跨语系脑卒中后运动性失语患者的脑功能研究

失语症是脑卒中后常见的语言障碍，约20%～40%的幸存者因其受到影响

，其中运动性失语(Broca aphasia，BA)是最具标志性且最早被描述的失语类型

，严重影响患者及家属的心理情绪和生活质量。

维语属于阿尔泰语系，汉语属于汉藏语系，二者在字形、书写和阅读方向以及形音义的内在联系等方面存在显著差异。我们前期临床研究表明同一类型维语失语症的病态语言特点与汉语失语症基本一致，而且两者与脑损伤的关系并未表现出明显的差异，但维、汉正常人在执行语言任务时激活脑区不完全相同，维语文字的语言处理有明显的左侧功能偏侧化

。近年来利用影像学技术与语言任务相结合的方法为失语症脑功能研究提供了新方向

。为了进一步探寻维、汉语言加工处理脑区的差异性，本研究通过对维、汉BA患者执行动词产生任务下的血氧水平依赖功能磁共振成像(blood oxygenation level dependent-functional magnetic resonance image，Bold-fMRI)检查，研究二者的脑区激活特征，初步探讨汉语和维语BA患者在语言加工过程中的差异性，为维、汉BA患者的康复治疗提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2014年1月～2020年12月在我院神经内科和康复医学科就诊的BA患者及与其匹配的健康对照者共67例，其中男性37例，女性30例。均签署知情同意书。患者组纳入标准：符合第四次全国脑血管病会议制订的脑梗死或脑出血诊断标准

，且首次发病；经标准失语症检查法诊断为BA；母语为维语或汉语单一语种者，此次发病前语言功能正常；年龄20～75岁；右利手；小学及以上文化程度；获知情同意，自愿参加研究，依从性好。患者组排除标准：严重视力、听力障碍者；有脑外伤史、药物和酒精依赖史；严重精神或神经疾病者；MRI检查禁忌者；严重构音障碍、口吃等言语障碍者；病灶累及双侧半球者。健康组纳入标准：母语为维语或汉语单一语种者，语言功能正常，其余同患者组纳入标准后四条。健康组排除标准：同患者组的排除标准前五条。

在描述界线时，应将具有代表性特征的走势方向、长度以及经过的标志性地物、地势、地貌等自然要素和人工要素均进行清晰、完整的描述，且与实际情况保持一致，整体要做到对界线的描述完整、准确、简明、扼要。

按照研究目的分为人群组(健康组、患者组)和语言组(汉语组、维语组)，2组的一般资料比较差异无统计学意义，见表1，2。维语组患者和汉语组患者2组患者的一般资料及语言功能比较差异无统计学意义，见表3。

1.2.1 研究过程和任务 研究采用动词产生任务，刺激为任务组块与静息组块交替的组块设计模式, 共有9次组块序列。扫描初始的18s数据作为基线，不列入统计。首先在屏幕中央呈现一个单字名词，时间为2s，出现“+”号后，要求受试者联想与该名词相关的动词，时间为3s，任务组块30s内完成6次任务，每次都是不同的词，再进入静息组块30s。维、汉名词内容完全相同，均为使用频率高的名词。研究前对受试者详细讲解研究过程并进行模拟训练，为减少“练习效应”，模拟训练时呈现的名词与正式研究时的不同。实验要求受试者以默读形式完成任务，扫描结束后，要求受试者回忆实验任务的执行情况，以便研究人员判断受试者在研究中的任务完成情况。

1.2 方法

1.2.2 研究数据采集 本研究采用GE signal 3.OT超导磁共振仪扫描系统采集图像，用8通道头线圈接收信号。首先用3D薄层扫描序列，获取颅脑横轴面T1加权像，扫描参数为：TR/TE550ms/67ms，层厚1.0mm，无间隔，观察野(FOV)240mm×240mm，矩阵320mm×192mm，从颅底到顶叶共136层。再用梯度回波平面成像(gradient-echoecho-planar imaging，GRE-EPI)序列，进行BOLD信号的数据采集，扫描参数为:TR/TE2000ms/30ms，层厚5.0mm，无间隔，翻转角900，FOV240mm×240mm,矩阵960mm×960mm，从颅底到顶叶共25层，每层采279帧，共采集6975幅图像，采集时间为558s。

此研究结果表示,在进行麻醉手术后,对照组患者的不良反应率50.00%,实验组患者的不良反应率35.71%,实验组低于对照组(p<0.05);对照组患者的术后VAS评分显著高于实验组,(p<0.05)。结果表明,全麻联合硬膜外麻醉,可以减少患者术后不良反应的发生及疼痛程度,能够双向抑制应激性激素分泌,阻断部分交感神经,同时硬膜外麻醉能够阻断胸部交感神经,引起副交感神经亢进、血管扩张、心率减慢等,有利于手术的进行。全麻联合硬膜外麻醉相对于单纯全麻镇痛效果好,患者在术中、术后的不良反应少,提高了患者在手术中的安全性和舒适性。

2.1 人群组主效应分析 健康组与患者组相比，健康组在左侧额上回、左侧缘上回、左侧梭状回、左侧舌回、脑干和右侧中央前回激活强度大于患者组(

<0.05)，患者组没有比健康组显著激活的差异脑区。激活图见图1，激活区域的坐标及相关信息见表4。

1.2.3 数据处理与分析 影像学数据采集完毕后，基于Linux操作系统(CentOS 6.5)，运用FSL v5.0(Functional MRI of the Brain software library, FMRIB)软件将采集的功能像数据进行处理与分析。功能数据处理流程包括以下几个方面：①数据预处理：使用MRICroN将图像转换为NIFIT格式，然后使用脑提取工具将结构像数据中的皮肤与骨骼组织剥离，头动校正、采集时间校正，将功能图像与结构像配准，随后标准化到标准化空间(MNI)模板，高通滤波为128Hz，再进行空间平滑(FWHM=8mm)，将预处理后的数据进行统计分析。②一般线性模型分析：采用组块设计数据分析方法，每个组块持续时间为30s，使用经典血液动力学反应模型(Canonical Hemodynamic Response Function, HRF)进行拟合。③组分析：由FEAT工具完成，分别进行固定效应和混合效应分析，得到主效应的对比结果。组间分析采用双样本Z检验，统计阈值设为

<0.05(FDR校正)且激活体积大于90个体素认为差异具有统计学意义。最后将2组激活图和差异图叠加在MNI模板上显示，移除BA患者的损伤部位再记录有统计学意义的团块大小、所在脑区及其坐标(MNI)以及z值大小。

2 结果

1.3 行为学评定 在执行动词产生任务之前对纳入的研究对象进行临床资料的收集和行为学评定，评定由课题组的2名康复治疗师同时进行，以确保收集资料的准确性和真实性。对所有研究对象采集临床信息，包括性别、年龄、教育年限等，患者组还需采集病程，头颅CT或MRI检查情况。于BOLD-fMRI检查前1天对汉族失语症患者采用汉语标准失语症检查法

，维语失语症患者采用维语失语症检查法进行语言功能评估

。失语症严重程度分级采用波士顿诊断性失语症检查法(Boston Diagnostic Aphasia Examination, BDAE)，利手评定使用标准利手评价量表

。

2.2 语言组主效应分析 汉语组与维语组相比，汉语组在右侧扣带回和右侧顶上小叶激活强度大于维语组(

<0.05)，维语组没有比汉语组显著激活的差异脑区。激活图见图2，激活区域的坐标及相关信息见表5。

各地加油站经理反映，越来越多的顾客在加油以后会问：“你们加油站可以换油修车吗？”“你们加油站附近有什么好玩的地方？有什么好吃的特色美食吗？”

3 讨论

3.1 人群组主效应分析 人群组的研究结果提示，动词产生任务是由多个脑区组成的神经网络共同参与的结果，其中左侧额颞顶叶在完成该语言任务中起重要作用。这与张小峰等

、Bedny等

、Jirak等

、Tomasino等

、Crepaldi等

研究结果基本一致。此外，本研究还表明脑干参与语言加工过程，近几年研究也证实了这一点

。有研究表明在失语症的亚急性期

，受损的左侧Broca区及邻近区域激活范围及程度较急性期明显增加，可能是该区域保留了语言功能，起到了代偿作用，同时可见右半球的同源区域出现激活。有学者提出Broca镜像区本身参与语言功能，但它受到了左侧Broca区的抑制，当Broca区损伤后，Broca镜像区功能得到体现

。综上，在本研究的人群组分析结果中，并未发现双侧Broca区及周围区域有显著性差异，这可能与大多数患者的病程为亚急性期有关，双侧Broca区及周围区域已经出现了部分代偿，但代偿的右侧Broca区激活强度尚未达到统计学差异水平。本研究中健康组和患者组都包括汉语者和维语者，结果表明右侧中央前回可能在不同语言的动词产生过程中参与了词汇内容联想过程。中央前回属于运动皮质，也是重要的运动语言区。动词产生是一项语义关联任务，涉及早期视觉处理、内容联想、语义匹配过程的整合、词汇检索及语音编码输出的计划和执行

。此过程需要联想相关的动作，从而激活运动皮质。本研究结果进一步支持了神经科学与心理学的具身认知理论

，即各种认知加工(如概念、范畴、语言、推理、判断等)与身体的感觉-运动系统紧密联系。Gallese等

认为语言产生过程涉及具体内容联想，可激活与其相关动词执行的运动皮层；Pavlova等

认为动词语义提取过程可激活运动皮层；Argiris等

的研究表明，对动作动词的处理可导致与该词的动作执行所涉及的相关运动脑区有激活，中央前回参与了运动联想过程。且右侧大脑半球在空间知觉和图像感知方面占优势

。上述研究支持了右侧中央前回可能在词汇内容联想过程起重要作用的推论。

羊巴氏杆菌病是养殖中很容易出现的细菌性传染性疾病，该种疾病的发病率较快，致死率较高。日常养殖中，需要养殖户构建完善的养殖制度，强化羊群管理，密切观察羊群生长状况，发现疾病后应该及时上报，确保早发现、早治疗，以提高治疗效果，降低经济损失。

3.2 语言组主效应分析 语言组的研究结果说明维、汉语言加工的脑区存在差异，汉语组在动词产生任务中激活了更多的右侧脑区。这一点也证实了先前的研究结论

，即汉字加工处理比维语文字加工处理需要更多右侧大脑半球的参与。有关于汉、日语言加工的研究也表明

，右侧大脑半球在汉语字义处理过程起重要作用。黎元等

利用磁共振对汉字词组语义辨别脑功能区研究的结果发现，右侧扣带回和额中回是朗读非拼音文字的功能区，且右侧扣带回和两侧丘脑等皮层下脑区可能与汉字语义加工有关。本研究要求受试者根据屏幕上所给名词默读出与其相关的动词，该过程涉及到语义匹配整合的过程。右侧大脑半球在几何图形信息处理方面有优势，汉字是以象形为基础的表意文字，具有几何意义，维语文字没有几何意义，故我们推测右侧扣带回可能参与汉语语义匹配整合的过程，也进一步证实汉语语义分析过程较维语更复杂。Matsuo等

利用功能磁共振成像发现右侧顶上小叶在抄写汉字任务和汉字字谜任务中被激活，认为右侧顶上小叶可能参与复杂的视空间书写任务。Machner等

发现，在结构完整的右侧顶上小叶中自发神经元活动的局部减少与急性右半球脑卒中患者的空间忽略行为的严重程度密切相关。在本研究中，动词产生过程涉及词语的早期视觉处理。汉字是象形表意文字，由笔划和部首组成，有一定的空间结构。而维语文字是线条型的拼音文字，不具有空间结构，记录的是音素。这就导致汉语组比维语组需要更多的空间感知能力对词语进行理解分析，进一步推测右侧顶上小叶可能与汉语早期视觉处理相关。

综上所述，完成语言功能需要额顶颞叶等多个脑区共同参与，右侧中央前回可能参与了词汇内容联想过程。汉语和维语受试者存在不同的语言激活脑区，语言处理路径也不尽相同，这与语言自身的特点有关。右侧扣带回和右侧顶上小叶可能是汉语语言加工的特殊脑功能区。本研究在患者病程、失语严重程度方面存在一定不足，在后续研究中将对患者的病程、失语严重程度进行分层分析，并进行纵向比较，长期随访，进一步探讨维、汉BA患者的语言通路和代偿机制。

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