帕金森病合并轻度认知障碍患者的言语流畅性：定量分析、定性分析及语义网络分析

《Parkinsonism & Related Disorders》：Verbal fluency in Parkinson’s disease with Mild Cognitive Impairment: quantitative, qualitative, and semantic network analyses.

语义流畅性在PD-MCI患者中受损更显著，网络分析显示PD-MCI患者语义网络局部凝聚力下降。

　　

阿尔方索·德尔加多-阿尔瓦雷斯（Alfonso Delgado-álvarez）|露西亚·费尔南德斯-罗梅罗（Lucía Fernández-Romero）|玛丽亚·瓦莱斯-萨尔加多（María Valles-Salgado）|克里斯蒂娜·德尔加多-阿隆索（Cristina Delgado-Alonso）|玛丽亚·何塞·吉尔-莫雷诺（María José Gil-Moreno）|玛尔塔·帕拉西奥斯-萨米恩托（Marta Palacios-Sarmiento）|巴勃罗·阿比桑达-萨罗（Pablo Abizanda-Saro）|豪尔赫·马蒂亚斯-吉乌（Jorge Matías-Guiu）|罗西奥·加西亚-拉莫斯（Rocío García-Ramos）|霍尔迪·A·马蒂亚斯-吉乌（Jordi A. Matias-Guiu）

西班牙马德里康普顿斯大学（Universidad Complutense de Madrid）圣卡洛斯临床医院（Hospital Clínico San Carlos）圣卡洛斯健康研究所（IdiSSC）神经科

摘要

背景

言语流畅性（Verbal Fluency, VF）任务在帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）的认知评估中被广泛使用。然而，正确回答的总数并不能全面反映患者的表现，其背后的认知机制仍不清楚。

目的

比较轻度认知障碍（Mild Cognitive Impairment, PD-MCI）患者与无认知障碍（No Cognitive Impairment, PD-nCI）患者在语义和音素言语流畅性方面的表现。

方法

80名帕金森病患者（其中50%为PD-MCI）参与了研究，这些患者在性别、年龄和教育水平上没有差异。他们完成了一项全面的神经心理学测试和两项言语流畅性任务。研究比较了各组之间的正确回答数量（Correct Responses, CR）、语群数量（Clusters）、语群转换次数（Switches）、平均语群大小（Mean Cluster Size）、干扰项（Intrusions）以及重复现象（Perseverations）。通过线性回归分析确定了每个言语流畅性指标的神经心理学预测因素。此外，还为每组创建了语义网络图，并对其进行了定量和定性比较。

结果

PD-nCI组在两项任务的正确回答数量上均优于PD-MCI组，且在语义流畅性任务中的语群数量和语群转换次数上也表现出显著差异。情景记忆、命名能力和注意力对语义流畅性表现有预测作用，而注意力、工作记忆和执行功能则对音素流畅性表现有预测作用。语义网络分析显示，PD-nCI组在平均最短路径长度和聚类系数上存在显著差异（数值更高），但模块性系数没有差异。PD-nCI组的网络具有更多且更明确的社区结构。

结论

PD-MCI患者在语义流畅性方面表现更差，表现为语群数量和语群转换次数较少。语义网络分析表明PD-MCI患者的网络结构存在异常，表现为局部语义凝聚力降低。

引言

帕金森病（PD）是最常见的运动障碍疾病，也是仅次于阿尔茨海默病的常见神经退行性疾病[1]。PD的主要病理特征是黑质致密部（Substantia Nigra Pars Compacta）中的多巴胺能神经元丢失以及路易小体（Lewy Bodies）的出现[2]。虽然运动症状（如震颤、僵硬、运动迟缓/动作缺失和姿势不稳）是诊断的关键[3]，但认知缺陷也被发现。最常见的认知缺陷包括执行功能、注意力和视空间技能障碍，其次是情景记忆受损[1]。 执行功能通常与处理非习惯性行为时的认知监督过程相关。因此，许多认知过程被归类为执行功能，例如计划、策略制定、目标导向、内部注意力线索或认知转换[4]。为此，在帕金森病的认知评估中使用了多种神经心理学工具来检测执行功能障碍。其中，言语流畅性任务（Verbal Fluency Tasks, VFT）被证明特别有用[4]。 在VFT中，参与者需要在规定时间内根据提示尽可能多地生成词语。音素流畅性任务要求参与者说出以特定字母开头的词语（例如以字母“p”开头的词语）。在语义流畅性任务中，参与者需要说出属于某一语义类别的词语（例如动物）。作为时间依赖性任务，VFT需要持续关注，同时涉及搜索、访问策略和选择机制[5][6][7]。由于语义知识遵循语义场组织，不同VFT所需的选择机制可能有所不同。在语义流畅性任务中，提示会激活一个语义场（例如动物），该场可以细分为子类别或语群（例如家养哺乳动物、水生动物、鸟类等）。所有词语通过词汇-语义网络相互关联，激活一个词语会引发相关词语的激活，从而允许探索整个语群或切换到同一类别中的不同语群。因此，语义流畅性任务中的选择机制似乎比音素流畅性任务所需的努力更少。在音素流畅性任务中，激活一个词语后可能会引发同一语义类别中但不一定以所需字母开头的词语。因此，选择机制和抑制过程对于避免相似语义场中的错误词语至关重要[7]。不同的流畅性任务似乎依赖于不同的神经基础。两项VFT都与广泛的皮层和皮下网络相关，尤其是左侧下额叶皮层，但在语义流畅性任务中颞叶区域的作用尤为显著[8]，这一发现基于患有局灶性皮层损伤的患者的临床证据[9]。然而，帕金森病中言语流畅性的认知机制仍存在争议。 VFT已在多种神经系统疾病中作为整体认知指标进行研究，如阿尔茨海默病[10]、亨廷顿病[11][12]、多发性硬化症[13]和帕金森病[4][11]。VFT能够检测执行功能障碍和词汇-语义缺陷[14]，这些是帕金森病的重要认知特征，使其成为筛查轻度认知障碍或全面神经心理学评估的良好工具[15][16]。此外，VFT在深部脑刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）研究中的招募过程和作为认知结果时也被广泛应用[17][18]。 VFT在神经系统疾病中的广泛应用得到了其优势的支持：测试时间短、易于实施、即使疲劳也能良好完成，且不受上肢残疾或视觉障碍的影响，因为只需要口头回答。 VFT最常见的评估指标是正确回答的数量。尽管这个分数易于获取和解释，但它并不能反映任务的所有信息。一些研究还报告了其他指标，如干扰项（即规则违反错误）或重复现象（即 perseverations）。然而，并非总是考虑或记录这些错误。在这方面，基于聚类和语群转换的分数可能有助于更好地理解言语流畅性背后的认知过程[19]，尽管在帕金森病中的此类定性分析研究较少[20][21]。 不同的言语流畅性信息表示方法也可能很有用。语义网络分析为研究帕金森病中概念知识的组织提供了新的框架。与传统主要量化词语数量的测量方法不同，基于网络的方法可以考察连接性、聚类和社区组织等结构特征。这种方法揭示了帕金森病中语义记忆的组织方式及其潜在的紊乱模式，这些模式可能无法通过传统分析捕捉到。将社区检测方法应用于帕金森病的语义流畅性数据尤其具有创新性，因为它揭示了语义关联的底层结构，并突出了疾病相关的词汇检索动态变化。 在本研究中，我们假设：(i) 语义流畅性分数主要由情景记忆指标解释，而音素流畅性分数则主要由执行功能测试预测；(ii) 根据是否存在MCI，语义网络图会有所不同。因此，我们的目标是：(i) 通过全面的神经心理学测试，识别帕金森病患者（pwPD）和轻度认知障碍患者（MCI）或无认知障碍患者（nCI）言语流畅性分数的认知过程；(ii) 探索pwPD和MCI或nCI的语义网络分布。

参与者

2021年9月至2023年1月期间，80名以西班牙语为母语的帕金森病患者参与了马德里圣卡洛斯临床医院神经科的研究。所有参与者均符合帕金森病的诊断标准（运动障碍协会MDS [3]）。排除标准如下：(1) 存在任何可能影响认知表现的物理障碍（如视力或听力问题）；(2) 有神经系统疾病史。

PD-nCI与PD-MCI在言语流畅性分数及与其他认知测试的相关性比较

PD-nCI组和PD-MCI组在性别（X2 = 0.056, p = .813）、年龄（t = -1.91, p = .059）或教育年限（t = 1.04, p = .3）方面没有显著差异。 两项言语流畅性任务的结果见表1。PD-nCI组在正确回答数量（语义流畅性：AUC = .807, p < .001, 95% CI = .715-.899；音素流畅性：AUC = .70, p = .012, 95% CI = .533-.768）以及语义流畅性中的语群数量和语群转换次数方面表现更好。

讨论

VFT是常用的神经心理学测试，作为帕金森病筛查阶段的整体认知指标，也用于全面神经心理学评估，尤其是在深部脑刺激研究中[15][17][18]。然而，正如预期的那样，两组在正确回答数量上存在显著差异，PD-MCI组的表现在两项VFT中均较低。有趣的是，我们在语义流畅性任务中发现了更高的正确回答分数。

CRediT作者贡献声明

豪尔赫·马蒂亚斯-吉乌（Jorge Matías-Guiu）：撰写、审稿与编辑、监督、研究、资金获取、概念构思。 巴勃罗·阿比桑达-萨罗（Pablo Abizanda-Saro）：撰写、审稿与编辑、研究。 霍尔迪·A·马蒂亚斯-吉乌（Jordi A. Matias-Guiu）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、可视化、监督、方法学、研究、资金获取、数据分析、概念构思。 罗西奥·加西亚-拉莫斯（Rocío García-Ramos）：撰写、审稿与编辑、方法学、研究、数据管理。 阿尔方索·德尔加多-阿尔瓦雷斯（Alfonso Delgado-álvarez）：

数据可用性声明

本研究生成和/或分析的数据集可向相应作者提出合理请求后获取。

资助

JAMG项目得到了Carlos III健康研究所（Instituto de Salud Carlos III）的支持（项目编号：INT20/00079和INT23/00017，由“欧洲区域发展”基金（European Regional Development Fund “A way to make Europe”共同资助）。MVS项目得到了Carlos III健康研究所的支持（预博士合同编号：PFIS FI20/000145，同样由“欧洲区域发展”基金共同资助）。

利益冲突声明

作者声明与本研究、作者身份及文章发表无关的潜在利益冲突。

致谢

作者无需特别致谢。