特定模式顱腦損傷患者選擇性認(rèn)知功能障礙研究

李曉輝，王新軍，謝井偉，吳建珩，單嶠

（鄭州大學(xué)第五附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科，河南 鄭州 450052）

特定模式顱腦損傷患者選擇性認(rèn)知功能障礙研究

李曉輝，王新軍，謝井偉，吳建珩，單嶠

（鄭州大學(xué)第五附屬醫(yī)院 神經(jīng)外科，河南 鄭州 450052）

目的 明確特定模式的顱腦損傷與某種選擇性認(rèn)知功能障礙之間的聯(lián)系。方法入選的27例創(chuàng)傷性顱腦損傷（TBI）患者，其中12例為情景記憶功能受損但執(zhí)行功能完好（不良記憶組），15例為情景記憶功能完好但執(zhí)行功能缺陷（不良執(zhí)行組），另外選取25名健康人作為對(duì)照組。參照神經(jīng)心理學(xué)評(píng)分及磁共振（MRI）結(jié)果，采用定性、定量的方法研究TBI患者的病變分布及海馬體積。結(jié)果不良執(zhí)行組表現(xiàn)為額葉局灶性病變，而不良記憶組則表現(xiàn)為海馬結(jié)構(gòu)萎縮。結(jié)論左側(cè)海馬體積與記憶功能正相關(guān)，前額葉皮層腦組織與執(zhí)行功能相關(guān)。

創(chuàng)傷性顱腦損傷；認(rèn)知缺陷；執(zhí)行功能；記憶功能；額葉；海馬

創(chuàng)傷性顱腦損傷（traumatic brain injury，TBI）可導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)功能缺陷、知覺障礙、認(rèn)知缺陷、語言障礙、人格改變等嚴(yán)重功能缺陷。認(rèn)知障礙為TBI最常見最持久的后遺癥狀之一[1]。研究發(fā)現(xiàn)認(rèn)知障礙是阻礙患者其他功能康復(fù)如肢體功能、語言功能恢復(fù)的重要因素[2]。先前的研究從宏觀解剖層面解釋TBI患者顱腦損傷性質(zhì)及其定位的關(guān)系，研究結(jié)果常常表現(xiàn)為相互抵觸或前后矛盾，原因是他們所研究的TBI患者存在多種模式的認(rèn)知功能缺陷。本研究創(chuàng)新之處在于試圖控制TBI患者所涉及到的異質(zhì)性中的一個(gè)或數(shù)個(gè)方面，用以明確這種損傷模式從某種程度上是否與他們具體的認(rèn)知表現(xiàn)存在關(guān)聯(lián)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

鄭州大學(xué)第五附屬醫(yī)院2011年2月-2014年3月收治的74例TBI患者中，篩選出27例隨訪完整的患者信息。其中，男性24例，女性3例，平均年齡31.6歲。全部患者中，23例（31.1%）處于極低的意識(shí)狀態(tài)，認(rèn)知功能＜7分，無法完成準(zhǔn)確的心理評(píng)估；5例（6.8%）存在不同程度的失語癥；19例（25.7%）TBI患者同時(shí)存在情景記憶和執(zhí)行功能受損。僅有12例（16.2%）為情景記憶功能受損但執(zhí)行功能完好，15例（20.3%）為擁有情景記憶功能但執(zhí)行功能受損，他們表現(xiàn)出特異性選擇性認(rèn)知功能障礙，這27例患者最終列入本研究對(duì)象,另外選取25名健康人作為對(duì)照組。見表1。

表1 研究對(duì)象人口特征 （±s）

表1 研究對(duì)象人口特征 （±s）

創(chuàng)傷后天數(shù)/d不良記憶組（n=12） 34.583±7.141 8.500±3.631 30.583±17.380 224.583±148.829不良執(zhí)行組（n=15） 32.667±7.423 9.133±3.226 26.333±13.652 245.867±162.999健康對(duì)照組（n=25） 33.320±6.263 9.120±3.723F/t值 0.269 0.142 0.712 0.355P值 0.765 0.868 0.483 0.726組別 年齡/歲 認(rèn)知功能/分 昏迷持續(xù)時(shí)間/d

1.2 入選標(biāo)準(zhǔn)

格拉斯哥昏迷等級(jí)（GCS），得分8～15分；已度過昏迷期，能完成指令性動(dòng)作；無局部認(rèn)知缺失及干擾神經(jīng)心理測(cè)試和神經(jīng)影像學(xué)評(píng)估的因素；無精神病、酗酒及藥物因素干擾；無情景記憶功能及執(zhí)行功能同時(shí)嚴(yán)重受累。

1.3 試驗(yàn)方式

評(píng)估內(nèi)容包括認(rèn)知、空間探索、失語、癡呆等。神經(jīng)心理學(xué)及執(zhí)行功能測(cè)試具體包括：①使用數(shù)字廣度測(cè)驗(yàn)測(cè)量短時(shí)視空間記憶[3]；②使用詞語即刻延時(shí)回憶測(cè)驗(yàn)；③卡片分類測(cè)驗(yàn)[4]；④連線測(cè)試；⑤使用倫敦塔測(cè)驗(yàn)測(cè)量病人問題解決能力；⑥使用倒序數(shù)字廣度測(cè)驗(yàn)測(cè)量工作記憶[5]；⑦使用言語流暢性測(cè)試測(cè)量詞語表征功能；⑧使用Attentive Matrices測(cè)試測(cè)驗(yàn)選擇性注意；⑨使用瑞文顏色推理測(cè)驗(yàn)測(cè)量抽象推理能力。本試驗(yàn)采用定性方法研究TBI患者病變分布，采用定量方法評(píng)估TBI患者個(gè)體海馬體積。就定性而言，參照既往研究[6]，通過圖像觀察，不良執(zhí)行組TBI患者存在額葉受損；就定量而言，本試驗(yàn)從宏觀結(jié)構(gòu)上計(jì)算出組間存在海馬體積的差異。本試驗(yàn)所有MRI數(shù)據(jù)均使用飛利浦Achieva 3.0T超高磁場(chǎng)磁共振系統(tǒng)獲得。定性評(píng)估：MRI的定性均由資歷較高的影像學(xué)醫(yī)師進(jìn)行閱片，運(yùn)用單盲實(shí)驗(yàn)法讀取TBI患者影像資料，病灶＞1.6 cm；定量評(píng)估：每側(cè)大腦半球的海馬體積均應(yīng)用FSL FIRST工具自動(dòng)測(cè)量，其精確性由經(jīng)驗(yàn)豐富的影像醫(yī)師采用單盲方法加以修飾。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

Excel2007建立數(shù)據(jù)庫，使用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。對(duì)于符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)，結(jié)果表示方法為均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s），TBI組群和健康對(duì)照組之間的比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)；TBI組群之間差異的比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；對(duì)于不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)，結(jié)果表示方法為M（P25，P75），數(shù)據(jù)分析采用兩獨(dú)立樣本秩和檢驗(yàn)（mann-whitney u tests）的方法進(jìn)行。采用單因素方差分析-趨勢(shì)檢驗(yàn)分析比較TBI患者和健康對(duì)照組海馬體積變化；采用Person積矩相關(guān)系數(shù)或肯德爾τ相關(guān)系數(shù)（kendallτcorrelations）評(píng)估神經(jīng)心理評(píng)分和海馬體積之間的相關(guān)性，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估及基本特征

從表1中可以看出，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組在性別、年齡、教育程度上差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。從表2可以看出，不良記憶組在15個(gè)單詞列表測(cè)試及段落文章測(cè)試中得分較低，而不良執(zhí)行組在威斯康星卡片分類測(cè)驗(yàn)（wisconsin card sorting test）以及倫敦塔測(cè)驗(yàn)（the tower of london test）中得分較低。然而，不良記憶組及不良執(zhí)行組在短時(shí)記憶、工作記憶、言語流暢、選擇性注意、抽象推理等方面表現(xiàn)差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

2.2MRI評(píng)估

不良執(zhí)行組研究對(duì)象中存在額葉局灶性病變，而不良記憶組TBI患者未表現(xiàn)出局灶性顱腦病變。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不良記憶組和不良執(zhí)行組與健康對(duì)照組相比，雙側(cè)海馬體積均相對(duì)較?。ㄒ姳?）。對(duì)實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組雙側(cè)海馬體積做趨勢(shì)分析：健康對(duì)照組＞不良執(zhí)行組 ＞不良記憶組（F左側(cè)海馬=7.679，P=0.008；F右側(cè)海馬=20.545，P=0.004）。見附圖。

2.3 神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估與海馬體積之間的相關(guān)性

左側(cè)海馬體積與15-詞延遲回憶、段落文字即時(shí)回憶、延緩回憶及抽象推理的表現(xiàn)呈正相關(guān)（r=0.731，P＜0.05；τ=0.445，P=0.002；r=0.646，P＜0.05；r=0.387，P=0.046）海馬體積與其他任意神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試得分不相關(guān)。

表2 研究對(duì)象神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試成績(jī)

附圖 實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組海馬體積比較

表3 兩組TBI患者及健康對(duì)照組海馬體積比較 （±s）

表3 兩組TBI患者及健康對(duì)照組海馬體積比較 （±s）

注：1）不良記憶組與對(duì)照組比較，P＜0.05；2）不良執(zhí)行組與對(duì)照組比較，P＜0.05

組別右側(cè)海馬不良記憶組（n=12） 3093.167±295.323不良執(zhí)行組（n=15） 3674.933±523.836 3990.560±218.814F值 24.688 38.996P值 0.001 0.001t值 0.0001），0.0002） 0.0001），0.0002）左側(cè)海馬3118.833±333.350 3670.467±518.088健康對(duì)照組（n=25） 4223.680±283.718

3 討論

對(duì)于腦的高級(jí)認(rèn)知功能來說，任何一側(cè)的多部位受損都會(huì)出現(xiàn)認(rèn)知障礙，以額葉、海馬區(qū)等損害表現(xiàn)尤為突出[7]。情景記憶和執(zhí)行功能障礙是TBI患者常見的后遺癥，執(zhí)行功能是個(gè)體在行為活動(dòng)過程中，將不同認(rèn)知加工并進(jìn)行靈活整合及協(xié)同操作的能力，包括動(dòng)機(jī)、程序、反應(yīng)控制和演繹推理等內(nèi)容[8]。先前許多研究試圖明確異構(gòu)模式認(rèn)知缺陷與特定顱腦損傷之間的關(guān)系時(shí)，結(jié)論時(shí)常相悖[9]。導(dǎo)致這種矛盾的原因大致有2種：第一，TBI患者往往合并多種類型的認(rèn)知能力障礙，之間又相互影響，進(jìn)而導(dǎo)致認(rèn)知與解剖數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生誤差。第二，很難明確某個(gè)大腦區(qū)域是否為某種特定認(rèn)知功能的優(yōu)勢(shì)區(qū)域。認(rèn)知障礙的異構(gòu)模式與顱腦損傷性質(zhì)、定位等因素變異有關(guān)，故導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在差別。

本研究創(chuàng)新之處在于盡可能控制TBI患者中的異質(zhì)性，控制變異因素，從而降低其認(rèn)知功能障礙的異質(zhì)性。大部分TBI患者存在神經(jīng)心理異質(zhì)性，篩選出TBI患者的獨(dú)特性，控制變異因素，需從較大的臨床樣本中做研究，才有機(jī)會(huì)篩選出符合要求的實(shí)驗(yàn)對(duì)象。本次實(shí)驗(yàn)盡可能降低TBI患者的變異性，從74例研究對(duì)象中篩選出符合要求的實(shí)驗(yàn)個(gè)體，入選者必須為情景記憶障礙與執(zhí)行功能障礙相對(duì)獨(dú)立。經(jīng)過遴選，僅有12例為情景記憶功能受損但執(zhí)行功能完好，15例為情景記憶功能完好但執(zhí)行功能缺陷的患者入選。通過磁共振檢查，采取定性及定量的方法，發(fā)現(xiàn)執(zhí)行功能受損患者存在額葉局灶性病變，而情景記憶功能障礙患者顯示雙側(cè)海馬體積減少。雖然依據(jù)MRI容積法測(cè)得海馬體積精確性欠佳，但這也是研究大腦宏觀結(jié)構(gòu)變化充分而又可靠的方法。

VOELBE等[10]研究表明，額葉是TBI最容易受累的區(qū)域。顱腦外傷后額葉或其與后皮質(zhì)區(qū)、皮質(zhì)下和邊緣系統(tǒng)的信息傳導(dǎo)聯(lián)系中斷而導(dǎo)致工作記憶障礙[11]。集中注意對(duì)跨時(shí)間關(guān)系的信息進(jìn)行加工并集中精力進(jìn)行思考，從而形成知識(shí)的積累，也與額葉有關(guān)[12]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行功能障礙患者大數(shù)多與背外側(cè)和腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層腦區(qū)組織損傷有關(guān)，但實(shí)驗(yàn)人員并沒有進(jìn)一步做出組織病變和執(zhí)行認(rèn)知得分之間具有相關(guān)性的結(jié)論，主要原因是一部分執(zhí)行功能障礙患者合并其他組織損傷；另一部分是執(zhí)行功能障礙患者額葉病變部位存在差異。另外，對(duì)于記憶功能，有報(bào)道稱海馬體積及其信號(hào)傳導(dǎo)通路與情景記憶關(guān)系密切[13]。不良情景組與健康對(duì)照組及不良執(zhí)行組相比有明顯的海馬萎縮，其中左側(cè)海馬體積與記憶測(cè)試得分正相關(guān)，故左側(cè)海馬體積與記憶相關(guān)性更為密切。

本研究存在一定局限性，比如，有些TBI患者呈現(xiàn)出海馬體積下降，但沒有出現(xiàn)任何記憶障礙。原因可能有2種，樣本量較小及統(tǒng)計(jì)力度不足。樣本量較小是最為重要的因素之一，嚴(yán)重的TBI患者出現(xiàn)某種單一而確切的認(rèn)知功能障礙較為少見，本結(jié)論需要在更多具有不良情景記憶和執(zhí)行功能障礙人群中重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以得到更為完備的結(jié)論。本次小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)研究可能是今后研究的理論基礎(chǔ)。本研究可以明確左側(cè)海馬體積與記憶功能正相關(guān)，前額葉皮層腦組織與執(zhí)行功能相關(guān)。

[1]任麗華,頊紅宇,賀曉生,等.創(chuàng)傷性腦損傷后認(rèn)知障礙研究現(xiàn)狀[J].中華神經(jīng)外科疾病研究雜志,2012,11(1):94-96.

[2]FORBES C E,POORE J C,KRUEGER F,et al.The role of executive function and the dorsolateral prefrontal cortex in the expression of neuroticism and conscientiousness[J].Soc Neuroscience,2014,9(2):139-151.

[3]ORSINI A.La memoria diretta e la memoria inversa di cifre in soggetti dai 16 ai 64 anni[J].Bollettino Psicol Appl,2003(239): 73-77.

[4]NOCENTINI U,DI VINCENZO S,PANELLA M,et al.La valutazione delle funzioni esecutive nella pratica neuropsicologica:dal modified card sorting test al modified card sorting test-roma version[J].Dati Distandardizzazione.Neurologia,2002,12(1):13-24.

[5]MONACO M,COSTA A,CALTAGIRONE C,et al.Forward andbackward span for verbal and visuo-spatial data:standardization and normative data from an Italian adult population[J].Neurol Sci,2013,34(5):749-754.

[6]STUSS D T.Traumatic brain injury:relation to executive dysfunction and the frontal lobes[J].Curr Opin Neurol,2011,24(6): 584-589.

[7]PETERS J,DAUM I,GIZEWSKI E,et al.Associations evoked during memory encoding recruit the context-network[J].Hippocampus,2009,19(2):141-151.

[8]王靜,張小麗,趙雅寧,等.顱腦損傷恢復(fù)期患者執(zhí)行功能障礙及影響因素分析[J].中華行為醫(yī)學(xué)與腦科學(xué),2011,20(2):137-139.

[9]TOMAIUOLO F,BIVONA U,LERCH J P,et al.Memory and anatomical change in severe nonmissile traumatic brain injury: approximately 1 vs.approximately 8 years follow-up[J].Brain Res Bull,2012,87(4/5):373-382.

[10]VOELBEL G T,GENOVA H M,CHIARAVALOTTI N D,et al.Diffusion tensor imaging of traumatic brain injury review: implications for neurorehabilitation[J].NeuroRehabilitation,2012, 31(3):281-293.

[11]席春華,朱幼玲,黃治飛,等.前額葉損傷患者的視空間工作記憶改變[J].中華神經(jīng)科雜志,2010,43(3):182-185.

[12]郭章,康德智.創(chuàng)傷性腦損傷后認(rèn)知障礙發(fā)生機(jī)制的研究進(jìn)展[J].中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志,2009,8(6):637-639.

[13]DI PAOLA M,MOSCATELLI A,BIGLER E D,et al.White matter changes in patients with hypoxic amnesia[J].Neurocase, 2011,17(1):46-56.

（張西倩 編輯）

Study of selective cognitive dysfunction in patientsw ith a specific pattern of traumatic cerebral damage

Xiao-huiLi,Xin-junWang,Jing-weiXie,Jian-hengWu,Qiao Shan
(Departmentof Neurosurgery,the Fifth Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou,Henan 450052,China)

ObjectiveTo determine the relationship between a specific pattern of cerebral damage and some sort of selective cognitive dysfunction.MethodsA total of 27 patientswith traumatic brain injury(TBI)were collected for the study,including 12 TBI patients with contextmemory disorder and without executive function defects,and 15 patientswith executive dysfunction butwithout episodicmemory dysfunction.The control group included 25 healthy people.The distribution of the lesions and the volume of hippocampus in the TBI patients were studied by qualitative and quantitativemethods,referring to neuropsychological scores and magnetic resonance imaging(MRI) results.ResultsTBI patients with executive dysfunction showed local lesions of frontal lobes,whereas the TBI patientswith episodicmemory disorder presented hippocampal atrophy.ConclusionsThe lefthippocampal volume is in positive correlation withmemory function.The prefrontal cortex is associated with executive function.

traumatic brain injury(TBI);cognitive dysfunction;executive function;memory function;frontal lobe; hippocampus

R651

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.07.024

1005-8982（2017）07-0107-05

2016-10-08

王新軍，E-mail：sailing5156@163.com；Tel：15236101927