《Journal of the International Neuropsychological Society》：Neural connectomes of verbal fluency in post-stroke aphasia
编辑推荐：
目的：言语流畅性任务广泛应用于临床和研究环境中评估语言能力和执行功能。在卒中后患者中，先前研究表明言语流畅性的神经基础存在显著的纤维通路贡献，然而这些研究大多基于病灶测量、预定义纤维束追踪方法和传统扩散指标。方法：采用基于相关纤维束追踪的定量各向异性（quan
目的：言语流畅性任务广泛应用于临床和研究环境中评估语言能力和执行功能。在卒中后患者中，先前研究表明言语流畅性的神经基础存在显著的纤维通路贡献，然而这些研究大多基于病灶测量、预定义纤维束追踪方法和传统扩散指标。方法：采用基于相关纤维束追踪的定量各向异性（quantitative anisotropy, QA）结构连接组学方法，确定44例卒中后失语症（post-stroke aphasia, PSA）患者语义流畅性和语音流畅性背后的白质环路。结果：两种任务类型均与左半球背侧和腹侧联合通路的额叶前部连接以及领域通用投射通路相关。然而，连接组的视觉检查以及辅助交叉对照分析表明，不同通路的相对侧重和分布存在差异：语音流畅性与背侧通路更一致，而语义流畅性则更大程度依赖腹侧通路以及更广泛的皮层-皮层下连接。结论：研究结果有助于当前对失语症言语流畅性神经网络的理解，并对临床实践和研究具有潜在意义。
研究背景与问题
言语流畅性任务是临床和研究中广泛使用的认知评估工具，可同时考察执行功能、语言能力、工作记忆、注意力及加工速度等多种认知功能。在卒中后患者中，言语流畅性被视为执行功能预后的敏感临床标志物，其表现与卒中后整体功能变化密切相关。语义流畅性要求被试从特定类别中列举词汇，而语音流畅性则需要生成以特定字母开头的单词。既往基于病灶-症状映射的研究表明，这两种任务类型的神经基础部分重叠但权重不同：语义流畅性更多与左侧后部和中部颞叶区域相关，而语音流畅性则与左侧额下回和前运动区关联更强。然而，关于精确的解剖学对应关系尚未达成共识，尤其是皮层下结构对两类任务的贡献尚存争议。此外，基于连通性的研究在使用病变负荷、预设纤维束追踪方法或传统扩散指标如分数各向异性时，结果不一致，使得不同纤维束对语音与语义流畅性的特异性仍不明确。因此，本研究旨在利用全脑定量各向异性（QA）结构连接组学方法，明确卒中后失语症（PSA）患者中语义和语音流畅性所关联的白质微结构基础。
研究方法概述
研究人员招募了44例慢性卒中后失语症患者（发病时间超过6个月），所有患者均为左侧半球缺血性或出血性卒中，母语为芬兰语，无听力缺陷或精神神经合并症。研究于2018至2020年间进行，经赫尔辛基-乌西马医院地区伦理委员会批准，所有参与者签署知情同意书。言语流畅性评估采用一分钟内尽可能多地命名动物（语义流畅性）和以字母"s"开头的单词（语音流畅性）的任务。主要技术方法包括：多壳层扩散加权磁共振成像数据采集（3T Siemens Skyra扫描仪），采用Marchenko-Pastur主成分分析法去噪和Gibbs振铃伪影校正，通过q空间微分同胚重建将数据配准至MNI空间，利用DSI Studio软件构建自旋分布函数并提取定量各向异性值作为局部连接组指纹，最终采用基于相关纤维束追踪的连接组学分析方法进行统计建模。
研究结果
人口统计学与临床因素的相关性分析：患者在语义任务中产生的正确词汇数量显著多于语音任务。语义与语音流畅性之间存在强相关性，两者均与病灶体积呈负相关，并与波士顿诊断性失语症检查严重度评分呈正相关。年龄、教育水平和卒中后时间与两种流畅性任务均无显著相关性。
语义流畅性纤维束分析：语义流畅性与左侧弓状束、左侧下额枕束等联合纤维束，以及左侧皮质纹状体束、皮质脑桥束、皮质延髓束和丘脑辐射等投射通路的较高QA值呈正相关。
语音流畅性纤维束分析：语音流畅性与左侧弓状束、左侧下额枕束、左侧上纵束III等联合纤维束，以及双侧投射通路（左侧皮质脑桥束、皮质纹状体束、左侧丘脑辐射和右侧小脑中脚）的较高QA值呈正相关。
纤维束比较分析：视觉对比显示两种任务共享部分纤维通路，但侧重不同。交叉对照分析发现，在控制共享方差后，主要纤维束关联基本保留但部分发生变化；控制言语运动困难后，语音流畅性的部分关联减弱或消失。
讨论与结论
本研究发现语义和语音流畅性均与左半球语言网络的联合纤维束及领域通用投射通路相关，但两类任务对特定白质纤维束的侧重存在差异。语音流畅性表现出更强的背侧通路参与，而语义流畅性则呈现更明显的腹侧通路偏向。这一模式与双流语言处理模型的预期一致：弓状束和上纵束III构成背侧通路，下额枕束属于腹侧通路。皮质纹状体和丘脑辐射的参与证实了基底节和丘脑在言语流畅性中的重要作用，反映了言语流畅性任务对选择、排序、预测和计划等高阶认知控制的需求。语义流畅性还额外涉及皮质延髓束，而语音流畅性与小脑中脚的关联在控制言语敏捷性后不再显著。研究结论认为，卒中后失语症的言语流畅性由左半球语言区域和领域通用通路共同支撑，呈现出部分分离又相互连接的神经架构。这些发现增进了对言语执行功能白质网络组织的理解，可为预后建模、干预分层和恢复轨迹表征提供潜在的神经影像学依据。
