原文链接:What paradigms do you use to test language function prior to surgery?
- 概要
语言处理的“经典”和“双流”模型。经典模型 以Wernicke区（接受）
和Broca区（表现）为中心。“双流”模型将这些区域整合入负责理解
的腹侧流（红色）和负责衔接的背侧流（蓝色）。
语言处理的“经典”模型主要集中在大脑左半球两个专门的脑区：1）Wernicke区（绿色），在颞上回后部，与语言的接受和理解相关；2）Broca区（蓝色），在额下回后部，与说话的表达/发音相关。从Wernicke区到Broca区的信息传导发生在皮层下的白质通路，主要是弓状纤维。
在过去的十年，神经科学界越来越多人开始接受更复杂的“双流”模型，此模型认识到了颞叶，顶叶，额叶在语言处理中的参与与作用。在此模型中，两边非常有组织的腹侧流处理讲话信号的理解，左侧占明显优势的背侧流将声学上的语音映射到额叶的发音网络。
用于术前手术规划的语言相关fMRI实验有两个主要目标：功能区定位（Wernicke区和Broca区）和确定语言优势半球。实践中尚没有标准的实验模式，但可以参考ASFNR网站上最常用的实验，至少应该采用一个语义实验和一个音韵实验，最好的研究中心对语义和音韵每个都会采用2-3个实验。不管选择什么协议，一个重要的原则是在控制期间用非语言活动占据患者（如显示乱序的字母或者无意义的符号），这个原则是必须满足的，因为很多患者在休息时不自觉进行语言功能，引入干扰变量。
音韵实验
音韵实验用于激活Broca区和背侧流中与语言发音相关的其他区域。最常用的音韵实验之一是默念生成的单词。如给被试显示一个字母（如“B”），在接下来的5-10秒钟内要求被试默想尽可能多的以此字母开头的单词（“Baby”，“Bed”等）。在休息期间，给被试显示一些无意义的符号（如“✜”，“⌘”）。
A |
B |
C |
| 默想生成的单词任务导致左前额皮层激活（A），双侧Broca区（左侧比右侧大）激活（B），右小脑的激活（C） | ||
其他（大多数）的音韵实验包括押韵实验（默想与显示单词尽可能多的押韵单词或者在显示的单词对押韵时按下按钮），命名实验（图像中物体是什么？）和反义词实验（热的反义词是什么？）。值得注意的是，没有实验是“纯粹”的，对大多数患者而言，背侧流和腹侧流通常会出现不同程度的激活。
语义实验
语义实验主要用于激活Wernicke区和腹侧流中与语言解码和建立意义相关的其它区域。因为伴随音韵实验，Broca区的一些激活不可避免。语义实验的输入可能是听觉，也可能是视觉。
fMRI检查中典型的语义实验任务包括完成句子（“我开__车去工作。”），陈述真/假（“显示的语句是真是假？”），阅读理解（阅读全部段落后提问）和听力理解（听完一段话后提问或者听取混乱中演讲的意思）。语义实验也可以添加许多其它有趣的变化，这样的实验在神经生理学杂志中随处可见。
A |
B |
C |
| 完成句子实验。注意到Wernicke区有强烈的激活（A），而上颞叶和左前颞叶的其它部分也有激活（B,C） | ||
高级讨论
双语患者(Bilingual Patients)
能说两种语言的被试展示出了与只能说一种语言的被试在颞叶语言相关区域（Wernicke区）上的一些不同，但是Broca区并没有这样的不同。这儿的差异是第二语言是早期（儿童时期）学到的还是晚期（青少年或者成年）学到的。晚期学会两种语言的被试一般有独立的语言表达区域然，而早期学会两种语言的被试的语言表达区域是共享的。
优势半球(Hemispheric Dominance)
fMRI激活实验中可以用偏侧化指数（Laterality Index，LI）量化优势半球的程度，偏侧化指数定义为：
LI = (L− R) / (L + R)
使用这个度量，左脑半球具有高度优势的人得分将是+1，右脑半球具有高度优势的人得分将是-1，左右脑完美平衡的人得分将是0。然而，偏侧化指数（LI）的定义有些随意，因为它依赖于定义激活的统计阈值。
- 参考材料
- American Society of Functional Neuroradiology (ASFNR). Functional Imaging Paradigms (2007). Available from http://www.asfnr.org/wp-content/uploads/ASFNR-BOLD-Paradigms.pdf (language paradigms on pp. 15-35)
- Hickok G. The functional neuroanatomy of language. Phys Life Rev 2009; 6:121-143. (good review by the originator of the modern "dual stream" model of speech processing)
- Klein AP, Sabsevits DS, Ulmer JL, Mark LP. Imaging of cortical and white matter language processing. Semin Ultrasound CT MRI 2015; 36:249-259.
- Price CJ. A review and synthesis of the first 20 years of PET and fMRI studies of heard speech, spoken language and reading. Neuroimage 2012; 62:816-847.
- Smits M, Visch-Brink E, Schraa-Tam CK, et al. Functional MR imaging of language processing: an overview of easy-to-implement paradigms for patient care and clinical research. Radiographics 2006; 26:S145-158.
- Zaca D, Jarsol S, Pillai JJ. Role of semantic paradigms for optimization of language mapping in clinical fMRI studies. AJNR Am J Neuroradiol 2013 34: 1966-1971.
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