顶叶与认知功能障碍

2015-12-09 13:49综述刚宝芝审校
医学综述 2015年22期
关键词:顶叶认知功能障碍

杨 丹(综述),刚宝芝(审校)

(哈尔滨医科大学附属第一医院神经内科,哈尔滨 150001)

顶叶与认知功能障碍

杨丹△(综述),刚宝芝※(审校)

(哈尔滨医科大学附属第一医院神经内科,哈尔滨 150001)

摘要:脑卒中不仅会造成患者肢体运动功能障碍,同时也会导致其认知功能受损,从而影响卒中的后续康复治疗,使患者社会及家庭角色下降或缺失。认知功能障碍的发生在很大程度上取决于病变部位。进一步探索顶叶卒中后可能出现的认知功能损害,对卒中患者进行早期干预,为预防血管性痴呆的发生及降低卒中患者病死率提供一定的理论基础。

关键词:认知功能障碍;顶叶;失用;失认;失算

随着社会人口老龄化进程加剧及生活方式的改变,脑卒中已逐渐成为全球第三大影响伤残调整寿命年的原因[1]。脑卒中不仅可导致肢体运动功能障碍,也可引起多种认知功能损害,从而直接或间接地影响卒中的后续康复治疗,增加再次卒中的风险,更增加患者的致残率及病死率。因此,卒中后认知功能障碍问题越发引起人们的关注。对于脑的高级功能来说,认知功能障碍的发生往往取决于病变部位[2]。顶叶作为人脑的主要结构之一,具有非常重要的生理功能,其与感觉、计算、运用、情境记忆、空间认知等功能密切相关。现就顶叶及其损害后所导致的认知功能障碍进行综述。

1顶叶的解剖结构

顶叶前面以中央沟与额叶分界,后面以顶枕裂和枕前切迹与枕叶分界,下面以外侧裂与颞叶分界。亦可将顶叶分为腹侧面和背侧面,腹侧顶叶包括顶内沟的腹侧面、缘上回和角回,即BA39和40;背侧顶叶包括顶内沟的背侧面以及顶上小叶,即BA7的背侧和腹侧面。顶叶侧面与其他脑区(如前额叶背外侧及颞叶)都有着直接丰富的神经纤维联系;同时它还接受来自内鼻侧以及颞叶内侧面(包括海马以及海马旁回)的投射纤维。脑功能成像的研究表明,人类的海马信息与腹侧顶叶有着很强的功能联系,腹侧顶叶可能采用相同的方式加工感觉信息和记忆信息[3]。

2顶叶与认知功能障碍

2.1顶叶与失用失用症是指在意识清楚、语言理解功能及运动功能正常的情况下,患者丧失完成有目的的复杂活动的能力[4]。失用症患者可以理解要完成的动作,并且无明显的运动障碍、感觉缺失等,但即使简单的、既往很熟练的动作也不能够完成,且无法使用物品或工具。临床上根据失用症对康复的不同影响,将其主要分为观念(意念)性失用、肢体运动性失用、观念(意念)运动性失用、口颜面部失用、结构性失用、更衣失用、言语失用和步行失用等。以往众多研究发现,左顶叶或额叶运动联合区损伤是引起失用的经典区域[5]。左顶叶缘上回考虑是概念的形成区,而额叶运动联合区则主要用于储存动作印迹。所以,如果动作概念形成区受到损害将会导致观念(意念)性失用;动作概念形成区与动作印迹储存区之间的连接通路受损则引起观念(意念)运动性失用;而动作印迹储存区受损可产生肢体运动性失用;颞叶峡部受损多出现体轴观念(意念)运动性失用[6]。但Sunderland等[7]通过对失用患者的观察提出,传统的记忆印迹理论不能解释有关新动作模仿的相关问题,也不能解释掌握常用工具方法再认识的任何相关缺陷问题;因此,提出改进的理论(即腹侧和背侧流模式)学说,并提出运动的控制保存在背侧流中,但其损害的调节来自于左侧颞叶的观念系统。此外,其他部位如胼胝体病变(如肿瘤直接压迫、大脑前动脉梗死或出血)时,也可引起胼胝体失用症。左侧肢体运动时,胼胝体前l/3的纤维将左侧额叶前运动皮质的信息传递至右侧前运动皮质,故其损伤后将阻止左右前运动皮质间信息的传递而导致失用[8]。由此可见,运用并非只与某个脑结构相关,而是与全脑的功能紧密相连,其涉及到广泛的神经网络系统,而每个系统又有其特定的加工过程。

2.2顶叶与失认失认为特异性形式的识别障碍,指患者在意识清楚、基本感知功能正常的情况下,不能通过特定感觉识别原来熟悉的、可正常感知的实体(如物体、面孔、声音或事件)。失认可分为视觉失认(包括面孔、颜色的失认)、听觉失认、躯体感觉性失认和空间忽视。顶叶卒中后常见触觉失认和空间失认。触觉失认即躯体感觉失认,指虽然无触觉损害,无命名障碍,却不能通过触摸辨认物体,是介导物体识别的躯体感觉障碍的特殊形式。导致触觉失认的常见病因为脑梗死。对于一个物体的触觉识别过程需要很多环节,如收集基本的感觉数据、整合感觉信息以达到对于物体触觉表现的一致性以及将触觉表现与语义知识相结合。顶叶、枕颞沟、岛叶在处理视觉和触觉信息时有着极其重要的作用,尤其是中央后回、顶内沟和顶颞沟。岛叶与丰富的感觉区域相联系,推测可能将信息传至非感觉区,在交互知觉模式的匹配中起关键作用[9]。研究表明,中央后回的原发性躯体感觉区损害后丧失了对物体纹理的识别功能,第二躯体感觉区损害后则无法判断物体形状及大小,故单独损害原发性躯体感觉区、第二躯体感觉区后可导致触觉失认[10]。Estanol等[11]通过研究发现,皮质梗死的患者触觉性物体识别障碍较丘脑梗死的患者更重。空间失认是指个体在双侧视野正常的情况下,不能注意到一侧视野内的刺激或不能对一侧视野内的刺激做出反应的现象,是一种常见的神经心理学功能障碍,其表现形式多样[12]。视空间注意障碍往往与额顶叶网络的损害有关,并且更多见于右侧半球损害。Ringman等[13]通过实验证实,额顶叶网络是人类视空间注意的神经物质基础,而右侧后顶叶皮质是视空间注意的关键脑区,其损害后会导致患者意向性运动功能下降,从而影响患者的日常生活能力的恢复。Malhotra等[14]研究发现,右后顶叶梗死的患者当注意力集中在空间信息时,其警惕性较正常人有所下降,这恰恰证实了右后顶叶在空间认知过程中发挥着保持警惕状态的特殊作用。与此同时,Koch等[15]也通过经颅磁共振刺激,并联合功能磁共振成像及脑电图证实,双侧顶叶功能不对称性是空间认知功能障碍的基础,右后顶叶在控制视空间注意中独特的作用不仅通过与其他功能区(如视皮质、额叶皮质)的联系,同样也通过控制左侧大脑半球的活动性,并且证实了由于右侧顶叶损害而导致视空间障碍的患者,其左侧后顶叶皮质的兴奋性显著增强,充分支持双侧半球相互竞争抑制理论。此外,右侧额中回、右侧颞上回、扣带回等其他脑区以及皮质下纤维等结构的损伤也可导致空间忽视[16]。因此,对于右侧后顶叶皮质在视空间注意过程中的作用及其与其他相关脑功能区间的交互作用仍需更加深人的研究。

2.3顶叶与失算计算和语言一样,是人脑的重要认知功能,这种能力随着文化教育和神经系统的发育而逐步发展。神经心理学认为,计算行为可能包含数字识别、数学符号含义的理解、从长时记忆中提取计算事件(个位数加减法、乘除法等简单算式、结果的机械记忆)、计算方法的选择、运算规则和特殊计算程序的执行、中间结果的暂时储存和再提取以及记忆结果的表达等认知成分[17]。研究表明,计算任务需要广泛的脑部神经网络系统参与,随着计算难度的加大,脑部需要动员更多的相关功能区参与,激活了更多的功能子系统[18]。而顶叶,尤其是左侧顶内沟是进行计算的重要部位。顶叶皮质不同亚区损害后可能会造成特定计算成分的功能下降,例如,顶内沟为进行数字处理的主要区域,其损害后将出现语义性失算,即数字处理的一般性障碍或数量处理的语义理解障碍;顶下小叶则在数量表达和数量语意处理中起核心作用;左侧角回梗死后导致运算过程中以语言为基础的障碍;而顶上小叶后部与空间和非空间注意力相关[19]。此外,不同运算方式也与不同亚区相关,在进行减法运算时,可观察到顶下区激活明显,特别是退位减法运算时,既要从长期记忆中提取出固有计算结果,又要在此基础上结合数量编码和语意信息理解;同时,还需要额前区皮质(即空间记忆)的参与[20]。乘法运算时,右侧顶下小叶、顶内沟激活明显[21]。在计算任务中,顶叶的顶上区及中央后区也可见部分激活[19]。随着计算难度的增加,顶上区参与逐渐增多;此外,还可见额前区、枕叶及小脑的激活[22]。这充分说明计算任务需要广泛的脑部神经网络系统参与。

2.4顶叶与情境记忆记忆的过程包括编码、储存、提取三个阶段。记忆被认为主要与内侧颞叶、间脑和额叶皮质腹内侧有关,而现在研究发现,记忆与顶叶也存在一定的关系,尤其与情景记忆密切相关[23]。顶叶在情景提取过程中的主要作用是锁定目标和产生从注意到记忆的转变。Wagner等[24]提出3种不同的假设来解释顶叶在情景记忆的激活模式,即输出缓冲假说、记忆存储假说和内在注意力表达假说。Berryhill等[25]证实了双侧顶叶腹侧面损伤的患者存在广泛的自传体记忆和情景记忆提取障碍,而且这种记忆的损害并不局限于情景记忆的空间方面,还表现在对过去记忆事件的感知以及情绪体验等多方面。Vilberg和Rugg[26]采用新/旧判断实验范式研究,亦表明情景记忆的提取过程明显激活了顶叶;同时还发现,在顶叶的不同区域存在功能分离,左侧顶下回皮质和海马选择性参与了回忆加工过程,顶内沟内侧面参与了情景记忆的成功提取过程,而顶下小叶内侧面不仅参与了成功提取过程,且这种成功提取加工与实验材料中新/旧组成比例有相互影响。不过,顶叶损伤患者表现在记忆障碍方面的问题,同样被一些阴性研究结果所质疑。Berryhill等[27]的研究提示,顶叶并没有直接参与情景记忆的提取,可能参与情景记忆的其他方面。总之,顶叶参与注意以及空间位置的认知加工已经被大部分学者所接受,不过对于顶叶参与情景记忆加工目前还存在争论。

3小结

顶叶损害后可出现严重的认知功能障碍(如失用、失认、失算及情境记忆障碍),伴或不伴有不同程度的失语、失读、失写等。与此同时,神经网络学说提示,认知功能不局限于某个脑叶或脑功能区,他们之间存在着广泛而密切的联系。因此,对于顶叶各功能区的认识及其与其他脑功能区之间的相互联系,有助于指导临床及提高患者的生活质量。

参考文献

[1]Hankey GJ.Secondary stroke prevention[J].Lancet Neurol,2014,13(2):178-194.

[2]龚文苹,丁美萍,郭起浩,等.四种不同脑部位卒中后认知功能状况比较[J].中华医学杂志,2011,91(27):1904-1908.

[3]Vincent JL,Snyder AZ,Fox MD,etal.Coherent spontaneous activity identifies a hippocampal-parietal memory network[J].J Neurophysio1,2006,96(6):3517-3531.

[4]Luzzi S,Piccirilli M,Pesallaccia M,etal.Dissociation apraxia secondary to right premotor stroke[J].Neuropsychologia,2010,48(1):68-76.

[5]Ietswaart M,Carey DP,Della Sala S.Tapping,grasping and aiming in ideomotor apraxia[J].Neuropsychologia,2006,44(7):1175-

1184.

[6]Assmus A,Marshall JC,Noth J,etal.Difficulty of perceptual spatiotemporal integration modulates the neural activity of left inferior parietal cortex[J].Neuroscience,2005,132(4):923-927.

[7]Sunderland A,Wilkins L,Dineen R,etal.Tool-use and the left hemisphere:what is lost in ideomotor apraxia?[J].Brain Cogn,2013,81(2):183-192.

[8]Leiguarda RC,MarsdenCD.Limb apraxias:higher-order disorders of sensorimotor integration[J].Brain,2000,123(Pt 5):860-879.

[9]Veronelli L,Ginex V,Dinacci D,etal.Pure associative tactile agnosia for the left hand:clinical and anatomo-functional correla-tions[J].Cortex,2014,58:206-216.

[10]Burton H,Sinclair RJ.Attending to and remembering tactile stimuli:a review of brain imaging data and single-neuron responses[J].J Clin Neurophysiol,2000,17(6):575-591.

[11]Estanol B,Baizabal-Carvallo JF,Senties-Madrid H.A case of tactile agnosia with a lesion restricted to the post-central gyrus[J].Neurol India,2008,56(4):471-473.

[12]He BJ,Snyder AZ,Vincent JL,etal.Breakdown of functional connectivity in frontoparietal networks underlies behavioral deficits in spatial neglect[J].Neuron,2007,53(6):905-918.

[13]Ringman JM,Saver JL,Woolson RF,etal.Frequency,risk factors,anatomy,and course of unilateral neglect in an acute stroke cohort[J].Neurology,2004,63(3):468-474.

[14]Malhotra P,Coulthard EJ,Husain M.Role of right posterior parietal cortex in maintaining attention to spatial locations over time[J].Brain,2009,132(Pt 3):645-660.

[15]Koch G,Veniero D,Caltagirone C.To the other side of the neglected brain:the hyperexcitability of the left intact hemisphere[J].Neuroscientist,2013,19(2):208-217.

[16]Kim BR,Chun MH,Kim DY,etal.Effect of high-and low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation on visuospatial neglect in patients with acute stroke:a double-blind,sham-controlled trial[J].Arch Phys Med Rehabil,2013,94(5):803-807.

[17]Ashkenazi S,Henik A,Ifergane G,etal.Basic numerical processing in left intraparietal sulcus(IPS) acalculia[J].Cortex,2008,44(4):439-448.

[18]逄辉,恽晓平.失算症的评定和康复[J].中国康复理论与实践,2007,13(10):911-912.

[19]Dehaene S,Piazza M,Pinel P,etal.Three parietal circuits for number processing [J].Cogn Neuropsychol,2003,20(3):487-506.

[20]Rickard TC,Romero SG,Basso G,etal.The calculating brain:a fMRI study[J].Neuropsychologia,2000,38(3):325-335.

[21]Della Puppa A,De Pellegrin S,d′Avella E,etal.Right parietal cortex and calculation processing:intraoperative functional mapping of multiplication and addition in patients affected by a brain tumor[J].J Neurosurg,2013,119(5):1107-1111.

[22]Simon O,Mangin JF,Cohen L,etal.Topographical layout of hand,eye,calculation,and language-related areas in the human parietal lobe[J].Neuron,2002,33(3):475-487.

[23]王慧渊,罗华.顶叶在情景记忆中的作用[J].医学综述,2013,19(8):1395-1397.

[24]Wagner AD,Shannon BJ,Kahn I,etal.Parietal lobe contributions to episodic memory retrieval[J].Trends Cogn Sci,2005,9(9):445-453.

[25]Berryhill ME,Phuong L,Picasso L,etal.Parietal lobe and episodic memory:bilateral damage causes impaired free recall of autobiographical memory[J].J Neurosci,2007,27(52):14415-14423.

[26]Vilberg KL,Rugg MD.An investigation of the effects of relative probability of old and new test items on the neural correlates of successful and unsuccessful source memory[J].Neuroimage,2009,45(2):562-571.

[27]Berryhill ME,Drowos DB,Olson IR.Bilateral parietal cortex damage does not impair associative memory for paired stimuli[J].Cogn Neuropsychol,2009,26(7):606-619.

The Parietal Lobe and Cognitive ImpairmentsYANGDan,GANGBao-zhi.(DepartmentofNeurology,theFirstAffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity,Harbin150001,China)

Abstract:Stroke not only causes paralysis,but also affects cognitive functions,which has an impact on the subsequent stroke rehabilitation,leading to the decline or absence of the patient′s social and family roles.The occurrence of cognitive dysfunction depends largely on the lesion site.Further exploration of possible cognitive impairment after the parietal lobe stroke,can provide a certain theoretic basis to administer early intervention to the patients,to prevent the occurrence of vascular dementia and reduce mortality in patients with stroke.

Key words:Cognitive impairments; Parietal lobe; Apraxia; Agnosia; Acalculia

收稿日期:2015-02-12修回日期:2015-04-07编辑:郑雪

doi:10.3969/j.issn.1006-2084.2015.22.028

中图分类号:R743.3

文献标识码:A

文章编号:1006-2084(2015)22-4106-03

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