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帕金森患者动作语义加工选择性缺陷研究

姜孟 田真玲

提 要 帕金森病(PD)是一种累及锥体外系的中枢神经系统疾病,常以运动症状为主,但在构音、词汇语义、句法、语用、书写等诸方面均表现出障碍。本文着眼于PD患者动作语义加工选择性缺陷,介绍了国外的相关实证性研究,梳理不同理论取向对PD患者这一特异性表现的神经功能机制解释,将相关争议概括为运动-认知分离论与运动-认知耦合论之争;同时综述了PD患者非具身补偿通路假设,展望了本领域今后的研究。

关键词 PD;动作语义加工缺陷;运动-认知分离论;运动-认知耦合论

中图分类号 H002 文献标识码 A 文章编号 2096-1014(2019)05-0046-12

DOI 10.19689/j.cnki.cn10-1361/h.20190503

Selective Deficit in PD Patients Processing of Action Semantics: Motor-cognition Dissociation View vs. Motor-cognition Coupling View

Jiang Meng and Tian Zhenling

AbstractParkinsons disease (PD), as a central nervous system disease affecting extrapyramidal system, typically manifests itself in motor deficits, but it is also characterized by a range of language disturbances in terms of articulation, lexicosemantics, syntax, pragmatics, and so on. This article, highlighting PD patients selective deficit (SD) in action semantics processing, offers a comprehensive review of the diverse accounts of SD, and attempts to characterize the controversy over the neurofunctional accounts of SD as Motor-cognition Dissociation View vs. Motor-cognition Coupling View. This paper also introduces the Compensatory Pathway Hypothesis and offers comments on future studies in this respect.

Key wordsParkinsons disease (PD); deficit in actions semantics processing; motor-cognition dissociation view; motor-cognition coupling view

一、引 言

帕金森病(Parkinsons disease,PD)是一种常见的累及锥体外系的中枢神经系统疾病,其主要表现有震颤、强直和动作缓慢,脚步行走不便,肌肉痉挛和疼痛,精神障碍如抑郁和紧张,还有少数表现为全身乏力、流口水、面具脸等等。研究证实,PD在普通人群中患病率为3/1000,在60岁以上人群中患病率为1/100(Samii,Nutt & Ransom 2004)。PD是由基底節区多巴胺能减少或缺乏引起的一种神经退行性疾病,多巴胺能的减少是黑质纹状体多巴胺能通路中多巴胺产生(或多巴胺能)神经元耗尽的结果(Caballol,Marti & Tolosa 2007)。该通路将黑质核与大脑基底神经节中的纹状体核连接起来。PD患者常以运动症状为主,但认知、情绪、语言等其他系统也会出现问题(Bastiaanse & Leenders 2009)。在语言方面,PD患者在语音、词汇语义、句法、语用、书写等方面均表现出障碍(Nikumb 2014;王荔2018;戴蓉,刘晓加2005),尤其在加工动作语义(动作动词、动作语言)方面表现出明显的选择性缺陷,但同时仍具备一定的加工能力。针对该缺陷,学界提出了“语法论”“词汇论”“模块论”等“运动-认知/语言分离论”(实为“离身认知论”)解释立场以及“浮现论”“网络连接论”等“运动-认知/语言耦合论”(实为“具身认知论”)解释立场。而对于为什么同时仍具备一定的加工能力,学者们则提出了非具身补偿通路假设。本文旨在梳理关于PD患者动作语义加工选择性缺陷的相关文献,厘清不同理论取向对PD患者这一特异性表现的神经功能机制解释,介绍其补偿机制,描画本领域的研究进展。

二、实证研究

对PD患者动作语义加工缺陷的关注,是伴随着人们对心智与身体、知识与行动、运动与认知(包括语言)等人类思维中心话题的认识改变而逐渐发生的。传统上,心智与身体、知识与行动、认知(包括语言)与运动被视为互不相干的领域,属于各自分割的现象。这首先反映在人们对待运动神经元疾病的态度上。早在20世纪末,Bak & Hodges(1997)便描述了运动神经元疾病患者的选择性动词(语言)损伤,但当时人们颇不以为然。一方面,特定词类处理的选择性缺陷,尽管在神经学患者的单个案例研究中已有很好的记录,但被认为是罕见的;另一方面,运动神经元疾病在当时被视为纯运动障碍的典型例子(尽管已有不少有力的反证),保留了较高的认知功能。从19世纪早期首次描述至20世纪最后几十年,PD一直被定义为一种纯粹的运动缺陷,研究者很少去关注PD患者的认知与语言问题,一般都认为PD中观察到的语言障碍仅限于语言运动方面的变化,仅是疾病晚期的特征(Cummings 1990)。直到最近,研究者们才开始强调PD对认知和语言的影响。在认知方面,主要关注PD对工作记忆和执行功能的影响;对于语言,则主要关注早期PD患者在动作词命名(Bertella et al. 2002;Cotelli et al. 2007)、动作动词产生(Crescentini et al. 2008)、动作动词识别(Boulenger et al. 2008)以及动作动词理解和运动反应之间的上下文互动(Ibá?ez et al. 2012)等方面表现出的加工缺陷。关注PD患者的动作语义加工,具有重要的临床应用价值与基础理论意义:一是动作-动词加工缺陷可能成为在无任何其他认知缺陷条件下诊断早期PD的标志物,二是这种语言障碍有助于把PD的临床方面与PD的神经功能机制联系起来(见后文论述)。

目前,大量实证研究都指向了PD患者动作语义加工中的选择性缺陷。所谓“选择性缺陷”,指PD患者对动作动词的加工,相比非动作动词和名词等其他词类的加工,表现出更大的障碍与困难,遭受了更大的加工能力损伤。由于国内未见有此方面的文献,下面主要报告国外的一些研究实例。

第一类研究主要采用图片命名、词汇判断等接受性实验任务。Bertella et al.(2002)选用102个图形(52个物体和50个动作),让22例无认知障碍的PD患者(经简易精神状态检查量表(MMSE)和Ravens进展矩阵测试)和20例健康对照被试进行图片命名任务。结果发现,早期PD患者的表现比对照组差,其在动作命名方面的表现又较物体命名受损更严重。Cotelli et al.(2007)研究了32例早期PD患者和15例健康受试者的图片命名,图片分为动作和物体两个子类。结果发现,早期PD患者在动作命名和物体命名方面均表现出普遍缺陷,而在动作命名方面表现更差。Rodríguez-Ferreiro et al.(2009)研究了28例非痴呆PD患者、28例阿尔茨海默病(AD)患者和对照,采用MMSE测定一般认知功能,结果是AD患者得分最低,PD组表现与对照组相似。实验包括50张物体图片和50張动作图片,要求被试用一个名词或动词的不定式形式来描述。结果发现,对照组总体表现高于AD或PD患者。但有趣的是,与物体命名相比,只有PD患者在动作命名中显示出显著的损伤。

Fernandino et al.(2013a)对20例PD患者和20例健康对照者的具体动词(动作动词)和抽象动词的加工情况进行了研究。作者采用了两种不同的实验,词汇判断(内隐的)和语义相似性判断(外显的)。词汇判断任务包含80个动词和80个符合读音规则的假词。一半动词指称自主的手臂动作(如抓握、挤压),另一半动词指称抽象概念(如依赖、提高)。在两组词之间匹配相关的语言变量。语义相似性判断任务包含240个动词,具体动词和抽象动词各120个。每个集合被组织成40个三连词,每个三连词中,两个动词具有相似的含义。两个条件匹配字母数、音位数、拼写相近的单词数、发音相近的单词数等相关语言变量。与预期一致,相对于对照组,PD患者在两项任务中对动作动词的表现均为选择性受损。

第二类研究主要采用词汇生成等主动产出性实验任务。Péran et al.(2003)采用单词生成测试研究了34例处于用药阶段的早期PD患者和34例匹配对照,他们采用MMSE和痴呆评定量表(DRS)评估认知能力,采用统一帕金森病评定量表(UPDRS)的运动部分评价PD患者的运动功能障碍。实验包含40个名词和40个动作动词,分为两个类别内(动词-动词和名词-名词)和两个类别间(动词-名词和名词-动词)区组。实验包括听每一个单词,然后说出一个相关联的名词或动词,如听到“喝水”,说出与其相关的“吞咽”。结果显示,与对照组相比,PD患者的动词加工表现较差,在涉及动词的所有任务中产生了更多的语法错误。Crescentini et al.(2008)采用相似的方法对非痴呆PD患者的名词和动词生成进行了考察,实验的被试为20例处于左旋多巴或多巴胺激动剂治疗期的早期PD患者和20例匹配对照,采用UPDRS评价运动功能障碍。实验包含27个名词,用于两个生成任务:名词-动词和名词-名词,如听到名词“剑”,说出相关的动词“打斗”。正如所料,相对于对照组,PD参与者表现出动词生成缺陷,这些缺陷在性质上大多是语法的。相反,在名词生成任务中,患者与对照组相当。而且,在PD组中,动词生成缺陷与几项神经心理学执行功能评分相关。

Signorini & Volpato(2006)利用动作流利度任务考察PD患者动词使用情况。这一实验要求PD患者口头回应诸如“Can you give me an example of things people do?”这样的句子;其他类似的任务要求PD患者在一分钟内产生尽可能多的动作动词(如跑步、跳跃等);第三类任务要求PD患者根据特定对象,执行相应动作,如“你可以对鸡蛋做的事情”。实验结果发现,无论用于产生动作动词的语言流畅性方法如何,对没有认知损伤的PD患者进行的若干研究显示,PD患者与患有阿尔茨海默病或健康老年人对比,存在明显障碍(McDowd et al. 2011)。

Péran et al.(2009)运用功能性脑成像技术对14例处于“治疗期”右利手非痴呆PD患者的动作动词生成过程进行研究,他们通过MMSE确定无认知功能障碍,采用UPDRS运动评分评估运动功能障碍。实验使用25张牵涉特定姿势动作的可操控人造物体(如“螺丝刀”“钉子”“钥匙”“钢笔”)图片和25张不牵涉特定姿势动作的可操控生物物体(如“橘子”“胡萝卜”“苹果”“香蕉”)图片,分为两个随机区组。在第一区组中,要求受试者大声说出物体的名称,如“钢笔”;在随后一个区组中,要求受试者说出一个动词,该动词必须是能对所描述的对象执行的一个动作,如“书写”。实验结果表明,非痴呆PD患者在动作动词生成中的错误显著多于在物体命名中的错误,动作命名缺陷与运动损害无相关性。Herrera & Cuetos(2012)研究了20例接受左旋多巴治疗的非痴呆PD患者和20例健康对照者的言语流利性。他们采用MMSE测定一般认知功能,使用了三种不同的语言流利性分类:字母(以F开头的词)、语义(动物和超市商品)和动作流利性(动词的不定式形式,“你能做的事”)。结果显示,与对照组相比,“使用”和“停用”药物的PD患者在语音、动物和动作类别中均表现出单词生成缺陷,PD患者在停用药物期只能使用高频动词,而在多巴胺恢复时的表现与对照组相似。该研究提供了PD患者在停药期间在语音和动作类别方面存在特异性缺陷的进一步证据。

此外,还有一些研究采用了词汇启动实验任务与动作-句子相容性实验任务。例如,Boulenger et al.(2008)采用了词汇启动范式,研究了10例非痴呆PD患者和10例匹配对照。他们测试了服用左旋多巴和不服用左旋多巴的患者对名词和动词的词汇判断潜伏期。实验包括140个单词(70个代表手或腿动作的动词,如“画画”;70个可以想象但不能操作的名词,如“磨坊”),140个来源于真词的可读伪词。结果发现,对照组在两种词上都表现出词汇启动效应,PD患者在停用左旋多巴阶段没有表现出对动词的启动效应,而在服用左旋多巴后表现出了动作动词启动效应的恢复,但他们在具体名词类别上的表现与对照组相似。这表明,当左旋多巴的作用消退时,非痴呆PD患者的动作动词加工可受到选择性影响,在药物治疗阶段的表现可改善。

Ibá?ez et al.(2012)使用动作-句子相容性效应(ACE)范式,对17例处于早期左旋多巴或多巴胺激动剂治疗阶段的PD患者和15例匹配对照进行了研究。他们采用UPDRS评价运动功能障碍,并进行认知神经研究所额叶筛查(IFS,Torralva et al. 2009)。所有受试者,包括早期PD患者和对照组,在修订的Addenbrookes认知检查中的评分,均在正常范围内(Torralva et al. 2011)。ACE任务要求参与者听描述通常用张开的手(如“鼓掌”)、闭合的手(如“锤击”)或中立的方式(不用手的操作,如“访问”)执行动作的句子,并在理解每个句子后立即按下一个带有打开或闭合位置的大按钮。相对于兼容的动作句,不兼容动作句的ACE预期有更长的反应时。PD受试者保留了一般运动和认知功能,但与对照组相比,其ACE明显减少。这些结果不能用一般认知缺陷或执行功能受损来解释。此外,还观察到ACE表现和动作动词处理测量之间存在强相关性。

三、理论解释

PD患者动作语义加工缺陷已经成为研究者们几无争议的共识。然而,围绕PD患者动作语义缺陷何以发生、体现了何种内在神经功能机制、该做何解释等问题,研究者们产生了很大的分歧。这些分歧主要可概括为“运动-认知分离论”与“运动-认知耦合论”之争。

(一)运动-认知分离论

“运动-认知分离论”立足从心智与身体、知识与行动、认知(包括语言)与运动各属一块,彼此不搭界、不牵涉的二元分割立场,来看待PD患者动作语义加工的缺陷问题。这一派学者认为,语言(作为整个“认知”的一部分)与运动、身体无关,PD患者的动作语义加工选择性缺陷应从语言内部动词本身的语法类别的特殊性来寻求解释。“运动-认知分离论”的典型代表是“语法论”,其基本的神经功能机制解释模型是“词汇模型”,在心理学中获得的最大理论辩护是“模块论”。

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