偏側(cè)性顳葉癲癇對(duì)患者漢字空間信息加工能力的影響☆

孫端宋思瑩陳嘉平趙麗李俊發(fā)倪國(guó)新羅艷琳

顳葉癲癇（temporal lobe epilepsy，TLE）長(zhǎng)期控制不當(dāng)容易引起認(rèn)知功能的損傷[1]，其中以語(yǔ)言功能異常最為常見(jiàn)[2]。眾多研究表明，由于語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)半球的客觀存在，顳葉癲癇的患病偏側(cè)對(duì)語(yǔ)言功能的影響存在差異[3-7]。字形識(shí)別作為書(shū)面語(yǔ)加工的起始步驟，其腦機(jī)制引起了國(guó)內(nèi)外研究的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)有的字形識(shí)別模型多數(shù)認(rèn)為左顳在字形識(shí)別起到重要作用[8-12]，尤其是拼音文字字形識(shí)別。而針對(duì)漢字的腦機(jī)制研究則發(fā)現(xiàn)相較拼音文字，漢字加工過(guò)程存在更多包括右顳的右側(cè)半球激活[13-15]，這可能與漢字字形空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工過(guò)程涉及更多空間加工腦區(qū)相關(guān)。目前尚未有研究探究空間信息對(duì)于漢字識(shí)別的影響。因此，本研究通過(guò)操縱漢字的空間信息，觀察左右顳葉癲癇患者對(duì)變形漢字識(shí)別能力的影響，來(lái)研究漢字空間信息對(duì)于字詞加工的影響。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 本研究為橫斷面研究。2016年7月10日至2019年1月17日依時(shí)間順序納入在首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科門診就診的顳葉癲癇患者（以偏側(cè)邊分為左顳組和右顳組）。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合國(guó)際抗癲癇聯(lián)盟（International League Against Epilepsy，ILAE）2014 年的癲癇診斷標(biāo)準(zhǔn)[16]；②年齡≥17歲，小學(xué)及以上文化程度，以確保識(shí)字量超過(guò)3000字（根據(jù)2016版《小學(xué)語(yǔ)文教學(xué)大綱》，小學(xué)階段教學(xué)要求認(rèn)識(shí)3000漢字常用字）；③超過(guò)2周無(wú)癲癇發(fā)作；④64導(dǎo)聯(lián)EEG、MR檢查聯(lián)合確定顳葉病灶偏側(cè)性；⑤肢體活動(dòng)正常。排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴有其他神經(jīng)精神疾病者；②有長(zhǎng)期酗酒史及精神活性物質(zhì)濫用史。

對(duì)照組為年齡、受教育年限與癲癇組相匹配的健康志愿者，納入標(biāo)準(zhǔn)：①無(wú)明顯聽(tīng)力障礙、視力障礙、精神癥狀以及認(rèn)知障礙等影響研究配合度的疾?。虎跓o(wú)肢體活動(dòng)障礙。

所有入組研究對(duì)象簽知情同意書(shū)。本研究通過(guò)首都醫(yī)科大學(xué)附屬宣武醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（編號(hào)：2015SY05）。

1.2 研究方法

1.2.1 一般資料 采集身高、體質(zhì)量、年齡、性別、受教育年限、既往史、個(gè)人生活習(xí)慣等。顳葉癲癇組由同一位神經(jīng)內(nèi)科專科醫(yī)師對(duì)患者進(jìn)行病史采集、用藥情況詢問(wèn)和體格檢查，并依據(jù)腦電圖與影像檢查確認(rèn)左右顳病灶。

1.2.2 認(rèn)知能力評(píng)估 采用簡(jiǎn)易智力狀態(tài)檢查量表（mini-mental state examination,MMSE）考察被試的一般認(rèn)知能力。得分＞27分表明被試認(rèn)知功能正常。

1.2.3 漢字識(shí)別能力 采用電腦設(shè)計(jì)的真假字識(shí)別實(shí)驗(yàn)評(píng)估，實(shí)驗(yàn)材料為字頻大于0.6次/百萬(wàn)字的三部件真字，與符合正字法的三部件假字。真字三部件呈水平或垂直排列，如“辨”或“意”。變形字為漢字某一部件向上或向右分別位移字長(zhǎng)的1/3，2/3，3/3后構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)刺激由Eprime程序在17寸電腦屏幕呈現(xiàn)，共236試次，其中真假字及不同形變字符出現(xiàn)概率相同，隨機(jī)呈現(xiàn)。正式實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行程序相同的預(yù)實(shí)驗(yàn)10次。正式實(shí)驗(yàn)時(shí)屏幕正中呈現(xiàn)“+”符號(hào)500 ms。隨后呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)刺激3000 ms，要求被試判斷目標(biāo)刺激是否為真字。空白等待500 ms后，開(kāi)始下一個(gè)實(shí)驗(yàn)試次。目標(biāo)刺激可以是標(biāo)準(zhǔn)字體或形變的字符，若被試者在3500 ms內(nèi)未做反應(yīng)，計(jì)為錯(cuò)誤。程序自動(dòng)記錄反應(yīng)時(shí)和正誤。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SigmaState 3.5對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。正態(tài)分布數(shù)據(jù)±s表示，偏態(tài)分布數(shù)據(jù)以M（QL,QU）表示。兩樣本比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)、Mann-Whitney U檢驗(yàn)或χ2檢驗(yàn)。反應(yīng)時(shí)與正確率數(shù)據(jù)采用兩因素方差分析，事后分析采用Bonferroni檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，雙側(cè)檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 共納入符合標(biāo)準(zhǔn)的單側(cè)病灶顳葉癲癇患者24例，其中左顳組12例，右顳組12例，符合標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)照組25名。左右顳組與對(duì)照組年齡、男性患者比例、受教育年限及MMSE得分無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P＞0.05），見(jiàn)表1。顳葉癲癇患者一般情況比較見(jiàn)表2。

表1 所有被試者一般情況

表2 顳葉癲癇患者一般情況

2.2 正確率 左右顳組與對(duì)照組相比，識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)真字與假字的表現(xiàn)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P＜0.05）。隨著變形字的部件位移程度增大，對(duì)照組（R2=0.99，P＜0.05）、左顳組（R2=0.97，P＜0.05）、右顳組（R2=0.99，P＜0.05）識(shí)別真字的正確率均線性下降，識(shí)別假字正確率無(wú)線性變化。組間比較顯示，僅右顳組在真字最大形變時(shí)（3/3）正確率較對(duì)照組下降（t=4.06，P＜0.05）。在其他變形條件下，左右顳組識(shí)別正確率與對(duì)照組相比，均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P＞0.05）。見(jiàn)圖1、表3。

2.3 反應(yīng)時(shí) 右顳組與對(duì)照組相比，識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)真字（t=3.03，P＜0.05）、假字（t=2.43，P＜0.05）的速度變慢。左顳組與對(duì)照組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。隨著形變字部件位移程度增大，三組被試識(shí)別真字的反應(yīng)時(shí)線性下降（左顳組R2=0.92，P＜0.05；右顳組R2=0.93，P＜0.05；對(duì)照組R2=0.97，P＜0.05）；識(shí)別假字反應(yīng)時(shí)無(wú)線性變化。組間比較顯示，右顳組與對(duì)照組相比，識(shí)別三種形變真字的反應(yīng)速度變慢（1/3形變，t=3.68；2/3形變，t=4.49；3/3形變，t=3.67，均P＜0.05）。左顳組真字識(shí)別無(wú)明顯缺陷。左顳組與對(duì)照組相比，識(shí)別形變假字時(shí)，在1/3（t=2.41，P＜0.05），3/3（t=2.00，P＜0.05）形變程度下，速度顯著變慢；右顳組識(shí)別形變假字在2/3（t=2.56，P＜0.05）條件下顯著變慢。見(jiàn)圖1、表3。

2.4 字詞效應(yīng) 對(duì)照組對(duì)標(biāo)準(zhǔn)真字識(shí)別正確率高于假字（t=2.19，P＜0.05），存在字詞效應(yīng)。左右顳組未顯示字詞效應(yīng)。三組對(duì)標(biāo)準(zhǔn)真字識(shí)別的反應(yīng)時(shí)均快于標(biāo)準(zhǔn)假字（對(duì)照組，t=-3.96；左顳組，t=115.00；右顳組，t=-2.51，均P＜0.05）。存在字詞效應(yīng)。三組被試識(shí)別變形字符的正確率未出現(xiàn)字詞效應(yīng)，甚至在最大變形時(shí)（對(duì)照組，t=-2.94；左顳組，t=-2.27；右顳組，t=-4.33，均P＜0.05），右顳組在2/3變形時(shí)（t=107.00，P＜0.05），出現(xiàn)了反字詞效應(yīng)。即假字的正確率高于真字。識(shí)別變形字符時(shí)，左顳組識(shí)別1/3（t=114.00），2/3（t=-2.32）變形字符的反應(yīng)時(shí)存在字詞效應(yīng)（均P＜0.05）。最大變形時(shí)，字詞效應(yīng)消失。對(duì)照組和右顳組對(duì)變形字符未顯示反應(yīng)時(shí)的字詞效應(yīng)。見(jiàn)圖2。

3 討論

漢字是象形文字的代表，較拼音文字有更多空間變化，如楷書(shū)、草書(shū)、行書(shū)等。以往多數(shù)研究多使用標(biāo)準(zhǔn)字體，較少探討漢字的空間信息，本研究通過(guò)操縱漢字空間形變的程度，利用左右顳葉癲癇患者研究空間信息對(duì)漢字字形識(shí)別的影響。

本研究先觀察癲癇對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漢字字體識(shí)別的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，左顳組與對(duì)照組相比，對(duì)真字判斷的反應(yīng)時(shí)與正確率均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，表明左顳組無(wú)明顯損傷；右顳組識(shí)別真字時(shí)間顯著延長(zhǎng)，表明右顳組比對(duì)照存在損傷。這個(gè)結(jié)果與以英文為材料的相關(guān)研究結(jié)果不完全一致。英文為材料的研究結(jié)果顯示，僅左顳癲癇組對(duì)低頻詞加工反應(yīng)時(shí)更長(zhǎng)，提示左顳組識(shí)別英文能力受損更明顯[17]，這種偏側(cè)癲癇患者字形認(rèn)知差異，也許反映了漢字與英文文字加工的差異。

目前的字形加工理論以拼音文字為實(shí)驗(yàn)材料，提出字形加工主要由左顳梭狀回負(fù)責(zé)[8,10]，因而理論上左顳癲癇對(duì)于字形加工影響大于右顳癲癇。但漢字識(shí)別的腦機(jī)制研究顯示，漢字加工會(huì)激活更多右側(cè)半球，以及空間相關(guān)腦區(qū)，如右半球的BAs 7、BAS 40/39等[13-15]。這可能與漢字偏旁部首中蘊(yùn)含更多空間信息相關(guān)。因此，空間信息加工的右腦相關(guān)腦區(qū)受損，會(huì)更明顯地影響漢字字形加工[18]，因而在本研究中表現(xiàn)出右顳組漢字字形識(shí)別損傷更嚴(yán)重。

空間變形漢字的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，僅右顳組表現(xiàn)與變形程度一致性的反應(yīng)時(shí)變化，并且在最大變形條件下正確率下降，表明右顳組隨著空間變形程度的增加，表現(xiàn)出更嚴(yán)重的損傷。該結(jié)果驗(yàn)證了右半球及空間相關(guān)腦區(qū)在漢字字形加工中的重要性。在增加空間信息加工難度后，右顳癲癇患者對(duì)于變形漢字識(shí)別影響更顯著。對(duì)拼音文字的相關(guān)研究也進(jìn)一步證實(shí)了本研究的觀點(diǎn)。在對(duì)英文單詞進(jìn)行上下空間移位后（如），健康被試者不僅表現(xiàn)識(shí)別正確率下降，且其腦機(jī)制較標(biāo)準(zhǔn)英文字形表現(xiàn)出更多右頂葉、右扣帶回等右半球視覺(jué)背側(cè)通路腦區(qū)的額外激活[19]。這也證實(shí)了，拼音文字(英文)的空間信息加工也需要依賴于右半球及空間相關(guān)腦區(qū)。

文字字形加工過(guò)程中，語(yǔ)義會(huì)自動(dòng)激活，一般比較真假字的加工時(shí)間差異，可以考察字詞的語(yǔ)義加工過(guò)程[20]，即字詞效應(yīng)。字詞效應(yīng)是指與假字、低頻字、發(fā)音困難的文字相比，高頻真字可以更好更快被識(shí)別的現(xiàn)象[21-22]。本研究中發(fā)現(xiàn)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)漢字，對(duì)照組對(duì)真字加工的準(zhǔn)確性更高，反應(yīng)速度更快，表現(xiàn)出典型的字詞效應(yīng)。左右顳組也表現(xiàn)出部分字詞效應(yīng)，主要表現(xiàn)在反應(yīng)時(shí)，而非正確性上，即能更快識(shí)別真字。

操縱空間形變后，三組被試對(duì)判斷真字的準(zhǔn)確性均隨著形變程度增加而出現(xiàn)線性下降，對(duì)假字無(wú)線性變化（均保持較高的準(zhǔn)確性），因而在較大形變時(shí)，呈現(xiàn)出正確率的“反”字詞效應(yīng)，即判斷真字的正確率低于假字。三組真字判斷的反應(yīng)時(shí)間均隨形變程度增加而線性延長(zhǎng)；假字加工隨形變程度增加，反應(yīng)時(shí)變化逐漸變小。因而，僅在左顳組較小形變時(shí)，表現(xiàn)出反應(yīng)時(shí)的字詞效應(yīng)，且較大形變時(shí)，字詞效應(yīng)消失。這說(shuō)明隨著空間信息負(fù)荷的增加，主要影響了真字判斷的準(zhǔn)確性與加工速度。本研究結(jié)果與英文大小寫(xiě)混合字詞形變字詞的結(jié)果不同，他們發(fā)現(xiàn)健康被試對(duì)假字識(shí)別的反應(yīng)時(shí)延長(zhǎng)相較真字更為明顯，認(rèn)為空間信息的引入對(duì)于假字的阻斷更大[23-24]。

造成截然不同研究結(jié)果的原因可能與中英文文字材料的認(rèn)知機(jī)制有關(guān)。對(duì)于英文文字來(lái)說(shuō)，字詞加工主要基于形-單映射。研究人員認(rèn)為高級(jí)語(yǔ)言中樞對(duì)視覺(jué)信息預(yù)判后，對(duì)形變高頻字詞存在更強(qiáng)的詞匯反饋與語(yǔ)音的通達(dá)，因而對(duì)真字阻斷小，對(duì)假字阻斷大[25]。而在漢字識(shí)別中，字詞加工更多的依賴于形-義映射，依賴于對(duì)字形中的空間信息處理。在字形中引入空間負(fù)荷，使得真字語(yǔ)義無(wú)法通達(dá)。而假字字形更加陌生，反而容易分辨。因此，空間形變主要影響了漢字的真字加工。

本研究主要不足在于，行為學(xué)實(shí)驗(yàn)只能粗略推論被試認(rèn)知受損的機(jī)制。下一步可繼續(xù)使用fMRI等方法監(jiān)測(cè)被試完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)的腦活動(dòng)，更為深入地探討本次行為學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)的種種現(xiàn)象。