 该研究发表于Nature Review Neurology杂志 DOI: 10.1038/s41582-019-0282-1 PMID: 31772339 引言 ● 失语症是指在许多急性和渐进性神经疾病或神经外科手术后出现的一系列获得性听写和口语障碍。其中，左侧大脑中动脉卒中最为常见。康复后的脑卒中患者失语症具有多样性，常被划分为不同类型：如布洛卡失语症（包括非流畅、语法错误的表达障碍）和威尼克失语症（理解受损且有语音和语言感知缺陷）。近年来，学者们已经描述了失语症的分层多维变化，反映了受影响人的某些有限数量的相互协作的神经计算部件的状态，例如语音学、语义学、演讲流利度和执行能力等。目前全球每年报告超过1,000万例脑卒中患者，其中至少三分之一的人会出现失语症状。失语症增加了脑卒中患者的急性和慢性医疗费用，并且是随后功能依赖性和死亡的独立预测因素。 ● 许多脑卒中后失语症患者表现出一定程度的自发语言功能恢复。恢复的程度因人而异，并且随时间推移改善速度减缓。传统观点认为，在中风后6-9个月内，语言功能会达到一个稳定期；然而，即使是在后期，仍可能有小幅变化（积极或消极）。在康复过程中，失语症的亚型和严重程度也可能随着时间的推移而发生变化。例如，个体可能从沃尼克失语发展到传导性失语、失词症，最终“恢复”。但是，“恢复”的个体可能仍有轻微残留的损伤，这可能需要通过更敏感的评估进行检测。然而，至少有一半的患者在慢性阶段仍存在某种形式的失语症。因此，我们需要揭示失语症康复的认知和神经机制基础，以建立能够最大限度促进自发恢复的药物、言语和语言治疗(SLT)或非侵入性脑刺激(NIBS)干预措施。 ● 至今，有关失语症恢复机制的理论往往是对涉及区域的解剖描述，而非计算或数学实现的说法。在本综述中，我们认为现有的失语症康复理论可以归结为两个原则：退化性和变量神经位移。我们概述了一些当代方法，用于衡量语言表现及其神经基础，以及需要了解健康语言处理的概念和计算模型，以此来理解语言网络如何变化以支持失语症康复。这一背景之后，我们详细讨论了现有的有关失语症康复机制的理论。对于每个理论，我们突出了其支持的实证证据，并描述了任何相关的计算机实现机制模型。最后，我们总结了未来的研究治疗干预的关键影响。 失语症恢复的研究方法 ● 有两种主要类型的证据，即行为和神经成像，推动了我们对失语症恢复的认知和神经机制有了更深入的理解（图1）。语言和近年来的非语言认知能力评估等行为评估，大大促进了我们对失语症康复认知基础的理解。大多数的大规模研究使用横断面数据，未考虑参与者的既往状态或急性状态。然而，一些具有挑战性的纵向调查已经发表。用于研究失语症的行为评估方法也随着时间的推移得到了发展，从19世纪Broca、Wernicke及其同时代人对失语症亚型的分类转变为针对特定语言活动的定向评估。语言表现的纵向变化揭示了康复的认知基础；例如，理解能力的提高但口语表达不变会暗示语义学而非语音学或运动系统的康复。将这些行为分析结果与神经成像相结合可以提供初期损伤的神经基础和康复能力的线索。神经成像技术（例如MRI、脑磁图、脑电图和正电子发射断层扫描）现在可以提取结构、功能和连接性数据。每种神经成像技术都有其固有的优势和劣势，可以通过采用多模态成像方法来克服这些劣势。 健康人语言功能 ● 在考虑语言系统如何改变以支持失语症恢复之前，我们需要先了解健康的语言功能及其神经基础。对于我们对健康语言功能的了解，完整的概述超出了本综述的范围，但本节中会讨论一些关键点。 ● 语言并不是单一的神经认知功能：语言活动包括理解、说话、阅读、写作和重复等多种形式，由分布在连接的大脑区域中的多个认知计算和表示支持。失语症的类型变化反映了对这些大脑区域及其相互连接的不同损伤模式。因此，失语症康复必须考虑剩余大脑区域、它们的连接以及它们所支持的认知计算或表示的变化。 ● 在经典的语言处理概念模型中，人们认为不同类型的失语症是由对输入（后部）区域（接受性失语症）。输出（前部）区域（表达性失语症）或这两者之间的连接（传导性失语症）的损伤所导致的。威尼克最初提出的口语功能区模型认为，在左侧占主导地位的大脑半球内至少存在两个主要的神经通路（可能还有多个次通路）（图1）。其中，背侧语言通路通过弓形束和上纵向束连接上颞叶、下顶叶和前运动区，这一通路与语音声音结构的提取和产生（即音韵）相关，对于重复和语音产生非常重要。腹侧语言通路通过多个皮质束将中、前颞叶与下额区连接起来，它对于意义的转换和表述极其重要，与理解和以语义为导向的言语有关。'双通路'模型得到了功能性磁共振成像（fMRI）、白质纤维束、计算建模和损伤-症状映射等证据的支持。其中，损伤-症状映射证明失语症的类型反映了对各个通路的损伤程度；例如，传导性失语障碍是由于对背侧通路的损伤而导致的，而经皮质感觉失语症则是由于对腹侧通路的损伤所引起的。 ● 目前，还有许多与失语症康复相关的健康语言处理方面尚未被完全理解。首先，我们尚不清楚特定于语言的神经计算是在单侧、双侧还是不对称执行的，以及每个半球的通路是否存在差异。患者的数据表明，左侧半球是语言优势半球，因为慢性失语与左侧损伤密切相关。然而，背侧和腹侧的语言理解通路是双侧的，但左侧更加占主导地位，尽管背侧通路比腹侧通路更强烈地左侧化。因此，右侧半球的损害或失活也可能导致语言障碍。此外，在理解任务和表达任务中，功能性神经影像学常常显示健康个体的双侧激活。激活的侧化似乎在不同的语言活动之间存在变异，其中建议性言语比非建议性言语、重复、命名或理解更多地依赖左侧半球，而这些活动则可靠地与双侧激活相关。了解健康大脑中不同语言活动的侧化变异基础将有助于我们解释失语症的恢复。 ● 其次，实际上几乎所有的右撇子和超过90%的左撇子在连续言语产生过程中都表现出双侧激活，尽管左侧激活更为显著。这一发现表明，在99%的人群中，惯用手在决定语言半球特化方面的作用非常有限。 ● 第三，尽管研究通常将右半球的语言系统称为单一实体，但更有可能的是右半球包含多个语言通路，类似于主导的左半球，尽管这些通路的组成还不是很清楚。 ● 最后，越来越多的人认识到，健康和受损的语言活动不仅由特定于语言的网络支持，还包括非语言网络，其中包括领域通用的、多要求的执行网络（图1a）。阐明这些非语言网络在语言处理中的作用将对理解失语症的康复至关重要，因为这些网络内部的活动变化以及它们之间的功能连接都可能会产生影响。 急性期失语的恢复 ● 失语症在急性阶段（中风后的几天）的康复可能反映了暂时性生物学变化的逆转，这些变化在短时间内破坏了神经元的功能。关键语言区域的再灌注与中风后几天内失语症快速恢复相关。中风引起的复杂炎症反应抑制了神经功能，在大约一周后达到峰值，然后逐渐消退。这些被临时压制的功能可以通过调整参数在计算模型中进行模拟，以产生受损的表现。例如，通过暂时添加噪声或减少激活度来实现，然后再将这种调整逆转回去。事实上，在一个言语产生的计算模型中采用了这种方法，该模型可以通过调整控制激活传播的参数生成健康和失语状态之间的差异表现。 亚急性期与慢性期的恢复 ● 尽管中风后急性阶段短时间内的生物学变化显然有助于头几天恢复，但它们不足以解释失语症在亚急性期（发病后头几周）和慢性期（从发病后3-6个月开始）的恢复。在这些后期，观察到了语言表现方面的变化，而对应的“宏观”神经生物学变化，如再灌注或细胞再生，尚未被确定。我们提出，在亚急性和慢性期的失语症康复的现有理论可以被概念化为两个关键原则的具体例子：退化性原则和可变神经位移原则。这两个原则并不是相互排斥的，可能涉及到双半球的神经结构或网络。此外，本节所考虑的康复机制可能始于急性阶段。 ● 我们在考虑不同的康复理论时，既关注实证证据，也考虑任何计算模型的实现。后者非常重要，因为在临床神经科学的其他领域中，这些模型提供的信息可以增加我们对康复的神经计算基础的理解的精度和严谨性。正如下面的子部分中所指出的那样，许多著名的理论目前仅限于口头描述观察到的现象，缺乏计算机实现的机械性解释。在退化性和可变神经位移等关键原则的背景下，我们通过批判性地讨论右半球的作用和康复期间跨纹状体抑制的影响，来结束这个章节。 退化 ● 退化性是一个通用概念，最初应用于复杂的生物系统，近年来也应用于支持健康脑功能和神经心理损伤的神经系统。简单地说，“退化性”指的是同样的结果或功能可以由不同的元素或组分产生的任何情况。日常生活中的例子包括通过不同的、非重叠的路线或不同的交通方式来到达相同的两个位置，或使用非常不同的词汇和句子结构来传达相同的含义。退化性赋予了韧性，因为当只有子集元素缺失或受损时，可以通过不同的方式实现相同的目标。例如，如果你喜欢的道路被阻塞了，你可以使用替代路线到达目的地。在认知的背景下，功能退化假定存在多个独立的、结构上不同的神经网络，每个神经网络能够执行特定的认知任务。考虑恢复失语症患者的情况时，我们将退化性的定义扩展到神经网络，这些神经网络在健康个体中并不参与目标认知任务，但在损伤后可以依赖经验的可塑性或立即调用这些神经网络来完成该任务（类似于在主要道路被阻塞时引导车辆通过小路）。 ● 虽然退化性在多个生物系统和日常例子中都很明显，但其在大脑与行为之间的联系，特别是在脑损伤后的功能恢复方面，需要更详细地说明。最好通过计算实现来阐明其中涉及的机制。这些实现将帮助我们理解不同网络是如何形成并生成目标行为的，大脑如何能够动态地组合和协调不同的网络以支持目标功能。同时也需要了解什么因素促使了损伤后出现的变化以及这些变化如何最大程度地发挥剩余功能水平的作用。接下来的小节将讨论三种不同子类型的退化性，它们并不互相排斥。 静态区的参与 ● 在网络受损后，那些在健康人中处于沉寂状态的堕落区域可能会被激活以帮助恢复。自19世纪以来，有假说认为，在失语症恢复期间，右大脑半球中的静态区域会参与语言加工。这些假说认为，左侧半球语言区域的右侧同侧区域可以执行类似但较弱的语言计算，因此在左侧神经系统受损后会被调用。此后，多项神经影像学研究揭示了病人失语后右侧脑半球的活跃，研究人员将其与理解和言语产生功能恢复相联系。例如，在中风引起布罗卡区（前部分）损害后，右侧颞下额叶区域在提议性言语部分恢复时有时会上调，并且在低级别胶质瘤个体中也会出现（见图2a）。然而，目前还不清楚任何半球静态区域能够在中风后对语言功能产生贡献的具体机制，而计算方面的相关解释也相对较少。例如，我们不知道静态区域如何学习相关的表示和功能，静止状态下的表现在健康的大脑中是如何保持休眠状态的，而这些表现没有被用于其他认知任务，以及这些静态区域是否曾被用于健康功能。目前还不清楚整个系统如何协调活跃和静息区域以产生健康的语言功能，并支持失语症患者恢复语言功能。 ● 替代语言网络或途径的参与指的是，当失语症患者在中风后恢复语言能力时，可以通过不同的处理途径来实现相同的语言任务，而康复过程可能反映了剩余途径的运用。替代途径可能会在损伤后立即发挥作用，也可能需要经过一段时间的计算调整。例如，在双途径语言模型中，当一个途径受损后，可塑性相关变化可能会改变途径之间的相对贡献，导致未受损途径的加入，这个途径以前并未参与语言功能。计算实现的双语途径模型的处理架构（见图1a）基于已知的背侧语言途径和腹侧语言途径的组合，包括前顶叶区域及其连接，如弓形束，以及颞叶和额叶区域及其连接，如中长束和极端囊复合物。通过反复接触单词和应用迭代学习算法，调整模型连接的强度，该模型能够学习重复和理解口语，并从意义中生成言语。 ● 通过模拟对模型不同区域的损伤，可以模拟出不同类型的失语症。在重新暴露模型于该语言的单词并重新应用学习算法后，基于可塑性的恢复被引发，即重新优化剩余连接强度。在模拟对背侧语言途径的损害后（图1b），该模型表现出较差的重复能力，但保留了理解能力，这与患有传导性失语症的患者相似。在模拟基于可塑性的部分恢复后，为了完成重复任务，该模型不仅利用了剩余的背侧语言途径资源，而且还参与了腹侧语言途径，正常的模型在此任务中不使用腹侧语言途径（图1c）。这种腹侧语言途径的参与产生了一个“副作用”，即重复真实单词（具有意义）的能力比重复伪单词（没有意义）更强（图1d），这种变化也观察到在中风后的失语症患者中。在部分恢复的模型中，在对腹侧语言途径进行额外的模拟损伤后（而不是在正常的模型中），会影响真实单词的重复，从而证实了对腹侧语言途径进行的新依赖性的存在。 ● 有实验证据表明，健康个体在经过经颅磁刺激（TMS）介导下抑制关键语义区域（角回）后，出现了与这种劣化方式一致的现象，导致通常负责语音学功能的区域（包括枕边沟回）在任务相关活动中增加。然而，到目前为止，还没有从中风失语症康复中观察到这种形式的劣化的实证证据（即观察到一个被激活但在损伤前未参与语言任务的神经网络）。更棘手的是，不同的功能网络有时会在空间上重叠涉及神经元群体。未来，针对失语症个体的功能神经影像学调查可以采用多元分析方法，包括独立分量分析（ICA），以识别在语言任务期间存在但空间重叠的不同功能网络。 非语言区域的参与 ● 在最极端的情况下，劣化可能表现为“神经计算入侵”，即通常用于支持非语言活动的区域，在失语症康复后被用于语言任务。对于皮层可塑性的直接证据，已观察到接受胶质瘤切除手术的患者在多次和长时间的直接电皮层刺激后，展示出运动和语言区域的重定位现象。此外，在健康成年人中，在完全感官剥夺之后听觉和视觉皮层之间存在交叉模式可塑性。然而，目前还不清楚神经计算入侵是否会在中风后发生。 ● 一项重要的纵向调查报告表明，在中风后2周，轻度失语症患者在听觉理解过程中右侧额下回（IFG）和右侧额外运动皮层活动增加，与健康人相比差异更大（图2b）。这些区域的激活变化幅度在中风后几天到2周之间与相同时期的语言恢复呈正相关。然而，尽管这些右半球区域的激活强度在患者中高于健康人，但是两组均呈现双侧激活，也就是说没有发现“侵入”新区域的证据。此外，在理论上神经计算入侵应该在慢性期最为显著，但在这个阶段，失语症患者与健康人之间的右IFG激活差异不再显著。迄今为止，针对中风引起的失语症进行的纵向研究主要涉及轻度失语症患者，但未来的研究需要包括中度和重度失语症患者，以全面了解所有类型和严重程度的失语症情况。 ● 一种计算模型探讨了健康语言系统如何在发育过程中形成假模块网络，并在损伤后通过学习和可塑性进行调整。该模型的一个关键观察是，非语言区域的同化不一定反映出区域完全转换了功能，而是意味着语言计算侵入了“侵入”的大脑皮层区域中现有功能的“交错插入”。 可变神经置换 ● “多样性退化”这一原则源于生物学领域，但我们也可以从其他学科中寻找对处于压力或已受损系统的重要机制的解释。例如，工程学的核心原则之一是设计一个能够抵御功能压力的系统。工程学还关注表现与成本之间的平衡；这个概念显然也适用于大脑，因为它是一种代谢成本极高的器官。因此，神经认知系统应该进化成能够容忍不同水平的表现需求，并能根据代谢能量需求来调节表现。相应地，在标准的表现需求下，完整的语言系统应被调节下降以节省能量，但保留一定的备用能力，以便在必要时利用；这个过程在现代引擎设计中被称为“可变置换”。 ● 在从失语症中恢复的过程中，可变神经置换可能与多样性退化合理地共存，因此这两个原则不应被认为是相互排斥的。然而，可变神经置换为那些看似静止的脑区提供了替代性解释，这些区域实际上可能是健康语言网络内在的一部分，但除非系统受到压力（例如遭受损害或健康人执行困难任务时），否则会被调节下降，而不是被用作多样性退化的一种额外区域。因此，失语症恢复的一个来源可能是精心设计的认知系统固有的神经计算韧性。实际上，这种韧性可能类似于健康老年和痴呆症的认知储备。接下来的子段将概述神经网络内部或之间可能存在备用能力的方式。 ● 受损系统未受影响的部分可能存在可变神经置换。神经系统通常具有备用能力；例如，在帕金森病中，黑质致密部位达巴胺能神经元的50%可以丢失，才会出现运动症状。同样，在语义系统的计算模型中，加入了备用能力、分布式表示和噪声训练，可以对损伤作出优雅的反应。神经系统内的备用能力提供即时韧性（无需重新训练），但也为受损网络剩余部分的可塑性相关恢复提供机会。 ● 中风引起的损伤后，周围病变区域的上调激活可能反映了上述可变神经置换的一种类型，假设我们认为在损伤之前，剩余组织是功能神经网络的一部分。支持这个假设的是，在中风后增加的周围病变区域活动与改善长期语言结果有关。例如，在一项研究中，基于提示的治疗后，左侧顶枕和前运动区域的活跃增加与命名改善在慢性阶段有关。但是，迄今为止将左半球活动与语言结果相关联的研究并未控制损伤大小；因此，结果可能会受到损伤面积较大的个体干扰，他们有更少的周围病变组织可以激活。 ● 考虑到单一认知功能往往涉及两个半球分布区域，因此除了病变的直接附近之外的区域，在失语恢复中也可能很重要。神经心理学和脑刺激研究表明，在健康个体中支撑语言功能的分布式网络中存在备用容量。例如，左颞叶切除个体在语义决策任务中显示右前颞叶的活化增加。同样，在健康参与者中，通过TMS抑制左前颞叶会上调右前颞叶的活动，并且上调程度预测了在语义任务中的反应时间。重要的是，这种上调不太可能反映通过招募静止区域或神经计算入侵导致的退化，因为当健康参与者完成同一任务的更具挑战性版本时，得到了相同的结果。相反，它表明备用容量使双侧语义网络具有内在适应性，因此对于不断变化的需求或单侧损伤具有弹性。 语言网络中的神经错位是可变的 ● 在健康个体中，语言系统内的网络处于平衡状态，平衡其计算资源和性能需求。然而，当系统部分受损时，资源会减少，并且剩余网络并未立即重新配置以提供对减少资源与性能需求的最佳解决方案。因此，恢复可以被视为一个再优化过程，导致一个新的平衡，并且可能涉及跨语言网络分工的变化，这些变化与“退化”一节中已经提到的替代网络的参与类似。 ● 在语言网络中，我们可以想象出两种类型的神经错位。其中一种情况是，在病前状态下，某个网络处于静止状态，只有在受损后才开始发挥作用；另一种情况是，在病前状态下，多个网络对语言核心活动进行不同程度的贡献，并且在受损后通过调整分工来支持恢复。例如，读出三角计算模型有直接路径和间接的含义路径两种方式，二者共同构成该模型。在此模型中，当出现损伤并恢复过程时，研究发现其分工会从直接路径转向语义路径。而与此相似的是，EEG记录也表明，失语症患者的脑电波中含有更多与含义相关的波形，这可能意味着失语症患者为弥补语法障碍尝试增加对语义的依赖。恢复后的此三角模型缺陷与中央性阅读障碍患者观察到的缺陷模式一致。 语言网络和非语言网络间的神经错位是多变的 ● 越来越多的证据表明，语言区域与通用执行需求网络之间存在交互作用（见图1a）。在健康的个体中，高要求的任务需要执行需求网络最大程度地参与，在该网络的前额区域发生局部损伤后，未受损的顶叶区域会提高活动水平。因此，在失语症恢复过程中，语言系统和执行控制认知系统之间可能发生神经错位。符合这一假设的是，在评估自上而下控制过程的行为任务中，如注意力、处理速度和认知灵活性等，其表现常常与中风后的语言能力相关。 ● 神经影像学研究表明，中风患者的语言功能与健康个体相比，更多地涉及到通用领域区域。例如，在一个理解任务中，慢性中风后失语症患者的额叶上沟回（前顶联执行网络的一部分）和角回之间的连接增强，而执行同样任务的健康个体却没有这种现象（见图2c）。额顶联合一体化程度与语言恢复呈正相关。此外，在患有慢性或正在恢复期的中风后失语症的患者中，在各种语言活动期间，中线额叶区域的激活增强，但是在健康个体中没有这种现象。值得注意的是，当健康参与者的任务难度增加时，出现了类似于失语症患者的激活变化。因此，这些激活增加可能是由于可变神经错位和使用备用能力，而不是通过招募静止区域或神经计算入侵而导致的退化（见图2c）。为了充分理解这种可变错位的形式，需要生成计算模型，以提供有关语言特定和通用网络如何相互作用的机械化描述，无论在健康状态下还是在恢复期中风后的失语症期间。 右半球理论 ● 19世纪以来，有关右半球在中风后失语症康复中的作用的理论一直存在。Barlow报告了一位个体的案例，该个体从失语症中恢复，然后再次发展出失语症，死后发现其具有双侧IFG损伤。Gowers将这一发现解释为意味着右IFG在左Broca区损伤后接管了失去的功能，但随后的右半球中风破坏了这种恢复功能。正如前面所述，我们认为右半球理论是口头描述的可能与语言恢复相关区域的假说的一部分。通常情况下，这些假设并没有涉及到计算或机械化的内容，但它们可能代表先前提到的退化或可变神经错位原则的特定例子，而不是独立的恢复机制。当前文献包含了关于右半球参与程度的相反观点：一些研究者认为它是积极的，而另一些则提出右半球参与可能是不适应的（例如下面描述的跨纹状体抑制假说）。这两种信念都被用来指导治疗干预的发展。 ● 多项功能神经成像研究表明，中风后失语症患者右半球出现活化情况。然而，激活的变化难以解释，因为激活的强度与功能表现之间不太可能呈线性关系，仅凭激活本身并不能证明激活区域对表现的贡献。少数研究使用经颅磁刺激（TMS）探究了中风后右半球激活的因果性质。其中一项研究表明，短暂抑制激活的右半球区域会影响语义表现。fMRI分析技术的进展允许研究血氧动力反应的变化。例如，通过采用参数相关的分析方法，而非简单的减法分析，一项开创性的研究表明，在左侧后部上颞沟损伤后，右侧后部上颞沟显示出更陡峭的速率响应曲线和神经活动图案（如图2d所示）。这种增加的梯度意味着恢复功能可以通过重新编程现有区域的脑功能来实现，而无需引入额外的区域。而且，重要的是，这种生理反应性的变化不能仅通过fMRI激活的单变量对比来显现。 ● 图像分析领域的其他进展，包括连接分析、多体素模式分析和表征相似性分析，可能会为从失语症中恢复后右半球（或其他新激活区域）所传递信息的性质提供新的见解。事实上，一项开创性的研究使用多体素模式分析方法发现，在听觉理解过程中右侧额叶皮层的激活模式可以预测随后的语言恢复情况。尽管这一发现本身并不能揭示该区域执行的计算的性质或其如何促进恢复，但它仍旧十分重要。 ● 一些研究表明，在中风后的慢性期，右半球的激活与语言表现较差有关。有人认为右半球的激活与语言表现的负面关联支持“区域层次结构”理论，即最佳语言康复与左侧为优势的激活相关，右半球网络的参与只是次优选择。颅内磁刺激(TMS)的研究发现，在运动皮层中，跨脑半球的抑制性连接可以被“释放”（即失控）。这一发现表明，跨脑半球的去抑制作用可能在偏空间忽视和失语症等方面也存在。例如，在中风后的失语症中，右半球上调可能是由于冗余的辅助语言网络在右半球中始终存在，但在健康人中通过支配半球的跨脑半球抑制保持不活跃。上调的右半球语言网络可能通过跨脑半球抑制对于最佳语言表现需要的剩余左半球同源结构进行抑制。因此，这些“幼稚的”右半球系统可能需要被抑制，以使功能恢复到左半球上。基于这一一般性假设，一项研究发现，在对右侧下额区域进行经颅磁刺激治疗时，对语言康复的反应会得到增强。 ● 右半球激活与语言能力不佳之间的负相关可能部分反映了失语症严重程度和脑损伤大小之间的关系。因为较小的脑损伤往往会导致较轻度的失语症，并且留下更多的左半球完整并能够发挥作用。此外，大量证据表明，健康人的语言功能表现涉及了右半球的激活。在中风后，理解或言语产生能力的改善与右半球激活的增强或重新编程有关。事实上，一项针对健康人语义系统的研究发现，左右颞叶前部之间存在正向的有效连接，并且左侧颞叶前部经过经颅磁刺激后可以调节右侧同源区域的激活，这可能反映了神经递质的变化。 ● 尽管横贯胼胝体抑制被频繁提及，但我们不知道除了最初描述的主要运动系统之外，是否存在任何证据表明胼胝体抑制性连接也存在于其他系统中。此外，在中风后的语言或注意任务中，我们也没有发现任何动态因果模型证据显示来自对侧到同侧皮层区域的负效应连通性有所增强。从计算的角度来看，横贯胼胝体抑制的概念令人困惑，因为右半球系统如何在持续受到抑制的情况下发展尚不清楚。次要的右半球网络似乎构成了一个生物代价高昂的备份系统，且很少被使用。 ● 更广泛地说，目前缺乏对右半球在失语症康复中功能的计算描述。未来的研究需要确定左右半球网络在健康个体中如何协同工作、这些半球的功能和特征是如何发展的、双侧网络是否有益以及良好的恢复是反映出损伤的左半球的逆转还是右半球网络的上调。一项最初的计算探索发现，双侧语义网络可以使系统更加鲁棒，抵御单侧干扰或损伤，并通过基于可塑性的学习实现功能的恢复。 对治疗的启示 ● 更清晰地理解正常和康复语言表现的机制，将有助于设计治疗方法，确保语言功能实现最大程度的自主恢复，并提高卒中后干预的有效性。在本节中，我们将讨论从失语症恢复机制的当前理解中得出的一些关键应用方面的含义，包括药物、语言治疗、言语治疗以及非侵入性脑刺激干预。 药物干预 ● 通过增加我们对自主恢复涉及的神经计算机制的了解，可能能够开发药物干预方法来修改相应的神经递质系统。如果单胺通路被认为对于调节注意力和工作记忆，从而对恢复失语症时域通用执行网络的变量神经位移有益，那么上调这些通路可能是有益的。另外，如果神经连接的重新加权是恢复过程中关键的，以实现背侧和腹侧语言通路之间分工的转移或允许神经计算入侵到新的皮层区域，那么药物增加经验依赖性可塑性可能会改善治疗效果。 选择性5-羟色胺再摄取抑制剂与急性期卒中后失语症患者的语言恢复有关联，超越了药物对情绪的任何影响，并可能增加神经可塑性。从基底核到皮质的胆碱能输入对复杂认知加工相关的可塑性至关重要；然而，一种乙酰胆碱酯酶抑制剂的临床试验发现该药对中风后理解能力产生不良影响。这个试验结果强调了需要进一步研究药物干预的正面和负面效应。一个重要的考虑是如何最好地使用抗癫痫药物治疗卒中后的癫痫，因为这些药物可以降低皮质兴奋性，而抗癫痫药苯妥英已经众所周知会恶化某些形式的脑损伤后的认知结局。 言语和语言治疗 ● 语言治疗（SLT）采用多种不同的干预方式，包括行为聚焦的神经康复技术。这些技术旨在识别和针对脑损伤后受损的特定语言方面，或者鼓励补偿机制和策略。如果执行系统或注意力系统在变化的神经错位和恢复中起到重要作用，那么我们可能需要“激励性”SLT来保证适宜的有吸引力的学习环境。例如，近年来开发的面向移动设备的疗法和应用程序具有娱乐和游戏化特性，这可以使它们比简单的重复训练更具吸引力或挑战性，从而有助于增加执行系统在语言功能中的参与度。如果恢复是通过在不同语言网络之间转移工作任务实现的话，SLT则可以针对未受损的语言通路进行治疗。例如，可以通过同时启动单词含义的提示或检索，以增加使用腹侧语言通路进行重复时的参与度。建立对中风后右半球在语言功能中的作用的真正机制理解，将对目前和未来形式的SLT的使用产生重大影响。例如，旋律语调疗法被认为是通过涉及右半球脑区来发挥作用的。 ● 一些计算模型表明，在康复初始阶段，可塑性最大，但随着学习的进行逐渐减少，因此在这个“关键时期”，可能需要进行早期、高剂量的SLT。然而，在恢复的慢性阶段，可塑性降低，人们仍在争论如何进行疗法：是进行有限期间的密集疗法，还是间隔一段时间进行分散疗法更优。证据表明，当治疗总剂量相同时，分散式模式比强化疗法更为优越（通常，强化疗法包括的剂量比分散干预要高），这符合分布式学习的心理模型。最后，阅读的计算模型表明，如果训练数据的样本不够多样化，则可能会对音位统计信息进行亚标记采样，使得系统无法将所学推广到非单词阅读。这一发现表明，我们需要确保SLT中使用的学习环境能重新采样各种语言表示，以实现最佳恢复。 无创脑刺激 ● 为了确定使用NIBS（非侵入性脑刺激）时需要刺激的区域和/或网络，我们需要更好地理解康复失语症的机制。许多NIBS研究试图通过抑制右侧三角极IFG来促进左侧IFG发挥作用，这种方法基于跨大脑半球去抑制的理论。证据表明，这种NIBS干预协议可以促进中风后命名能力的恢复。有一项试验报告指出，在对右侧三角极IFG进行低频、抑制性的反复TMS刺激后，与安慰剂刺激相比，左半球活性增加。然而，正如前面所述，我们没有发现有说服力的证据表明健康个体之间存在跨大脑半球的语言区域之间的去抑制性连接。此外，同样的TMS协议可能会在不同个体中引起高度不同的反应。因此，未来的研究必须阐明右侧三角极IFG的抑制性TMS协议是否真正抑制了右侧IFG的活化并减少了对左侧IFG的抑制，这些变化是否由于减少了从右侧IFG到左侧IFG的负效应连接而引起，并且这种变化的程度是否与语言恢复程度相关。 ● 如果执行和/或注意力系统对恢复至关重要，我们可能需要使用NIBS来针对领域通用网络进行干预。事实上，在健康人群中，已经发现通过中线额叶区的TMS刺激可以提高人工词汇学习表现，但这一效应在恢复失语症方面尚未得到研究。如果将神经逆向转移变量到语言网络的备用容量对失语症恢复很重要，那么刺激损伤区周围的左半球区域可能会有助于恢复，但目前该方法的疗效证据还很有限。更广泛地说，如果我们要解释观察到的NIBS临床反应，我们必须加强对NIBS方法及其对局部和远程神经网络活动影响的理解。   结论 尽管越来越多的研究致力于探究中风后失语症康复的神经基础，但许多理论仍然只是对观察到的现象做出的口头描述而已。计算模型表明，中风后失语症的恢复机制可以被概念化为退化神经网络的参与，或者通过可变神经置换在网络内或网络间使用备用容量。可变神经置换可能涉及特定语言系统或非语言系统、认知系统等，这些系统与执行功能有关。这一概念框架与旨在最大限度地提高中风后语言恢复的药理学、SLT和NIBS干预措施的设计有关。失语症恢复的纵向神经影像学数据以及不同(特别是多元)类型的影像学分析需更好地阐明脑卒中后激活的皮质区域所进行的计算。 译者简介  |
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