偏侧性颞叶癫痫对患者汉字空间信息加工能力的影响☆

孙端宋思莹陈嘉平赵丽李俊发倪国新罗艳琳

颞叶癫痫（temporal lobe epilepsy，TLE）长期控制不当容易引起认知功能的损伤[1]，其中以语言功能异常最为常见[2]。众多研究表明，由于语言优势半球的客观存在，颞叶癫痫的患病偏侧对语言功能的影响存在差异[3-7]。字形识别作为书面语加工的起始步骤，其脑机制引起了国内外研究的广泛关注。现有的字形识别模型多数认为左颞在字形识别起到重要作用[8-12]，尤其是拼音文字字形识别。而针对汉字的脑机制研究则发现相较拼音文字，汉字加工过程存在更多包括右颞的右侧半球激活[13-15]，这可能与汉字字形空间结构复杂，加工过程涉及更多空间加工脑区相关。目前尚未有研究探究空间信息对于汉字识别的影响。因此，本研究通过操纵汉字的空间信息，观察左右颞叶癫痫患者对变形汉字识别能力的影响，来研究汉字空间信息对于字词加工的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究为横断面研究。2016年7月10日至2019年1月17日依时间顺序纳入在首都医科大学宣武医院神经内科门诊就诊的颞叶癫痫患者（以偏侧边分为左颞组和右颞组）。纳入标准：①符合国际抗癫痫联盟（International League Against Epilepsy，ILAE）2014 年的癫痫诊断标准[16]；②年龄≥17岁，小学及以上文化程度，以确保识字量超过3000字（根据2016版《小学语文教学大纲》，小学阶段教学要求认识3000汉字常用字）；③超过2周无癫痫发作；④64导联EEG、MR检查联合确定颞叶病灶偏侧性；⑤肢体活动正常。排除标准：①伴有其他神经精神疾病者；②有长期酗酒史及精神活性物质滥用史。

对照组为年龄、受教育年限与癫痫组相匹配的健康志愿者，纳入标准：①无明显听力障碍、视力障碍、精神症状以及认知障碍等影响研究配合度的疾病；②无肢体活动障碍。

所有入组研究对象签知情同意书。本研究通过首都医科大学附属宣武医院伦理委员会批准（编号：2015SY05）。

1.2 研究方法

1.2.1 一般资料 采集身高、体质量、年龄、性别、受教育年限、既往史、个人生活习惯等。颞叶癫痫组由同一位神经内科专科医师对患者进行病史采集、用药情况询问和体格检查，并依据脑电图与影像检查确认左右颞病灶。

1.2.2 认知能力评估 采用简易智力状态检查量表（mini-mental state examination,MMSE）考察被试的一般认知能力。得分＞27分表明被试认知功能正常。

1.2.3 汉字识别能力 采用电脑设计的真假字识别实验评估，实验材料为字频大于0.6次/百万字的三部件真字，与符合正字法的三部件假字。真字三部件呈水平或垂直排列，如“辨”或“意”。变形字为汉字某一部件向上或向右分别位移字长的1/3，2/3，3/3后构成。实验刺激由Eprime程序在17寸电脑屏幕呈现，共236试次，其中真假字及不同形变字符出现概率相同，随机呈现。正式实验前进行程序相同的预实验10次。正式实验时屏幕正中呈现“+”符号500 ms。随后呈现实验刺激3000 ms，要求被试判断目标刺激是否为真字。空白等待500 ms后，开始下一个实验试次。目标刺激可以是标准字体或形变的字符，若被试者在3500 ms内未做反应，计为错误。程序自动记录反应时和正误。

1.3 统计学方法 采用SigmaState 3.5对数据进行分析。正态分布数据±s表示，偏态分布数据以M（QL,QU）表示。两样本比较采用独立样本t检验、Mann-Whitney U检验或χ²检验。反应时与正确率数据采用两因素方差分析，事后分析采用Bonferroni检验。检验水准α=0.05，双侧检验。

2 结果

2.1 一般资料 共纳入符合标准的单侧病灶颞叶癫痫患者24例，其中左颞组12例，右颞组12例，符合标准的对照组25名。左右颞组与对照组年龄、男性患者比例、受教育年限及MMSE得分无统计学差异（均P＞0.05），见表1。颞叶癫痫患者一般情况比较见表2。

表1 所有被试者一般情况

表2 颞叶癫痫患者一般情况

2.2 正确率 左右颞组与对照组相比，识别标准真字与假字的表现无统计学差异（均P＜0.05）。随着变形字的部件位移程度增大，对照组（R²=0.99，P＜0.05）、左颞组（R²=0.97，P＜0.05）、右颞组（R²=0.99，P＜0.05）识别真字的正确率均线性下降，识别假字正确率无线性变化。组间比较显示，仅右颞组在真字最大形变时（3/3）正确率较对照组下降（t=4.06，P＜0.05）。在其他变形条件下，左右颞组识别正确率与对照组相比，均无统计学差异（均P＞0.05）。见图1、表3。

2.3 反应时 右颞组与对照组相比，识别标准真字（t=3.03，P＜0.05）、假字（t=2.43，P＜0.05）的速度变慢。左颞组与对照组相比无统计学差异（P＞0.05）。随着形变字部件位移程度增大，三组被试识别真字的反应时线性下降（左颞组R²=0.92，P＜0.05；右颞组R²=0.93，P＜0.05；对照组R²=0.97，P＜0.05）；识别假字反应时无线性变化。组间比较显示，右颞组与对照组相比，识别三种形变真字的反应速度变慢（1/3形变，t=3.68；2/3形变，t=4.49；3/3形变，t=3.67，均P＜0.05）。左颞组真字识别无明显缺陷。左颞组与对照组相比，识别形变假字时，在1/3（t=2.41，P＜0.05），3/3（t=2.00，P＜0.05）形变程度下，速度显著变慢；右颞组识别形变假字在2/3（t=2.56，P＜0.05）条件下显著变慢。见图1、表3。

2.4 字词效应 对照组对标准真字识别正确率高于假字（t=2.19，P＜0.05），存在字词效应。左右颞组未显示字词效应。三组对标准真字识别的反应时均快于标准假字（对照组，t=-3.96；左颞组，t=115.00；右颞组，t=-2.51，均P＜0.05）。存在字词效应。三组被试识别变形字符的正确率未出现字词效应，甚至在最大变形时（对照组，t=-2.94；左颞组，t=-2.27；右颞组，t=-4.33，均P＜0.05），右颞组在2/3变形时（t=107.00，P＜0.05），出现了反字词效应。即假字的正确率高于真字。识别变形字符时，左颞组识别1/3（t=114.00），2/3（t=-2.32）变形字符的反应时存在字词效应（均P＜0.05）。最大变形时，字词效应消失。对照组和右颞组对变形字符未显示反应时的字词效应。见图2。

3 讨论

汉字是象形文字的代表，较拼音文字有更多空间变化，如楷书、草书、行书等。以往多数研究多使用标准字体，较少探讨汉字的空间信息，本研究通过操纵汉字空间形变的程度，利用左右颞叶癫痫患者研究空间信息对汉字字形识别的影响。

本研究先观察癫痫对标准汉字字体识别的影响。结果发现，左颞组与对照组相比，对真字判断的反应时与正确率均无统计学差异，表明左颞组无明显损伤；右颞组识别真字时间显著延长，表明右颞组比对照存在损伤。这个结果与以英文为材料的相关研究结果不完全一致。英文为材料的研究结果显示，仅左颞癫痫组对低频词加工反应时更长，提示左颞组识别英文能力受损更明显[17]，这种偏侧癫痫患者字形认知差异，也许反映了汉字与英文文字加工的差异。

目前的字形加工理论以拼音文字为实验材料，提出字形加工主要由左颞梭状回负责[8,10]，因而理论上左颞癫痫对于字形加工影响大于右颞癫痫。但汉字识别的脑机制研究显示，汉字加工会激活更多右侧半球，以及空间相关脑区，如右半球的BAs 7、BAS 40/39等[13-15]。这可能与汉字偏旁部首中蕴含更多空间信息相关。因此，空间信息加工的右脑相关脑区受损，会更明显地影响汉字字形加工[18]，因而在本研究中表现出右颞组汉字字形识别损伤更严重。

空间变形汉字的结果发现，仅右颞组表现与变形程度一致性的反应时变化，并且在最大变形条件下正确率下降，表明右颞组随着空间变形程度的增加，表现出更严重的损伤。该结果验证了右半球及空间相关脑区在汉字字形加工中的重要性。在增加空间信息加工难度后，右颞癫痫患者对于变形汉字识别影响更显著。对拼音文字的相关研究也进一步证实了本研究的观点。在对英文单词进行上下空间移位后（如），健康被试者不仅表现识别正确率下降，且其脑机制较标准英文字形表现出更多右顶叶、右扣带回等右半球视觉背侧通路脑区的额外激活[19]。这也证实了，拼音文字(英文)的空间信息加工也需要依赖于右半球及空间相关脑区。

文字字形加工过程中，语义会自动激活，一般比较真假字的加工时间差异，可以考察字词的语义加工过程[20]，即字词效应。字词效应是指与假字、低频字、发音困难的文字相比，高频真字可以更好更快被识别的现象[21-22]。本研究中发现对于标准汉字，对照组对真字加工的准确性更高，反应速度更快，表现出典型的字词效应。左右颞组也表现出部分字词效应，主要表现在反应时，而非正确性上，即能更快识别真字。

操纵空间形变后，三组被试对判断真字的准确性均随着形变程度增加而出现线性下降，对假字无线性变化（均保持较高的准确性），因而在较大形变时，呈现出正确率的“反”字词效应，即判断真字的正确率低于假字。三组真字判断的反应时间均随形变程度增加而线性延长；假字加工随形变程度增加，反应时变化逐渐变小。因而，仅在左颞组较小形变时，表现出反应时的字词效应，且较大形变时，字词效应消失。这说明随着空间信息负荷的增加，主要影响了真字判断的准确性与加工速度。本研究结果与英文大小写混合字词形变字词的结果不同，他们发现健康被试对假字识别的反应时延长相较真字更为明显，认为空间信息的引入对于假字的阻断更大[23-24]。

造成截然不同研究结果的原因可能与中英文文字材料的认知机制有关。对于英文文字来说，字词加工主要基于形-单映射。研究人员认为高级语言中枢对视觉信息预判后，对形变高频字词存在更强的词汇反馈与语音的通达，因而对真字阻断小，对假字阻断大[25]。而在汉字识别中，字词加工更多的依赖于形-义映射，依赖于对字形中的空间信息处理。在字形中引入空间负荷，使得真字语义无法通达。而假字字形更加陌生，反而容易分辨。因此，空间形变主要影响了汉字的真字加工。

本研究主要不足在于，行为学实验只能粗略推论被试认知受损的机制。下一步可继续使用fMRI等方法监测被试完成实验任务时的脑活动，更为深入地探讨本次行为学研究中发现的种种现象。