黃幸,韋宇飛,常靜玲
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事件相關(guān)電位不同內(nèi)源成分在腦卒中后失語評價(jià)中的應(yīng)用①
黃幸,韋宇飛,常靜玲
失語癥是腦卒中后主要并發(fā)癥之一,選用有效的評價(jià)方法具有重大意義。事件相關(guān)電位(ERP)已成為國內(nèi)外神經(jīng)科學(xué)的研究熱點(diǎn),其中P300、N400、失匹配負(fù)波(MMN)、關(guān)聯(lián)性負(fù)變(CNV)作為ERP的內(nèi)源成分,已廣泛運(yùn)用于大腦功能損害的臨床診斷和評定,在語言功能評價(jià)方面的優(yōu)勢日漸凸顯。本文論述ERP的不同內(nèi)源成分在腦卒中后失語中的應(yīng)用,并著重分析比較N400和P300。
腦卒中;失語癥;事件相關(guān)電位;內(nèi)源成分;評價(jià)
[本文著錄格式] 黃幸,韋宇飛,常靜玲.事件相關(guān)電位不同內(nèi)源成分在腦卒中后失語評價(jià)中的應(yīng)用[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2016,22(7):863-866.
CITED AS:Huang X,Wei YF,Chang JL.Endogenous components of event-related potentials used in evaluation for post-stroke aphasia[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2016,22(7):863-866.
腦卒中是中老年人的高發(fā)病。失語癥是指在神志清楚、意識正常、發(fā)音和構(gòu)音沒有障礙的情況下,由于腦部器質(zhì)性損害使大腦語言區(qū)域及其相關(guān)區(qū)域受到損傷,而造成后天習(xí)得的語言功能受損或喪失的一種語言障礙綜合征。腦卒中后失語癥的發(fā)生率可達(dá)38%[1]。失語癥主要表現(xiàn)形式[2]有口語表達(dá)障礙,閱讀、復(fù)述、命名、寫字能力下降,聽理解障礙,嚴(yán)重者甚至難以發(fā)音。有效的評價(jià)方法是臨床制定治療方案、監(jiān)測病情發(fā)展、評價(jià)預(yù)后的基礎(chǔ)。
目前腦卒中后失語的評價(jià)方法主要包括相關(guān)語言學(xué)量表、神經(jīng)影像學(xué)及神經(jīng)電生理學(xué)等[3]。事件相關(guān)電位(event-related potential,ERP)是指與一定心理活動(即事件)相關(guān)聯(lián)的腦電位變化,20世紀(jì)60年代由Sutton等提出。因ERP安全、客觀、無副作用等特點(diǎn),在心理學(xué)、生理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)及臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,有較高的臨床與基礎(chǔ)研究價(jià)值。
有研究者提出,將神經(jīng)心理學(xué)測試改編成計(jì)算機(jī)軟件,并同步記錄ERP,用于指導(dǎo)失語癥的分類和分級,以及治療和康復(fù)[4]。ERP已成為診斷失語癥、檢測病情發(fā)展和評價(jià)預(yù)后的重要手段,能可靠、有效地監(jiān)測認(rèn)知過程,不被患者是否存在行為障礙所影響。
ERP反映與特定刺激呈現(xiàn)時(shí)間同步的突觸后電位的總和,它有三種指標(biāo):潛伏期、波幅和腦地形圖。波幅顯示大腦語言認(rèn)知加工的難易程度,潛伏期反映加工的時(shí)間進(jìn)程,腦地形圖表明不同認(rèn)知過程的腦內(nèi)源[5]。這三個指標(biāo)可用來描述語言精細(xì)加工的過程。
ERP分外源性和內(nèi)源性兩部分。外源性成分包括腦干聽覺誘發(fā)電位,潛伏期短,受刺激信號物理特性的影響較大,與人的感覺或運(yùn)動功能相關(guān)。內(nèi)源性成分包括P300、N270、N300、N400、失匹配負(fù)波(mismatch negativity,MMN)、關(guān)聯(lián)性負(fù)變(contingent negative variation,CNV)等,受心理因素影響較大,潛伏期大于100 ms,與人的注意、記憶等認(rèn)知過程相關(guān)[6]。現(xiàn)將N400、P300、MMN、CNV等主要內(nèi)源成分歸納如表1。
表1 ERP主要內(nèi)源成分比較
在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用中,不同的內(nèi)源成分有各自主要的應(yīng)用領(lǐng)域,但也存在重疊,其中N400、P300和MMN在失語癥中有相關(guān)研究。
2.1N400
N400廣泛應(yīng)用于語言研究。陳璇等對9例首發(fā)單病灶急性腦梗死失語患者(失語組)和11名正常人(對照組)進(jìn)行語義匹配與不匹配N400檢測,發(fā)現(xiàn)失語組句子語義不匹配N400潛伏期較對照組延長,波幅降低;Wernicke失語患者語言理解障礙程度高,N400潛伏期較Broca失語患者延長,波幅降低。認(rèn)為N400與語義的理解密切相關(guān),可作為評價(jià)失語癥語言理解障礙程度較客觀指標(biāo)和區(qū)別Broca失語與Wernicke失語的參考指標(biāo)[17]。李華等對20例首發(fā)單病灶腦卒中患者和20名無腦損害的對照者進(jìn)行語言功能檢查和N400檢查,腦卒中患者N400潛伏期延長、波幅降低,認(rèn)為可能是由于腦組織損害引起腦語言加工相關(guān)神經(jīng)元興奮性降低,從而導(dǎo)致腦內(nèi)詞匯信息整合加工速度延遲。將N400運(yùn)用于臨床腦卒中患者語言功能的評估有應(yīng)用價(jià)值[18]。周亮等對23例失語癥患者(失語組)和20名正常人(對照組)進(jìn)行N400檢查,發(fā)現(xiàn)失語組N400差異波潛伏期延長,失語癥患者命名能力受損明顯。N400可以用于臨床失語癥患者語言功能尤其是命名能力的診斷評估[19]。
2.2P300
P300是目前研究并在臨床應(yīng)用較多的ERP成分。Nolfe等對17例左半球卒中后失語患者進(jìn)行P300監(jiān)測,認(rèn)為P300是腦卒中亞急性期恢復(fù)理解能力和預(yù)后的良好檢測指標(biāo)[20]。王玨對腦卒中后語言障礙患者進(jìn)行P300檢查,發(fā)現(xiàn)失語組P300波形分化較對照組差,潛伏期和波長延長,波幅較低,認(rèn)為P300波主要參與失語癥的語言認(rèn)知[21]。
2.3MMN
MMN可用于失語癥的輔助診斷及損害病灶定位,也能用于臨床診斷與腦功能評定。以復(fù)合音作為語言刺激,以純音作為非語言刺激,檢測左前部和后部頂葉損傷的失語癥患者,發(fā)現(xiàn)失語癥患者均能產(chǎn)生純音MMN,而后部左顳頂葉損傷的失語癥患者不能誘發(fā)出復(fù)合MMN[22],提示語言和非語言刺激可能在不同皮質(zhì)區(qū)加工,左頂葉損傷患者M(jìn)MN消失可能與語言刺激的感覺識別水平有關(guān)。
2.4CNV
CNV是最早開發(fā)的與精神活動狀態(tài)密切相關(guān)的ERP成分,是完成同種任務(wù)時(shí),由期待、意動、動機(jī)、朝向、注意和覺醒等多種心理因素綜合構(gòu)成的心理負(fù)荷所產(chǎn)生。目前CNV在語言學(xué)中的應(yīng)用研究較少,多集中在精神科領(lǐng)域[23]。
N400和P300作為ERP主要內(nèi)源性成分,在失語癥研究中應(yīng)用較為廣泛。
3.1語言功能評定
N400應(yīng)用于語言障礙的檢查及研究,并逐步成為一個協(xié)助評估語言功能的客觀指標(biāo)。N400能客觀反映語言功能障礙程度,波幅和波形可作為臨床評價(jià)失語癥患者語句語義缺陷的可靠指標(biāo),可用于腦卒中或外傷后語言功能的評估[24]。D'Arcy等對左半球卒中后失語癥患者使用視聽通道呈現(xiàn),當(dāng)聽到的單詞和看到的圖片不一致時(shí)即誘發(fā)明顯的N400,認(rèn)為可使用N400評定卒中后失語患者的語言功能[25]。Chang等發(fā)現(xiàn),N400可預(yù)測失語癥患者的閱讀理解障礙,能力越高的患者,N400表現(xiàn)更典型,認(rèn)為N400可作為失語癥語言恢復(fù)評價(jià)的ERP標(biāo)志[26]。Marchand等發(fā)現(xiàn),N400與語言理解的神經(jīng)心理檢測存在高度相關(guān)性,可以作為失語癥患者語言功能評估的指標(biāo)[27]。陳璇等對正常人及腦梗死無失語患者句子N400進(jìn)行研究,表明N400反映字詞認(rèn)知的過程,可作為有臨床價(jià)值的認(rèn)知電位,用于臨床多種伴有語言障礙疾病的評估[28-29]。申麗紅等研究腦卒中后失語癥患者的N400,發(fā)現(xiàn)失語癥患者N400潛伏期有延長跡象,N400對于反映腦卒中后失語癥患者語言功能障礙程度有一定作用[30]。
P300與被試的精神狀態(tài)和注意力有關(guān),不受刺激物理特性影響,不僅能反映認(rèn)知過程中大腦神經(jīng)電生理的變化,還反映注意、識別、比較、判斷、記憶、決斷等心理活動,已成為研究腦認(rèn)知活動的重要指標(biāo),在語言研究中多參與失語癥患者的語言認(rèn)知功能評定。相比N400,P300在認(rèn)知功能損害的評定中應(yīng)用更加廣泛。
3.2研究對象
語言行為是人類特有的高級認(rèn)知活動之一,N400作為主要研究語言功能的評定指標(biāo),以人為研究對象。P300的研究對象除了人,也廣泛用于實(shí)驗(yàn)動物中。Ehlers等在小鼠模型中發(fā)現(xiàn),晚正電位在200~400 ms范圍可以在聽覺刺激反應(yīng)皮質(zhì)部位產(chǎn)生,P300波幅遞減,認(rèn)為ERP是一種適用于探討遺傳和神經(jīng)學(xué)干預(yù)效應(yīng)的穩(wěn)定電生理檢測[31]。劉青青對實(shí)驗(yàn)大鼠進(jìn)行神經(jīng)電生理檢測,可引出典型P300波,P300潛伏期能相對客觀、靈敏地反映大鼠腦損傷后認(rèn)知功能障礙[32]。孫婷怡等檢測大鼠P300,發(fā)現(xiàn)大鼠受傷后P300潛伏期延長,波幅下降,ERP作為感覺、運(yùn)動及認(rèn)知功能的客觀評定方法,具有一定的實(shí)驗(yàn)價(jià)值[33]。
相比P300等其他內(nèi)源性成分,N400在語言研究中更有優(yōu)勢,可用于失語患者語言功能評定、揭示語言與大腦的關(guān)系、探索失語癥的病理進(jìn)程、驗(yàn)證語言學(xué)理論[34]。在大量研究中,無論采用語言材料還是非語言材料,只要涉及語言加工的某些方面,多數(shù)研究者都能成功記錄到N400成分。目前研究表明,N400可能是自動加工[35]和控制加工[36]共同作用產(chǎn)生的,反映大腦語言理解過程,但具體反映哪一語言加工過程,存在爭論。語言的其他功能,如閱讀、書寫、表達(dá)是否也與N400有關(guān)尚不清楚。由于語言認(rèn)知過程腦機(jī)制的復(fù)雜性,運(yùn)用N400進(jìn)行腦語言認(rèn)知的研究將不斷深入。
綜上所述,ERP作為一個客觀、無創(chuàng)、可重復(fù)的電生理指標(biāo),不僅具有測試時(shí)間較短,患者容易接受,不需患者語言、文字及動作配合等優(yōu)勢,而且具有時(shí)間高分辨率,被譽(yù)為“21世紀(jì)的反應(yīng)時(shí)間”[37],可以展現(xiàn)大腦神經(jīng)細(xì)胞在毫秒級甚至微秒級的認(rèn)知過程,為評價(jià)語言功能提供了一種客觀、可行的檢測手段,為失語癥的診斷、病情監(jiān)測及預(yù)后評價(jià)開辟了一條新道路。
ERP的語言研究尚處于起始階段,尚存在一些問題,如信息處理過程中,ERP每個成分的作用尚未澄清,不同認(rèn)知功能對應(yīng)的ERP成分不明確,相應(yīng)的臨床解釋模式欠統(tǒng)一。既往卒中后失語癥的療效評價(jià)通常采用語言及神經(jīng)心理學(xué)量表進(jìn)行,多受檢查者和患者的主觀情緒及行為的影響;由于ERP不同內(nèi)源成分欠直觀,不能在空間上實(shí)現(xiàn)更為精確定位,空間分辨率欠缺;故目前語言學(xué)界對ERP在腦卒中后失語癥的臨床研究不多。
未來發(fā)展主要從以下幾方面考慮。①擴(kuò)展和提高ERP在信息處理過程中每個內(nèi)源性成分的作用,挖掘相應(yīng)認(rèn)知功能的腦電生理意義,保持操作方法及程序的一致性,形成相應(yīng)臨床解釋模式的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等。②進(jìn)行ERP與失語癥康復(fù)評價(jià)臨床結(jié)局的相關(guān)分析,形成失語癥ERP預(yù)后客觀評價(jià)體系。③隨著腦電圖、ERP和功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)的融合技術(shù)[38-39]的深入研究,充分利用ERP的時(shí)間分辨率和能動態(tài)研究腦部活動的特征,結(jié)合fMRI較高的空間分辨率進(jìn)行準(zhǔn)確功能定位;也可結(jié)合正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像良好的化學(xué)選擇性研究功能區(qū)內(nèi)神經(jīng)分子的分布和代謝等特點(diǎn),全面理解認(rèn)知功能的腦機(jī)制;明確腦損傷病灶,準(zhǔn)確評估病情,為失語癥患者制定個性化康復(fù)治療方案和預(yù)后評估策略。神經(jīng)電生理學(xué)研究也可用于適宜的動物模型。目前發(fā)現(xiàn),大鼠被動模式類P300的波形、潛伏期和波幅等特性與人類極為相似,且均能記錄到相似ERP波形[40-41]。
因此,未來可以開展大樣本、多中心臨床研究,進(jìn)行深入、動態(tài)觀察,進(jìn)一步深入開展失語癥的機(jī)制研究,借鑒先進(jìn)的語言評價(jià)技術(shù),使腦卒中后失語的語言評價(jià)更加科學(xué)、規(guī)范、完善,使ERP在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮更重要的作用。
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Endogenous Components of Event-related Potential Used in Evaluation for Post-strokeAphasia
HUANG Xing,WEI Yu-fei,CHANG Jing-ling
Department of Neurology,Dongzhimen Hospital,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100700,China
Correspondence to CHANG Jing-ling.E-mail:ear6979@163.com
Aphasia is one of the major complications after stroke,which needs an effective assessment.Event-related potential(ERP)has been widely researched in neurology,the endogenous components,such as P300,N400,mismatch negativity(MMN),contingent negative variation(CNV)have been widely used in diagnosis and evaluation of the impairment of brain function,including the language function.This paper discussed the application of different endogenous components of ERP in aphasia after stroke,especially the comparative analysis of N400 and P300.
stroke;aphasia;event-related potential;endogenous components;assessment
10.3969/j.issn.1006-9771.2016.07.030
R743.3
A
1006-9771(2016)07-0863-04
1.國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(No.81473654);2.國家中醫(yī)藥行業(yè)科研專項(xiàng)(No.201407001-9)。
北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,北京市100700。作者簡介:黃幸(1991-),女,漢族,湖南邵東縣人,碩士研究生,主要研究方向:中風(fēng)后失語的臨床研究。通訊作者:常靜玲(1970-),女,北京市人,主任醫(yī)師,碩士研究生導(dǎo)師。E-mail:ear6979@163.com。
2016-05-17
2016-06-20)