裴倩，宋魯平，張通

·專題·

注意訓(xùn)練對非流暢性失語患者雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)影響的功能磁共振研究

裴倩1，宋魯平2，3，張通2，3

目的 考察注意訓(xùn)練對非流暢性失語患者漢字加工任務(wù)中雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)的激活區(qū)及偏側(cè)化指數(shù)的影響。方法將20例腦卒中后非流暢性失語患者分成實驗組及對照組各10例，分別給予注意訓(xùn)練和認(rèn)知訓(xùn)練，每次30 min，每周5次，共4周。訓(xùn)練前后分別采用組塊設(shè)計對患者漢字加工任務(wù)進(jìn)行功能磁共振掃描，比較訓(xùn)練前后雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)的激活區(qū)及偏側(cè)化指數(shù)。結(jié)果 訓(xùn)練前兩組患者均為右側(cè)額下回、雙側(cè)頂葉、雙側(cè)小腦顯著激活；訓(xùn)練后，實驗組各激活區(qū)更加顯著，而對照組各激活區(qū)未見顯著變化；訓(xùn)練前兩組患者均呈右半球優(yōu)勢；訓(xùn)練后實驗組呈左半球優(yōu)勢，而對照組仍呈右半球優(yōu)勢。結(jié)論 在雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)中，右側(cè)額下回、雙側(cè)頂葉、雙側(cè)小腦可能在知覺注意階段對解決雙重任務(wù)干擾非常重要；注意訓(xùn)練后激活更加顯著；注意訓(xùn)練可能使失語癥患者語義加工產(chǎn)生了功能重組。

注意訓(xùn)練；雙任務(wù)范式；干擾效應(yīng)；皮層激活區(qū)；偏側(cè)化指數(shù)

［本文著錄格式］裴倩，宋魯平，張通.注意訓(xùn)練對非流暢性失語患者雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)影響的功能磁共振研究［J］.中國康復(fù)理論與實踐，2015，21（2）:125-129.

CITED AS:Pei Q，Song LP，Zhang T.Effects of attention training on interference effect of dual-task paradigm in poststroke nonfluent aphasiacs:a functional magnetic resonnce imaging study［J］.Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian，2015，21（2）:125-129.

腦卒中后失語患者同時進(jìn)行多項語言性任務(wù)時，注意缺陷會影響任務(wù)成績，最終應(yīng)歸因于最基本的注意受損。有學(xué)者對此提出了注意資源理論［1-2］：一種可能是腦卒中患者注意資源容量病理性降低，另一種可能是注意資源分配失常，也可能是兩者兼有。國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)表明，注意訓(xùn)練對改善患者言語產(chǎn)出及理解有改善作用，并有注意訓(xùn)練軟件在言語康復(fù)訓(xùn)練中應(yīng)用的報道。

多年來，雙任務(wù)范式（dual-task paradigm）已廣泛應(yīng)用于失語癥注意資源理論的研究中。雙任務(wù)范式是考察注意如何在兩個并行任務(wù)間起指向和調(diào)節(jié)作用，其基本方法是：讓被試執(zhí)行兩個明顯不同的任務(wù)，研究者評估這兩個任務(wù)間相互影響的程度，通過使任務(wù)相互競爭來揭示注意的特性。研究提示，失語癥患者進(jìn)行單任務(wù)時，因為注意需求較小，有足夠的資源容量進(jìn)行語言加工，因此操作成績與正常人相似；而當(dāng)進(jìn)行雙任務(wù)操作時，即復(fù)雜或多個操作施加的任務(wù)需求增加時，大部分患者會由于注意資源容量不足或分配障礙而導(dǎo)致操作成績下降，即雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)顯著［3］。本研究通過功能磁共振（functional magnetic resonnce imaging，fMRI）考察注意訓(xùn)練對非流暢性失語患者在漢字加工任務(wù)中雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2010年2月～2011年12月在中國康復(fù)研究中心住院的首次腦卒中患者20例，在參加實驗前進(jìn)行知情告知并簽字。將患者分為實驗組（n=10）及對照組（n= 10），兩組間一般資料無顯著性差異。見表1。

表1 兩組一般資料比較

入組標(biāo)準(zhǔn)：①頭部CT或MRI證實為單一病灶；既往無器質(zhì)性腦損傷病史；②病程3～12個月；年齡30～65歲；文化程度初中及以上；右利手；③根據(jù)西方失語癥檢查（WAB），失語商＜93.8分，言語流暢性0～4分；④能獨(dú)立保持坐位30 min以上，并可用健手進(jìn)行按鍵操作；視力或矯正視力正常；⑤無金屬血管支架或起搏器植入、金屬內(nèi)固定，無不可摘取金屬假牙。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①本次發(fā)病前已有語言障礙者或本次并發(fā)嚴(yán)重構(gòu)音障礙；②并發(fā)其他神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，如癡呆、帕金森病、運(yùn)動神經(jīng)元病等所致的言語障礙；③并發(fā)其他嚴(yán)重心、肺、腎功能不全，嚴(yán)重肝功能損害、惡性腫瘤等；④有嚴(yán)重認(rèn)知功能障礙、情感行為異常，不能配合檢查及康復(fù)訓(xùn)練；⑤研究期內(nèi)不能按要求隨訪。

所有患者實驗前均簽署知情同意書。

1.2 實驗材料和方法

1.2.1 實驗材料

同《健康人雙任務(wù)范式漢字加工的功能磁共振研究》［4］實驗材料。

1.2.2 訓(xùn)練方法

實驗組采用綜合注意訓(xùn)練，主要包括注意廣度訓(xùn)練、注意集中性訓(xùn)練、注意穩(wěn)定性訓(xùn)練、注意與形象思維抽象思維訓(xùn)練、注意與大腦抑制功能訓(xùn)練、注意與反應(yīng)速度訓(xùn)練、注意與記憶力訓(xùn)練、注意與手眼協(xié)調(diào)訓(xùn)練、注意與觀察力訓(xùn)練、注意與動作控制訓(xùn)練等。對照組采用認(rèn)知訓(xùn)練，主要包括計算力訓(xùn)練、記憶力訓(xùn)練、失認(rèn)癥訓(xùn)練、失用癥訓(xùn)練、執(zhí)行及解決問題的能力訓(xùn)練和注意力訓(xùn)練。每次30 min，每周5次，共4周。

1.3 實驗程序

在訓(xùn)練前后分別進(jìn)行fMRI檢查。實驗采用組塊設(shè)計，每個患者掃描3個run，分別進(jìn)行字義判斷任務(wù)、朗讀任務(wù)、同時字義判斷和朗讀任務(wù)。每個run掃描時間為384 s，前24 s為預(yù)掃描，以后30 s為一block，分別完成任務(wù)與基線任務(wù)，每個block為10個刺激?；€任務(wù)為注視“#”。由DMDX軟件編程的刺激程序通過光纖投射到眼鏡上，被試者在MRI掃描儀內(nèi)可看到眼鏡上的刺激內(nèi)容?；颊叽魃隙鷻C(jī)聽從命令。左手持鼠標(biāo)，如果該漢字是動物，左手中指按左鍵；如果不是動物，左手示指按右鍵。在進(jìn)行fMRI掃描整個過程中，要求被試者注視眼鏡中央并保持頭部不動，在最短時間內(nèi)對呈現(xiàn)在眼鏡中央的一個漢語漢字名詞進(jìn)行字義判斷和朗讀，電腦自動記錄反應(yīng)時間及錯誤率。

1.4 圖像采集

同《健康人雙任務(wù)范式漢字加工的功能磁共振研究》［4］MRI圖像采集。

1.5 數(shù)據(jù)處理

1.5.1 fMRI數(shù)據(jù)處理

同《健康人雙任務(wù)范式漢字加工的功能磁共振研究》［4］fMRI數(shù)據(jù)處理。

1.5.2 統(tǒng)計學(xué)分析

采用Wilcoxon符號秩和檢驗對兩組患者訓(xùn)練前后雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)的腦激活體積進(jìn)行比較。計算訓(xùn)練前、后雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)的偏側(cè)化指數(shù)（lateralization index，LI）。

LI=（L-R）/（L+R）

其中，L=左側(cè)半球激活體素數(shù)，R=右側(cè)半球激活體素數(shù)；LI＞0.1為偏左側(cè)優(yōu)勢。

2 結(jié)果

2.1 腦激活區(qū)

左側(cè)基底節(jié)損傷患者的雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)激活區(qū)，訓(xùn)練前均以右側(cè)為主（P＜0.05）。訓(xùn)練后對照組激活區(qū)仍均以右側(cè)為主（P＜0.05）；實驗組激活區(qū)以左側(cè)為主（P＜0.05），左側(cè)半球激活區(qū)較訓(xùn)練前有顯著性擴(kuò)大（P＜0.05），右側(cè)半球激活區(qū)較訓(xùn)練前有顯著性縮?。≒＜0.05）。見表1、表2。

兩組右側(cè)額下回、雙側(cè)頂葉、雙側(cè)小腦顯著激活，且實驗組激活更加顯著。見圖1。

表1 實驗組訓(xùn)練前后腦激活體積比較（mm3）

表2 對照組訓(xùn)練前后腦激活體積比較（mm3）

圖1 兩組訓(xùn)練前后大腦皮層激活圖

2.2 偏側(cè)化指數(shù)

兩組患者訓(xùn)練前均為右半球優(yōu)勢（LI＜-0.1）；訓(xùn)練后對照組仍均為右半球優(yōu)勢（LI＜-0.1），但實驗組轉(zhuǎn)為左半球優(yōu)勢（LI＞0.1）。見表3。

表3 訓(xùn)練前后兩組患者偏側(cè)化指數(shù)的比較

3 討論

漢字加工的相關(guān)研究中，較多學(xué)者認(rèn)為，注意的集中、分配等水平對語言產(chǎn)出有重要作用。Dong等應(yīng)用fMRI發(fā)現(xiàn)，腦區(qū)的部分激活是因為任務(wù)對注意分配的需求而產(chǎn)生［5］。本研究雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)結(jié)果顯示，右側(cè)額下回、雙側(cè)頂葉、雙側(cè)小腦的激活為特異性激活區(qū)，且在注意訓(xùn)練后激活更加顯著。

本研究主要考察注意分配能力。Christoph等的MRI結(jié)果顯示，在目標(biāo)刺激過程中主要激活右前額皮質(zhì)［5］。Marie等使用Stroop任務(wù)研究證明，與注意任務(wù)有關(guān)的信息加工取決于多個皮層功能的合作，主要為前額葉的功能，另外后部系統(tǒng)也產(chǎn)生一定功能，前額葉通過調(diào)節(jié)后部皮層系統(tǒng)加強(qiáng)前部系統(tǒng)的控制功能，從而加工相關(guān)任務(wù)［5］。右額下回在短刺激下激活更顯著［6-8］。較多研究結(jié)果提示，前額葉參與大腦執(zhí)行控制功能［9］，尤其需要較高注意水平時，前額葉可能參與有效配置注意資源。本研究結(jié)果顯示，右額葉激活明顯，且在注意訓(xùn)練后更顯著，進(jìn)一步說明右額區(qū)在注意功能解決雙重任務(wù)干擾任務(wù)時非常重要。

對恒河猴的研究證明，頂葉皮層存在“注意神經(jīng)元”，對注意轉(zhuǎn)移非常敏感［10-11］。本研究中，頂葉出現(xiàn)了激活，且在注意訓(xùn)練后激活更顯著，表明雙任務(wù)范式中對注意的需求增多，且因在注意訓(xùn)練后注意資源容量增加、注意分配能力提高，更容易產(chǎn)生激活。

小腦也參與注意功能的執(zhí)行，小腦病變可損害注意網(wǎng)絡(luò)的定向和執(zhí)行控制功能［12-13］。本實驗結(jié)果進(jìn)一步證實了這一結(jié)論。

多數(shù)有關(guān)失語恢復(fù)的fMRI研究認(rèn)為，當(dāng)左側(cè)皮質(zhì)特殊功能區(qū)的病損比較完全時，胼胝體抑制相應(yīng)降低，因此右側(cè)同源性區(qū)域的激活增加是非適應(yīng)性重組，并非真正的神經(jīng)功能重組：右半球激活區(qū)與語言功能恢復(fù)無關(guān)，左半球病灶周圍殘存的語言區(qū)對患者語言能力的恢復(fù)真正起重要作用［14-16］。在恢復(fù)早期，完成語音和語義任務(wù)時，右側(cè)同源性區(qū)域胼胝體抑制的解除，使右側(cè)半球的語言副本活化；而在恢復(fù)后期，左半球病灶周圍區(qū)域形成新的語言網(wǎng)絡(luò)，提示左側(cè)的激活與功能的長期恢復(fù)有關(guān)［17-19］。左側(cè)病灶周圍語言相關(guān)腦區(qū)的激活在語言功能恢復(fù)中起作用，目前認(rèn)為可能是左側(cè)病灶周圍相對保留功能的神經(jīng)元樹突以出芽方式與周圍神經(jīng)元形成新的突觸，從而建立新的解剖和功能聯(lián)系，代償執(zhí)行受損腦區(qū)的部分功能［20-22］。本研究顯示，左側(cè)基底節(jié)卒中后失語患者在語義加工任務(wù)中訓(xùn)練前為右半球優(yōu)勢，注意訓(xùn)練后為左半球優(yōu)勢，且左半球激活區(qū)有顯著性擴(kuò)大，而認(rèn)知訓(xùn)練后未見顯著改變。與上述結(jié)論一致?？烧J(rèn)為注意訓(xùn)練較認(rèn)知訓(xùn)練對雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)的影響更加顯著。

Cao等的研究顯示，腦卒中恢復(fù)期右側(cè)額下回激活程度較高的患者，命名能力的恢復(fù)較差；而雙側(cè)額下回激活甚至向左側(cè)偏側(cè)化的患者比右側(cè)偏側(cè)化激活者恢復(fù)程度好，提示右側(cè)半球激活區(qū)域的減少和左半球語言網(wǎng)絡(luò)的良好重建提示更好的語言恢復(fù)［23］。也有研究顯示，在失語不同階段，兩個半球間相互作用，總的激活容量基本不變［24-25］。本研究實驗組左半球激活區(qū)顯著減小，右半球激活區(qū)顯著擴(kuò)大，與該研究結(jié)果相一致，提示注意訓(xùn)練對雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)產(chǎn)生了更有利的影響。

本實驗的行為學(xué)結(jié)果顯示，雙任務(wù)范式中，注意訓(xùn)練前后，患者漢字加工的反應(yīng)時之差和錯誤率之差有顯著改善。本研究顯示，左側(cè)基底節(jié)卒中后失語患者在漢字加工任務(wù)中訓(xùn)練前為右半球優(yōu)勢，注意訓(xùn)練后為左半球優(yōu)勢，且左半球激活區(qū)有顯著性擴(kuò)大，而對照組未見顯著改變；結(jié)合前人研究結(jié)果，左半球病灶周圍殘存的語言區(qū)對患者語言能力的恢復(fù)起重要作用，而右半球激活區(qū)與語言功能恢復(fù)無關(guān)；注意訓(xùn)練對雙任務(wù)范式干擾效應(yīng)產(chǎn)生了顯著的影響。

應(yīng)用fMRI技術(shù)不僅可揭示注意障礙的特征，探討注意調(diào)控功能的相關(guān)腦機(jī)制，還可為注意障礙的訓(xùn)練提供直接依據(jù)。目前fMRI在注意方面的研究相對較少，在今后的認(rèn)知語言學(xué)方面的研究中，擴(kuò)展和完善注意障礙的fMRI研究，可幫助我們理解注意、語言等障礙的神經(jīng)機(jī)制，以指導(dǎo)注意訓(xùn)練。

［1］Murray LL.Attention and aphasia:theory，research and clinical implications［J］.Aphasiology，1999，13（2）:91-111.

［2］陳栩茜，張積家.注意資源理論及其進(jìn)展［J］.心理學(xué)探新，2003，23（88）:24-28.

［3］柳妍，宋魯平，張通.注意資源理論在卒中后失語患者康復(fù)中的應(yīng)用［J］.中國卒中雜志，2009，4（1）:74-78.

［4］裴倩，宋魯平，張通.健康人雙任務(wù)范式漢字加工的功能磁共振成像研究［J］.中國康復(fù)理論與實踐，2014，20（11）: 1004-1007.

［5］Dong Y，Nakamura K，Okada T，et al.Neural mechanisms underlying the processing of Chinese words:an fMRI study［J］. Neurosci Res，2005，52（2）:139-145.

［6］Jiang YH.Resolving dualtask interference:an fMRI study［J］. Neuroimage，2004，22（2）:748-754.

［7］Warren SG，Yacoub E，Ghose GM.Featural and temporal attention selectively enhance task-appropriate representations in human primary visual cortex［J］.Nat Commun，2014，5:5643.

［8］徐君海.靜息狀態(tài)下腦網(wǎng)絡(luò)及其與注意的關(guān)系［D］.濟(jì)南:山東大學(xué)，2014.

［9］Kemmotsu N，Villalobos ME，Gaffrey MS，et al.Activity and functional connectivity of inferior frontal cortex associated with response conflict［J］.Brain Res Cogn Brain Res，2005，24 （2）:335-342.

［10］Takano K，Iijima Y，Sakamoto S，et al.Exploring the cognitive load of negative thinking:A novel dual-task experiment［J］.J Behav Ther Exp Psychiatry，2014，45（4）:435-440.

［11］Bryce D，Bratzke D.Introspective reports of reaction times in dual-tasks reflect experienced difficulty rather than timing of cognitive processes［J］.Conscious Cogn，2014，27:254-267.

［12］Bergstr?m F，Eriksson J.Maintenance of non-consciously presented information engages the prefrontal cortex［J］.Front Hum Neurosci，2014，8:938.

［13］Bratzke D，Bryce D，Seifried-Dübon T.Distorted subjective reports of stimulus onsets under dual-task conditions:Delayed conscious perception or estimation bias？［J］.Conscious Cogn，2014，30:36-47.

［14］Miura K，Nakamura Y，Miura F，et al.Functional magnetic resonance imaging to word generation task in a patient with Broca's aphasia［J］.J Neurol，1999，246（10）:939-942.

［15］Rosen HJ，Pcterson SE，Linenweber MR，et al.Neural correlates of recovery from aphasia after damage to left inferior frontal cortex［J］.Neurology，2000，55（12）:1883-1894.

［16］Heiss WD，Kessler J，Thiel A，et al.Differential capacity of left and right hemispheric areas for compensation of poststroke aphasia［J］.Ann Neurol，1999，45（4）:430-438.

［17］Yakushiji Y，Noguchi T，Charidimou A，et al.Basal ganglia cerebral microbleeds and global cognitive function:The Kashima Scan Study［J］.J Stroke Cerebrovasc Dis，2014.［Epub ahead of print］.

［18］Zhang Z，Zheng H，Liang K，et al.Functional degeneration in dorsal and ventral attention systems in amnestic mild cognitive impairment andAlzheimer's disease:An fMRI study［J］.Neurosci Lett，2015，585:160-165.

［19］Fernandez B，Cardebat D，Demonet JF，et al.Functional MRI follow-up study of language processes in healthy subjects and during recovery in a case of aphasia［J］.Stroke，2004，35（9）: 2171-2176.

［20］Stroemer RP，Kent TA，Hulsebosch CE.Neocortical neural sprouting，synaptogenesis，and behavioral recovery after neocortical infarction in rats［J］.Stroke，1995，26（11）:2135-2144.

［21］Karakas S，Do?utepe Dincer E，Ceylan AO，et al.Functional MRI compliance in children with attention deficit hyperactivity disorder［J］.Diagn Interv Radiol，2014.［Epub ahead of print］

［22］Liu ML，Chang XR，Yuan YQ，et al.Development of researches on acupuncture stimulation-induced regulatory effect under pathological state based on resting-state functional magnetic resonance technology［J］.Zhen Ci Yan Jiu，2014，39（5）: 418-421.

［23］Cao Y，Vikingstad EM，George KP，et al.Cortical language activation in stroke patients recovering from aphasia with functional MRI［J］.Stroke，1999，30（11）:2331-2340.

［24］Castelhano J，Duarte IC，Wibral M，et al.The dual facet of gamma oscillations:separate visual and decision making circuits as revealed by simultaneous EEG/fMRI［J］.Hum Brain Mapp，2014，35（10）:5219-5235.

［25］Gerretsen P，Menon M，Mamo DC，et al.Impaired insight into illness and cognitive insight in schizophrenia spectrum disorders:Resting state functional connectivity［J］.Schizophr Res，2014，160（1-3）:43-50.

Effects of Attention Training on Interference Effect of Dual-task Paradigm in Poststroke Nonfluent Aphasiacs:A Functional Magnetic Resonnce Imaging Study

PEI Qian，SONG Lu-ping，ZHANG Tong.Beijing Jishuitan Hospital，Beijing 100035，China

Objective To investigate the effect of attention training on cortical activation area and lateralization index in interference effect of dual-task paradigm as the poststroke nonfluent aphasiacs processing the Chinese character tasks.Methods 20 cases with nonfluent aphasia after stroke were divided into the training group and the control group，who accepted attention training and cognitive training respectively，30 min a time，5 times a week，for 4 weeks.They were investigated the cortical activation area and lateralization index caused by interference effect of dual-task paradigm under block design.Results The right inferior frontal gyrus，bilateral parietal and cerebellar cortex were activated before training in both groups，and more activated after attention training，but no change after cognitive training.Lateralization index suggested that the right brain was more activated before training，while the left side was activated after attention training，but no change after cognitive training.Conclusion The right inferior frontal gyrus，bilateral parietal and cerebellar cortex are very important in solving the dual task interference in the attention stage，and they are activated after attention training.It indicates that attention training makes a significant functional reorganization on Chinese character processing in poststroke nonfluent aphasiacs.

attention training；dual-task paradigm；interference effect；cortical activation area；lateralization index

R395.2

A

1006-9771（2015）02-0125-05

2014-11-27

2015-01-09）

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.02.001

1.國家自然科學(xué)基金項目（No.C030307）；2.中國康復(fù)研究中心課題（No.2011-3）。

1.北京積水潭醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，北京市100035；2.中國康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院神經(jīng)康復(fù)科，北京市100068；3.首都醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，北京市100068。作者簡介：裴倩（1986-），女，漢族，江蘇徐州市人，碩士，醫(yī)師，主要研究方向：神經(jīng)康復(fù)、骨科康復(fù)。通訊作者：張通、宋魯平。E-mail:zt61611@sohu.com（張通）；songluping882002@aliyun.cn（宋魯平）。