Brain重磅研究：发布迄今为止由DES生成的最全语言功能脑网络图谱

直接电刺激（DES）是一种短暂探测脑皮层病灶区功能的方法。近一个世纪以来，DES在癫痫及神经肿瘤手术中被用来定义患者的语言皮质和保护语言功能。然而，基于DES的语言皮质功能图谱的跨洲或跨语言的对比结果，目前仍不清晰。

近日，Brain杂志发表了一篇来自复旦大学附属华山医院吴劲松教授团队的文章，这是一个回顾性跨洲的多中心研究，包括来自三大洲的4个临床中心提供的DES功能映射数据队列，分别为加拿大的Montreal Neurological Institute (MNI)、美国的University of California, San Francisco（UCSF）、法国的Gui de Chauliac Hospital（GCH）和 中国的Huashan Hospital (HSH)；共涉及3种本土语言：英语、法语和普通话。

所有被试在DES期间执行2个最常用的语言任务：数数和图片命名。所有语言阳性位点被记录并配准到同一标准空间模板（图1）。接下来，为了比较四个医疗中心语言阳性位点的分布模式，分别计算了不同地区语言位点所占的比例。

用Spearman相关分析统计不同中心的语言皮质分布的一致性情况，核密度评估（KDE）用来定位峰值坐标，层次聚类分析来监测语言任务的中心位点。

图1 语言位点的标准化和技术路线

(A-B)数数任务(红色时间线)和图片命名任务(蓝色时间线)的示意图。(A)言语终止(灰色标记)定义为DES诱导数数时的完全中断，表现为无明显的口腔、面部、下颌和喉部肌肉运动。(B)命名障碍(灰色标记)被定义为DES诱导的不能命名图片中的物体，或通过使用错误的单词(例如，使用“猫”而不是“狗”)来命名，但仍然能够同时说出开头的单词(例如，“这是一个(n)”)。(C-E)使用带有无菌标签的术中照片来标记阳性位点(C)和/或神经导航图像(D)记录这些位点在个体表面上的分布(E)。(F-I)四个中心的个体功能图谱被投射到不同的模板上。(J)所有阳性位点被标准化到通用的MNI 152模板。

在598例被试中共有917个语言终止位点和423个命名障碍位点被捕获。不同的医疗中心在语言终止位点映射（Spearman相关系数r：0.60 – 0.85, p<0.05）和命名障碍位点映射（r：0.37 – 0.80）结果中，表现出高度的一致性。

融合后的语言终止图谱被划分为4个位点簇：

位点簇1位于中央前回的腹侧和部分岛盖，并且语言终止的峰坐标位于中央前回腹侧；

位点簇2位于中央前回腹侧和背侧；

位点簇3在辅助运动区；

位点簇4在颞上回后部和缘上回（图2）。

两个位点簇与命名障碍的映射有关：一个位于颞上、中回的后部，峰坐标位于颞上回后部；另一个位于额下回，峰坐标位于三角部（图3）。

图2 言语终止位点的空间分布

(F)语言抑制位点的密度图显示，它们的峰值出现在中央前回(vPrCG)腹侧区。(G)在剔除异常值(灰色)后，言语终止阳性位点被分成四个位点簇(用簇标签着色)，中心用簇标签的圈号标记。(H)列出四个医疗中心在不同地区的语言终止阳性位点所占百分比。(I)热图显示了不同医疗中心之间的相关性。数字表示Spearman相关系数，标签表示相关显著性(*:<0.05;* * *:<0.001;NS:无显著性)。(J)每一簇主要区域的最大密度(按簇标用颜色表示)。

图3 命名障碍位点的空间分布

(G)聚类分析显示，在剔除异常点(灰色)后，命名障碍阳性位点可分为两类，中心用圈起的聚类标签编号标记。(H)显示了四个医疗中心不同地区命名障碍位点的百分比。(I)热图显示了不同医疗中心之间的相关性。数字表示Spearman相关系数，标签表示相关显著性(*:<0.05;* * *:<0.001;NS:无显著性)。(J)每一簇主要区域的最大密度(按簇标用颜色表示)。

本研究勾画出了迄今为止由DES生成的最全的语言功能网络图谱（图4）。以言语和命名环路为背景，不同语言间的语言功能网络的映射结果表现出一致性。我们的研究结果不仅为临床功能映射提供了语言图谱，还以更科学的视角理解语言网络的功能架构。

图4 言语终止（红色）与命名障碍（蓝色）位点的空间关系

参考文献：Functional maps of direct electrical stimulation-induced speech arrest and anomia: a multicentre retrospective study. Brain . 2021 Apr 1;awab125.

编译作者：brainnews创作团队

校审：Simon（brainnews编辑部）