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摘 要:听觉性失语症病例在逐年增加,针对不同情况的脑功能区受损失语症病例,要采用不同的康复计划。而对于语言脑功能区的精确定位和准确定论是康复治疗的前提和重点。该文从听觉语义加工和听觉语音加工两个部分对语言脑区的听觉fMRI研究成果进行概述。基于前人的研究成果,对近年相关研究进行总结和展望,以期推动失语症康复治疗的发展。
关键词:失语症 康复 听觉 语义 语音 fMRI
中图分类号:R395.2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)04(b)-0014-01
近年来,因脑部硬性受伤所引起的病人例数增多。脑部受伤后会使人的部分功能脑区功能受损,严重者会导致该脑区功能完全性丧失。其中,关于听觉语言功能区受损的病例不在少数,即所谓的听觉性失语症病人。对于失语症病人的语言康复是目前重要的研究方面,而针对如何有效地对病人进行康复治疗,首先需要对失语症病人的受损脑区进行定位,经定位锁定的功能脑区,哪些是语言功能脑区,则需要依据相关语言学的fMRI研究成果进行判断,以确定康复治疗方案。如今,关于句子信息、语篇信息在语义和语音层面上的脑加工机制备受研究者的关注。但听觉性语言加工任务应用的研究相对较少,通过视听觉刺激给予任务刺激仍然是目前语言加工机制相关研究的主要任务形式。
1 相关语义加工研究
颞上回与颞中回是语义加工中心。左侧额下回也参与了语义加工,并且在不同的加工任务下出现了功能分离[1],语义加工任务位于左侧额下皮质,左侧BA47区的额下回前端和下部可能跟语义加工有关。Luke [2]在对汉语的语法、语义加工研究中发现语法、语义在脑内加工时分别激活不同的脑功能区,左侧额中回更多地参与了语法的加工,而左侧额下回和左侧颞上、中回更多地参与了语义的加工。Humphries[3]利用听觉判断语法、语义正确与否,发现语法加工任务时左侧颞上回前部、左侧角回激活,而语义加工任务则是在双侧颞叶区和角回出现激活,比较两者,角回在语义任务中有更多的激活,颞上回前部激活则更多与语法加工有关。Uchiyama [4]通过对句子理解来确定左侧额下回在语法、语义加工区域,发现语义的加工更多位于腹侧,而语法的加工则位于背侧,两者间存在密切联系。
语义决策有意义的声音时会激活左中、上颞叶、角回、缘上回和左后额下回。当语义相关性难度加大时,例如:言语复杂性增加,会更多地激活前额叶和角回。通过言语声音的语义理解会激活的区域包括:从颞脑回腹侧到左中颞皮层,左后颞皮质和前颞皮质都有激活。当语义检索难度加大时,还会激活额叶腹侧,左侧梭状回,角回。在关键信息的语义处理时,会激活腹侧额叶。在被动聆听时,前颞叶区的激活与语义加工相关,除了基线为休息状态时。因为不经意地控制会使思想更加自由,使语义加工更为自然 。敏感、特殊的语义要求会使中颞叶后部被激活,尽管这只是在被动聆听过程中被发现的。与之相反,角回的激活与概念的整合和检索,语义内容的自上而下预测相关。角回和后扣带回没有在被动聆听过程中被激活,但在词和伪词选择加工时被激活,在记忆、理解叙述过程中也被激活。左内侧顶叶皮层(楔前叶和后扣带回)的激活与复述语篇有关[5]。当语义内容模棱两可或出乎意料时会激活额叶背部的左侧前运动皮质,决策和自上而下的语义或声音预测。当语义内容和任务难度增大时,颞叶后区参与加工。
汉语的长句、语篇理解的听觉任务可以作为fMRI中激活Wernicke区的语言任务刺激模式。听觉语言有不同水平的多种刺激方式,长句与语篇水平的理解任务更符合语言理解的规律。在理解句子、语篇的时候,除颞叶、顶叶和前额皮层等传统语言区外,前运动皮层也会被激活。句子理解加工过程中,颞叶、顶叶和言语理解额叶脑区会被激活。句子理解以左颞叶激活为主,伴有右侧颞横回的激活。从叙述层面上说,有意义的故事相对于无意义的话语会更多地激活双侧颞极。句子理解是一个复杂的过程,特定的语言处理组件和一般的认知资源会激活前扣带回,运动前皮质和前额叶,这与句法的复杂性无关[6]。
2 相关语音加工研究
在听觉刺激加工短文时会激活颞横回。语音加工中心在顶下小叶。左侧额下回也参与了语音加工,并且在不同的加工任务下出现了功能分离,语音加工任务在左侧额下回背外侧脑区。左侧BA44/45区的额下回上部和后端跟语音加工有关[7]。在听觉刺激加工短文时会激活颞横回。在加工清晰的语音(去除其他干扰性特征)时会激活左侧前颞上沟 。
目前有两项采用纯声音刺激(语言任务)的研究在刺激速率和持续时间方面进行了尝试:第一项实验中给予5名健康志愿者声音频率在0.17~2.5 Hz范围内的音节发现颞上回激活幅度随刺激频率的增加呈非线性的上升[8];第二项实验中每分钟给予0~130个英语单词发现颞上回和颞横回的激活程度随着单词数量的增加而增加并在90个单词/min时达到高峰[9]。放慢语速会更大程度激活右半球和左额下回。在同等情况下,句子难度越大,该区域激活强度越大。
3 结语
综上所述,实验采用听觉通道作为刺激方式的语义研究主要包括:语义理解内容的难度差异;对意料之外的话语加工;对信息的短期记忆加工区别;对有意义的句子的信息加工;关键信息的语义加工等。许多左单侧区域参与听觉刺激和其他刺激的语义加工。颞叶前区参与句子叙述加工。当语义内容和任务难度增大时,颞叶后区参与加工。在选择和检索语义属性时,腹侧额下区参与加工。在制约语义处理时,背侧额上回参与加工。角回的激活与交叉形式的语义特征整合和预测语义性质有关。当然,内侧顶叶区(楔前叶和后扣带回)更多地参与叙述加工,这比单个词理解的激活强度要大。实验采用听觉通道作为刺激方式的语音研究主要还停留在语音加工区的功能定位,部分学者已尝试性的研究被试在加工清晰音、语速变化时的脑区加工差异,以在听觉语音层面的研究有所突破。
基于前人关于听觉性fMRI研究的成果,对于听觉性失语症病人的康复计划的制定具有一定的借鉴意义。同时,有助于推动失语症康复治疗的发展与进步。
参考文献
[1] G.Liakakis,J.Nickel,R.J.Seitz.Diversity of the Inferior Frontal Gyrus-A meta-Analysis of Neuroimaging Studies[J].Behavioral Brain Research,2011,225(1):341-347.
[2] Luke KK, Liu HL, Wai YY, et al. Functional anatomy of syntactic and semantic processing in language comprehension[J]. Hum Brain Map, 2002,16(3):133-145.
[3] Humphries, C., Love, T., Swinney, D., Hickok, G. Response of anterior temporal cortex to syntactic and prosodic manipulations during sentence processing[J]. Hum.Brain Mapp, 2005,26(2):128-138.
[4] Stefan Heim,Simon B.Eickhoff,Katrin Amunts,Different Roles of Cytoarchitectonic BA44 and BA45 in Phonological and Semantic Verbal Fluency as Revealed by Dynamic Causal Modelling[J].Neuro-Image,2009,48(3):616-624.
关键词:失语症 康复 听觉 语义 语音 fMRI
中图分类号:R395.2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)04(b)-0014-01
近年来,因脑部硬性受伤所引起的病人例数增多。脑部受伤后会使人的部分功能脑区功能受损,严重者会导致该脑区功能完全性丧失。其中,关于听觉语言功能区受损的病例不在少数,即所谓的听觉性失语症病人。对于失语症病人的语言康复是目前重要的研究方面,而针对如何有效地对病人进行康复治疗,首先需要对失语症病人的受损脑区进行定位,经定位锁定的功能脑区,哪些是语言功能脑区,则需要依据相关语言学的fMRI研究成果进行判断,以确定康复治疗方案。如今,关于句子信息、语篇信息在语义和语音层面上的脑加工机制备受研究者的关注。但听觉性语言加工任务应用的研究相对较少,通过视听觉刺激给予任务刺激仍然是目前语言加工机制相关研究的主要任务形式。
1 相关语义加工研究
颞上回与颞中回是语义加工中心。左侧额下回也参与了语义加工,并且在不同的加工任务下出现了功能分离[1],语义加工任务位于左侧额下皮质,左侧BA47区的额下回前端和下部可能跟语义加工有关。Luke [2]在对汉语的语法、语义加工研究中发现语法、语义在脑内加工时分别激活不同的脑功能区,左侧额中回更多地参与了语法的加工,而左侧额下回和左侧颞上、中回更多地参与了语义的加工。Humphries[3]利用听觉判断语法、语义正确与否,发现语法加工任务时左侧颞上回前部、左侧角回激活,而语义加工任务则是在双侧颞叶区和角回出现激活,比较两者,角回在语义任务中有更多的激活,颞上回前部激活则更多与语法加工有关。Uchiyama [4]通过对句子理解来确定左侧额下回在语法、语义加工区域,发现语义的加工更多位于腹侧,而语法的加工则位于背侧,两者间存在密切联系。
语义决策有意义的声音时会激活左中、上颞叶、角回、缘上回和左后额下回。当语义相关性难度加大时,例如:言语复杂性增加,会更多地激活前额叶和角回。通过言语声音的语义理解会激活的区域包括:从颞脑回腹侧到左中颞皮层,左后颞皮质和前颞皮质都有激活。当语义检索难度加大时,还会激活额叶腹侧,左侧梭状回,角回。在关键信息的语义处理时,会激活腹侧额叶。在被动聆听时,前颞叶区的激活与语义加工相关,除了基线为休息状态时。因为不经意地控制会使思想更加自由,使语义加工更为自然 。敏感、特殊的语义要求会使中颞叶后部被激活,尽管这只是在被动聆听过程中被发现的。与之相反,角回的激活与概念的整合和检索,语义内容的自上而下预测相关。角回和后扣带回没有在被动聆听过程中被激活,但在词和伪词选择加工时被激活,在记忆、理解叙述过程中也被激活。左内侧顶叶皮层(楔前叶和后扣带回)的激活与复述语篇有关[5]。当语义内容模棱两可或出乎意料时会激活额叶背部的左侧前运动皮质,决策和自上而下的语义或声音预测。当语义内容和任务难度增大时,颞叶后区参与加工。
汉语的长句、语篇理解的听觉任务可以作为fMRI中激活Wernicke区的语言任务刺激模式。听觉语言有不同水平的多种刺激方式,长句与语篇水平的理解任务更符合语言理解的规律。在理解句子、语篇的时候,除颞叶、顶叶和前额皮层等传统语言区外,前运动皮层也会被激活。句子理解加工过程中,颞叶、顶叶和言语理解额叶脑区会被激活。句子理解以左颞叶激活为主,伴有右侧颞横回的激活。从叙述层面上说,有意义的故事相对于无意义的话语会更多地激活双侧颞极。句子理解是一个复杂的过程,特定的语言处理组件和一般的认知资源会激活前扣带回,运动前皮质和前额叶,这与句法的复杂性无关[6]。
2 相关语音加工研究
在听觉刺激加工短文时会激活颞横回。语音加工中心在顶下小叶。左侧额下回也参与了语音加工,并且在不同的加工任务下出现了功能分离,语音加工任务在左侧额下回背外侧脑区。左侧BA44/45区的额下回上部和后端跟语音加工有关[7]。在听觉刺激加工短文时会激活颞横回。在加工清晰的语音(去除其他干扰性特征)时会激活左侧前颞上沟 。
目前有两项采用纯声音刺激(语言任务)的研究在刺激速率和持续时间方面进行了尝试:第一项实验中给予5名健康志愿者声音频率在0.17~2.5 Hz范围内的音节发现颞上回激活幅度随刺激频率的增加呈非线性的上升[8];第二项实验中每分钟给予0~130个英语单词发现颞上回和颞横回的激活程度随着单词数量的增加而增加并在90个单词/min时达到高峰[9]。放慢语速会更大程度激活右半球和左额下回。在同等情况下,句子难度越大,该区域激活强度越大。
3 结语
综上所述,实验采用听觉通道作为刺激方式的语义研究主要包括:语义理解内容的难度差异;对意料之外的话语加工;对信息的短期记忆加工区别;对有意义的句子的信息加工;关键信息的语义加工等。许多左单侧区域参与听觉刺激和其他刺激的语义加工。颞叶前区参与句子叙述加工。当语义内容和任务难度增大时,颞叶后区参与加工。在选择和检索语义属性时,腹侧额下区参与加工。在制约语义处理时,背侧额上回参与加工。角回的激活与交叉形式的语义特征整合和预测语义性质有关。当然,内侧顶叶区(楔前叶和后扣带回)更多地参与叙述加工,这比单个词理解的激活强度要大。实验采用听觉通道作为刺激方式的语音研究主要还停留在语音加工区的功能定位,部分学者已尝试性的研究被试在加工清晰音、语速变化时的脑区加工差异,以在听觉语音层面的研究有所突破。
基于前人关于听觉性fMRI研究的成果,对于听觉性失语症病人的康复计划的制定具有一定的借鉴意义。同时,有助于推动失语症康复治疗的发展与进步。
参考文献
[1] G.Liakakis,J.Nickel,R.J.Seitz.Diversity of the Inferior Frontal Gyrus-A meta-Analysis of Neuroimaging Studies[J].Behavioral Brain Research,2011,225(1):341-347.
[2] Luke KK, Liu HL, Wai YY, et al. Functional anatomy of syntactic and semantic processing in language comprehension[J]. Hum Brain Map, 2002,16(3):133-145.
[3] Humphries, C., Love, T., Swinney, D., Hickok, G. Response of anterior temporal cortex to syntactic and prosodic manipulations during sentence processing[J]. Hum.Brain Mapp, 2005,26(2):128-138.
[4] Stefan Heim,Simon B.Eickhoff,Katrin Amunts,Different Roles of Cytoarchitectonic BA44 and BA45 in Phonological and Semantic Verbal Fluency as Revealed by Dynamic Causal Modelling[J].Neuro-Image,2009,48(3):616-624.