《Human Brain Mapping》：Investigating the Neural Bases of Egocentric Spatial Reference Frame After Right-Hemisphere Stroke: Brain Lesions and Disconnectome Analyses of Subjective Straight Ahead and Longitudinal Body Axis Misperception
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空间认知障碍已被证实会降低个体的自主性，部分原因在于自我中心空间参照框架的改变。然而，这些障碍背后的神经底物，尤其是在结构连接方面，仍知之甚少。本研究旨在通过分析病灶位置和白质纤维束失连接概率，探究自我中心空间参照框架的两个互补成分的神经基础。研究对象包括57
空间认知障碍已被证实会降低个体的自主性，部分原因在于自我中心空间参照框架的改变。然而，这些障碍背后的神经底物，尤其是在结构连接方面，仍知之甚少。本研究旨在通过分析病灶位置和白质纤维束失连接概率，探究自我中心空间参照框架的两个互补成分的神经基础。研究对象包括57名右半球卒中患者。自我中心空间表征通过主观正前方（SSA）和身体纵轴（LBA）进行评估。研究人员利用基于体素的病变-症状映射（VLSM）和BCBtoolkit进行失连接组分析，以研究SSA和LBA感知错误、病灶位置及白质纤维束失连接概率之间的关系。SSA和LBA感知错误与部分可分离的神经模式相关。SSA感知错误主要与右侧顶-额叶病变相关，并与胼胝体后部存在探索性关联。相比之下，LBA感知错误则与右侧颞-枕叶病变以及涉及右侧下纵束（ILF）、右侧扣带束、胼胝体后部和右侧下额-枕束（IFOF）的失连接相关。这些探索性发现表明，尽管在同一自我中心参照系中进行评估，SSA和LBA感知错误依赖于不同的神经底物。SSA可能更侧重于体外空间中面向行动的空间处理，而LBA则可能更依赖于内部以身体为中心的身体纵轴表征与视觉线索之间的跨模态整合。同时评估这两项任务可能有助于改善右半球卒中后空间认知障碍的表征和康复。
研究背景与目的
空间认知是一项复杂的认知功能，涉及空间信息的整合与加工，是执行空间导向行为的基础。它依赖于构建、维持和更新身体及外部物体位置与方向表征的能力。这些表征并非编码于单一的坐标系中，而是可以在多个参照框架内呈现，其中自我中心参照框架编码空间元素相对于观察者自身身体的位置或方向。自我中心参照框架包含多个部分可分离的表征层级，一个有用的概念区分是将组织外部空间相对于身体的体外自我中心表征与关注身体本身空间几何和方向的躯体自我中心表征区分开来。
主观正前方（Subjective Straight Ahead, SSA）和身体纵轴（Longitudinal Body Axis, LBA）任务探查了这一自我中心空间参照框架的互补成分。SSA评估的是身体中线向体外空间的投射，而LBA评估的是从头到脚的身体纵轴的感知方向。临床研究表明，卒中后这两种表征都可能发生扭曲。SSA偏移传统上与偏侧空间忽视相关，而LBA倾斜则与姿势障碍有关。然而，迄今为止，SSA和LBA的神经基础仍未完全阐明。虽然已有研究指出SSA涉及右侧优势的额-顶网络，但关于LBA的神经相关性研究极少。此外，近年来的神经影像学进展使得超越对孤立局灶病变的分析成为可能，例如通过BCBtoolkit进行的失连接分析可以考虑卒中后脑网络及其失连接模式的更广泛组织。
因此，本研究的目的是利用BCBtoolkit对解剖图像进行分析，探讨右半球卒中参与者中表现出身体轴线表征障碍（通过SSA和LBA评估）的局灶病变和大脑结构连接。研究人员假设，尽管两项任务都探查自我中心身体参照，但它们补充但不同的体外和躯体自我中心空间表征成分可能依赖于可分离的神经底物。对于SSA，假设涉及连接支持空间表征区域与介导体外空间行动区域的额-顶网络；而对于LBA，则假设主要涉及与身体位置意识和多感官身体-自我整合相关的结构。
研究方法与技术
本研究基于一项多中心随机对照试验的数据进行了横断面观察性分析。研究对象为57名首次发生症状性右侧幕上缺血性或出血性卒中、导致左侧偏瘫且在直立位下承重不对称的患者，排除了幕下病变个体。行为评估方面，SSA测试要求蒙眼坐姿的参与者用手指指向其认为的正前方，记录角度偏差；LBA测试则要求仰卧于暗室中的参与者将一根旋转的发光棒与其身体矢状轴对齐。影像处理方面，由一名对参与者表现不知情的医生在原始空间中使用ITK-SNAP手动勾画病灶，并使用SPM12标准化至MNI152空间。失连接概率图通过BCBtoolkit计算，使用了来自人类连接组计划的177名健康受试者的规范连接组数据，并以超过60%的失连接概率阈值进行分析。统计分析采用FSL的Randomise工具进行非参数统计，以病灶掩膜和失连接概率图为因变量，SSA和LBA的平均绝对误差为感兴趣变量，并将人口统计学变量、卒中特征和临床数据作为协变量。
研究结果
描述性数据：在57名参与者中，65%存在空间忽视。LBA的平均绝对误差为3.72°±3.11°，SSA为7.10°±5.6%。23%的参与者表现出LBA偏向，53%表现出SSA偏向。SSA和LBA绝对误差之间的相关性较弱（Spearman ρ=0.339, p=0.010），支持了它们捕捉部分不同空间过程的假设。
与SSA误表征相关的皮层区域和白质失连接：基于体素的病变-症状映射显示，SSA误表征与右侧顶叶的病变显著相关，具体包括顶上小叶（T=5.0, p=0.004）、楔前叶（T=5.0, p=0.004）、旁中央回（T=5.0, p=0.005）、顶枕沟（T=3.2, p=0.030）、扣带沟（T=5.0, p=0.004）和尾状核（T=3.3, p=0.010）。失连接组分析显示与胼胝体后部的体素存在显著关联（T=3.2, p=0.010），统计图的84%位于该纤维束的通路上。
与LBA误表征相关的皮层区域和白质失连接：基于体素的病变-症状映射显示，LBA误表征主要与右侧颞叶病变相关，包括梭状回（T=6.2, p=0.003）、颞下回（T=4.1, p=0.004）和海马旁回（T=6.2, p=0.003）。此外，右侧枕下回（T=4.1, p=0.004）、外侧枕回（T=3.3, p=0.010）和海马回（T=6.2, p=0.003）的病变也与LBA误表征相关。失连接组分析显示与右侧下纵束（ILF）内的失连接显著相关（T=6.2, p=0.003），统计图的40%对应于该纤维束。LBA损害还与右侧扣带束后部（T=3.3, p=0.007; 15%）、胼胝体后部（T=4.3, p=0.002; 16%）以及下额-枕束（IFOF）（T=3.9, p=0.004; 8%）内的失连接相关。
讨论与结论
这项研究是对右半球卒中患者中SSA和LBA进行的首次全面病变和失连接组研究。结果表明，尽管两项任务都在自我中心空间参照框架内执行，但它们可能依赖于部分可分离的网络。SSA误表征主要与右侧额-顶病变及胼胝体后部的探索性关联相关，这与它在体外自我中心空间中更侧重于行动导向的空间处理相一致。而LBA误表征则与右侧颞-枕病变以及涉及ILF、IFOF、扣带束和胼胝体后部的失连接相关，表明LBA表现可能更强烈地依赖于内部身体中心的身体纵轴表征与视觉线索之间的跨模态整合，而非纯粹的视觉或本体感觉过程。研究还注意到LBA误表征的白质失连接谱与先前报道的卒中后上肢本体感觉损害的失连接组有部分重叠，这可能反映了共享的内部身体中心表征的神经基础设施。
研究结论为：目前的探索性发现支持右半球卒中后自我中心空间参照框架背后存在一个分布式的神经结构。尽管SSA和LBA都评估身体中线相关的表征，但它们似乎依赖于互补但部分可分离的神经网络。SSA误表征主要与右侧额-顶病变及胼胝体后部的探索性关联相关，这一模式与体外自我中心空间中行动导向空间处理的更大贡献一致。相比之下，LBA误表征与右侧颞-枕病变以及涉及ILF、IFOF、扣带束和胼胝体后部的失连接相关，这表明LBA表现可能更强烈地依赖于内部身体中心的身体纵轴表征与视觉线索之间的跨模态整合，而非纯粹的本体感觉或视觉过程。两项任务中胼胝体后部的参与提出了半球间通讯对身体中心空间处理有所贡献的可能性。同时评估SSA和LBA可为表征右半球卒中后的自我中心空间障碍提供互补信息，并可能有助于制定更具针对性的康复策略。
