研究表明，人工耳蝸植入的最佳時(shí)間為3.5歲以?xún)?nèi)，基于3.5歲以下嬰幼兒耳聾后聽(tīng)覺(jué)及語(yǔ)言中樞變化的情況國(guó)內(nèi)外尚少有報(bào)道。本研究采用組塊設(shè)計(jì)的血氧水平依賴(lài)功能磁共振成像技術(shù)（blood oxygenation level dependent-functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI） 研究先天性感音神經(jīng)性耳聾嬰幼兒人工耳蝸植入前聽(tīng)覺(jué)及語(yǔ)言中樞等相關(guān)功能腦區(qū)的變化，以明確聽(tīng)皮質(zhì)的功能，為聾兒進(jìn)行人工耳蝸植入提供更多有價(jià)值的信息。

1 材料與方法

1.1 受試對(duì)象的選擇

極重度感音神經(jīng)性耳聾嬰幼兒19例，其中男10例，女9例，月齡為12～38個(gè)月，平均月齡20.7個(gè)月，所有聾兒均為雙側(cè)先天性極重度感音神經(jīng)性耳聾，雙耳ABR測(cè)聽(tīng)結(jié)果均在91 dB nHL以上。所有聾兒均無(wú)精神疾病史，無(wú)中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常。

對(duì)照組選自因其它非聽(tīng)力異常需進(jìn)行MRI檢查者，入選條件為：①年齡為0～4歲；②雙耳聽(tīng)力正常；③無(wú)重大中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如腦癱、腦腫瘤等。本研究入選對(duì)照組人數(shù)為6例，其中1例在掃描過(guò)程中因運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致圖像模糊而排除，2例因腦白質(zhì)發(fā)育異常而排除，實(shí)際對(duì)照組為3例，其中男2例，女1例，月齡為7～24個(gè)月，平均月齡為16.3個(gè)月，其中2例聽(tīng)力正常，1例右耳聽(tīng)力正常，左耳ABR閾值為25 dB nHL。

1．2 給予刺激

1．2．1 刺激內(nèi)容    震動(dòng)觸覺(jué)刺激 采用DIGITIMER DS7AH型電刺激儀產(chǎn)生震動(dòng)觸覺(jué)，刺激的頻率為50 Hz，電流強(qiáng)度5 mA，將一對(duì)附有自粘式導(dǎo)電膠的表面刺激電極分別置于受試者右小腿近踝部。

1．2．2 實(shí)驗(yàn)執(zhí)行    受試者因年齡較小，清醒狀態(tài)下多不能配合而難以完成MRI檢查，檢查過(guò)程中所有受試者均口服10%水合氯醛，用量為50～80 mg/kg。掃描過(guò)程中，受試者頭部由頭帶及海綿墊加以固定，避免頭動(dòng)以減少運(yùn)動(dòng)偽影。

1．2．3 刺激模式    采用組塊設(shè)計(jì)模式，任務(wù)由7個(gè)組塊構(gòu)成，呈現(xiàn)時(shí)間共140 s，其中包括3個(gè)任務(wù)組塊和4個(gè)對(duì)照組塊，各組塊時(shí)間均為20 s。

1.3 磁共振成像方法    磁共振掃描采用Marconi Eclipse 1.5 T全身超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)正交頭線圈。首先進(jìn)行自旋回波（spin echo,SE）冠狀面T1WI掃描，以保證隨后掃描的橫斷面回波平面成像（echo planar imaging,EPI）和SE序列左右對(duì)稱(chēng)，避免位置不正。接著進(jìn)行橫斷面SE T1WI掃描，然后是橫斷面SE-EPI血氧水平依賴(lài)法腦fMRI掃描，最后利用射頻擾相穩(wěn)態(tài)快速采集（radio-frequency spoiling fast acquisition in steady state,RF-FAST）序列進(jìn)行全腦三維掃描，以便三維重建、空間配準(zhǔn)及空間標(biāo)準(zhǔn)化，層數(shù)及掃描時(shí)間視受試者頭顱大小而定。

1．4 功能數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析    將結(jié)構(gòu)影像和功能影像原始數(shù)據(jù)導(dǎo)出為DICOM格式數(shù)據(jù)，傳輸至離線工作站，采用SPM5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、統(tǒng)計(jì)分析和結(jié)果顯示。數(shù)據(jù)預(yù)處理包括運(yùn)動(dòng)校正、層面時(shí)間校正、配準(zhǔn)、空間標(biāo)準(zhǔn)化和平滑。舍棄運(yùn)動(dòng)校正過(guò)程中頭部三維平移超過(guò)2.0 mm、三維旋轉(zhuǎn)超過(guò)0.5°的受試者。利用SPM5二次統(tǒng)計(jì)模塊進(jìn)行病例組和對(duì)照組的組內(nèi)分析和組間比較。統(tǒng)計(jì)閾值概率設(shè)定為未校正， P<0.05，激活體素≥30。最后將功能圖像疊加到經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的T1WI圖像上進(jìn)行顯示，以簇水平記錄激活腦區(qū)的激活強(qiáng)度， t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值“T”代表激活強(qiáng)度。

2 結(jié)果

2．1 各組受試者給予震動(dòng)觸覺(jué)刺激時(shí)正性激活腦區(qū)情況

由被試激活區(qū)Talairach和Tournoux坐標(biāo)和極重度感音神經(jīng)性耳聾患兒在給予震動(dòng)觸覺(jué)刺激后主要激活腦區(qū)圖（見(jiàn)圖1）可知，極重度感音神經(jīng)性耳聾患兒在給予右小腿近踝部震動(dòng)觸覺(jué)刺激時(shí)主要激活腦區(qū)包括，①聽(tīng)覺(jué)皮層：雙側(cè)顳橫回、顳上回；②其它觸覺(jué)相關(guān)激活腦區(qū)：顳中回、顳下回、雙側(cè)中央前、后回、雙側(cè)旁中央小葉、雙側(cè)額中回、額下回、雙側(cè)頂下小葉、雙側(cè)枕葉、雙側(cè)島葉、雙側(cè)梭狀回、雙側(cè)角回。

圖1 極重度感音神經(jīng)性耳聾患兒在給予震動(dòng)觸覺(jué)刺激后主要激活腦區(qū)：顳上回、顳中回、顳下回、雙側(cè)中央后回、雙側(cè)旁中央小葉、雙側(cè)額中回、額下回、雙側(cè)頂下小葉、雙側(cè)枕葉、雙側(cè)島葉、雙側(cè)梭狀回、雙側(cè)角回 正常聽(tīng)力對(duì)照組在給予右小腿近踝部震動(dòng)觸覺(jué)刺激時(shí)主要激活腦區(qū)包括，①聽(tīng)覺(jué)皮層：左側(cè)顳葉未見(jiàn)閾上激活，右側(cè)顳葉僅見(jiàn)弱激活區(qū)，包括右側(cè)顳橫回、右側(cè)顳上回；②其它激活腦區(qū)：左側(cè)枕中回、枕下回、舌回、左側(cè)丘腦、雙側(cè)額中回、雙側(cè)楔葉。

對(duì)極重度感音神經(jīng)性耳聾患兒和對(duì)照組進(jìn)行組間（兩樣本t檢驗(yàn)）比較發(fā)現(xiàn)，耳聾組數(shù)據(jù)減去對(duì)照組數(shù)據(jù)時(shí)可見(jiàn)激活的腦區(qū)主要有：雙側(cè)顳橫回、雙側(cè)顳上回、雙側(cè)顳中回、雙側(cè)島葉、雙側(cè)中央前、后回、雙側(cè)扣帶回、雙側(cè)頂下小葉、雙側(cè)頂上小葉、雙側(cè)額上回、雙側(cè)基底節(jié)區(qū)、雙側(cè)小腦半球，提示極重度感音神經(jīng)性耳聾患兒在接受刺激后動(dòng)用了更多的腦區(qū)而且激活強(qiáng)度更強(qiáng)。

2．2 各組受試者給予震動(dòng)觸覺(jué)刺激時(shí)負(fù)性激活腦區(qū)情況

極重度感音神經(jīng)性耳聾患兒在給予右小腿近踝部震動(dòng)觸覺(jué)刺激時(shí)主要負(fù)性激活腦區(qū)包括雙側(cè)前扣帶回、扣帶回、丘腦、舌回、楔葉、額下回、額中回、梭狀回、雙側(cè)小腦半球等；正常聽(tīng)力對(duì)照組在給予右小腿近踝部震動(dòng)觸覺(jué)刺激時(shí)主要負(fù)性激活腦區(qū)包括左側(cè)海馬回、扣帶回、腦、緣上回、頂下小葉；聾兒組的負(fù)性激活區(qū)范圍及強(qiáng)度明顯大于對(duì)照組。

3 討論

fMRI是目前人類(lèi)所掌握的唯一無(wú)創(chuàng)、可精確定位的高級(jí)人腦功能研究手段，其方法很多，主要包括注射對(duì)比劑、灌注加權(quán)、彌撒加權(quán)及BOLD法，目前常用的方法為BOLD法，即BOLD-fMRI。1990年Ogawa等[1]首先利用血氧水平依賴(lài)（BOLD）對(duì)比技術(shù)進(jìn)行腦功能磁共振成像，開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)活體腦功能成像研究的新紀(jì)元。

BOLD技術(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方式有兩種，組塊設(shè)計(jì)（block-design）和事件相關(guān)設(shè)計(jì)（event related-design）。組塊設(shè)計(jì)是以組塊的形式呈現(xiàn)刺激任務(wù)，包括兩類(lèi)組塊，任務(wù)組塊和控制組塊。通過(guò)對(duì)任務(wù)與控制組塊引起的腦局部血氧反應(yīng)的對(duì)比，反映任務(wù)相關(guān)腦功能區(qū)的活動(dòng)。每個(gè)組塊內(nèi)的刺激連續(xù)、重復(fù)呈現(xiàn)。組塊設(shè)計(jì)模式中任務(wù)刺激時(shí)間較長(zhǎng)，血氧反應(yīng)的幅度高，得到的BOLD信號(hào)較強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)采用組塊設(shè)計(jì)的BOLD-fMRI法。

3．1 聾兒人工耳蝸植入前聽(tīng)皮質(zhì)功能的評(píng)估

人工耳蝸植入術(shù)后聽(tīng)力、語(yǔ)言的恢復(fù)效果與術(shù)前聽(tīng)皮質(zhì)功能密切相關(guān)。所以，術(shù)前評(píng)價(jià)聽(tīng)皮質(zhì)功能很重要。本研究顯示，極重度感音神經(jīng)性耳聾嬰幼兒雙側(cè)BA41、BA42/22區(qū)均可見(jiàn)激活，雙側(cè)激活體素、激活強(qiáng)度無(wú)明顯差異，提示耳聾后雙側(cè)初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層及次級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層均存在一定的功能，此時(shí)進(jìn)行人工耳蝸植入術(shù)可能會(huì)取得較好的聽(tīng)力和語(yǔ)言康復(fù)效果。

3．2 語(yǔ)言相關(guān)腦區(qū)

額下回：其中最主要的是Broca區(qū)，即左側(cè)額下回后部。fMRI研究表明，在語(yǔ)言生成中Broca區(qū)具有多重功能，包括語(yǔ)音加工、高水平的語(yǔ)義加工、句子和談話(huà)水平的加工，同時(shí)該區(qū)也參加短期記憶儲(chǔ)存和保持。同時(shí)，額下回從低級(jí)到高級(jí)語(yǔ)言生成過(guò)程中均發(fā)揮著重要的作用[2]。

額中回：左側(cè)額中回在加工口語(yǔ)的研究中可見(jiàn)到明顯激活[3,4]，表明其可能參與漢字視空間分析、語(yǔ)音及語(yǔ)義分析強(qiáng)度的協(xié)調(diào)與整合過(guò)程，并介導(dǎo)了空間工作記憶和詞語(yǔ)工作記憶[5]，也參與中央執(zhí)行功能中各種認(rèn)知資源的協(xié)調(diào)[6]。

Wernicke區(qū)：即左側(cè)顳上回、顳中回后部、緣上回和角回。目前通過(guò)對(duì)正常人的fMRI研究認(rèn)為，Wernicke區(qū)參與講話(huà)聲音的聽(tīng)覺(jué)加工、語(yǔ)音加工、語(yǔ)義和語(yǔ)匯加工，并完成拼字-語(yǔ)音轉(zhuǎn)換功能。顳上回主要接收聽(tīng)覺(jué)刺激并進(jìn)行語(yǔ)言高級(jí)信息處理。緣上回和角回位于頂葉聯(lián)合區(qū)，是軀體運(yùn)動(dòng)、視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信號(hào)綜合區(qū)。

本研究結(jié)果顯示在聾兒組雙側(cè)額中回、額下回、緣上回和角回均可見(jiàn)明顯激活，這種激活是否影響人工耳蝸植入后的語(yǔ)言恢復(fù)效果，需要進(jìn)一步的隨訪研究。

3．3 聽(tīng)力喪失后聾人聽(tīng)覺(jué)皮層交叉重組

人類(lèi)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)在某種傳入感覺(jué)信息喪失后會(huì)發(fā)生明顯的功能整合，一些研究指出，給予耳聾病人視覺(jué)刺激可引起其聽(tīng)皮層的激活[7]。過(guò) 去的動(dòng)物研究表明，如果某個(gè)腦組織結(jié)構(gòu)喪失了其原有的功能，那么它就會(huì)發(fā)生重組，包括結(jié)構(gòu)與功能，重組后將會(huì)被賦予新的功能，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為交叉模式整合。在聾人中，聽(tīng)力被剝奪后，皮質(zhì)間神經(jīng)元的聯(lián)系得到了加強(qiáng)，耳聾后從視覺(jué)或本體感覺(jué)區(qū)域到聽(tīng)皮質(zhì)區(qū)的投射纖維明顯增加，從而調(diào)節(jié)聽(tīng)皮質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能重組，這樣可以很好地處理其它刺激，如視覺(jué)、觸覺(jué)，但聽(tīng)皮質(zhì)這種重組處理其它刺激的功能并不完整[8～10]。

本研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，聾兒組顯示有更大范圍、更大強(qiáng)度的激活腦區(qū)，表明耳聾后患兒聽(tīng)皮層發(fā)生了重組，感知觸覺(jué)的敏感性明顯提高。

3．4 負(fù)性激活腦區(qū)

fMRI研究中，通常定義的腦激活信號(hào)為任務(wù)狀態(tài)減去對(duì)照數(shù)據(jù)所得信號(hào)，它反映了與任務(wù)相關(guān)的局部腦神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)增強(qiáng)。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)中，一般將無(wú)任務(wù)的靜息狀態(tài)人為定義為對(duì)照狀態(tài)。但近年來(lái)研究者發(fā)現(xiàn)，將靜息狀態(tài)與任務(wù)狀態(tài)反減，即靜息狀態(tài)減去任務(wù)狀態(tài)數(shù)據(jù)，也有腦活動(dòng)信號(hào)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為負(fù)激活。Patel等[11]在fMRI研究中發(fā)現(xiàn)，1～12歲的重度、極重度耳聾兒童在鎮(zhèn)靜狀態(tài)下被動(dòng)給予聽(tīng)覺(jué)刺激時(shí)，雙側(cè)顳葉可見(jiàn)負(fù)性激活區(qū)，并且腦激活與負(fù)性激活范圍、強(qiáng)度相似。本研究結(jié)果亦發(fā)現(xiàn)在聾兒組和對(duì)照組中均可見(jiàn)負(fù)性激活區(qū)，但聾兒組的負(fù)性激活區(qū)范圍及強(qiáng)度明顯大于對(duì)照組，這可能與聾兒聽(tīng)力喪失后皮質(zhì)系統(tǒng)發(fā)生重組有關(guān)。

3．5 其它功能腦區(qū)的激活

本研究結(jié)果表明耳聾患兒在給予震動(dòng)觸覺(jué)刺激后除了雙側(cè)聽(tīng)覺(jué)皮層的激活外，還存在其它腦區(qū)的激活，包括雙側(cè)中央前回、雙側(cè)中央后回、雙側(cè)旁中央小葉、雙側(cè)額中回、額下回、雙側(cè)頂下小葉、雙側(cè)島葉、雙側(cè)梭狀回、雙側(cè)角回、左側(cè)丘腦、雙側(cè)小腦半球等，與文獻(xiàn)報(bào)道一致[12,13]。與對(duì)照組相比，激活范圍、強(qiáng)度明顯增加，表明耳聾嬰幼兒感知觸覺(jué)信息的敏感性明顯增強(qiáng)。

4 結(jié)論

聾兒組雙側(cè)初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層及次級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層均可見(jiàn)激活，提示聽(tīng)力喪失后雙側(cè)聽(tīng)覺(jué)中樞仍存在一定的功能；極重度感音神經(jīng)性耳聾嬰幼兒給予震動(dòng)觸覺(jué)刺激后可見(jiàn)雙側(cè)顳葉的激活，提示耳聾后，聾兒聽(tīng)皮質(zhì)及其相關(guān)腦區(qū)發(fā)生了聽(tīng)-觸覺(jué)重組；與正常聽(tīng)力對(duì)照組相比，極重度感音神經(jīng)性耳聾嬰幼兒給予震動(dòng)觸覺(jué)刺激后具有更多、更大范圍的激活腦區(qū)，激活強(qiáng)度更大，提示聾兒的皮質(zhì)系統(tǒng)感知震動(dòng)觸覺(jué)刺激的敏感性明顯增加；聾兒組與對(duì)照組均可見(jiàn)負(fù)性激活，并且聾兒組負(fù)性激活區(qū)范圍及強(qiáng)度明顯大于對(duì)照組，可能與聾兒聽(tīng)力喪失后皮質(zhì)系統(tǒng)發(fā)生重組有關(guān)。