小腦參與認(rèn)知的研究進(jìn)展①

彭洪衛(wèi)，陳立典

小腦參與認(rèn)知的研究進(jìn)展①

彭洪衛(wèi)，陳立典

認(rèn)知功能是小腦非運(yùn)動功能的重要組成部分。小腦參與認(rèn)知，具有多種認(rèn)知功能，包括工作記憶功能、語言功能、空間認(rèn)知功能(空間加工、空間記憶)和時間認(rèn)知功能(時間感知、時間處理)等。本文針對小腦認(rèn)知功能這幾個方面的新近研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

小腦；認(rèn)知；非運(yùn)動功能；綜述

[本文著錄格式]彭洪衛(wèi)，陳立典.小腦參與認(rèn)知的研究進(jìn)展[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2015,21(12):1370-1374.

CITED AS:Peng HW,Chen LD.Advance in cerebellum's involvement in cognition(review)[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian, 2015,21(12):1370-1374.

對于小腦功能的研究，過去我們關(guān)注的焦點(diǎn)是它的運(yùn)動控制和協(xié)調(diào)，而近年來人們普遍關(guān)注于小腦的非運(yùn)動功能。1998年，Schmahmann等率先提出小腦認(rèn)知情感綜合征(cerebellum cognitive affective syndrome,CCAS)的定義，并總結(jié)其特點(diǎn)為執(zhí)行功能障礙、言語困難、空間認(rèn)知障礙及人格改變，且認(rèn)為小腦不同的損傷部位對應(yīng)不同的臨床表現(xiàn)[1]。由此，對小腦非運(yùn)動功能的研究逐漸成為一項熱點(diǎn)。小腦參與多種認(rèn)知的過程，但其中很多具體的機(jī)制尚不明確，本文通過小腦非運(yùn)動功能中認(rèn)知功能多個方面的研究成果對小腦參與認(rèn)知進(jìn)行論述，以期為今后有關(guān)小腦與認(rèn)知方面的進(jìn)一步研究打下基礎(chǔ)。

1　小腦與工作記憶功能

1.1工作記憶

工作記憶是一種對信息進(jìn)行暫時加工和貯存的容量有限的記憶系統(tǒng)，同時它參與學(xué)習(xí)、語言理解及社會認(rèn)知等高級認(rèn)知活動，屬于認(rèn)知的一部分。工作記憶被形容為人類的認(rèn)知中樞，可以認(rèn)為它是人們組裝和操作處理信息的一個臨時心理“工作平臺”，亦或是對必要信息短時特殊的聚焦[2]。而小腦與工作記憶存在著某種重要的聯(lián)系。

1.2工作記憶任務(wù)與小腦區(qū)激活

多種研究表明，工作記憶任務(wù)時小腦有明顯的激活跡象。Luis等對20名老年受試者進(jìn)行測試，通過神經(jīng)心理學(xué)評估、功能磁共振成像(functionalmagnetic resonance imaging,fMRI)及維持4個條件刺激和2個記憶負(fù)荷相結(jié)合的核心N-back范式設(shè)計的方法得出，老年人群成功的工作記憶過程伴隨著涉及與額頂葉網(wǎng)絡(luò)一起工作的小腦區(qū)的一種激活模式[3]。

Küper等測試27名參與者，其中男性15名，女性12名，平均年齡(26.6±3.8)歲，用fMRI觀察小腦的激活，分別使用0-back(作為運(yùn)動控制任務(wù))、1-back和2-back工作記憶任務(wù)(口頭的和抽象的方式)進(jìn)行小腦皮質(zhì)和齒狀核激活程度的對比，結(jié)果表明隨著工作記憶需求的增加，小腦的激活程度也隨之增加，認(rèn)為小腦參與一個在工作記憶N-back任務(wù)中代表中央執(zhí)行的模態(tài)雙邊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[4]。

Stoodley應(yīng)用功能影像學(xué)的證據(jù)對小腦參與認(rèn)知進(jìn)行說明論證，其對小腦與工作記憶的研究表明，不論口頭的或非口頭的工作記憶任務(wù)，包括斯騰伯格記憶任務(wù)(Sternberg task)和N-back任務(wù)，都能可靠地激活小腦，定步調(diào)連續(xù)加法任務(wù)測驗(paced auditory serial addition task,PASAT)還可激活雙側(cè)小腦區(qū)，特別是第Ⅳ和第Ⅶ小葉，連同腦前額葉(prefrontal)及運(yùn)動前區(qū)(premotor)，皆與工作記憶任務(wù)有明顯的相關(guān)性，其中要成功地完成任務(wù)，就往往要把刺激順序編碼[5]。

2　小腦與語言功能

2.1對小腦語言功能的認(rèn)識

語言功能是認(rèn)知的重要組成部分，而小腦與語言功能之間亦存在著某種重要聯(lián)系。小腦損傷患者會出現(xiàn) “小腦性言語”，為共濟(jì)運(yùn)動障礙所致，主要表現(xiàn)為暴發(fā)性語言，發(fā)音沖撞、單調(diào)、緩慢、鼻音等。

原先人們把它與肌肉運(yùn)動障礙相聯(lián)系，但亦有學(xué)者觀察研究表明，小腦損傷后出現(xiàn)不依賴于運(yùn)動性構(gòu)音障礙的語言工作記憶顯著受損。對小腦損傷患者的神經(jīng)心理學(xué)及對健康受試者的神經(jīng)影像學(xué)研究結(jié)果也共同支持這樣一種觀點(diǎn)，即小腦與語言工作記憶密切相關(guān)，這些研究揭示了小腦亞區(qū)的功能定位：語音輸出等的運(yùn)動執(zhí)行能力主要依賴于前小腦的第Ⅳ～Ⅴ小葉；計劃制定和準(zhǔn)備等與運(yùn)動相關(guān)的活動主要依賴于小腦的上部和側(cè)面的小葉Ⅵ和腳Ⅰ；小腦下部第Ⅷ小葉也有助于工作記憶的能力，并且在某種程度上獨(dú)立于運(yùn)動執(zhí)行而存在；此外，小腦齒狀核的背側(cè)支持運(yùn)動相關(guān)的功能，而腹側(cè)支持高級認(rèn)知功能[9]。針對小腦的語言功能，人們通過多種方法進(jìn)行探究。

2.2語言任務(wù)/測試在小腦語言功能中的應(yīng)用

Guell等對小腦功能障礙患者元語言障礙的研究中，對44例患有小腦疾病的患者與40名健康對照者進(jìn)行口語句子產(chǎn)生測試(Oral Sentence Production Test,OSPT)，對具有合適的語法結(jié)構(gòu)及語義質(zhì)量句子的產(chǎn)生進(jìn)行個體評估；對25例小腦疾病患者與25名健康對照者進(jìn)行語言能力拓展測試(Test of Language Competence-expanded,TLC-E)，評估他們的元語言能力。結(jié)果顯示，OSPT測試中患者組和對照組無明顯差異，而TLC-E測試顯示有小腦疾病的患者較正常對照組成績差[10]。

Morgan等對進(jìn)行過小腦髓母細(xì)胞瘤、毛細(xì)胞型星形細(xì)胞瘤切除術(shù)兒童的語音特征進(jìn)行研究，他們將腫瘤組兒童語音測試結(jié)果與健康對照組進(jìn)行對比，并在術(shù)后對腫瘤組進(jìn)行長期隨訪，結(jié)果發(fā)現(xiàn)69%的腫瘤組患兒伴有輕度構(gòu)音障礙，并認(rèn)為他們的言語障礙可能會在術(shù)后存在長達(dá)10年之久[11]。

Gelinas等對46例小兒癲癇(pediatric epilepsy)手術(shù)患者(年齡7～19歲)進(jìn)行一項功能磁共振聽覺語義決策語言任務(wù)(fMRI auditory semantic decision language task)測試，研究結(jié)果表明小腦語言偏側(cè)化(cerebellar language laterality)能在小兒癲癇患者中可靠地建立，同時它與左右大腦語言優(yōu)勢受試者的大腦語言偏側(cè)化有線性相關(guān)關(guān)系[12]。

van Gaalen等用標(biāo)準(zhǔn)化語言測試(standardized linquistic tests)對29例脊髓小腦共濟(jì)失調(diào)型6(spinocerebellar ataxia type 6,SCA6)患者的語言和言語情況進(jìn)行評估，并將共濟(jì)失調(diào)的嚴(yán)重程度與之關(guān)聯(lián)，結(jié)果表明，SCA6患者存在語言功能障礙，與共濟(jì)失調(diào)嚴(yán)重程度密切相關(guān)[13]。他們的研究數(shù)據(jù)支持小腦在語言處理方面的作用。

通過語言任務(wù)/測試亦反映了其與小腦激活之間的聯(lián)系。國外一項對小腦在運(yùn)動和認(rèn)知任務(wù)中功能定位的fMRI研究表明，動詞的產(chǎn)生會激活第Ⅵ、Ⅶ和ⅧA小葉的右側(cè)小腦半球區(qū)域[14]。同時，國外一項對言語發(fā)音障礙中語音加工的神經(jīng)相關(guān)的fMRI研究表明，當(dāng)受試者進(jìn)行動詞生成任務(wù)(verb generation task)時，右側(cè)小腦被激活[15]。也有研究表明，當(dāng)受試者在進(jìn)行語詞語義辨別時右側(cè)小腦半球有顯著的激活[16]。

2.3神經(jīng)行為學(xué)評估探究小腦語言功能

Backeljauw等對53例年齡5～18歲，且在4歲前經(jīng)歷過手術(shù)麻醉的健康參與者和對照組(53名無此經(jīng)歷的健康參與者)進(jìn)行神經(jīng)認(rèn)知評估和T1加權(quán)MRI掃描(兩組參與者具有相匹配的年齡、性別、偏手性及社會經(jīng)濟(jì)地位)，結(jié)果顯示，與對照組相比，4歲前經(jīng)歷過手術(shù)麻醉的健康參與者在語言理解和作業(yè)智商方面的得分明顯降低，這與小腦及枕葉皮質(zhì)內(nèi)較低的灰質(zhì)密度有關(guān)[17]。

Tavano等比較了朱伯特綜合征(Joubert syndrome,JS)和小腦畸形(cerebellarmalformations)患兒的神經(jīng)行為概況，結(jié)果顯示，盡管有很大不同，但能夠明確的是小腦畸形和JS患者存在認(rèn)知、語言和情感的紊亂[18]。

Catsman-Berrevoets等對41例小腦腫瘤的患兒在手術(shù)前后進(jìn)行評估，結(jié)果表明術(shù)后的患兒均存在后顱窩綜合征，并伴有構(gòu)音障礙等，而在恢復(fù)期構(gòu)音障礙繼續(xù)存在于每個患兒，但表現(xiàn)出特殊的小腦型構(gòu)音障礙的僅為少數(shù)患兒[19]。

2.4相關(guān)研究

Ferri對小腦與語言功能的聯(lián)系進(jìn)行總結(jié)，認(rèn)為兒童早期的語言習(xí)得是有條件的，與小腦的結(jié)構(gòu)塑造及神經(jīng)電生理活動有關(guān)，影響小腦結(jié)構(gòu)發(fā)育的一些變化和影響小腦的病理及神經(jīng)電生理功能紊亂都可導(dǎo)致語言障礙[20]。針對小腦與語言之間的聯(lián)系，國內(nèi)的一項研究中，將66例運(yùn)動性失語的患者分為常規(guī)藥物組和藥物加用腦循環(huán)功能治療儀治療的綜合治療組，30 d的療程后進(jìn)行對比，結(jié)果表明，經(jīng)治療卒中后運(yùn)動性失語患者的失語程度減輕，而加用電刺激小腦治療者其失語癥狀改善更為明顯；同時用小腦電刺激治療運(yùn)動性失語的綜合治療組較常規(guī)藥物組更為有效[21]。說明小腦電刺激能促進(jìn)卒中后運(yùn)動性失語患者語言功能的改善。由此推斷電刺激小腦頂核對卒中后運(yùn)動性失語的治療作用可能與激活小腦-大腦相關(guān)通路，調(diào)控語言的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)語言功能的恢復(fù)有關(guān)。

多種臨床測試、評估和檢查(語言任務(wù)/測試、神經(jīng)行為測試、fMRI檢查)等表明小腦與語言密不可分，然而，宏觀上論證較多，基礎(chǔ)研究較少，缺少微觀上的理論與證據(jù)支持小腦與語言之間的聯(lián)系，且多數(shù)未貫通與大腦之間的關(guān)聯(lián)，有待進(jìn)一步探索。

3　小腦與空間認(rèn)知

3.1小腦參與空間加工

關(guān)于小腦具有空間高級認(rèn)知功能的認(rèn)識，Passot等的研究中模擬了面向目標(biāo)的導(dǎo)航過程中小腦和海馬結(jié)構(gòu)的功能性相互作用，認(rèn)為小腦參與空間信息的加工過程，主要包括線的二等分(line bisection)，心理旋轉(zhuǎn)(mental rotation)或空間轉(zhuǎn)換(spatial transformations)，方向判定(orientation judgment)，空間導(dǎo)航(spatialnavigation)等[22]。

Neuner等對適用于fMRI的視覺成對聯(lián)合測試(visual paired associates subtest)的神經(jīng)相關(guān)進(jìn)行研究，對15名右利手健康男性志愿者進(jìn)行1.5 TMRI掃描，結(jié)果表明，線的二等分測試主要激活左側(cè)小腦和大腦右側(cè)頂葉皮質(zhì)，心理旋轉(zhuǎn)測試主要激活雙側(cè)小腦，編碼形狀-顏色組合時激活小腦左側(cè)腳Ⅰ區(qū)[23]。

Picazio等的研究中，使用θ連續(xù)脈沖刺激(continuous theta burst stimulation,cTBS)作用于進(jìn)行物化心理旋轉(zhuǎn)(embodied mental rotation,EMR)和抽象心理旋轉(zhuǎn)(abstractmental rotation, AMR)兩種心理旋轉(zhuǎn)任務(wù)的健康成年受試者以下調(diào)小腦半球的興奮性，結(jié)果顯示，隨著左側(cè)小腦半球興奮性的下調(diào)，cTBS組較假刺激組反應(yīng)時間變慢，而與之相反的是右側(cè)小腦半球興奮性下調(diào)時，得到的cTBS組與假刺激組反應(yīng)時間一致，表明左側(cè)小腦半球在心理旋轉(zhuǎn)方面起著至關(guān)重要的作用，而右側(cè)小腦半球似乎并沒有參與EMR和AMR兩種類型[24]。

Rondi-Reig等對空間心理表征中小腦對感覺信息的監(jiān)控進(jìn)行總結(jié)，認(rèn)為小腦結(jié)構(gòu)通過監(jiān)控感覺信息以及與導(dǎo)航通路相互作用，更新空間心理表征，以維持方向和位置感[25]。也有研究者提出空間導(dǎo)航是認(rèn)知的基礎(chǔ)，小腦損害會對空間信息的處理產(chǎn)生影響[26]。

關(guān)于小腦對空間加工所起到的作用，可能歸因于多種潛在的因素，其中包括大腦頂葉皮質(zhì)至小腦的投射，以及小腦在視覺引導(dǎo)運(yùn)動(visual guidance ofmovement)中扮演著角色；再者就是小腦后部區(qū)域參與的運(yùn)動表象功能，它可能是心理旋轉(zhuǎn)或空間轉(zhuǎn)換任務(wù)的一個重要組成成分。當(dāng)然，小腦也參與了需要快速反應(yīng)以適應(yīng)空間刺激變換功能的完成，如視覺旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的適應(yīng)[27]。

3.2小腦參與空間記憶

Tom linson等用θ脈沖刺激(theta burststimulation,TBS)對空間工作記憶在小腦半球的特化情況進(jìn)行研究，結(jié)果也表明左側(cè)小腦在空間工作記憶中具有至關(guān)重要的作用，同時發(fā)現(xiàn)靠近中線的小腦區(qū)域參與系列位置編碼(encoding of serialposition)[28]。

在國內(nèi)的一項研究中，研究者讓10名右利手的健康志愿者進(jìn)行一項短時空間記憶任務(wù)作業(yè)，并同時對其腦功能進(jìn)行MRI掃描，結(jié)果表明右側(cè)小腦在短時空間記憶任務(wù)中被明顯激活，在手動因素被消除后可認(rèn)為小腦積極參與了短時空間記憶的認(rèn)知活動，同時認(rèn)為不是某個單一腦區(qū)負(fù)責(zé)短時空間記憶，大腦皮層與小腦之間的動態(tài)交互作用是實(shí)現(xiàn)短時空間記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)[29]。

以上研究中用多種方法探究小腦的空間認(rèn)知功能，對小腦不同區(qū)域的功能進(jìn)行了劃分。雖然并未揭示小腦空間認(rèn)知功能具體機(jī)制，且對小腦參與空間記憶的研究較少，但提出了小腦參與空間加工和空間工作記憶的基礎(chǔ)，將小腦空間認(rèn)知功能與大腦功能相關(guān)聯(lián)，對今后的研究具有指導(dǎo)作用。今后的研究，除了關(guān)注小腦本身外，也應(yīng)多與大腦相聯(lián)系。

4　小腦與時間認(rèn)知

4.1小腦參與時間感知

國內(nèi)的一項研究中，采用時距復(fù)制任務(wù)對26例小腦損傷患者和與之相匹配的健康對照者的時間知覺能力進(jìn)行研究，實(shí)驗包含3個時距(短時距0.6 s；長時距3 s和5 s)，當(dāng)呈現(xiàn)結(jié)束后延遲1 s或5 s進(jìn)行時距復(fù)制，結(jié)果顯示，與對照組相比，小腦損傷患者對3 s和5 s的時距復(fù)制結(jié)果均無顯著性差異，而對0.6 s時距復(fù)制結(jié)果有顯著性差異，認(rèn)為小腦損傷患者對時間信息的加工明顯受損，主要表現(xiàn)在對短的瞬時時間的感知，這提示小腦可能特異性地參與毫秒時間感知的認(rèn)知加工[30]。Xu等采用事件相關(guān)fMRI對小腦下橄欖核系統(tǒng)(olivo-cerebellar system)的定時作用進(jìn)行研究，結(jié)果顯示下橄欖核僅在受試者感知復(fù)雜的時間序列但不進(jìn)行運(yùn)動活動的過程中被激活[31]。

4.2小腦參與時間處理

Henley等對行為變異型額顳葉癡呆(behavioralvariant frontal temporal dementia,bvFTD)患者的研究中，對20例bvFTD患者、11例疾病對照組患者及31名健康志愿者采用自我調(diào)適性(self-paced)和外在調(diào)適性的(externally paced)手指敲擊任務(wù)(finger-tapping task)進(jìn)行評估，采用基于體素的形態(tài)測量學(xué)(voxel basedmorphometry,VBM)和彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)對在運(yùn)動計時中與灰質(zhì)白質(zhì)相關(guān)的障礙進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，盡管隨著時間的逐步增加，像前額葉皮質(zhì)等區(qū)域發(fā)揮越來越大的作用，但小腦確定在秒以上的計時中發(fā)揮著作用[32]，這與Allman[33]之前研究的結(jié)論相一致。也有研究表明，主要的計時機(jī)制存在于小腦普肯野細(xì)胞中，其本質(zhì)是細(xì)胞屬性而不是網(wǎng)絡(luò)屬性[34]。

Spencer等對單側(cè)小腦損傷的研究中，讓患者完成連續(xù)和非連續(xù)的動作，結(jié)果顯示患者的癥狀僅在不連續(xù)運(yùn)動中出現(xiàn)，從而提出對于確定特定的、分離的運(yùn)動時間，小腦起著必不可少的作用，但對連續(xù)運(yùn)動來說并非必要[35]。

Droit-Volet等對兒童小腦髓母細(xì)胞瘤(cerebellarmedulloblastoma)患者時間知覺的研究中，讓小腦髓母細(xì)胞瘤患兒和與之年齡相匹配的對照組兒童進(jìn)行時距二分任務(wù)(temporalbisection task)和時距復(fù)制任務(wù)(temporal reproduction task)，實(shí)驗包括兩段時距(短時距＜1 s；長時距＞4 s)，并進(jìn)行年齡適應(yīng)的神經(jīng)心理評估，結(jié)果表明二分任務(wù)中兩組兒童成績無明顯差異，而時距復(fù)制任務(wù)中小腦損傷患者能夠復(fù)制較長的時間段，但這是在短刺激時距的情況下才會產(chǎn)生(＜1 s)，表明小腦專門處理短持續(xù)時間[36]，而Coull等[37]的研究也支持這個觀點(diǎn)。

Koch等采用重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(repetitive transcranialmagnetic stimulation,rTMS)研究小腦對毫秒時間的處理，認(rèn)為小腦在明確的毫秒時間間隔的處理中是必不可少的，小腦普肯野細(xì)胞(Purkinje cells)直接參與跟蹤毫秒時間的流逝[38]。

目前對小腦參與時間感知的研究較少，上述研究雖表明小腦參與時間感知，但并不能對小腦參與認(rèn)知進(jìn)行充分的證明與肯定。對小腦參與時間處理的研究較多，多從小腦的計時與對短時間的處理出發(fā)，今后尚需更多更深入的研究，用多種方法從多方面對小腦參與時間認(rèn)知進(jìn)行探究。

5　結(jié)語

綜上所述，小腦參與了工作記憶、語言、空間加工和空間工作記憶、時間的感知處理等認(rèn)知過程。小腦的認(rèn)知功能已得到神經(jīng)解剖、生理、行為學(xué)等多領(lǐng)域研究證實(shí)，若小腦有病變，除了表現(xiàn)運(yùn)動障礙外，還可出現(xiàn)神經(jīng)心理、生理與行為異常等。目前研究顯示，小腦影響認(rèn)知功能的基礎(chǔ)是大腦與小腦間廣泛的纖維聯(lián)系，即 “大腦-小腦環(huán)路”；但對于纖維聯(lián)系的功能還不很清楚，且尚未明確這些連接纖維在認(rèn)知活動中扮演的角色，亟待尋找更充分的證據(jù)，澄清一些意見分歧，以期闡明其具體機(jī)制。另外，小腦的不同部位參與不同的認(rèn)知功能，研究過程中我們應(yīng)當(dāng)注意對小腦不同部位的細(xì)分。同時，我們是否可以嘗試中醫(yī)的干預(yù)方法(針刺、電針等)以探究其對小腦參與認(rèn)知的影響？這仍待進(jìn)一步研究。

[1]Schmahmann JD,Sherman JC.The cerebellar cognitive affective syndrome[J].Brain,1998,121(Pt4):561-579.

[2]丁慧.小腦亞區(qū)體積改變與工作記憶表現(xiàn)的關(guān)系[D].天津:天津醫(yī)科大學(xué),2012.

[3]Luis EO,Arrondo G,Vidorreta M,et al.Successful working memory processes and cerebellum in an elderly sample:a neuropsychological and fMRI study[J].PLoS One,2015,10(7): e131536.

[4]Küper M,Kaschani P,Thurling M,etal.Cerebellar fMRIactivation increaseswith increasing workingmemory demands[J]. Cerebellum,2015.[Epub ahead of print].

[5]Stoodley CJ.The cerebellum and cognition:evidence from functional imagingstudies[J].Cerebellum,2012,11(2): 352-365.

[6]張增強(qiáng),鄭金龍,舒斯云,等.健康人腦空間工作記憶的腦功能磁共振研究[J].中國神經(jīng)精神疾病雜志,2008,34(6): 338-341.

[7]Baier B,Müller NG,Dieterich M.What partof the cerebellum contributes to a visuospatial working memory task?[J].Ann Neurol,2014,76(5):754-757.

[8]Vandervert L.How music training enhancesworkingmemory: a cerebrocerebellar blending mechanism that can lead equally to scientific discovery and therapeutic efficacy in neurological disorders[J].Cerebellum Ataxias,2015,2:11.

[9]MarvelCL,Desmond JE.Functional topography of the cerebellum in verbal working memory[J].Neuropsychol Rev,2010, 20(3):271-279.

[10]Guell X,Hoche F,Schmahmann JD.Metalinguistic deficits in patients with cerebellar dysfunction:empirical support for the dysmetria of thought theory[J].Cerebellum,2015,14(1): 50-58.

[11]Morgan AT,Liégeois F,Liederkerke C,etal.Role of cerebellum in fine speech control in childhood:persistent dysarthria after surgical treatment for posterior fossa tumour[J].Brain Lang,2011,117(2):69-76.

[12]Gelinas JN,Fitzpatrick KPV,Kim HC,et al.Cerebellar language mapping and cerebral language dom inance in pediatric epilepsy surgery patients[J].Neuroimage Clin,2014,6: 296-306.

[13]van Gaalen J,de Swart BJM,Oostveen J,etal.Language impairment in cerebellar ataxia[J].Mov Disord,2014,29(10): 1307-1312.

[14]Stoodley CJ,Valera EM,Schmahmann JD.Functional topography of the cerebellum formotor and cognitive tasks:an fMRIstudy[J].Neuroimage,2012,59(2):1560-1570.

[15]Tkach JA,Chen X,Freebairn LA,et al.Neural correlates of phonological processing in speech sound disorder:a functional magnetic resonance imaging study[J].Brain Lang,2011,119 (1):42-49.

[16]揭冰,趙小虎,楊振燕,等.小腦語言功能的fMRI初步評價[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報:醫(yī)學(xué)版,2005,26(6):22-25.

[17]Backeljauw B,Holland SK,Altaye M,et al.Cognition and brain structure following early childhood surgery with anesthesia[J].Pediatrics,2015,136(1):e1-e12.

[18]Tavano A,Borgatti R.Evidence for a link among cognition,language and emotion in cerebellarmalformations[J].Cortex, 2010,46(7):907-918.

[19]Catsman-Berrevoets CE,Aarsen FK.The spectrum of neurobehavioural deficits in the posterior fossa syndrome in children after cerebellar tumour surgery[J].Cortex,2010,46(7): 933-946.

[20]Ferri L.Cerebellum and language:speech therapy intervention to treat their disorders[J].[in Spanish].Rev Neurol,2015, 60(Suppl1):S57-S62.

[21]劉競麗,李勁頻.電刺激小腦治療腦卒中后運(yùn)動性失語的初步研究[J].腦與神經(jīng)疾病雜志,2010,18(2):85-88.

[22]Passot JB,Sheynikhovich D,Duvelle E,etal.Contribution of cerebellar sensorimotor adaptationtohippocampal spatial memory[J].PLoSOne,2012,7(4):e32560.

[23]Neuner I,Stocker T,Kellermann T,et al.Wechsler memory scale revised edition:neural correlatesof the visualpaired associates subtest adapted for fMRI[J].Brain Res,2007,1177: 66-78.

[24]Picazio S,OliveriM,Koch G,etal.Cerebellar contribution to mental rotation:a cTBS study[J].Cerebellum,2013,12(6): 856-861.

[25]Rondi-Reig L,Paradis A,Lefort JM,et al.How the cerebellum may monitor sensory information for spatial representation[J].FrontSystNeurosci,2014,8:205.

[26]Gordon N.The cerebellum and cognition[J].Eur JPaediatr Neurol,2007,11(4):232-234.

[27]Stoodley CJ.The cerebellum and cognition:evidence from functional imagingstudies[J].Cerebellum,2012,11(2): 352-365.

[28]Tom linson SP,Davis NJ,Morgan HM,etal.Cerebellar contributions to spatial memory[J].Neurosci Lett,2014,578: 182-186.

[29]鄭金龍,吳永明,舒斯云,等.健康人大腦和小腦空間記憶認(rèn)知功能的fMRI研究[J].神經(jīng)解剖學(xué)雜志,2008,24(2): 127-130.

[30]劉平,汪凱.小腦損傷患者時間知覺受損的神經(jīng)心理學(xué)研究[J].安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2011,46(5):501.

[31]Xu D,Liu T,Ashe J,etal.Role of the olivo-cerebellar system in tim ing[J].JNeurosci,2006,26(22):5990-5995.

[32]Henley SMD,Downey LE,Nicholas JM,et al.Degradation of cognitive tim ing mechanisms in behavioural variant frontotemporaldementia[J].Neuropsychologia,2014,65:88-101.

[33]Allman MJ,MeckWH.Pathophysiological distortions in time perception and timed performance[J].Brain,2012,135(Pt 3): 656-677.

[34]Johansson F,Jirenhed DA,Rasmussen A,etal.Memory trace andtimingmechanismlocalizedtocerebellar Purkinje cells[J].ProcNatl AcadSci USA,2014,111(41): 14930-14934.

[35]Spencer RM,Zelaznik HN,Diedrichsen J,et al.Disrupted tim ing of discontinuousbutnot continuousmovementsby cerebellar lesions[J].Science,2003,300(5624):1437-1439.

[36]Droit-Volet S,ZélantiPS,DellatolasG,etal.Time perception in children treated for a cerebellar medulloblastoma[J].Res Dev Disabil,2013,34(1):480-494.

[37]Coull JT,Cheng RK,Meck WH.Neuroanatomical and neurochem ical substrates of tim ing[J].Neuropsychopharmacology, 2011,36(1):3-25.

[38]Koch G,OliveriM,Torriero S,etal.Repetitive TMSof cerebellum interferes with m illisecond time processing[J].Exp Brain Res,2007,179(2):291-299.

書訊

周天健、李建軍主編《脊柱脊髓損傷——現(xiàn)代康復(fù)與治療》，人民衛(wèi)生出版社2006年出版。本書是國內(nèi)首部以介紹脊柱脊髓損傷現(xiàn)代康復(fù)技術(shù)為主的大型專業(yè)參考書，內(nèi)容全面、豐富。定價176元/冊，本刊編輯部有售，郵資20元/冊。

Advance in Cerebellum's Involvement in Cognition(review)

PENGHong-wei,CHEN Li-dian
Fujian Key Laboratory of Rehabilitation Technology,College of Rehabilitation Medicine,Fujian University of TraditionalChineseMedicine,Fuzhou,Fujian 350122,China

Cognitive function isan importantpartof non-motor function of the cerebellum.The cerebellum is involved in cognition and has a variety of cognitive functions,including workingmemory function,language function,spatial cognitive function(spatial processing and spatialmemory),and temporal cognitive function(time perception and time processing),etc.This article reviewed recent advances in these aspectsof cognitive function of the cerebellum.

cerebellum;cognition;non-motor function;review

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.12.002

R749.1

A

1006-9771(2015)12-1370-05

國家自然科學(xué)基金項目(No.81403450)。

福建省康復(fù)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室，福建中醫(yī)藥大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，福建福州市350122。作者簡介：彭洪衛(wèi)(1991-)，男，安徽宿州市人，碩士研究生，主要研究方向：神經(jīng)與認(rèn)知功能障礙的研究。通訊作者：陳立典，男，博士，教授，主任醫(yī)師、博士生導(dǎo)師。E-mail:cld@fjtcm.edu. cn。

國內(nèi)有學(xué)者進(jìn)行一項健康人腦空間工作記憶的腦fMRI研究。選擇10名右利手志愿者，在他們進(jìn)行空間工作記憶任務(wù)的同時對其進(jìn)行fMRI掃描，結(jié)果表明雙側(cè)小腦在空間工作記憶任務(wù)中均被明顯激活，提出人腦處理空間工作記憶信息是由大腦皮下結(jié)構(gòu)及小腦與大腦皮質(zhì)共同完成的[6]。

Baier等對29例主要伴有單側(cè)小腦損傷的缺血性腦卒中患者進(jìn)行研究，其中右側(cè)小腦損傷21例，左側(cè)小腦損傷8例，進(jìn)行臨床檢查、工作記憶任務(wù)測試及MRI分析，結(jié)果表明小腦扁桃體(tonsil)、蚓錐體(vermal pyram id)和下半月小葉(inferior sem ilunar lobule)參與執(zhí)行控制和阻止無關(guān)信息進(jìn)入工作記憶當(dāng)中，另外破壞小腦蚓錐體或小舌(uvula)會使眼球不能平滑地掃視而引發(fā)眼球運(yùn)動障礙(oculomotor disturbances)，同時可能扭曲視覺注意選擇，而這些結(jié)構(gòu)是從工作記憶中過濾不必要的信息所必不可少的[7]。Vandervert在音樂訓(xùn)練如何增強(qiáng)工作記憶的研究中認(rèn)為，工作記憶的中央執(zhí)行結(jié)構(gòu)的整個框架是大腦小腦系統(tǒng)的一種產(chǎn)物[8]。

雖然多種研究表明工作記憶過程與小腦激活有著密切的聯(lián)系，但其所采用的工作記憶任務(wù)單一，且以影像學(xué)觀察為主，未進(jìn)行不同工作記憶任務(wù)之間的對比并體現(xiàn)研究方法的多樣性以增強(qiáng)說服力。研究時應(yīng)注意對小腦不同腦區(qū)的功能進(jìn)行細(xì)分，探究小腦大腦之間的聯(lián)系。

2015-07-08

2015-11-02)