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前颞叶切除术可以重塑工作记忆网络
2019-09-21 17:27:50

工作记忆是一种重要的认知功能,颞叶癫痫发作能破坏这种功能。目前尚不清楚这种破坏作用是颞叶参与工作记忆过程的结果,还是由于癫痫突然发作蔓延到颞叶外运动性语言中枢导致的结果。

前颞叶切除术能控制50% - 80%的耐药性颞叶癫痫患者的癫痫发作,但是手术对工作记忆的影响,不论是在行为学或是神经学水平都知之甚少。术后功能磁共振成像的随访研究有能力确定海马后缘残余的功能单位和评价颞叶外工作记忆网络的恢复效力。

英国伦敦大学学院神经病学研究所的学者进行了一项纵向的功能性磁共振成像研究,提示前颞叶切除术后,工作记忆网络能够重塑,功能得到改善,文章在线发表于2014年3月31日的Brain上。

该研究纳入33例单边内侧颞叶癫痫患者(16例为左侧),分别在前颞叶切除术前、术后3个月和12个月进行研究。同时纳入15例受试者作为健康对照组并行评估。

在三个不同的时间,所有受试者都接受神经心理学测试和执行视觉空间工作记忆功能磁共振成像范式。对激活的和失活的模式变化分别进行了建模和组间比较。任务性能的变化作为感兴趣的解释变量来评估网络改变的效率。

与健康对照组相比,左和右颞叶癫痫患者对于术前措施的工作记忆是受损的。工作记忆性能在左或右颞叶切除术后不但没有下降,反而在左颞叶切除术后3个月和12个月得到改善,在右颞叶切除术后3个月和12个月在较小程度上得到改善。

左前颞叶切除术后,改进的性能与左侧的残余海马和对侧的右侧海马表现出更大的失活信号相一致。与健康对照组相比,左侧的残余海马在左颞叶切除术后3个月并没有表现出增加的失活信号,而在术后12个月基本恢复正常。.

右顶叶在右前颞叶切除术后3个月和12个月出现明显增加的激活信号。与健康对照组相比,被认为与较小的任务性能的改善有关的右侧的残余海马在右颞叶切除术后3个月和12个月表现出更大的失活信号。
图1 圆点-返回工作记忆范式原理图。要求受试者从圆点最初出现时给定的延迟时间去监测屏幕上菱形框内圆点的位置。呈现给受试者五次的伪随机顺序总共有3个30秒的活动状态(0 - ,1 - ,2 - 返回)和每个活动状态之间有15秒的休息基线。

图2 基线主效应和圆点-返回任务组之间的差异。所有组2-0返回对比的主效应显示典型的工作记忆额叶-顶叶激活(A)和包括内侧颞叶的默认模式网络逐渐失活(B)。对照组比右侧颞叶癫痫组显著激活右上顶叶(Ç),而左颞叶癫痫组比对照组显著失活后左侧海马(D)。

图3 前颞叶切除术后主要的组间差异和相关性能。与较好的1-返回性能有关的基线相比,术后3个月左颞叶癫痫患者没有显示增加的左后海马失活(A)。相比于在2-返回中性能有所改进的对照组,术后3和12个月之间,左颞叶癫痫患者显示增加的对侧右前海马失活(B)。DNET =胚胎发育不良性神经上皮肿瘤; HS =海马硬化。

图4 血氧水平依赖信号变化的平均百分数在左后海马(A)以对照为基线的评估(B),相比基线的术后3个月(Ç),相比基线的术后12个月(D)。直方图的顶部显示的是每个状态下组的平均圆点-返回基线(B)及随后的组在相应时间点的性能改变的平均百分数(Ç和D)。BOLD =血氧水平依赖。

图5 血氧水平依赖信号变化的平均百分数在右后海马(A)以对照为基线的评估(B),相比基线的术后3个月(Ç),相比基线的术后12个月(D)。直方图的顶部显示的是每个状态下组的平均圆点-返回基线(B)及随后的组在相应时间点的性能改变的平均百分数(Ç和D)。BOLD =血氧水平依赖。

研究结果显示,前颞叶切除术后工作记忆得到改善,尤其是左侧前颞叶切除术后。术后工作记忆依赖残余海马的功能,同时左前颞叶切除术后其功能储备在右侧海马。

这些数据表明,颞叶切除术后工作记忆依赖于后内侧颞叶和运动性语言中枢的连接部位。本研究对于耐药性颞叶癫痫患者的治疗和预后将有很大的临床意义。