島葉癲癇及其癲癇網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展☆

沈云娟 何文斌 張新定○☆

島葉癲癇 （insular cortex epilepsy，ICE）的概念由GUILLAUME和MAZARS等[1]學(xué)者首先提出，由于島葉隱藏于外側(cè)裂深部，被額、顳、頂葉所覆蓋，解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，表面血管屏障密集，因此與島葉相關(guān)的手術(shù)具有一定的挑戰(zhàn)性。此外，島葉與邊緣系統(tǒng)、杏仁核、基底節(jié)以及除枕葉以外的所有腦葉均有纖維聯(lián)系，復(fù)雜的纖維聯(lián)系使ICE的癥狀學(xué)及放電形式多樣化，并且ICE的頭皮腦電圖間期及發(fā)作期缺乏特征性表現(xiàn)，擴散后的腦電圖表現(xiàn)亦無法與其他癲癇鑒別，從而導(dǎo)致人們早期對ICE的認(rèn)識不夠，涉及手術(shù)切除致癇灶或植入顱內(nèi)電極時忽略了對島葉的考量。近年來隨著立體定向腦電圖 （stereo-electroencephalography，SEEG）在難治性癲癇患者術(shù)前評估中的應(yīng)用，對ICE的理解與探究越來越受到重視且診斷的病例越來越多，對其“解剖-電-臨床”三維一體的特點也有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，島葉作為獨立的致癇體系在致癇網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著重要作用。隨著現(xiàn)代神經(jīng)外科技術(shù)的發(fā)展，有觀點認(rèn)為ICE相關(guān)的手術(shù)是安全且有益的[2]。因此，ICE的診斷及手術(shù)需在基于SEEG的多模態(tài)癲癇外科術(shù)前評估體系上進(jìn)行。本文就島葉的皮層功能及解剖定位、ICE的癥狀學(xué)及其ICE相關(guān)網(wǎng)絡(luò)、SEEG技術(shù)在ICE中的應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 島葉的皮層功能及解剖定位

研究證實[3]島葉參與了內(nèi)臟感覺及運動、軀體感覺、疼痛、語言功能及聽力等多種功能。電刺激功能定位方法已成為目前研究腦功能的金標(biāo)準(zhǔn)[4]，而基于SEEG的皮質(zhì)電刺激能更精準(zhǔn)地了解島葉的功能及分布特點。在PENFIELD[5]研究中刺激島葉皮質(zhì)后引起內(nèi)臟運動及內(nèi)臟感覺、味覺和軀體感覺反應(yīng)。近期研究[4，6-8]表明皮質(zhì)電刺激誘發(fā)出的與島葉相關(guān)癥狀有軀體感覺、疼痛、聽覺、口咽部癥狀、言語障礙、植物神經(jīng)癥狀及其他不能分類的癥狀。軀體感覺是誘發(fā)出最多的癥狀[8]，包括淺感覺及深感覺或非疼痛的感覺異常癥狀。淺感覺中最多見的為麻木、過電感，此外還有熱感或發(fā)涼感。深感覺主要有蟲子爬行感、水流過感或運動覺，主要定位于頂蓋及島中央后回。既往應(yīng)用皮層電刺激對島葉疼痛覺研究結(jié)果不盡相同，王海祥等[8]研究表明疼痛覺有針刺痛、錘擊痛或性質(zhì)不明的頭痛，其分布較為分散，主要定位在島中央后回。聽覺反應(yīng)包括初級聽幻覺和聽錯覺。聽幻覺表現(xiàn)為 “嗡嗡聲”、“口哨聲”、“呱呱聲”及動物的聲音、流水聲等。聽錯覺表現(xiàn)為聲音變模糊或聲音由小變大等，主要定位在顳蓋及島長回。喉部癥狀被認(rèn)為是ICE的特異性癥狀，可表現(xiàn)為喉部不適、吞咽、緊縮感、窒息感等，主要定位于島中央溝周圍和島中央后回。言語障礙主要表現(xiàn)言語模糊或言語停頓，主要涉及Broca區(qū)的額蓋和中央前蓋。植物神經(jīng)癥狀主要表現(xiàn)為惡心，胃部不適及心慌，主要見于島極。其他不能分類的癥狀有思維中斷感、頭不受控制感及器官消失感（嘴），定位于中央蓋；“自己變成兩個人，靈魂出竅感”定位于頂蓋及顳蓋。

2 ICE的癥狀學(xué)表現(xiàn)

由于島葉解剖的特殊性及皮質(zhì)功能的復(fù)雜性，ICE的癥狀學(xué)也有一定的特征性，綜合各研究中心及個案報道[9-11]，ICE相關(guān)的癥狀學(xué)包括：①意識狀態(tài)，ICE患者發(fā)作起始時意識并未完全喪失，可與周圍環(huán)境溝通，這可與顳葉癲癇相鑒別，顳葉癲癇發(fā)作起始一般有意識障礙。②軀體感覺癥狀，以感覺異常最多見，可表現(xiàn)為刺痛感、溫?zé)岣?，電流感、跳動感等，可局限于面部、肩或者廣泛分布于一側(cè)肢體，主要見于頂蓋及島中央后回。有研究[10]認(rèn)為當(dāng)感覺異常伴有早期嗅覺、味覺、內(nèi)臟或聽覺癥狀，涉及較大的皮膚區(qū)域，感覺異常為雙側(cè)或與喉部緊縮感共存時提示島葉起源的癲癇可能性大。③內(nèi)臟感覺及內(nèi)臟運動癥狀，內(nèi)臟感覺是ICE常見的早期臨床表現(xiàn)，可出現(xiàn)在咽喉部、腹部、食道、胸部，表現(xiàn)為喉嚨緊縮感或窒息感、腹部氣體感覺（上升或不上升）、腹痛、惡心、胸悶等，可伴有抓喉部動作；內(nèi)臟運動癥狀主要出現(xiàn)在口咽部，可表現(xiàn)為打嗝、作嘔或嘔吐，定位于前島葉。④軀體運動癥狀，主要表現(xiàn)為過度運動及不隨意運動，發(fā)作前可伴有內(nèi)臟、軀體感覺、味覺和聽覺癥狀，分別定位于前、后島葉。⑤語言癥狀，ICE患者發(fā)作時可出現(xiàn)意識清醒時的語言終止，主要與島中短回相關(guān)。⑥特殊感覺癥狀，ICE相關(guān)的特殊感覺有味覺、聽覺和前庭覺，味覺多表現(xiàn)為口中不適，定位于島葉中上部；聽覺可表現(xiàn)為簡單聲音或復(fù)雜語句，為放電傳播到顳橫回的癥狀；前庭感覺主要有旋轉(zhuǎn)，漂浮感，墜落感等癥狀。⑦自主神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，ICE患者可出現(xiàn)心率過快、過慢等變化或面色蒼白、潮紅、汗毛豎立等自主神經(jīng)癥狀，主要與右島葉有關(guān)。⑧情緒反應(yīng)，ICE患者情緒相關(guān)反應(yīng)主要與前島葉有關(guān)。LANDTBLOM等[12]研究認(rèn)為右島葉與消極情緒、交感神經(jīng)激活、能量消耗有關(guān)，而左前島葉與積極情緒、副交感神經(jīng)激活、能量儲存有關(guān)。

ICE診斷應(yīng)重視對其癥狀學(xué)的把握與分析，當(dāng)患者早期意識清楚并有感覺先兆時，如果以內(nèi)臟運動及內(nèi)臟感覺為主要表現(xiàn)，以軀體運動結(jié)束，應(yīng)警惕ICE的可能。

3 ICE的鑒別診斷

由于島葉與相鄰腦組織復(fù)雜的纖維聯(lián)系使ICE的癥狀學(xué)及放電形式多樣化，ICE不僅可單獨存在，還可與其他癲癇并存。島葉起源的癲癇不僅局限于島葉而且可迅速擴散至其他腦區(qū)，其他腦區(qū)起源的癲癇也可通過復(fù)雜的纖維束聯(lián)系迅速擴散至島葉從而使得ICE的癥狀學(xué)表現(xiàn)多種多樣，在診斷上與顳葉癲癇 （temporal lobe epilepsy，TLE）、額葉癲癇 （frontal lobe epilepsy，F(xiàn)LE）、頂葉癲癇（parietal lobe epilepsy，PLE）往往相混淆[10]。依據(jù)傳播途徑的不同，ICE可表現(xiàn)為軀體感覺、內(nèi)臟、嗅覺、味覺或前庭等多種早期發(fā)作期表現(xiàn)，也可出現(xiàn)意識改變、肌張力障礙、復(fù)雜運動甚至自主神經(jīng)功能等表現(xiàn)，因此，ICE臨床特征往往具有誤導(dǎo)性。在一項應(yīng)用SEEG記錄21例難治性顳葉癲癇的研究[13]中發(fā)現(xiàn)，記錄到的81次臨床癲癇發(fā)作中放電均波及了島葉，其中最常見的部位為同側(cè)海馬體。另一項研究[14]也發(fā)現(xiàn)納入的顳葉癲癇患者發(fā)作期放電均擴散至島葉，此外還發(fā)現(xiàn)了擴散時不同的電生理模式，擴散模式的不同主要取決于海馬體或顳極在發(fā)作起始中的作用。

從解剖學(xué)的角度出發(fā)，島葉與顳葉在纖維聯(lián)系上最為緊密；從癥狀學(xué)的視角來看，ICE患者的臨床表現(xiàn)多樣化，雖癥狀學(xué)類似局灶性癲癇與TLE、FLE、PLE難以鑒別，但當(dāng)早期意識清楚可與外界互動、出現(xiàn)喉部緊縮感及流涎等癥狀時應(yīng)高度懷疑ICE。有研究表明[13]TLE發(fā)作起始時向島葉皮層的擴散發(fā)生在發(fā)作早期且很頻繁，并且遵循從杏仁核及海馬向扣帶回和眶額皮質(zhì)的兩種恒定的優(yōu)先擴散模式。此外，在一項關(guān)于顳葉癲癇附加癥 （temporal plus epilepsy，TPE）的研究[2]中提出了島葉在其診療中不可忽視的作用，島葉參與了其復(fù)雜的致癇網(wǎng)絡(luò)，即顳葉和鄰近的結(jié)構(gòu)如島葉與上額蓋、眶額皮質(zhì)和顳頂枕交界區(qū)之間存在著緊密的聯(lián)系。因此，充分評估癲癇患者的解剖-電-臨床特征，進(jìn)一步結(jié)合其他輔助檢查有助于ICE的診斷。

4 ICE相關(guān)的癲癇網(wǎng)絡(luò)

癲癇異常放電損傷的大腦區(qū)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了局部癲癇灶的范圍，并且累及到相應(yīng)的功能及結(jié)構(gòu)腦區(qū)，使得人們重新認(rèn)識了癲癇的本質(zhì)，并提出了癲癇是一種腦部網(wǎng)絡(luò)疾病的觀點。在癲癇網(wǎng)絡(luò)研究[15]中將致癇網(wǎng)絡(luò)定義為癲癇放電產(chǎn)生和傳播過程中累及的腦區(qū)，并提出致癇網(wǎng)絡(luò)的概念能更好地描述發(fā)作期動態(tài)演變的復(fù)雜性、更真實地描述腦組織致癇性的異常分布。

由于島葉參與的功能及致癇網(wǎng)絡(luò)十分復(fù)雜，與其他腦葉不僅有結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系，更有功能上的聯(lián)系，因此在功能及電活動的傳導(dǎo)上，島葉往往成為傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的“節(jié)點”[16]，在ICE發(fā)作類型及放電形式上往往表現(xiàn)為多樣化。研究表明[17-18]發(fā)作間歇期的特征是致癇網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的異常電活動（發(fā)作間期棘波）在功能連接上的改變，而發(fā)作期癥狀學(xué)是正常腦功能網(wǎng)絡(luò)機制被異常激活或破壞所致。

島葉參與的致癇網(wǎng)絡(luò)有3種[19]：①顳葉-側(cè)裂周圍-島葉網(wǎng)絡(luò)，以側(cè)裂為邊界、涉及不同大腦區(qū)域的顳葉-側(cè)裂-島葉網(wǎng)絡(luò)，即環(huán)繞島葉的額、頂和顳蓋；②顳葉-邊緣系統(tǒng)-島葉網(wǎng)絡(luò)，主要包括顳葉內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)和（或）顳極；③顳葉內(nèi)側(cè)和眶額-島葉網(wǎng)絡(luò)，包括島葉內(nèi)側(cè)、眶額部分。此研究成果雖揭示了島葉在解剖及功能方面的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，但并未揭示ICE起始及擴散時放電的傳導(dǎo)模式及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。在ISNARD[20]應(yīng)用SEEG在島葉記錄到信號中發(fā)現(xiàn)島葉放電的傳導(dǎo)模式有3種：①由島葉前部向島葉顳蓋部傳導(dǎo)；②由島葉后部向內(nèi)側(cè)海馬結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)；③由島葉后部向前傳導(dǎo)再傳導(dǎo)至顳蓋；以上放電傳導(dǎo)的時間為0.2 s到15 s不等。這說明在結(jié)構(gòu)與功能上島葉與顳葉聯(lián)系緊密并揭示了放電傳導(dǎo)模式的不同奠定了ICE癥狀學(xué)多樣性的基礎(chǔ)。

梅珊珊等[21]研究提出島葉電傳播的兩種模式：①由外側(cè)向內(nèi)側(cè)傳導(dǎo)，從島葉外側(cè)皮層向島葉深部或海馬傳導(dǎo)，或從島葉顳蓋向島葉皮層傳導(dǎo)；②從內(nèi)側(cè)向外側(cè)傳導(dǎo)，從島葉皮層向島葉頂蓋或顳蓋傳導(dǎo)。此外，有人做了島葉與認(rèn)知情緒方面的研究并提出與認(rèn)知情緒功能相關(guān)的三個網(wǎng)絡(luò)[22]：顯著網(wǎng)絡(luò)、執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)，認(rèn)為前島葉是發(fā)現(xiàn)外界顯著事件的基礎(chǔ)，能夠影響認(rèn)知功能，并且是調(diào)節(jié)不同網(wǎng)絡(luò)之間開關(guān)的樞紐。

從致癇網(wǎng)絡(luò)的概念出發(fā)，與島葉相關(guān)的纖維束作為ICE癥狀學(xué)及相關(guān)癲癇網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，為我們理解ICE的癥狀學(xué)、進(jìn)行精準(zhǔn)的術(shù)前評估、與局灶性癲癇鑒別提供了可靠依據(jù)。

5 SEEG及基于此的電生理指標(biāo)在ICE中的應(yīng)用

SEEG[23-24]作為一項新的技術(shù)具有創(chuàng)傷小、定位準(zhǔn)確、可覆蓋深部結(jié)構(gòu)、并發(fā)癥少、監(jiān)測時間長等優(yōu)點。應(yīng)用SEEG可明確致癇區(qū)，研究致癇區(qū)與功能區(qū)及致癇灶的關(guān)系，評價手術(shù)治療的可行性，成為新型癲癇外科術(shù)前精準(zhǔn)評估的關(guān)鍵技術(shù)[25]。SEEG及皮質(zhì)電刺激的作用已被廣泛證明[26]通過“解剖-電-臨床”來定義ICE的癥狀學(xué)是至關(guān)重要的，借助SEEG能夠完成顱內(nèi)腦電信號的采集并選擇合適的電刺激強度進(jìn)行功能定位及起始網(wǎng)絡(luò)和早期擴散網(wǎng)絡(luò)的研究。在一項應(yīng)用SEEG研究兒童ICE的結(jié)果表明[27]SEEG是該人群安全可靠的術(shù)前檢查方法，并且此研究納入的8名患者中7名患者獲得了EngelI級的預(yù)后。

基于SEEG的電生理指標(biāo)對認(rèn)識、理解ICE及其致癇網(wǎng)絡(luò)并且進(jìn)一步指導(dǎo)ICE外科手術(shù)至關(guān)重要，其中高頻震蕩 （high-frequency oscillations，HFO）、直 流 電 漂 移（DC shift）、致 癇 指 數(shù)（epileptogenic index，EI）被 認(rèn) 為 在 致 癇 灶定位中發(fā)揮著重要作用。HFO被認(rèn)為是致癇區(qū)特征性的電生理標(biāo)志物。EI[28]是基于顱內(nèi)腦電圖信號的頻譜特性和時間特性計算的定量分析方法，目的是提供大腦結(jié)構(gòu)在癲癇發(fā)作過程中產(chǎn)生信號（從開始到結(jié)束）行為的定量信息并客觀地量化和定義癲癇發(fā)作時的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。EI評估每個結(jié)構(gòu)的致癇性，可根據(jù)發(fā)作起始區(qū)對癲癇發(fā)作進(jìn)行分類，通過EI使腦電信號量化得以實現(xiàn)并且用于腦網(wǎng)絡(luò)的研究。此外，當(dāng)發(fā)作起始的高頻電活動快速累及多個電極覆蓋的腦區(qū)時，EI的定量分析對確定發(fā)作起始區(qū)和早期擴散網(wǎng)絡(luò)提供了證據(jù)且有助于定量評價所記錄腦區(qū)的致癇性強弱，分析致癇網(wǎng)絡(luò)的時空演變。因此，此項指標(biāo)可用于ICE網(wǎng)絡(luò)的研究。

綜上，由于島葉在致癇體系中的重要作用，人們對島葉及ICE的認(rèn)識與研究越來越多，對島葉的解剖、功能及相關(guān)的致癇網(wǎng)絡(luò)有了一定的認(rèn)識。在現(xiàn)代神經(jīng)外科背景下，我們期望結(jié)合基于SEEG的腦電后處理技術(shù)及影像后處理技術(shù)以研究島葉相關(guān)的發(fā)作期起始網(wǎng)絡(luò)與早期擴散網(wǎng)絡(luò)，這不僅可以輔助精準(zhǔn)定位發(fā)作起始區(qū)以提高手術(shù)療效使患者受益，而且可以幫助我們認(rèn)識腦異質(zhì)性疾病癲癇的異常腦網(wǎng)絡(luò)。