丘脑与岛叶卒中后的神经心理学与心血管自主神经发现:一项叙述性综述

《Brain Sciences》:Neuropsychological and Cardiovascular Autonomic Findings Across Thalamic and Insular Stroke: A Narrative Review

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月24日 来源:Brain Sciences 3.4

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  背景:岛叶和丘脑是中枢自主神经网络(central autonomic network, CAN)的组成部分,该网络支持心血管自主神经调节以及认知与情感过程的整合。因此,这两个区域对于理解卒中后神经心理学后遗症和心血管自主神经功能障碍具有重要意义。目的:本叙述

  
背景:岛叶和丘脑是中枢自主神经网络(central autonomic network, CAN)的组成部分,该网络支持心血管自主神经调节以及认知与情感过程的整合。因此,这两个区域对于理解卒中后神经心理学后遗症和心血管自主神经功能障碍具有重要意义。目的:本叙述性综述旨在通过叙述性方法综合当前关于岛叶和丘脑卒中的神经心理学与心血管自主神经后果的证据,并识别这些领域整合方面的空白。方法:在PubMed、Scopus和Web of Science中进行了结构化文献检索,时间范围从数据库建库至2026年10月3日。符合条件的论文研究了丘脑或岛叶卒中后特定领域的神经心理学结局和/或心血管自主神经功能的生理学指标。研究人员根据病变部位和结局领域,对研究设计、参与者特征、评估时机、结局测量指标、主要发现和方法学局限性等数据进行了综合。结果:14篇论文(代表13个独立队列)符合纳入标准:11篇关于丘脑卒中的论文(代表10个独立队列),以及3篇关于岛叶受累的论文(代表3个独立队列)。丘脑卒中研究报告了多个神经心理学领域的异质性损伤,尤其是注意力、执行功能、记忆力和语言。三项岛叶卒中研究报告了与心血管自主神经功能相关的生理学指标改变,包括心率变异性(heart rate variability, HRV)和循环儿茶酚胺,其中一项研究还额外评估了心率和血压。心脏心律失常和死亡率作为次要结局在个别研究中被报告。所有纳入的丘脑卒中研究均未评估心血管自主神经功能,而所有纳入的岛叶卒中研究均未评估特定领域的神经心理学结局。没有一项纳入的研究在同一患者队列中整合了神经心理学和心血管自主神经评估。对结果的解读受到证据基础规模小且方法学异质性大的限制,尤其是在岛叶卒中方面,此外,病变特征描述、评估时机、结局测量指标和纵向随访方面的变异性也限制了解读。结论:本综述纳入的研究代表了两个不同的研究方向,分别关注丘脑卒中后的神经心理学结局和岛叶卒中后的心血管自主神经改变。在纳入的研究中,没有一项在同一患者队列中同时评估了神经心理学和心血管自主神经结局。未来需要进行更大规模的前瞻性、纵向和多模态研究,以确定这些结局是否以及如何与病变特征相关联,以及它们在卒中后恢复过程中如何演变。
1. 引言
卒中仍是全球范围内导致死亡和长期残疾的主要原因之一,构成重大公共卫生问题。神经心理学损伤是卒中的常见后果,常影响注意力、执行功能、记忆力、语言和视空间功能。尽管部分缺陷可能部分恢复,但持续的卒中后认知障碍日益被认为是导致卒中幸存者功能独立性降低、生活质量下降和不良远期结局的主要因素。卒中后神经心理学特征因病变部位而异,导致了认知障碍模式的异质性。心血管自主神经功能障碍也被认为是卒中后的表现,并与心血管并发症和不良临床结局相关。
丘脑因其在支持认知功能并参与情感和行为过程的分布式皮层-皮层下脑网络中作为整合枢纽的角色而备受关注。因此,丘脑卒中可能破坏丘脑皮层网络,导致异质性的神经心理学后遗症,包括注意力、执行功能、记忆力和语言方面的障碍。神经心理学特征可能因病变解剖定位而异,包括前部、旁正中、下外侧和后脉络膜动脉血管区域及其相关的丘脑核团和更广泛的网络连接。
岛叶皮层同样重要,因为它广泛参与认知、情感、内感受和心血管自主神经功能。岛叶在解剖和功能上是异质性的,其前部和后部区域显示出部分不同的连接性和功能特征;因此,岛叶卒中的临床后果可能因岛叶受累的部位和程度而异。岛叶病变可能产生多样的临床表现,包括认知、神经精神、躯体感觉和心血管自主神经功能障碍。此外,最近一篇综述强调了岛叶对心血管自主神经调节的半球不对称性,当前的临床和实验证据表明右侧岛叶卒中后心血管预后较差。然而,关于病变偏侧性的发现仍不一致,因为一项大型前瞻性登记研究发现,右侧和左侧岛叶卒中在心血管事件、死亡率或猝死方面无显著差异。
中枢自主神经网络由参与自主神经调节以及认知和情感过程整合的相互连接的皮层、皮层下和脑干区域组成。该网络中涉及的关键区域包括岛叶和前扣带回皮层、内侧前额叶皮层、杏仁核、丘脑、下丘脑和脑干自主神经结构。在该网络中,岛叶整合内脏感觉信息与心血管自主神经调节,而丘脑除了其既定的认知功能外,也对自主神经调节有贡献。越来越多的证据表明CAN失调与卒中后心血管自主神经功能障碍有关。卒中-心脏综合征框架进一步强调心血管自主神经失调是可能导致卒中后不良心血管结局的重要病理生理机制。
先前的综述侧重于这一文献的不同方面。关于丘脑卒中和血管性丘脑病变的综述主要综合了其认知、语言、情感和行为后果,而关于岛叶皮层和岛叶卒中的综述则强调了自主神经和心血管调节以及更广泛的神经系统表现。关于卒中-心脏综合征和卒中后自主神经功能障碍的综述检查了将卒中与心血管自主神经功能障碍、心脏并发症和不良临床结局联系起来的机制。
在此背景下,将丘脑和岛叶卒中放在同一篇综述中进行考量的理由基于这两个区域在CAN中的参与、它们对认知和心血管自主神经功能的更广泛贡献,以及心血管自主神经功能障碍是公认的卒中后遗症的证据。因此,本叙述性综述旨在综合关于丘脑和岛叶卒中后神经心理学和心血管自主神经后果的证据,特别关注在每个病变部位这两个领域被研究的程度,以识别当前证据中的空白,并讨论未来多模态研究的方向。
2. 方法
本叙述性综述的方法学报告遵循了叙述性综述文章评估量表的质量领域。采用了结构化的文献检索和研究选择方法以增强透明度和可重复性。此外,还使用了PRISMA 2020报告框架的部分元素来记录研究的识别和选择,包括在改编的流程图中展示选择过程。未使用标准化评估工具进行正式的研究层面偏倚风险评估。在证据综合期间,以叙述方式考虑了纳入研究中与结果解释相关的选定方法学局限性,并在研究特征表中进行了报告。
2.1. 文献检索策略
在PubMed、Scopus和Web of Science中进行了结构化文献检索,时间范围从数据库建库至2026年10月3日,以识别调查岛叶或丘脑卒中后神经心理学后遗症和/或心血管自主神经功能障碍的同行评审原创研究。检索字符串应用于标题和/或摘要字段。核心检索策略为:(“insular stroke” OR “thalamic stroke”) AND (neuropsychological OR cognition OR cognitive OR memory OR attention OR executive function OR processing speed OR cardiovascular OR “heart rate variability” OR HRV OR baroreflex OR arrhythmia)。此外,还对合格论文和相关综述论文的参考文献列表进行了手动筛选以识别其他研究。相关综述论文也被用于提供背景和上下文信息。完整的数据库特定检索策略以及通过引文检索/手动参考文献筛选确定的记录见补充表S1。全文评估后排出的报告及其排除原因见补充表S2。
2.2. 资格标准
符合条件的原始同行评审观察性研究,包括前瞻性和回顾性队列研究、病例对照研究、横断面研究和病例系列。仅纳入以英文发表的全文文章。如果研究纳入了累及丘脑或岛叶皮层的缺血性或出血性卒中患者,并报告了神经心理学和/或心血管自主神经结局,则视为合格。包含混合神经系统病因的研究仅在卒中特异性发现可以单独识别时才被纳入。未预设年龄限制、最小样本量或对照组要求。
对于心血管自主神经部分,研究必须包含与心血管自主神经功能相关的生理学指标,如心率变异性、循环儿茶酚胺或标准化心血管自主神经测量。在修订过程中,此资格标准被细化,以区分对心血管自主神经调节的直接生理学评估与下游心脏并发症和临床心血管结局。仅报告心脏并发症或临床心血管结局而未进行与心血管自主神经调节相关的生理学评估的研究被排除。
对于丘脑卒中,当丘脑是所研究的主要病变部位且丘脑发现可以被专门评估时,研究才合格。当原始研究将病变描述为孤立性丘脑卒中时,指的是局限于丘脑的卒中病变,不伴有经CT和/或MRI记录的急性丘脑外卒中受累。对于岛叶卒中,当岛叶皮层的受累在神经影像学上被明确识别并针对相关结局进行评估时,研究才合格。岛叶受累不必在解剖上是孤立的,可以发生在延伸至邻近岛盖、额叶、颞叶或其他大脑中动脉区域的病变内。在更广泛的卒中队列中,伴有岛叶受累的患者的结果必须是可单独识别的,或者必须针对该结局专门检查岛叶受累。
对于神经心理学结局,研究必须包含特定领域的神经心理学测试或正式语言评估。仅依赖全局认知筛查工具或非特异性临床评估的研究被排除。
为了减少与卒中后恢复轨迹相关的异质性,当初始或主要的神经心理学评估在卒中后12个月内进行时,研究才合格。神经心理学评估跨越多年进入慢性期的广泛卒中后时间间隔的研究被排除,除非可以单独识别出合格的早期评估。对于评估时机报告不完全的研究,需要明确描述评估是在急性住院期间或急性/亚急性卒中后时期进行的。当初始评估满足资格标准时,超过12个月的长期随访评估不构成排除标准。
2.3. 研究选择与数据提取
在数据库检索后,去除了重复记录。两位评审员独立筛选标题和摘要,并根据预定义的纳入和排除标准独立进行全文资格评估。通过讨论和共识解决关于资格的争议。从合格研究中提取数据,并检查其准确性和完整性。
提取的信息包括研究设计、参与者特征、卒中类型和解剖特征、评估时机、神经心理学和/或心血管自主神经测量指标、神经影像学方法、主要发现以及相关的方法学局限性。研究选择过程总结于图1,纳入研究的特征见表1和表2。
2.4. 叙述性综合
鉴于研究间存在显著的临床和方法学异质性,包括病变特征、评估时机、结局测量指标和对照组的差异,证据以叙述性而非定量方式进行综合。研究根据主要病变部位和主要结局领域进行分组。证据被组织成两大主题:(i) 神经心理学后遗症和(ii) 心血管自主神经功能障碍。
在解读丘脑卒中急性和早期亚急性阶段的神经心理学发现时,考虑了意识障碍、嗜睡、警觉性降低和行为紊乱对认知表现的潜在影响。
3. 结果
共有14篇论文符合资格标准并被纳入叙述性综合,代表13个独立队列。两项丘脑卒中研究基于同一潜在队列,但探讨了不同的研究问题和分析。11项研究涉及丘脑卒中,代表10个独立队列,而3项研究涉及岛叶卒中,代表3个独立队列。其主要特征总结于表1和表2。
在10个独立的丘脑卒中队列中,共涉及409名患者。其中,306人接受了合格的神经心理学和/或正式语言评估,各研究评估的样本量范围为10至85名参与者。大多数患者为缺血性卒中,而15例为丘脑出血。根据报告的偏侧性计数,204个病变位于左侧,169个位于右侧,35个为双侧;一项研究报告了26/27名参与者的偏侧性。在10个独立队列中,有9个队列的初始神经心理学或正式语言评估是在住院期间或卒中后第一个月内进行的,而一个队列的评估分布较广。有限的纵向神经心理学或语言再评估,在包含纵向评估的队列中,随访期从2个月到8年不等。
在三项纳入的评估岛叶受累的研究中,共涉及192名急性缺血性卒中患者,其中97人有岛叶受累;岛叶子组样本量范围为9至69名患者。报告的各研究人群和岛叶子组的平均年龄范围约为61至71岁。所有三项研究均在急性期评估了与心血管自主神经功能相关的生理学指标;Sahin等人还报告了3个月时的临床随访。
3.1. 丘脑卒中后神经心理学损伤概述
神经心理学损伤是丘脑卒中的常见临床后遗症,其表现因病变解剖定位、偏侧性和血管区域而异。由于大多数研究在这些早期阶段评估患者,神经心理学表现下降可能受到意识、觉醒、警觉性、意识混乱或谵妄、运动或视觉缺陷、精神运动迟缓或一般医疗状况的同时干扰的影响,并不一定表示持续性的特定领域损伤。只有少数研究进行了纵向神经心理学随访。此外,所评估的神经心理学领域和管理措施的相当大的异质性可能限制了研究结果之间的直接比较。
注意力、执行功能、记忆力和语言是研究最广泛的神经心理学领域,而行为和情感维度在较少研究中被考察。神经心理学损伤通常涉及多个领域,而其严重程度、持续性和恢复情况因病变解剖定位、偏侧性和血管区域而异。早期研究主要根据病变解剖定位来解释神经心理学损伤,而最近的研究越来越多地结合先进的结构神经影像学、病变网络映射和结构性断连分析,以进一步阐明卒中后认知障碍的神经解剖学基础。以下各节总结了主要神经心理学领域的现有证据,并考虑了相关的神经解剖学发现和方法学局限性。
由于一些发现来自小的病变解剖定位或偏侧性子组,描述性频率在其可用分母的情况下被报告,并与来自对照比较的发现相区分。
3.1.1. 注意力和执行功能损伤
丘脑卒中后,注意力和执行功能障碍是经常报告的神经心理学后遗症。尽管评估的领域和措施存在异质性,但执行障碍的报告比注意力障碍更为一致。Carrera等人在一项非对照观察性队列中报告了8/9名前内侧梗死患者存在执行功能障碍,在后外侧梗死后也观察到缺陷。短期临床随访显示执行功能障碍在卒中后第一周有所改善。Perren等人在一项12名患者的非对照病例系列中报告了12/12名合并极-旁正中丘脑梗死患者存在执行功能障碍。在旁正中丘脑梗死中,Hermann等人报告17/27名接受神经心理学评估的患者存在注意力缺陷,双侧和左侧梗死后的发生率高于右侧梗死。流畅性/错误控制缺陷见于16/27名患者,且在双侧和左侧梗死后也更常见。Obayashi等人同样报告了卒中后第一周内27名患者中18名存在注意力缺陷,11名存在执行功能障碍。
采用纵向设计,在卒中后1、6、12和24个月进行重复神经心理学评估,Scharf等人发现前部、旁正中和下外侧丘脑梗死后均存在执行障碍,其中前部梗死后的缺陷最为严重。在随访期间,前部梗死后的执行障碍基本恢复,旁正中和下外侧梗死后的执行障碍完全恢复。基于体素的病变-症状映射显示,执行障碍与前丘脑、旁正中和下外侧丘脑交界处的病变相关,与执行功能相关的簇涉及丘脑腹外侧核。相比之下,注意力与匹配对照组或不同丘脑解剖定位之间无显著差异,也未识别出显著的病变-注意力关联。
在首次发生单侧丘脑缺血性卒中的患者中,Li等人发现跨170个皮层和皮层下区域的灰质体积与多个神经心理学领域相关,包括注意力和执行功能。偏最小二乘分析确定了膝下前扣带回皮层、外侧眶额皮层、额中回、伏隔核和海马是关键贡献区域。使用先进的弥散MRI伴神经突方向分散和密度成像,Zhang等人证明,与健康对照组相比,在早期亚急性期评估的单侧孤立性缺血性丘脑卒中患者在注意力和执行功能方面表现出显著损害。然而,执行功能(而非注意力)表现与远端灰质和同侧丘脑皮层微结构改变显著相关。具体而言,执行表现与岛叶和颞上亚区的神经突密度以及与连接丘脑与后眶额皮层和岛叶区域的丘脑皮层通路的纤维密度相关。
总体而言,执行障碍的模式和严重程度因病变解剖定位和偏侧性而异。最近的病变-症状映射和先进神经影像学发现进一步暗示了广泛的丘脑皮层改变。
3.1.2. 记忆力损伤
记忆力损伤在丘脑卒中后常有报道。在各研究中,记忆功能障碍的严重程度和特征因病变解剖定位和偏侧性而异。鉴于纵向再评估有限,早期记忆缺陷不应必然被解释为持续性损伤。Carrera等人报告8/9名前内侧梗死患者存在记忆力损伤,尽管执行功能障碍在短期临床随访中早期改善,但记忆力损伤持续存在。Perren等人同样报告所有12名合并极-旁正中梗死患者均存在记忆力损伤,左侧病变后言语记忆主要受影响,右侧和双侧病变后顺行性记忆障碍更严重。持续性重度遗忘症主要在右侧和双侧梗死后观察到。Hermann等人报告18/27名接受神经心理学评估的患者存在学习/记忆力损伤,而Obayashi在卒中后第一周内在27名患者中识别出15名存在记忆力损伤。
纵向证据进一步支持了病变解剖定位的重要性。Scharf等人发现前丘脑梗死后1个月时言语记忆损伤最为严重,随访期间仅部分恢复。下外侧梗死后的言语记忆缺陷基本恢复,而旁正中组未观察到显著的言语记忆损伤。基于体素的病变-症状映射将左前丘脑确定为与言语记忆缺陷相关的主要病变部位。
最近的神经影像学研究提示,记忆力损伤也可能与超出局灶性丘脑病变的结构改变有关。Li等人识别出言语记忆损伤存在于与分布式皮层和皮层下灰质体积变异相关的更广泛神经心理学特征中。Zhang等人同样发现记忆表现与后颞上/早期听觉皮层及其相应的丘脑皮层通路的微结构改变相关。
综合来看,这些发现表明,丘脑卒中后记忆力损伤既反映了病变特异性效应(特别是涉及前部和左侧丘脑区域),也反映了更广泛的丘脑皮层结构改变。
3.1.3. 语言损伤
丘脑卒中后的语言损伤可能表现为丘脑性失语、言语流畅性降低、找词困难和错语症。在各研究中,语言损伤主要在左侧丘脑病变后被报告,但其临床表现因病变解剖定位而异。Carrera等人报告5/9名前内侧梗死患者和3/8名后外侧梗死患者存在失语症,而它并非中央梗死的特征性表现。类似的偏侧性效应在旁正中卒中中被报告:Hermann等人观察到8名双侧梗死患者中有4名和10名左侧梗死患者中有5名存在言语/语言异常,但在右侧梗死患者中未见。Jiménez Caballero等人在双侧旁正中梗死中以及Perren等人在合并极-旁正中梗死中也报告了语言障碍,包括非流利性失语、错语症和找词困难。
除了明显的失语症,更细微的语言障碍也有记录。Obayashi在27名急性丘脑卒中患者中发现,与年龄匹配的健康对照组相比,单词检索能力显著受损;单词检索比较包括16名患者和11名对照,而与功能性近红外光谱检测到的双侧后辅助运动区反应的关联则在14名具有可分析NIRS数据的患者中进行了检查。Scharf等人在37名首次发生孤立性缺血性丘脑卒中患者和37名匹配对照中发现,在前部、旁正中和下外侧丘脑梗死一个月后,语义和音位言语流畅性受损。这些缺陷在前部和旁正中梗死后的随访期间基本解决,但在下外侧梗死后持续存在。基于体素的病变-症状映射将语言缺陷定位于左前中央丘脑,涉及中央内侧核、腹内侧核和腹外侧核。
最近的病变网络和断连研究通过牵涉分布式语言网络扩展了这些基于病变的观察。Stockert等人在一个101名患者的队列中,识别出17/101名患者存在语言损伤,所有患者均为左侧丘脑病变,并将损伤与左侧背内侧核的损害以及依赖于病变的与左侧额颞叶语言区和双侧领域通用认知控制网络的连接性相关联。Rangus等人在85名单侧急性缺血性丘脑卒中患者中,同样将较差的音位和语义流畅性以及复杂理解力与左侧腹前核和腹外侧丘脑的病变相关联,而病变网络映射则牵涉了一个主要偏左侧化的涉及Broca区的额-丘脑网络。使用与Stockert等人相同的101名患者队列,Stockert等人进一步表明,语言损伤与连接背内侧丘脑和背内侧前额叶皮层的前丘脑辐射的中断有关。
综合来看,这些发现表明,丘脑卒中后语言损伤最一致地与左侧丘脑受累相关,而汇聚的病变、病变网络和结构性断连证据提示,其表达不仅取决于局灶性丘脑损伤,还取决于分布式额-丘脑和丘脑皮层语言网络的破坏。
3.1.4. 行为、情感和觉醒相关症状
行为和觉醒相关障碍尤其在旁正中丘脑梗死后被报告,并且在双侧受累后似乎更为突出。Hermann等人报告18/27名接受神经心理学评估的患者存在行为障碍,包括精神运动迟缓、情绪不稳、病感失认、虚构和冲动性改变。病感失认和虚构仅限于双侧梗死患者。睡眠需求增加随时间推移显著改善,但在该组的长期随访中仍然升高。类似地,Jiménez Caballero等人报告10名双侧旁正中丘脑梗死患者中有7名意识障碍,4名嗜睡,3名冷漠。
情感症状的系统性研究较少。Li等人评估了单侧丘脑梗死后的焦虑和抑郁症状以及认知结局,并识别出与认知和情感测量相关的分布式皮层和皮层下灰质模式。一个以情感和记忆功能障碍为主要特征的成分显示了焦虑和抑郁测量的显著贡献,来自包括膝下前扣带回皮层、伏隔核、外侧眶额皮层、海马和额中回在内的区域的相关结构贡献。
总体而言,现有证据表明,行为和觉醒障碍尤其与旁正中(特别是双侧)丘脑受累相关,而关于情感症状的证据仍然有限。这些结局在各研究中未被系统评估,无法就其频率、持续性或病变特异性关联得出可靠结论。
3.2. 岛叶卒中后心血管自主神经改变
仅有三项符合资格标准的原创研究检查了与岛叶受累相关的心血管自主神经或交感肾上腺生理学,所有这些研究均在卒中后前5天内的急性住院期间进行。这些研究使用了方法学上截然不同的方法,包括24小时心电图衍生的心率变异性、循环儿茶酚胺浓度伴随同步心率和血压测量,以及短程光电容积描记法衍生的HRV。由于这些测量捕获了心血管自主神经和交感肾上腺调节的不同方面,它们不应被视为直接可比或可互换的。总体而言,来自这三项急性期研究的发现表明岛叶受累后心血管自主神经或交感肾上腺调节的改变,尽管发现仍然有限且异质性较大,特别是在HRV变化方向和半球偏侧化方面。
3.2.1. 心血管自主神经和交感肾上腺生理学
Colivicchi等人使用24小时动态心电图监测调查了103名急性缺血性卒中患者的心血管自主神经功能,根据梗死偏侧性和岛叶受累将其分为四个亚组:伴有或不伴有岛叶受累的右侧梗死以及伴有或不伴有岛叶受累的左侧梗死。基线人口统计学特征、卒中严重程度、梗死体积、卒中机制、血清电解质浓度和超声心动图参数在各卒中亚组间无显著差异。与健康对照组相比,所有卒中亚组均表现出显著较低的正常RR间期标准差和相邻RR间期差值的均方根值,较低的低频和高频功率,以及较高的LF/HF比值。右侧岛叶梗死患者表现出显著低于左侧岛叶或非岛叶梗死的SDNN和RMSSD值,以及更高的LF/HF比值。
Meyer等人提供了交感肾上腺激活的补充证据,他们在29名急性大脑中动脉卒中患者(包括9名岛叶梗死患者)中,前瞻性地评估了卒中后前五天内的血浆去甲肾上腺素和肾上腺素浓度以及心率和血压。岛叶梗死患者表现出显著高于非岛叶梗死患者的去甲肾上腺素和肾上腺素水平,其中在右侧岛叶卒中后观察到最明显且持续的升高。右侧岛叶梗死还与显著高于左侧岛叶和非岛叶梗死的心率相关。尽管右侧岛叶梗死患者的收缩压和舒张压保持最高,但组间差异无统计学意义。
Sahin等人使用短程光电容积描记法衍生的HRV调查了60名急性缺血性卒中患者的心血管自主神经改变。19名患者存在岛叶受累,由常规脑CT或MRI确定。与岛叶保留的患者相比,岛叶受累的患者显示出更高的总功率、LF、HF和VLF值。在偏侧化亚组分析中,右侧岛叶受累患者的LF倾向于高于右侧卒中且岛叶保留的患者,尽管此差异未达到统计学显著性,而左侧岛叶受累患者的VLF显著高于左侧卒中且岛叶保留的患者。右侧和左侧岛叶受累患者之间的HRV测量无显著差异。对Sahin等人发现的解读受到其独家使用短程光电容积描记法衍生的频域HRV测量的限制。特别是,LF不应被解释为交感神经活动的特异性标志物,LF/HF比值也不应被视为交感迷走平衡的直接指数。VLF在短程记录中的生理学解读也尤为受限。此外,缺乏互补的心血管自主神经评估和心电图衍生的时域HRV测量限制了对所观察到的生理学改变的表征。对岛叶病变范围的有限表征以及岛叶受累患者数量少也限制了解剖学解读。
总体而言,这三项研究表明岛叶受累可能与心血管自主神经或交感肾上腺生理学的改变有关。然而,证据基础薄弱以及记录方法、生理学测量、评估时机和病变表征方面的显著差异,使得无法就心血管自主神经改变的方向或半球偏侧化得出确切结论。
3.2.2. 相关的心脏和临床结局
在两项纳入的生理学研究中还报告了心脏和临床结局,但这些应与心血管自主神经功能的测量相区分。在Colivicchi等人的研究中,右侧岛叶梗死与比左侧岛叶或非岛叶梗死更频繁和更复杂的室性和室上性心律失常相关。在整个卒中队列中,较低的SDNN独立预测复杂性心律失常,提供了急性期HRV降低与心律失常负担之间的关联。
Sahin等人报告岛叶受累患者的死亡率高于岛叶保留的患者,无论半球侧别如何。然而,岛叶子组较小,病变范围未经量化表征,且该研究未建立死亡率与心血管自主神经功能障碍之间的中介关系。因此,这些心脏和临床结局提供了补充信息,但不应用作心血管自主神经功能障碍的直接测量指标。
3.2.3. 心血管自主神经和交感肾上腺改变的半球偏侧化
关于半球偏侧化的证据仍然有限。Colivicchi等人报告右侧岛叶梗死后HRV改变更为显著,而Meyer等人观察到右侧岛叶受累患者中最明显且持续的交感肾上腺激活。相反,Sahin等人发现右侧和左侧岛叶受累之间的HRV参数无显著差异,尽管与同侧非岛叶卒中的亚组比较显示右侧岛叶受累的LF有升高趋势,而左侧岛叶受累的VLF显著升高。
在Colivicchi等人的研究中,卒中亚组在基线人口统计学特征、卒中严重程度、梗死体积、卒中机制、血清电解质浓度和超声心动图参数方面具有可比性,并且排除了患有心血管疾病、心律失常或服用影响自主神经功能药物的患者;然而,偏侧化分析并非基于全面的多变量校正。Meyer等人使用了标准化的序列生理学测量,但仅包括4名左侧和5名右侧岛叶梗死患者,限制了半球比较的稳健性。Sahin等人排除了影响自主神经功能的主要疾病和药物,并使用了标准化的HRV记录条件,但岛叶子组较小,未进行多变量校正,且病变范围未经量化表征。
因此,所观察到的左右侧心血管自主神经改变的差异不能仅仅归因于半球偏侧化,因为现有的研究在病变特征、临床特征和生理学评估方法上存在差异。
4. 讨论
4.1. 证据的强度和一致性
本综述识别出两个大致不同的研究方向。丘脑卒中的研究侧重于神经心理学后遗症,而岛叶卒中的研究则检查了心血管自主神经和交感肾上腺生理学。
在丘脑卒中文献中,跨独立队列最可重复的发现是涉及注意力、执行功能、记忆力和语言的神经心理学损伤,尽管各个领域的相对突出程度因病变解剖定位、偏侧性、评估时机和方法学而异。左侧丘脑受累与语言损伤之间的关联也在几个独立队列中被报告。相比之下,涉及单个丘脑核团、丘脑皮层通路或远端皮层改变的更具解剖学特异性的关联,得到的研究支持较少,在某些情况下仅由单个队列支持。关于持续性和恢复的纵向证据也同样有限,因为只有少数研究包含了重复的神经心理学评估。
对于岛叶卒中,生理学证据基础仅限于三项急性期研究,且方法学上具有异质性。这三项研究表明岛叶受累后心血管自主神经或交感肾上腺调节发生改变,但关于这些改变的方向和半球偏侧化的发现并不一致。Colivicchi等人和Meyer等人报告右侧岛叶受累后改变更为显著,而Sahin等人发现HRV方面无显著的左右侧差异。因此,无法确立心血管自主神经调节中存在一致的半球优势。心脏心律失常和死亡率作为附加结局在个别研究中被报告,但不应被视为心血管自主神经功能障碍的直接测量指标。因评估心脏或临床结局而无直接生理学测量而被排除在生理学心血管自主神经证据综合之外的其他研究,提供了补充背景。Laowattana等人报告左侧岛叶受累与不良心脏结局之间存在关联,而Vassilopoulou等人在一个大型岛叶受累患者登记研究中发现,右侧和左侧岛叶卒中在主要心血管结局、死亡率或猝死方面无显著差异。尽管这些发现不构成心血管自主神经功能障碍的直接证据,但它们表明下游的心脏和临床结局并不一致支持右侧岛叶优势。因此,来自三项纳入生理学研究的偏侧化发现应谨慎解读,不应推广至临床心血管结局。
一个显著的空白是,所有纳入的丘脑卒中研究均未评估心血管自主神经功能,而合格的岛叶卒中研究也未系统评估神经心理学结局。这种分离限制了对卒中后认知和心血管自主神经后果是否以及如何共存的理解。这些发现与近期关于卒中后自主神经功能障碍和岛叶心血管调节的综述大体一致,但岛叶研究数量少以及显著的方法学异质性使得无法就心血管自主神经改变的幅度、方向或半球特异性得出确切结论。
4.2. 当前的知识空白与假设生成视角
尽管这两个研究方向都产生了重要的见解,但它们基本上仍然是独立的。丘脑和岛叶皮层都是CAN的组成部分,而神经内脏整合模型强调了心血管自主神经、认知和情感过程之间的相互作用。
文献中的一个核心空白是按病变部位划分结局评估的分离。纳入的丘脑卒中研究主要检查了神经心理学结局,并未评估心血管自主神经功能,而合格的岛叶卒中研究则主要关注心血管自主神经和交感肾上腺生理学。因此,神经心理学和心血管自主神经功能障碍在同一患者中共存或相互作用的程度在很大程度上仍是未知的。因此,前瞻性研究应在丘脑和岛叶卒中中同时评估这两个领域。结合多领域神经心理学评估、经过验证的心血管自主神经测量以及结构和功能神经影像学的综合方案,可以为影响这些CAN相关区域的病变后果提供更全面的表征。纵向设计将进一步阐明神经心理学和心血管自主神经改变是遵循平行还是可分离的恢复轨迹。
病变的位置和程度不仅可能通过局部组织损伤,还可能通过破坏分布式脑网络来影响卒中后结局。丘脑皮层网络中断可能导致认知、行为和情感障碍,而CAN的中断可能改变心血管自主神经调节,并可能促发下游的心脏表现。然而,这些关系不应被解释为已确立的因果序列。
近期关于丘脑卒中的神经影像学研究已经识别出涉及分布式皮层区域的改变,包括岛叶、扣带回和前额叶区域,其中一些是公认的CAN组成部分。尽管这些研究未评估心血管自主神经功能,但这些发现提出了可能性,即丘脑卒中后的分布式脑改变可能与神经心理学和心血管自主神经结局均相关。
4.3. 方法论考虑与局限性
本综述的几个方法学局限性应予承认。检索限于PubMed、Scopus和Web of Science,并使用了一组聚焦于病变特异性卒中术语以及神经心理学和心血管自主神经结局相关术语,主要应用于标题和摘要字段。尽管这种方法保持了与综述范围相符的目标性检索,但使用替代脑血管术语而未明确提及卒中的相关研究可能已被遗漏。仅限英文出版物的限制可能进一步缩小了覆盖范围。因此,本综述中关于证据缺失的陈述仅限于纳入的研究,不应被解读为证明了更广泛文献中此类证据的绝对缺失。未来的系统评价应考虑更广泛的数据库覆盖,包括PsycINFO和Embase(如可用),以及更广泛的检索术语和数据库特定的受控词汇。
丘脑文献中的卒中类型各不相同。大多数研究检查了缺血性丘脑梗死,而Obayashi则包括了缺血性和出血性丘脑病变,但未按卒中类型分层报告神经心理学结局。病变机制的差异,包括出血性卒中中水肿和占位效应的潜在影响,可能影响急性期表现和恢复。因此,现有证据不允许在缺血性和出血性丘脑卒中之间直接比较神经心理学结局。
病变表征的异质性是一个额外的局限性。大多数丘脑研究检查了局灶性或相对孤立的丘脑病变,而岛叶研究则包括了更广泛的急性缺血性卒中队列,其中岛叶受累被单独评估。因此,岛叶外的损伤可能通过病变范围、卒中严重程度或邻近与心血管自主神经调节相关区域的受累差异,对观察到的生理学发现有所贡献。由于岛外病变范围未得到一致量化或校正,报告的关联不能唯一归因于岛叶皮层,而应被解释为与岛叶受累的关联。病变体积、血管区域、岛叶亚区受累、邻近皮层损伤以及连接网络的中断也未得到一致表征,限制了解剖学归因和跨研究比较。
样本量、卒中严重程度、参与者年龄、评估时机、结局选择和测量方法学的差异带来了额外的异质性。神经心理学研究在所检查的认知领域和施行的测试方面差异很大,且多项研究缺乏适当的对照组或纵向再评估。岛叶卒中研究同样使用了不同的生理学方法,包括24小时心电图衍生的HRV、循环儿茶酚胺伴随同步心率和血压测量,以及短程光电容积描记法衍生的HRV。这些测量反映了心血管自主神经和交感肾上腺调节的不同方面,不应被视为直接可比或可互换的。
神经心理学评估的时机也值得考虑。资格基于初始或主要评估在卒中后12个月内进行,而当此标准满足时,保留了后来的纵向随访。此资格标准旨在保持与卒中后恢复早期阶段(此时识别出神经心理学缺陷和康复需求)的临床相关性,同时也减少与广泛变化的评估间隔相关的异质性。然而,它导致了纳入研究中急性和早期亚急性评估占主导地位。此外,只有三项纳入的研究进行了纵向神经心理学或语言再评估。因此,关于神经心理学损伤持续到慢性期并恢复的证据仍然有限。来自急性和早期亚急性评估的发现应考虑到意识、觉醒、警觉性、睡眠-觉醒调节、语言、运动或视觉功能、精神运动迟缓和一般医疗状况紊乱的潜在影响。因此,急性期缺陷不应必然被解释为持续性特定领域损伤,特别是在缺乏纵向再评估的情况下。随访时间的差异进一步限制了对恢复轨迹的比较。
对岛叶卒中后心血管自主神经发现的解读也需要考虑潜在的临床和生理学混杂因素。在急性期,生理应激、感染、脱水、疼痛和睡眠障碍可能影响HRV和儿茶酚胺能活性。已有的心脏病、心房颤动、影响心血管自主神经功能的药物以及急性卒中治疗也可能影响生理学测量和临床结局。由于这些因素在各研究中未得到统一评估或控制,观察到的HRV或儿茶酚胺异常不能必然归因于岛叶受累。
4.4. 未来方向
未来的研究应同时在丘脑和岛叶卒中中评估神经心理学和心血管自主神经结局。结合多领域神经心理学评估、心血管自主神经测量和神经影像学的前瞻性多模态设计,将能够直接研究病变特征、网络中断、认知结局和心血管自主神经调节之间的关联。此类研究还应量化病变体积和解剖定位,在可行时纳入结构和功能网络分析,并包括无丘脑或岛叶受累的适当卒中对照组。
心血管自主神经评估应包括在标准化条件下获取的静息心电图衍生的HRV,同时监测或控制呼吸,并系统记录可能影响自主神经测量的药物。在临床可行的情况下,还应纳入标准化的心血管自主神经功能测试。神经心理学评估应涵盖多个认知领域以及相关的情感测量。
鉴于卒中后早期识别康复需求的重要性,未来的前瞻性研究应在恢复早期纳入神经心理学和心血管自主神经评估,随后在预定义的亚急性和更长时期时间点进行重复评估。此类纵向评估将有助于表征恢复轨迹,并确定神经心理学和心血管自主神经改变是平行演变还是遵循可分离的轨迹。
分析应考虑卒中严重程度、心血管合并症、药物暴露、急性治疗和其他相关的临床混杂因素。包括混合效应模型在内的纵向统计方法,可能进一步阐明病变和网络特征与神经心理学和心血管自主神经结局随时间变化之间的关联。
5. 结论
本叙述性综述综合了两个互补但基本独立的研究方向,涉及丘脑和岛叶卒中的神经心理学与心血管自主神经后果。丘脑卒中研究记录了异质性的神经心理学损伤,而关于岛叶受累的研究则报告了心血管自主神经和交感肾上腺生理学的改变。然而,本综述中确定的证据仍然有限,尤其是对于岛叶卒中,并且没有一项纳入的研究在同一患者队列中评估了神经心理学和心血管自主神经结局。在本综述纳入的研究中,这种跨结局领域的分离代表了一个主要的证据空白。
未来需要进行更大规模的前瞻性、纵向和多模态研究,以确定神经心理学和心血管自主神经改变是否以及如何与病变和网络特征相关联,以及这些结局在卒中后恢复过程中如何演变。重要的是,对这两个领域的综合评估可能有助于早期识别共存的神经心理学损伤和心血管自主神经改变,并为更个体化的、多维度的卒中后康复提供信息。
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