喬宇斐 綜述 商瑩瑩 審校
單側(cè)耳聾是指一側(cè)耳為重度及以上的感音神經(jīng)性聽力下降,而對側(cè)耳聽力完全正常。其總發(fā)病率約為3%~9.3%[1~3],在新生兒中的發(fā)病率約為0.4‰~34‰[4]。單側(cè)耳聾表現(xiàn)為單側(cè)耳聽力喪失而對側(cè)耳聽力正常。其主要病因包括病毒感染、微循環(huán)障礙、自身免疫異常、聽神經(jīng)瘤、先天發(fā)育異常、外傷等,但很多時候病因難以明確,有研究報道約60%的單側(cè)耳聾患者找不到明確的致病原因[5]。由于單側(cè)耳聾患者一側(cè)耳聽力完全正常,日常言語交流功能尚可,主要表現(xiàn)為噪聲下言語識別能力及聲源定位能力下降。目前,臨床上對于單側(cè)耳聾患者的干預(yù)率很低。
目前已有很多對于雙側(cè)耳聾的研究證實(shí),聽力損失能夠引起大腦結(jié)構(gòu)和功能廣泛的重塑,這種改變不僅僅發(fā)生在聽覺區(qū)也涉及到非聽覺區(qū),使得聽力損失患者除聽覺功能以外的其他感官功能(如視覺、觸覺)也發(fā)生了改變,甚至可以影響患者的高級認(rèn)知功能[6~9]。近些年越來越多的研究表明,單側(cè)耳聾患者的大腦也會發(fā)生廣泛的重塑。不同于雙耳聾患者,單側(cè)耳聾患者聽覺功能僅部分被剝奪且沒有言語功能的缺失,因此單側(cè)耳聾患者的結(jié)構(gòu)以及功能上的中樞重塑可能更加復(fù)雜[10,11]。本文就目前已有的單側(cè)耳聾中樞重塑相關(guān)研究報道進(jìn)行綜述,總結(jié)單側(cè)耳聾患者所發(fā)生的從結(jié)構(gòu)到功能的中樞重塑以及行為表現(xiàn)能力上的變化。
已有研究通過核磁影像數(shù)據(jù)中基于體素的形態(tài)學(xué)分析方法,對比單側(cè)耳聾患者和聽力正常人的大腦灰質(zhì)體積,發(fā)現(xiàn)單側(cè)耳聾患者大腦聽覺區(qū)的灰質(zhì)體積小于聽力正常人,涉及的區(qū)域包括初級聽覺皮層(Heschl's區(qū)、部分顳上回)及聽覺相關(guān)區(qū)域(顳中回、顳下回)等[11]。而進(jìn)一步的研究則更明確地指出左、右側(cè)耳聾的中樞重塑具有偏側(cè)性,即與聽力正常人相比,左耳聾患者的右側(cè)顳上回及顳中回的灰質(zhì)體積明顯減小,而右耳聾患者則表現(xiàn)為左側(cè)大腦顳上回及顳中回的灰質(zhì)體積明顯減小[10,12]。同時研究還發(fā)現(xiàn)聽覺相關(guān)區(qū)域的灰質(zhì)體積與單側(cè)耳聾患者的耳聾時間及耳聾程度呈負(fù)相關(guān),即患者耳聾時間越長、聽力損失越嚴(yán)重,聽覺區(qū)灰質(zhì)體積越小[11,12]。
單側(cè)耳聾患者大腦聽覺區(qū)的改變不僅發(fā)生在灰質(zhì),其聽覺傳導(dǎo)通路中的白質(zhì)纖維束也發(fā)生了改變[13~15]。研究使用功能核磁彌散張量擴(kuò)散技術(shù)(diffusion tensor imaging,DTI),測量患者大腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)參數(shù),包括各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy,F(xiàn)A)、軸向彌散系數(shù)(axial diffusivity,AD)、徑向彌散系數(shù)(radial diffasivity,RD)等,反映神經(jīng)纖維束的密度和取向分散度等特性。研究以聽覺傳導(dǎo)通路中的外側(cè)丘系和下丘作為感興趣區(qū)域,發(fā)現(xiàn)單側(cè)耳聾患者雙側(cè)腦外側(cè)丘系以及下丘的RD明顯大于正常聽力者,且FA小于正常聽力者[13~15]。這些結(jié)果提示SSD患者聽覺傳導(dǎo)通路中的神經(jīng)纖維軸突固有形態(tài)發(fā)生變化,可能存在脫髓鞘的現(xiàn)象[13]。對比左、右側(cè)耳聾患者左右半腦的白質(zhì)纖維束發(fā)現(xiàn),耳聾對側(cè)腦外側(cè)丘系和下丘的FA明顯小于同側(cè);相反,耳聾對側(cè)腦外側(cè)丘系和下丘的RD大于同側(cè);但雙側(cè)的AD未見明顯差異[14]。AD不變提示單側(cè)耳聾患者聽覺傳導(dǎo)通路中神經(jīng)纖維的方向沒有發(fā)生變化,但是RD的增大提示了軸突可能存在脫髓鞘的現(xiàn)象,因此導(dǎo)致FA的減小。對于單側(cè)耳聾患者的雙側(cè)白質(zhì)均發(fā)生改變的現(xiàn)象,Wu等[13]認(rèn)為可能是由于在聽覺傳導(dǎo)通路中20%~30%患側(cè)未交叉上行的神經(jīng)纖維束受損,但是70%~80%從對側(cè)交叉而來的神經(jīng)纖維束維持了該側(cè)耳的正常聽力,因此患者雖表現(xiàn)為一側(cè)耳聾,但大腦白質(zhì)表現(xiàn)為雙側(cè)改變。
正常聽力人群雙側(cè)大腦半球?qū)蝹?cè)聲刺激的反映產(chǎn)生的激活是非對稱及非同步的(對側(cè)半腦的反應(yīng)大于且快于同側(cè))[16],然而研究發(fā)現(xiàn)在單側(cè)耳聾患者中,這種雙側(cè)大腦半球?qū)蝹?cè)聲刺激的非對稱性發(fā)生了改變。當(dāng)給予單側(cè)耳聾患者健側(cè)耳聲刺激時,雙側(cè)大腦半球神經(jīng)激活程度變得更加對稱且同步性更高[16~19]。這種雙側(cè)皮層激活對稱性增加是由于同側(cè)神經(jīng)活性增加,而不是對側(cè)神經(jīng)活性降低[16]。并且有研究發(fā)現(xiàn)左側(cè)耳聾患者雙側(cè)大腦半球聽覺區(qū)的對稱性比右側(cè)耳聾患者明顯[17,20]。在Bilecen等[21]對1例單側(cè)聽神經(jīng)瘤患者行聽神經(jīng)切除術(shù)前及術(shù)后功能核磁跟蹤研究中發(fā)現(xiàn),該患者術(shù)后55周接受單側(cè)聲刺激時開始出現(xiàn)同側(cè)聽皮層活性增加,從而使兩側(cè)聽皮層對稱性增加,提示單側(cè)耳聾患者的雙側(cè)大腦聽覺區(qū)皮層對側(cè)性重塑約發(fā)生在單側(cè)聽力損失后1年。
單側(cè)耳聾患者除聽覺區(qū)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變以外,一些與聽覺非相關(guān)區(qū)的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變。有研究指出單側(cè)耳聾患者距狀裂的灰質(zhì)體積及該部位靜息狀態(tài)下的局部一致性均小于正常聽力者[11,22]。距狀裂作為初級視覺皮層,其體積的減小和局部一致性的降低可能提示單側(cè)耳聾患者的中樞重塑不僅局限于聽皮層,也影響到了其他感官功能相關(guān)腦區(qū)。以往在全聾患者的研究中證實(shí)了聽覺完全剝奪能夠使患者中樞發(fā)生代償性的改變,即視覺處理征用更多的腦資源,提高視覺能力以代償聽力感官的缺失[23]??紤]到單側(cè)耳聾是一種特殊的部分聽力損失,該類患者中樞所發(fā)生的各種感官資源的代償可能比全聾患者更加復(fù)雜。
目前對于雙側(cè)耳聾患者跨感官功能改變已經(jīng)有研究,靜息態(tài)功能核磁研究發(fā)現(xiàn)單側(cè)耳聾患者的初級聽覺皮層與視覺區(qū)、觸覺區(qū)之間的功能連接較正常聽力者發(fā)生了改變,提示了單側(cè)耳聾患者發(fā)生了跨感官的視覺和觸覺區(qū)的重塑[23,24]。而任務(wù)態(tài)功能核磁的研究證實(shí)了耳聾患者大腦聽覺區(qū)資源被征用到視覺及觸覺任務(wù)中,且聽覺區(qū)資源被征用的越多,患者執(zhí)行其他感官處理任務(wù)的表現(xiàn)越好[9,24]。近期一項在單側(cè)耳聾的兒童中進(jìn)行的聽-視任務(wù)功能核磁研究發(fā)現(xiàn),單側(cè)耳聾患者次級視覺皮層(枕中回)激活程度要小于正常聽力對照組[25]。這種改變提示大腦為了代償單側(cè)聽力損失,很可能由聽覺區(qū)皮層征用了視覺皮層的資源,從而造成視覺皮層激活較正常人減弱。Sharma等[26]對1例行人工耳蝸植入術(shù)的單側(cè)耳聾兒童進(jìn)行術(shù)前及術(shù)后任務(wù)態(tài)腦電圖追蹤觀察,更直觀地闡明了單側(cè)耳聾導(dǎo)致的跨感官重塑,以及聽力改善后的中樞變化。該患者術(shù)前接受視覺運(yùn)動刺激時,與聽覺相關(guān)的顳下回以及顳中回出現(xiàn)了顯著的激活;給予觸覺震動刺激時,聽覺皮層(包括顳中回)也出現(xiàn)了激活,這說明單側(cè)耳聾患者發(fā)生了視覺以及觸覺的跨感官重塑。1例對于人工耳蝸植入術(shù)后33個月的患者再次接受視覺運(yùn)動刺激時,激活主要發(fā)生在與視覺相關(guān)的梭狀回,在左側(cè)顳上回和顳中回也出現(xiàn)了少量激活;而再給予同樣的觸覺刺激時僅出現(xiàn)觸覺皮層的明顯激活,而沒有發(fā)現(xiàn)聽覺皮層的激活[26]。這一結(jié)果說明在單側(cè)耳聾患者恢復(fù)聽力后,之前發(fā)生跨感官的重塑是可逆的。其中觸覺的跨感官重塑得到完全逆轉(zhuǎn),而視覺區(qū)的重塑僅部分逆轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象可能是由于視覺感官在日常生活中一直發(fā)揮著重要作用可以對聽力損失產(chǎn)生代償作用,因此其重塑一直被不斷強(qiáng)化;相對而言觸覺在日常生活中并沒有發(fā)揮如此大的功能,所以當(dāng)聽力改善后觸覺的跨感官重塑很快發(fā)生了逆轉(zhuǎn)[26]。
單側(cè)耳聾由于缺少了一側(cè)外周聲信號的傳入,因此對復(fù)雜聲信號識別能力顯著降低,如樂感、言語交流、空間定位及瞬時聲源信息的加工[27,28]。這些高級聽覺處理過程涉及了很多認(rèn)知相關(guān)腦區(qū),包括前額葉、頂葉、腦島等腦區(qū)在這一過程中都發(fā)揮了重要作用[29,30]。已有研究證實(shí),在聽力正常人中當(dāng)聲音環(huán)境變得更加復(fù)雜或者聲信號識別難度增加時,聽覺努力(listen effort)會增加,大腦會調(diào)用更多以上這些高級認(rèn)知腦區(qū)的資源,用以完成聲信號的處理和識別[29]。而在同樣的聲信號識別難度條件下,單側(cè)耳聾患者外周聲信號傳入較正常人是減少的,因此推測患者中樞資源的調(diào)動會發(fā)生相應(yīng)改變。研究還發(fā)現(xiàn)單側(cè)耳聾患者腦島區(qū)皮層局部一致性增高,并且負(fù)責(zé)目標(biāo)導(dǎo)向行為靈活控制的前島葉皮質(zhì)與默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)中的前扣帶回膝部、內(nèi)側(cè)前額葉的功能連接增強(qiáng)[22]。同時,單側(cè)耳聾患者大腦默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部表現(xiàn)出較正常聽力者增強(qiáng)的功能連接,區(qū)域涉及到與情緒處理相關(guān)的前扣帶回,管理自我參照心理活動的中上額葉和內(nèi)側(cè)前額葉,與認(rèn)知功能相關(guān)的后扣帶回/楔前葉以及與記憶檢索相關(guān)的顳下葉[22]。這種功能連接的改變可能是由于單側(cè)耳聾患者聽覺能力下降從而削弱了聽皮層對聲刺激的反應(yīng)能力,影響了大腦功能網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知過程。
早在80年代就已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn),單側(cè)耳聾的兒童不僅存在說話、言語障礙,還具有學(xué)習(xí)、行為和社會心理等相關(guān)問題[31,32]。先天性單側(cè)耳聾的幼兒首次發(fā)出兩字詞組的時間要比正常幼兒晚約5個月[33],并且4~6歲的單側(cè)耳聾兒童言語能力明顯低于健聽兒童[34]。多項研究報道了單側(cè)耳聾患兒在校學(xué)習(xí)能力及行為方面存在問題,約22%~35%患兒在一年級即出現(xiàn)了問題,12%~41%患兒需要接受額外的教育幫助才能進(jìn)行學(xué)習(xí)[34~36]。而對成年單側(cè)耳聾患者的研究中也發(fā)現(xiàn)單側(cè)耳聾造成的交流障礙比以往預(yù)期的更加嚴(yán)重,甚至?xí)绊懟颊叩纳鐣浑H與情感[37]。
單側(cè)耳聾患者由于一側(cè)聽力損失的特殊性,使其相較于健聽者在同樣的聲音條件下獲取的外周聲信號減少,但整體保留了大部分聽覺能力。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為單側(cè)耳聾患者日常言語交流基本不受影響,僅表現(xiàn)為聲源定位能力和噪聲下言語識別能力下降[38~40]。在單側(cè)耳聾患者日常交流尚可的情況下,考慮到助聽設(shè)備的高昂費(fèi)用以及一些有創(chuàng)助聽方法所帶來的痛苦及風(fēng)險,目前臨床上對單側(cè)耳聾的干預(yù)率極低。近些年越來越多的研究表明,聽力損失給患者帶來的影響遠(yuǎn)不止單純的聽覺能力減退,其可以導(dǎo)致中樞的重塑,并產(chǎn)生對其他感官功能以及高級認(rèn)知功能上的廣泛影響[27~30]。認(rèn)識單側(cè)耳聾的中樞重塑情況有助于更深入地了解單側(cè)耳聾對患者所產(chǎn)生的影響,從而可以指導(dǎo)臨床對于單側(cè)耳聾患者的干預(yù)。但是目前針對單側(cè)耳聾患者中樞重塑的研究較少且研究的樣本量小,因此未來還需要較大樣本和更全面的研究針對這一科學(xué)問題進(jìn)行更深入的探索。