ERP Signature of the Visual Go/Nogo Task in Acute Schizophrenia
本研究表明，急性期精神分裂症住院患者在视觉 Go/Nogo 任务期间，表现出显著的前额叶 Nogo N2 幅度和前部 P3 拓扑结构缺陷，以及增加的试次间潜伏期变异性，从而支持了这些事件相关电位（ERP）标记物作为跨疾病不同阶段稳健诊断生物标志物的效用。
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人类的大脑是一个庞大且复杂的网络，必须不断决定做什么以及忽略什么。当你走在繁忙的街道上时，你的大脑会过滤掉交通噪音，以便专注于正在交谈的人，或者它会阻止你踏入疾驰车辆的路径。这种暂停动作并停止反射的能力被称为运动反应抑制（motor response inhibition），它是我们感知世界的基本方式。在精神分裂症患者中——这是一种严重的心理健康状况——这种“刹车系统”经常发生故障，导致思维清晰度和行为控制方面的困难。科学家们长期以来一直怀疑这些问题源于大脑中出错的特定电信号，但他们一直难以精确观察到当一个人处于严重的精神病发作状态时，这些信号是如何表现的，而不仅仅是在他们稳定和康复期间的表现。
为了理解这些信号，研究人员使用了一种能以极高精度测量大脑电活动的测量方法。他们要求一个人观察屏幕上出现的形状。大多数情况下，当看到常见的形状（如蓝色圆圈）时，这个人应该快速按下按钮。偶尔会出现罕见的形状（如黄色圆圈），此时此人必须克制自己不去按按钮。这个简单的游戏被称为“Go/No-Go 任务”，它迫使大脑在“行动”与“停止”之间进行切换。通过在头皮上佩戴一个带有许多传感器的帽子，科学家可以记录在形状出现后几毫秒内大脑产生的微小电脉冲。在这场“电风暴”中，有两个特定的时刻特别值得关注：一个是发生在图像出现后约 200 到 300 毫秒，反映了大脑察觉到冲突或需要停止的需求；另一个则稍晚一些，大约在 300 到 450 毫秒，反映了大脑做出实际抑制动作的决策。
日内瓦大学和日内瓦大学医院的一组研究人员决定观察一组刚刚因急性精神病发作而被送入精神科医院的患者的这些电信号。这些患者正处于疾病的剧烈期，经历着诸如幻觉或思维紊乱等症状，并且住院时间不足三天。研究人员想要观察，在已知稳定期患者存在差异的脑电信号，在如此剧烈的急性阶段是否会更加紊乱。他们记录了 23 名此类患者的大脑活动，并将其与 23 名没有精神分裂症的健康人进行对比。健康参与者的年龄和受教育程度都与患者相匹配，以确保比较的公平性。
结果显示，急性期患者的大脑对该任务的反应存在明显且显著的差异。当患者看到需要停止动作的罕见黄色圆圈时，通常标志着大脑冲突检测的电信号比健康组显著减弱。事实上，这种信号的强度在患者身上降低了一半以上。这表明，在急性精神病发作期间，大脑甚至连识别出“需要停止动作”这一需求的能力都受到了严重损害。此外，当患者看到需要按按钮的常见蓝色圆圈时，其大脑电反应的定时变得非常不稳定。虽然健康参与者的大脑每次都会以一致的节奏做出反应，但患者的大脑却表现出高度的变异性，电峰在不同试验之间随时间跳动。这种不一致性表明，负责执行简单运动反应的神经机制在急性疾病期间是不稳定且不精确的。
另一项关键发现涉及大脑活动的部位。在健康人群中，与停止动作相关的信号通常在头部后方和中央最为强烈。而在急性期患者中，这一信号发生了前移，在脑前部变得最为强烈。这种被称为“前移化”（anteriorization）的现象表明，大脑正试图通过征用不同的区域来完成这项工作以进行补偿，但效率并不高。有趣的是，研究人员发现，患者症状的严重程度（例如幻觉程度或抑郁程度）并不能直接解释这些电信号的差异。这意味着，这些大脑信号的变化是该疾病本身的核心特征，无论当时的症状感觉多么强烈，这些变化都存在。
研究还观察了这些脑电信号与患者任务表现之间的关系。患者犯错更多，未能按要求停止，且在按键时速度较慢且不一致。研究人员发现，大脑的停止信号越弱、定时越不稳定，患者的表现就越差。这种联系证实了这些电信号模式并非随机噪声，而是与患者在现实世界中面临的控制行为的困难直接相关。研究并未发现患者在住院最初几天内服用的药物量会解释这些差异，这表明这些变化是由疾病本身引起的，而非药物作用。
通过捕捉精神分裂症最剧烈阶段的大脑电特征，这项研究为人们理解人类执行控制系统的功能障碍提供了更清晰的图景。研究结果表明，停止信号强度的降低和反应定时的不稳定性是该疾病可靠的标记物，即使在患者病情最严重时也是如此。虽然这项研究没有提供新的疗法，但它确定了具体的、可衡量的迹象，有助于医生和科学家更深入地理解精神分裂症的生物学根源。它指向了一个未来，即评估一个人的大脑健康状况，不仅可以通过他们所说的话或表现出的行为，还可以通过驱动其思考、行动和停止能力的精准电律动。
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