卒中后失语症听理解障碍相关神经通路的研究进展
2022-11-26牛星阳肖佩仪古锦敏范舒涵综述邢世会审校
牛星阳, 肖佩仪, 古锦敏, 范舒涵综述, 邢世会审校
脑卒中在世界范围内60岁及以上人群中居死因第2位,15~59岁人群中居死因第5位[1]。卒中患者常遗留运动、感觉、认知等不同方面的神经功能损害,影响其日常生活和工作,给家庭及社会带来巨大的负担。而失语症作为脑卒中主要的后遗症之一,存在于21%~38%的卒中患者中[2]。卒中后失语会极大的影响患者的交流和生活质量,并且对卒中急性期和慢性期的康复造成不利影响[3]。本文通过对既往失语症中听理解相关神经通路的研究进行回顾与梳理,对听理解的处理过程及涉及的神经通路进行描述。
1 听理解概述
听理解是一个将听觉信号转化为抽象概念的认知过程,这一过程不仅仅需要大脑准确获取语言信息,还需要进一步针对字词、语法、语调、情感等信息进行多层次多角度的加工处理[4]。然而,卒中常因破坏了脑部神经通路的完整性而导致听理解障碍,尤其是左侧大脑中动脉下干受累的卒中[5]。研究人员对听理解的神经定位的探索19世纪便开始了。早期进行的是对听理解障碍患者的尸检研究,研究结果提示听理解障碍的患者病灶位于左侧颞叶上回[6]。那时人们便意识到左侧大脑半球和语言功能的关系。随着神经影像学的发展,通过病灶-症状映射和功能激活,大多数研究证实了颞上回后部及颞上沟在听理解中的重要性[7~9]。后续深入对白质纤维的研究,结果提示与听理解相关的脑区进一步扩大,不仅在左侧颞叶后外侧,同侧颞极、下颞区以及额叶对于听理解都有作用[10],并且听理解的研究也进一步细化得出单词理解主要依赖前颞叶前部,句子水平的理解则需要后颞叶白质在内的更广泛的通路参与[11]。
2 听理解定位
当代神经科学正在明确特定皮质网络所对应的认知功能,卒中患者的部分脑区损害与其表现出的特定功能受损成为众多研究者们积极探索的方向。既往文献在卒中慢性期及急性期均对听理解相关脑区进行了研究,结果都证明了优势半球颞中上回后部和颞上沟对听理解功能的必要性。
卒中慢性期患者的病灶-症状映射研究有大量的证据证明了听理解功能依赖于优势半球颞上回和颞中回[12~20]。一项对39例左侧半球卒中患者的病灶-症状相关性研究显示,卒中5 m后左侧颞上回后部的病灶和听理解障碍有显著的相关性,此外没有听理解障碍的卒中患者病几乎都没有此处的病灶[12]。一项针对10例韦尼克氏失语症患者的研究同样显示了左侧颞上回后部和听理解障碍的强相关性,并且颞上回后部受损大于50%的患者听理解受损更重且1 y后的恢复更差,延伸到颞中回至颞叶前下部的病变也和不良预后有关[13]。有一项更细致的针对单词理解的研究,纳入了18例失语症患者,单纯的词义理解障碍和颞上回后部以及顶叶下部的皮质有关,这部分没有受到损伤的患者没有出现词义理解障碍[14]。纳入210例患者,包含左右两侧卒中的研究显示排除掉病灶体积后听理解与颞上回后部以及颞上沟的灰质密度相关[15]。一项纳入了138例左侧半球卒中的研究再次对词语理解进行分析,同时加入了一项排除听觉输入的词语理解项目评估单纯的词义理解,结果提示左侧颞上回后部和单词的听理解有关,而排除听觉输入单纯的词义理解和更多和颞极相关[17]。进一步的研究提示颞中回的中后部主要影响了动词的理解以及多个单词的整合过程,从而造成患者的听理解障碍[18,19]。一项针对失语症患者对听觉语言和手势语言的理解程度的研究也证明了颞中回及颞上回不仅在听觉语言中起作用,在听觉和手势的协同理解中也起到关键作用[20]。同时在研究卒中慢性期患者听理解功能恢复的研究中也发现左中后颞回在听理解恢复中起着关键作用[21]。
在卒中急性期脑损伤除了梗死区本身外,还需包含梗死区周围的低灌注区[17,22]。急性期的研究可以避免因中风后大脑结构和功能重组所产生的影响,与慢性期的研究可以相互验证。急性卒中患者的一项研究发现梗死灶与低灌注位置在优势半球颞上回后部和听理解障碍的相关性最强[23]。另一项包含了169例左侧半球卒中急性期患者的研究发现除了左侧颞上回后部和听理解障碍呈现明显的相关性外,左侧颞极也表现出微弱的趋势[24]。卒中急性期患者再灌注和听理解的研究中,发现左侧颞上回后部的灌注恢复和听理解的改善显著相关[24]。左侧颞上回后部低灌注的严重程度与听理解障碍的程度也直接相关[25,26],而其他区域的低灌注的程度和听理解障碍程度无关[26]。针对卒中急性期患者进行的句子理解的研究提示左侧颞顶叶句子理解最为重要,额下回也起到一定作用[27]。
以上针对卒中患者听理解障碍的研究都将其核心功能区指向左侧半球的颞上回后部,其中也有部分研究发现除了核心区外,左侧颞极、左侧顶叶下部也和听理解的过程相关[13,14,19,24]。有研究提出一个在灵长类动物中得到验证的听觉双流模型,根据听觉系统投射的方向分为后背侧流和前腹侧流[28],这也让更多的研究开始重视白质在语言系统中的作用。之后一项针对原发性进行性失语的研究发现颞上回后部神经元的丢失没有引起单词听理解的障碍,这一结果与上述针对卒中患者的研究结果相背离[29],也进一步提示白质纤维在语言系统中的重要性。针对白质功能的研究结果也证明了整个颞叶及额叶对听理解的作用[10,11,30]。其中单词理解依赖与颞叶前部[11,30],句子理解需要后颞叶白质在内的更广泛的通路参与[11,19,27,31,32]。
3 听理解的功能域
随着神经影像学的发展及相关研究的不断推进,听理解所涉及到的神经网络范围越来越大,听理解这一过程已经不能简单的用左侧颞上回后部这一的核心区域来解释了。神经功能影像的研究将听理解这一过程被不断细化,从听见到听懂仍需要十分复杂的信息处理。听理解加工处理信息所涉及的脑区有序地分布在神经网络中[4]。本文分为以下三个功能域来综述。
3.1 语言接收与储存 语言及外界的其他声音引起毛细胞纤毛震动转换为神经电信号,最终经过听辐射传至双侧颞横回初级听觉皮质。一项功能磁共振的研究显示,随着句子长度的增加,颞叶前部参与的响应时间越久,而初期听觉皮质响应时间一致,提示初期听觉皮质内部需要完成对语言及其他声音的初步处理,即对语言进行辨别摄取[33]。语言信息的储存涉及到记忆广度,另外两项功能磁共振的研究证实,语言的储存功能依赖左侧颞顶联合区的深部[34,35]。
3.2 词汇语义提取 摄取并储存后的语言信息仍然需要进一步的破译和处理。首先要完成对单个字词的理解,既往核磁学及功能磁共振结果均提示这一过程主要依赖左侧颞叶的前部,尤其是颞上回及颞上沟的前部[36,37],对单词的理解在此处基本完成,卒中患者的病灶分析的研究也支持单词理解在颞叶前部完成[11,30]。而对句子的理解还需对听到的语言进行更进一步的加工。单个字词之上还有短语、固定搭配,这部分同样是在颞叶前部完成,将相邻字词结合,以完成对短语的识别[36,38]。
3.3 语义整合性加工 在一句话被接收及识别字词、短语后,仍是一些单独的词汇,需要处理其排布顺序并加入语法将其整合出完整的意义。摄取到的词语或短语信息从颞上回及颞上沟前部通过额枕下束的腹侧及钩状束传至额下回及岛盖区,在此处进行词汇关系及语法信息的识别[34,39~42]。对卒中患者的病灶研究也提示颞中回中后部与整合多个字词有关[18,32]。也有研究表示语法的加工不在额叶,仍位于颞叶前部,仅词汇排布顺序的处理在额下回[38]。不同研究的矛盾也提示词语整合成句子的过程也许不能单纯的分为词汇顺序及语法加工这两部分。一句话的意义还与讲述者的语气、语调以及所处环境相关。既往有研究报道右侧大脑半球受损的患者不能准确感知嘲讽、反话等带有情绪性的句子[43]。也有功能磁共振的研究进一步证实,右侧大脑半球的颞上回后部及额下回共同参与对语音语调等信息的辨别,以进一步感知语言的语气、音调及情感等内容[44,45]。
4 结 语
听理解这一过程首先由初级听觉中枢分离出有意义的语言暂时储存在颞顶叶深部。之后在脑网络的连接下,由颞叶前部负责对字词的分析及理解,额下回叶及颞叶后部分析句法结构,完成句子意义的判读,右侧额下回及颞上回协助完成语音语调及情感信息的捕捉。由此可知听理解需要广泛神经网络的支持,除了传统上的颞上回后部这一核心区域,还涉及左侧颞叶、顶叶、额叶、右侧颞顶叶以及相关联的纤维束。
在本综述中对过去在神经影像方面对听理解的一些探索,可以发现对于听理解这一功能的认识在逐渐加深,虽然目前的研究工作还未能对于听理解整个复杂进程和神经机制达成共识,但随着后续研究的不断深入,随着神经影像技术的进步及统计方法的推进,相信未来对复杂的听理解会有更深刻全面的认识。另外国内的相关文献资料较少,而汉语与英语语系不同,在听理解方面是否与英语有所不同,也需要进一步的探索。