卒中患者大脑半球语言认知N400差异性研究

韩 静， 李 华， 苏俊红

关于语言认知N400的相关研究多局限于对脑组织未受损的正常人的研究。国内外相关研究报道也主要以脑组织未受损的正常人为研究对象，脑损伤后患者N400研究相对较少。本文以卒中患者为研究对象，比较不同半球损伤患者语言认知N400差异，从而探讨脑语言认知的半球间差异性。

1 资料与方法

1.1 研究对象

1.1.1 分组 (1)脑卒中组:系2006年1月 ～2007年2月入住石河子大学医学院第三附属医院神经内科的脑卒中患者20例，男15例，女5例;年龄35～70岁，平均(55.65±11.15)岁;病程 2～46w，平均(21.90 ±14.91)周。均为首次发病，且经CT/MRI确诊为单一病灶者。其中，左半球损伤者9例，右半球损伤者11例。(2)对照组:系同期入住本院的无脑损害的患者20例，男15例，女5例;年龄37～71岁，平均(55.30±10.26)岁。脑卒中组与对照组以及左、右半球损伤者，两组之间的性别、年龄等差异均无统计学意义，具有可比性。

1.1.2 纳入、排除标准 所有入组者母语均为汉语，受教育年限均在3年以上，系右利手，神志清楚、合作，定向力正常，至少一侧手肌力在Ⅳ级以上。排除视力、听力及智能障碍者。脑卒中组排除偏盲、忽视者，中重度失语者，脑水肿、脑萎缩及腔隙性脑梗死患者;对照组排除神经或精神系统疾病患者。

1.2 N400检查 实验设计参照陈漩等［1］的研究。本研究中选用启动范式，启动刺激分为图片和句子两种，靶刺激均为词语。“图片-词语”中，1幅图片和1个词语为1组，共110组;“句子-词语”中，每句由4～6个词语组成，最后1个词为靶词，共110句。启动刺激与靶刺激的关系分为语义一致和语义不一致。110组(句)中，10组(句)为模拟练习，100组(句)为正式测验，其中语义一致和语义不一致各半。运用E-prime软件将刺激材料编程，由17寸PHILIPS纯平显示器(屏幕刷新率85Hz，分辨率1024×786)以视觉方式呈现。刺激材料出现顺序随机，其中语义一致出现的概率为0.6，语义不一致出现的概率为0.4。被试于安静，温度、光线适宜的室内环境中，坐在背靠式软椅上，双眼与屏幕上显示的刺激材料平行，距屏幕约60～80cm。图片为彩色，词语为白色，背景统一选用黑色以减轻视觉疲劳。测验开始前向被试者说明本实验的目的及要求，待被试理解、同意配合后，按照10～20国际脑电记录系统，将记录电极置于被试者头皮Fz、Pz、T3、T4 4点，地线置于FPz，参考电极为双耳垂，各电极阻抗均小于5kΩ。滤波频宽为0.5～50Hz。其后请被试戴上耳机，仔细听每部分指导语。然后按键练习，熟悉操作，直至被试者完全理解、掌握后进行正式测验。测验过程中采用诱发电位仪记录波形，E-prime记录被试的行为反应(包括反应时和正确率)。波形的分析时间为1200ms，其中包括靶词显示前200ms和靶词显示时1000ms。删除眼动或其它原因引起波幅超过75μV的波，将采集的数据存入计算机硬盘。将记录的波形进行叠加、平均得到头皮各点波形以及差异波的平均波形图，测量N400差异波各点潜伏期和波幅。差异波系语义不一致条件下的N400总平均波与语义一致条件下的N400总平均波相减所得，又称 N400效应。于300～550ms的时间窗，选择最大负向波进行分析，测量其峰潜伏期和波幅。峰潜伏期为刺激起始点到波峰顶点的垂直距离。波幅的测量采用“峰-峰”值，即前支峰波谷到波峰的电压［2］。

1.3 统计学处理 数据录入SPSS10.0统计软件包，采用t检验、单因素方差分析进行数据处理。

2 结果

2.1 N400波形 根据刺激材料的不同，分别将左半球损伤和右半球损伤者各点N400波以及N400差异波进行叠加、平均，得到总平均波形图(见图1、图2)。从各点波形的总平均波形图中可以观察到，在150ms～550ms时窗，均有一个宽大而明显的负波-N400。表明，病例和对照组在“图片-词语”和“句子-词语”两部分语义一致和语义不一致两种情况下，均引出了N400波。从图中可以观察到，语义不一致时N400波形更明显，波幅高，峰潜伏期长。从差异波的总平均波形图中可以观察到，在200～600ms时窗，均有一个宽大而明显的负向波，即N400差异波，反映了N400效应。

2.2 N400潜伏期、波幅(见表1) 右半球损伤者Fz、Pz、T4 3点潜伏期较正常对照组延长。右半球损伤者Pz点潜伏期较左半球损伤者延长。右半球损伤者T4点波幅较正常对照组降低。

2.3 行为反应(见表2) 左、右半球损伤者反应时均较正常对照组延长，正确率均较正常对照组降低。右半球损伤者反应时较左半球延长。

表1 3组N400潜伏期、波幅比较()

表1 3组N400潜伏期、波幅比较()

左、右半球损伤者比较*P＜0.05;右半球与对照组比较#P＜0.05

潜伏期波幅组别Fz Pz T3 T4Fz Pz T3 T4左半球损伤者右半球损伤者对照组365.167±60.449 392.909±47.569#362.875±51.958 377.889±50.390*414.909±53.699#379.000±50.177 378.833±48.910 396.409±48.229 368.228±79.790 386.333±55.193 423.273±53.855#381.775±62.261 1.765±0.684 1.580±0.939 1.703±0.635 1.948±1.002 1.955±0.946 2.389±0.824 1.377±0.558 1.380±0.728 1.572±0.530 1.356±0.622 1.198±0.639#1.623±0.595

表2 3组反应时、正确率比较()

表2 3组反应时、正确率比较()

左、右半球损伤者比较*P＜0.05;左或右半球损伤者与对照组比较#P＜0.05;左或右半球损伤者与对照组比较##P＜0.01

组别 反应时 正确率左半球损伤者右半球损伤者对照组700.117 ±244.515*#851.004 ±379.676##528.918 ±195.570 94.531 ±5.088#93.891 ±5.731##96.895 ±3.653

图1 两半球损伤者“图片-词语”N400总平均波形比较

图2 两半球损伤者“句子-词语”N400总平均波形比较

3 讨论

大脑在书面语言加工过程中，是否存在半球优势化，这是多年来学者争议的问题。目前研究表明，拼音文字的阅读以大脑左半球加工为主。而汉语阅读则有左半球优势、右半球优势和两半球均势3种不同结论。汉字属于汉藏语系，拼音文字属于印欧语系，两者分属于不同的语系;从字形特点看，汉字是象形文字，由横、竖、撇、捺、折等单一笔画在空间位置上的变化形成，汉字的字形结构要求对笔划和偏旁部首的视-空间位置做精细分析，因此，除了具有语言意义外，汉字还具有很强的图形特征;拼音文字中的单词均由不同的字母组合或字母顺序的变化形成，主要具有语言信息，图形信息不明显。目前研究认为大脑右半球的主要功能是处理视-空间图形信息，由于汉字的字形特征，大脑右半球有可能参与汉语语言认知加工。李华对临床失语患者书写功能的研究证明，右半球参与汉字图形信息的加工处理［3］。唐一源等研究发现，默读汉字词时左下额区以及右侧颞叶和右枕叶被激活［4］。Yung-Yang Lin的研究也表明，字词加工中190～350毫秒时部分被试表现出右侧颞区被激活［5］。本研究结果显示，右半球损伤者Fz、Pz、T4 3点潜伏期较正常对照组延长，右半球损伤者较左半球损伤者，Pz点潜伏期延长，T4点波幅降低，反应时延长。表明大脑右半球额、枕、颞可能参与汉语言认知加工过程。

大脑皮质主要参与语言、注意、记忆等高级认知活动。Friederici对3例皮质损伤患者和4例基底节损伤患者的ERP研究发现，皮质损伤患者N400波幅较正常对照组降低，基底节损伤患者N400波幅和正常对照组相似［6］。本研究中，左半球损伤者中皮质语言区受累3例，其中失语者1例;皮质下损伤6例，其中失语者1例。右半球损伤者皮质语言区受累7例，皮质下损伤4例。本研究结果右半球损伤者较左半球损伤者N400潜伏期延长，也可能与右半球损伤者中大脑皮质语言区受损者较多有关。因此，大脑右半球是否参与汉语言的认知加工过程，仍需进一步探讨。

［1］陈 漩，金 梅.正常人汉语句子事件相关电位N400研究［J］.第一军医大学学报，2003，23:812.

［2］罗跃嘉.认知神经科学教程［M］.北京:北京大学出版社，2006.143-311.

［3］李 华.右半球损伤者汉字书写的研究［J］.中国临床心理学杂志，1996，4(2):77.

［4］唐一源，张武田，马 林，等.默读汉字词的脑功能偏侧化成像研究［J］.心理学报，2002，34(4):333-337.

［5］Lin YY，Liao KK，Chen JT，et al.Neural correlates of Chinese wordappropriateness judgment:An MEG study［J］.Internat J Psychophysiol，2006，62(1):122-133.

［6］Friederici AD，Von Cramon DY，Kotz SA.Language related brain potentials in patients with cortical and subcortical left hemisphere lesions［J］.Brain，1999，122(6):1033-1047.