单侧长期感音神经性耳聋患者言语认知力的功能磁共振变化

单侧长期感音神经性耳聋患者言语认知力的功能磁共振变化

陈红1黄志纯(通讯作者)2张光玉3朱新2冯旭

陈红1黄志纯(通讯作者)2张光玉3朱新2冯旭2

（1东南大学医学院江苏南京210009）

（2东南大学附属中大医院耳鼻咽喉科江苏南京210009）

（3中大医院影像科江苏南京210009）

【摘要】目的：探讨长期单侧感音神经性耳聋(SNHL)患者言语理解认知功能的功能磁共振变化。方法：对14例长期左侧SNHL患者（左耳聋组）、14例长期右侧SNHL患者（右耳聋组）和14例正常听力受试者(对照组)进行静息态功能磁共振（rsfMRI）检查并分析数据。结果：左、右耳聋组表现为额顶颞叶（包括BA5L、6L、8L、20L、42R、RPSTG、MPFC、PCC）的脑功能网络连接增强，而与言语理解和认知处理相关的脑区(BA5L、6L、20L、22R、42R、45L、46L、RPSTG、MPFC和PCC)的节点拓扑属性也表现出显著变化。结论：长期单侧SNHL患者言语理解和认知有关脑区发生了变化。

【关键词】感音神经性耳聋；言语理解；认知功能；脑功能网络

【中图分类号】R764【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2015）06-0085-02

感音神经性耳聋是临床常见病和多发病。已有研究已经表明单侧耳聋病人的大脑皮层的发生了功能重组[1]，本研究获得正常人及长期左、右耳聋患者的rsfMRI数据，比较三组间脑网络功能连接，探讨人脑中与认知和言语处理有关的脑区的变化。

1.材料与方法

1.1一般资料

选择东南大学附属中大医院2011年4月-2012年12月招募志愿者42例（表1）。1.左耳聋组：左侧感音神经性耳聋患者14例，耳聋时间＞2年，年龄（50.6±3.2）岁，患耳平均听力（84.1±4.0）dBHL；2.右耳聋组：右侧感音神经性耳聋患者14例，耳聋时间＞2年，年龄（49.4±4.0）岁，患耳平均听力（88.2±6.2）dBHL；3.对照组：14例正常听力受试者，年龄（52.5±2.9）岁。所有受试者均为右利手，无严重的神经系统疾病史和精神病药物服用史。三组实验者的年龄、性别和教育程度无显著差异。左右耳聋组的患耳的听力层之间，三组正常耳的听力层之间以及对照组左右耳听力层之间均没有显著差异(p>0.05)。

表1.受试者行为学特征（x-±s）

备注：p<0.05被作为有意义的差别.*表示左、右耳聋组患耳的听力层之间的比较;**表示三组正常耳的听力层之间的比较;***表示对照组左右耳听力层之间的比较。

1.2检查方法

采用西门子3.0TVerio磁共振成像仪和12通道标准正交头线圈，对受试者采用静息态下平面回波成像技术进行fMRI数据采集。受试者仰卧位、闭眼放松、静止，避免思维活动，软垫固定以减少头动。覆眼罩消除视觉干扰，戴耳塞及耳罩减低噪音。先使用SE脉冲序列获取20层轴位T2W图像排除颅内病变，然后使用SE脉冲序列扫描3D全脑矢状面解剖图像，176层，体素尺寸为0.986mm×0.986mm×1.0mm,层间隔为0mm，TE=2.48ms,TR=1900ms,FOV=256mm×256mm,翻转角为9°。静息态fMRI，36层，体素尺寸为3.75mm×3.75mm×4mm,层间隔为1mm，TE=25ms,TR=2000ms,FOV=240mm×240mm,翻转角为90°，扫描8分6秒，240个容积数据。利用SPM8软件(http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm8/)和CONN工具箱(http://www.nitrc.org/proects/conn)进行数据处理，fMRI图像经过时间校正、运动校正，标准化到蒙特利尔神经学研究所（MNI152）标准模板上。利用CONN工具箱对预处理数据低频时域滤过，滤波带宽0.01-0.1Ｈｚ，以便去除高频生理噪音和低频漂移。利用回归方法将脑白质、灰质、脑脊液以及运动参数作为混杂因素去除其影响。默认网中的每一个脑区都按照Brodmann区（BA）进行命名，并把这些脑区分别作为种子点进行功能连接和分析。

1.3统计学分析

采用统计软件SPSS19.0。单因素方差分析脑网络功能连接在这三组间的差异。事后检验进一步探索由方差分析所发现的显著差异。

2.结果

单因素方差分析显示三组间有显著差异（p<0.05）。与对照组对照，左耳聋组几个脑区间表现出明显的功能连接增强；内侧额叶前皮层与左侧体感联合皮层（BA5L)、双侧初级躯体感觉和运动皮层(BA3、4)间;后扣带回与体感联合皮层（BA5)、右侧初级躯体感觉和运动皮层间;BA5L与内侧额叶前皮层、后扣带回、左侧额叶皮层(BA8L、9L、10L)和左前颞下回(BA20L)间;左侧运动前皮层（BA6L）与左梨状皮质（BA27L）间；左背侧额叶皮层（BA8L）与左侧初级听皮层（BA42L）、双侧后颞皮层间，以及右运动前皮层（BA6R）和BA5L间;左前颞下回和初级躯体感觉皮层（BA1L、2L、3）、BA5L、初级运动皮层（BA4、6）间。另外，右前颞上回后部表现出与扣带回间减弱的功能连接，与左侧前额皮层(BA8L,9L)的增强的功能连接。这些结果表明了功能重组导致了与言语理解和认知过程有关的额顶颞叶网络功能连接增强。并且预示着左侧长期感音神经性耳聋患者语言处理和认知功能的变化。我们同时也发现与对照组对照，右侧长期感音神经性耳聋患者的右侧初级听觉皮层(BA42R)表现出与左侧初级视皮层(BA17L)的功能连接增强，表现出交叉的功能重组(图1).

图1：CONN软件得出的功能连接结果(p<0.05）进行事后检验结果：A-H显示了耳聋组和对照组分别以MPFC、PCC、BA5L、6L、8L、20L、RPSTG和BA42R为种子点的功能连接有着显著的差异。H显示了右耳聋组患者与对照组相比，BA42R为种子点的功能连接增强。数字表示BA为基础的感兴趣区,箭头线宽度表示T值。与对照组相比，左耳聋组的以BA5L、6L、8L、20L、RPSTG、MPFC和PCC为种子点与顶、额、颞叶间的功能连接增强。BA42R表现出功能重组。CG：扣带回；PSTG：后颞上回；MPFC：中额前皮层;PCC：后扣带回。

3.讨论

随着脑功能成像技术的发展与运用，促进了大脑语言认知的研究。静息态功能磁共振由于能够反映人脑的自发神经活动,已经成为神经科学领域和神经精神疾病领域的研究热点[2]。人即使处于静息状态，仍存在脑自发性和持续性的功能活动[3]。静息状态研究更有利于反映基础状态下的脑功能连接，已被大量应用到精神分裂症[4]、阿尔茨海默症[5]等疾病研究中。静息状态下的默认脑网络可能与人脑的意识、记忆等高级功能有密切关系。利用功能磁共振研究发现感音神经性聋患者大脑皮层存在重组[6]，静息状态下存在脑默认网络的功能连接异常[7]。大脑皮质为中枢神经系统的最高级中枢，各皮质的功能复杂，与语言、文字等密切相关。大脑皮质分为若干区。言语功能主要包括言语表达和言语学习技能，主要与额叶（以左额叶为主）功能有关，颞叶功能也参与其中，左颞叶主要处理语言信息、而右颞叶主要处理非言语类自然的声音。语言和视觉构建能力依赖于额、顶叶间的连接[5]。本研究发现耳聋组和对照组分别以MPFC、PCC、BA5L、6L、8L、20L、RPSTG和BA42R为种子点的功能连接有着显著的差异，左耳聋组的以BA5L、6L、8L、20L、RPSTG、MPFC和PCC为种子点与顶、额、颞叶间的功能连接增强。位于额中回后部8、6区，是书写中枢，共同构成前运动皮层，指导感官运动，辅助运动区。前额叶皮层执行认知功能、思维和知觉的所有方面、信息的记忆和回忆。颞叶的颞上回是初级和次级听觉皮层的所在地，为处理听觉讯息的中枢。而听觉语言中枢，包括位于颞上回42、22区皮质，该区具有能够听到声音并将声音理解成语言的一系列过程的功能。第一颞上回的后部是语言综合的必须核心部位。98%右利手中，左半球专管语言的处理和语法，右半球可以理解口语和一些印刷的词。这可以用来解释左耳聋组的以BA5L、6L、8L、20L、RPSTG、MPFC和PCC为种子点与顶、额、颞叶间的功能连接增强。而后扣带回则与记忆有关，有研究证实与后扣带回相关的静息状态脑网络连通性减低与阿尔茨海默病早期情节记忆损害有关系[8]。

脑功能网是基于各脑区之间的功能连接构造的，与对照组相比，耳聋组语言网中有些脑区的拓扑属性的发生显著改变，集中表现为与认知有关的默认网和与言语理解相关的脑区呈现了增强的功能连接。可能潜在地对耳聋病人的语言理解产生了一定的影响。由于大脑对声音及言语的处理是由许多脑区组成的一个复杂网络系统来完成，该网络能够处理各种形式的信号输入，网络中的任何一个环节出了问题，都会影响大脑对声音及言语信息的处理。

【参考文献】

[1]TibbettsK,EadB,UmanskyA,etal.Interregionalbraininteractionsinchildrenwithunilateralhearingloss[J].OtolaryngolHeadNeckSurg,2011,144（4）:602-611.

[2]SchwarzAJ，McGonigleJ.Negativeedgesandsoftthresholdingincomplexnetworkanalysisofrestingstatefunctionalconnectivitydata[J]．Neuroimage,2011，55(3):1132-1146．

[3]陈井亚，杨明，刘斌，等.正常人运动皮质的功能连接网络及其小世界性[J].中国医学影像技术,2013,29(３):344-348.

[4]LiuYong，LiangMeng，ZhouYuan，etal.Disruptedsmall-worldnetworksinschizophrenia［J］.Brain，2008，131(4):945-961.

[5]BackmanL,JonesS,BergerAK,etal.CognitiveimpairmentinpreclinicalAlzheimer’sdisease:ameta-analysis[J].Neuropsychology,2005,19(4):520-531.

[6]季慧，黄志纯，杨明，等.单侧感音神经性耳聋患者听觉皮层的BOLD-fMRI研究[J].江苏医药,2010，36（11）：1241-1243.

[7]季慧，黄志纯，杨明，等.单侧突发性感音神经性耳聋患者静息状态默认网络的变化[J].江苏医药,2012，38（19）：2246-2249.

[8]张洪英，王世杰，杨明，等.静息状态功能磁共振成像观察轻度阿尔茨海默病后扣带回功能连通性的变化[J].中华神经外科杂志,2008(7):471-475.