《Clinical Neurophysiology》：Functional neural activity and connectivity deficits underlying vocal auditory feedback control in post-stroke aphasia: An fMRI study
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**摘要**
**目的**：本研究旨在探究卒中后失语症中，支撑声音产生与运动控制缺陷的感觉运动整合受损所对应的功能性神经活动与连接相关性。
**方法**：研究人员在改变听觉反馈条件下，采集了15名失语症参与者和15名对照参与者在发出语音元音时的fMRI数据
**摘要**
**目的**：本研究旨在探究卒中后失语症中，支撑声音产生与运动控制缺陷的感觉运动整合受损所对应的功能性神经活动与连接相关性。
**方法**：研究人员在改变听觉反馈条件下，采集了15名失语症参与者和15名对照参与者在发出语音元音时的fMRI数据，其中音高偏移刺激以随机化方式呈现，幅度为±100音分。
**结果**：研究人员发现，失语症中由卒中引起的脑损伤与左侧半球背侧流网络（包括前运动皮层和运动皮层、后颞上区以及缘上回）内的激活减弱相关。功能性连接分析显示，失语症患者左侧半球后颞上回（pSTG）与背侧和腹侧中央前回言语区（dPSA和vPSA）之间的耦合减弱，表明听觉-运动整合受到破坏。失语症参与者对音高偏移听觉反馈的跟随性和对抗性（即代偿性）声音反应均有所减弱，反映出快速前馈控制和较慢的基于反馈的控制机制均受损。此外，声音代偿行为受损与pSTG和左侧背侧中央前回言语区（dPSA）以及右侧背侧喉运动皮层（dLMC）之间的功能性连接减弱相关，表明这些网络在声音产生过程中基于听觉反馈的喉运动控制中发挥关键作用，且其在失语症中因卒中而受损。
**结论**：研究人员的数据提供了收敛性证据，表明失语症中背侧流网络内的听觉-运动整合受到破坏，神经通讯受损。
**意义**：这些发现强调，针对失语症疗法的临床干预应从支持声音听觉反馈处理与控制的感知运动机制中获益。增强感知运动整合通路的个性化干预措施可进一步促进流畅言语交流能力的恢复。
**论文解读：卒中后失语症声音听觉反馈控制缺陷的功能神经机制——基于fMRI的研究**
**一、研究背景与目的**
言语产生是依赖于感知运动整合的复杂过程，其流畅性建立在前馈运动指令与基于感觉反馈（特别是听觉反馈）的误差检测与修正机制的动态交互之上。内部前向模型利用运动指令的传出拷贝来预测言语的感觉后果，并将其与实际反馈进行比较，从而在发生偏差时驱动代偿性调整。卒中后失语症为探究言语听觉反馈控制的神经机制提供了独特窗口：左侧半球局灶性损伤所导致的听觉-运动整合障碍，能够揭示言语计划、反馈监测和代偿性运动反应所依赖的特定脑网络。传统的双流言语模型强调左侧半球背侧网络在言语感觉运动控制中的核心地位，而新近发展的双重协调模型进一步将中央前回划分为背侧中央前回言语区（dPSA）和腹侧中央前回言语区（vPSA），分别对应以听觉加权为主的喉部音高/韵律控制和以躯体感觉加权为主的构音/音节控制，并分别作用于背侧和腹侧喉运动皮层（dLMC和vLMC）。目前尚不清楚卒中后失语症中，背侧协调网络内的神经活动与连接异常如何具体影响声音听觉反馈控制行为。为此，本研究基于双重协调模型框架，结合功能性磁共振成像（fMRI）与音高偏移听觉反馈（AAF）范式，系统考察了卒中后失语症患者在发声和听觉任务中背侧言语协调网络的神经活动与连接改变，及其与声音代偿行为缺陷的关联。
**二、研究方法概述**
研究人员招募了15名左侧半球卒中失语症患者（平均年龄62.69岁；平均卒中后病程7.39年）与15名神经典型对照参与者（平均年龄60.13岁），失语症患者来自南卡罗来纳大学失语症实验室和失语症恢复中心，均经Western失语症成套测验修订版和失语症言语失用评定量表评估。实验采用事件相关设计结合稀疏采样fMRI（TR=10s，含7.31s静音期），参与者在扫描仪内执行稳态元音/a/发声任务和自身发声回放听任务，实时听觉反馈以伪随机方式施加±100音分的音高偏移。主要技术方法包括：基于SPM12的全脑体素BOLD激活分析；基于最小二乘分离（LSS）程序的Beta时间序列估计；基于贝叶斯多元线性回归（brms包）的感兴趣区（ROI）功能性连接分析；以及基于Praat和MATLAB的声音基频（f0）提取与代偿反应幅度计算。
**三、主要研究结果**
**3.1 BOLD信号反应**：对照组在发声任务中激活了广泛的双侧感知运动网络，包括Heschl回（HG）、后颞上回（pSTG）、颞平面（PT）、极平面（PP）、前后岛叶皮层、背腹侧中央前回、各岛盖区、前扣带回、丘脑、小脑及左侧壳核；而失语症组的激活显著减弱且局限于右侧半球及少数皮层下区域。组间比较显示，对照组在发声和回放任务中均表现出比失语症组更强的左侧半球背侧流关键节点激活（如HG、PT、PP、前岛叶、SMG、背腹侧中央前回、额叶岛盖等），以及双侧后颞中回、角回、扣带回、丘脑和小脑区域的激活增强。任务效应显示，对照组在发声相对回放时激活范围远较失语症组广泛；失语症组则仅在右侧前运动/运动皮层、前辅助运动区和双侧扣带回、丘脑表现出有限的发声相关增强，且独特地在回放任务中表现出双侧枕-颞-顶网络（角回、颞枕下回、舌回、枕梭状回及右侧SMG和枕上回）的更强激活。未发现显著的反馈条件主效应。
**3.2 功能性连接效应**：ROI连接分析发现，跨任务和条件，失语症组左侧pSTG与dPSA（β=0.24）和vPSA（β=0.20）的功能性连接较对照组显著减弱，而pSTG与dLMC、vLMC的连接无显著组间差异，右侧半球各ROI连接亦无显著组间差异。此外，右侧pSTG-dPSA连接在无偏移（正常反馈）条件下显著强于音高偏移（改变反馈）条件（β=0.09），提示右侧听觉-运动回路在正常反馈条件下对稳定发声的协调作用及其在应对意外反馈误差时的动态调节。跨组分析还发现左侧半球pSTG与背侧中央前回区域（dLMC和dPSA）的连接显著强于与腹侧区域（vLMC和vPSA）的连接（β=0.09）。
**3.3 声音代偿反应**：行为学分析显示，失语症组在音高偏移刺激后的早期时间窗（70–100ms）内跟随性声音反应峰值幅度显著小于对照组（Cohen's d=0.890），在后期时间窗（285–315ms）内代偿性（对抗性）声音反应峰值幅度亦显著减小（Cohen's d=1.041），表明前馈和反馈控制机制均受损。
**3.4 功能性连接与行为反应的关联**：混合效应贝叶斯回归分析揭示，左侧半球pSTG-dPSA连接与声音代偿峰值幅度的关联在对照组中显著强于失语症组（β=0.22），右侧半球pSTG-dLMC连接与声音代偿峰值幅度的关联同样在对照组中更强（β=0.22）。未发现声音代偿反应与区域神经活动之间的显著关联。
**四、讨论与结论**
本研究的发现汇聚性地表明，卒中后左侧半球背侧流网络损伤在失语症中导致听觉-运动整合受损和背侧流网络内神经通讯减弱。在双重协调模型框架下，pSTG与左侧dPSA及右侧dLMC之间的连接减弱与声音代偿行为缺陷的关联，突出了背侧听觉-运动回路在基于听觉反馈的喉运动控制中的关键作用。讨论部分指出，失语症组在右侧半球同源区域未观察到代偿性连接增强，提示右侧半球神经可塑性变化可能不足以完全恢复听觉-运动整合功能。研究结论表明，卒中后左侧半球背侧流网络损伤与失语症患者神经参与减少、听觉-运动机制耦合减弱、对实时听觉反馈变化的代偿反应降低以及感觉运动区功能角色的改变相关联。神经与行为层面的汇聚证据初步表明，失语症的言语障碍至少部分归因于支撑声音听觉反馈控制机制的崩溃。脑-行为关系的改变进一步提示，失语症言语交流能力的恢复不仅涉及完好区域的简单上调，更依赖于这些区域在反馈性声音控制中贡献方式的改变；若这种神经层面的变化低效或不足，将无法恢复正常的纠正机制，从而导致持续性言语产生缺陷。这些发现支持失语症本质上涉及听觉-运动整合机制的根本性破坏的观点，并强调针对感知运动机制、增强感觉运动整合通路的个性化干预措施对于促进流畅言语交流恢复的重要意义。
