單側(cè)耳聾患者的中樞重塑

喬宇斐 綜述 商瑩瑩 審校

單側(cè)耳聾是指一側(cè)耳為重度及以上的感音神經(jīng)性聽(tīng)力下降，而對(duì)側(cè)耳聽(tīng)力完全正常。其總發(fā)病率約為3%～9.3%[1～3]，在新生兒中的發(fā)病率約為0.4‰～34‰[4]。單側(cè)耳聾表現(xiàn)為單側(cè)耳聽(tīng)力喪失而對(duì)側(cè)耳聽(tīng)力正常。其主要病因包括病毒感染、微循環(huán)障礙、自身免疫異常、聽(tīng)神經(jīng)瘤、先天發(fā)育異常、外傷等，但很多時(shí)候病因難以明確，有研究報(bào)道約60%的單側(cè)耳聾患者找不到明確的致病原因[5]。由于單側(cè)耳聾患者一側(cè)耳聽(tīng)力完全正常，日常言語(yǔ)交流功能尚可，主要表現(xiàn)為噪聲下言語(yǔ)識(shí)別能力及聲源定位能力下降。目前，臨床上對(duì)于單側(cè)耳聾患者的干預(yù)率很低。

目前已有很多對(duì)于雙側(cè)耳聾的研究證實(shí)，聽(tīng)力損失能夠引起大腦結(jié)構(gòu)和功能廣泛的重塑，這種改變不僅僅發(fā)生在聽(tīng)覺(jué)區(qū)也涉及到非聽(tīng)覺(jué)區(qū)，使得聽(tīng)力損失患者除聽(tīng)覺(jué)功能以外的其他感官功能（如視覺(jué)、觸覺(jué)）也發(fā)生了改變，甚至可以影響患者的高級(jí)認(rèn)知功能[6～9]。近些年越來(lái)越多的研究表明，單側(cè)耳聾患者的大腦也會(huì)發(fā)生廣泛的重塑。不同于雙耳聾患者，單側(cè)耳聾患者聽(tīng)覺(jué)功能僅部分被剝奪且沒(méi)有言語(yǔ)功能的缺失，因此單側(cè)耳聾患者的結(jié)構(gòu)以及功能上的中樞重塑可能更加復(fù)雜[10，11]。本文就目前已有的單側(cè)耳聾中樞重塑相關(guān)研究報(bào)道進(jìn)行綜述，總結(jié)單側(cè)耳聾患者所發(fā)生的從結(jié)構(gòu)到功能的中樞重塑以及行為表現(xiàn)能力上的變化。

1 聽(tīng)皮層及聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)通路的重塑

1.1 聽(tīng)皮層及聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)通路的結(jié)構(gòu)改變

已有研究通過(guò)核磁影像數(shù)據(jù)中基于體素的形態(tài)學(xué)分析方法，對(duì)比單側(cè)耳聾患者和聽(tīng)力正常人的大腦灰質(zhì)體積，發(fā)現(xiàn)單側(cè)耳聾患者大腦聽(tīng)覺(jué)區(qū)的灰質(zhì)體積小于聽(tīng)力正常人，涉及的區(qū)域包括初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層（Heschl's區(qū)、部分顳上回）及聽(tīng)覺(jué)相關(guān)區(qū)域（顳中回、顳下回）等[11]。而進(jìn)一步的研究則更明確地指出左、右側(cè)耳聾的中樞重塑具有偏側(cè)性，即與聽(tīng)力正常人相比，左耳聾患者的右側(cè)顳上回及顳中回的灰質(zhì)體積明顯減小，而右耳聾患者則表現(xiàn)為左側(cè)大腦顳上回及顳中回的灰質(zhì)體積明顯減小[10，12]。同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)聽(tīng)覺(jué)相關(guān)區(qū)域的灰質(zhì)體積與單側(cè)耳聾患者的耳聾時(shí)間及耳聾程度呈負(fù)相關(guān)，即患者耳聾時(shí)間越長(zhǎng)、聽(tīng)力損失越嚴(yán)重，聽(tīng)覺(jué)區(qū)灰質(zhì)體積越小[11，12]。

單側(cè)耳聾患者大腦聽(tīng)覺(jué)區(qū)的改變不僅發(fā)生在灰質(zhì)，其聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)通路中的白質(zhì)纖維束也發(fā)生了改變[13～15]。研究使用功能核磁彌散張量擴(kuò)散技術(shù)（diffusion tensor imaging，DTI），測(cè)量患者大腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）、軸向彌散系數(shù)（axial diffusivity，AD）、徑向彌散系數(shù)（radial diffasivity，RD）等，反映神經(jīng)纖維束的密度和取向分散度等特性。研究以聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)通路中的外側(cè)丘系和下丘作為感興趣區(qū)域，發(fā)現(xiàn)單側(cè)耳聾患者雙側(cè)腦外側(cè)丘系以及下丘的RD明顯大于正常聽(tīng)力者，且FA小于正常聽(tīng)力者[13～15]。這些結(jié)果提示SSD患者聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)通路中的神經(jīng)纖維軸突固有形態(tài)發(fā)生變化，可能存在脫髓鞘的現(xiàn)象[13]。對(duì)比左、右側(cè)耳聾患者左右半腦的白質(zhì)纖維束發(fā)現(xiàn)，耳聾對(duì)側(cè)腦外側(cè)丘系和下丘的FA明顯小于同側(cè)；相反，耳聾對(duì)側(cè)腦外側(cè)丘系和下丘的RD大于同側(cè)；但雙側(cè)的AD未見(jiàn)明顯差異[14]。AD不變提示單側(cè)耳聾患者聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)通路中神經(jīng)纖維的方向沒(méi)有發(fā)生變化，但是RD的增大提示了軸突可能存在脫髓鞘的現(xiàn)象，因此導(dǎo)致FA的減小。對(duì)于單側(cè)耳聾患者的雙側(cè)白質(zhì)均發(fā)生改變的現(xiàn)象，Wu等[13]認(rèn)為可能是由于在聽(tīng)覺(jué)傳導(dǎo)通路中20%～30%患側(cè)未交叉上行的神經(jīng)纖維束受損，但是70%～80%從對(duì)側(cè)交叉而來(lái)的神經(jīng)纖維束維持了該側(cè)耳的正常聽(tīng)力，因此患者雖表現(xiàn)為一側(cè)耳聾，但大腦白質(zhì)表現(xiàn)為雙側(cè)改變。

1.2 聽(tīng)皮層的功能改變

正常聽(tīng)力人群雙側(cè)大腦半球?qū)蝹?cè)聲刺激的反映產(chǎn)生的激活是非對(duì)稱(chēng)及非同步的（對(duì)側(cè)半腦的反應(yīng)大于且快于同側(cè)）[16]，然而研究發(fā)現(xiàn)在單側(cè)耳聾患者中，這種雙側(cè)大腦半球?qū)蝹?cè)聲刺激的非對(duì)稱(chēng)性發(fā)生了改變。當(dāng)給予單側(cè)耳聾患者健側(cè)耳聲刺激時(shí)，雙側(cè)大腦半球神經(jīng)激活程度變得更加對(duì)稱(chēng)且同步性更高[16～19]。這種雙側(cè)皮層激活對(duì)稱(chēng)性增加是由于同側(cè)神經(jīng)活性增加，而不是對(duì)側(cè)神經(jīng)活性降低[16]。并且有研究發(fā)現(xiàn)左側(cè)耳聾患者雙側(cè)大腦半球聽(tīng)覺(jué)區(qū)的對(duì)稱(chēng)性比右側(cè)耳聾患者明顯[17，20]。在Bilecen等[21]對(duì)1例單側(cè)聽(tīng)神經(jīng)瘤患者行聽(tīng)神經(jīng)切除術(shù)前及術(shù)后功能核磁跟蹤研究中發(fā)現(xiàn)，該患者術(shù)后55周接受單側(cè)聲刺激時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)同側(cè)聽(tīng)皮層活性增加，從而使兩側(cè)聽(tīng)皮層對(duì)稱(chēng)性增加，提示單側(cè)耳聾患者的雙側(cè)大腦聽(tīng)覺(jué)區(qū)皮層對(duì)側(cè)性重塑約發(fā)生在單側(cè)聽(tīng)力損失后1年。

2 跨感官模式重塑

單側(cè)耳聾患者除聽(tīng)覺(jué)區(qū)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變以外，一些與聽(tīng)覺(jué)非相關(guān)區(qū)的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變。有研究指出單側(cè)耳聾患者距狀裂的灰質(zhì)體積及該部位靜息狀態(tài)下的局部一致性均小于正常聽(tīng)力者[11，22]。距狀裂作為初級(jí)視覺(jué)皮層，其體積的減小和局部一致性的降低可能提示單側(cè)耳聾患者的中樞重塑不僅局限于聽(tīng)皮層，也影響到了其他感官功能相關(guān)腦區(qū)。以往在全聾患者的研究中證實(shí)了聽(tīng)覺(jué)完全剝奪能夠使患者中樞發(fā)生代償性的改變，即視覺(jué)處理征用更多的腦資源，提高視覺(jué)能力以代償聽(tīng)力感官的缺失[23]。考慮到單側(cè)耳聾是一種特殊的部分聽(tīng)力損失，該類(lèi)患者中樞所發(fā)生的各種感官資源的代償可能比全聾患者更加復(fù)雜。

目前對(duì)于雙側(cè)耳聾患者跨感官功能改變已經(jīng)有研究，靜息態(tài)功能核磁研究發(fā)現(xiàn)單側(cè)耳聾患者的初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層與視覺(jué)區(qū)、觸覺(jué)區(qū)之間的功能連接較正常聽(tīng)力者發(fā)生了改變，提示了單側(cè)耳聾患者發(fā)生了跨感官的視覺(jué)和觸覺(jué)區(qū)的重塑[23，24]。而任務(wù)態(tài)功能核磁的研究證實(shí)了耳聾患者大腦聽(tīng)覺(jué)區(qū)資源被征用到視覺(jué)及觸覺(jué)任務(wù)中，且聽(tīng)覺(jué)區(qū)資源被征用的越多，患者執(zhí)行其他感官處理任務(wù)的表現(xiàn)越好[9，24]。近期一項(xiàng)在單側(cè)耳聾的兒童中進(jìn)行的聽(tīng)-視任務(wù)功能核磁研究發(fā)現(xiàn)，單側(cè)耳聾患者次級(jí)視覺(jué)皮層（枕中回）激活程度要小于正常聽(tīng)力對(duì)照組[25]。這種改變提示大腦為了代償單側(cè)聽(tīng)力損失，很可能由聽(tīng)覺(jué)區(qū)皮層征用了視覺(jué)皮層的資源，從而造成視覺(jué)皮層激活較正常人減弱。Sharma等[26]對(duì)1例行人工耳蝸植入術(shù)的單側(cè)耳聾兒童進(jìn)行術(shù)前及術(shù)后任務(wù)態(tài)腦電圖追蹤觀察，更直觀地闡明了單側(cè)耳聾導(dǎo)致的跨感官重塑，以及聽(tīng)力改善后的中樞變化。該患者術(shù)前接受視覺(jué)運(yùn)動(dòng)刺激時(shí)，與聽(tīng)覺(jué)相關(guān)的顳下回以及顳中回出現(xiàn)了顯著的激活；給予觸覺(jué)震動(dòng)刺激時(shí)，聽(tīng)覺(jué)皮層（包括顳中回）也出現(xiàn)了激活，這說(shuō)明單側(cè)耳聾患者發(fā)生了視覺(jué)以及觸覺(jué)的跨感官重塑。1例對(duì)于人工耳蝸植入術(shù)后33個(gè)月的患者再次接受視覺(jué)運(yùn)動(dòng)刺激時(shí)，激活主要發(fā)生在與視覺(jué)相關(guān)的梭狀回，在左側(cè)顳上回和顳中回也出現(xiàn)了少量激活；而再給予同樣的觸覺(jué)刺激時(shí)僅出現(xiàn)觸覺(jué)皮層的明顯激活，而沒(méi)有發(fā)現(xiàn)聽(tīng)覺(jué)皮層的激活[26]。這一結(jié)果說(shuō)明在單側(cè)耳聾患者恢復(fù)聽(tīng)力后，之前發(fā)生跨感官的重塑是可逆的。其中觸覺(jué)的跨感官重塑得到完全逆轉(zhuǎn)，而視覺(jué)區(qū)的重塑僅部分逆轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象可能是由于視覺(jué)感官在日常生活中一直發(fā)揮著重要作用可以對(duì)聽(tīng)力損失產(chǎn)生代償作用，因此其重塑一直被不斷強(qiáng)化；相對(duì)而言觸覺(jué)在日常生活中并沒(méi)有發(fā)揮如此大的功能，所以當(dāng)聽(tīng)力改善后觸覺(jué)的跨感官重塑很快發(fā)生了逆轉(zhuǎn)[26]。

3 高級(jí)認(rèn)知功能的改變

3.1 大腦認(rèn)知相關(guān)區(qū)域的結(jié)構(gòu)與功能改變

單側(cè)耳聾由于缺少了一側(cè)外周聲信號(hào)的傳入，因此對(duì)復(fù)雜聲信號(hào)識(shí)別能力顯著降低，如樂(lè)感、言語(yǔ)交流、空間定位及瞬時(shí)聲源信息的加工[27，28]。這些高級(jí)聽(tīng)覺(jué)處理過(guò)程涉及了很多認(rèn)知相關(guān)腦區(qū)，包括前額葉、頂葉、腦島等腦區(qū)在這一過(guò)程中都發(fā)揮了重要作用[29，30]。已有研究證實(shí)，在聽(tīng)力正常人中當(dāng)聲音環(huán)境變得更加復(fù)雜或者聲信號(hào)識(shí)別難度增加時(shí)，聽(tīng)覺(jué)努力（listen effort）會(huì)增加，大腦會(huì)調(diào)用更多以上這些高級(jí)認(rèn)知腦區(qū)的資源，用以完成聲信號(hào)的處理和識(shí)別[29]。而在同樣的聲信號(hào)識(shí)別難度條件下，單側(cè)耳聾患者外周聲信號(hào)傳入較正常人是減少的，因此推測(cè)患者中樞資源的調(diào)動(dòng)會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變。研究還發(fā)現(xiàn)單側(cè)耳聾患者腦島區(qū)皮層局部一致性增高，并且負(fù)責(zé)目標(biāo)導(dǎo)向行為靈活控制的前島葉皮質(zhì)與默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)中的前扣帶回膝部、內(nèi)側(cè)前額葉的功能連接增強(qiáng)[22]。同時(shí)，單側(cè)耳聾患者大腦默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部表現(xiàn)出較正常聽(tīng)力者增強(qiáng)的功能連接，區(qū)域涉及到與情緒處理相關(guān)的前扣帶回，管理自我參照心理活動(dòng)的中上額葉和內(nèi)側(cè)前額葉，與認(rèn)知功能相關(guān)的后扣帶回/楔前葉以及與記憶檢索相關(guān)的顳下葉[22]。這種功能連接的改變可能是由于單側(cè)耳聾患者聽(tīng)覺(jué)能力下降從而削弱了聽(tīng)皮層對(duì)聲刺激的反應(yīng)能力，影響了大腦功能網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知過(guò)程。

3.2 行為學(xué)證據(jù)

早在80年代就已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)，單側(cè)耳聾的兒童不僅存在說(shuō)話、言語(yǔ)障礙，還具有學(xué)習(xí)、行為和社會(huì)心理等相關(guān)問(wèn)題[31，32]。先天性單側(cè)耳聾的幼兒首次發(fā)出兩字詞組的時(shí)間要比正常幼兒晚約5個(gè)月[33]，并且4～6歲的單側(cè)耳聾兒童言語(yǔ)能力明顯低于健聽(tīng)兒童[34]。多項(xiàng)研究報(bào)道了單側(cè)耳聾患兒在校學(xué)習(xí)能力及行為方面存在問(wèn)題，約22%～35%患兒在一年級(jí)即出現(xiàn)了問(wèn)題，12%～41%患兒需要接受額外的教育幫助才能進(jìn)行學(xué)習(xí)[34～36]。而對(duì)成年單側(cè)耳聾患者的研究中也發(fā)現(xiàn)單側(cè)耳聾造成的交流障礙比以往預(yù)期的更加嚴(yán)重，甚至?xí)绊懟颊叩纳鐣?huì)交際與情感[37]。

4 問(wèn)題與展望

單側(cè)耳聾患者由于一側(cè)聽(tīng)力損失的特殊性，使其相較于健聽(tīng)者在同樣的聲音條件下獲取的外周聲信號(hào)減少，但整體保留了大部分聽(tīng)覺(jué)能力。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為單側(cè)耳聾患者日常言語(yǔ)交流基本不受影響，僅表現(xiàn)為聲源定位能力和噪聲下言語(yǔ)識(shí)別能力下降[38～40]。在單側(cè)耳聾患者日常交流尚可的情況下，考慮到助聽(tīng)設(shè)備的高昂費(fèi)用以及一些有創(chuàng)助聽(tīng)方法所帶來(lái)的痛苦及風(fēng)險(xiǎn)，目前臨床上對(duì)單側(cè)耳聾的干預(yù)率極低。近些年越來(lái)越多的研究表明，聽(tīng)力損失給患者帶來(lái)的影響遠(yuǎn)不止單純的聽(tīng)覺(jué)能力減退，其可以導(dǎo)致中樞的重塑，并產(chǎn)生對(duì)其他感官功能以及高級(jí)認(rèn)知功能上的廣泛影響[27～30]。認(rèn)識(shí)單側(cè)耳聾的中樞重塑情況有助于更深入地了解單側(cè)耳聾對(duì)患者所產(chǎn)生的影響，從而可以指導(dǎo)臨床對(duì)于單側(cè)耳聾患者的干預(yù)。但是目前針對(duì)單側(cè)耳聾患者中樞重塑的研究較少且研究的樣本量小，因此未來(lái)還需要較大樣本和更全面的研究針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行更深入的探索。