語義性痴呆及其認知神經基礎研究

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摘 要 語義性痴呆（SD）是額顳葉退行性變的主要類型之一，是一種罕見的進行性加重的命名不能和語義失認綜合征，患者不能準確識別物體或對物體相關信息進行準確表徵.SD在臨床方面和語義認知研究領域都具有重要意義.本篇綜述從臨床醫學，認知神經科學兩方面概括性地介紹了對SD的研究現狀，這些研究有助於我們了解語義認知過程中不同類別對象和記憶成分所對應的大腦認知基礎，以及解釋語義認知過程中這些結構間相互關聯方式的可能模式.

關鍵詞 語義性痴呆；語義認知；物體識別與表徵；顳前葉；中心-輻射理論

語義性痴呆（semantic dementia, SD），又稱語義型原發性進行性失語（semantic variant of primary progressive aphasia, svPPA），主要臨床特徵為進行性的命名不能以及對物體識別、物體相關知識表徵能力的喪失，神經解剖學特點為雙側顳前葉的不對稱萎縮，其中左側顳葉萎縮更為明顯.SD被認為是額顳葉退行性變（frontotemporal lobar degeneration，FTLD）的3種主要臨床綜合征之一[1] [2] .作為一種較新發現的痴呆類型，SD在臨床和神經解剖學上均有獨特表現.在認知神經科學領域，因為SD涉及到人體的語義記憶、對物體的識別及物體知識的表徵機制，為語義認知能力的生理基礎研究提供了豐富的材料，因而被研究者廣泛關注[3].自1975年Warrington首次報告3例選擇性語義損害病例[4]，1989年Snowden首次提出語義性痴呆的概念[5]以來，關於該病的臨床和認知神經科學研究屢有報告.本文擬從臨床和認知神經科學兩個方面對近年來的研究進展進行概括性的綜述.

1 臨床研究

1.1 流行病學報告

由於SD為FTLD的較罕見型，目前少有相關流行病學報告.相關研究報道SD在人群中的發病率約為1.1例/10萬，且主要集中在65歲及以上人群[6]；一般認為，SD屬於早髮型痴呆，國內外的臨床資料顯示，SD患者年齡範圍為40-79歲，平均年齡為60歲；患者未表現出性別差異；約2%的SD患者有家族遺傳病史[8].

1.2 臨床表現

SD患者的核心臨床特徵表現為語義認知能力障礙.語義認知，是指使用、操縱和概括生活中所獲得的知識，以支持各種行為活動的能力[9].語義認知能力損傷，使SD患者不能準確識別對象物體或表徵與該物體相關的知識，從而不能準確命名事物，也不能準確描述或理解事物的相關知識.具體表現為語義記憶下降，對物體，面容，味道，氣味，非語言聲音如門鈴，電話鈴等的識別困難，說話時缺少實詞，種類流暢性下降等[10]，以及由此導致的社會認知能力下降及行為變化[11]，如以自我為中心，抑鬱，獃滯，易激怒等.由於SD的進行性，上述癥狀會出現逐漸加重的現象.

值得注意的是，SD患者除語義認知能力損傷外，運動語言能力，事件記憶能力，視聽等感覺能力均正常，所以患者語音流暢性無明顯變化，語法相對正常；對以往事件，尤其是近期事件的自傳性記憶保持良好；能夠區分兩事物是否相同並對物體進行複製性表達[12].

1.3 神經心理學測試

目前在臨床中應用較多並被證明具有較高敏感性和特異性的測試種類包括波士頓量表（用於命名測試）、種類流暢性測驗（在1分鐘內儘可能多地說出屬於同一分類範疇的詞語，如工具）.其中種類流暢性測驗容易受人群類別對不同物品熟悉程度差異的影響，有學者建議使用「超市物品任務」以減小人群差異的影響.也有一些方法具有高敏感性，但特異性不高，可以作為輔助診療手段，包括詞語分類描述及語義聯想測試（如著名的「金字塔與棕櫚樹測驗」：給被試一個目標詞，要求其選出兩個備選詞中最接近目標詞的一個，如給出「金字塔」，選項為「棕櫚樹」和「松樹」，選擇「棕櫚樹」得一分）、畫鍾測試等.還有一些測驗出現在SD患者的特定時期，可以用來幫助診斷和分期，如一般知識測試，著名公共事件回憶等.此外，簡易精神狀態檢查（mini mental state examination, MMSE）及蒙特利爾認識評估量表(Montreal cognitive assessment, MOCA)也常用於SD的早期普檢和排查[13].

在以上測試中，SD患者均表現不佳.但值得注意的是，在視知覺與空間覺能力、工作記憶能力等測試中，即使是中重度SD患者，依然能夠有較好的表現[13].

1.4 神經影像學特點

結構性磁共振成像（structural magnetic resonance imaging，sMRI）顯示，SD患者雙側前下顳葉不對稱萎縮，顳極、梭狀回、中間顳葉結構萎縮明顯，萎縮多以左側為主，偶見右側顯著萎縮的情況[8]，有研究指出，右側主導的SD約佔總數的25%[14]；此外，患者海馬亦可能存在嚴重的左右及前後不對稱萎縮；磁共振彌散張量成像( diffusion tensor imaging, DTI)顯示，SD患者白質束完整性受損，主要涉及前部顳葉，額葉腹側區域等.總體來說，目前關於SD的灰質腦萎縮sMRI研究比較成熟，但相關的腦結構連接、功能連接研究尚處於初始階段[8].

2 認知神經研究

SD的臨床研究表明，人體的語義認知能力依賴於大腦內的特定結構對生活經驗的學習、儲存、整合和提取，且不同事物對象、同一對象不同方面的知識表徵都可能有不同的神經基礎.對這些區域的準確定位，不同區域在共同表徵物體時的連接方式等是認知神經科學研究的重要主題.

2.1 語義認知研究概述

目前，主流的經驗主義觀點認為人的語義認知能力來自生活經驗，在面對某一物體時，我們的視覺、聽覺、觸覺等各種神經系統都可能形成相應的感知覺經驗，並通過整合形成對物體的統觀認識，在進行物體識別時又通過激活對其相關知識的表徵來指導人的行為活動，因此，對不同類型的語義信息加工，會激活不同的腦區.

尋找加工特定類型信息的區域可以通過功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）的手段，目前已經發現了很多與特定感知覺信息加工、儲存相關的腦區.如與顏色信息加工有關的梭狀回與舌回區域；與動作信息加工相關的額葉區域；與物體的味覺加工相關的腦島區域等[16].

這些不同的腦區，涉及到了物體不同方面的特徵和知識，但還需要更高層次的整合形成概念，以使各種信息能夠在實踐中更具有現實意義.目前，在不同感知覺信息整合和概念形成的模式方面，學術界尚未達成共識，主要的相關理論模型包括「中心-輻射理論」和「分散式理論」[9].其中，「中心-輻射理論」認為，多種形式的語言和非語言經驗為概念構建提供了核心組分，這些信息源被編碼、分布在大腦的特定皮層中（即「輻條」），所有特定形式的信息來源的交互作用至少部分是由位於雙側顳前葉（ATLs）的單個跨模式樞紐介導的；而「分散式理論」則認為不存在這樣的共同聯運區域，概念通過特定區域之間的直接聯繫而產生.此外，關於ATL在語義處理過程中的功能定位也有不同看法.強型的「中心-輻射論」認為ATL是一切單詞和對象的語義/概念性屬性結合位點；而另一種說法則認為ATL涉及概念表徵與辭彙形式之間的中間階段，發揮「辭彙檢索」功能[17].

2.2 SD在語義認知研究中的意義

由於SD是一種語義認知功能損失疾病，具有高度特異性，故自首次報告以來，一直是語義認知功能研究的重點對象.結合患者的臨床表現報告及神經心理學測試、神經影像學等方法，並在同一SD病患的不同發病階段、不同的SD案例之間以及不同類型的神經疾病之間進行廣泛的縱橫向對比，是研究語義認知能力生理機制的重要手段.

SD患者通常表現出不對稱的局灶性顳前葉萎縮和語義知識逐漸喪失，有研究發現，顳前區的萎縮程度與SD患者的語義認知損傷嚴重程度以及有意義的跨模式特徵整合功能相關，這一特點有力支撐了「中心-輻射說」關於ATL的功能定位，即各種抽象或具體項目概念的「樞紐」位於雙邊的ATL上， ATL的病態變化將破壞概念知識，影響一個概念語義特徵各種形式的表達[18].這一點在其他涉及語義認知損傷的疾病，如單純皰疹病毒性腦炎（herpes simplex virus encephalitis，HSVE）和阿爾茨海默病（Alzheimer disease，AD）等的研究中也得到了映證[19].

早先，Crinion等人的研究發現，長期癲癇（epilepsy）可能會導致大腦功能重組，影像學研究顯示這種重組在顳葉癲癇（temporal lobe epilepsy，TLE）患者的白質和神經遞質作用方式上表現得很明顯[21]，Duffau等人的研究更發現低級膠質瘤（low grade gliomas,LGG）對布洛卡區（Broca area）和其他語言區的入侵併不總是導致明顯的語言缺陷，並且涉及這些腦去的外科手術也往往不會導致長期的語言功能障礙[22].這些關於大腦可塑性的研究挑戰了ATL作為「概念整合樞紐」的不可替代性.不過，值得注意的是，SD本身即是一種漸進性神經退行性疾病，在患病期間也有發生大腦重組的可能，而TLE和LGG的損傷均不涉及到語義處理過程.如果SD患者確實表現出了明顯的語義認知缺陷，就無法輕易否定ATL主導的「中心論」[17].

另一方面，在對SD及卒中（cerebral stroke，CS），HSVE及其他一些顳葉切除術的病例研究中，ATL也被發現具有「辭彙檢索」功能[24].在這些病例中，患者通常表現出良好的語義知識，但選擇性地在命名任務中表現出各種明顯效應，例如對人，動物或工具的不成比例的命名缺陷，但沒有出現對人和工具出現命名障礙，而對動物卻不表現出命名障礙的情況（p<0.001）.進一步，對正常被試的正電子發射斷層掃描（Positron Emission Computed Tomography，PET）激活實驗表明，左顳極，左顳下葉和後下顳葉分別在對人類，動物和工具的名稱檢索中具有重要地位，生理上，顳極與後下顳葉相距較遠且不存在皮質或皮質下重疊，故單個病變不可能同時出現對人物和工具的命名損傷而動物物品不受影響的情況.儘管如此，一些其他的研究[26]表示，ATL的類別分區可能更複雜：左前顳下區病變被發現與各種類別的命名缺陷均有關聯，而左外側後顳下病變與動物和工具的命名缺陷均有關聯；對面部的識別缺陷與右顳葉病變有關；對工具的識別缺陷則與左顳下後外側病變有關；當受試者相對於建築物或工具學習到人的事實時，顳上回和顳極的前外側區域被激活；左側ATL病變而導致的非生物事件認知缺陷比生物更為嚴重等等.但不管如何，這些研究都證明ATL在語義認知方面不僅涉及概念層面，也涉及到了概念知識與詞語之間的中間過程，即「辭彙檢索」過程.

由之前的神經影像學分析可知，SD患者除了表現出ATL病變外，海馬的一些區域，尤其是前部，也可能出現不同程度的萎縮.有研究表明，SD患者的事件記憶保存相對較好就可能與海馬體後部受損較輕有關[29].此外，也有研究認為SD患者的情緒及社會行為異常與右側內、外側顳葉的病變相關[30].

3 未來研究展望

首例SD的報告人Warrington曾這樣形容SD在語義表徵研究中的核心地位：「語義表徵問題有時可以認為是在研究SD患者能做什麼和不能做什麼」[3].迄今為止，距離首例SD的報告已經過去了42年，藉助先進的神經影像學技術和豐富的臨床經驗積累，我們對於SD和語義認知的研究都已經取得了長足進步.目前，一般認為基於SD研究的「中心-輻射論」已經能夠關聯許多臨床現象與神經影像學特徵，但在解釋大腦可塑性和功能重組對個別SD患者的作用等方面還需要進一步完善.另一方面，ATL被認為廣泛分布著與各種語義類別相關的區域，ATL損傷後功能性後果的多樣性可能是由ATL不同子組件的損傷造成的，更一般地說，我們觀察到的許多語義認知缺陷可能是由於主要起連接作用的結構被破壞而造成的.但這種連接的具體方式，這些分布可能存在的個體差異，均有待進一步研究.此外，由於SD患者的腦萎縮非常一致地集中於ATL的端側和腹側，患者的多模式語義障礙變化很小，為研究ATL的不同亞區域帶來了障礙；SD與HSVE等其他語義認知缺陷病之間的臨床表現差異也需要進行進一步的解釋，這不僅具有理論價值，也對SD的臨床診斷有重大意義[9].

總之，在未來，對SD和語義認知表徵的研究仍要通過包括臨床表現報告，sMRI，fMRI，DTI等各類神經影像學方法及各種病例的縱橫向對比在內的多種手段.對SD的深入研究對解釋人類最常見而又十分複雜的語義認知和物體識別、物體知識表徵能力具有重要意義.

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