小脑卒中患者认知域受损特点及影像学研究进展

刘琪，陈宇，刘畅，张玉梅

单纯性小脑卒中患者占全部卒中人群的2%～4%。小脑卒中患者临床主要表现为包括构音障碍、姿势、步态缺陷症状在内的小脑运动综合征，以及眩晕、平衡失调为主的前庭-小脑综合征。近三十年研究发现，除运动、平衡功能的损伤外，小脑卒中患者还存在认知功能障碍[1]。本文对小脑不同部位病变受损的认知域特点及其影像学研究进展做一简要概述，以提高临床认识。

1 小脑卒中患者认知功能障碍及其受损特点

20世纪末，小脑本身对认知功能的作用被逐步报道[2-5]。由于卒中导致的病变局限于某一范围，单纯性小脑卒中患者排除了大脑的影响，因而可作为研究小脑对认知功能作用的可靠疾病模型[6]。有研究对小脑卒中患者进行MoCA、韦氏成人智力测验等国际通用认知量表评价发现，该人群中认知障碍的发病率在17%～88%，其中24%患者可依据临床标准诊断为痴呆，约64%患者仅在神经心理测试中提示存在轻度认知障碍[6-7]。这说明小脑卒中后认知功能障碍较轻微。

1998年，Schmahmann等[1]对20例小脑病变患者（包括13例小脑卒中、3例小脑炎、3例小脑皮质萎缩及1例小脑蚓部肿瘤切除术后患者）进行了规范而统一的体格检查及神经心理学评估，将小脑病变患者所出现的认知功能损伤定义为小脑情感认知综合征（cerebellar cognitive affective syndrome，CCAS）。CCAS指小脑病变患者出现的以执行功能、视空间功能、语言功能损害及人格改变为主的一系列认知障碍综合征。该概念的提出对小脑认知功能的研究起到了里程碑式的作用。近期一项系统性综述对包括卒中在内的小脑病变患者进行分析，进一步印证了CCAS这一临床表现[8]。

小脑卒中患者受损的认知域主要集中在注意力障碍（83%）、执行功能中的抑制功能下降（80%）及视觉空间损伤（74%）[9]。其中，注意力障碍包括反应时间延长和工作记忆受损[7]；执行功能障碍体现在计划、集合移位、抽象推理、语言流利性等任务中的异常[7，10]；语言功能障碍包括词汇提取及句法结构的运用缺陷[11]；视觉空间缺陷包括划线平分实验、心理旋转、空间序列等任务处理的异常[6，11-12]。此外，有病例报道发现右侧小脑梗死患者可出现顺行性遗忘，证实小脑对学习及记忆功能也起到了调节作用[13]。

早在CCAS提出之际，Schmahmann等[14]就发现小脑后叶病变的患者较其他部位认知障碍症状突出，提示病灶部位与认知障碍的发生相关。后续以小脑卒中患者为对象的研究也证实了此结论：小脑上动脉闭塞导致的卒中多发生运动功能障碍，而小脑后下动脉闭塞所致的卒中认知障碍的发生率高；CCAS的发生与卒中类型、发病时间、病灶面积及神经功能缺损症状不相关[6-7，9，14]。进一步分析发现，右外侧小脑区域卒中的认知功能受损症状更严重，其中右后中间叶的损伤与执行功能障碍相关，右后外侧的损伤与记忆功能表现较差相关，因而学者猜测小脑存在功能偏侧化[9]。但另一项研究发现，左右小脑半球急性缺血性卒中患者的语言功能及空间任务的完成无统计学差异[6]。导致上述不同结果的原因可能源于不同研究对小脑区域的划分存在主观性。

2 小脑卒中患者认知功能的影像学研究

既往已有解剖学研究证实小脑与大脑存在双向纤维[15]。大脑皮质向内囊发出纤维束并传导至同侧脑桥，经对侧小脑中脚至对侧小脑皮质区域，形成“皮质-脑桥-小脑投射”，这一通路为小脑认知功能的传入通路。大脑传至小脑的信息经小脑反馈后，由小脑深部核团（主要为齿状核）经小脑上脚发出纤维束，通过齿状核-红核-丘脑束至皮质，形成“小脑-丘脑-纹状体-大脑投射”，从而形成完整的“大脑-小脑环路”[15]。基于该解剖基础，结构及功能影像学研究进一步对小脑卒中患者发生认知障碍可能的机制进行了探讨。

2.1 基于体素的结构影像研究 传统解剖学将小脑划分为三区：小脑前叶、小脑后叶及绒球小结叶。1937年，Larsell等[16]基于小脑影像学图谱将其分为10个小叶：前叶由小叶Ⅰ～Ⅴ组成，后叶包括小叶Ⅵ～Ⅸ，绒球小结叶对应小叶Ⅹ。2009年，一项荟萃分析对特定认知任务中的影像学小脑激活位点进行了激活似然估计，应用激活高峰簇所在位置以确定认知任务激活区，发现小脑小叶Ⅶ与认知的关系最为密切[17]。后续的系统综述更新了相关文献，进一步印证了该结论[18]。为了更好地研究小脑的认知功能，Schmahmann等[19-20]在Larsell影像学分区的基础上又将小叶Ⅶ细化为ⅦA及ⅦB，所对应的小脑半球为小脑脚Ⅰ及脚Ⅱ（图1）。

由于小脑前后叶存在功能差异性，故Schmahmann等[21]定义了感觉运动-认知二分法：小脑前叶主要调控运动功能，而后叶负责认知调节。基于体素的病灶-症状图（voxelbased lesion symptom mapping，VLSM）指通过比较患者与健康人之间的行为表现，确定与行为缺陷相关的受损体素的区域。有研究对小脑卒中患者通过VLSM方法验证了感觉运动-认知二分法：Ⅰ～Ⅴ区和Ⅷ区损伤共济失调症状严重，而Ⅵ和Ⅶ（包括脚Ⅰ、Ⅱ和ⅦB）区损伤则引起高级皮层功能障碍。此外，Stoodley等[14]对18例孤立性小脑卒中患者进行更详细地认知测评及VLSM评估发现，右侧脚Ⅰ、Ⅱ延伸至Ⅸ损伤的患者语言功能较差，双侧脚Ⅰ、Ⅱ和右小叶Ⅷ损伤的患者空间功能较差，小叶Ⅶ～Ⅷ损伤的患者执行功能差，小叶Ⅲ～Ⅵ受损的患者平衡功能更差，提示小脑病变部位不同可引起不同认知领域的受损。

2.2 功能影像学研究 全小脑转化理论（universal cerebellar transform，UCT）认为，小脑的功能特化不是由微观结构的变化，而是由解剖连接的变化决定的，小脑不同亚区的刺激可调节不同的大脑认知网络[22]。这一理论得到影像学研究的验证。

弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是一种无创的神经影像学工具，用于评估白质束的组织结构和脑微结构。其评价指标包括判断脑网络是否具有优化拓扑结构属性的聚类系数及最短路径长度，反映信息的整体和局部传递能力的全局效率和局部效率等。有研究采用DTI对小脑梗死患者及健康对照组进行研究发现，楔前叶、扣带回和额颞叶皮层的局部效率在小脑梗死患者中显著降低，提示小脑梗死后大脑皮层间有效信息传播的中断[23]。该研究还通过相关分析发现小脑梗死患者右侧后扣带回、双侧内侧和旁扣带脑回、右侧楔前叶的异常改变在认知障碍的发生中起着核心作用[23]。既往研究已证实楔前叶参与了情景记忆提取、自我加工等高级功能活动，后扣带回与视觉空间能力和记忆相关，内侧和旁扣带脑回具有调节注意力和执行功能的作用[24-25]。上述发现提示结构网络局部效率的中断和脑网络拓扑结构的改变可能是小脑卒中后认知功能障碍发生的机制。

图1 小脑的解剖[20]

静息态功能磁共振成像（resting-state functional MRI，rs-fMRI）可显示人脑静息状态下自发神经元的活动，其中低频振幅可量化脑活动强度，功能连接可评估脑功能活动。既往研究发现小脑后叶卒中患者认知功能受损的发生率更高[1，9，14]。Fan等[26]观察了40例急性小脑后叶梗死患者的静息态脑功能变化，并结合神经心理学量表对认知功能进行评估，发现小脑梗死患者右侧额叶、左侧海马、右侧扣带回和小脑后叶四个脑区的低频振幅值较正常对照组显著降低，且记忆功能与左侧海马至左侧额叶功能连接值正相关；执行功能与右侧扣带回至右下顶叶的异常功能连接值正相关。提示左侧海马与右侧扣带回的局部异常连接改变在小脑卒中患者认知功能障碍中起关键作用。

交叉性小脑失联络（crossed cerebellar diaschisis，CCD）指幕上脑组织损害引起对侧小脑代谢及血流量减低的现象，其发病机制尚未明确，但多数学者认为“皮质-脑桥-小脑投射”受损是该现象的解剖学基础[27]。1987年，Broich等[28]对1例右侧小脑梗死患者进行SPECT检查，发现与CCD类似，左侧顶叶和额叶区域存在灌注不足，提示小脑损害患者可降低对侧大脑皮层的灌注。后续Baillieux等[29]对18例小脑病变患者（包括13例血管性病变，5例肿瘤病变）进行了SPECT影像学分析发现检测者存在幕上脑灌注不足，小脑认知损害存在偏侧化，且与对侧大脑功能相符合。右小脑病变患者的语言处理及逻辑推理能力受损更严重，而左小脑病变患者的视空间功能，如视觉注意干扰，视觉工作记忆缺陷和视觉空间机能紊乱，受损严重，进一步印证了CCD理论。

3 结语

综上所述，小脑不仅可以调节运动功能，还参与高级认知功能的控制。影像学研究发现，小脑卒中患者认知障碍的发生主要取决于发病部位，且其发病机制可能由于脑网络结构改变引起的大脑-小脑环路受损。对于小脑卒中患者认知功能障碍的研究存在一定局限性：首先，单纯性小脑卒中患者发病率低，后循环症状严重，故各试验的样本量偏小，可能会造成结果偏倚；其次，对相同认知域评价量表的不同，且相同量表的评价方法不同，可能对认知域评价的准确性造成影响。目前对小脑卒中患者认知功能的研究已取得了初步进展，2018年Hoche等[30]制定的CCAS量表，为该综合征的诊断提供了定量依据。随着功能影像学的不断发展，小脑认知功能的机制会被不断探索。

【点睛】小脑卒中患者认知障碍的发生主要取决于发病部位，且其发病机制可能由于脑网络结构改变引起的大脑-小脑环路受损。