失语症是脑病变后获得性语言符号系统的理解和表达障碍。大多数失语症患者无论是否接受过治疗，包括语言治疗，都会有不同程度的恢复。人们对失语症自发恢复和语言治疗性干预语言功能恢复的神经机制并不完全了解。由于语言是人类特有的，不能象其它功能那样，利用试验动物模型进行研究，因此较难观察到失语症恢复的神经机制。

        近年来，应用功能影像学方法，使我们能够初步了解神经恢复的脑机制。脑的语言功能可以用神经生理学技术进行研究，如脑电图、诱发电位、脑磁图(MEG)，以及评估区域性脑血流和代谢的方法，如正电子发射扫描（PET）和功能性磁共振（fMRI）。这些方法可以用来揭示失语症患者的语言恢复是否与语言系统的功能重组有关。

1． 概述

        成人的中枢神经系统再生的能力是有限的。在某些情况下，脑损伤的恢复只发生在行为水平，如“策略”重组，即完成操作任务的方法。患者可以自发地，或经过训练获得这些行为改善。在认知功能障碍的情况下，“真正”的神经恢复在特异的神经心理条件下是不同的。例如，严重的记忆丧失（遗忘症），大部分恢复发生在功能水平，通过记忆辅助装置的应用和其它替代方法得到改善。但在失语症时，特异的语言损害，如语音障碍，或词汇语义障碍可以出现潜在的恢复，既可以是自发恢复也可以是通过康复治疗。这表明，失语症在神经水平可以出现明显的改变。在双侧半球损伤如遗忘症，和单侧损伤如失语症的条件下的恢复是有区别的。这提示在一侧半球受损时，对侧半球可能在功能的补偿机制上起到重要作用。目前许多有关失语症恢复机制的功能影像学研究认为，失语症恢复可能涉及了两个基本的补偿机制：神经机能联系不能（diaschisis）的消退和脑的可塑性。

2．   神经机能联系不能的消退

        神经机能联系不能这一概念是1914年由Von Monakow提出的。它是指在脑损伤急性期，与受损脑区有联系的未受损的区域的功能丧失或减退。这是因为局灶性损伤区兴奋性传出丧失，致神经系统其它特异性区域对刺激的反应性减弱。这种一侧半球损伤的“远隔效应”可以影响同侧半球脑区，也可以影响到对侧半球。神经机能联系不能是脑卒中急性期的临床征象。神经机能联系不能的消退通常发生在脑卒中后的几个月，与临床观察到的临床恢复有关。神经机能联系不能的评估可以应用功能影像学的方法。如PET或SPECT，这种方法可以测量静态，即不从事任何认知任务的区域脑灌注或代谢量。用这种方法发现脑功能障碍的区域比CT或MRI显示的结构损伤区更大。

        急性脑损伤后远隔效应的消退在功能恢复的作用上的研究之一，是应用半定量方法评估脑灌注，即SPECT。1988年Vallar等人对皮层下脑卒中后失语症及忽略症患者进行脑卒中早期和恢复期两次研究[1]。皮层下失语症患者表现为左半球皮层灌注的降低，同侧结构上未受损皮层区低灌注的消退与神经心理障碍的恢复是平行的。

若干年后，一些失语症患者的静态PET研究结果提示，类似的机制也可以发生在皮层失语症上。Heiss和他的同事发现左半球损伤后急性期，梗死区外的左半球葡萄糖代谢值可以较好地预测4个月后表征测验 (Token Test) 听理解分数提高的程度[2]。这些研究结果提示，半球内神经机能联系不能在确定急性期失语症严重度的重要作用。1995年Karbe等人对失语症患者进行了卒中后2年的随访研究。他们认为卒中后急性期左半球经典语言区的代谢率分别是语言理解和词流畅性恢复的较好预测指标[3]。他们继续对同组患者作了休息和词复述状态的PET观察，结论是左颞上回的恢复决定了失语症的长期预后。当左半球语言中枢受到永久性损害时，大脑将募集语言加工的右半球区域。但是，右半球的加工比原有的语言相关网络的有效性要差得多[4]。梗死周边区激活量是恢复程度的预测指标。Mimuro等人的SPECT研究指出在卒中后第一年内，失语症的恢复与左半球尤其是病变周边区血流量灌注的增加有明显的相关性[5]，梗死周边区的激活是因有存活的脑组织，而不是实际的功能重组。

Metter和他的同事对失语症患者的结构上受损和未受损的区域性脑代谢异常进行了一系列的研究[6]。他们指出，左右颞顶区葡萄糖代谢的改变与西方失语症成套测验（Western Aphasia Battery, WAB）听理解分数之间有明显的正相关。Cappa 等对皮层失语症患者的与主要受损区有联系的远隔区的功能去激活的消退进行了研究[7]。该研究集中于卒中早期，选择的是左半球皮层局限性受损、轻度失语症，并预测有明显恢复的患者。在脑卒中后2周，患者的临床体征已稳定，进行第一次PET检查。6个月后进行第二次 PET检查，这时语言功能已得到很大恢复。急性期存在着结构未受损区域的葡萄糖代谢降低不只限于同侧半球，而且涉及到对侧半球。6个月后所有患者两侧葡萄糖代谢明显增加。本研究的主要结果是左右颞顶区葡萄糖代谢的改变与WAB听理解分数呈正相关，这说明结构未受损脑区的两半球功能去激活的消退与语言恢复有关。作者认为，脑卒中后的最初几个月，同侧半球内和对侧半球的神经机能联系不能的消退与语言功能的恢复有联系。因为语言是由两半球连接区的广泛的网络来实现的。至少在卒中后6个月是如此。

3． 脑的可塑性

        脑的可塑性是指具有特定功能的脑结构的重组。在神经心理学最早的关于脑的可塑性的假设是用来解释失语症的恢复。1887年Gowers提出了左侧语言优势半球的语言功能被对侧半球取代的假设，即失语症“恢复的右半球理论”。根据Hughlings Jackson提出的脑功能理论模型，这种替代是因右半球以前存在的功能区的“去遮盖”（unmasking）[8]。在正常情况下，这些区域的功能被对侧优势半球所抑制。有证据表明右半球具有一定的语言功能，如割裂脑患者的研究。右半球功能的“释放”与失语症特定的语言特征有关，如朗读时产生的语义性错语[9]。

        语言功能的大脑皮层“功能重组”是大脑可塑性的一个例子。神经可塑性的研究在当代神经科学具有重要意义。总的来说，可塑性的概念含有两个主要的意思。第一，指变更（modification），它发生在正常未受损的脑组织。如解剖上的功能重构（anatomical rearrangements），象经过特殊训练的猴子的皮层功能地形图的变更；第二，指在脑损伤后神经组织发生的改变。在这种情况下，可塑性通常指的是与行为恢复相关的皮层功能代表区的重组。这种大脑可塑性的大部分证据来自幼年动物的损伤性研究。Nudo等人对猴子的试验性卒中的研究结果表明，猴子经过训练皮层运动代表区出现了损伤后可塑性变化[10]。

        在对人类的研究中，可塑性是指正常脑通过学习，大脑皮质代表区、皮质地形图出现的改变。如应用fMRI显示出经长期操作一项复杂的运动任务与运动区的可塑性改变有关，这种现象可以持续若干个月 [11]。同样，使用左手指演奏弦乐的演奏家，其对侧皮层本体感觉代表区的面积扩大。这种扩大是由于多年音乐演奏的结果 [12]。对截肢者的一些研究表明幻肢觉患者的本体感觉区出现永久性的可塑性改变。皮层重组区波幅的大小与体验痛觉的强度是一致的 [13]。这些研究表明，恰当的训练，或持续的感觉刺激可以诱导正常皮层的结构重组。然而，这种神经可塑性只能间接解释功能恢复的机制，但是它没有涉及人类脑损伤后大脑的可塑性。

        功能性脑激活的方法为我们提供了研究人类大脑可塑性的工具。这种方法的基本思想是：当正常被试从事一项认知任务时，观察到的脑激活模式，与受损后功能恢复患者操作相同的认知任务时的大脑的活动进行对照。脑激活的“功能性图象”（functional landscape）的任何不同，可以看作是重组现象。1983年Knopman 使用133Xe 的方法测定脑血流[14]。作者报告，听理解有良好恢复的失语症患者听词时早期为右半球弥漫激活，后期表现出左颞顶后部的激活，而病变涉及 Wernicke区恢复不完全的患者，观察到右额下回的激活。1995年Weiller等人对部分恢复的6例 Wernicke 失语症患者进行了PET 研究[15]。观察静态、非词复述以及动词产生任务时的皮层血流灌注。根据经典的“减法”试验设计，每种语言任务与静态对比，以此探测与任务相关的皮层激活区。对正常对照组采用了相同的激活范式。结果显示，正常对照组在两个任务均为左侧Broca区、Wernicke区的较强激活，右半球对应区的血流稍增加。失语组于左半球语言区的对应右半球额叶、颞上回皮层存在更广泛的募集。而且，左半球 Broca 区也被激活。伴有持续的Wernicke区损伤患者的左额叶和右外侧裂区激活，其结果支持了脑卒中后语言系统的功能重组的中枢机制是，前存在（pre-existing）的平行加工和双侧网络框架内的活动再分布。这些研究提示，当左半球语言区结构受损，语言的恢复经右半球的语言对应区的代谢增加来实现。但这种双侧激活的结果难以评估是哪一侧半球对恢复起到关键作用。

        1996年Ohyama等人报道了他们对10例非流利型和6例流利型失语症患者词复述的PET研究结果[16]。在休息状态，两类患者的左额下回后部及左颞上回血流减少。在复述状态（先听，后说），两类患者的右颞上回后部及右额下回后部比正常对照组显示更大的激活。双耳分听测验的研究表明已恢复的失语症患者比非失语症患者和正常者在语言加工时右半球有更广泛的激活，提示半球间功能重组或半球间语言功能的转换。左额下回损伤的非流利型失语症患者在复述时左额下回后部的血流增加与的自发言语分数具有相关性。左额下回后部与运动性言语功能有关。本研究结果提示，左额下回后部损伤周围区未受损组织的再募集，对非流利型失语症的自发言语的恢复具有重要意义。

        Belin 等报道了7例慢性非流利型失语症的PET激活研究[17]。7例患者中2例 Broca失语症，5例完全性失语症，发病时间4~41个月，平均19±15个月。尽管多次尝试使用标准的语言疗法，但无明显改变，为持续的严重的非流利型失语症。经旋律语调疗法 (melodic intonation therapy, MIT) 治疗后（治疗时间长短不等，1个月~9年），言语表达有明显改善。脑激活模式与静态比较（不包括结构受损区），在词复述时广泛激活右半球。然而，要求用MIT语调复述词时，右半球激活减弱，左额叶 Broca区激活明显增加。作者认为右半球激活可能反映了一种“不良适应”的功能重组 (maladoptive functional reorganisation)，这是由于损伤本身的存在，而真正的恢复与左半球结构的再激活有联系。但是，本研究无对照组，因此这一结果可能与左右半球对不同类型的语言任务的不同参与有关。

        Fernandez等人对1例轻度传导性失语症患者（左外侧裂区脑卒中，病变涉及Wernicke区，岛叶后部和缘上回下部）卒中后1个月和1年分别进行了2次语言评价和fMRI检查[18]。对照组由10例正常右利手者组成。fMRI两次检查间隔3个月。fMRI刺激由2个语言任务组成，一个是语音判断，被试看到图和听到词的同时，确定两者是否押韵；另一个是语义判断，判断词-图是否属于同一范畴。结果显示，对照组在操作语言任务时被试之间、两次fMRI检查无改变；而患者在两次fMRI检查表现出脑激活模式的动态变化，尤其是语音任务。卒中后1个月语言区的对应右半球区域激活，而12个月后，左半球损伤周边区有更大的激活。这可能是受损组织邻近区直接参与语言加工，承担起受损组织的功能。研究结果提示，在恢复进程中，时间和空间的脑功能重组涉及到双半球，早期表现为损伤对侧功能性神经网络的参与，后期为损伤周边区的参与。

        Thomas 和他的同事报告了一个有趣的研究。他们在患者操作认知任务时检测皮层直流电电位变化。正常右利手者在操作语言任务时，电位改变于左侧。11例失语症患者应用相同的方法，在恢复前后进行了2次评价。Broca失语症患者开始是向右半球优势的转移，随着语言的恢复，又转向“正常”左额优势。命名性失语症患者表现出相似的模式，但是3例 Wernicke失语症患者却表现出持续的右半球优势[19]。这一研究提出一个问题，右半球激活与恢复之间是什么关系？这一研究提示左半球区域的再激活是至关重要的。这一假设与大部分静态脑代谢的研究结果是相符的。它们强调左半球语言区的功能状态在预测恢复的价值。Rosen根据严格的受损解剖标准选择失语症患者，证明了恢复早期右半球对应区的激活是周期性的，提示经胼胝体抑制性的丧失，使损伤前双侧半球广泛的神经网络“去遮盖”[20], 以后损伤周边区的可塑性导致新的神经网络的构成。Wellcome 认知神经研究所对一系列患者进行了研究，提出损伤周边区在恢复中的重要作用[21]。

       有的 学者对皮层下病变失语症的功能重组进行了研究[22]。他们对3例皮层病变造成的完全性失语症患者和3例基底节区病变造成的运动性失语症患者的进行句子完成时的fMRI研究。3例左额叶病变的患者表现为右额下回激活，而3例基底节区病变患者表现为双侧额下回，颞上回及右基底节区激活。这一结果提示，根据失语症脑损伤的部位不同，语言网络的重组方式是有区别的。皮层损害的语言恢复以语言网络的皮层间的转移为主要机制，而皮层下病变为双侧额上回、颞上回及右基底节区的激活。

4． 结语

       神经影像学研究证实了语言加工时两半球激活的左半球优势，并观察到失语症患者从事语言任务时常常存在双侧网络的右侧成分的激活增加，但个体之间的差异可能与大脑侧化的不同模式有关。这种右侧激活的功能作用是什么，是前存在网络的再激活，还是新语言区的募集），仍是尚待解决的问题。一种可能是它代表着“候补”资源（back-up resource），具有高度的个体变异性。有人认为，某些患者患病前的皮层语言组织具有右半球相关功能介入的特点，它与语言功能的迅速恢复有联系。这一假说难以验证，因为它需要患病前语言侧化模式的信息。此外，基底节区病变导致的失语症，其语言恢复的时间和空间进程及机制有待进一步研究。将来的研究应包括康复，某些治疗方法可能会以不同的方式影响神经重组的进程，但目前尚无有力的证据。随着人们对正常人及失语症患者的语言加工的脑活动模式的研究的深入，我们才能对失语症患者从事语言任务时的功能重组的模式有所了解。



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