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目的：
氧疗对脑结构和功能都有一定的影响,以前的研究多侧重于脑结构变化,有关脑功能的研究多来自于功能量表评分。近年来,PET和功能磁共振的广泛应用,使脑功能的研究有了很大进步。但是二者局限于空间定位,而对于反映脑功能的时间方面有其不足。脑电量图和事件相关电位都是依赖于脑电图的神经电生理方法,它们的应用使脑功能的研究在时间的精确性和空间定位的准确性上有了突破性的进展。听感觉门控电位和P300是评估脑认知功能常用的方法。感觉门控电位指的是反复暴露在相同的感觉刺激后,会适应性的提前注意,它是人脑的正常抑制功能,反映的是大脑对刺激信息的选择和过滤过程。许多脑损伤和精神疾病患者都有P50感觉门控降低。P300广泛应用于神经病学和精神病学认知损害。与同年龄正常人相比,患者的波幅下降。我们假设呼吸纯氧可造成各脑区脑电能量分布不同,吸氧时间长短对脑电能量变化是有影响的,而且,吸氧可能对注意、认知过程有影响,由此影响到听感觉门控、听觉P300。本研究纳入右利手、健康男性志愿者,分为实验组(n=16)和对照组(n=12),实验组呼吸纯氧,对照组呼吸空气。在监测血压、心率的同时,记录健康人在吸氧前、吸氧(对照组呼吸空气)20分钟和50分钟时、吸氧后30分钟的EEG,并测查听感觉门控电位、听觉P300,试图描绘正常人吸氧不同阶段脑电能量分布,初步探讨纯氧对听感觉门控和P300的影响。
方法：
(1)受试者:本研究纳入右利手、健康男性大学生志愿者,分为实验组(n=16)和对照组(n=12),被试对分组情况不了解。
(2)吸氧方案:两组受试者应用不可重复式面罩1小时,实验组呼吸医用纯氧,对照组呼吸空气。
(3)观察指标:各组受试者分别于吸氧前(Before)、吸氧(对照组呼吸空气)20分钟(Oxy20)、吸氧50分钟(Oxy50)、吸氧后30分钟(After)检测记录以下指标:①血压:收缩压、舒张压、平均动脉压；②心率；③用22导脑电记录仪记录受试者闭眼脑电图,采用快速傅立叶转换(Fast FourierTransformation,FFT)分七波段进行脑电功率谱分析,并采用插值运算产生相应的脑电能量分布图；④上述四个时间点应用条件-测试刺激程序诱发听感觉门控,观察诱发电位波形图及电压分布图,分别计算两种刺激的潜伏期、振幅、振幅的差值；⑤上述四个时间点应用oddball刺激程序诱发P300,观察诱发电位波形图及电压分布图,分别计算靶刺激和非靶刺激的潜伏期、振幅。
(4)统计方法:应用SigmaStat3.5软件(SYSTAT Software Inc.Iowa City),数据以均数±标准差(X±SD)的形式表示,组内比较采用重复测量的方差分析,两组受试者采用t检验,以P<0.05表示差异具有统计学意义。
结果：
(1)吸氧对人收缩压基本无影响,Oxy20,实验组舒张压和平均动脉压高于对照组(P<0.05)；Oxy20、Oxy50、After,实验组心率较Before心率降低(P<0.01)。
(2)Delta活动主要集中在前额叶,Theta活动集中于额叶中部和顶叶前中部,Alpha1活动分布于顶枕叶,Alpha2活动只分布于枕叶,Beta1活动主要集中于顶枕部,Beta2弥散分布于额顶颞叶,Gamma活动则集中于两侧颞叶。随实验进行,两组Alpha1波脑电能量增加(P<0.05),实验组Alpha2、Beta1、Beta2、Gamma脑电能量在吸氧时增加,停止吸氧后回落(P<0.05),能量改变主要发生在额、顶、颞部脑区。
(3)S1和S2诱发的电压分布在额顶部。两组受试的S1、S2均引出了明确的P20、P39、P50、N100。对照组S1、S2刺激各波的潜伏期相对稳定(P>0.05),S1刺激的P20、P39振幅变化明显(P<0.05),S2刺激的N100振幅在Oxy50时,比Before缩小(P<0.05)。N100振幅差Before和After(P<0.05)、Oxy20和After(P<0.01)相比,有统计学差异。实验组S1刺激After和Oxy50相比,N100潜伏期延长(P<0.05),S2刺激各波的潜伏期相对稳定(P>0.05),实验组各刺激振幅相对稳定(P>0.05),P20振幅差随吸氧迅速增大(P<0.05),P50振幅差随吸氧变大,停止吸氧后,差值迅速回落,Oxy20、Oxy50和After(P<0.05)相比,有统计学意义,N100振幅差,Before和Oxy50、Before和After相比,有统计学差异(P<0.05)。两组比较,Oxy50时,S1刺激诱发波实验组比对照组P39、P50潜伏期缩短(P<0.05),实验组P20振幅更高,After时,实验组N100振幅更小(P<0.05)。S2刺激诱发波,只有Oxy20时,实验组P50振幅更低(P<0.05)。实验组在Oxy50(P<0.01)和After(P<0.05)P20振幅差较高,在Oxy50(P<0.05)、After(P<0.01)实验组N100振幅差更小。
(4)靶刺激和非靶刺激的电压均在额顶叶。靶刺激引出N100、P300和N400。对照组在Oxy20、Oxy50和After,靶刺激P300潜伏期延长(P<0.01),非靶刺激各波的潜伏期相对稳定(P>0.05),两种刺激各波振幅相对稳定(P>0.05)。实验组受试,After、Oxy50与Before相比,靶刺激P300潜伏期缩短(P<0.05)。After与Before相比,非靶刺激P300潜伏期缩短(P<0.05),靶刺激P300振幅下降(P<0.05),非靶刺激各波振幅相对稳定。两组比较,在Oxy20、Oxy50和After,实验组比对照组的靶刺激P300潜伏期缩短(P<0.01)。Oxy20时,实验组比对照组的靶刺激N400潜伏期缩短(P<0.05)。非靶刺激潜伏期差异无统计学意义(P>0.05)。After时,实验组靶刺激N400振幅更高(P<0.05)。非靶刺激各波的振幅无差异(P>0.05)。
结论：
(1)常压下吸氧使受试者心率降低,舒张压和平均动脉压有下降趋势,仅为小样本结果,还需进行大样本、随机对照的研究,才能为临床安全用氧提供依据。
(2)吸氧增加Alpha1、Alpha2、Beta1、Beta2、Gamma脑电能量,提示吸氧使人平静,但警醒度未下降,反而大脑整合信息水平升高,初步为临床氧疗提供qEEG方面的证据。
(3)研究显示听感觉门控是一个复合过程,氧气提高了刺激后早期P20门控电位,P20电压主要分布于额顶部脑区,吸氧后,N100门控电位减小,N100电压主要分布于顶中央脑区。但是,从本实验结果来看,P20、P39、N100本身都不太稳定,所以,可能还是只有P50最适合临床检测应用。
(4)研究显示两组受试的靶刺激均引出了明确的P300,电压主要分布于颅顶中后部。健康人常压下呼吸纯氧,P300潜伏期缩短,振幅减小,而且随吸氧时间延长,这种趋势更明显,提示吸氧有助于维持注意,缩短认知加工过程,提高瞬时记忆能力。