基于事件相關電位P300 探討順腹式呼吸訓練對情緒反應的調節效應

張鑫政 王 瑩 呂嘉軒 張佳蕾 董晶晶 李航宇 魏玉龍

1.北京中醫藥大學針灸推拿學院，北京 100029；2.新奧集團新繹健康科技有限公司，河北廊坊 065001

現代認知神經科學認為情緒反應是包含大腦認 知、神經組織興奮、身體行為決策等一系列綜合復雜反應的過程[1-2]，情緒反應過長或過激都會對人體健康造成負面的影響[3]。中醫氣功療法對此具有良好的防治效果[4]。本課題組前期研究發現，氣功訓練可以有效改善情緒反應的負面影響[5-11]。本研究在此基礎上繼續挖掘順腹式呼吸訓練對人體情緒反應的調節效應，以大腦電信號的事件相關電位（event-related potential，ERP）P300 為觀察指標，探究順腹式呼吸訓練對情緒反應的調節效應。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究于2020 年6 月至9 月招募并培訓新奧集團新繹健康科技有限公司的健康在職員工48 名，其中男21 名，女27 名。按隨機數字表法將其分為A 組和B 組，每組24 名。A 組采用調身操作，B 組采用調身操作協同順腹式呼吸訓練。本研究通過北京中醫藥大學醫學倫理委員會審核并同意實施，員工及其家屬均自愿簽署知情同意書。兩組工作環境一致，年齡、性別比較，差異無統計學意義（P ＞0.05），具有可比性。見表1。

1.2 研究方法

1.2.1 干預措施 A 組采取調身操作：兩足平行分開與肩同寬。兩臂如抱球狀。微屈膝，松肩，墜肘，虛腋；舌抵上腭，下頦微內收，兩目微閉。B 組在調身操作基礎上加入順腹式呼吸訓練。順腹式呼吸：①感覺自然呼吸時胸廓內壓的變化；②緩慢使氣息下降；③吸氣時，腹部自然隆起，呼氣時，腹部自然回縮；④保持慢、細、勻、長的呼吸操作。兩組培訓2 周，培訓期間干預措施實施時間為60 min/次，5 次/周。培訓完成后開始干預，40 min/次，5 次/周，干預6 周。

1.2.2 儀器及測試方法 本研究儀器采用美國Neuroscan 公司生產的Nuampa40 通道腦電圖/ERP 信號分析系統及國際標準10-20 系統37 導聯Ag/AgCl 電極帽（Quik-Cap37）。干預前后各測試一次，對A、B 兩組數據記錄統計。

聲音刺激選用標準Oddball 聽覺范式，分為標準刺激（占比70%）和偏差刺激（占比30%）。標準刺激為鐘聲，強度70 dB，持續時間1 s，共出現210 次。偏差刺激為中國情感數碼聲音系統[12]中的情緒聲音，按愉悅度高低分為正、中、負性3 種類型，每種類型30 個，每個持續1 s，強度70 dB。兩種刺激通過編程以偽隨機形式出現，即兩個偏差刺激不相鄰。刺激聲音通過有線耳罩式耳機播放，每100 個刺激休息1 min。

1.3 觀察指標

研究對象腦區劃分為額極區（FP1、FP2）、額區（F3、F4、Fz）、額中央交界區（FC3、FC4、FCz）、額顳交界區（FT7、FT8）、顳頂交界區（TP7、TP8）、中央區（C3、C4、Cz）、中央頂交界區（CP3、CP4、CPz）、頂區（P3、P4、Pz）、前顳區（F7、F8）、中顳區（T7、T8）、后顳區（P7、P8）、枕區（O1、O2、Oz），共12 個腦區。見圖1。根據Curry 7 分析軟件總平均圖確定P300 峰值，分析時程為290～450 ms，此時的最大正向波即為P300，分別記錄兩組干預前后的各腦區P300 峰值。兩組腦區功率采用腦電地形圖表示。

圖1 腦區分布

1.4 統計學方法

采用SPSS 22.0 對所得數據進行統計學分析，正態分布的計量資料采用均數±標準差（）表示，比較采用t 檢驗；偏態分布計量資料的描述以中位數（四分位數間距）[M（Q）]表示，比較采用秩和檢驗。計數資料采用例數表示，比較采用χ2檢驗。以P ＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組干預前后各刺激下的P300 峰值比較

兩組干預前各刺激下P300 峰值比較，差異無統計學意義（P ＞0.05）。干預后，B 組正、中性刺激下的頂區、枕區及中性刺激下的后顳區P300 峰值均低于A 組，負性刺激下的顳頂交界區、后顳區、枕區P300 峰值均低于A 組，差異有統計學意義（P ＜0.05）。見表2～4。

表2 兩組干預前后正性刺激P300 峰值比較[μV，M（Q）]

2.2 兩組干預后各刺激下部分腦區事件相關電位波形圖

干預后，B 組部分腦區[“2.1”中差異有統計學意義（P<0.05）的腦區]各刺激下P300 峰振幅均低于A組。見圖2～4。

圖2 兩組干預后正性刺激下事件相關電位波形

2.3 兩組干預后各刺激下腦區功率比較

干預后，B 組各刺激下的腦區功率均低于A 組。見圖5～7。

表3 兩組干預前后中性刺激P300 峰值比較[μV，M（Q）]

表4 兩組干預前后負性刺激P300 峰值比較[μV，M（Q）]

圖3 兩組干預后中性刺激下事件相關電位波形

圖4 兩組干預后負性刺激下事件相關電位波形

圖5 兩組干預后正性刺激下腦區功率

圖6 兩組干預后中性刺激下腦區功率

圖7 兩組干預后負性刺激下腦區功率

3 討論

情緒反應可誘發人體的自主神經活動[13-14]，而順腹式呼吸則對自主神經有著良性的調控作用[15-18]，那么其能否從認知層面對情緒反應產生影響呢？基于此，本研究選擇利用ERP 技術從認知層面觀察順腹式呼吸對情緒反應的影響。

ERP 是大腦認知過程中對靶刺激所產生的神經電信號反應[19-21]。而其中P300 代表了大腦認知過程中對刺激的注意分配程度[22]，其電位振幅越高代表大腦被影響的程度越深[23]。也有文獻指出P300 能夠反映不同情緒刺激下大腦注意程度的區別，情緒強度越強則P300 振幅越高[24-25]。

本研究結果顯示，干預后A 組的反應腦區集中在大腦中央偏右，提示右側大腦半球在情緒反應中有較重要的作用，與既往研究相符[26]。而B 組的反應腦區則集中在大腦中央，提示在順腹式呼吸訓練下的腦區反應呈現輻射方向的“逆轉”趨勢，且正、中性刺激下頂區反應降低，顯示大腦頂葉腹側面涉及大腦情景記憶及情緒體驗的功能[27]，提示順腹式呼吸有助于平衡左右大腦情緒反應功能，能起到保持情緒穩定的作用。干預后，B 組在中、負性刺激下枕區與后顳區的P300 峰值低于A 組，提示負性情緒能夠引發顳區與枕區激活，與既往研究相符[28-30]。負性刺激相對于正、中性刺激有更高的驚嚇成分，由此可以看出順腹式呼吸訓練也有提高人們抵抗驚嚇及噪音干擾的安神效果。本研究是以聲音刺激后的大腦反應為主要指標，如果對同一組干預前后的數據進行比較，則無法排除在同一聲音刺激條件下的記憶效應，因此只能通過平行對照組抵消差異，故未進行同一組干預前后比較。

綜上所述，順腹式呼吸操作能夠調節降低人體的情緒反應，且主要作用于右腦，并具有安神定志的作用。