吳超　吳璽宏　李量

摘要：深入研究精神分裂癥患者特異性的認(rèn)知障礙有助于精神分裂癥的早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷和早期治療。本綜述在總結(jié)精神分裂癥患者的聽覺和言語識別異常以及聽覺注意和聽覺工作記憶缺陷的同時，重點闡述了精神分裂癥患者完成言語聽覺任務(wù)時的對掩蔽刺激特別信息掩蔽刺激的異常易感性。本文還特別指出，精神分裂癥患者仍然具有利用言語內(nèi)容啟動線索來提高掩蔽下言語識別的能力。本文所總結(jié)的研究成果對探討精神分裂癥的病因?qū)W基礎(chǔ)、尋找新的臨床診斷以及治療和康復(fù)手段都具有參考價值。

關(guān)鍵詞：精神分裂癥；言語識別；能量掩蔽；信息掩蔽；工作記憶；首發(fā)惠者；慢性患者

分類號：B845

精神分裂癥患者存在感覺、知覺、情感、認(rèn)知（思維、言語和執(zhí)行功能）等多個方面的功能缺失。但到目前為止，精神分裂癥的病因尚不明確。研究者已認(rèn)識到，正確地把握一些對精神分裂癥具有相對特異性的認(rèn)知損害，如工作記憶受損（如Horan et al.，2008；Skelley，Goldberg，Egan，Weinberger，&Gold，2008；Barnett et al.，2010）、感覺運動門控缺失、持續(xù)的選擇性注意缺失（Alien，Griss，F(xiàn)olley，Hawkins，&Pearlson，2009；Barnett et al.，2010）和執(zhí)行功能受損（Giakoumaki，Roussos，Pallis，&Bitsios，201 1；Ivleva et al.，2012），將有助于探討和理解精神分裂癥的致病機制。值得重視的是，一些認(rèn)知過程的異常表現(xiàn)很可能是精神分裂癥譜系的一個核心素質(zhì)特征，在疾病發(fā)生的早期或前期就已經(jīng)出現(xiàn)，并可以通過臨床心理測查的方法檢驗出來（Gottesman&Gould，2003；Barnett et al.，2010）。基于這個理念，探究精神分裂癥的認(rèn)知障礙對精神分裂癥的病因?qū)W、病理學(xué)、早期診斷、有效治療和預(yù)后等方面均具有重要的意義。

1.精神分裂癥的感覺“門控”缺失

言語感知異常在精神分裂癥患者中較常見，如言語性幻聽及言語內(nèi)容、結(jié)構(gòu)紊亂（Hoffman et al.，2007），這不但與患者的注意和思維障礙密切相關(guān)，還嚴(yán)重?fù)p害其社會功能。精神分裂癥的感覺“門控”理論認(rèn)為患者由于抑制無關(guān)感覺信息傳人、整合目標(biāo)感覺信息的能力的缺失而導(dǎo)致了感知覺、情緒、行為等多種功能的紊亂（如Gottesman&Gould，2003；Light&Braff，2003）。

已有研究表明，感覺門控受損可以有不同的表現(xiàn)形式，主要包括前脈沖抑制（Pre-Pulse Inhibition，PPI）的缺失或減弱（如Parwani et al.，2000）、門控活動中的腦電異常（如N1，P300，P50和MMN）（如Kfillstrand，Montndmery，Nielzdn，&Olsson，2002；Allen et al.，2009）、以及視覺和聽覺掩蔽過程異常（Lee，Chung，Yang，Kim，&Suh，2004；Ross et al.，2007；Wu，&Cao et al.2012）。研究方法包含了行為實驗、神經(jīng)影像學(xué)方法如功能磁共振成像（fMRI）、正電子斷層發(fā)射掃描（PET-CT）等（如Gottesman&Gould，2003；Kumari et al.，2010）。這些研究都試圖證實聽覺信息加工的“門控”過程異常是感知、注意、動機和思維異常的基礎(chǔ)，并可能是與精神分裂癥素質(zhì)特征相關(guān)的一種缺陷。

2.精神分裂癥與聽覺掩蔽

2.1聽覺加工干擾：能量掩蔽和信息掩蔽

在干擾環(huán)境下影響聽覺目標(biāo)信號識別的掩蔽因素主要包括能量掩蔽和信息掩蔽兩種。在能量掩蔽過程中，掩蔽信號與目標(biāo)信號在時間和頻率上競爭神經(jīng)加工資源，使聽覺外周神經(jīng)元對目標(biāo)信號在細(xì)胞水平上的表達(dá)下降——表達(dá)的動態(tài)范圍變窄，表達(dá)的清晰程度變?nèi)酰沟媚繕?biāo)聲音的加工和提取受到限制，從而提高了對目標(biāo)信號的覺察閾限（Li，Daneman，Qi，&Schneider，2004；Shinn-Cunningham，2008；Shinn-Cunningham&Wang，2008）。由于能量掩蔽破壞了目標(biāo)聲源信號在外周的神經(jīng)表達(dá)、降低了其在隨后的中樞加工過程中信息的完整性，因此不能通過認(rèn)知調(diào)節(jié)（如分配更多的注意和記憶資源）來加以改善，只有通過增加信噪比來實現(xiàn)對目標(biāo)聲源的加工。在心理物理實驗中，常使用平穩(wěn)的語譜噪聲作為對目標(biāo)語音產(chǎn)生能量掩蔽的聲音刺激（Freyman，Heifer，McCall，&Clifton，1999；Freyman，Balakrishnan，&Heifer，2001，2004；Li et al.，2004；Yang et al.，2007；Wu，&Cao et al.，2012；Wu，&Li et al.，2012）。

能量掩蔽之外的掩蔽效果被稱為“信息掩蔽”，與目標(biāo)語音的自上而下的調(diào)節(jié)密切相關(guān)（Shinn-Cunningham，2008）。影響信息掩蔽的因素主要有：1）目標(biāo)或掩蔽的不確定性；2）目標(biāo)和掩蔽的相似性（Best，Gallun，Carlile，&Shirm-Cunningharn，2007；Shinn-Cunningham，2008）。實驗中常使用若干個說話人的混合聲音作為對目標(biāo)語音產(chǎn)生信息掩蔽的聲音刺激（Freyman，Balakrishnan，&Heifer，2001，2004；Li et al.，2004；Yang et al.，2007；Wu，&Cao et al.，2012；Wu，&Li et al.，2012）。

以往的研究表明，如果聽者對目標(biāo)言語的特征，如說話人的嗓音、說話的部分內(nèi)容，或者說話人所處的位置有一定的了解，那么能量掩蔽和信息掩蔽都會在一定程度上得到釋放，而信息掩蔽的釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于能量掩蔽的釋放量（Brungart，Simpson，Ericson，&ScoR，2001；Freyman，Balakrishnan，&Heifer，2004；Li et al.，2004；Kidd，Arbogast，Mason，&Gallun，2005；Wu et al.，2005；Wu，&Li et al.，2012）。有關(guān)目標(biāo)聲音的位置或聲音特征等方面的先驗知識能夠幫助聽者將注意選擇性地集中于目標(biāo)語句上，因此有助于被試追蹤整個目標(biāo)語句流，從而增強對目標(biāo)語句的識別（徐李娟，黃瑩，吳璽宏，吳艷紅，李量，2009）。

2.2聽覺掩蔽下的注意轉(zhuǎn)換和聽覺工作記憶

掩蔽環(huán)境下的言語感知依賴于兩個過程：一個是客體的內(nèi)在特征，即聲音信號在聽覺系統(tǒng)內(nèi)的表征和加工機制；另一個是中樞自上而下的調(diào)節(jié)以及短時工作記憶的參與?？腕w的內(nèi)在特征是指信號的頻譜一時間結(jié)構(gòu)，能夠幫助個體對客體信號進(jìn)行分流，以及形成對客體的印象。聲音的特征，包括音色、音品、強度和定位，可以影響聽覺客體的形成；自上而下的注意和短時工作記憶可以調(diào)節(jié)前景客體（目標(biāo)）和背景客體（掩蔽）之間的競爭，并保持對目標(biāo)信息的持續(xù)注意（ShinnCunningham，2008）。

人們在聽覺環(huán)境下，一般在某一時刻只能準(zhǔn)確獲取一個客體的印象。人們很難在同一時間內(nèi)同時準(zhǔn)確報告來自不同語音流的內(nèi)容（Bregman，1994）。當(dāng)聽者被要求區(qū)分來自空間位置相距較近的兩個語音流時，他們往往會把兩個語音流中的內(nèi)容相混合（Best，Ozmeral，Gallun，Sen，&ShinnCunningham，2005）。即使這樣，人們在嘈雜環(huán)境中仍然能夠在一定程度上獲取和識別目標(biāo)語音流。這一方面是由于各個語音流的聲源空間位置不同而提供的聲學(xué)分離線索，另一方面也是因為人擁有選擇性注意和注意轉(zhuǎn)換的能力。在嘈雜環(huán)境中，我們能夠不斷地在各種相互競爭聲音中轉(zhuǎn)換我們的注意力，有時候即使我們沒有聽清楚目標(biāo)聲源的全部內(nèi)容，也有可能感覺不到信息流的斷裂，這是因為我們的高級認(rèn)知加工能夠填補這樣的“空隙”。例如在斷裂的語音流中加入非言語信號，如寬帶噪音，也能彌補聽覺信息流的缺失，使聽者感知到連續(xù)的語音流（shinn-Cunningham，2008；Shinn-Cunningham&Wang，2008）。在這個過程中，工作記憶起到了很關(guān)鍵的作用，使得我們能應(yīng)用此刻我們沒有注意的、但是聽覺系統(tǒng)中暫時存儲著的信息來填補語音流中斷裂的“空隙”。

2.3精神分裂癥患者在聽覺掩蔽下的信號識別

一系列有關(guān)精神分裂癥患者的聽覺感知實驗結(jié)果表明：與正常對照相比，精神分裂癥患者對聲音信號頻率、強度和持續(xù)時間的聽覺辨別能力下降（Rojas，Camou，&Carlson，2003；Force，Venables，&Sponheim，2008，），對合成言語聲音類別的感知受損（Kasai et al.，2003）；對聽覺前掩蔽和后掩蔽干擾更易感（Kallstrand et al.，2002）；在模糊不清的言語干擾下對目標(biāo)詞的錯誤識別率增加（尤其對有幻聽的患者）（Hoffinan，Rapaport，Mazure，&Quinlan，1999；Lee et al.，2004）。特別是，首發(fā)和慢性精神分裂癥患者在噪音掩蔽和言語掩蔽下對目標(biāo)關(guān)鍵詞的識別能力都有所下降，其中言語掩蔽下的表現(xiàn)比噪音掩蔽下受損更加明顯，慢性患者比首發(fā)患者受損明顯（Wu，&Cao et al.，2012）。這些研究結(jié)果都表明，干擾環(huán)境下的信號加工障礙可能和精神分裂癥的中樞抑制性聽覺加工過程異常有關(guān)（Mickey&Dalack，2005），，從而導(dǎo)致精神分裂癥的一系列的認(rèn)知缺陷的表現(xiàn)，如感知異常、思維和注意障礙等（carroll，Boggs，O'Donnell，Shekhar，&Hetrick，2008；Wood et al.，2008）。

Kallstrand等人（2002）在12名帶有幻聽癥狀的精神分裂癥患者、8名驚恐障礙患者和12名健康對照中進(jìn)行了前掩蔽、后掩蔽和同時掩蔽測驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者在同時掩蔽條件下對目標(biāo)純音的探測閾限與正常對照無差別，而在前掩蔽和后掩蔽任務(wù)中顯著差于正常對照。由于同時掩蔽（掩蔽和目標(biāo)同時播放）的機制在主要在基底膜和底層腦干水平，而前掩蔽（目標(biāo)聲音晚于掩蔽聲音播放）和后掩蔽（目標(biāo)聲音早于掩蔽聲音播放）的機制可能涉及到更高層的聽覺中樞網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)，如顳葉和前額葉區(qū)域（Kuperberg&Heckers，2000；Kallstrand et al.，2002；Rosenkranz，Moore，&Grace，2003），因此這個結(jié)果提示精神分裂癥患者在基底膜和腦干的加工水平可能并無異常，而高級中樞的調(diào)節(jié)過程——皮質(zhì)和皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)——可能存在異常（Kallstrand et al.，2002；Hazier，Buchsbaum，&Haznedar et al.，2008；Hazier，Buchsbaum，&Zhang et al.，2008）。

精神分裂癥患者對目標(biāo)言語的辨識存在異常（Lee et al.，2004）。Lee等人采用3個水平的強壓縮語音噪音進(jìn)行掩蔽言語追隨任務(wù)（Masked Speech Tracking，MST）、語句重復(fù)任務(wù)（sentenee Repetition Task，SRT）和聽覺連續(xù)操作任務(wù)（Continuous Performance Task，CPT）來探討具有幻聽的精神分裂癥患者和不具有幻聽的精神分裂癥患者其言語加工的損傷之間是否存在差異。結(jié)果表明MST任務(wù)中，具有幻聽的患者均比沒有幻聽的患者表現(xiàn)差，因此Lee等人推論言語感知障礙可能是具有言語性幻聽的精神分裂癥患者的一個素質(zhì)特征（Lee et al.，2004）。Ross等人（2007）在18名精神分裂癥患者和18名健康對照組中，利用一系列單音節(jié)詞作為刺激材料去探討兩組被試在不同水平的粉紅噪音背景下識別聽覺詞匯的能力。實驗中目標(biāo)詞匯的聲強水平是50dB，信噪比為0、-4、-8、-12、-16、-20、-24七個水平，結(jié)果表明精神分裂癥患者在只有聽覺詞匯呈現(xiàn)的條件下，在各個水平噪音條件下對目標(biāo)詞匯的正確識別率與正常對照沒有差別。Ross的這個研究結(jié)果認(rèn)為在噪音掩蔽條件下，精神分裂癥患者的單一感覺通道——聽感覺通道的單音節(jié)言語識別可能保持正常。

Wu等人（2012）的研究在22名慢性精神分裂癥患者和22名與患者在人口學(xué)特征上匹配的正常對照，12名首發(fā)精神分裂癥患者和12名與患者在人口學(xué)特征上匹配的正常對照中，檢測了與正常對照相比，首發(fā)精神分裂癥患者和慢性精神分裂癥患者在噪音掩蔽和信息掩蔽下對目標(biāo)言語的識別是否存在缺陷，在噪音掩蔽和言語掩蔽下的成績是否有所差異，首發(fā)患者和慢性患者是否能夠利用聽覺啟動線索去掩蔽以及聽覺掩蔽的成績與聽覺工作記憶之間的關(guān)系。研究的每個試次中，啟動的條件下，在目標(biāo)句（具有3個關(guān)鍵詞的無意義語句，由說話人A、B和C讀出）和掩蔽句（無意義語句，由說話人D、E讀出，先于目標(biāo)句1000ms播放，最后目標(biāo)句與掩蔽句同時結(jié)束）出現(xiàn)之前，播放啟動句（具有目標(biāo)句的前兩個關(guān)鍵詞），被試的任務(wù)是盡可能地重復(fù)他所聽到目標(biāo)句的所有內(nèi)容，評分者記錄3個關(guān)鍵詞的識別情況。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

1）與正常對照組相比，首發(fā)患者和慢性患者在噪音掩蔽下對目標(biāo)言語的識別成績均顯著下降（Wu，&Cao et al.，2012）。這個結(jié)論和Ross等人2007年的研究結(jié)果不一致，原因可能是研究方法和聲音刺激的前處理不同有關(guān)。首先，Ross等人的研究中，正常對照（平均年齡35歲）在信噪比是-8的條件下對目標(biāo)關(guān)鍵詞的識別成績?yōu)?5%左右，與患者沒有顯著差別；而Freyman等人（2004）和Wu和Cao等人（2012）的研究中，在信噪比是-8的情況下，正常被試個體對目標(biāo)關(guān)鍵詞的識別成績分別是18%（大學(xué)生）、21%（首發(fā)對照：平均年齡24歲）和24%（慢性對照：平均年齡39）。后兩個研究和Ross等人2007年的研究結(jié)果差異很大，原因可能是：①Ross等人的研究中采用粉紅噪聲作為掩蔽噪聲，其能量會隨著時間的變化而衰減，所以這并不是一個較好的掩蔽噪音，而后兩個研究中均采用的是隨時間變化能量比較穩(wěn)定的語譜噪聲，這就彌補了Ross等人研究中的不足，因此結(jié)果更可靠；②Ross等人的研究，患者和對照組在各個信噪比下的成績都沒有顯著差異，這很可能是因為實驗任務(wù)過于簡單（識別單音節(jié)詞），患者的工作記憶等認(rèn)知功能尚能夠代償，實驗任務(wù)不足以檢驗和區(qū)分出患者和對照組的認(rèn)知儲備的差異。其次，Ross等人的文章中，對聲源的位置沒有進(jìn)行很好的控制。播放目標(biāo)聲音的揚聲器和播放噪音的揚聲器之間存在空間位置的分離，且播放噪音的左右兩個揚聲器之間在播放噪音時的相關(guān)關(guān)系不明確，而這種相關(guān)關(guān)系也會影響到被試對目標(biāo)關(guān)鍵詞的識別（Freyman et al.，1999；Li et al.，2004；Wu et al.，2005；Rakerd，Aaronson，&Hartmann，2006）。此外，由于病程和疾病進(jìn)展與精神分裂癥患者的認(rèn)知功能的改變有一定的關(guān)系，且對判斷疾病素質(zhì)特征具有重要作用（Wu et al.，2012），而Ross等人的文章沒有區(qū)分首發(fā)患者和慢性患者，Wu等2012年的研究完善了此研究中的不足。

2）首發(fā)患者和慢性患者對信息掩蔽的影響更敏感。Wu等人（2012）的研究還發(fā)現(xiàn)，無論是首發(fā)患者還是慢性患者，與對照組的成績差異在信息掩蔽下都要大于噪音掩蔽下，表明在言語識別中，信息掩蔽對患者造成了更大的干擾。結(jié)果提示精神分裂癥患者在多源聽覺干擾信息存在的情況下，對目標(biāo)言語信息的加工水平下降，當(dāng)干擾源在知覺水平上和目標(biāo)源存在競爭的時候，精神分裂癥患者對干擾信息的抑制能力會更差，自上而下的注意調(diào)節(jié)資源會出現(xiàn)失代償。

3）病程和疾病進(jìn)展影響患者在掩蔽下的言語識別。Wu等人（2012）的研究發(fā)現(xiàn)，慢性患者在能量掩蔽和信息掩蔽條件下，比首發(fā)患者的成績都要差；而慢性患者對照組和首發(fā)患者對照組之間的成績在兩種掩蔽條件下沒有顯著差異。因此首發(fā)患者和慢性患者之間的差異不太可能是年齡因素造成的，而可能是隨著疾病的進(jìn)展，由于聽覺選擇性注意（如Oie，Rund，Sunder，&Bryhn，1998）和灰質(zhì)和/或白質(zhì)的損害（Okugawa，Sedvall，&Agartz，2002；Federspiel et al.，2006；DeLisi，2008；Friedman et al.，2008；Gasparotti et al.，2009）不斷加重造成的。由于本研究中，首發(fā)和慢性患者在性別、教育程度和疾病的嚴(yán)重程度（PANSS）上基本匹配，而在抗精神病藥物治療上面不匹配，因此這個結(jié)論還需進(jìn)一步驗證。

4）工作記憶和聽覺掩蔽下的言語識別。Wu等人（2012）的研究發(fā)現(xiàn)，患者雖然在安靜的條件下已經(jīng)聽過啟動句（包含目標(biāo)句的前兩個關(guān)鍵詞），在掩蔽出現(xiàn)后進(jìn)行目標(biāo)句的復(fù)述時，其復(fù)述成績依然顯著差于對照組，首發(fā)患者和慢性患者均是如此。由于這個研究中患者的聽覺工作記憶水平（定步調(diào)同步加法測驗的成績）確實是要低于正常對照的水平（Tombau曲，2006），，以往的研究也表明患者的工作記憶受損（Ohrrnann et al.，2007；Forbes，Carrick，McIntosh，&Lawrie，2009；Pantelis et al.，2009；Zanello，Curtis，Badan Ba，&Merlo，2009），而研究中患者和對照都具有正常的聽力。因此精神分裂癥患者對啟動句的記憶和維持受到掩蔽的干擾，這種干擾反映的是患者工作記憶的缺陷而不是聽力缺陷。

研究中還發(fā)現(xiàn)，在言語掩蔽條件下，首發(fā)患者和慢性患者對啟動句的復(fù)述成績會隨著信噪比的變化而呈現(xiàn)一個顯著的心理物理曲線。而噪音掩蔽下沒有這種現(xiàn)象，患者和對照組之間的差別在言語掩蔽下也顯著大于噪音掩蔽下，這提示維持啟動信息的工作記憶在信息掩蔽下會衰減，而在能量掩蔽下則不會，這種衰減在慢性患者中要大于首發(fā)患者。

5）精神分裂癥患者利用聽覺言語啟動去掩蔽的能力依然保持。Wu等人（2012）的研究發(fā)現(xiàn)，雖然患者對最后一個關(guān)鍵的識別能力要顯著差于正常對照，不管是患者組還是對照組，各組被試都能夠利用啟動顯著提高對最后一個關(guān)鍵詞的識別成績，但是患者利用啟動去掩蔽（啟動效應(yīng)=啟動一無啟動）的能力在患者組和對照組之間沒有顯著差別。這個結(jié)果表明盡管精神分裂癥患者存在言語識別的諸多缺陷，但是在聽覺干擾環(huán)境下，他們依然能利用聽覺啟動線索將注意鎖定在目標(biāo)關(guān)鍵詞上，提示精神分裂癥患者在干擾環(huán)境下對目標(biāo)言語的識別過程中，聽覺單感覺通道的自上而下的調(diào)節(jié)能力在一定程度上得以保持。

3.未來的研究展望

對精神疾病的早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷和治療對疾病的控制和預(yù)后具有重要意義。探討精神分裂癥的言語識別問題是構(gòu)建早期認(rèn)知缺陷檢測方法的重要途徑。未來的研究中，有以下幾個方向和問題值得探討和解決。

1）精神分裂癥患者在聽覺掩蔽環(huán)境下對目標(biāo)言語的識別障礙可以進(jìn)行更加細(xì)致的研究。以往研究發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者在言語干擾下比噪音干擾下對目標(biāo)言語的識別受損嚴(yán)重，提示患者可能對語音的基本特征的辨識存在異常，那么在未來的研究中，探討患者在干擾環(huán)境下對言語精細(xì)結(jié)構(gòu)、包絡(luò)等的感知水平可能會是研究患者的言語識別障礙機理的一個人手點。以往的研究還提示精神分裂癥患者在多感覺通道加工任務(wù)中表現(xiàn)出比單通道加工任務(wù)更明顯的損害（Myslobodsky，Goldberg，Johnson，Hicks，&Weinberger，1992；Schonauer，Achtergarde，&Reker，1998；de Gelder，Vroomen，Annen，Masthof，&Hodiamont，2003；Ross et al.，2007；Szycik et al.，2009），患者利用聽覺單通道線索去掩蔽的能力尚保持，那么很可能在多通道線索加工中存在異常。

2）精神分裂癥患者在聽覺掩蔽環(huán)境下對目標(biāo)言語的識別障礙的神經(jīng)生理學(xué)機制。之前關(guān)于精神分裂癥患者的大量心理物理學(xué)工作結(jié)果表明，患者在干擾環(huán)境下的言語識別異常很可能和患者對語音基本結(jié)構(gòu)的辨識異常、選擇性注意和記憶受損有關(guān)，因此腦成像的研究將幫助我們檢驗我們的假設(shè)，并為疾病尋找神經(jīng)生理學(xué)和神經(jīng)心理學(xué)的證據(jù)。

3）精神分裂癥患者在聽覺掩蔽環(huán)境下對目標(biāo)言語的識別障礙的特異性如何？精神分裂癥患者在聽覺干擾環(huán)境下的言語識別障礙是否是精神分裂癥的一個素質(zhì)特征？這種言語感知障礙是否為精神分裂癥患者獨有？還是一個神經(jīng)發(fā)育障礙的結(jié)果？未來的研究有望在精神分裂癥患者的一級親屬、其他精神障礙，如情感障礙、兒童孤獨癥患者中對這些問題進(jìn)行檢驗和驗證。