半侧空间忽视的发生机制①

邓晓红 熊亚萍 黄承柱 屈塬 邢晨岚

(1.湖北大学教育学院心理学系 湖北 武汉 430062;2.湖北潜江市中心医院法医司法鉴定所 湖北 潜江 433100)

半侧空间忽视是指患者对病变对侧的感觉、运动及心理表征等不能注意、报告或表征的现象。迄今为止,半侧空间忽视的发生机制尚不十分清楚。该文详细介绍了半侧空间忽视可能的理论解释并对未来的研究提出展望。

1 半侧空间忽视的理论解释

1.1 注意理论

Kinsbourne认为,两侧大脑半球都存在注意定向装置,在对外部空间和内部表征空间的搜索中均可以将注意定向至对侧空间,当右侧大脑半球注意定向装置损坏而左侧大脑半球注意定向装置尚健全时,可引起左侧空间搜索能力下降和对病变同侧(右侧)空间的过度注意。按照这一理论,每侧半球病损都可产生同样的对侧忽视,但事实上并非如此,引起半侧空间忽视最常见的原因为右侧大脑半球病损,左右大脑半球病损发生对侧忽视的比例分别为33%与50%,相对于右侧大脑半球病损引起的左侧忽视而言,左侧大脑半球病损引起的右侧忽视的症状恢复得快且完全,而右侧大脑半球病损引起的左侧忽视更常见、症状更严重、持续时间更长,因此,注意理论无法解释为什么两侧大脑半球病损引起的对侧空间忽视的发生频率、严重程度存在显著差异,除非存在一个前提假设:右侧大脑半球的注意定向装置强于左侧。

Heilman和 Van Den Abell多年前就曾指出,右侧大脑半球在两侧空间的注意中起主导作用,而左侧大脑半球仅管理右侧空间的注意。Mesulam后来重申了这一观点,他认为,右侧大脑半球存在对左、右侧空间的视觉、触觉空间注意定向均起作用的神经网络,而左侧大脑半球的相应神经网络仅对右侧空间起作用,这个网络包括前运动皮层外侧、顶叶后部、基底节和丘脑[1]。左半球病损较少引起右侧忽视的原因就是由于左半球病损时,右半球注意定向的神经网络功能较强,可起到代偿作用,对正常被试进行的触觉和视觉空间注意的神经影像学研究进一步支持了此理论[2]。

Posner等发现,注意不能很好地从病损同侧解除下来转移到病损对侧去是半侧空间忽视的核心缺陷,顶上小叶病损可引起注意解除障碍,Posner的结果可以解释为什么半侧空间忽视患者存在将注意定向至对侧空间的障碍,但不能解释为什么优先搜索病变同侧空间及为什么主观上感觉正前方的视觉刺激位于病损同侧。与此类似,Baynes等也发现,只有右侧顶叶病变能引起病变对侧空间选择性注意定向障碍。Steinmetz等也认为,顶叶神经元与内隐地将注意转移至病变对侧有关。上述研究结果为注意理论提供了支持证据。

1.2 表征理论

Bisiach等提出了拓扑空间表征理论,这个理论假设每个感觉事件都有一个心理表征,这个心理表征可通过感觉体验或记忆图式被激活。与正常被试相比,半侧空间忽视患者的空间心理表征的左侧扩大,而右侧被压缩。Hornak等[3]和Gaffan等分别对单侧颞叶切除的患者和通过实验诱导的半侧空间忽视的猴子进行了研究,他们发现,记忆提取时,每侧大脑半球内广泛的皮层区域之间彼此相互作用,从而产生对侧视觉空间的有组织的表征,颞叶损伤可产生对侧空间的遗忘,他们的实验结果支持了Bisiach的拓扑空间表征理论。但此理论存在的问题是,没有说明拓扑空间表征是在哪里产生和如何产生的,也不能解释两侧大脑半球病损引起的半侧空间忽视的发生频率和严重程度为什么存在显著差异。

1.3 转换理论

转换理论认为,由于感觉和运动信息在大脑中编码时存在不同参考框架,因此将感觉信息(输入)转换成运动(输出)时需要进行坐标转换。Andersen等认为,这种坐标转换很可能是由顶叶完成的,因此,顶叶病损引起半侧空间忽视的原因很可能就是损坏了转换机制。Vallar和Karnath等在此理论基础上提出,坐标转换时似乎伴随着一个持续性的错误发生,例如,正前方的位置不是被编码成00而是病变同侧150或200,即主观感觉上的正前方位置及视、触觉搜索均向病变同侧偏移150或200。Vallar 和Karnath的假设的不同之处在于空间错误的类型不同,Vallar认为的空间定位错误是指相对于身体中线而言,身体前、后方空间的主观正前方均向病变同侧偏移150～200,即空间定位出现了向病变同侧的平移,而Karnath认为的空间定位错误是指空间定位围绕身体中线进行了旋转,即在前方空间的视觉、听觉等刺激的主观正前方向右偏移,而后方空间的视觉、听觉等刺激的主观正前方相应地向左偏移。

Vallar 和Karnath的假设可以解释以自我为中心的参考框架进行空间编码时产生的忽视现象,但坐标转换理论中的“错误”是如何产生的、其生理机制是什么等尚不清楚,另外,转换理论也不能解释以非自我为中心的参考框架进行空间编码时产生的忽视现象。

1.4 大脑平衡理论

Payne等通过对大脑外侧裂后部或上丘进行可逆性减少神经活动的研究后发现,对这些结构进行降温可引起明显的降温大脑半球对侧空间的视觉忽视,当继续对另一侧大脑半球的相应区域进行降温处理时,半侧忽视的症状完全消失。但是,如果降温后达到的温度低于先前处理的大脑半球相应区域的降温后温度,则会出现此侧大脑半球对侧空间忽视[4]。

由上可见,产生半侧空间忽视重要的不是皮层-亚皮层空间注意网络的独立的神经活动水平,而是一侧大脑半球内或两侧大脑半球之间的脑结构神经活动的比例。在这个理论的指导下,出现了一些特殊的治疗半侧空间忽视的康复治疗技术。尽管对忽视症患者进行大脑半球降温治疗似乎不合情理,但可通过操纵特异性感觉刺激来增强病损大脑半球某些结构的神经活动或减低健侧大脑半球相应结构的神经活动来达到治疗半侧空间忽视的目的。例如,通过身体左侧的体感磁刺激来增强病侧(右侧)大脑半球的神经活动或对健侧大脑半球顶叶进行经颅磁刺激可引起此侧大脑半球短暂性可逆性的神经活动下降,从而通过改变两侧大脑的不平衡状态减轻左侧忽视。

2 未来的研究展望

近年来,半侧空间忽视的研究取得了很大进展,但其发生机制仍不明确。另外,半侧空间忽视表现为多通道缺陷,但对听觉和触觉忽视研究较少。心理表征忽视和半侧情景记忆障碍之间是否有关也有待探讨。今后需要对半侧空间忽视的生理、解剖、神经心理及认知等方面深入研究,为弄清大脑对空间信息的加工机制及为制定更加合理有效的康复治疗措施提供理论依据。

[1]Mesulam M M.From sensation to cognition[J].Brain,1998,121:1013～1052.

[2]Gitelman DR,Nobre AC,Parrisch T B,et al. A large-scale distributed network for covert spatial attention[J].Brain,1999,122:1093～1106.

[3]Hornak J,Oxbury S,Oxbury J,et al.Hemifield-specific visual recognition memory impairments in patients with unilateral temporal lobe removals[J].Neuropsychologia,1997,35:1311～1315.

[4]Geraerts S,Vandenbussche E.Effect of cooling on reversible hemineglect in cats[J].Restorative Neurology and Neuroscience ,1999,14:237～250.