帕金森病动作语言障碍及相关神经联动机制研究进展

阳杨 甘莉 庞子建 刘恒鑫

1 引言

帕金森病（Parkinson's Disease，PD）是一种以随意运动控制能力下降或缺失为主要特征的神经退行性疾病，主要病理基础为黑质纹状体多巴胺能神经元损伤引起的基底节功能受损[1]。以往关于PD交流障碍重点关注在运动性言语控制缺陷，对于基底节在语言和认知方面的作用了解相对有限。由于PD患者的构音障碍是其僵硬性运动低下病理在言语活动上的表现形式，发生比例高且相对容易观察，也是目前临床言语康复主要干预的部分。

在对PD交流能力进行常规评估时发现语言功能受损[2]。传统观点认为只有在PD进展到后期，当患者的认知能力明显损伤时，语言功能才会逐渐展现出不同程度的障碍。近年多项研究指出[3～5]，即使在PD早期，患者认知功能基本完好，甚至运动障碍不明显时，其语言能力已受损。其中关于PD动作语言加工障碍的研究最广泛，主要涉及动作动词本身或含有该类动词的相关语言任务。在印欧语系等词形有丰富变化的语言中，不少学者认为动作语言加工能力的受损可作为PD进展的早期指标，提出早期对患者语言功能评测并进行动作动词运用相关训练，可以在一定程度上延缓PD脑神经退行性进展的假设[6，7]。

本文从神经中枢的调控机制层面对PD语言功能中动作语言处理的特异性受损相关研究进行回顾，总结PD语言障碍与动作行为间可能的神经联动模式，以期引起对汉语PD人群语言障碍的关注，为国内PD临床早期言语语言康复的干预靶点提供新视角。

2 帕金森病动作语言加工障碍

帕金森病的动作语言障碍主要指包含动作动词的各种语言任务的加工和处理能力受损现象，涉及判断、决策、理解、产出等过程。以动作动词为主要靶点进行研究的原因，一方面是动作动词加工受损出现早，可作为PD患者认知功能受损的早期生物标志；另一方面是动作动词加工受损，有助于解读PD患者运动语言障碍相关的神经联动机制。

2.1 动作动词加工的选择性受损

PD动作语言加工障碍主要表现在动作动词，抽象动词的加工受损相对较少[8]；在进行图片命名任务时，当图片表征的动作含义越强，PD患者的命名越受限[9]。语义相似性判断实验表明，PD患者加工快速动作动词比慢速动作动词显著减慢且准确率降低[10]；同时，语义相似性判断的实验范式对PD患者名动词处理能力的选择性受损提出了不同意见，认为PD患者的动名词加工分离现象并不是由词类决定。在语义相似的情况下，语言加工的处理差异主要表现为词汇加工速度和单词加工准确性的不足。PD患者名词和动词的加工速度较健康对照组显著降低，但准确性并无差异[11]。

PD患者会表现出动作动词加工受损，而名词处理能力相对较好的现象[12]，即使PD患者在动作动词和名词加工方面都有困难，其动作动词的命名和相关产出[6，13]受到的影响也显著大于名词。在相关词产出任务中，要求被试说出与所给动词或名词相关的动词或名词，无论启动词是哪种，PD患者涉及到相关动词产出时的表现都更差[14]；甚至句子层面的研究也有相似结论，相比于非动词句，PD患者理解动作句和含有动词的习语句时，速度显著慢于健康被试，而在非动作句和概念隐喻句上则没有表现出差异[15]。

2.2 运动感知觉表征在动作语言加工中扮演重要角色

在语言加工过程中，人们通过构建心理模拟表征感知觉运动的内容，模拟的过程则是通过激活感知觉运动系统完成[16]。在神经性运动障碍和认知障碍中，动作与表征动作的语言间存在一定联系，即对与特定身体部位相关的语言刺激进行加工时，会激活身体对应的皮层运动区域；同时，皮层运动区也会通过模拟相应动作的方式参与动作语言的理解和加工[17]，由此构成了动作和语言间的耦合关系（motor-language coupling）。

前额-纹状体连接和基底节在语言和运动系统的交互中参与调控[18]，感觉运动环路在动作动词的理解和产出中扮演重要角色[19]。上肢运动受限被试对上肢动作动词反应减慢，下肢运动受限则对下肢动作动词反应减慢[20]，动作能力和语言加工间的相关性可见一斑。有研究对比早期PD与视神经脊髓炎、急性横断性脊髓炎等外周性运动障碍的动作-语言关系，发现只有PD引起了动作语言障碍，动作动词和手动作的整合障碍是由皮质-皮质下运动系统的萎缩引起，而不是由单纯的肌肉骨骼等外周运动系统异常引起[21]。

动作-句子兼容效应（action-sentence compatibility effect，ACE）是一种用于验证动作和动作语言间关系的假设效应。根据具身认知理论，动作概念表征可激活运动系统，并引起对相应动作的自动模拟过程[22]。因此，验证ACE的实验范式会以句子的形式呈现刺激让被试阅读，然后让被试用手操作按钮或操纵杆完成句子理解任务。当手动作与句子描述的动作概念一致时，被试对句子的理解更快而准确。ACE被认为是重新激活过去感知和运动经验的内部模拟过程，其意义在于发现运动系统在理解动作中的基本作用[14]。

ACE研究范式和用于观察PD患者动作动词加工能力的其他语言任务相比，增加了动作操作部分，这种对动作动词的运动反应，有助于说明动作语言特异性损伤的程度。PD由于基底节受损的基本病理，使其皮质-纹状体-背侧丘脑-皮质环路失去了完整的运动模拟神经基础，所以ACE减弱[23]。相关研究也观察到显著的ACE减弱现象[24]，且往往发生在疾病进程早期，被认为是PD神经认知情况的标记物（neurocognitive biomarker）。

3 动作语言处理的重要神经中枢及相关环路解释

3.1 基底节与皮质区域在动作和语言活动中的交互

基底节和大脑皮质有广泛联系，特别是额叶[25]。运动预处理和语言功能间可能存在某种特殊关系，这种关系可能存在皮质及皮质下的加工水平。Booth等[18]通过功能性磁共振（functional magnetic resonance imaging,fMRI）发现壳核对语音加工中枢左额下回及颞下回皮质区域有启动作用，以促进正确决策活动。基底节-前辅助运动区环路在语义和句法信息整合时会被激活[26]。无论是句法处理还是语义处理[26]过程，基底节都参与其中且得到影像研究的证实[27]。

基底节主要通过运动环路和语义环路[28]两条路径实现与特定皮质区域的交互。运动环路涉及的结构有额下回岛盖部（opercular inferior frontal gyrus，OPiFG），初级运动皮层(primary motor cortex，M1)，运动前区（premotor cortex，PMC）以及辅助运动区（supplementary motor area，SMA），这些区域会参与到运动模拟及动作模式的处理中，基底节则通过运动激活的自动化选择及先前习得的运动程序调节前述活动。Eickhoff[29]通过对影像学数据进行荟萃分析总结了结构在语言处理过程中的连接关系。语义环路则主要涉及颞叶区域，在语言的抽象知识概念方面发挥作用，由基底节介导的内隐学习及动作模拟可直接影响颞叶区的语义处理过程，涉及区域有颞叶前部（anterior temporallobe，ATL）和颞上沟（superior temporal sulcus，STS）。两条环路并非孤立运行，额颞叶之间存在直接纤维联系，为前额叶通达颞叶前部的概念及语义知识提供了通路基础，在灵长类动物的动作观察研究[30]及人类脑神经影像研究中得到实证支持[31，32]。

前额颞叶平行回路与基底节的交互为动作语言加工机制提供了解剖学基础。Melloni等[24]通过事件相关电位联合MRI，发现PD患者不仅ACE、运动准备电位（motor potential，MP）及额颞叶连通性有损伤，而且在完成ACE任务时所出现的MP异常可通过基底节的体积和萎缩情况进行预测，揭示了包含基底节在内的皮质-皮质下环路在动作语言关系中的支持地位。

3.2 PD动作语言加工中可能的神经联动及补偿模式

PD患者的动作语言选择性障碍无法用常见失语症分类方法中某个皮质区对应某些语言功能的单一因果模型进行合理解释。Ibanez等[28]通过皮质电位描记术探索了PD患者初级运动区（primary motor cortex，M1）、运动前区（premotor cortex，PMC）以及语义区（左额下回和颞中上回）的活动情况，发现运动准备会影响语言处理区域，语言处理也会影响运动相关区域的激活情况，该结果指出动作和语言皮质的连接是双向的，也为皮质下结构损伤直接影响动作和语言关系提供了重要支持。Cardona等提出的动作语言皮质-基底节-丘脑皮质环路模型，以动作动词的加工过程为例，通过与额叶、颞叶间存在的脑功能网络投射关系，额叶皮质将储存的运动相关信息投射到基底节，经过基底节的信息处理及与颞叶储存的概念和语义相关的信息整合后，投射回额叶皮质，实现动作动词内在动作意义激活。该环路主要涉及PMC，感觉运动区及OPiFG等负责运动计划和执行的区域是直接参与涉及语音理解、语义分类及句法的语言加工过程区域[19]。

PD的主要病理基础是基底节区损伤，除运动功能外，基底节也参与到内隐学习和习惯形成等非运动功能中，并且在语言和认知整合过程中发挥作用[33]。由于基底节病变会造成自发性运动启动缓慢和受基底节调节的自动化运动程序丧失，使内隐学习和自动任务表现受损[33]，而动作自动化生成的缺失进一步破坏了运动经验这一语义基础，最终引发出特定的动作-动词加工损伤。运动-语言耦合关系的神经认知模型认为，基底节通过启动额叶的运动表征皮层模拟和颞区的语义整合实现[26]动作动词加工过程的调控。PD的动作概念受损明显依赖于运动皮质网络，这种损伤可通过直接调节神经的方式得到改善[34]。

除基底节皮质环路本身受损外，非运动皮质语言中枢的异常募集可能是PD患者的动作动词处理障碍的潜在原因。Abrevaya等[35]通过fMRI聚类质量分析（clustermass analysis）等手段，观察PD患者和正常对照在处理动/名词任务时的脑网络活动情况，发现前者在动作动词处理时M1网络前部的连通性减少，而后部的连通性增加且基底节的萎缩严重程度与后部连通性增加间呈正相关，认为PD患者在加工动作动词时可能更多通过辅助非模态语义（amodal semantics）的非运动皮层网络进行，以补充常规基底节皮质环路的功能障碍。这些发现为进一步研究PD皮质与皮质下语言功能行为关系及改善这种异常关系的可能性，提供了初步方向和建议。

4 总结和展望

针对汉语PD人群语言障碍的实验研究目前在国内尚属空白，迄今为止，临床研究只有个别在疗效评价时采用西方失语症成套量表（western aphasia battery，WAB）对PD患者进行语言功能评估，但并未进一步做神经机制探讨。关于PD动作语言选择受损也仅有文献从心理语言学角度进行阐述。因此，在PD语言康复领域，目前面临的任务有：(1)以PD动作语言障碍为着眼点，对于汉语PD人群语言障碍背后的神经机制进行探索；(2)厘清PD的动作语言障碍主要在哪些语言任务中易干扰患者的沟通能力。这些工作将有助于提高国内临床对于PD患者语言功能障碍的意识,对早期患者本人及家属提供及时的干预策略和交流技巧,适当补充或延伸现有常规言语康复方案,早期预测PD患者的病情，一定程度上延缓语言障碍的进展速度。