神经生物反馈治疗ADHD的历史和展望

第 21 卷 　第 4 期 2002 年 　3 月 北京生物医学工程 Beijing Biomedical Engineering Vol121 　No11 Mar. 　2002 神经生物反馈治疗 AD HD 的历史和展望 李革新1 　武 　斌2 　王玉红3 中图分类号 　R7411044 文献标识码 A 文章编号 100223208 (2002) 0120068203 作者单位 : 1 空军总医院健康咨询中心 (100036) 　2 首都师范大 学 (100037) 　3 空军航空医学研究所 (100036) 作者简介 : 李革新 (1950 —) , 女 , 副主任医师。 　　美国的Lubar 等人综述了他及其同事在过去的 15 年间研究开发的脑电图诊断及脑电生物反馈治 疗注意力缺陷Π多动症 (ADDΠADHD) 的一系列成 果。 大约有 5 %～15 %的儿童患有 ADHD , 而其中 20 %的人其症状一直伴随到成年 , 这些症状困扰着 不少孩子和家长[1 ] 。 有关 ADHD 的病因历史上有不同的解释。1918 年在一场暴发型流感之后 ,Stryker 等人注意到流感 后引起脑炎的儿童现出的反社会行为、冲动行为、 注意力降低及多动症[2 ] 。1930 年前后 ,不少学者认 为发生在儿童身上的一系列复杂行为与脑损伤和心 理障碍有关 ;也可能与铅、涂料等中毒有关 ;另外遗 传因素也是致病原因之一 ,ADHD 儿童的父母、祖父 母及堂表亲中也患有不同程度的类似障碍 ;患儿出 生前后的并发症与 ADHD 也有一定关系[3 ] 。 1947 年 Strauss 等人提出轻微脑机能障碍 (MBD) 的定义。药物学家试图用药物来控制这些 症状。Churles 博士首次用安非他明治疗这些问题 儿童 , 发现他们在学校的行为明显改善 , 注意力增 强了[4 ] 。70 年代 Satterfield 等人提出了“低唤醒假 说”。他们用皮肤电活动测量、皮层诱发电位检查 及对多动症儿童的观察 , 认为 ADHD 儿童表现出唤 醒程度较低。在问题儿童身上好像有一种“滤波 器”, 阻断视觉、听觉、躯体感觉、前庭觉及味觉 刺激的传入 , 这些刺激变得没有脉冲或增强值减 弱[5 ] 。当把儿童放在一个物体很少的宽大房间里 , 让他咀嚼有滋味的东西 , 可边听着振动声音 , 眼睛 凝视着感兴趣的东西 ⋯⋯此时这些儿童会到处跳 , 旋转以增加前庭刺激 , 在一阵过度运动之后常常昏 昏入睡[6 ] 。Satterfield 认为患儿体内肾上腺素能神经 递质异常 , 或者其在网状 —丘脑轴内的传递发生障 碍 , 这个轴包括脑桥、中脑网状激活系统 , 及散布 在丘脑的投射系统。这些儿童对感觉刺激容易习 惯 , 然后不断寻求新的刺激。因此增强唤醒的拟交 感神经药物可以减少多动症状[7 ] 。 心理测量有助于区分 MBD 与正常儿童。早期 应用视觉 —运动测验 , 斯坦福 —比内测验 ; 以及后 来应用韦氏儿童智力测验 (WISC2R) , H·R 神经心 理成套测验 , 最近应用 Woodcock2Johnson 的认知与 成就测验。一般问题儿童和正常儿童在以上测验中 的得分有显著差异[8 ] 。 Bradley 证明 MBD 儿童的脑电图 ( EEG) 异常 , 主要表现为 EEG变慢。Knott 等人也提出儿童的行 为障碍以及后期发展成人格障碍者 EEG均发生普 遍变慢[9 ] 。 20 世纪 70 年代 , 多数学者认为 MBD 的概念太 广泛 , 应对发生在儿童身上的异常现象作更深入的 研究 , 就需要更具体的分类。美国精神病诊断统计 (DSM2Ⅲ) 中 , 把其分为四个类型 : 11 注意 力缺陷 (ADD) 21 注意力缺陷伴多动症 (ADHD) 31 行为障碍 (CD) 41 学习困难 (失能) (LD) 。根 据脑半球定位理论 , 又可将学习失能分为许多亚 型 , 包括感觉和认知障碍。感知觉障碍有听觉、视 觉、触觉 —运动觉、心理语言学障碍和学习障碍 , 后者包括数学、阅读、拼写、写作及认知智能障碍 等。一个儿童可能属于以上任一种类型 ,或是几种 类型的综合。所有多动症的儿童都伴有注意力缺 陷。单纯注意力缺陷者可能不伴有多动 ,他们能在 教室里坐较长时间 ,但注意力不集中 ,注意广度较 差。特殊性学习失能者可能有阅读困难、计算困难 , 右半球综合症 —言语韵律缺失 ,这些患儿能够或选 择性地集中注意力。行为障碍的儿童可能伴有或不 伴有神经病理学问题 ,可能有或不存在注意力缺陷、 多动和学习失能 ,此现象常常与家庭破裂有关[10 ] 。 对患儿确定分类诊断非常重要 , 因为这将涉及 到用什么方法治疗最有效。单纯注意力缺陷儿童对 EEG生物反馈训练非常有效 ; 多动症儿童应用 EEG 生物反馈也有效 , 但在治疗期间最好配合药物 (拟 交感药物) , 以期能较快地控制症状 ; 对特殊性学 习失能儿童不能把生物反馈训练作为主要治疗手 段 , 但可作为辅助治疗手段 ; 生物反馈对行为障碍 者所起的作用比其他三种障碍都小 , 常常需要行为 矫治和家庭配合治疗。 Lubar 对 ADHD 儿童作了一个神经学解释 , 即 当人处于安静状态时 , 占统治地位的 EEG活动是 在α和θ范围 , 但当人兴奋时 , EEG活动向 14Hz 以上的β活动转移。多动症特别是有注意力缺陷儿 童的 EEG很少产生 14Hz 以上的β活动 , 而主要是 4～8Hz 的脑电活动。继 Sterman 的工作之后 , Lubar 也开始用感觉运动节律 (SMR) 训练癫痫病人。此 时他注意到这些患癫痫的中学或大学生不仅能控制 癫痫发作 , 而且注意力比以前集中 , 学习也专心 了。接着他对一名 8 岁 11 个月的多动症儿童进行 SMR脑电生物反馈训练。训练期间该儿童的 SMR 增加了 3 倍 , 颏下肌电 ( EMG) 减少了 50 %。有两 名观察者在教室里观察他在课堂里的表现 , (孩子 不知道观察者的身份) , 发现他寻找刺激、玩小东 西、走出座位的行为减少 , 注意力增加 , 学习成绩 上升 , 反抗行为减少 , 表现得非常合作。至此 , Lubar 又用倒退训练法 , 训练该患儿抑制 SMR , 增 加 4～7Hzθ波。经过 35 次训练后 , 患儿的 SMR 退 回到以前水平 , 并且在学校的行为也恶化 , 走出座 位的次数增加 , 不合作 , 注意广度缩小 , 寻找刺激 并作小动作 , 原先的进步均丧失了。然后 , Lubar 又训练该儿童抑制θ波 , 形成 SMR , 经 28 次训练 后 , 症状又明显改善。最后让患儿停服药物 , 他仍 能保持进步。长期随访 , 这个孩子不用药物一直表 现很好[11 ] 。 Lubar 发现 SMR 脑电生物反馈训练对多动症有 明显改善 , 而对注意缺陷影响较小。注意缺陷和阅 读拼写困难而不伴有多动症儿童的 EEG产生过度 4 ～8Hz 的θ活动 , 而β波缺乏。他训练这部分儿童 抑制θ活动产生 SMR , 再抑制θ活动产生β活动 , 此时这些儿童的学习成绩明显进步。他将这一成果 扩大到临床 , 训练了 250 名 ADHD 儿童 (8～12 岁) , 训练组儿童和与之匹配的对照组儿童 , 经韦 氏儿童智力测验 , 言语智商增加了 12 个百分点 , 操作智商增加 8 个百分点。其中一名 13 岁男孩子 接受生物反馈训练后 , 总智商增加了 25 个百分点。 Metropolitan 成就测验得分 , 训练组也比对照组明显 提高 (t = 2121 , P < 0105) [11 ] 。 Carter 等人也训练儿童产生β活动 , 训练左脑 半球增加β活动 , 儿童的言语智商比操作智商提高 得多 ; 训练右脑半球增加β活动 , 操作智商比言语 智商提高得多 , 此结果说明生物反馈训练作用可能 是半球所特有的。 Lubar 追踪这些接受脑电生物反馈训练的儿童 到青春期和进入成年期。他坚信训练的成果不是暂 时的 , 如果生物反馈技术和学术训练相结合 , 迁移 到课堂环境里 , 则效果是持久的。孩子获得成功 , 受到学校表扬及父母的赞许 , 更强化巩固了他们的 进步 , 这对训练也是个正反馈作用[11 ] 。 Lubar 又开展了应用β和θ训练的多中心同步 研究。另外还开展了另外两项研究 ; 其一是应用事 件相关电位 ( ERP) 区分 ADHD —学习失能 (LD) 与对照组儿童。他应用单纯声音刺激 (靶刺激为随 机出现的高音 , 非靶刺激是低音) , 发现 P3 成分减 少和晚成分发育差 , 特别在 F2 点是 ADHD —LD 组 与正常组的主要区别。之后又用语义刺激 , 要求儿 童鉴别名词和动物的名字 (靶刺激为动物的名字) , ADHD —LD 与正常组的差别再次出现 , 特别是 P3 和晚成分 , N1 成分也发现了差别。其次他还应用 执行困难Π容易的视觉任务 (容易视觉任务为区分 字母 O 与 Z , 困难视觉任务为区分小写字母 b 和 d ,) 也得到了类似的结果。Lubar 认为深入研究有 可能揭示 LD 儿童的诵读困难、计算困难或其他特 殊学习失能者的大脑信息加工特征。 Lubar 还把 16 通道脑电地形图应用于此项研 究 , 结果发现在大脑皮层区有许多区分 ADHD 儿童 和正常组儿童的差别。同时他还发现天才组与正常 组也有重要差别[12 ] 。 脑电生物反馈治疗 ADHD 需要时间比较长。一 般肌肉紧张型头痛应用生物反馈训练 10～20 次就 能奏效 ,而 ADD 则需要 40～80 次 ,而且必须要学 校、家长配合 ,孩子的进步是循序渐进的 ,且需追踪 较长时间。加之生物反馈仪器价格较贵 ,这都是实 际问题。然而经过治疗的孩子没有一位症状恶化 ·96·第 1 期 神经生物反馈治疗 ADHD 的历史和展望 的[13 ] 。Lubar 追踪一部分人到成年 ,发现他们在大 学或工作岗位仍然很正常 ,说明疗效是稳固的。Lu2 bar 认为在治疗期间给孩子一些反馈 ,如训练操作曲 线图 ,心理测验成绩 ,学习成绩的变化等级或百分 点 ,将能增加患儿的信心 ,使治疗坚持下去[14 ] 。 应用 EEG 生物反馈治疗注意力缺陷伴多动 , 单纯注意力缺陷 , 多动症及学习困难已展现一个美 好的前景。这种治疗方法对患儿及其家庭产生重大 影响 , 使患儿通过治疗取得学业上的进步 , 在复杂 的未来世界中发挥作用。 参考文献 1 　Lubar JF. Neocortical dynamics : implication for understanding the role of neurofeedback and related techniques for the enhancement of attention. Applied Psychophysiology , 1997 , 22 (2) : 101 - 122 2 　Lubar JF. Discourse on the development of EEG diagnostics and biofeed2 back for attention2deficitΠhyperactivity disorders. Biofeedback and self2 Regulation , 1991 , 16 (3) : 201 - 225 3 　Mann CA. Lubar JF , et al . Quantitative analysis of EEG in boys with attention2deficit2hyperactivity disorder : controlled study with clinical im2 plications. Pedlatric Neurology. 1992 , 8 (1) : 30 - 36 4 　Amen D A , Paldi JH , Thistead RA. Evaluating with brain SPECT im2 aging. Paper presented at the meeting of the American Psychiatric Asso2 ciation. 1993. P26 - 29 5 　Henriques JB , &Davidson R J . Left frontal hypoactivation in depres2 sion. Joumal of Abnormal Psychology , 1991 , 100 : 534 - 545 6 　Lubar JF , Deering WM. Behavioral approaches to neurology. Academic Press , 1981 7 　Lubar JF , Swartwood MO , Swartwood JN , et al . Evaluation of the ef2 fectivencess of EEG neurofeedback training for ADHD in a clinical setting as measured by changes in T. O. V. A. sores , behavioral ratings , and WISC2R performance. Biofeedback and self2Regulation , 1995 , 20 : 83 - 99 8 　Lubar JF , Swartwood MO , Swartwood JN , et al . Quantitative EEGand auditory event2related potentials in the evaluation of Attention2DeficitΠHy2 peractivity disorder : Effects of methylphenidate and implications for neu2 rofeedback training. Journal of Psychoeducational Assessment ( Mono2 graph Series Advances in Psychoeducational Assessment) Assessment of Attention2DeficitΠHyperactivity disorder , 1995 , P143 - 204 9　Martin JH. The collective electrical behavior of cortical neurons : The electroencephalogram and the mechanisms of epilepsy. In Kandel ER , Schwartz JH , Jessell TM ( Eds. ) , New York : Elsevier. Principles of Neural Science , 1991 , P777 - 791 10 　Matochik JA , Liebenauer LL , King AC , et al . Cerebral glucose me2 tabolism in adults with attention2deficit hyperactivity disorder after chronic stimulant treatment . American Journal of Psychiatry , 1994 , 151 : 658 - 664 11 　Nunez PL. Toward a physics of neocortex. In Nunez PL. ( Ed. ) , New York : Oxford University Press. Neocortical Dynamics and Human EEG Rhythms , 1995 , P68 - 132 12 　Lubar JF. Gross DM , Shively MS , et al . Differences between nor2 mal , learning disabled and gifted children based upon an auditory evoked potential task. Int J Psychophysiol , 1990 , 14 : 40 - 81 13 　Matousek M , Rasmussen P , Gillberg C. EEG frequency analysis in children with so2called minimal brain dysfunction and related disorders. Adv Biol Psychiatry , 1984 , 15 : 102 - 8 14 　John ER , Prichep LS , Fridman J , et al . Neurometrics : computer2 assisted differential diagnosis of brain dysfunction. Science , 1988 , 239 : 1622169 (2001206218 收稿) (上接第 32 页) 据采集及控制系统 , 系统电路简单实用 , 功耗低 , 体积小 , 有较高的性能价格比 , 特别适合于小型便 携式医学仪器的开发。 参考文献 1 　孙涵芳 , 主编. Intel 16 位单片机. 北京航空航天大学出版社 , 1995 年 2 　张卫杰 , 魏震生 , 路平. 基于 80C196KC微处理器的高速串行通 讯. 电子技术应用 , 2000 , 26 (1) : 50 (2000211227 收稿 , 2001202217 修回) ·07·　 北京生物医学工程 第 21 卷