中醫(yī)學(xué)習(xí)時(shí)間對(duì)醫(yī)學(xué)命題認(rèn)知影響的事件相關(guān)電位研究

竇嘉樂(lè) 黃慧雯，2 吳 彤，3 劉慶華 賈春華 劉丹彤 李鵬英

(1 北京中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，北京，100029；2 浙江中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，杭州，310053；3 陜西中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，咸陽(yáng)，712046)

當(dāng)今中醫(yī)院校對(duì)中醫(yī)學(xué)生的培養(yǎng)采取中、西醫(yī)課程并重的教育模式[1-2]，促使中醫(yī)學(xué)生同時(shí)掌握中、西醫(yī)2種不同理論的思維方式。從隱喻認(rèn)知的角度看，發(fā)現(xiàn)中西醫(yī)在理論認(rèn)知方式和疾病診療思路上具有一定相似性[3]，那么對(duì)于中醫(yī)學(xué)生而言，2種醫(yī)學(xué)思維分別蘊(yùn)含怎樣的認(rèn)知機(jī)制，以及在學(xué)習(xí)過(guò)程中，隨著知識(shí)水平的增高，2種醫(yī)學(xué)思維模式是否會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生更多相通或相異之處？欲解決以上問(wèn)題，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用事件相關(guān)電位(Event-related Potential，ERP)技術(shù)[4]，采集不同醫(yī)學(xué)知識(shí)水平的被試者群體在判斷不同醫(yī)學(xué)命題時(shí)產(chǎn)生的腦電成分，分析知識(shí)水平對(duì)中、西醫(yī)認(rèn)知加工方式的影響機(jī)制，進(jìn)而尋求中醫(yī)學(xué)生在現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)教育模式下產(chǎn)生的思維方式變化。

1 資料與方法

1.1 資料

1.1.1 研究對(duì)象 納入研究生和大二生作為研究對(duì)象，各28名。研究生納入標(biāo)準(zhǔn)：1)已修完全部本科課程且研究生在讀；2)年齡22～28歲；3)受教育時(shí)間16～22年，其中接受中醫(yī)教育時(shí)間5～11年。大二生納入標(biāo)準(zhǔn)：1)已修完全部大一課程且大二在讀；2)年齡18～22歲；3)受教育時(shí)間13～15年，其中接受中醫(yī)教育時(shí)間1～2年。所有被試者要求本科專業(yè)為中醫(yī)學(xué)、中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)學(xué)或針灸推拿學(xué)；裸視或矯正視力正常，身心健康，右利手。本項(xiàng)目已得到北京中醫(yī)藥大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理審批號(hào)：2019BZHYLL0402)，所有被試者納入前均已認(rèn)真閱讀并簽署知情同意書。

1.1.2 語(yǔ)料 編寫3種類型的命題句：符合中醫(yī)理論的命題(簡(jiǎn)稱中醫(yī)命題)；符合西醫(yī)理論的命題(簡(jiǎn)稱西醫(yī)命題)；符合日常知識(shí)且不涉及醫(yī)學(xué)理論的命題(簡(jiǎn)稱日常命題)。需要控制的因素包括：1)符合相關(guān)理論且邏輯正確；2)格式統(tǒng)一為主語(yǔ)+謂語(yǔ)+賓語(yǔ)，如：脾胃運(yùn)化水谷；3)每種命題句的具體尾詞與抽象尾詞數(shù)量相等。每種類型60個(gè)，最終得到180個(gè)命題句，以此作為問(wèn)卷調(diào)查的材料。根據(jù)需要評(píng)定的維度編寫5個(gè)問(wèn)卷：以完整的命題陳述句為材料，編寫類屬問(wèn)卷、可解釋性問(wèn)卷；以命題句中賓語(yǔ)為材料，編寫熟悉度問(wèn)卷、情緒效價(jià)問(wèn)卷、具體抽象度問(wèn)卷。除類屬問(wèn)卷外，所有問(wèn)卷均采用5點(diǎn)評(píng)分法。選取30名不參與腦電實(shí)驗(yàn)的中醫(yī)相關(guān)專業(yè)研究生和大二生，各15名。類屬問(wèn)卷進(jìn)行作答，選出最終評(píng)定結(jié)果與最初設(shè)置類型一致率大于80%的語(yǔ)料，然后選擇另外30名中醫(yī)相關(guān)專業(yè)的研究生和大二生，各15名。對(duì)篩選出的語(yǔ)料進(jìn)行可解釋性、熟悉度、情緒效價(jià)、具體抽象度評(píng)分，可解釋性問(wèn)卷中，1～5分別代表難以解釋至容易解釋；熟悉度問(wèn)卷中，1～5分別代表非常陌生至非常熟悉；情緒效價(jià)問(wèn)卷中，1～5分別代表非常不愉快至非常愉快；具體抽象度問(wèn)卷中，1～5分別代表非常具體至非常抽象。根據(jù)問(wèn)卷結(jié)果，剔除熟悉度或可解釋性小于3.5的語(yǔ)料，再在每種類型語(yǔ)料選取熟悉度最高的前40個(gè)命題，最終統(tǒng)計(jì)所有語(yǔ)料熟悉度得分在3.8～4.9分之間(中醫(yī)命題均值4.62±0.18、西醫(yī)命題均值4.51±0.25、日常命題均值4.65±0.14)；可解釋性得分在4.0～4.9分之間(中醫(yī)命題均值4.36±0.16、西醫(yī)命題均值4.38±0.19、日常命題均值4.70±0.08)；情緒效價(jià)得分在1.4～4.5分之間(中醫(yī)命題均值3.38±0.86、西醫(yī)命題均值3.11±0.84、日常命題均值3.22±0.93)；具體抽象度得分在1.1～4.1分之間(中醫(yī)命題均值2.75±1.01、西醫(yī)命題均值2.11±0.75、日常命題均值2.23±0.97)。最終得到120個(gè)命題，修改上述命題的賓語(yǔ)，使其變?yōu)殄e(cuò)誤命題，將以上240個(gè)命題作為腦電實(shí)驗(yàn)判斷的最終任務(wù)語(yǔ)料。

1.1.3 儀器 應(yīng)用Compumedics公司生產(chǎn)的Neuroscan 64導(dǎo)電極帽采集腦電數(shù)據(jù)，采用Curry 8記錄腦電數(shù)據(jù)，使用E-prime 3.0軟件編制實(shí)驗(yàn)程序并記錄行為學(xué)數(shù)據(jù)。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與程序 本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用尾詞范式(主謂賓)與句義正確性判斷任務(wù)[5]，采用單因素(命題類型)重復(fù)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。正式實(shí)驗(yàn)之前，向被試者詳細(xì)介紹實(shí)驗(yàn)流程及注意事項(xiàng)，令其充分了解實(shí)驗(yàn)規(guī)則后進(jìn)行練習(xí)實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)被試者準(zhǔn)備好后，開始正式實(shí)驗(yàn)。指導(dǎo)被試者閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語(yǔ)，然后按J鍵開始實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)流程如圖1所示。囑咐被試者在賓語(yǔ)出現(xiàn)后至消失之前對(duì)該命題的正確性做出判斷，認(rèn)為命題正確，按J鍵，否則按F鍵，按鍵作答或超時(shí)不按鍵則界面自動(dòng)消失。每完成100個(gè)命題的判斷，系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入休息模式，以避免被試者疲勞。被試者休息完畢后按J鍵繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，整個(gè)過(guò)程所需要時(shí)長(zhǎng)約25 min。

圖1 實(shí)驗(yàn)流程

1.2.2 數(shù)據(jù)記錄與分析 行為學(xué)數(shù)據(jù)記錄與分析：采用E-prime 3.0記錄被試者的行為學(xué)數(shù)據(jù)，包括每個(gè)試次的反應(yīng)時(shí)和正確率，利用E-DataAid3和E-Merge3進(jìn)行處理。腦電數(shù)據(jù)記錄與分析：腦電數(shù)據(jù)采集的電極位置及參數(shù)設(shè)置參考相關(guān)文獻(xiàn)[6]，離線處理使用基于MATLAB R2014a軟件的EEGLAB v13.6.5b和ERPLAB工具包完成。采樣頻率為500 Hz，采用24 dB/oct低通濾波，使用獨(dú)立成分分析方法剔除眨眼、眼動(dòng)、肌電等偽跡。選取正確命題類型刺激，將賓語(yǔ)出現(xiàn)頁(yè)面作為刺激頁(yè)面，提取每個(gè)刺激點(diǎn)的-200～1 000 ms數(shù)據(jù)，根據(jù)刺激類型進(jìn)行疊加平均，最終得到3種條件下的平均腦電波形圖。見(jiàn)圖2。發(fā)現(xiàn)所有類型語(yǔ)料均誘發(fā)了早期左前負(fù)成分(Early Left Anterior Negativity，ELAN)、200 ms事件相關(guān)電位正波(Positive ERP component peak around 200 ms，P200)、400 ms事件相關(guān)電位負(fù)波(Negative ERP component peak around 400 ms，N400)、晚期正成分(Late Positive Component,LPC)，對(duì)以上4個(gè)特異性成分進(jìn)行分析。根據(jù)相關(guān)研究，右半球可以單獨(dú)地整合知覺(jué)信息[7]，也有研究在右前區(qū)發(fā)現(xiàn)了中西醫(yī)疾病術(shù)語(yǔ)的認(rèn)知差異[6]。因此選擇代表右前區(qū)的6個(gè)電極點(diǎn)(FZ/F2/F4/FCZ/FC2/FC4)的平均波幅值參與統(tǒng)計(jì)分析。見(jiàn)圖3。

圖2 研究生和大二生誘發(fā)的波形和腦地形圖

圖3 代表右前區(qū)的6個(gè)電極點(diǎn)分布

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用IBM SPSS Statistics 26統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。對(duì)3種條件下被試者的反應(yīng)時(shí)、正確率分別進(jìn)行研究生比大二生×中醫(yī)命題比西醫(yī)命題比日常命題(2×3)雙因素重復(fù)測(cè)量方差分析。ERP數(shù)據(jù)中，對(duì)3種條件下在右前區(qū)誘發(fā)的特定成分平均波幅采用研究生比大二生×中醫(yī)命題比西醫(yī)命題比日常命題(2×3)2因素重復(fù)測(cè)量方差分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 行為學(xué)結(jié)果 記錄研究生組和大二生組的行為學(xué)數(shù)據(jù)并進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析，納入命題類型(中醫(yī)命題、西醫(yī)命題、日常命題)、組別(研究生、本科生)2個(gè)因素，結(jié)果顯示：在反應(yīng)時(shí)上，組別主效應(yīng)不顯著[F(1,27)=1.70，P=0.20,η2=0.060]，命題類型主效應(yīng)不顯著[F(2,54)=0.04，P=0.96，η2<0.01]，組別與命題類型交互作用不顯著[F(2,54)=2.22，P=0.13,η2=0.08]；在正確率上，組別主效應(yīng)不顯著[F(1,27)=0.33，P=0.57，η2=0.01],命題類型主效應(yīng)顯著[F(2,54)=54.19，P<0.01,η2=0.67]，組別與命題類型交互作用顯著[F(2,54)=3.19，P=0.05,η2=0.11]，事后比較發(fā)現(xiàn)在研究生中，日常命題的正確率顯著大于中醫(yī)命題(P<0.01)和西醫(yī)命題(P<0.01)，在大二生中，日常命題的正確率顯著大于中醫(yī)命題(P<0.01)和西醫(yī)命題(P<0.01)，其他兩兩比較結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)圖4。

圖4 研究生與大二生行為學(xué)反應(yīng)時(shí)(上)與正確率(下)比較

2.2 ERP結(jié)果

2.2.1 ELAN(100～150 ms)波幅 2因素重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)組別主效應(yīng)不顯著[F(1,27)=1.52,P=0.23,η2=0.05]，命題類型主效應(yīng)不顯著[F(2,54)=0.34，P=0.71,η2=0.01]，組別與命題類型交互作用不顯著[F(2,54)=0.46,P=0.63,η2=0.02]。

2.2.2 P200(150～250 ms)波幅 2因素重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)組別主效應(yīng)不顯著[F(1,27)=0.57，P=0.46，η2=0.02]，命題類型主效應(yīng)顯著[F(2,54)=3.99，P=0.03，η2=0.13]，組別與命題類型交互作用不顯著[F(2,54)=1.77,P=0.19,η2=0.06]，3種命題類型成對(duì)比較結(jié)果顯示中醫(yī)命題的平均波幅顯著大于西醫(yī)命題(P=0.02)和日常命題(P=0.04)。

2.2.3 N400(270～320 ms)波幅 2因素重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)組別主效應(yīng)邊緣顯著[F(1,27)=4.01，P=0.06，η2=0.13]，命題類型主效應(yīng)不顯著[F(2,54)=0.83，P=0.44，η2=0.03]，組別與命題類型交互作用不顯著[F(2,54)=0.26，P=0.77，η2=0.01]，大二生的平均波幅大于研究生(P=0.06)。

2.2.4 LPC(800～1000 ms)波幅 2因素重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)組別主效應(yīng)顯著[F(1,27)=5.67，P=0.03，η2=0.17]，命題類型主效應(yīng)顯著[F(2,54)=3.49，P=0.04，η2=0.11]，組別與命題類型交互作用顯著[F(2,54)=3.57，P=0.04，η2=0.12]，成對(duì)比較顯示在研究生中，中醫(yī)命題與西醫(yī)命題差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.27)，在大二生中，中醫(yī)命題的平均波幅顯著大于西醫(yī)命題(P=0.01)。就中醫(yī)命題和西醫(yī)命題而言，研究生的平均波幅大于大二生(P<0.05)，就日常命題而言，研究生與大二生的平均波幅差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.152)。各時(shí)段ERP波幅相應(yīng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 各時(shí)段的ERP波幅統(tǒng)計(jì)結(jié)果比較

3 討論

本實(shí)驗(yàn)以研究生和大二生作為研究對(duì)象，旨在探索不同醫(yī)學(xué)知識(shí)水平對(duì)醫(yī)學(xué)命題認(rèn)知加工過(guò)程的影響。行為學(xué)數(shù)據(jù)表明研究生與大二生對(duì)不同實(shí)驗(yàn)語(yǔ)料的認(rèn)知難度和熟悉度差異不顯著。ERP結(jié)果顯示，在N400及之后的時(shí)間窗，研究生與大二生的波形圖發(fā)生顯著分離，尤其在LPC時(shí)間窗，組別與命題類型發(fā)生了顯著的交互作用：大二生內(nèi)，中醫(yī)與西醫(yī)波幅發(fā)生了顯著分離，而研究生未發(fā)現(xiàn)該差異。提示研究生和大二生被試者對(duì)中西醫(yī)的認(rèn)知方式差異主要集中在中后期。

3.1 醫(yī)學(xué)命題判斷的前期進(jìn)程 通過(guò)對(duì)腦電波形圖的觀察，發(fā)現(xiàn)命題判斷的過(guò)程誘發(fā)了ELAN、P200、N400以及LPC多個(gè)成分，先后代表了不同認(rèn)知階段的加工進(jìn)程，其中ELAN、P200與N400代表了句法加工的前期階段[8-10]，在P200時(shí)間窗，發(fā)現(xiàn)中醫(yī)命題大于其他命題的波幅。與其他命題比較，中醫(yī)命題具有更顯著的隱喻性特點(diǎn)[11]。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究[12-13]，此處P200的波幅升高可能與隱喻性相關(guān)。此成分未發(fā)現(xiàn)組間差異，提示大二生與研究生在該時(shí)間窗對(duì)3種命題認(rèn)知方式相似。在N400時(shí)間窗，大二生比研究生誘發(fā)更負(fù)的波幅，在語(yǔ)言相關(guān)的研究中，N400代表了語(yǔ)句的前期檢索階段，即從長(zhǎng)期記憶數(shù)據(jù)中檢索當(dāng)前單詞在句法中的屬性以及語(yǔ)義特征的過(guò)程，檢索量越大或檢索過(guò)程越困難，N400波幅越大[14]。本實(shí)驗(yàn)中，研究生群體存在更豐富、更熟悉的背景知識(shí)體系，在判斷簡(jiǎn)單命題概念時(shí)會(huì)自動(dòng)、快速地啟動(dòng)認(rèn)知資源庫(kù)，迅速完成對(duì)概念的加工，而大二生由于背景知識(shí)體系相對(duì)較小、較陌生，對(duì)簡(jiǎn)單命題的加工存在更大困難，因而誘發(fā)更負(fù)的N400波幅。

3.2 醫(yī)學(xué)命題判斷的后期進(jìn)程 LPC反映了詞匯信息與語(yǔ)義整合、轉(zhuǎn)換更新的表征過(guò)程，表達(dá)了意義構(gòu)建、重組或者句子復(fù)雜性概念的調(diào)節(jié)過(guò)程[15-16]。在LPC時(shí)間窗，發(fā)現(xiàn)組別與命題類型交互作用顯著，大二生的中醫(yī)命題比西醫(yī)命題誘發(fā)更大的波幅，提示中醫(yī)命題的后期加工比西醫(yī)命題擁有更多的整合信息量，這一過(guò)程可能涉及到中醫(yī)命題理解的隱喻映射機(jī)制，結(jié)構(gòu)映射理論認(rèn)為，隱喻的理解是通過(guò)建構(gòu)始源域與目標(biāo)域之間的映射通路而實(shí)現(xiàn)的，這種通路的建立過(guò)程是在“比較過(guò)程”中產(chǎn)生的，并且更多地存在于新隱喻中[17]。語(yǔ)義顯性度假說(shuō)認(rèn)為，新隱喻的隱喻意義是非顯性的，在加工后期會(huì)較難通達(dá)[18]。也有研究表明，隱喻尾詞能比直義尾詞誘發(fā)更大的晚期正成分[19-20]。大二生對(duì)中醫(yī)命題的加工存在隱喻映射過(guò)程，因此表現(xiàn)出更高的LPC波幅。

但在研究生中，2種醫(yī)學(xué)命題的平均波幅差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，根據(jù)結(jié)構(gòu)映射理論，新隱喻的理解涉及不同語(yǔ)義域之間的跨域過(guò)程，但當(dāng)新隱喻被大量、多次、重復(fù)加工后，該跨域過(guò)程會(huì)逐漸被“范疇化”，形成固定通路，成為死隱喻，其理解過(guò)程更容易通達(dá)，涉及的認(rèn)知加工信息量也會(huì)隨之減少[17]。本實(shí)驗(yàn)中，研究生對(duì)中醫(yī)理論知識(shí)更熟悉，隱喻映射通路已經(jīng)被范疇化為“死隱喻”，較難體現(xiàn)出中醫(yī)語(yǔ)言的隱喻特點(diǎn)，因此中西醫(yī)命題未能表現(xiàn)出顯著差異。另外，在后期進(jìn)程中，中醫(yī)命題與西醫(yī)命題均表現(xiàn)出了研究生比大二生波幅更大的現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)波形的觀察，發(fā)現(xiàn)大二生誘發(fā)了更負(fù)N400成分，并在之后的時(shí)間窗中，這一負(fù)成分持續(xù)存在并疊加于走向?yàn)檎腖PC中，導(dǎo)致大二生低于研究生的LPC波幅，這種現(xiàn)象并非偶然，在現(xiàn)有的隱喻研究相關(guān)實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)過(guò)類似現(xiàn)象[21]，并將這一晚期成分看作N400的延續(xù)，反映了語(yǔ)義整合的二次處理過(guò)程。

根據(jù)對(duì)以上各個(gè)時(shí)間窗波幅的分析，可以發(fā)現(xiàn)，在命題理解的早期(ELAN/P200)階段，大二生與研究生波形圖未發(fā)生顯著差異，二者認(rèn)知方式相似；在前期(N400)階段，由于背景體系的知識(shí)量和熟悉度差異，二者波幅開始發(fā)生分離，但未與命題類型發(fā)生交互作用；直至后期(LPC)階段，研究生和大二生被試者的波幅存在顯著分離，并與命題類型發(fā)生交互作用，大二生的中醫(yī)命題加工存在顯著的隱喻映射過(guò)程，而研究生未發(fā)現(xiàn)中西醫(yī)命題的認(rèn)知加工差異，推測(cè)研究生的中醫(yī)隱喻加工過(guò)程被“范疇化”；另一方面，研究生經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期中醫(yī)與西醫(yī)知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，可能更容易將中醫(yī)抽象概念進(jìn)行西醫(yī)具體化，例如，相比于大二學(xué)生，研究生同學(xué)可能更容易將中醫(yī)的“血虛”與西醫(yī)的“紅細(xì)胞減少”概念對(duì)應(yīng)。總之，大二學(xué)生對(duì)中西醫(yī)概念界限更清晰，而研究生對(duì)中西醫(yī)概念的加工存在更多相通之處。

4 小結(jié)

本研究探討了擁有不同醫(yī)學(xué)知識(shí)水平的中醫(yī)學(xué)生對(duì)中西醫(yī)命題的認(rèn)知加工差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在命題判斷的前期加工過(guò)程，比起研究生，大二生對(duì)醫(yī)學(xué)命題加工更困難，但研究生和大二生群體內(nèi)均未發(fā)現(xiàn)中醫(yī)與西醫(yī)命題加工的差異；在后期整合階段，大二生內(nèi)，中西醫(yī)命題加工存在顯著差異，中醫(yī)命題擁有隱喻映射的加工過(guò)程，而在研究生內(nèi)未發(fā)現(xiàn)該差異。以上結(jié)果闡述了在現(xiàn)有的中西醫(yī)結(jié)合教育模式下，不同知識(shí)水平的中醫(yī)學(xué)生對(duì)中西醫(yī)命題的理解過(guò)程存在差異，隨著知識(shí)水平的增高，中醫(yī)學(xué)生不再關(guān)注中醫(yī)學(xué)本身的隱喻特質(zhì)，而是受西醫(yī)思維的影響，傾向于將中醫(yī)抽象概念具體化。