意大利米兰Pieve Emanuele人文大学生物医学系的Marco Riva等通过对美国加州大学旧金山分校6例唤醒手术患者进行句法理解的脑区定位，并采用弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）显示纤维解剖连接；结果发表在2023年5月《J Neurosurg》杂志。
——摘自文章章节
【Ref: Marco R, et al. J Neurosurg. 2022 Oct 7;138(5):1403-1410. doi: 10.3171/2022.8.JNS221335. Print 2023 May 1.】
皮层电刺激（electriccortical stimulation，ECS）常用于手术定位重要语言功能区。计数和图片命名是常用的语言任务。日常生活的语言将单词组合成短语或句子，但在进行ECS时，很少对单词以外的语言处理过程进行评估。有研究表明，刺激额下回后部（inferior frontal gyrus，IFG）在不干扰单词语言处理情况下，会导致句子生成中的句法错误。既往研究结果反映，刺激IFG后部可能干扰句子理解。意大利米兰Pieve Emanuele人文大学生物医学系的Marco Riva等通过对美国加州大学旧金山分校6例唤醒手术患者进行句法理解的脑区定位，并采用弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）显示纤维解剖连接；结果发表在2023年5月《J Neurosurg》杂志。
该研究纳入的6例患者中，男性4例，女性2例；平均年龄37.2±14.2岁。6例患者手术部位均于左侧大脑半球；颞叶4例，额叶2例。其临床表现为癫痫发作5例，局灶性神经功能障碍1例；病理类型，神经胶质瘤4例和药物难治性癫痫2例。术前对患者进行语言以及神经心理学评估。采用运动和语言映射（如计数、物体命名和单词重复）完成术中句法任务。术中使用Ojemann刺激器对暴露的皮层进行刺激标测。刺激阈值为2-5mA，刺激强度以停止言语而不引起后放电的水平，并通过术中皮层脑电图进行监测。言语停止指在计数过程中言语输出不自主地停止。两台高清摄像机记录刺激过程，一台聚焦手术区域的皮层表面，另一台聚焦受试者的面部。术中使用两种强制选择“听觉-句子-图片”相匹配任务评估句法理解。每次试验都以两张图片开始：一张是目标图，一张是对比图，分别标记为A图和B图。展示图片一秒钟后，通过一组扬声器播放与其中一张图片匹配的句子音频。然后，要求受试者说出“A”或“B”，并指出听到的句子与哪张图片相匹配。作者将句法复杂程度分别标记为词汇、主动语境和被动语境。所有的句子仅使用2个高频名词（即男孩、女孩）和7个高频动词（如推、拉、亲、踢、追、洗、抱）中的1个来，以将词汇需求降到最低。对于术中任务，刺激条件呈现三元组形式。每个三元组包含一个词汇项、一个主动项和一个被动项（图1）。这三种情况在每个三元组中以随机顺序出现。同时记录刺激诱发的错误反应或无反应的部位。将IFG的额下语言区分为岛盖部和三角部。颞叶语言区分为颞上回中后部（superior temporal gyrus，STG）和颞中回（middle temporal gyrus，MTG）。其它被刺激的部位包括前运动皮层腹侧、额中回、STG前部和顶下小叶。
图1. 实验设计不同复杂程度的句法。第一种情况标记为词汇水平，涉及典型句子，在这些句子中，正确反应可以根据词汇信息来确定（如“男孩正在拥抱女孩”，对比图显示不同的动作，拉）。第二种情况标记为主动语境，对比图片中所包含的词汇条目与目标图片相同；听者必须注意句法结构才能作出正确反应。如“男孩在拥抱女孩”，对比图显示相同的动作，但句法不同，施者和受者颠倒。第三种情况，标记为被动语境，需要处理句法结构来确定正确的反应，如“男孩被女孩拥抱”，对比图显示相同的动作，但施者和受者相反。目标显示在左边，周围是一个绿色的盒子。在实验中，目标图和对比图随机出现在左侧或右侧；播放与这两张图片相匹配的句子的音频录音。然后，要求受试者说出“A”或“B”，以指出他们所听到的句子与哪张图片相匹配。术前、术后进行3T MRI成像检查。高分辨率弥散成像（HARDI）数据集采用Python弥散成像下、q球残差自引导光纤跟踪和FSL线性与非线性转换处理和分析。算法使用各向异性阈值0.15和最大角度60°作为停止参数来调节跟踪。采用Trackvis软件对结果进行可视化分析。每个对被动语境有反应的位点都用于纤维追踪。将ECS术中对被动语境有反应的皮层区域3D DICOM坐标转换为HARDI序列。然后，选定感兴趣区域（ROI；平均大小为15×15mm）进行纤维束成像，只保留与ECS获得的解剖标志和额外种子点重合的流线。
刺激患者1 的IFG岛盖部的一个位点，破坏对两项被动语境和一项主动语境测试的理解，但未破坏计数和单字任务；刺激STG中部的另一个位点，破坏对两项被动语境测试的理解，但未进行其它功能测试。
刺激患者2的岛盖某一位点破坏7项被动语境测试的理解，但未破坏3项主动语境测试、1项词汇测试、计数或单个词语测试；刺激岛盖腹侧位点破坏三次主动语境测试，但未破坏三次被动语境测试；刺激整个STG，中断4项主动语境测试，但未检测到其它异常。
刺激患者3的前运动皮层腹侧，中断3项被动语境测试，但未中断3项主动语境测试、2项词汇试验、计数或单个单词任务。
刺激患者4的岛盖部某一部位，中断6项被动语境测试，但未中断2项主动语境试验、1项词汇试验、计数或单个单词任务；当刺激颞叶、顶叶或前额叶相应区域时，被动语境测试中断更常见。
刺激患者5的额中回的一个位点，中断两项被动语境测试，但未中断两项主动语境测试、一项词汇试验、计数或单个单词任务。
刺激患者6的IFG岛盖部和三角部，中断6项被动语境测试，但在4项主动语境测试、2项词汇测试、计数或单个单词测试未中断。
图2. 6例患者的刺激部位和言语反应；分别标记运动、感觉和语言功能区。词汇、主动和被动的句子理解试验分别用橙色、红色和绿色表示；填充符号表示回答错误，未填充符号表示回答正确。蓝色星号表示在刺激时保留单字语言任务的位置。
对6例患者进行371次句法理解测验，其中252项试验在额、颞或顶叶区域应用ECS；119项试验在无刺激的情况下进行，并以此为术中基线。在单词水平，仅根据词汇的语义信息进行判断，在无刺激的情况下，40次未出现错误，在71次（6%）刺激中仅出现4次错误。刺激的效果在统计学上没有显著性（p=0.29）。在主动语境测试中，在无刺激的39次试验出现2次错误（5%）；在有刺激的82次试验出现19次错误（23%）。皮层电刺激的影响具有统计学意义（p=0.019）。在刺激颞叶语言功能区时，22次试验中出现10次错误（45%），额叶语言功能区的28次试验有6次错误（21%）。其它位点的32次试验有3次错误（9%）。不同刺激位点之间的错误率差异具有统计学意义（p=0.0082）。在被动语境测试中，理解依赖于非规范句法结构；在无刺激的39次试验中出现5次错误（13%），在有刺激的100次试验中出现43次错误（43%）。刺激的影响具有统计学意义（p=0.0007）。在刺激额叶语言功能区时，48次试验出现27次错误（56%），颞叶语言功能区17次试验出现8次错误（47%），其它位点的35次试验中出现8次错误（23%）。不同位点之间的错误率差异具有统计学意义（p=0.0093）。
所有受试者在ECS刺激语言功能区时，可展示背侧纤维束的纤维（图3）。所有受试者中，均发现弓状束的纤维；然而，当感兴趣区位于Broca区岛盖部时，也展示上纵束（SLF）的纤维走行。
图3. 皮层电刺激患者概率性纤维束追踪。患者4的手术区域用字母数字标记ECS诱发的神经功能测试反应点；并提供放大视图。星号标记ECS期间不影响计数或命名的部位。在理解被动句的过程中，有四个刺激位点持续干扰测试表现。其中G和J属于弓状纤维束；H和I则为SLF的截断纤维。
研究者认为，前额叶存在专用于句法处理的区域，句子水平的任务比单词水平的任务能更好识别额颞皮层对语句加工的不同作用。切除这些重要功能区域的后果仍有待进一步研究验证。声明：脑医汇旗下神外资讯、神介资讯、神内资讯、脑医咨询、AiBrain 所发表内容之知识产权为脑医汇及主办方、原作者等相关权利人所有。
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