卒中患者大腦半球語言認(rèn)知N400差異性研究

韓 靜， 李 華， 蘇俊紅

關(guān)于語言認(rèn)知N400的相關(guān)研究多局限于對腦組織未受損的正常人的研究。國內(nèi)外相關(guān)研究報道也主要以腦組織未受損的正常人為研究對象，腦損傷后患者N400研究相對較少。本文以卒中患者為研究對象，比較不同半球損傷患者語言認(rèn)知N400差異，從而探討腦語言認(rèn)知的半球間差異性。

1 資料與方法

1.1 研究對象

1.1.1 分組 (1)腦卒中組:系2006年1月 ～2007年2月入住石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科的腦卒中患者20例，男15例，女5例;年齡35～70歲，平均(55.65±11.15)歲;病程 2～46w，平均(21.90 ±14.91)周。均為首次發(fā)病，且經(jīng)CT/MRI確診為單一病灶者。其中，左半球損傷者9例，右半球損傷者11例。(2)對照組:系同期入住本院的無腦損害的患者20例，男15例，女5例;年齡37～71歲，平均(55.30±10.26)歲。腦卒中組與對照組以及左、右半球損傷者，兩組之間的性別、年齡等差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，具有可比性。

1.1.2 納入、排除標(biāo)準(zhǔn) 所有入組者母語均為漢語，受教育年限均在3年以上，系右利手，神志清楚、合作，定向力正常，至少一側(cè)手肌力在Ⅳ級以上。排除視力、聽力及智能障礙者。腦卒中組排除偏盲、忽視者，中重度失語者，腦水腫、腦萎縮及腔隙性腦梗死患者;對照組排除神經(jīng)或精神系統(tǒng)疾病患者。

1.2 N400檢查 實(shí)驗(yàn)設(shè)計參照陳漩等［1］的研究。本研究中選用啟動范式，啟動刺激分為圖片和句子兩種，靶刺激均為詞語。“圖片-詞語”中，1幅圖片和1個詞語為1組，共110組;“句子-詞語”中，每句由4～6個詞語組成，最后1個詞為靶詞，共110句。啟動刺激與靶刺激的關(guān)系分為語義一致和語義不一致。110組(句)中，10組(句)為模擬練習(xí)，100組(句)為正式測驗(yàn)，其中語義一致和語義不一致各半。運(yùn)用E-prime軟件將刺激材料編程，由17寸PHILIPS純平顯示器(屏幕刷新率85Hz，分辨率1024×786)以視覺方式呈現(xiàn)。刺激材料出現(xiàn)順序隨機(jī)，其中語義一致出現(xiàn)的概率為0.6，語義不一致出現(xiàn)的概率為0.4。被試于安靜，溫度、光線適宜的室內(nèi)環(huán)境中，坐在背靠式軟椅上，雙眼與屏幕上顯示的刺激材料平行，距屏幕約60～80cm。圖片為彩色，詞語為白色，背景統(tǒng)一選用黑色以減輕視覺疲勞。測驗(yàn)開始前向被試者說明本實(shí)驗(yàn)的目的及要求，待被試?yán)斫狻⑼馀浜虾?，按?0～20國際腦電記錄系統(tǒng)，將記錄電極置于被試者頭皮Fz、Pz、T3、T4 4點(diǎn)，地線置于FPz，參考電極為雙耳垂，各電極阻抗均小于5kΩ。濾波頻寬為0.5～50Hz。其后請被試戴上耳機(jī)，仔細(xì)聽每部分指導(dǎo)語。然后按鍵練習(xí)，熟悉操作，直至被試者完全理解、掌握后進(jìn)行正式測驗(yàn)。測驗(yàn)過程中采用誘發(fā)電位儀記錄波形，E-prime記錄被試的行為反應(yīng)(包括反應(yīng)時和正確率)。波形的分析時間為1200ms，其中包括靶詞顯示前200ms和靶詞顯示時1000ms。刪除眼動或其它原因引起波幅超過75μV的波，將采集的數(shù)據(jù)存入計算機(jī)硬盤。將記錄的波形進(jìn)行疊加、平均得到頭皮各點(diǎn)波形以及差異波的平均波形圖，測量N400差異波各點(diǎn)潛伏期和波幅。差異波系語義不一致條件下的N400總平均波與語義一致條件下的N400總平均波相減所得，又稱 N400效應(yīng)。于300～550ms的時間窗，選擇最大負(fù)向波進(jìn)行分析，測量其峰潛伏期和波幅。峰潛伏期為刺激起始點(diǎn)到波峰頂點(diǎn)的垂直距離。波幅的測量采用“峰-峰”值，即前支峰波谷到波峰的電壓［2］。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 數(shù)據(jù)錄入SPSS10.0統(tǒng)計軟件包，采用t檢驗(yàn)、單因素方差分析進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果

2.1 N400波形 根據(jù)刺激材料的不同，分別將左半球損傷和右半球損傷者各點(diǎn)N400波以及N400差異波進(jìn)行疊加、平均，得到總平均波形圖(見圖1、圖2)。從各點(diǎn)波形的總平均波形圖中可以觀察到，在150ms～550ms時窗，均有一個寬大而明顯的負(fù)波-N400。表明，病例和對照組在“圖片-詞語”和“句子-詞語”兩部分語義一致和語義不一致兩種情況下，均引出了N400波。從圖中可以觀察到，語義不一致時N400波形更明顯，波幅高，峰潛伏期長。從差異波的總平均波形圖中可以觀察到，在200～600ms時窗，均有一個寬大而明顯的負(fù)向波，即N400差異波，反映了N400效應(yīng)。

2.2 N400潛伏期、波幅(見表1) 右半球損傷者Fz、Pz、T4 3點(diǎn)潛伏期較正常對照組延長。右半球損傷者Pz點(diǎn)潛伏期較左半球損傷者延長。右半球損傷者T4點(diǎn)波幅較正常對照組降低。

2.3 行為反應(yīng)(見表2) 左、右半球損傷者反應(yīng)時均較正常對照組延長，正確率均較正常對照組降低。右半球損傷者反應(yīng)時較左半球延長。

表1 3組N400潛伏期、波幅比較()

表1 3組N400潛伏期、波幅比較()

左、右半球損傷者比較*P＜0.05;右半球與對照組比較#P＜0.05

潛伏期波幅組別Fz Pz T3 T4Fz Pz T3 T4左半球損傷者右半球損傷者對照組365.167±60.449 392.909±47.569#362.875±51.958 377.889±50.390*414.909±53.699#379.000±50.177 378.833±48.910 396.409±48.229 368.228±79.790 386.333±55.193 423.273±53.855#381.775±62.261 1.765±0.684 1.580±0.939 1.703±0.635 1.948±1.002 1.955±0.946 2.389±0.824 1.377±0.558 1.380±0.728 1.572±0.530 1.356±0.622 1.198±0.639#1.623±0.595

表2 3組反應(yīng)時、正確率比較()

表2 3組反應(yīng)時、正確率比較()

左、右半球損傷者比較*P＜0.05;左或右半球損傷者與對照組比較#P＜0.05;左或右半球損傷者與對照組比較##P＜0.01

組別 反應(yīng)時 正確率左半球損傷者右半球損傷者對照組700.117 ±244.515*#851.004 ±379.676##528.918 ±195.570 94.531 ±5.088#93.891 ±5.731##96.895 ±3.653

圖1 兩半球損傷者“圖片-詞語”N400總平均波形比較

圖2 兩半球損傷者“句子-詞語”N400總平均波形比較

3 討論

大腦在書面語言加工過程中，是否存在半球優(yōu)勢化，這是多年來學(xué)者爭議的問題。目前研究表明，拼音文字的閱讀以大腦左半球加工為主。而漢語閱讀則有左半球優(yōu)勢、右半球優(yōu)勢和兩半球均勢3種不同結(jié)論。漢字屬于漢藏語系，拼音文字屬于印歐語系，兩者分屬于不同的語系;從字形特點(diǎn)看，漢字是象形文字，由橫、豎、撇、捺、折等單一筆畫在空間位置上的變化形成，漢字的字形結(jié)構(gòu)要求對筆劃和偏旁部首的視-空間位置做精細(xì)分析，因此，除了具有語言意義外，漢字還具有很強(qiáng)的圖形特征;拼音文字中的單詞均由不同的字母組合或字母順序的變化形成，主要具有語言信息，圖形信息不明顯。目前研究認(rèn)為大腦右半球的主要功能是處理視-空間圖形信息，由于漢字的字形特征，大腦右半球有可能參與漢語語言認(rèn)知加工。李華對臨床失語患者書寫功能的研究證明，右半球參與漢字圖形信息的加工處理［3］。唐一源等研究發(fā)現(xiàn)，默讀漢字詞時左下額區(qū)以及右側(cè)顳葉和右枕葉被激活［4］。Yung-Yang Lin的研究也表明，字詞加工中190～350毫秒時部分被試表現(xiàn)出右側(cè)顳區(qū)被激活［5］。本研究結(jié)果顯示，右半球損傷者Fz、Pz、T4 3點(diǎn)潛伏期較正常對照組延長，右半球損傷者較左半球損傷者，Pz點(diǎn)潛伏期延長，T4點(diǎn)波幅降低，反應(yīng)時延長。表明大腦右半球額、枕、顳可能參與漢語言認(rèn)知加工過程。

大腦皮質(zhì)主要參與語言、注意、記憶等高級認(rèn)知活動。Friederici對3例皮質(zhì)損傷患者和4例基底節(jié)損傷患者的ERP研究發(fā)現(xiàn)，皮質(zhì)損傷患者N400波幅較正常對照組降低，基底節(jié)損傷患者N400波幅和正常對照組相似［6］。本研究中，左半球損傷者中皮質(zhì)語言區(qū)受累3例，其中失語者1例;皮質(zhì)下?lián)p傷6例，其中失語者1例。右半球損傷者皮質(zhì)語言區(qū)受累7例，皮質(zhì)下?lián)p傷4例。本研究結(jié)果右半球損傷者較左半球損傷者N400潛伏期延長，也可能與右半球損傷者中大腦皮質(zhì)語言區(qū)受損者較多有關(guān)。因此，大腦右半球是否參與漢語言的認(rèn)知加工過程，仍需進(jìn)一步探討。

［1］陳 漩，金 梅.正常人漢語句子事件相關(guān)電位N400研究［J］.第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報，2003，23:812.

［2］羅躍嘉.認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)教程［M］.北京:北京大學(xué)出版社，2006.143-311.

［3］李 華.右半球損傷者漢字書寫的研究［J］.中國臨床心理學(xué)雜志，1996，4(2):77.

［4］唐一源，張武田，馬 林，等.默讀漢字詞的腦功能偏側(cè)化成像研究［J］.心理學(xué)報，2002，34(4):333-337.

［5］Lin YY，Liao KK，Chen JT，et al.Neural correlates of Chinese wordappropriateness judgment:An MEG study［J］.Internat J Psychophysiol，2006，62(1):122-133.

［6］Friederici AD，Von Cramon DY，Kotz SA.Language related brain potentials in patients with cortical and subcortical left hemisphere lesions［J］.Brain，1999，122(6):1033-1047.