在帕金森病中面对和面部Pareidolia引发的事件相关的潜力

摘要

背景。帕金森的疾病与识别情绪面部表情的能力有关。除了视觉加工障碍之外，这些患者还可以参与视觉识别障碍。Pareidolia是一种复杂的视觉错觉，允许解释模糊刺激，作为观察者已知的东西。帕金森的患者体验Pareidolic幻想。N170和N250波形是涉及情绪面部表情识别的两个与事件相关的电位（ERP）。客观的。在这项研究中，我们调查了帕金森氏患者的患者在神经水平上处理面部和面部Pareidolia刺激，并使用N170，顶点阳性电位（VPP）和与事件相关电位的N250组成部分。方法。为了检查帕金森患者面部和面部Pareidolia加工的响应，我们测量了与帕金森病和26名控制参与者的21名参与者的事件相关的大脑潜力的N170，VPP和N250组分。结果。我们发现，与对照组相比，N1170和Face-Pareidolia刺激的N170和Face-Pareidolia刺激的延迟增加，并且与对照组相比，帕金森病患者的N250反应的幅度降低。在控制和帕金森的患者中，面部刺激产生了比面部Pareidolia刺激更高的ERP幅度和较短的延迟。结论。我们的研究结果表明，在帕金森患者的临时皮质皮层中的早期神经生理活性发生了与脸部和面部的ERP和面部Pareidolia刺激加工。

1.介绍

帕金森病(PD)不仅仅是一种运动系统运动。认知和感觉处理过程也可能受损，即使是非运动症状通常也会更严重[1］．PD与处理面部表情的能力有关[2］．除了视觉处理障碍之外，这些患者可能参与视觉误操作。

脑电图（EEG）寄存器对帕金森病的脑电活性研究具有低成本，并且对患者没有风险。这些研究中的大多数都集中在休息的脑电图中，以及对与事件相关潜力（ERP）的研究较少。N170和N250波形是与面部处理相关的两个ERP。N170是一种诱发电位，其可以通过呈现各种面部表情图片或线图，而不管它们的定位（例如，垂直和倒置）或精度（例如，扭曲图像）。在刺激后，N170记录约170毫秒（MS）。也就是说，N170表示允许检测面部表情的神经机制，并且该波形反映了大脑的枕型区域的活性[3.］．在刺激后N250 ERP峰值大约250ms，并从额外的区域记录。尽管通过与N170相同的刺激触发N250，但是通过面部的情感含量修改N250 [4.]，其熟悉[5.[重复刺激[6.］．N250对面部表情身份非常敏感[7.］．顶点正电位（VPP），例如N170，是从脑的额叶记录的面部选择性ERP [8.］．VPP幅度和延迟与N170相关[9.］．

ERPS在一些帕金森病（PD）患者中显示出异常较低的频率，但只有很少使用视觉范式研究了这个问题[10.-12.］．在视觉幻觉历史的患者中延迟了视觉奇怪任务的P3分量的ERP研究[13.］．在短期PD患者的药物剥夺之后，在短期PD患者的药物剥夺之后，还报道了在短期PD患者的药物剥夺之后的沉浸式虚拟现实环境中报告了诱发潜在潜伏期的延迟[14.］．此外，先前的神经心理学研究表明，没有视觉幻觉的PD患者的子集表现出对不存在的视觉物体的幻觉[15.那16.］．这种揭示这种神经心理学测试可以代表PD患者的视觉幻觉的易感性。

Pareidolia，是复杂的幻视般暧昧的参与形式幻想是熟悉由于以前学习前所未见的和不相关的对象的解释[17.］．据报道，无痴呆的PD患者出现的幻觉约为10% [18.-20.]及视错觉6-19% [19.那20.］．使用Pareidolia范例与ERP测量临床重要现象是其婴儿期。虽然Pareidolia是对健康个体的正常感知，但帕金森病患者的频率增加了[21.］．已经开发了Pareidolia测试，用于痴呆症的视觉幻觉，患有乐魅的血液血统，体验视觉幻觉，也可能在PD Psychiss评估中具有作用[22.］．与Pareidolia的正电子发射断层摄影研究表明，Pareidolia可能代表没有痴呆症的帕金森病的亚临床幻觉。

已经有一些实验研究执行错觉面的基本机制，但PD仍剩余不清楚。根据文献资料，到目前为止，我们假设脸pareidolia将在PD患者中观察到没有老年痴呆症和这两个真正的脸和脸pareidolia会与大脑的特定区域，特别是颞皮层活动相关联。在这项研究中，我们已经测试了PD患者如何处理使用N170，VPP和ERP的N250的成分脸和脸pareidolia刺激这一假说。

2.方法

2．1．参与者

该研究得到了安卡拉耶尔德勒姆贝亚大学伦理委员会。21名参加帕金森病非痴呆（男性15例）已提交给安卡拉的阿塔图尔克培训和研究医院的神经内科的运动障碍诊所。PD的诊断是基于“英国帕金森病协会脑库” [的标准23.］．所有患者的详细临床评估由神经科医生进行。统一的帕金森病评级规模（updrs）[24.[一般认知评估（MMSE）的迷你心理测试[25.使用是为了确定PD的临床特征;和hoehn-yahr规模[26.]来确定疾病的分期。根据《精神障碍诊断和统计手册》，有其他神经、精神或眼部疾病病史或存在痴呆的患者被排除在研究之外。健康志愿者26例(男性14例)作为对照。健康志愿者无神经或精神疾病史。所有受试者均书面同意，视力正常或矫正至正常。

2.2。数据记录，刺激和数据处理

用ActiCHamp (Brain Products GmbH, Gilching, Germany)记录32通道脑电图。采样频率为256 Hz，参比电极为Cz，再参照平均值。阻抗保持在10 kΩ以下。可视化地选择了无工件段。滤过脑电图(频带通:0.16-100 Hz, notch: 50 Hz)。大脑视觉分析仪2 (Brain Vision Analyzer 2, Brain Products, Munich, Germany)检测并忽略肌肉活动或眨眼等伪影。对激活不良的通道进行插值(采用球面样条法)。由于是整个实验，所以在按按钮的动作过程中，电机的运动是恒定的。自动峰检分析P7、TP7、P8、TP8电极N170 (160-190 ms)时间间隔，F3、FC3、C3、F4、FC4、C4电极VPP (160-190 ms)时间间隔，Fp1、F3、Fp2、F4电极N250 (200-250 ms)时间间隔。

面孔的照片是从CentroUniversitáriodeFei获得的。通过寻找Pareidolia从互联网获得面部Pareidolia图像。在Matlab（Mathworks，Inc.，Natick，Ma，USA）的Shine Toolbox中，从脸部图像和面部Pareidolia图像分别在Matlab（Mathworks，Inc.，Natick，Ma，Ma，Ma，Ma，Ma，Ma，Ma，Ma，Ma，Ma，Ma，Ma，Ma，Ma ..1）.

在一个隔离室内的19英寸LED电脑监视器上呈现刺激。一个小的红色圆圈用作固定点。有2个刺激的试验;第一部分包括40个面部和40个面部扰乱的图像，第二部分由40个面部Pareidolia和40个Pareidolia-Scrambled图像组成（图1）.参与者被要求在看到任何真实的人脸或类似人脸的图像时按下按钮。

2.3。统计分析

为每个参与者计算N170，VPP和N250的平均峰值幅度和延迟。SPSS 12.0软件用于统计分析（SPSS，芝加哥，IL）。通过SPSS软件中包含的差异分析（ANOVA）的重复措施进行统计分析。In the first statistical session (behavioral data), we tested the hypothesis of higher accuracy (i.e., percentage of correct responses) and shorter reaction time in behavioral responses of the PD patients compared with the healthy controls in the face condition and the face-pareidolia condition ( ）.作为因子和条件（面部和面部pareidolia）;（自变量PD患者和健康对照）这一假说是通过具有响应精度作为因变量和基团的ANOVA评价。类似地，另一个ANOVA所用的反应时间为因变量和组（PD患者和健康对照;自变量）作为因素和条件（面部和面部pareidolia）。在第二届统计（EEG数据），我们测试的有效保护率的PD患者的团体和在面对健康对照和脸部pareidolia条件的组件平均差异假说（ ）.对ERP数据进行多因素重复测量方差分析。组间因素为组(PD患者和健康对照)，组内因素为状态(面部和面部幻想性视错)和电极(感兴趣的ERP: P7、TP7、P8和TP8的N170波幅和潜伏期;F3、FC3、C3、F4、FC4、C4为VPP振幅和潜伏期;N250振幅和潜伏期为Fp1、F3、Fp2和F4)。该统计分析的结果由格拉布检验( ）离群值的存在。

结果

PD（15名男性;平均年龄：57.62±8.04岁）和26名老年人和性别匹配的健康参与者（14名男性;意思是年龄：56.22±7.74）参与该研究。平均Pd持续时间为2.2±1.2岁（最小1年。和最多5岁）。根据Hoehn和Yahr尺度，将15名患者评估为1阶段（71.4％），2名患者在1.5阶段（9.5％），4名患者在2阶段（19％）。人口统计特征在表中呈现1。

In the PD patients, the mean accuracy of behavioral responses was 98% (±1.2 SE = standard error) in the face condition and 95% (±1.4 SE) in the face-pareidolia condition. In the healthy controls, the mean accuracy was 99% (±0.6 SE) in the face condition and 98% (±0.8 SE) in the face-pareidolia condition. In the PD patients, the mean reaction time of behavioral responses was 484 ms (±23 SE) in the face condition and 602 ms (±24 SE) in the face-pareidolia condition. In the control healthy, the mean reaction time was of 475 ms (±62 SE) in the face condition and 594 ms (±72 SE) in the face-pareidolia condition. The ANOVA showed no statistically significant differences between the two groups or between the conditions ( ）.

表格2呈现N170，N250和VPP组件的平均延迟，振幅和SE的结果。

宏观平均波形到面部和面部pareidolia显示在图中2。

3．1.N170女士(160 - 190)

在咽喉/颞位点（P7，TP7，P8和TP8）的N170振幅上进行的ANOVA在面部PAREIDOLIA的组之间显示出显着差异（F（1,43）= 22.23， ）.通过面部引发的N170潜伏期显著早期健康对照与帕金森患者相比（F（1,44）= 18.33， ;数字3.）.此外，N170在健康对照中显着比帕金森患者（F（1,43）= 8.64， ;数字4.）面对Pareidolia。健康控制中的刺激类型之间存在显着差异;面孔唤起了早期的N170响应而不是面对Pareidolias（F(50) = 23.88, ;数字4.）.此外，比帕金森患者的面孔Pareidolia在帕金森（F(37) = 4.82, ）.

3.2。VPP（160-190毫秒）

ANOVA比较提供了帕金森患者在帕金森患者中显着提高VPP反应的证据，而不是脸部和面部Pareidolia刺激的健康对照（F（1,44）= 21.37， ;F(1,36) = 4.81, 那分别)。此外，在面部和面部幻想性视错觉的帕金森患者中，健康对照组的VPP反应明显早于对照组(F（1,39）= 12.88， ;F(43) = 6.26, 那分别;数字5.）.面对帕金森患者的面部Pareidolia，VPP振幅显着更大（F（1,34）= 9.34， ;数字3.）.

3.3。N250（200-250毫秒）

ANOVA表明，N250潜伏期的分析产生了面部的群体之间的显着差异;N250的振幅在健康对照中比帕金森患者面部较大（F（1,43）= 17.81， ;数字3.）.健康对照组的N250波幅也明显大于患有面部幻想性视错觉的帕金森患者(F（1,43）= 8.37， ;数字6.）.

4。讨论

为了我们的知识，我们的是第一次专门探索面部和面部Pareidolia使用ERP处理PD种群的大脑区域的研究。在这项研究中，我们在早期帕金森病人的患者中检查了N170，VPP和N250对面部和面部Pareidolia的反应。我们发现，延迟了N170和VPP对脸部和面部pareidolia刺激的延迟，并且其幅度增加。与对照组相比，帕金森病患者的N250反应幅度降低。在控制和帕金森的患者中，面部刺激揭示了比面部Pareidolia刺激更大的振幅和更短的延迟反应。我们的研究结果表明，脸部Pareidolia如颞逐皮质的早期神经生理活性相关。

ERP提供了追踪的面部感知和面部识别的神经相关性[26.］．与非速度刺激相比，N170波形以面部刺激的较高幅度记录在一起[27.］．N170的神经起源来自颞上沟和梭状回[28.］．倒置的面部表情刺激引发了N170响应中的延迟延迟和较大幅度。幅度增​​加和延迟延迟的N170反映了面部的整体/配置处理的劣化[29.］．响应于情绪面而不是中性面的N170幅度也大于[30.］．尽管N170和VPP组件与结构面处理相关联，但是它们的幅度通过面部表达调制[31.］．在我们的研究中，我们使用中性表情和面部pareidolia。这是在这两个帕金森氏症患者和对照者的情况。在面朝pareidolia刺激获得的反应是较小的，后来在等待时间比从面刺激获得的那些。因此，脸部pareidolia刺激不刺激面部处理网络，显著脸部的刺激。与此相反，这两个面刺激和面pareidolia在PD患者的处理变化，与对照组比较。在视觉皮层神经活动和多巴胺能调制可能影响视皮层处理[32.]通过源自前皮质的远程相互作用。因此，我们假设在面部Pareidolia感知期间PD患者中的诱发的较大的N170反应可能是由于疾病中多巴胺能途径的损伤而从高额外的前皮质区域的自上而下和自下而上的脑区调制之间的相互作用改变。我们的调查结果支持Akdeniz及其同事的研究结果，表明FMRI扫描在实际面孔和面部Pareidolia条件下进行了20个健康的科目[17.］．他们发现面部Pareidolia需要自上而下和自下而上的脑区域之间的相互作用，包括梭形面部区域和额外的额外和逆向和枕型仪器区域。

有许多研究表明PD患者的面部加工能力受损。Alonso-Recio等人。[33.]发现帕金森病人面临的脸部的配置尚未普遍受损，但脸部的配置感知在PD中似乎并未受损。然而，当需要ariatti等人时，需要这种能力被选择地改变了情绪面的分类。[34.]建议帕金森患者面部表达处理中的疾病模式取决于疾病神经病理学的区域分布。Clark等人。[35.[表明，在PD患者的情绪面部表情识别方面存在特定的损害。在这种情况下，尽管有许多研究调查情绪面部表情，但可能导致面部表情加工赤字的机制不明确[33.-37.］．我们研究的主要发现之一是，PD患者的VPP波幅高于健康受试者的面孔和面部幻想症。我们推测这与神经退行性变增加有关。在帕金森患者中，与中性表情相比，情绪性面部表情的刺激与枕部负性降低有关，并进一步与相关皮层-皮层下部位多巴胺能活动的减少有关[2］．在我们的结果中，我们在枕部地区对脸部和面部Pareidolia刺激的活动响应减少，我们的研究结果与文献一致。

在帕金森病人的患者中，功能磁共振成像（FMRI）研究表明在视觉运动区域（V5），梭形转象和右上优越的颞沟中的激活减少。这种减少的激活是响应中性视频。也就是说，与上述研究相比，PD中的情绪无关的编码也受到损害。这种降级的基本情绪无关的编码处理也会影响面部情感处理[38.-40］．这些研究与我们的N250调查结果一致。由于其时间分辨率低于ERP，FMRI与延迟响应N250兼容。

在本研究中，双侧额叶、颞叶和顶叶皮层的ERP成分与面部幻想性视错觉反应的数量存在相关性。此外，我们认为后皮质功能障碍可能在帕金森病的面部幻想性视错加工中发挥重要作用。PD患者比对照组更容易出现幻想性视错，这是一种复杂的视觉错觉。腹侧视觉通路障碍和额颞叶皮质胆碱能投射中断可能是另一种可能的神经机制。我们对面部幻想性视错觉的发现支持了研究人员的研究结果[19.那41.显示外侧枕叶皮层和颞顶叶皮层代谢异常。

像面部表情的照片反演，Pareidolia可能会导致面对特定的配置中断。如果Pareidolia像一个更改的面而不是物体一样处理，我们将期望N170波的幅度增加和延迟延迟，如反转。然而，我们的研究结果表明，延伸的延迟，但较低的幅度N170潜力出现了面部pareidolia刺激。这是控制和帕金森病的病例。另一方面，N170众巨大较大，促使帕金森病患者面部和面部Pareidolia刺激延迟。这可能表明处理;是否面对或面部Pareidolia，在帕金森的患者中放慢速度。也许是对象敏感的区域被激活，无论是面部还是面部pareidolia。我们的VPP调查结果与N170调查结果一致。

虽然已经表明，当着名的面部被识别时，N250 ERP被触发，但熟悉的面不能触发这种潜力[42.]，我们已经达到了PD和对照组患者的ERP潜力。帕金森患者中N250的幅度较低。这可能表明，我们假设的激活神经网​​络可能会在帕金森患者患者的临时反应中扩大，在帕金森的患者中受到限制。

诱发的电位表示生理系统的实时状态。为了在没有中断的情况下进行时间依赖的生理过程，结构，神经维特乐队振荡和反应，电气冲击传导应该是正常的。它在PD患者中断了。患有PD患者的愿景，气味，听力和味觉感应令人妥善了解，患者受到损害[43.-47.］．多巴胺缺乏可能是周边的一个因素，但不一定在中央传输途径处。诱发电位延迟的组分也可能是由于外周多巴胺缺乏。

帕金森氏病最近变得明显的非运动症状，而不是运动发现。人的大脑对刺激有反应。对刺激的反应速度取决于年龄，但也受疾病的影响。对阿尔茨海默氏病等神经退行性疾病的类似研究[48.那49.和精神分裂症[50.还表明这些过程被中断了。在这项研究中，我们研究了早期帕金森的ERPS患者轻度电机功能障碍的患者，反应不仅是面部加工，而且还发现PDAIDOLIA加工，并且即使在PD的早期阶段，这些处理已经恶化。这些研究结果表明，面部和面部Pareidolia是持续的现象，可能占据潜在的机制。

PD患者的视幻觉易感性与皮质胆碱能输入的丢失有关，这是由电生理测量相关的胆碱能改变引起的[51.］．Güntekin等人的研究表明，在面部表情情绪范式中，顶叶和枕叶区域的delta反应增加[52.］．三项研究报告了PD患者的ERP数据，目前达到了PD患者的情绪面孔。第一项研究报告了对神经发生器的ERP研究显示，在PD患者中令人恐惧的脸部令人恐惧的脸部的反应N100活性[53.］．第二项研究聚焦于P100或N170的变化，发现PD患者在后期阶段的情绪辨别能力受损[2］．第三项研究聚焦于PD患者的动态面部表情，报告了在处理动态面部的前200毫秒内VPP成分的延迟和减弱[54.］．

我们的研究有一些局限性。ERP录音期间缺乏面部表情是对本研究的限制。该研究受到PD队列由H和Y 1-2中的PD患者组成的事实，所有PD患者都在多巴胺替代疗法下，这也可能影响测试性能。超越自我报告和我们的询问，不探讨患者的神经心理学功能，如关注和视觉空间记忆。我们还没有检查多巴胺治疗剂量对ERPS的影响。这一切都将是未来工作的主题。

5.结论

我们的研究是第一个在PD患者中检查了脸部和面部Pareidolia的ERP。我们的研究结果表明，早期帕金森病人的患者患有与面部处理相关的ERP。ERPS将来可能是神经生物学标记。需要更多的纵向研究。

数据可用性

用于支持本研究结果的数字数据包含在文章中。

利益冲突

所有的作者都声明没有利益冲突。

致谢

作者希望承认参与本研究的所有参与者的贡献，并感谢Gamze Erdogan进行统计分析。这项工作得到了Ankara Yildirim Beyazit University Research Grant（Grant No.3270）的支持。

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