症状测量（prehurricanesymptom measures），随后他们完成为期8周的飓风后调查。有63人因EEG数据噪声过大、每种条件下无伪迹试次低于15、或在情绪中断任务上的准确率低于65%、或者其母亲在飓风前后出现异样的内外部症状而被排除分析。最后的样本包括260名儿童，EEG任务中平均年龄9.16± 0.34岁，8周后评估时平均年龄10.41 ± 0.78岁。其中女性占比45.8%；白人89.6%，非裔6.9%；亚裔3.1%；本土美国人0.4%；拉丁美洲人8.1%；

程序：

实验经过知情同意确认后，一位父母带着被试在尽可能接近他们九岁生日的时候来实验室完成EEG实验并测量儿童的症状。飓风之后，母亲完成在线问卷以评估飓风相关的压力和儿童症状。这些问卷的完成时间平均在飓风结束后的8.52 ± 1.55周和EEG任务后的53.58± 1.69周。七个月后母亲再次报告其孩子的症状。这次问卷完成时间在飓风结束后的7.69 ± 0.81月（其中有58位母亲没有完成该问卷）。

测量：

情绪中断任务——

在飓风之前让被试完成情绪中断任务并测量其LPP。即从国际情绪图片库中选择60张适合儿童的图片，其中愉悦图片20张（比如玩耍的孩子，可爱的动物）；中性20张（如中性情景中的人，房屋）；不愉悦和威胁性图片20张（悲伤或愤怒的人，攻击性动物或武器）。共120个试次，分两个block，每张图片在每个block中分别被随机呈现一次。试次开始为800ms注视点，接着是1000ms的图片，之后是150ms的目标，然后再次呈现之前的图片400ms。目标是一个朝向左或者右的箭头，被试的任务是按键判断箭头的朝向。试次间间隔1500-2000ms。

EEG数据记录与分析：

使用32导Biosemi system（请点击参考：BIOSEMI脑电系统介绍），10/20系统记录EEG。在左/右乳突上放置电极，眼电电极放置右眼上方和下方1cm、左眼左侧1cm和右侧1cm的面部。收集时的采样率为1024Hz。

线下分析采用Brain Vision Analyzer software。数据以双侧乳突平均值重参考，带通滤波0.1-30Hz，以图片呈现前200ms和后1000ms为时间窗口进行分段。对眨眼进行校正，并使用半自动化方式去除伪迹，以剔除采样点间电压高于50μV，一个试次里电压差大于300μV及100 ms内电压差小于50μV的部分。再人工检查剔除明显的伪迹。刺激呈现前200ms基线校正。

为确保儿童被试都注意了图片，仅将正确的试次纳入分析。LPP的分析时段为刺激后400—1000ms，分析区域为枕叶和顶叶（O1, O2, Oz, PO3, PO4, P3, P4, Pz），指标大小为情绪性图片与中性图片的差值。

图1. 枕叶ERP及刺激呈现后400-1000ms内情绪图片相对于中性图片的地形图

飓风造成的压力

母亲们完成了一份13个题目的问卷，评估了在飓风相关灾害中可对儿童有潜在影响的经历。这些题目取自飓风Ike（艾克）和Katrina（卡特里娜）的调查问卷。对其中8个题目（生活受飓风影响、儿童为安全问题感到恐惧、难以找到食物或温暖、难以找到汽油、儿童比平时抱怨更多、对家庭或财产的损害、家庭安全受到威胁和经济困难）进行了5分评级（1-根本不受影响；5-受影响极大）。两个题目对持续时间进行评价（学校关闭时间，停电的时间）。三个题目以是否出现进行评价（家庭是否被疏散，是否使用联邦紧急管理机构的服务，以及家人或朋友是否受伤或被抢劫）。二分项目计分出现记一分，不出现记零分。对于五点评分的项目评分超过3的记为1；除了两个普遍的项目需要更高的阈限才能被记为1分，比如生活受到干扰要大于4分，而缺乏汽油要大于5分。对于两个时间持续项目，1周或更长时间的记为1分。最终量表表现出良好的内部一致性（Cronbach’s alpha=.72）。

儿童精神病诊断和症状

关于飓风前临床紊乱的发生率，家长和儿童将接受临床心理学博士和硕士级的临床医生的访谈，该访谈在儿童学龄9岁时使用“Schedule of Affective Disorders andSchizophrenia for School-Age Children”进行。为了测量症状的变化，母亲完成了Child Behavior Checklist (CBCL)，这是一份113项由父母报告儿童行为和情绪问题的量表。母亲三次完成CBCL：儿童九岁时对飓风前症状评估一次，飓风大约8周后一次，飓风大约8个月后一次。

数据分析

对飓风桑迪后症状的预测因子进行层次回归分析。将飓风前内部、外部症状及儿童性别纳入第一步分析，将飓风相关压力、LPP指标纳入第二步分析，将压力与LPP的交互作用纳入第三步分析。所有回归分析均考虑CBCL症状的非正态性和异方差性，所有回归分析均采用一致的异方差标准误和p值(HC3)。

结果

临床特征

在飓风前的评估中，15.4% (n=40)的样本符合当前内部或外部症状的标准。具体来说，抑郁0.4%、焦虑8.8% (0.8%分离焦虑症、2.3%社交焦虑障碍、3.8%特异性恐惧症、3.1%广泛性焦虑症)、6.5%注意缺陷/多动障碍、1.5%对立违抗障碍和0.4%行为障碍。

表1中给出了描述性统计数据和测量之间的相关性。无论是外部还是内部症状从飓风前到飓风后都显著下降，这可能是由于反复使用问卷，但也表明飓风总体上并没有增加症状。在8周后评估中，外部和内部CBCL量表的临界或临床症状水平分别为4.2%和4.6%。男性被试在飓风后相对于女性表现出更高的外部症状，但性别与飓风前外部症状或内部症状均无显著相关。外部和内部症状之间在每一次评估上都表现出中到高强度的相关。飓风有关的压力与8周后内部和外部症状存在相关但不显著。

行为测量

愉悦与不愉悦图片条件下的正确率显著低于中性条件，而反应时显著长于中性条件。在对症状的预测上RT，准确率的主效应或两者与压力的交互作用均不显著。

LPP预测飓风后症状

表2给出了LPP对飓风后8周症状的多元回归分析结果。对于外部症状，压力、不愉悦LPP和愉悦LPP的主效应显著，压力×愉悦LPP的交互作用显著，压力×不愉悦LPP的交互作用显著。不愉悦条件下LPP波幅的提高可预测暴露在高压力(一个标准差以上)和中等压力情境中外部症状的出现，但不能预测低压力情境中的症状。愉悦条件下LPP的升高可预测高和中等压力情境中较低的外部症状，但不预测低压力情境中的该症状(图2和图3)。

图2. 压力与不愉悦条件下LPP的交互作用预测飓风八周后外部症状（A），压力与愉悦条件下LPP的交互作用预测飓风八周后外部症状（B）。

图3. 低CBLB外部症状（左）与高CBLB外部症状（右）在不愉悦相对于中性图片（上）和愉悦相对于中性图片（下）激活地形图。

如果您对脑电数据处理感兴趣，欢迎参阅思影科技脑电课程及数据处理服务，可添加微信：siyingyxf详细了解：

第七届脑电数据处理入门班（重庆）

第十九届脑电数据处理中级班（南京）

第六届脑电信号数据处理提高班（南京）

思影数据处理业务四：EEG/ERP数据处理

对于内部症状，与飓风有关的压力越大，不愉悦条件下LPP越大，则预测着该症状越严重。压力×不愉悦条件下LPP交互作用接近显著(p＜.10)。

补充图1.各条件下LPP与内外部症状相关散点图。

为了评估儿童所表现出的这些效应是否是被飓风前的临床紊乱所驱动，我们剔除了在飓风前表现出临床症状的40名儿童并重新计算，压力×愉悦条件下LPP以及压力×不愉悦条件下LPP的交互作用仍然显著。

鉴于LPP头皮分布存在发展性的变化，我们还分别选取了顶叶（P3、P4和PZ）和枕叶（O1、O2和OZ）部位分别进行计算。对于外部症状压力×愉悦条件下LPP以及压力×不愉悦条件下LPP的交互作用在两个脑区均显著。对于内部症状，压力×不愉悦条件下LPP的交互作用仅在枕叶达到了显著。枕叶不愉悦条件下LPP的波幅的提高在高和中等水平的压力上可预测内部症状（图4）。

图4. 压力与枕部（O1，,2，Oz）不愉悦条件下LPP的交互作用预测飓风后外部症状。

LPP预测飓风后8个月症状

表3列出了飓风后8个月在各症状上的长期影响。与飓风后8周相比，此时压力的主效应不再显著。但压力×愉悦条件下LPP、压力×不愉悦条件下LPP的交互作用仍旧可以预测外部症状。与早期评估相似，不愉悦条件下LPP波幅的提高可预测暴露在高压力和中等压力情境中外部症状的出现，但不能预测低压力情境中的该症状。愉悦条件下LPP的升高可预测高和中等压力情境中较低的外部症状，但不预测低压力情境中的该症状。尽管不愉悦条件下LPP的主效应接近显著，但是LPP对内部症状的预测均未达到显著。

讨论与结论

当前研究将对愉悦和不愉悦图片的神经反应作为飓风桑迪后儿童内外部症状的预测指标。不愉悦图片下较大的LPP可预测飓风8周后所产生的内部和外部症状，而对愉悦图片较大的LPP反应可预测较低的外部症状。而且，LPP与飓风相关压力的交互作用可预测外部症状的变化。那些处于较高压力下的儿童，对不愉悦图片反应的增强可预测更大的症状，而对愉悦图片的反应增强则可预测较低的外部症状。LPP与压力之间的交互作用在预测外部症状上相对较明显。愉悦和不愉悦条件下的LPP均可持续预测飓风8个月后的外部症状，尽管对内部症状的预测已不再明显。重要的是，LPP(晚期正电位)仅在高压力和中等压力暴露中对症状的预测作用才是明显的，这表明情绪信息的神经加工在中等强度压力以上的情境中是会到影响的。

总之，这些发现强调了对愉悦和不愉悦情绪信息加工神经机制个体差异的重要性，这可能为儿童在压力下产生内外部症状提供了早期干预和预防的神经标记。

如需原文及补充材料请加微信：siyingyxf 或者18983979082获取,如对思影课程感兴趣也可加此微信号咨询。