脑卒中后失语患者认知电位N400的研究

李 辉，李 华

卒中后失语研究一直是临床上的研究热点，目前使用较多的研究方法是临床评价。由于语言认知中各种信息的通达加工过程非常迅速，使得ERP技术成为探讨语言加工进程的首选。1980年kutas与Hillyard等在词句认知研究中发现受试者在默读7个词组成的句子时，当语义不一致时，诱发出一峰潜伏期在400毫秒左右的负相波，命名为N400［1］。进一步研究发现，N400并不必然出现在句子加工中，如果前后出现的单词对存在语义违反，同样会诱发N400成分。但现有的研究多以西文为主，汉语失语患者研究较少。现报告15例脑卒中后失语患者及15例正常人的检测结果，并对N400的临床意义进行初步的探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料 所有被试母语均为汉语，右利手，神志清楚、合作，定向力正常。排除视力、听力障碍者及智能障碍者。失语组被试(A组)15例，病前语言正常，首次发病，既往无器质性脑病史。病后头部CT或MRI扫描为单一病灶，排除脑水肿、脑萎缩及腔隙性脑梗死患者。患者至少一侧手肌力在Ⅳ级以上。男10例，女5例，年龄在35～70岁之间，平均57.06±11.65岁。其中右侧基底节梗死3例，左侧基底节梗死5例，左侧额叶梗死5例，右侧额叶梗死1例，右侧颞叶梗死1例。文化程度:中学7例，小学8例，平均受教育年限6.7年。失语组被试经ABC检查确定为基底节失语8例，Broca失语5例，经皮质运动性失语2例。正常被试组(B组)选择无脑部疾病，脑功能正常者15例，性别、平均年龄、文化程度、均与A组基本匹配，无统计学差异。

1.2 刺激材料 刺激材料由彩色图片和词汇组成，其中彩色图片均来源于日常生活中所熟悉的内容。图片为清晰彩图，大小 11.5 ×11.5cm2，视角小于 10°，汉语词汇为 56号楷体-GB2312，在计算机屏幕中央呈现，屏幕的底色为黑色，字体颜色为白色。每个刺激序列由一提示绿点、一幅彩色图片和一个汉语词汇及一提示红点组成。根据其中图片和词语的性质不同划分为图片-名词、图片-动词。根据语义不同分为:语义一致(匹配)和语义不一致 (不匹配 )。每项实验各有120个刺激序列，图片为启动刺激，词汇为目标刺激(靶刺激)。

1.3 实验任务和步骤 实验要求被试进行按键选择，双眼水平注视计算机屏幕中央，视距60～80cm，实验中尽量放松、少动。在正式实验开始前，对被试讲明实验任务，并进行简短练习，以熟悉实验任务。所有刺激均通过视觉通道呈现，刺激的呈现由Stim 2软件编程完成。要求被试对启动刺激(彩图)和靶刺激(词汇)之间的语义搭配进行按键选择。在每个刺激序列的图片出现之前500ms有一持续呈现时间为500ms的绿点，提示受试者图片即将出现，请不要眨眼;启动刺激和靶刺激的呈现时间均为500ms，启动刺激和靶刺激之间的时间间隔(SOA)为1000ms，靶刺激结束后出现红点持续呈现时间为500ms，提示此刺激序列显示完毕，被试可以作出按键选择后眨眼休息。待下一绿点显示，此间隔时间为2s。

1.4 脑电记录 采用Neuroscan Nuamps 2放大器记录脑电。电极按国际10～20系统放置。双侧耳后乳突连线为参考，接地点在FPz和Pz的中点，记录垂直眼电和水平眼电。电极与头皮接触电阻保持在5kΩ以下。采样率为1000Hz，带宽为 DC-100Hz。

1.5 数据处理和分析 使用Scan 4.3对采集的脑电进行离线分析处理。相关法排除眨眼对脑电的影响，分析时程(epoch)为靶词呈现前200ms(作为基线校正)至靶词呈现后800ms，波幅大于±100μV的epoch被视为伪迹剔除。对每个刺激序列中靶词的脑电数据进行分类叠加平均，记录分析所要考察的两类刺激(即语义一致和语义不一致)的ERP。将得到的ERP都转换为平均参考以消除参考电极对头皮电压分布的影响。对这两类刺激的ERP进行20Hz(24dB/oct)的无相移低通数字滤波器滤波。

2 结果

2.1 实验结果 因为N400成分主要出现在语义不一致时，故将语义一致与语义不一致的波形叠加后进行对比。根据ERP总平均波形图特征，两类刺激的ERP差异主要集中在两个成分上:靶词呈现后反映基本视觉脑电加工成分N1-P2，300～500ms时窗内的一个负波(N400)。识别记录N400的波幅和潜伏期。采用平均幅值测量法对失语被试组与正常被试组所测N400成分潜伏期和波幅进行测量分析，结果使用SPSS 11.5软件进行统计分析。对记录点F3、Fz、F4、C3、Cz、C4、P3、Pz、P4 的 N400 波的峰潜伏期(PL)及波幅(前支峰-峰值)，进行统计分析。

2.2 统计结果 根据方差分析结果，当P＜0.05，再分别进行配对t检验。根据实验结果可以看出，失语组不论是图片-名词还是图片-动词在语义不一致时在额叶及脑中央区(F3、Fz、C3及Cz导联)为主诱发的N400潜伏期以较对照组有所延长。在图片-名词和图片-动词的语义加工过程中，各组的N400波幅没有统计学差异性，失语组个别导联呈现高波幅。

3 讨论

美国心理学家Gibson曾指出:“单词可以定义为特征的复合。它包含图形特征、语音特征、语义特征、构词法特征和句法特征等”。这个定义不仅适用于西文，也适用于汉语。既往使用单词诱发N400的研究结果中，Laura Monetta等使用N400研究单词的语义加工过程，发现复杂的单词语义加工时能引发更加明显的N400，认为复杂单词在加工过程中需占用更多的认知资源［2］。由于西文具有词形变化(动词本身的变化表示数、人称、语态或时态等语法特征)和词格变化(某些语言中名词、代词和形容词在格、数和性等方面的词形变化)，而且N400波幅的大小和提取词语的概念以及语义认知的难易程度相关，它不仅受到词语本身表征的影响还与语境提取线索有关［3～5］，故不能将对于西文的研究成果直接应用到汉语上。

既往国外对于失语患者的研究成果可以看出研究者多把N400作为评价失语患者语言功能的指标，Ryan等对左脑半球卒中后的失语患者使用视听通道呈现，当所听到的单词与看到的图片不一致时即诱发出明显的N400，故其认为可使用N400作为评定卒中后失语患者语言功能的一项电生理指标［6］。Tomoyuki对失语患者使用听觉通道呈现词对，当启动词与靶词语义不一致时，失语患者的反应潜伏期较正常对照明显延长，且N400的起始潜伏期也有所延长，所以认为通过N400可以更敏感的反应失语患者词汇-语义加工过程中的缺陷［7］。在另一个实验项目中，Kojima等用单词对失语症患者及正常人进行测试并记录N400，发现失语症患者的反应潜伏期较正常组延长，而且N400波幅及高度同失语症的听理解检查分数相关，因而提出N400的波幅和波形都可作为临床评价失语症患者语句语义缺陷的可靠指标［7］。

但是我国的研究者目前并没有使用N400来进行汉语失语患者语言功能评定的研究。本实验通过卒中后汉语失语患者与正常被试对比研究发现失语患者，在语义不一致时诱发的N400潜伏期在额叶及脑中央区处(在F3、Fz、C3及Cz导联)有所延长并有统计学意义。提示卒中后汉语失语患者在图片-词语的语义加工过程中可能由于神经网络的受损导致了语义提取的过程延长。尤其在辨别不匹配语义时，不能很好控制与期待词语义相关的选择性激活，造成N400的潜伏期延长［8］。卒中后失语患者N400的波幅与正常组对比并没有统计学差异，且失语患者的个别导联中N400波幅有增高。查阅有关文献认为N400与语义加工相关，反映了大脑对语义信息加工整合的困难程度，语义信息越难整合，N400波幅越大［9］。因此认为卒中后失语患者由于神经网络的受损使得语义生成难度增加引起了N400波幅的改变。故结合本研究实验结果认为:卒中后汉语失语患者存在语言加工过程的延迟;额叶以及脑中央区可能在汉语语义生成的过程中起重要作用;至于是否能将认知电位N400作为评估卒中后汉语语言障碍的一项指标还有待进一步探讨。

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