神经反馈训练对ADHD儿童脑网络特征影响的研究

摘要

注意力缺陷多动障碍（ADHD）是一种常见的青少年儿童神经系统失调综合症，并以注意力缺陷、冲动、多动、行为控制困难行为缺陷为外在表现。临床治疗ADHD的通常方法是药物治疗，但通常这些治疗方式存在药物副作用和药物依赖等问题。神经反馈作为一种非药物疗法用于ADHD的干预治疗，其核心是通过调节失衡脑电节律波，从而影响和改善异常的神经活动，能够提高ADHD儿童注意力、减轻多动/冲动等外在行为表现症状。ADHD儿童量表评估虽然能够简单明了的反映患儿心理行为上异常或异常程度，但不精确。神经反馈疗法是否影响脑电某些特征，这些特征的变化是否可以作为定量评估神经反馈训练效果值得研究。脑电相干性分析是研究大脑连通性的有效方法，低分辨率层析成像分析（LORETA）方法是神经源定位有效方法。因此，本研究主要分析和讨论了神经反馈前后静息态脑电相干性的变化，以及其各个频段下神经源定位的改变，进而为量化评估ADHD神经反馈训练效果提供理论依据和技术支持。 为了研究ADHD儿童在神经反馈训练前后行为学上ADHD症状的变化，脑网络连接状态变化，神经源定位改变。研究方法包括： （1）实验对象：16名ADHD儿童和16名正常儿童，ADHD儿童通过DSM-Ⅳ和量表确诊。正常儿童均无精神疾病史和精神疾病家族史。 （2）实验数据：利用神经反馈训练进行60次（约5-8个月）治疗。分别采集清醒闭目下，ADHD儿童在反馈训练前、训练后多通道的脑电，以及清醒闭目下正常儿童的多通道脑电。 （3）利用SWAN量表得到ADHD儿童在反馈前后SWAN父母和SWAN教师量表得分情况。 （4）对于采集的脑电数据按照10/20脑电电极标准，选取19通道脑电并预处理，去除基线漂移，眼电、肌电干扰，运动、眼动伪迹，50Hz工频干扰等，选取并截取120秒数据进行分析。 （5）基于脑电相干性算法计算得到各个频段ADHD儿童的通道i到通道j的相干性，得到ADHD儿童的相干性矩阵，应该同样的方法得到正常儿童的相干性矩阵。 （6）分析对比反馈训练前后ADHD儿童在半球间和半球内各个脑区，在不同频段下脑连接的变化，并与正常儿童数据比较。 （7）利用低分辨率层析成像分析（LORETA）方法，对比研究神经发生源的变化。 根据上述方法得到以下4项研究结果：1.SWAN量表得分：对比反馈训练前后在注意力不集中和多动/冲动两方面均有显著性差异。在注意力不集中和多动冲动方面，反馈训练后SWAN父母量表得分和SWAN教师量表得分均较反馈前有显著性下降。2.半球内相干性：比较ADHD儿童神经反馈训练前后，中短距离电极对在训练后theta频段相干性显著降低。训练后长距离电极对theta和alpha频段脑电相干性显著增加。3.半球间相干性：比较神经反馈前后发现，在额区中，反馈训练后ADHD儿童在theta频段增加了脑电的相干性，同时在频段降低了脑电的相干性。在颞区中，反馈训练后ADHD儿童降低了在theta频段脑电的相干性，同时在增加了alpha频段脑电的相干性。在中央区/顶区/枕区，训练后delta和theta频段的脑电相干性降低。4.低分辨率层析成像分析：针对神经反馈训练前后相干性发生变化的三个频段Delta（0.5-4Hz）、Theta（4-8Hz）、Alpha（8-13Hz），利用LORETA方法探究神经反馈治疗前后，在相关频域神经发生源的改变，结果显示反馈训练前源定位主要集中于额叶，反馈训练后源定位主要集中于额叶与顶叶。 Theta/beta神经反馈训练作为非药物治疗手段，能够显著改善ADHD儿童神经系统失调，进而改善ADHD外在行为表现。SWAN量表统计发现，神经反馈训练能够改善儿童ADHD异常行为的症状。Theta/beta神经反馈训练对脑电网络相干性具有积极的影响，能够改善ADHD儿童半球内和半球间不同频段下的脑电相干性特征，并且更加接近于健康儿童脑电相干性特征水平。利用LORETA源定位发现，主要在Theta频段ADHD儿童反馈训练前后神经发生源的改变最为明显，反馈训练后神经源定位表明主要发生于额叶与顶叶，与正常儿童的源定位相似。这些结果说明，神经反馈训练可以影响ADHD儿童脑神经特征，脑电相干性和源定位参数的变化有可能成为神经反馈训练效果评估的定量参数，为综合评估ADHD症状改变提供一种客观量化的评估方法。

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