原文：A Neurosurgical Functional Dissection of the Middle Precentral Gyrus during Speech Production
摘要
传统模型认为左侧额下回后部（布罗卡区）是言语产生运动规划的核心，但越来越多证据表明其对言语运动规划或执行并非必需，而支持高级言语运动规划的其他皮层区域此前未明确。
研究发现中央前回中点附近存在 “中央前回中部（midPrCG）”，功能上位于背侧手部与腹侧口面部皮层表征之间，具备喉运动控制、听觉处理及读写相关的独特感觉运动与多感觉功能；直接电刺激可诱发发声等复杂运动，选择性损伤会导致单纯性言语失用症等流畅性障碍。
据此提出，中央前回中部对言语产生的语音 - 运动层面（尤其音节水平序列规划）至关重要，应被纳入当代言语产生模型，承担传统上归为布罗卡区的功能。
言语产生需快速精准地规划和控制声道肌肉以实现流畅发声，发声前生成运动指令序列对大脑构成独特神经计算挑战。
经典语言模型认为左侧额下回后部的布罗卡区负责言语运动规划，将语音表征转化为中央前回腹侧（vPrCG）可执行的运动指令并投射至声道肌肉，但这一观点存在极大争议 —— 左侧布罗卡区局灶性卒中或手术切除患者常不出现布罗卡失语症。
该争议直接影响神经外科决策，例如布罗卡区边界内的脑肿瘤常被判定为不可手术，进而影响患者活检或切除的选择及长期预后。
本文视角
本文并非综述言语产生研究，而是聚焦 “功能区” 脑组织神经外科手术带来的独特视角：
其一，通过患者术前术后行为研究，可揭示病变与言语症状的新关联，且手术病变不受卒中血管模式或退行性萎缩模式限制，能补充相关患者数据；
其二，直接接触皮层可借助皮层脑电图（ECoG）、单细胞记录等技术实现更高时空分辨率的神经研究；
其三，脑映射中直接电刺激皮层可从精确位置诱发短暂言语运动或缺陷，为观察语言活动提供多维度支持。
大脑言语产生的经典模型
大脑言语产生的经典模型（是众多当代模型的基础）：箭头指示左半球的信息传递路径 —— 从韦尼克区（后颞顶叶）传递至布罗卡区（左侧额下回），再传递至中央前回腹侧（vPrCG）以执行运动指令。
中央前回中部言语产生模型
中央前回中部（midPrCG）新发挥作用的言语产生模型（作者提出的模型）：言语产生过程中，中央前回中部会接收来自韦尼克区（后颞顶叶，实线箭头）的输入信号，并与其他关键额叶区域（虚线箭头）进行信息交流。
中央前回的一般功能与解剖特征
人类感觉运动皮层由中央前回和中央后回组成，中央前回可分为运动前区皮层和初级运动皮层。
传统言语产生模型中，中央前回仅被认为负责执行声道肌肉运动计划，中央后回负责躯体感觉输入与反馈，但神经生理学证据挑战了这一认知 —— 运动前区皮层激活与运动任务的规划、感觉监测相关且直接投射至声道肌肉，初级运动皮层能编码任务状态并整合感觉输入到运动计划，功能远超肌肉激活。
当前定义的中央前回中部涵盖初级运动皮层（布罗德曼 4 区）和运动前区皮层（布罗德曼 6 区），尾侧以中央沟为界、嘴侧以中央前回沟为界，因位于额中回后方且近外侧中央前回中点得名，背侧为手部运动表征（“手结”）、腹侧为口面部肌肉表征，与手部运动区常以中央前沟延伸的小横沟为界。
中央前回中部的喉运动控制功能
喉是生成有声语音和调节音调的关键声道结构，早期电刺激研究发现中央前回腹侧存在口面部运动的躯体拓扑表征，神经外科医生曾描述中央前回最腹侧近外侧裂处有喉表征，彭菲尔德则观察到电刺激皮层可诱发言语中断和发声，但未明确喉定位。后续 fMRI 研究对喉皮层定位结论矛盾，而相关研究通过 ECoG 发现中央前回存在两个喉表征：腹侧近中央下回的 “腹侧喉运动皮层（vLMC）” 和背侧手部与唇部表征间的 “背侧喉运动皮层（dLMC）”，后者属中央前回中部且其定位已被新 fMRI 技术证实。
进一步研究显示，dLMC 活动与言语韵律音调控制相关（说话和唱歌时均与音调相关且双侧表征），对自身语音音调变化有听觉反应，发声功能定位于 dLMC 和 vLMC；全麻下电刺激可记录到喉肌肉收缩，清醒手术中刺激 dLMC 可诱发不自主发声，且 dLMC 可能协调多肌肉群产生声音，功能远超直接喉运动控制。
中央前回中部的解剖及功能
左图：中央前回中部的解剖位置及邻近功能区；右图：该区域参与言语功能的实例。右图放大视图中的彩色圆点代表通过皮层脑电图 （ECoG）或刺激技术观察到的功能（圆点位置为大致范围，不代表精确定位）。文字标注及虚线轮廓指示声道运动表征的相对位置（dLMC：背侧喉运动皮层；vLMC：腹侧喉运动皮层）。
中央前回中部假定功能示意图（贯穿言语产生前及产生过程）：即语音序列的言语运动规划与喉控制。中央前回中部发出的投射纤维延伸至脑干疑核，疑核内的运动神经元会发出神经纤维支配喉。黑色虚线代表发声起始时刻；渐变色红色实线代表中央前回中部在言语运动规划中的作用时间范围（始于发声前，可能在整个发声过程中持续发挥作用）；带箭头的红色实线代表中央前回中部与后颞顶叶区域间假定的信息交流（以支持言语运动规划）。
产生言语输出的神经过程：言语运动规划具体指将生成的语音序列（如音节序列）转化为运动表征的相关方面，通过执行直接运动控制来合理调整声道形态。
言语中断现象的机制与临床解读
中央前回中部的听觉表征及其功能意义
早期 fMRI 研究认为中央前回躯体拓扑激活与发音器官相关，支持 “运动理论”（言语感知需映射到发音运动表征），但 ECoG 研究发现两点矛盾：聆听反应仅发生在中央前回背侧（含中部）和腹侧区域，且语音聆听反应不直接对应发音部位（如双唇音 /b/ 不激活唇部运动区）。相反，中央前回中部听觉反应与颞上回调谐模式相似，编码语音的声学 - 语音特征（如发声性、摩擦音与爆破音区分），可提取运动皮层的听觉频谱时间感受野，证明其在聆听时代表听觉信息，且可能存在语音表征。
后续 fMRI 证实该区域的频谱时间调谐及与颞上回的功能连接，其活动还能追踪音调、响度变化，在自身语音延时播放时活动增强，提示参与听觉 - 运动整合。尽管存在听觉表征，中央前回病变不导致言语感知或理解缺陷，推测其听觉表征支持言语产生，通过声学语音与运动发音处理的直接整合发挥作用，尤其在嘈杂环境中借助内在运动表征辅助感知。
中央前回中部在默读与语音工作记忆中的作用
中央前回中部还参与默读和语音工作记忆：
默读理论上存在字素（字母）到语音表征（音素）的转换，传统研究聚焦外侧颞顶叶区域，但现有证据显示中央前回（含中部）可能参与该过程，ECoG 显示其对真实单词阅读反应强于无意义字母串，且与读写相关的 Exner 区重叠，病变研究也将其附近区域与读写缺陷、阅读触发的反射性癫痫发作起始区相关联。
此外，语音工作记忆（暂时维持和操纵语音的能力）激活中央前回中部，且激活不依赖于是否大声说话；语音工作记忆被认为需通过无声复述 “刷新” 表征，提示言语运动规划脑区可能参与，且中央前回中部灰质完整性与原发性进行性失语症患者的音素操纵能力相关。
言语运动规划的定义与中央前回中部的关联证据
言语运动规划指将话语的语音表征转化为发音运动指令序列，即从词典检索概念项后，选择并排序音素 / 音节等低级语音单元，再转换为调整声道的运动编码。
言语失用症（AOS）的存在证实其为独立阶段 —— 该病为获得性运动言语障碍，表现为言语启动困难、语速慢、发音摸索等，与失语症（语言理解 / 表达缺陷）和构音障碍（肌肉力量问题）不同，常伴随左半球病变且易共病，导致神经基础研究困难。
但卒中患者体素病变症状映射研究显示，言语失用症与中央前回（延伸至中部）损伤强相关，神经退行性研究也发现中央前回中部体积减少与进行性言语失用症相关；神经外科切除案例也证实，切除中央前回中部和额中回后部可导致单纯性言语失用症，且仅扩大切除至中央前回中部时才出现，此外术后短暂言语流畅性缺陷也定位于中央前回中部，获得性外国口音综合征也与该区域附近病变相关。
中央前回中部内功能的神经群分布假说
中央前回中部存在运动前区、运动和感觉功能，关于其神经群支持机制有两种假说：
一是功能空间分离假说，即不同功能位于不同亚区域，如嘴侧布罗德曼 6 区神经群支持言语运动规划、语音处理，近中央沟的布罗德曼 4 区神经群专注喉运动控制，未来需通过神经外科患者研究探索空间组织或解剖界限；
二是功能分布式假说，基于喉控制研究证据，每种功能的神经群分布于整个区域 —— 运动前区既直接投射至喉神经又参与高级言语运动规划，初级运动皮层虽富含神经投射但也存在任务目标、反馈相关的高级编码，且刺激中央前回中部各处均可诱发需喉与呼吸协调的发声，提示功能计算可能在微电路水平，需人类单细胞记录揭示。
中央前回中部与其他额叶语言区的功能对比
与中央前回中部协同言语产生的额叶区域中，左侧额下回后部的布罗卡区虽被经典模型视为核心，但 ECoG 研究显示其仅参与言语准备（发声前神经活动），且手术切除对言语流畅性影响极小，电刺激仅导致命名缺陷（命名不能）且与句法处理相关，推测其仅负责句子水平语言功能，对言语运动规划或流畅发音非必需。另一个区域是额中回后部（直接毗邻中央前回中部），人类连接组计划将其与中央前回中部重叠的 55b 区定为关键语言区，术后短暂言语犹豫和不流畅也支持其语言作用，但 90 天后症状完全缓解，且其激活峰值在对话言语规划阶段而非发音时，单独存在无法负责言语运动规划或发音协调。此外，中央前回中部与中央前回腹侧（vPrCG）功能可分离：内在语音表征（阅读、语音工作记忆、听觉反应）更集中于中央前回中部，人类连接组计划 55b 区因对故事聆听反应强及与语言区的功能连接被定义，且病变研究显示中央前回中部病变更易致单纯性言语失用症，中央前回腹侧病变更易致构音障碍或布罗卡失语症。
中央前回中部实现言语运动规划的神经连接机制
关键脑区需与网络其他部分强连接，中央前回中部与额下回、后颞顶叶区域（含言语产生关键的后颞上回）存在功能连接，也是言语网络关键白质束（上纵束 SLF、弓状束）的终止点 —— 上纵束连接后颞顶叶与前额叶、中央前回，其 II、III 分支连接缘上回、角回与运动前区、前额叶（含中央前回中部），刺激缘上回下方上纵束会致语音处理障碍，证实中央前回中部与核心语言网络的结构连接。
言语规划可分为语音单元序列生成和执行协调两步：后颞顶叶区域（角回、后颞上回）负责语音序列生成，病变或刺激会致音素替换 / 重排的错语但不影响运动执行；中央前回中部则负责将复杂语音序列协调为运动计划，病变致言语失用症（如多音节词重复困难），且其可能为多模态运动输出区域（病变致口语和书面语缺陷），假说认为其负责将后颞顶叶生成的语音序列连接到运动域，但该通信机制需未来高时间分辨率研究验证。
结论
本文提供了强有力证据，支持将中央前回中部作为新节点纳入言语产生模型，其承担直接喉运动控制和高级言语运动规划等关键作用。未来研究需直接验证该功能，重点明确该区域言语运动表征的性质，同时强调需超越经典语言网络，才能充分描述人类言语的丰富性。
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