注意缺陷多动障碍(Attention-deficithyperactivitydisorder,ADHD)的核心症状是注意力不集中、冲动和多动。全世界约有2-7%的儿童受到ADHD的影响，部分会持续到成年期，成年人患病率为4-5%，且ADHD与不良的长期结果相关，如社会适应障碍、学业问题以及与其他精神疾病共病等。
研究发现ADHD儿童EEG普遍偏慢，其特征是低频节律波(如θ波4-7Hz)功率增加和高频的节律波的功率(如β14–25Hz)。在健康发育过程中θ/β比值(TBR)逐渐下降，而ADHD患者的θ/β上升被认为反映了发育迟缓或皮质觉醒不足。然而，最近的研究对θ/β与觉醒的关系及其作为ADHD诊断的可靠依据提出了挑战。除了θ/β外，静息态α波(8-12Hz)的功率也成为了成人ADHD患者研究的重要课题。研究发现，休息状态ADHD患者前部脑区α波更高且伴随警戒水平更低。而在健康被试中，α波振幅的升高与对刺激感知减弱、走神及注意力缺失有关，另外运动皮层α波振幅的增加与主动的运动抑制有关。然而近期一些研究发现，与健康对照组相比，ADHD成人的α波功率有所提高，而另一些研究则发现ADHD成人α波水平的降低或者没有显著差异。因此，研究中关于α波功率相互矛盾的结果被视为多种支持ADHD电生理表型可能性的证据。
面对这种矛盾的结果，使用神经反馈(neurofeedback,NFB)来控制特定脑区的振荡成了解决这一问题的一个较好的选择。神经反馈导致的可塑性已经在运动和纹状体回路中得到了证实，这与ADHD的病理机制有关。研究表明，神经反馈也许能用于改善ADHD患者的注意力不集中和冲动症状，对成年人的长期影响至少为6个月，且效应接近于哌醋甲酯（又名利他林，是一种治疗ADHD的常用一线药物）。特别是，在注意过程中被调节的α波节律波（8-12Hz）被认为是ADHD潜在的生物标记。在各类研究中，成人ADHD异常的脑电振荡活动模式被反复提及。近期，来自瑞士日内瓦大学的研究团队使用脑电神经反馈的方法让成年ADHD被试自我调节α波的节律，以探索α波振荡对注意力表现和大脑可塑性的调节作用。他们研究团队在NeuroImageClinical上发表了题为《Linkingalphaoscillations,attentionandinhibitorycontrolinadultADHDwithEEGneurofeedback》的研究论文(Deiberetal.,)。本文对该研究进行详细解读。
研究方法
1.被试
25名成人ADHD患者(13名女性，年龄：33.9±10.9)及22名健康成年人(14名女性，年龄：31.1±7.4)被招募到研究中，共病精神疾病的患者被排除在外。组间平均年龄无显著差异。在研究之前，每个参与者都要提供书面的知情同意。
排除标准包括：丧失意识的头部损伤史、癫痫或中风、易损害大脑功能的非神经系统疾病(例如，癌症或心血管疾病)，以及精神疾病:如重度抑郁症、双向障碍、焦虑症、边缘性人格障碍和物质使用障碍。所有在接受药物治疗的ADHD患者在实验前24小时停止用药。
2.脑电实验程序
本实验旨在评估30分钟NFB对睁眼静息态(EO)和连续操作任务(CPT)的EEG的影响，包括三个阶段：EEG-评估1、EEG-NFB和EEG-评估2(图1)。在EEG评估1之前有一个3分钟基线睁眼休息状态(EO1)，然后依次是6分钟CPT(CPT1)、焦虑和觉醒的独立调查问卷和3分钟的EO休息(EO2)。然后，受试者进行30分钟的EEG-NFB阶段。最后，EEG评估2包括3分钟的EO休息(EO3)、状态焦虑和觉醒自我评估问卷及6分钟的CPT(CPT2)。其中，CPT由16个字母组成，被试需对除目标字母“X”之外的任何字母出现时做出按键反应。整个实验共有个试次，其中75%是Go，25%是NoGo。试次间间隔不同(,orms)。自评问卷是斯皮尔伯格的状态焦虑量表(STAI)和Thayer的激活-失活形容词检查表的状态焦虑部分。
图1
采用64个Ag/AgCl脑电帽，按照10-20国际标准连续记录EEG，采样率Hz。接地电极放置于Fpz和Fz等距的位置，参考电极CPz。电信号放大使用eegomylab系统(ANTNeuro,Netherlands)，所有电阻降至5kΩ以下。以全脑均值作重参考。将EEG数据导入Matlab工具箱EEGLABv12进行离线处理。使用独立成分分析(ICA)来识别和去除眨眼(使用Infomax)。然后用FASTER方法去除均值两个标准差以外的极端值。去除伪迹。
3.神经反馈(NFB)
神经反馈过程使用的是Pro-Comp放大器与EEGer4.2神经反馈软件(EEGSpectrumSystems,CA)，地电极和参考电极分别放置在右耳垂和左耳垂，选择Pz作为覆盖后顶叶皮层的电极。所有被试都参与一个叫“太空空间”游戏，游戏中，他们以移动的宇宙飞船和动态条形图的形式得到持续的视觉反馈，条形图的高度与实时的α波振幅成反比。被试被告知，只要他们进入目标大脑活动的时候，飞船就会向前移动(例如α波振幅低于阈功率)，当他们在大脑其他脑区活动的时候就会停止(例如α波振幅高于阈功率)。训练的目的是利用他们在游戏中得到的反馈来学习让飞船在太空中飞行。对EEG信号进行无限脉冲响应带通滤波，提取α波(8-12Hz)，每个epoch为0.5s。参与者在抑制绝对振幅后得到奖励。奖励阈功率最初被设置为α波振幅在大约60%的时间内低于初始3分钟的基线平均值。
4.数据分析
4.1.六个条件中α波的频谱功率
利用BrainVisionAnalyzer2(BrainProductsGmbH)通过快速傅里叶变换(FFT)获得EEG的频谱。ms的不重叠的Hanning-windowedepochs，频率分辨率0.5Hz。在8-12Hz带宽中计算相对α波功率，即用绝对α波功率除以全频谱功率(1.5-40Hz)，计算了64个电极的平均相对功率。以6个条件(EO1、CPT1、EO2、NFB、EO3、CPT2)作为被试内因素，以2个组别(ADHD、HC)作为被试间因素的重复测量ANOVA来评估组间和条件间的平均相对α波功率的差异。利用Matlab中的神经生理生物标记工具箱(NBT,