工作记忆与执行功能在关系语义处理任务中的作用：来自原发性进行性失语症的 Evidence

《Neuropsychologia》：The Roles of Working Memory and Executive Functioning in Relational Semantic Processing Tasks: Evidence from Primary Progressive Aphasia

　　

摘要

参照性语义处理任务（如词图匹配WPM）需要匹配代表相同概念的刺激，而关系性语义处理任务（如Pyramids和Palm Trees PPT）则需要处理概念之间的关系。与参照性任务相比，关系性任务可能对工作记忆和/或执行功能的要求更高。在当前研究中，我们考察了原发性进行性失语症（PPA）所有类型中的参照性和关系性语义处理能力。我们预测，倒数数字和空间广度任务以及Trail B任务将是关系性任务准确性的显著预测因子，而那些对工作记忆或执行功能要求较低的任务（如正向数字和空间广度任务以及Trail A任务）则不会成为关系性任务准确性的显著预测因子。行为回归分析表明，两种倒数广度任务都不是参照性任务准确性的显著预测因子，但在6个关系性任务中有5个任务的准确性至少可以通过其中一个倒数广度任务来预测。在第二组行为分析中，两种Trail任务都不是参照性任务准确性的显著预测因子；相反，6个关系性任务中有5个任务的准确性可以通过Trail B任务来预测。在对灰质体积进行的回归分析中，三个感兴趣区域（左中间颞回、左岛叶、右中间颞极）是参照性任务（听觉WPM）准确性的显著正相关预测因子。同样的三个感兴趣区域以及另一个感兴趣区域（左三角部）也是关系性任务（PPT-Pictures）准确性的显著正相关预测因子。本研究的结果表明，关系性语义处理任务的表现受到工作记忆容量和执行功能的影响，这一点得到了左三角部的支持。

引言

语义处理任务的难度各不相同。参照性语义处理任务只需要匹配代表相同概念的刺激。例如，词图匹配任务要求将听觉或视觉的提示词与代表与该词相同概念的图片进行匹配（见表1）。在这种类型的任务中，为了准确完成，必须进行以下处理步骤：1）处理听觉或视觉提示词以及目标词和干扰词；2）理解提示词、目标词和干扰词的含义；3）选择代表与提示词相同概念的目标词。

与参照性任务不同，关系性语义处理任务需要处理概念之间的关系。¹ 例如，Pyramids和Palm Trees测试的3图片版本（Howard & Patterson, 1992）要求处理概念之间的关联（见表1）。在这个任务中，目标词是与提示词关联最强的图片或词语，并且需要完成以下处理步骤：1）处理图片或词语刺激；2）理解提示词、目标词和干扰词的含义；3）处理提示词-目标词和提示词-干扰词之间的关系；4）选择与提示词关联最强的目标词或词语。与参照性语义处理任务相比，关系性语义处理任务（如Pyramids和Palm Trees）可能对工作记忆和/或执行功能的要求更高（Butler, Lambon Ralph, & Woollams, 2014; Lacey et al., 2017），因为这些任务需要评估多个概念之间的关系，并选择关联最强的目标词。例如，指针（提示词）、< />（目标词）和< />（干扰词）都可以用于缝纫，但< />与< />的关联比< />与< />的关联更强。同样，在剑桥语义记忆测试电池中的< />任务中，参与者需要判断一个提示词（例如< />）属于目标类别（例如< />）还是干扰词类别（例如< />或< />）。尽管< />同时属于< />和< />类别，但它与< />类别的关联更强。

在脑血管疾病文献中，有一种被称为“语义失语症”的综合征（Jefferies & Lambon Ralph, 2006; Noonan, Jefferies, Corbett, & Lambon Ralph, 2010）。这种综合征涉及“语义活动的执行调节”障碍（Noonan et al., 2010；另见Thompson et al., 2018）。语义失语症与前额叶皮层和颞顶叶皮层的损伤有关（Noonan et al., 2010, 2013; Thompson et al., 2022）。与语义失语症不同，语义痴呆和原发性进行性失语症的语义变体（svPPA）²涉及语义表征的退化（Gorno-Tempini et al., 2011; Neary et al., 1998; Hodges et al., 1994; Mummery et al., 2000; Binney et al., 2010; Lambon Ralph et al., 2010; Migliaccio et al., 2016; Rogalski et al., 2011; Rogers et al., 2006）以及词汇-语义访问能力的受损（Bruffaerts et al., 2020; Budd et al., 2010; Mesulam et al., 2009; Meyer et al., 2025）。svPPA涉及双侧前颞叶的萎缩（Gorno-Tempini et al., 2004, 2011; Mummery et al., 2000）。在左半球，svPPA的萎缩可能扩展到中间颞回和内侧颞回的中部和后部（Leyton et al., 2016; Mesulam et al., 2012）。

PPA的其他亚型包括logopenic变体（lvPPA）、非流利/语法缺陷变体（nfvPPA）和无法分类的PPA（uPPA；Gorno-Tempini et al., 2011; Louwersheimer et al., 2016; Mesulam et al., 2012; 2014; Sajjadi et al., 2014）。虽然语义障碍不是lvPPA或nfvPPA的诊断特征，但在某些lvPPA病例中可能会出现语义障碍^45-47。lvPPA与左侧颞顶叶的萎缩有关（Gorno-Tempini et al., 2004; Henderson et al., 2025; Josephs et al., 2013; Rohrer et al., 2010），这已经被认为与语义失语症有关（Noonan et al., 2010, 2013; Thompson et al., 2022）。同样，nfvPPA也与前额叶的萎缩有关^21-22,36，这也与语义失语症有关（Noonan et al., 2010, 2013）。患有uPPA的个体要么同时符合两种PPA亚型的标准，要么不符合任何PPA亚型的标准^18-20,62-64，这通常是因为这些病例存在多种语言缺陷，这些缺陷与语言网络中的多个区域萎缩有关。因此，一些uPPA患者同时具有前额叶和/或颞顶叶的萎缩（Mesulam et al., 2012）。

基于语义失语症与lvPPA、nfvPPA和uPPA亚型之间的萎缩重叠，我们预测这些亚型的一些患者可能在关系性语义处理方面存在困难，这种困难可以通过考验工作记忆或执行功能的任务来预测，例如倒数数字和空间广度任务（Wechsler, 1997）和Trail B任务（Reitan & Wolfson, 1985）。在当前研究中，我们调查了这些预测。具体来说，我们测试了以下假设：1）svPPA患者将在参照性和关系性语义处理任务上均表现不佳；2）一些lvPPA、nfvPPA或uPPA患者仅在关系性语义处理任务上表现不佳；3）倒数数字和空间广度任务以及Trail B任务将是PPA患者关系性语义处理任务准确性的显著预测因子，而那些对工作记忆或执行功能要求较低的任务（如正向数字和空间广度任务以及Trail A任务）则不会是PPA患者关系性语义处理任务准确性的显著预测因子；4）前额叶皮层和/或颞顶叶皮层的体积将预测关系性语义处理任务的准确性。

章节片段

参与者

共有73名PPA患者参与了这项研究，其中25人患有lvPPA，12人患有svPPA，17人患有nfvPPA，19人患有uPPA。这些参与者完成了用于失语症治疗研究的基线评估（Meyer et al., 2024; Meyer et al., 2019），该研究获得了乔治城大学和约翰霍普金斯大学机构审查委员会的批准。所有参与者都签署了知情同意书。纳入标准包括临床诊断为PPA以及英语为母语。

参照性和关系性语义任务表现的关联与分离

我们检查了svPPA患者和未患svPPA的参与者在听觉词图匹配和Pyramids and Palm Trees-Pictures任务中的表现。所有73名PPA患者都完成了这些任务。在svPPA患者中，12名患者在听觉词图匹配和Pyramids and Palm Trees-Pictures两项任务中均表现不佳，其准确率低于对照组平均值两个标准差以上（Pyramids and Palm Trees-Pictures：对照组平均分M = 49.35，标准差SD = 0.77；听觉词图匹配：

讨论

在当前研究中，我们提出了四个预测。其中两个预测涉及参照性和关系性语义处理任务表现的关联与分离。我们预测svPPA患者将在参照性和关系性语义处理任务上均表现不佳，而某些lvPPA、nfvPPA或uPPA患者仅在关系性语义处理任务上表现不佳。我们的发现是

CRediT作者贡献声明

Argye E. Hillis：撰写 – 审稿与编辑，资源整理。Rhonda B. Friedman：撰写 – 审稿与编辑，资源整理，资金筹集。Donna C. Tippett：撰写 – 审稿与编辑，调查，数据整理。Peter E. Turkeltaub：撰写 – 审稿与编辑，资源整理。Sarah F. Snider：撰写 – 审稿与编辑，调查，数据整理。Andreia V. Faria：撰写 – 审稿与编辑，正式分析，数据整理。Aaron M. Meyer：撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写，

未引用的参考文献

Badke D’Andrea et al., 2025; Grossman et al., 1996; Josephs et al., 2006.

伦理声明

已从所有参与者或其法定代理人处获得参与研究并发表文章的书面知情同意。尊重了参与者的隐私权。

本研究遵循了研究所在国家的相关法律、监管框架和指南进行。该研究获得了乔治城大学IRB的批准。（批准编号2010-387）

作者声明没有利益冲突。

本研究得到了NIDCD和NIA的支持，授予编号为R01DC011317的资助。

Aaron M. Meyer|Sarah F. Snider|Andreia V. Faria|Donna C. Tippett|Peter E. Turkeltaub|Argye E. Hillis|Rhonda B. Friedman

乔治城大学医学中心失语症研究与康复中心