交叉性失语语言功能重组的功能磁共振研究

王伶杰 张 洧 李映凯 刘 榴 黎春镛 罗高权 武肖娜 王 俊 韩立新 刘 雁

(南方医科大学研究生院，广东 广州 510515)

1 广州军区广州总医院神经内科

2 广州军区广州总医院磁共振室

·心、脑血管及代谢性疾病·

交叉性失语语言功能重组的功能磁共振研究

王伶杰 张 洧1李映凯1刘 榴1黎春镛1罗高权1武肖娜1王 俊2韩立新2刘 雁

(南方医科大学研究生院，广东 广州 510515)

目的探讨交叉性失语患者语言功能区的动态重组。方法8例脑卒中后交叉性失语患者在脑卒中发病后第(7±2)天 (T1 期)、第(30±7)天(T2期)和第(90±7)天(T3期)分别进行3次语言功能测试和功能磁共振检查，健康对照组仅行1次上述各项检查。使用xjview 软件呈现脑区激活图。结果病例组在T1期有不同程度的语言功能障碍，其中以自发语流畅度和命名功能受损最为明显。病例组在单因子重复测量的方差分析比较中，T1期、T2期和T3期失语指数的差异均有统计学意义(F=122.96，P<0.001)。通过独立样本t检验发现病例组在T1期、T2期和T3期的失语指数和对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)，但T3期自发语流畅度测试和图片命名测试得分和对照组相比差异无统计学意义(t=0.71，1.26；P=0.243，0.487)。在进行图片命名时，健康对照组主要表现为左侧语言区激活，同时在双侧额叶中下回、左侧额上回、左侧颞中回、左侧梭状回、双侧枕中回观察到显著激活。而病例组在T1期表现为激活降低的双侧激活模式，其中左侧额下回后部、左侧中央前回、右侧额叶上中回激活较为显著。在T2期和T3期均表现为激活增强偏左的双侧激活模式，但T3期的激活强度高于T2期。T1期至T2期左侧Broca区的激活增加与失语指数的改善呈正相关(r=0.916，P=0.001)，而T2期至T3期左侧颞叶上中回的激活增加与失语指数的改善呈正相关(r=0.873，P=0.005)。结论交叉性失语患者主要表现为非流畅性失语，大部分患者的语言功能在发病后3个月逐渐恢复。交叉性失语患者的语言区重组主要通过左侧大脑半球语言区的功能上调来实现且上调程度与语言能力改善呈正相关，这表明在交叉性失语患者的语言恢复过程中左侧大脑半球发挥了重要作用。

交叉性失语；功能磁共振；功能重组；失语恢复

交叉性失语(CA)广义上是指任何因支配非利手的大脑半球病变所致的失语，但现在一般仅指右利手患者右侧半球损伤后发生的失语。Mari⊇n等〔1〕将CA的诊断标准归纳为：(1)经利手评定，患者及其家属成员为右利手，无左利手或双利手史；(2)有明确的失语症状；(3)有经影像学检查证实的右侧大脑半球病灶，而左侧大脑半球完整；(4)无引起语言功能偏侧化的童年期脑损伤。Saur〔2〕通过功能磁共振成像研究发现左侧脑梗死后失语患者的语言功能重组主要分为3个阶段：急性期主要由病灶周围的语言功能区代偿；亚急性期语言功能改善和非优势半球语言功能镜像区的代偿相关；慢性期语言功能重新由左侧优势半球主导，然而交叉性失语作为一种特殊类型的失语，其语言功能区的重组仍不明确。本研究旨在通过纵向的功能磁共振检查和语言功能测试研究脑卒中后交叉性失语患者语言功能恢复的动态重组。

1 资料与方法

1.1一般资料 病例来源于2010年1月至2016年6月在广州军区广州总医院神经内科住院的脑卒中患者。入组标准：首次发病，发病时间<7 d，经 CT或MRI证实的右侧大脑半球脑出血或脑梗死病灶；小学以上文化，年龄>18 岁，母语为汉语；根据爱丁堡利手问卷判定为右利手；发病后，根据西方失语症成套测验(WAB)判定为语言功能轻至中度受损。排除标准：既往有神经系统器质性疾病史；癫痫及精神病史或家族史；本人或家属有左利手或双利手史；神经系统药物成瘾史；肝肾功能失代偿；磁共振检查禁忌证。对照组为来自当地的健康志愿者，其年龄、性别、教育程度与病例组相匹配。该研究方案通过了广州军区广州总医院伦理委员会审核批准，所有参与者均充分知情并签署了知情同意书。

1.2研究方法 病例组在脑卒中发病后第(7±2)天 (T1 期)、第(30±7)天(T2期)和第(90±7)天(T3期)分别进行3次语言功能测试和功能磁共振检查。健康对照组仅行1次上述各项检查。病例组在T1～T3期接受了相同的语言康复训练。

1.2.1语言功能测试 (1)WAB，其中失语指数(AQ)可作为评定口语障碍程度的可信赖指标，可反映出失语的严重程度且可以作为失语症的好转和恶化的评价指标。(2)自发语流畅度测试：要求受试者1 min内说出尽量多的动物名字，每正确说出一个给1分。(3)图片命名测试：从Snodgrass资料库中选择60幅图片，将其显示在计算机屏幕上，每张图像的显示时间为3 s，正确命名一幅图片得1分。

1.2.2功能磁共振 任务态功能磁共振采用组块设计，从Snodgrass图片数据库中选择所有研究对象能准确识别的36幅动物图片和36幅工具图片，这些图片和图片命名测试的图片无重复。使用DMDX软件重复呈现任务态水平图片和基线水平图片，在进行fMRI扫描时要求被试者对视觉呈现的图片进行唇不动的默读命名。磁共振数据通过Siemens Sonata 1.5T超导型磁共振成像仪获取，扫描时受试者仰卧并用配套的泡沫垫固定头部位置以减少被试的头部运动。通过平面回波成像技术(EPI)采集任务态下的全脑功能像数据，相关参数如下：重复时间2 000 ms，回波时间37 ms，视野240×240 mm2，矩阵64×64，层厚4 mm，层间距1 mm，共28层。

1.3统计分析 使用SPSS23.0软件行单因子重复测量方差分析，t检验。对固定脑区各阶段fMRI的激活变化和语言功能改善做相关性分析。

应用MATLAB平台下的SPM12软件分析功能磁共振成像数据。首先进行数据预处理，包括时间和头动校正、空间标准化和平滑处理3个步骤。然后对每个研究对象的数据进行第1水平分析(个体分析)，获得每个个体的平均激活图。对个体统计所得的结果进行第2水平分析(群体分析)以获得在群组水平上的激活图像。为获得病例组各阶段和对照组的激活图像，采用单样本t检验；显著性阈值设定为P<0.05，激活范围域值体素>10，经FWE校正。使用xjview 分析处理软件进行感兴趣区定位和激活脑图呈现。

2 结 果

2.1临床数据 病例组共纳入8例，平均年龄(57.63±7.80)岁，脑出血和脑梗死各4例，其中男5例，女3例。对照组共招募了8名健康志愿者，平均年龄(54.75±6.41)岁，两组性别组成、年龄、教育程度、利手检查得分方面与比较差异无统计学意义(P>0.05)。病例组随访时间T1期平均为(4.79±0.63)d，T2期平均为(32.62±1.85)d，T3期平均为(92.88±1.81)d。

2.2语言功能测试 病例组入院时通过WAB检查发现6例为非流畅性失语症，2例为流畅性失语。T3期行WAB检查时发现4例失语完全康复，3例有微小语言障碍，1例判定为经皮质运动性失语。病例组各阶段失语指数的差异均有统计学意义(F=122.96，P<0.001)。病例组各阶段的失语指数和对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)，病例组各阶段语言功能不及对照组，但T3期自发语流畅度测试和图片命名测试得分和对照组相比差异无统计学意义(t=0.71、1.26；P=0.487、0.243)。见表1。

表1 病例组各阶段和对照组语言功能评估数据

2.3功能磁共振数据

2.3.1对照组及病例组各阶段的语言激活 对照组在双侧额叶中下回、左侧额上回、左侧颞中回、左侧梭状回、双侧枕中回观察到显著激活。病例组T1期时在左侧额下回后部、左侧中央前回、右侧额叶上中回及右侧颞极观察到显著激活；T2期时在左侧额中回、左侧岛叶、左侧下顶叶、右侧额下回、右侧额上回及右侧颞中回观察到显著激活；T3期时在左侧颞叶上中回、左侧中央前回、左侧额下回、左侧下顶叶、左侧岛叶、右侧额上回及右侧颞中回观察到显著激活。见表2及图1。

A：对照组和病例组在各阶段的语言激活的群组分析结果，通过xjview软件进行表面渲染呈现在解剖脑上，上层代表大脑左侧，下层代表大脑右侧，红色表示所有激活体素；B是使用xjview呈现的对照组和病例组在各阶段的脑区激活解剖位置图1 两组各阶段语言激活的脑区

脑区(BA分区)MNI坐标xyz激活体素T值对照组L额下回(44/45)-48450398631L额上回/额中回(10/6)-246932)558580L梭状回(37)-33-90-30116588L颞中回(22)-69-396149531L舌回(18)-3-96-211)32523R额下回(45)542424276522R枕中回(18)6-43-222)57471病例组T1期L额下回(44)-5142067487L中央前回(6)-39-21391)74430R额上回(11)1551-2162502R额中回(10)4848271)69481R颞极(38)633-2143462病例组T2期L额中回(10)057212)193651L岛叶-24-21940547L下顶叶(40)-3947-49143540R额下回(45)5733364492R额上回(11)2139-241)170392R颞中回(21)63-3-1251363病例组T3期L颞上回/颞中回(22/21)-60-123214637L中央运动前回(6)-39-21391)174630L额中回(44)-48360116587L下顶叶(40)-3651-542)155554L岛叶-24-21940510R额上回(10)2760-91)104572R颞中回(21)51-24-1248539

显著性阈值设定为P<0.05(经FWE校正，体素>10)，1)P<0.001(未校正，体素>10)，2)P<0.05(经FDR校正，体素>10)；R：右侧大脑；L：左侧大脑；BA：Brodmann分区；MNI：蒙特利尔神经学研究所参考脑坐标

2.3.2fMRI激活水平变化与语言功能改善的相关性 T1期至T2期左侧Broca区的激活增加与失语指数的改善呈正相关(r=0.916，P=0.001)，而在T2期至T3期左侧颞叶上中回的激活增加与失语指数的改善呈正相关(r=0.873，P=0.005)。见图2。

图2 fmRI激活水平变化与语言功能改善的相关性

3 讨 论

目前已经提出了许多假说来解释CA这种罕见的非典型失语症，但确切的病理生理机制仍有待阐明。一种假说认为，CA是大脑功能发展期间左半球语言功能不完全偏侧化的结果，最终使双侧半球均具有语言功能，甚至右侧半球发展为语言功能优势侧〔3〕，还有一种假说认为交叉性失语是由右侧半球的病灶病理性地抑制左侧半球的语言功能所致。Cappa等〔4〕对两名交叉性失语的患者进行PET检查发现在脑卒中急性期不仅右半球皮质下代谢率减低，且结构上未受影响的左半球也出现葡萄糖代谢的减低，他们认为左侧半球功能紊乱和交叉性失语密切相关，而这种功能紊乱可能因右侧半球病灶所致，也可能是左半球存在未发现的病灶所致。

Qi等〔5〕通过DTI技术来预测汉语表达和右侧大脑半球白质结构的关系时发现右上纵束(顶叶束)和右下纵束与汉语表达能力密切相关，这可能由汉语口语和书面语的音调及视觉空间属性决定。本研究中CA患者的病灶主要分布在右侧半球皮层下，其中包含了丰富的语言功能相关的白质纤维束，如弓状束、上纵束、额枕下束等。此外，纳入本研究的患者以内囊、丘脑和尾状核头部的病变为主，而这些部位是皮质-纹状体环路重要环节，该环路损伤后通常表现为语言产生难以启动或维持伴随语音产生的异常。病例组大部分患者的语言功能在发病后3个月左右语言功能得到较好的恢复，尤其在命名和语词流畅度方面基本恢复正常。失语指数作为评价语言功能的敏感指标，T3期与对照组的差异可反映病例组部分患者仍有微小的语言功能障。

本研究应用图片命名方式激活视觉语言功能网络，其原因在于脑卒中后患者语言功能受损程度不一，而图片命名任务较简单，无需复杂的语义联想及逻辑思维过程，配合度高、可重复性强，有利于语言功能的观察。本研究中，图片命名实验结果与既往研究结果一致〔6〕。在神经语言学中，额下回后部作为运动性语言中枢，负责语言的生成和启动，与图片命名的表达相关。双侧枕中回的激活可能和图片的视觉语义处理相关〔7〕，视觉图像处理过程主要需要枕叶和梭状回参与，优势侧梭状回存在视觉词形功能区，在图片词义任务中可被激活，和本研究相符。左侧颞中回的激活可能和视觉认知的传导有关，其中枕-颞通路主要对客观物体的结构和形状等表征进行辨认，而颞中回负责语义处理。

本研究观察到交叉性失语患者进行图片命名时3个不同阶段语言恢复的激活模式。在T1期表现为激活强度降低的双侧激活模式，同期的语言功能评估表现为语言功能受损。语言功能受损和早期激活强度低可解释为：(1)一方面右侧大脑半球病灶导致同侧皮层功能连接断开，影响病灶周围仍保留的语言功能区的激活；另一方面，由于神经机能失联系机制，即病灶导致远隔脑区的功能障碍，使左侧的语言功能区的激活也降低。(2)也可能是由于存在未发现的脑组织损伤，脑卒中急性期进展性脑灌注不足会导致MRI不能发现的受损组织的神经功能障碍，从而导致相应脑区无法激活。

在T2期表现为偏左侧的双侧激活模式且左侧激活强度比急性期明显增高，同期的语言功能也表现为明显的改善。该期出现左侧激活显著增高可能是“去抑制”的结果〔8〕，右侧病灶在急性期可抑制对侧大脑的功能活动，而进入亚急性期后，一方面神经机能失联系的效果逐渐消退，另一方面病灶对对侧脑功能的抑制也慢慢减弱，最终导致左侧大脑激活增强。此外右侧大脑半球的激活也较急性期增高，预示着进入亚急性期后右侧病灶周围为仍保留的语言功能区的代偿作用增强，病灶对同侧大脑皮层的功能抑制减弱。

在T3期也表现为偏左侧的双侧激活模式，但此期的激活强度要高于亚急性早期，其中以左侧颞叶上中回激活增加最显著，同期的语言功能评估也表现为进一步的改善，这和Della等〔9〕的研究一致。有关语义和语音的研究表明：左颞中回为语义代表区，颞上回与语音提取相关，左颞区域后部在单词产生时负责语音和语义代表区之间的连接〔10〕。随着时间推移，“去抑制”效果更为明显，左侧大脑半球和视觉语义处理相关的脑区的功能也随之增强。

fMRI激活水平变化与语言功能改善的相关性分析结果一方面提示语言功能的改善和大脑功能的恢复同时进行，另一方面表明早期的语言表现越好，这些领域的激活也越高，语言恢复也更快，这和Saur等〔2〕的研究一致。

综上所述，CA患者主要表现为非流畅性失语，大部分患者的语言功能在发病后3个月逐渐恢复。CA患者的语言区重组主要通过左侧大脑半球语言区的功能上调来实现，上调程度与语言能力改善呈正相关。这表明在CA患者的语言恢复过程中左侧大脑半球发挥了重要作用。

1Mariёn P，Paghera B，De Deyn PP，etal.Adult crossed aphasia in dextrals revisited〔J〕.Cortex，2004；40(1)：41-74.

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4Cappa SF，Perani D，Bressi S，etal.Crossed aphasis：a PET follow up study of two cases 〔J〕．J Neurol Neurosurg Psychiatr，1993；56：665-71.

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7Dick AS，Bernal B，Tremblay P.The language connectome：pathways，new concepts〔J〕.Neuroscientist，2014；20(5)：453-67.

8Vitali P，Abutalebi J，Tettamanti M，etal.Training-induced brain remapping in chronic aphasia：a pilot study〔J〕.Neurorehabil Neural Repair，2007；21：152-60.

9Della Rosa PA，Canini M，Borsa VM，etal.Functional recovery in subcortical crossed and standard aphasia〔J〕.J Neuroling，2014；27(1)：103-18.

10Turken AU，Dronkers NF.The neural architecture of the language comprehension network：converging evidence from lesion and connectivity analyses〔J〕.Front Syst Neurosci，2011；5.

Languagefunctionalreorganizationofcrossedaphasia:AfMRIstudy

WANGLing-Jie,ZHANGWei,LIYing-Kai,etal.

SouthernMedicalUniversity,Guangzhou510515,Guangdong,China

ObjectiveTo investigate the dynamic reorganization of the language functional area in patients with crossed aphasia.Methods8 patients with crossed aphasia were studied by functional MRI (fMRI) examinations with parallel language function testing. In patient group,three language functional tests and fMRI examinations were performed at (7±2) d (T1), (30±7) d (T2) and (90±7) d (T3) after stroke,while the healthy control cases were examined once.The presentation of the activation map was carried out by xjview software.ResultsIn patient group, there were different degrees of language dysfunction in T1, in which spontaneous fluency and naming function were the most obvious. There were statistically significant differences in aphasia quotient in each phase(T1,T2 and T3) by the variance analysis of single factor repeated measurements(F=122.96,P<0.001). The aphasia quotient of the patient group in each phase was significantly different from the control group (P<0.05). However，there were no significant differences between the spontaneous fluency test and the picture naming test in T3 compared with those of control group(t=0.71,P=0.487；t=1.26,P=0.243). The control group showed a left lateralized pattern of brain activity with significant activations in the bilateral middle and inferior frontal gyrus,the left frontal superior gyrus, the left temporal middle gyrus,the left fusiform gyrus and the bilateral occipital middle gyrus. The patient group showed a bilateral decreasing activation mode in T1, which were activated in the left Broca area,the precentral gyrus and the right superior and middle frontal gyrus and showed a left lateralized pattern of bilateral activation in T2 and T3. There was a positive correlation between increased activation of the Broca's area and improved language performance during T2 phase (r=0.916,P=0.001) as well as between increased activation of the left superior and middle temporal gyrus and improved language performance during T3 phase (r=0.873，P=0.005).ConclusionsThe left hemisphere plays an important role in language recovery in patients with crossed aphasia.

Crossed aphasia;fMRI;Functional reorganization;Aphasia recovery

国家自然科学基金资助项目(81471172)

刘 雁(1962-)，女，教授，主任医师，博士生导师，主要从事脑血管病、神经功能可塑性和神经康复等方面的研究。

王伶杰(1994-)，男，在读硕士，主要从事脑血管病、神经功能可塑性研究。

R743

A

1005-9202(2017)20-5007-04；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.20.023

〔2017-07-04修回〕

(编辑 袁左鸣)