基于镜像神经元系统的失语症治疗作用及超越定位的动态脑机制

生物学与神经科学领域的伟大发现-镜像神经元系统（动作的"观察-执行"匹配系统）近几年已初步应用到疼痛综合征和脑卒中偏瘫康复并取得明显效果。这一"脑中之镜"是否同样可以给失语症患者带来福祉？目前尚无答案。本项目组前期研究发现，对言语/手动作的观察所激活的镜像神经元系统包含了Broca区在内的重要语言环路，对言语动作的观察和执行显著促进失语症语言表达。但对于手动作、以及手和言语动作相融合的观察和执行对失语症语言功能产生怎样影响？脑机制是什么？都需进一步明确。本项目在国际镜像神经元领域知名专家的加盟和共同设计下，融合经典失语症评定方法和认知神经心理学评测手段，探讨言语/手动作的观察和执行对5种失语症语言功能的调控作用，并利用多模式磁共振成像技术，从脑区激活、功能联结、纤维联结及神经代谢的新颖、多维、动态角度揭示脑机制。本研究对镜像神经元系统、对失语症康复具有重要的理论意义和广阔的应用价值。

镜像神经元是指脑内几个特定区域的神经元，该神经元在人们进行动作执行和动作观察时均被激活。因此，动作观察被认为可以激活镜像神经元（位于重要运动功能区），镜像疗法、运动观察等基于镜像神经元理论的干预措施可以促进运动执行网络的重塑，从而用于脑卒中患者运动功能障碍的康复。 本研究小组发现，镜像神经元区在左半球恰与重要的语言中枢重叠，例如Broca区、缘上回/角回、Wernicke区，因此提出假说：动作观察训练可以激活镜像神经元系统包括左半球重要的语言网络，从而有利于失语症患者受损语言网络的修复和语言交流能力提高。 本研究分为两个部分。 第一部分采用了自身对照交叉设计研究。6位失语症患者接受ABA或BAB的三周训练方案。A为手动作观察训练组，B为静态物体观察训练组，两组均进行复述训练。研究发现，ABA方案中，第一和第三周A方案在失语商和命名能力等方面显著提高，优于B方案。而BAB方案中，第二周的A方案的失语商和命名能力也显著提高并优于第一和第三周B方案。功能性磁共振成像（fMRI）研究发现，手动作观察较静态物体观察显著激活失语症患者和健康被试的左半球镜像神经元网络包括重要语言中枢。结论：手动作观察训练可以促进受损语言网络的激活和重塑，有利于失语症患者的语言功能恢复。 第二部分采用了随机单盲对照研究。24位失语症患者随机分为A组即手动作观察训练组，B组即动态物体观察训练组。两组均进行复述训练。C组为常规失语症训练组。研究发现，两周训练后，A组和C组在失语商、命名等语言功能方面显著优于B组，A和C组总体上疗效相当，在表达信息量、词汇提取能力方面， A组优于C组。fMRI实验发现手动作观察较动态物体观察显著激活镜像神经元区包括左半球语言网络。结论，手动作观察训练可以促进受损语言网络的激活和重塑，有利于失语症患者的语言恢复，疗效比常规训练略有优势。 本研究也将手动作观察训练用于脑卒中偏侧忽略症患者，发现其可以改善患者的空间注意，fMRI实验发现与其引起右半球顶下小叶这一镜像神经元区及空间注意网络有关。本研究在国际上创新性地把镜像神经元理论用于失语症和偏侧忽略症的康复，对常规康复训练提供了有效补充。文章在Nature子刊Scientific Reports等SCI和中文核心期刊发表，在国内外学术会议上分享成果，推动了基于神经机制的康复技术创新和临床转化。