目的:单侧中风的患者通常显示出半剧位的疏忽或较温和的对比性视觉缺陷,但在空间上也有非上侧面化的视觉缺陷。本研究的目的是比较左右半球中风患者的空间偏侧(即相反)和非外边(即一般)视觉缺陷。方法:参与者包括左半球(LH组,n = 20)或右半球(RH组,n = 20)和20个健康对照组的40例慢性单侧中风患者。为了评估对侧缺陷,我们使用了传统的纸笔取消任务(铃铛测试)和侧向目标计算机任务。为了评估非外边缺陷,我们开发了一种新型的大屏幕(173×277厘米)的计算机方法,即“球雨”任务,具有移动的视觉刺激和快节奏的要求,以选择性注意。结果:根据取消任务,没有相反的视觉缺陷。然而,在侧向目标计算机任务中,在双边试验中,RH患者比右侧目标更明显地错过了左侧。这种遗漏分布与对照和LH患者的遗漏分布有显着不同。在评估非侧向注意力的评估中,RH和LH患者的球降雨目标明显超过左侧和右半野对照。结论:基于计算机的评估敏感地揭示了单侧中风中视觉障碍的各个方面。右半球中风的患者表现出非外边的视觉不引起注意力。在右半球中风中,这些症状可能伴随着微妙的对比视觉缺陷,这些缺陷在取消任务中尚未引起人们的注意。
图 1 多模态数据集成。首先,可以提取功能性磁共振成像 (fMRI)、事件相关光信号 (EROS) 和事件相关电位 (ERP) 的信号,并分别分析其与认知过程、行为或个体差异的关系(上图)。请注意 fMRI、EROS 和 ERP 信号在空间和时间尺度上的差异。为了便于显示,EROS 数据以 4 的重采样因子进行了下采样。其次,可以一起分析成对的脑成像模式,以识别脑信号之间的关联(中图),并可以检查与所关注活动相关的组合信息。第三,可以将所有三种脑成像模式集成在一起(下图),方法是链接来自集成模式对的突发信息,和/或通过联合分析所有三种模式的时空特征。fMRI (A)、ERP (C) 和数据集成 (AC、BC 和下图) 的插图包括 Moore 等人的改编。 (2019),经许可。为了在成像模式之间保持一致,此处以较低的阈值显示右半球的整合数据。值得注意的是,显示的右半球区域与 Moore 等人(2019)中确定的 fMRI – ERP 整合结果同源
积极的情绪是指一个情感家庭,其中包括幸福,娱乐,依恋爱,养育爱,敬畏和热情等(Shiota,Neufeld,Yeung,Yeung,Moser,Moser和Perea,2011年)。这些情绪具有重要的社会功能,促进方法行为,激励社会参与,促进新的社交联系(Fredrickson,2004年),并逆转由负面情绪引起的生理激活(Fredrickson&Levenson,1998)。一定程度的积极情绪反应性被认为是最佳的;太低或太高的水平可能是有问题的。例如,积极情绪过高的基础临床症状,例如阿内迪尼和抑郁症,而过高的水平会导致不适当的人际边界,风险危险和躁狂(Gruber,Harvey,Harvey和Purcell,&Purcell,2011年)。分布在情感上和情绪调节的分布式大脑系统协同行动,以产生观察到的积极情绪反应的水平(通常以面部行为,生理学和主观经验的变化来衡量)。因此,支持积极情绪的神经系统的损伤是否导致情绪柔和或强化的情绪应取决于解剖学损伤的基因座。通常,对情绪产生电路的损害应降低积极的情绪反应性,而对情绪调节电路的损害应削弱抑制作用,从而导致高度带来积极的情绪。长期以来一直在争论积极情绪在大脑中横向的程度。两条证据支持这一结论。While emotion generating sys- tems (i.e., projections from pregenual anterior cingulate cor- tex to the central nucleus of the amygdala, hypothalamus, and brainstem) initiate rapid emotional responses to positive emotional cues ( Saper, 2002 ), emotion regulating systems (i.e., ventrolateral prefrontal cortex, orbitofrontal cortex, dorso- medial prefrontal cortex, and pre/supplementary motor area), with connections to striatum, thalamus, and subthalamic nuclei, promote down-regulation of affective responding in ways that are commensurate with individual goals and the social context ( Aron, 2007; Ochsner & Gross, 2005; Wager, Davidson, Hughes, Lindquist, & Ochsner, 2008 ).有些人认为对积极和负面情绪的感知和表达存在正确的半球优势(Tucker,1981),但其他人则建议左半球在积极情绪中起着主导作用(Davidson&Fox,1982)。先前的研究得出的结论是,左半球损害通常会减少积极的情绪,而右半球损害通常会增加积极的情绪。在WADA的研究中,可以停用右半球(通过单侧氨基脂质注射杏仁钠)但保留左侧的左半球,患者经常表现出乐观和欢笑(Perria,Rosadini和Rossi,&Rossi,&Rossi,1961; Sackeim等,Sackeim等,1982)。同样,许多病变研究,但不是全部(House,Dennis,Warlow,Hawton和Molyneux,1990),发现右半球损伤通常会导致笑声和微笑(Gainotti,1972; Sackeim等,1982)。积极的情绪被认为在右半球损害或功能障碍的范围内持续存在,因为
感知是在大脑中形成图形-地面分割和以物体为中心的表征之后产生的。研究表明,注意力在忽视中起着关键作用,研究表明颞顶交界处受损的患者无法将注意力从同侧空间转移到对侧空间(Friedrich、Egly、Rafal & Beck,1998;Posner、Walker、Friedrich & Rafal,1984),即使对于出现在同侧半视野内的目标也是如此(Ladavas,1990;Ladavas、Del Pesce & Provinciali,1989)。与对侧注意力受损相比,对同侧空间的注意力实际上可能会增强(D'Erme、Robertson、Bartolomeo、Daniele & Gainotti,1992;Ladavas,1990;Ladavas、Petronio & Umilta,1990)。这可能是由于右半球受损后优势左半球的抑制作用减弱所致(Cohen、Romero、Servan-Schreiber & Farah,1994;Kinsbourne,1977、1993)。使用经颅磁刺激 (TMS) 暂时扰乱右顶叶皮质处理的研究也为这种半球竞争解释忽视提供了证据(Blankenburg et al.,2008;Seyal、Ro & Rafal,1995;Szczepanski & Kastner,2013)。或者,如果右半球负责注意空间的两个半部,而左半球只负责注意空间的右侧,那么右半球损伤更有可能导致忽视(Heilman & Valenstein,1979;Heilman & Van Den Abell,1979,1980)。此外,右半球损伤后,同侧半球也可能出现注意力缺陷(Vuilleumier & Rafal,2000),忽视还可能出现时间注意力缺陷(Husain、Shapiro、Martin & Kennard,1997)。这些关于忽视的半球不对称解释表明,感知处理可能在大脑损伤同一侧(同侧)的视觉空间中受到影响,这与该领域的普遍观点(同侧空间不受影响)相反。为了验证这一想法,在本研究中,我们使用元对比掩蔽范式评估了忽视患者对侧和同侧空间的空间和时间处理差异,其中短暂呈现的目标刺激在元对比掩蔽之前以不同的延迟呈现。在神经健康的受试者中,当目标刺激在周围元对比掩蔽之前约 30 毫秒的相同位置呈现时,目标刺激经常被错过,并且只感知到元对比掩蔽(Breitmeyer,1984;Breitmeyer & Ogmen,2000;Ogmen,Breitmeyer,& Melvin,2003)。有人假设这种掩蔽是由于视觉皮层中掩蔽的反馈处理中断了目标刺激的前馈处理(Enns,2004;Ro,Breitmeyer,Burton,Singhal,& Lane,2003)。重要的是,研究之前已经表明,正常受试者的元对比掩蔽的幅度和持续时间受到内源性注意力的影响(Boyer & Ro,2007;Ramachandran & Cobb,1995)。通过操纵这些目标和掩蔽刺激在空间中的位置和时间中呈现,我们评估了忽视如何影响两名忽视患者对侧和同侧半场的元对比掩蔽。为了进行比较,我们还在一组神经健康、年龄匹配的受试者中使用相同的范例测量了元对比掩蔽的空间和时间范围
许多研究都调查了针对失语症患者一系列语言问题的干预措施所带来的大脑变化。我们力求整合这些研究的结果,以检验 (1) 干预的重点(即音系、语义、正字法、句法或节奏旋律)是否决定了大脑的哪些区域发生变化;以及 (2a) 最一致的变化是发生在语言网络内部还是外部,以及 (2b) 这些变化是否与语言结果的个体差异有关。我们考虑了 32 项研究的结果,其中涉及 204 名独特患者。关于 (1),治疗相关变化的位置并不明显取决于目标语言处理类型。然而,有证据表明节奏旋律训练对右半球的影响比语言训练更大。关于 (2),我们观察到语言恢复不仅与左半球传统语言相关结构和右半球同源区域的变化有关,还与更多的内侧和皮层下变化(例如楔前叶和基底神经节)有关。虽然很难得出有力的结论,因为缺乏关于这一主题的系统大规模研究,但本综述强调需要采取综合方法来研究语言干预如何影响大脑。未来的研究需要侧重于更大的样本,保留受试者特定信息(例如病变效应),以应对中风引起的失语症固有的异质性。此外,全脑连接模式的恢复相关变化需要更多的研究,以提供与治疗相关的大脑可塑性和语言恢复的全面神经解释。
神经语言学的一个基本问题涉及语音理解过程中涉及句法和语义处理的大脑区域,包括词汇(文字处理)和超词汇层面(句子和话语处理)。这些区域在多大程度上是分离的或交织的?为了解决这个问题,我们引入了一种新方法,利用神经语言模型生成分别编码语义和句法信息的高维特征集。更准确地说,我们在文本语料库上训练词汇语言模型 GloVe 和超词汇语言模型 GPT-2,我们从中选择性地删除了句法或语义信息。然后,我们评估从这些信息受限模型中得出的特征在多大程度上仍然能够预测人类聆听自然文本的 fMRI 时间过程。此外,为了确定参与超词汇处理的大脑区域的整合窗口,我们操纵提供给 GPT-2 的上下文信息的大小。分析表明,虽然大多数参与语言理解的大脑区域对句法和语义特征都很敏感,但这些影响的相对大小在这些区域有所不同。此外,与语义或句法特征最相符的区域在左半球比在右半球在空间上分离得更开,而右半球对较长的上下文的敏感性高于左半球。我们方法的新颖之处在于能够通过操纵训练集来控制模型嵌入中编码的信息。这些“信息受限”模型补充了以前使用语言模型探索语言神经基础的研究,并为其空间组织提供了新的见解。
图 2 | 运动任务的 fPACT 和 7 T fMRI 结果。对右侧 FT(a:fMRI,b:左半球无颅骨 fPACT)、左侧 FT(c:fMRI,d:右半球颅骨完整 fPACT)和 TT(e:fMRI — 左图显示大脑左侧,f:左半球无颅骨 fPACT,g:fMRI — 左图显示大脑右侧,h:右半球颅骨完整 fPACT)的功能反应进行了成像。皮质上显示的功能反应(左栏)代表反应的最大振幅投影。功能反应也显示在通过激活的轴向(中间栏)和冠状(右栏)切片上。对于 FT(ad),我们选择相同的轴向和冠状切片显示在所有四张图像中。对于左侧无颅骨侧的 TT(e、f),我们选择彼此相距 5 毫米以内的切片。对于右侧颅骨完整侧的 TT(g、h),我们选择相同的轴向和冠状切片。但这些激活在空间上并不重叠。在每个功能图中,我们显示了以最大 t 值(𝑡𝑚𝑎𝑥)的 70% 为阈值的区域,这些区域列为每个皮质图下方的第一个值。皮质图下方显示了对应于最大 t 值的 70% 的 p 值(一元学生 t 检验)。白色箭头表示 fPACT 中的激活区域。比例尺:2 厘米。
图3。对前后语音获得的血流动力学反应。从刺激发作中,在-5至35s之间绘制了婴儿和HBB变化的时间疗程。(a)显示了5个月大的婴儿的结果,(b)表示10个月大的婴儿的结果。左图显示左半球的结果,右面板对应于右半球。使用基于群集的置换方法,在5个月大的和10个月大的婴儿中鉴定出簇对前后语音的显着反应(p <.05)。HBO:含氧血红蛋白,HBB:脱氧血红蛋白,HB:血红蛋白。fw:前言,BW:向后的语音。
目标:在一系列神经和精神病疾病中,通常报告的问题是精神疲劳,“大脑雾”和保持参与的困难。传统的持续注意任务通常衡量这种能力,因为它可以根据听觉或视觉域中的感官特征来检测目标刺激的能力。然而,使用这种方法,离散的目标刺激可能会外源引起注意以帮助检测,从而掩盖了随着时间的推移内源性维持注意力的能力的缺陷。方法:为了解决这个问题,我们开发了连续的时间预期任务(CTET),其中个体以固定的时间间隔(690毫秒)的方式连续监视图案的刺激流,并检测到由延长的时间持续时间定义的很少发生的目标刺激(1020 ms或更长)。因此,目标和非目标刺激的感觉特性在感知上是相同的,并且仅在时间持续时间上有所不同。使用CTET,我们评估了单侧右半球损伤(n = 14)的中风幸存者,该队列已广泛报道了持续的注意力缺陷。结果:与神经健康的年龄匹配的老年对照相比,中风幸存者的总体目标检测准确性总体较低(n = 18)。至关重要的是,中风幸存者的性能的特征是在块状性能下降中明显陡峭,这发生在短的颞窗内(约3½分钟),并通过块之间的休息时间恢复。结论:这些发现表明,随着时间的推移,连续的时间监测税持续关注过程,以捕获这种能力的临床缺陷,并概述了右半球冲程后持续注意力缺陷的内源性过程的精确度量。