《Neurology》：Whole-Brain Dynamic Causal Tractography Atlas of Auditory and Visual Speech Networks Derived From Intracranial Neurophysiologic Data
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本研究利用颅内脑电图（iEEG）技术，构建了首个全脑动态因果纤维束成像图谱，首次在毫秒级时间尺度上解析了听觉和视觉命名任务中白质通路介导的神经协同激活模式。研究发现快速听觉命名与右侧额中回前部抑制及左侧弓状束协同激活增强相关，而快速图片命名则依赖双侧枕颞区通过下纵束的早期协同激活。该图谱通过电刺激验证证实其与感觉运动及语言症状显著相关，为术前语言功能区定位提供了重要资源。
研究背景与方法创新
自Penfield时代以来，侵入性神经生理学通过阐明言语功能必需的脑区，为功能神经科学奠定了坚实基础。然而，全脑研究尚未区分支持听觉和视觉领域快速命名的毫秒级动态特性和特定白质通路。本研究利用颅内神经生理数据开发了首个全脑动态因果纤维束成像图谱。这项观察性研究分析了在底特律医疗中心接受癫痫手术的药物难治性局灶性癫痫患者的命名任务期间的颅内脑电图（iEEG）。研究量化了任务相关的皮层高伽马（70-110 Hz）调制，并将功能协同激活定义为由白质束直接连接的皮层区域同时出现的持续高伽马增强。通过电刺激测试了这些动态的因果显著性。
参与者与数据处理
2007年1月至2023年12月期间，共纳入125名患者（年龄5-49岁；61名女性）。所有患者均为母语为英语的4岁及以上个体，在颅外iEEG期间完成听觉或图片命名任务。排除标准包括听力或视力受损、主要脑畸形、既往癫痫手术史或右半球语言优势。使用FreeSurfer将电极坐标对齐到标准脑并分配到66个感兴趣区（ROIs）。仅纳入无伪影、非癫痫性位点进行分析。
神经动力学主要发现
听觉命名网络动态：快速听觉命名与右侧额中回（rostral middle frontal gyrus）前部失活以及左侧弓状束（arcuate fasciculus）协同激活增强相关。在刺激偏移前，右侧额中回前部高伽马活动减弱，而左半球协同激活增强。延迟听觉命名则与双侧额叶协同激活的晚期激增相关。功能协同激活强度在特定5毫秒时间窗与电刺激诱导的症状概率显著相关：刺激后215毫秒与听幻觉相关（ρ = +0.64），刺激偏移前40毫秒与感觉性失语相关（ρ = +0.58），刺激偏移后130毫秒与表达性失语相关（ρ = +0.69），反应前60毫秒与言语中止相关（ρ = +0.80），反应后350毫秒与面部感觉运动症状相关（ρ = +0.83）。
视觉命名网络特征：快速图片命名涉及通过下纵束（inferior longitudinal fasciculus）连接的双侧枕颞区早期协同激活，且与布罗卡区（Broca area）的瞬时共同失活同时发生。刺激后155毫秒的协同激活与幻视相关（ρ = +0.76），285毫秒与视觉失真相关（ρ = +0.91）。左侧后部颞下回（posterior inferior temporal gyrus）在刺激后350-500毫秒的增强协同激活与更快反应相关。
个体差异与网络机制
年龄平方根（√age）增加与听觉和图片命名反应时间缩短显著相关。左利手与听觉命名期间右侧内嗅皮层高伽马振幅增加15.1%相关，左半球癫痫灶与图片命名期间右侧后部颞上回高伽马振幅增加29.6%相关。相比局部高伽马振幅，左半球弓状束连接区域的功能协同激活与听觉命名反应时间更具一致性关联。延迟反应与双侧额叶（听觉命名）和双侧罗兰迪克区（图片命名）的晚期神经活动激增相关。
白质通路的功能特异性
不同白质束在命名过程中特定阶段被选择性激活：听觉命名主要涉及弓状束和胼胝体纤维从颞上区的协同激活；图片命名则依赖下纵束和胼胝体纤维从枕叶和梭状回的协同激活。在反应前，左侧弓状束（听觉命名）和左侧下纵束（图片命名）的协同激活减弱，而连接前中央回、额上回和岛盖部的左额斜束、上纵束和极外囊的协同激活增强，可能反映语音启动网络。
临床意义与科学价值
本研究通过电刺激验证表明白质介导的协同激活模式与特定神经功能障碍存在因果关联。动态因果纤维束成像图谱不仅能预测脑病变导致的认知缺陷，还为外科手术中的语言功能区定位提供了重要参考。研究结果表明白质通路损伤可能比单纯皮层病变导致更严重的功能缺损，强调了白质网络完整性在语言处理中的关键作用。该图谱可作为培训资源，帮助学者理解支撑言语的网络动力学，以及为接受皮层或皮层下干预的患者进行术前语言定位。
