交叉性失語語言功能重組的功能磁共振研究

王伶杰 張 洧 李映凱 劉 榴 黎春鏞 羅高權 武肖娜 王 俊 韓立新 劉 雁

(南方醫科大學研究生院，廣東 廣州 510515)

1 廣州軍區廣州總醫院神經內科

2 廣州軍區廣州總醫院磁共振室

·心、腦血管及代謝性疾病·

交叉性失語語言功能重組的功能磁共振研究

王伶杰 張 洧1李映凱1劉 榴1黎春鏞1羅高權1武肖娜1王 俊2韓立新2劉 雁

(南方醫科大學研究生院，廣東 廣州 510515)

目的探討交叉性失語患者語言功能區的動態重組。方法8例腦卒中后交叉性失語患者在腦卒中發病后第(7±2)天 (T1 期)、第(30±7)天(T2期)和第(90±7)天(T3期)分別進行3次語言功能測試和功能磁共振檢查，健康對照組僅行1次上述各項檢查。使用xjview 軟件呈現腦區激活圖。結果病例組在T1期有不同程度的語言功能障礙，其中以自發語流暢度和命名功能受損最為明顯。病例組在單因子重復測量的方差分析比較中，T1期、T2期和T3期失語指數的差異均有統計學意義(F=122.96，P<0.001)。通過獨立樣本t檢驗發現病例組在T1期、T2期和T3期的失語指數和對照組相比差異有統計學意義(P<0.05)，但T3期自發語流暢度測試和圖片命名測試得分和對照組相比差異無統計學意義(t=0.71，1.26；P=0.243，0.487)。在進行圖片命名時，健康對照組主要表現為左側語言區激活，同時在雙側額葉中下回、左側額上回、左側顳中回、左側梭狀回、雙側枕中回觀察到顯著激活。而病例組在T1期表現為激活降低的雙側激活模式，其中左側額下回后部、左側中央前回、右側額葉上中回激活較為顯著。在T2期和T3期均表現為激活增強偏左的雙側激活模式，但T3期的激活強度高于T2期。T1期至T2期左側Broca區的激活增加與失語指數的改善呈正相關(r=0.916，P=0.001)，而T2期至T3期左側顳葉上中回的激活增加與失語指數的改善呈正相關(r=0.873，P=0.005)。結論交叉性失語患者主要表現為非流暢性失語，大部分患者的語言功能在發病后3個月逐漸恢復。交叉性失語患者的語言區重組主要通過左側大腦半球語言區的功能上調來實現且上調程度與語言能力改善呈正相關，這表明在交叉性失語患者的語言恢復過程中左側大腦半球發揮了重要作用。

交叉性失語；功能磁共振；功能重組；失語恢復

交叉性失語(CA)廣義上是指任何因支配非利手的大腦半球病變所致的失語，但現在一般僅指右利手患者右側半球損傷后發生的失語。Mari?n等〔1〕將CA的診斷標準歸納為：(1)經利手評定，患者及其家屬成員為右利手，無左利手或雙利手史；(2)有明確的失語癥狀；(3)有經影像學檢查證實的右側大腦半球病灶，而左側大腦半球完整；(4)無引起語言功能偏側化的童年期腦損傷。Saur〔2〕通過功能磁共振成像研究發現左側腦梗死后失語患者的語言功能重組主要分為3個階段：急性期主要由病灶周圍的語言功能區代償；亞急性期語言功能改善和非優勢半球語言功能鏡像區的代償相關；慢性期語言功能重新由左側優勢半球主導，然而交叉性失語作為一種特殊類型的失語，其語言功能區的重組仍不明確。本研究旨在通過縱向的功能磁共振檢查和語言功能測試研究腦卒中后交叉性失語患者語言功能恢復的動態重組。

1 資料與方法

1.1一般資料 病例來源于2010年1月至2016年6月在廣州軍區廣州總醫院神經內科住院的腦卒中患者。入組標準：首次發病，發病時間<7 d，經 CT或MRI證實的右側大腦半球腦出血或腦梗死病灶；小學以上文化，年齡>18 歲，母語為漢語；根據愛丁堡利手問卷判定為右利手；發病后，根據西方失語癥成套測驗(WAB)判定為語言功能輕至中度受損。排除標準：既往有神經系統器質性疾病史；癲癇及精神病史或家族史；本人或家屬有左利手或雙利手史；神經系統藥物成癮史；肝腎功能失代償；磁共振檢查禁忌證。對照組為來自當地的健康志愿者，其年齡、性別、教育程度與病例組相匹配。該研究方案通過了廣州軍區廣州總醫院倫理委員會審核批準，所有參與者均充分知情并簽署了知情同意書。

1.2研究方法 病例組在腦卒中發病后第(7±2)天 (T1 期)、第(30±7)天(T2期)和第(90±7)天(T3期)分別進行3次語言功能測試和功能磁共振檢查。健康對照組僅行1次上述各項檢查。病例組在T1～T3期接受了相同的語言康復訓練。

1.2.1語言功能測試 (1)WAB，其中失語指數(AQ)可作為評定口語障礙程度的可信賴指標，可反映出失語的嚴重程度且可以作為失語癥的好轉和惡化的評價指標。(2)自發語流暢度測試：要求受試者1 min內說出盡量多的動物名字，每正確說出一個給1分。(3)圖片命名測試：從Snodgrass資料庫中選擇60幅圖片，將其顯示在計算機屏幕上，每張圖像的顯示時間為3 s，正確命名一幅圖片得1分。

1.2.2功能磁共振 任務態功能磁共振采用組塊設計，從Snodgrass圖片數據庫中選擇所有研究對象能準確識別的36幅動物圖片和36幅工具圖片，這些圖片和圖片命名測試的圖片無重復。使用DMDX軟件重復呈現任務態水平圖片和基線水平圖片，在進行fMRI掃描時要求被試者對視覺呈現的圖片進行唇不動的默讀命名。磁共振數據通過Siemens Sonata 1.5T超導型磁共振成像儀獲取，掃描時受試者仰臥并用配套的泡沫墊固定頭部位置以減少被試的頭部運動。通過平面回波成像技術(EPI)采集任務態下的全腦功能像數據，相關參數如下：重復時間2 000 ms，回波時間37 ms，視野240×240 mm2，矩陣64×64，層厚4 mm，層間距1 mm，共28層。

1.3統計分析 使用SPSS23.0軟件行單因子重復測量方差分析，t檢驗。對固定腦區各階段fMRI的激活變化和語言功能改善做相關性分析。

應用MATLAB平臺下的SPM12軟件分析功能磁共振成像數據。首先進行數據預處理，包括時間和頭動校正、空間標準化和平滑處理3個步驟。然后對每個研究對象的數據進行第1水平分析(個體分析)，獲得每個個體的平均激活圖。對個體統計所得的結果進行第2水平分析(群體分析)以獲得在群組水平上的激活圖像。為獲得病例組各階段和對照組的激活圖像，采用單樣本t檢驗；顯著性閾值設定為P<0.05，激活范圍域值體素>10，經FWE校正。使用xjview 分析處理軟件進行感興趣區定位和激活腦圖呈現。

2 結 果

2.1臨床數據 病例組共納入8例，平均年齡(57.63±7.80)歲，腦出血和腦梗死各4例，其中男5例，女3例。對照組共招募了8名健康志愿者，平均年齡(54.75±6.41)歲，兩組性別組成、年齡、教育程度、利手檢查得分方面與比較差異無統計學意義(P>0.05)。病例組隨訪時間T1期平均為(4.79±0.63)d，T2期平均為(32.62±1.85)d，T3期平均為(92.88±1.81)d。

2.2語言功能測試 病例組入院時通過WAB檢查發現6例為非流暢性失語癥，2例為流暢性失語。T3期行WAB檢查時發現4例失語完全康復，3例有微小語言障礙，1例判定為經皮質運動性失語。病例組各階段失語指數的差異均有統計學意義(F=122.96，P<0.001)。病例組各階段的失語指數和對照組相比差異有統計學意義(P<0.05)，病例組各階段語言功能不及對照組，但T3期自發語流暢度測試和圖片命名測試得分和對照組相比差異無統計學意義(t=0.71、1.26；P=0.487、0.243)。見表1。

表1 病例組各階段和對照組語言功能評估數據

2.3功能磁共振數據

2.3.1對照組及病例組各階段的語言激活 對照組在雙側額葉中下回、左側額上回、左側顳中回、左側梭狀回、雙側枕中回觀察到顯著激活。病例組T1期時在左側額下回后部、左側中央前回、右側額葉上中回及右側顳極觀察到顯著激活；T2期時在左側額中回、左側島葉、左側下頂葉、右側額下回、右側額上回及右側顳中回觀察到顯著激活；T3期時在左側顳葉上中回、左側中央前回、左側額下回、左側下頂葉、左側島葉、右側額上回及右側顳中回觀察到顯著激活。見表2及圖1。

A：對照組和病例組在各階段的語言激活的群組分析結果，通過xjview軟件進行表面渲染呈現在解剖腦上，上層代表大腦左側，下層代表大腦右側，紅色表示所有激活體素；B是使用xjview呈現的對照組和病例組在各階段的腦區激活解剖位置圖1 兩組各階段語言激活的腦區

腦區(BA分區)MNI坐標xyz激活體素T值對照組L額下回(44/45)-48450398631L額上回/額中回(10/6)-246932)558580L梭狀回(37)-33-90-30116588L顳中回(22)-69-396149531L舌回(18)-3-96-211)32523R額下回(45)542424276522R枕中回(18)6-43-222)57471病例組T1期L額下回(44)-5142067487L中央前回(6)-39-21391)74430R額上回(11)1551-2162502R額中回(10)4848271)69481R顳極(38)633-2143462病例組T2期L額中回(10)057212)193651L島葉-24-21940547L下頂葉(40)-3947-49143540R額下回(45)5733364492R額上回(11)2139-241)170392R顳中回(21)63-3-1251363病例組T3期L顳上回/顳中回(22/21)-60-123214637L中央運動前回(6)-39-21391)174630L額中回(44)-48360116587L下頂葉(40)-3651-542)155554L島葉-24-21940510R額上回(10)2760-91)104572R顳中回(21)51-24-1248539

顯著性閾值設定為P<0.05(經FWE校正，體素>10)，1)P<0.001(未校正，體素>10)，2)P<0.05(經FDR校正，體素>10)；R：右側大腦；L：左側大腦；BA：Brodmann分區；MNI：蒙特利爾神經學研究所參考腦坐標

2.3.2fMRI激活水平變化與語言功能改善的相關性 T1期至T2期左側Broca區的激活增加與失語指數的改善呈正相關(r=0.916，P=0.001)，而在T2期至T3期左側顳葉上中回的激活增加與失語指數的改善呈正相關(r=0.873，P=0.005)。見圖2。

圖2 fmRI激活水平變化與語言功能改善的相關性

3 討 論

目前已經提出了許多假說來解釋CA這種罕見的非典型失語癥，但確切的病理生理機制仍有待闡明。一種假說認為，CA是大腦功能發展期間左半球語言功能不完全偏側化的結果，最終使雙側半球均具有語言功能，甚至右側半球發展為語言功能優勢側〔3〕，還有一種假說認為交叉性失語是由右側半球的病灶病理性地抑制左側半球的語言功能所致。Cappa等〔4〕對兩名交叉性失語的患者進行PET檢查發現在腦卒中急性期不僅右半球皮質下代謝率減低，且結構上未受影響的左半球也出現葡萄糖代謝的減低，他們認為左側半球功能紊亂和交叉性失語密切相關，而這種功能紊亂可能因右側半球病灶所致，也可能是左半球存在未發現的病灶所致。

Qi等〔5〕通過DTI技術來預測漢語表達和右側大腦半球白質結構的關系時發現右上縱束(頂葉束)和右下縱束與漢語表達能力密切相關，這可能由漢語口語和書面語的音調及視覺空間屬性決定。本研究中CA患者的病灶主要分布在右側半球皮層下，其中包含了豐富的語言功能相關的白質纖維束，如弓狀束、上縱束、額枕下束等。此外，納入本研究的患者以內囊、丘腦和尾狀核頭部的病變為主，而這些部位是皮質-紋狀體環路重要環節，該環路損傷后通常表現為語言產生難以啟動或維持伴隨語音產生的異常。病例組大部分患者的語言功能在發病后3個月左右語言功能得到較好的恢復，尤其在命名和語詞流暢度方面基本恢復正常。失語指數作為評價語言功能的敏感指標，T3期與對照組的差異可反映病例組部分患者仍有微小的語言功能障。

本研究應用圖片命名方式激活視覺語言功能網絡，其原因在于腦卒中后患者語言功能受損程度不一，而圖片命名任務較簡單，無需復雜的語義聯想及邏輯思維過程，配合度高、可重復性強，有利于語言功能的觀察。本研究中，圖片命名實驗結果與既往研究結果一致〔6〕。在神經語言學中，額下回后部作為運動性語言中樞，負責語言的生成和啟動，與圖片命名的表達相關。雙側枕中回的激活可能和圖片的視覺語義處理相關〔7〕，視覺圖像處理過程主要需要枕葉和梭狀回參與，優勢側梭狀回存在視覺詞形功能區，在圖片詞義任務中可被激活，和本研究相符。左側顳中回的激活可能和視覺認知的傳導有關，其中枕-顳通路主要對客觀物體的結構和形狀等表征進行辨認，而顳中回負責語義處理。

本研究觀察到交叉性失語患者進行圖片命名時3個不同階段語言恢復的激活模式。在T1期表現為激活強度降低的雙側激活模式，同期的語言功能評估表現為語言功能受損。語言功能受損和早期激活強度低可解釋為：(1)一方面右側大腦半球病灶導致同側皮層功能連接斷開，影響病灶周圍仍保留的語言功能區的激活；另一方面，由于神經機能失聯系機制，即病灶導致遠隔腦區的功能障礙，使左側的語言功能區的激活也降低。(2)也可能是由于存在未發現的腦組織損傷，腦卒中急性期進展性腦灌注不足會導致MRI不能發現的受損組織的神經功能障礙，從而導致相應腦區無法激活。

在T2期表現為偏左側的雙側激活模式且左側激活強度比急性期明顯增高，同期的語言功能也表現為明顯的改善。該期出現左側激活顯著增高可能是“去抑制”的結果〔8〕，右側病灶在急性期可抑制對側大腦的功能活動，而進入亞急性期后，一方面神經機能失聯系的效果逐漸消退，另一方面病灶對對側腦功能的抑制也慢慢減弱，最終導致左側大腦激活增強。此外右側大腦半球的激活也較急性期增高，預示著進入亞急性期后右側病灶周圍為仍保留的語言功能區的代償作用增強，病灶對同側大腦皮層的功能抑制減弱。

在T3期也表現為偏左側的雙側激活模式，但此期的激活強度要高于亞急性早期，其中以左側顳葉上中回激活增加最顯著，同期的語言功能評估也表現為進一步的改善，這和Della等〔9〕的研究一致。有關語義和語音的研究表明：左顳中回為語義代表區，顳上回與語音提取相關，左顳區域后部在單詞產生時負責語音和語義代表區之間的連接〔10〕。隨著時間推移，“去抑制”效果更為明顯，左側大腦半球和視覺語義處理相關的腦區的功能也隨之增強。

fMRI激活水平變化與語言功能改善的相關性分析結果一方面提示語言功能的改善和大腦功能的恢復同時進行，另一方面表明早期的語言表現越好，這些領域的激活也越高，語言恢復也更快，這和Saur等〔2〕的研究一致。

綜上所述，CA患者主要表現為非流暢性失語，大部分患者的語言功能在發病后3個月逐漸恢復。CA患者的語言區重組主要通過左側大腦半球語言區的功能上調來實現，上調程度與語言能力改善呈正相關。這表明在CA患者的語言恢復過程中左側大腦半球發揮了重要作用。

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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

國家自然科學基金資助項目(81471172)

劉 雁(1962-)，女，教授，主任醫師，博士生導師，主要從事腦血管病、神經功能可塑性和神經康復等方面的研究。

王伶杰(1994-)，男，在讀碩士，主要從事腦血管病、神經功能可塑性研究。

R743

A

1005-9202(2017)20-5007-04；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.20.023

〔2017-07-04修回〕

(編輯 袁左鳴)