脑梗死后语言功能变化及其研究进展

李 静，张伟宏

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院放射科，北京 100730



·综 述·

脑梗死后语言功能变化及其研究进展

李 静，张伟宏

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院放射科，北京 100730

脑梗死后的语言功能是临床与基础研究关注的问题。传统认为梗死灶的部位是决定失语症表现的主要因素，并根据损伤部位将失语症分为不同的类型。然而，随着影像技术的发展，失语症的类型并不完全符合经典语言区解剖定位。此外，脑梗死后语言功能的恢复机制也尚未阐述清楚，其中最具争议的问题之一是大脑非优势半球语言功能镜像区在语言恢复中的作用。本文主要综述关于语言功能区定位及脑梗死后语言镜像区在语言恢复中作用的相关研究，阐明脑梗死后语言功能变化，为患者的康复治疗提供理论依据。

脑梗死；失语症；语言功能

ActaAcadMedSin，2017,39(2)：285-289

脑梗死，又称缺血性脑卒中，是指因脑部血液循环障碍、缺血、缺氧所致的局限性脑组织缺血性坏死或软化[1]。临床表现取决于梗死灶的大小和部位，主要为局灶性神经功能缺损的症状和体征，如偏瘫、偏身感觉障碍、失语、共济失调等。其中，失语症是指大脑言语功能区、补充区及其联系纤维的局部损伤，导致出现口语和(或)书面语的理解、表达过程的信号处理受损的一类言语障碍[2]。患者表现为发音和构音正常但不能言语，肢体运动功能正常但不能书写，视力正常但不能阅读，听力正常但不理解语言。研究表明，21%～38%的脑梗死患者在发病时伴有不同程度的失语[3- 5]。而且脑梗死后失语症患者的恢复相对较差，在脑梗死后6个月，12%～18%的脑梗死后失语症患者仍有显著的失语症表现，约47%的患者仍存在轻度语言表达或理解障碍[3- 4]。脑梗死后失语严重影响患者的生活质量，因此，探究脑梗死失语症患者的语言功能变化及其恢复机制，从而寻找有效的康复治疗方法具有重要的临床意义。本文主要综述语言功能区定位及脑梗死后语言功能恢复机制的研究进展。

语言功能区的解剖定位

语言中枢的定位及进展 Benson[6]以及Damasio和Geschwind[7]继承和发展了Wernicke的理论，将失语症分为运动性失语、感觉性失语、传导性失语、经皮质运动性失语、经皮质感觉性失语、经皮质混合性失语、命名性失语、完全性失语等。Kreisler等[8]的研究表明，在脑梗死的急性期，梗死灶的部位是决定失语症类型的主要因素，而且大多数失语患者的临床与影像学表现之间的联系支持经典的语言中枢定位。对于右利手患者，左侧大脑是语言优势半球，相应各经典语言中枢的划定是：运动性失语—左侧额下回后部(Broca区)；感觉性失语—左侧颞上回后部(Wernicke区)；完全性失语—左侧大脑中动脉供血区累及额、颞、顶叶的大范围病灶；经皮质运动性失语—左侧Broca区前部或上部；经皮质感觉性失语—左侧半球后部的顶、颞或颞顶分水岭区；经皮质混合性失语—左侧大脑半球分水岭区大片病灶；命名性失语—左侧颞中下回或颞枕结合区；传导性失语—左侧缘上回皮质或皮质下[9]。

但是，随着影像技术的发展，研究表明失语症的类型不完全与经典的解剖学定位相符。Dronkers[10]在脑-语言关系的研究中发现，Broca失语和Wernicke失语的病变部位并不都位于Broca区或Wernicke区；与此同时，有些患者的Broca区和Wernicke区已经受损，却并没有Broca失语或Wernicke失语的临床表现。Jodzio等[11]发现额叶岛盖部、纹状体、岛叶等部位病变都可以引起Broca失语；Wernicke失语患者的病灶也可能在顶下小叶。Hanlon等[12]利用聚类分析的方法，依据患者的失语商(aphasia quotient，AQ)和语言流利程度评分将患者分成3个失语亚型：第1类患者表现为严重的非流利性失语，有显著的理解障碍，不能复述且完全丧失了命名能力；第2类患者的失语程度在3组中相对轻微，理解能力中度受损，仍能说出一些单音节的使用频率较高的物品的名字，复述能力有限；第3类患者的非流利性失语程度比较严重，有明显的理解能力障碍，患者的复述能力很差(有些甚至完全丧失)，命名能力也受到严重损害。10～12周后，他们对这3类患者的语言能力恢复情况进行了评估，发现他们分别进展为完全失语、经皮质运动性失语和Wernicke失语。然后研究者对这3类患者的病灶进行分析，发现第1类患者的病灶位于左侧颞上回；第2类位于左侧额下回和与之相邻的皮质下白质纤维束；第3类位于左侧中央前回与中央后回。这与经典的失语症类型解剖定位也是不完全一致的。此外，国内的许多研究也验证了这一理论，陈莺等[9]先对急性脑梗死失语患者用西部失语成套测验进行失语类型分类，然后由同一神经内科医师对患者的影像学结果进行评估，根据影像解剖，分别统计每种失语类型患者的病灶分布情况，并计算各类型中病灶累及经典语言中枢的患者比例，最后得出结论：急性脑梗死患者的失语症类型与神经影像学检查所见病变部位的关系并不完全符合经典的失语模式，经典语言中枢以外的更多部位可能参与失语症的形成；而且经典语言中枢受累者的失语程度多较严重。

研究认为，造成这种失语症类型与经典语言区解剖学定位不符合的原因可能是因为传统的计算机断层扫描、核磁共振成像检查只能反映病灶的结构损害而不能反映功能损害，而功能损害可能是造成失语的原因。如Kobayashi等[13]分别用123I-IMP示踪法测量了8位皮质下失语患者和8位虽然有皮质下损伤但没有失语症状的患者的局部大脑血流(regional cerebral blood flow，rCBF)，发现皮质下失语患者的左侧大脑皮质rCBF值比右侧减低；而在有皮质下损伤但无失语表现的患者中，两侧大脑半球的rCBF值差异无统计学意义，认为低灌注造成的左侧大脑半球功能受损可能是失语的真正原因。张玉梅和王丽敏[14]用磁共振灌注成像的方法也验证了这一理论，他们首先采用西部失语成套测验评定标准判断失语症类型，然后对运动性或感觉性失语患者病变可能波及的Broca区、Wernicke区进行磁共振灌注成像分析，主要测量这两个区域的局部脑血流量、局部脑血容量、对比剂平均通过时间、达峰时间，并与对侧镜像区进行对比，最后得出结论：失语症患者急性期语言功能区呈低灌注表现，这可能为失语症的发病机制之一。

白质纤维束对语言加工的影响

背侧联络纤维：与语言功能最相关的白质纤维束是弓状束，它将Broca区和Wernicke区连接在一起[15]。弓状束的损坏会导致传导性失语，表现为患者不能复述别人的话，但是其语言表达和理解能力不受损[16]。然而，随着研究的进展，人们认为弓状束不仅仅是一条单一的纤维束，Catani等[16]通过研究得出弓状束由3部分组成：(1)直接连接Broca区与Wernicke区的长纤维束；(2)连接Geschwind区(顶叶下部)与Broca区的短纤维束；(3)连接Geschwind区与Wernicke区的短纤维束。当第2条纤维束受损时，表现为Broca失语；而当第3条纤维束受损时，表现为Wernicke失语。上述这种非直接的连接通路与语义的加工处理有关(如听力理解、语义内容的发音等)，而Broca区与Wernicke区的直接连接通路与语音有关(如复述能力)。

腹侧联络纤维：其他脑内重要的白质纤维束，包括钩束、下额枕束、下纵束，它们在语义处理中发挥重要作用[17]。下纵束将视觉信息从枕叶传递到颞叶，与阅读及与语言功能相关的视觉处理有关[17- 18]；钩束连接颞叶前部和中外侧眶额部，可能与词汇的获取及命名有关[19]；下额枕束连接枕叶前部与额叶眶部，它对语言功能的作用现在尚未清楚，可能与阅读、注意和视觉处理有关[17，20]。

连合纤维：前连合纤维直接连接左侧和右侧颞叶前部，包括两侧的前外侧颞上沟，它的功能连接与脑梗死失语的语言功能恢复有密切的关系[21]。胼胝体的后部连接两侧大脑半球的颞叶和枕叶皮层[22]，当这部分纤维束受损时，最突出的表现是失读症，即患者因为阅读中枢受损而不能理解书面语言、看不懂文字材料。

脑梗死后失语症的语言功能恢复机制

以右利手为例，脑梗死后失语症患者的语言功能恢复主要集中在左侧损伤语言区周围大脑皮质、右侧语言镜像区和纤维束。目前争议最大的就是关于右侧语言镜像区激活在语言功能恢复中的作用。有研究认为右侧语言镜像区的激活不利于语言功能的恢复，Barwood等[23]用具有抑制大脑皮层兴奋性作用的低频率重复经颅磁刺激右侧Broca镜像区，在磁刺激前和磁刺激后2个月分别对患者的语言功能评分，发现与对照组相比，磁刺激组的语言功能有了提高。Weiduschat等[24]的研究结果也支持这一理论。

也有研究认为右侧语言镜像区的激活与语言功能的恢复无相关性。如Rosen等[25]给脑梗死后失语患者一个语言任务，用正电子发射计算机断层显像和功能磁共振观察在这个任务下患者大脑语言区的激活情况，发现大多数患者在右侧额下回有显著的激活，但是该区激活水平与患者语言功能评分无相关性，而在患者组中，2例患者在受损伤的左侧额下回周围有明显的激活，他们的语言任务的完成在患者组中是最好的，语言功能的恢复也是最完全的，由此研究者认为：右侧语言功能镜像区的激活是原本就存在的神经环路在左侧语言区病理状态下的开放，它与语言功能的恢复无相关性，而左侧病变周围区的激活对语言功能恢复的作用更大。

还有研究认为右侧语言镜像区的激活对脑梗死后语言功能恢复有促进作用。这些研究多数采用经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation，tDCS)的方法，电极决定tDCS对组织的刺激作用：阳极提高组织的兴奋性，而阴极降低组织的兴奋性[26]。Flöel等[27]分别对12例脑梗患者的右侧大脑语言镜像区给予阳极tDCS、阴极tDCS和假刺激(所有的患者都经历这3种治疗方法，但是三者之间的顺序是随机的；患者在接收刺激的同时还进行命名能力康复训练)，并且在每次刺激结束后即刻和刺激结束后2周对患者的命名能力进行评估，发现所有患者的命名能力均提高，其中阳极的治疗效果比假刺激好，而阴极治疗与假刺激差异无统计学意义。Vines等[26]对运动性失语患者的右侧额下回后部也进行了相同的刺激方法，发现与对照组相比，阳极tDCS治疗后患者的语言流利程度明显提高。此外，还有报道1例72岁的运动性失语患者先是接受了连续10 d的针对右侧额下回三角部的抑制性磁刺激，刺激后发现患者的图画命名能力有了改善，磁刺激治疗后3个月，患者再一次发生了脑梗死，这次脑梗死的病灶位于右侧大脑半球，按照之前磁刺激得出的结果，对右侧语言镜像区进行抑制会促进语言功能的恢复，那么梗死灶进一步抑制右侧大脑半球会促进语言功能的恢复，但是相反地，该患者的失语比之前明显加重，也没有出现其他的功能障碍，由此说明在同一例脑梗死后失语的患者，右侧半球语言镜像区对语言功能恢复可能既有抑制又有促进作用[28]。

右侧语言镜像区在语言功能恢复中的作用是促进还是抑制，这可能与脑梗死后的时间、病灶的大小以及分布、实验设计中的语言任务有关[29- 31]。Saur等[32]用功能磁共振的方法，在急性期(脑梗死后平均1.8 d)、亚急性期(12.1 d)、慢性期(321 d)分别观察脑梗死后失语患者的语言区功能变化，发现在急性期，患者仅在左侧大脑半球未受损的语言区有极少量激活；在亚急性期，患者两侧语言区均有大量激活，激活峰值点在左侧Broca镜像区；在慢性期，患者的语言区激活趋于正常的模式，激活峰值点又回到左侧语言区，作者认为脑梗死后语言功能的恢复经历3个阶段：首先是左侧语言区激活明显下降，然后是右侧语言镜像区激活显著增强(这与语言功能评分的升高呈正相关)，最后，患者语言功能区的激活趋于正常模式，表现为左侧语言区的激活增强。Jarso等[33]研究的重要意义在于提出了脑梗死后语言功能恢复是一个动态变化的过程，与语言功能有关的脑区在不同的时间发生不同的变化，从这个角度看，对于脑梗死后失语症，单纯地分析左侧梗死灶周围区域或右侧语言镜像区究竟哪个对语言恢复更重要可能是片面的，应该依照时间轴纵向分析脑梗死后语言功能的变化。但是，这类纵向研究由于患者在随访中不断流失导致病例数较少等限制，目前还是比较少的。

展 望

越来越多的研究发现，之前认为的与脑梗死后失语症有关的经典语言区解剖定位可能是不准确的，这不仅包括语言中枢的定位，还包括白质纤维束的组成及其作用；此外，右侧语言镜像区在脑梗死后语言功能恢复过程中究竟发挥怎样的作用，也是一个需要解决的问题。通过借助多种影像学手段，特别是多模态功能成像方法，可以不断明确大脑语言功能区的定位，再结合各种神经科治疗手段(如重复经颅磁刺激、tDCS等)探究右侧语言镜像区在语言功能恢复中的作用，进而帮助理解脑梗死后失语症的发病机制，为其临床康复治疗提供理论依据。

[1]吴江. 神经病学[M]. 第2版. 北京：人民卫生出版社，2005：158- 159.

[2]吴江. 神经病学[M]. 第2版. 北京：人民卫生出版社，2005：499.

[3]Pedersen PM，Jørgensen HS，Nakayama H，et al. Aphasia in acute stroke：incidence，determinants and recovery [J]. Ann Neurol，1995，38(4)：659- 666.

[4]Wade DT，Hewer RL，David RM，et al. Aphasia after stroke：natural history and associated deficits [J]. J Neurol Neurosurg Psychiatry，1986，49(1)：11- 16.

[5]Brust JC，Shafer SQ，Richter RW，et al. Aphasia in acute stroke [J]. Stroke，1976，7(2)：167- 174.

[6]Benson DF. Aphasia and the lateralization of language [J]. Cortex，1986，22(1)：71- 86.

[7]Damasio AR，Geschwind N. The neural basis of language [J]. Annu Rev Neurosci，1984，7：127- 147.

[8]Kreisler A，Godefroy O，Delmaire C，et al. The anatomy of aphasia revisited [J]. Neurology，2000，54(5)：1117- 1123.

[9]陈莺，李焰生，王智樱，等. 急性脑卒中患者的失语亚型与经典脑皮质语言中枢的关系[J]. 上海医学，2010，33(9)：818- 821.

[10]Dronkers NF. The pursuit of brain-language relationships [J]. Brain Lang，2000，71(1)：59- 61.

[11]Jodzio K，Gasecki D，Drumm DA，et al. Neuroanatomic correlates of the post-stroke aphasia studied with cerebral blood flow SPECT scanning [J]. Med Sci Monit，2003，9(3)：MT32- MT41.

[12]Hanlon RE，Lux WE，Dromerick AW. Global aphasia without hemiparesis：language profiles and lesion distribution [J]. Neurol Neurosurg Psychiatry，1999，66(3)：365- 369.

[13]Kobayashi K，Kitamura S，Terashi A. Assessment of regional cerebral blood flow in subcortical infarction with aphasia [J]. Nihon Ika Daigaku Zasshi，1998，65(3)：213- 219.

[14]张玉梅，王丽敏. 失语症患者磁共振灌注成像特点及其发病机制分析 [J]. 中国卒中杂志，2006，1(7)：470- 473.

[15]Catania M，Mesulam M. The arcuate fasciculus and the disconnection theme in language and aphasia：history and current state [J]. Cortex，2008，44(8)：953- 961.

[16]Catani M，Jones DK，ffytche DH. Perisylvian language networks of the human brain [J]. Ann Neurol，2005，57(1)：8- 16.

[17]Catani M，Thiebaut de Schotten M. A diffusion tensor imaging tractography atlas for virtualinvivodissections [J]. Cortex，2008，44(8)：1105- 1132.

[18]Catani M，Jones DK，Donato R，et al. Occipito-temporal connections in the human brain [J]. Brain，2003，126(Pt 9)：2093- 2107.

[19]Catani M，Howard RJ，Pajevic S，et al. Virtualinvivointeractive dissection of white matter fasciculi in the human brain [J]. NeuroImage，2002，17(1)：77- 94.

[20]Catani M，Allin MP，Husain M，et al. Symmetries in human brain language pathways correlate with verbal recall [J]. Proc Natl Acad Sci USA，2007，104(43)：17163- 17168.

[21]Warren JE，Crinion JT，Lambon Ralph MA，et al. Anterior temporal lobe connectivity correlates with functional outcome after aphasic stroke [J]. Brain，2009，132(Pt 12)：3428- 3442.

[22]Friederici AD. The brain basis of language processing：from structure to function [J]. Physiol Rev，2011，91(4)：1357- 1392.

[23]Barwood CH，Murdoch BE，Whelan BM，et al. Improved language performance subsequent to low-frequency rTMS in patients with chronic non-fluent aphasia post-stroke [J]. Eur J Neurol，2011，18(7)：935- 943.

[24]Weiduschat N，Thiel A，Rubi-Fessen I，et al. Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation in aphasic stroke：a randomized controlled pilot study [J]. Stroke，2010，42(2)：409- 415.

[25]Rosen HJ，Petersen SE，Linenweber MR，et al. Neural correlates of recovery from aphasia after damage to left inferior frontal cortex [J]. Neurology，2000，55(12)：1883- 1894.

[26]Vines BW，Norton AC，Schlaug G. Non-invasive brain stimulation enhances the effects of melodic intonation therapy [J]. Front Psychol，2011，2：230.

[27]Flöel A，Meinzer M，Kirstein R，et al. Short-term anomia training and electrical brain stimulation [J]. Stroke，2011，42(7)：2065- 2067.

[28]Turkeltaub PE，Coslett HB，Thomas AL，et al. The right hemisphere is not unitary in its role in aphasia recovery [J]. Cortex，2012，48(9)：1179- 1186.

[29]Martin PI，Maeser MA，Ho M，et al. Research with transcranial magnetic stimulation in the treatment of aphasia [J]. Curr NeuroI Neurosci Rep，2009，9(6)：451- 458.

[30]Thiel A，Habedank B，Herholz K，et al. From the left to the right：how the brain compensates progressive loss of language function [J]. Brain Lang，2006，98(1)：57- 65.

[31]Price CJ，Crinion J. The latest on functional imaging studies of aphasic stroke [J]. Curr Opin NeuroI，2005，18(4)：429- 434.

[32]Saur D，Lange R，Baumgaertner A，et al. Dynamics of language reorganization after stroke [J]. Brain，2006，129(Pt 6)：1371- 1384.

[33]Jarso S，Li M，Faria A，et al. Distinct mechanisms and timing of language recovery after stroke [J]. Cogn Neuropsychol，2013，30(7- 8)：454- 475.

Language Functional Changes after Ischemic Stroke

LI Jing，ZHANG Weihong

Department of Radiology，PUMC Hospital，CAMS and PUMC，Beijing 100730，China

Corresponding author：ZHANG Weihong Tel：010- 69159581，E-mail：zhangweihong@pumch.cn

Language function after ischemic stroke remains controversial. Lesion location was thought to be the main determinant of aphasia. However，some studies have shown inconsistencies between clinical manifestations and imaging findings，thus challenging the classic anatomy of aphasia. In addition，language reorganization after ischemic stroke is poorly understood，especially the role of the non-dominant hemispheric homologous language area plays in the rehabilitation of aphasia. In this review，by focusing on the localization of language functional area and the role of non-dominant hemispheric homologous language area in the rehabilitation of aphasia，we try to elucidate the functional changes after ischemic stroke and provide theoretical basis for its rehabilitation.

ischemic stroke；aphasia；language function

国家自然科学基金(81271545)Supported by the National Natural Sciences Foundation of China(81271545)

张伟宏 电话：010- 69159581，电子邮件：zhangweihong@pumch.cn

R445.2

A

1000- 503X(2017)02- 0285- 05

10.3881/j.issn.1000- 503X.2017.02.020

2016- 01- 11)