工作記憶在失語(yǔ)癥語(yǔ)言理解障礙診治中作用的研究進(jìn)展

楊健，王紅，陳卓銘，廖成鉅，林珍萍

工作記憶在失語(yǔ)癥語(yǔ)言理解障礙診治中作用的研究進(jìn)展

楊健，王紅，陳卓銘，廖成鉅，林珍萍

近年來(lái)，工作記憶與語(yǔ)言理解之間的關(guān)系受到心理學(xué)及教育學(xué)研究者越來(lái)越多的關(guān)注。本文從工作記憶的理論模型、評(píng)估方法及腦區(qū)定位等方面，綜述工作記憶在臨床失語(yǔ)癥語(yǔ)言理解障礙診治中的作用，并對(duì)工作記憶與理解障礙康復(fù)進(jìn)程進(jìn)行展望。

失語(yǔ)癥；工作記憶；理解；康復(fù)；綜述

[本文著錄格式]楊健，王紅，陳卓銘，等.工作記憶在失語(yǔ)癥語(yǔ)言理解障礙診治中作用的研究進(jìn)展[J].中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐, 2014,20(11):1008-1010.

工作記憶(working memory,WM)是指?jìng)€(gè)體在執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)的過(guò)程中，對(duì)信息暫時(shí)儲(chǔ)存和加工的能量有限的系統(tǒng)，它是人類多種認(rèn)知過(guò)程，如語(yǔ)言理解、智力、推理、解決問(wèn)題、意識(shí)等加工的核心[1]。工作記憶包含有短時(shí)記憶，能對(duì)信息進(jìn)行暫時(shí)保存并進(jìn)行加工處理。失語(yǔ)癥是指因大腦受到損傷而引起語(yǔ)言形成和解釋能力下降，可體現(xiàn)在聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫等方面。工作記憶的缺陷會(huì)導(dǎo)致失語(yǔ)癥理解困難[2]。本文對(duì)工作記憶在失語(yǔ)癥語(yǔ)言理解障礙診治中的作用進(jìn)行總結(jié)。

1 工作記憶與失語(yǔ)癥語(yǔ)言理解障礙之間的關(guān)系

目前與語(yǔ)言理解有關(guān)的工作記憶理論模型主要有3個(gè)：工作記憶多成分模型、分離加工資源理論及容量有限理論。理解工作記憶的理論模型，有助于理解工作記憶與語(yǔ)言理解能力之間的關(guān)系。

1.1 工作記憶多成分模型

應(yīng)用于失語(yǔ)癥語(yǔ)言理解障礙最為廣泛的理論模型是工作記憶多成分模型。此理論由Baddeley等[1,3]提出，包括語(yǔ)音回路(phonological loop)、視空間模板(visuo-spatial sketchpad)、情境緩沖器(episodic buffer)和中央執(zhí)行系統(tǒng)(central executive)4部分。目前對(duì)于語(yǔ)言理解障礙的研究大多基于此理論模型。

語(yǔ)音回路主要負(fù)責(zé)語(yǔ)音信息的接收、儲(chǔ)存和加工控制[4]。它由語(yǔ)音儲(chǔ)存和發(fā)音控制加工兩部分組成。語(yǔ)音儲(chǔ)存保存語(yǔ)言信息，但時(shí)間非常短暫，只有1～2 s；信息要長(zhǎng)期保存，只有通過(guò)發(fā)音控制進(jìn)行復(fù)述。語(yǔ)言信息表現(xiàn)為聽(tīng)覺(jué)形式的，能直接進(jìn)入語(yǔ)音儲(chǔ)存；表現(xiàn)為視覺(jué)形式的，要先轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音信息才能進(jìn)行儲(chǔ)存。語(yǔ)音回路對(duì)言語(yǔ)語(yǔ)言的理解和加工處理有關(guān)鍵性的作用。如果沒(méi)有語(yǔ)音信息的輸入，就不能在工作記憶中形成相應(yīng)的語(yǔ)言信息，語(yǔ)言理解和加工過(guò)程就不可能發(fā)生。Baddeley等證實(shí)了語(yǔ)音回路在語(yǔ)言學(xué)習(xí)中的作用[5-6]。

視空間模板的主要作用是短時(shí)儲(chǔ)存、簡(jiǎn)單處理視覺(jué)信息和空間信息，把語(yǔ)言表征與物體或視覺(jué)語(yǔ)言符號(hào)進(jìn)行配對(duì)，識(shí)別物體及視覺(jué)語(yǔ)言[7-8]。這個(gè)系統(tǒng)的容量有限，短期視覺(jué)記憶系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)只能保持?jǐn)?shù)個(gè)短信息，它在用語(yǔ)言描述物體的任務(wù)中起作用。

情景緩沖器是一個(gè)存儲(chǔ)各種類型信息的分系統(tǒng)，能把各種場(chǎng)景和情景的信息整合起來(lái)，并保存在里面[7,9]。它可提供容量平臺(tái)，將各種信息整合成完整連貫的情境。它受中央執(zhí)行器控制，中央執(zhí)行器系統(tǒng)可從中取出儲(chǔ)存的信息并進(jìn)行加工處理。如果情景緩沖器受損，各種來(lái)源的信息在整合過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)困難，從而影響語(yǔ)言的加工處理過(guò)程，最終導(dǎo)致語(yǔ)言理解能力下降。

中央執(zhí)行系統(tǒng)被認(rèn)為是工作記憶模型的核心成分。它是一個(gè)能量有限的系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各分系統(tǒng)，同時(shí)協(xié)調(diào)各分系統(tǒng)與長(zhǎng)時(shí)記憶之間的聯(lián)系，并且對(duì)注意資源的協(xié)調(diào)和策略的選擇起關(guān)鍵作用，與計(jì)劃執(zhí)行也有一定的關(guān)聯(lián)性。中央執(zhí)行系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)信息的處理，對(duì)各種語(yǔ)言信息(如詞匯、句法、句意)進(jìn)行加工處理[1,3]。中央執(zhí)行系統(tǒng)受損，則無(wú)法進(jìn)行語(yǔ)言加工處理，語(yǔ)言信息也就無(wú)從理解。

1.2 分離加工資源理論[10]

分離加工資源理論認(rèn)為，語(yǔ)言信息的處理和加工過(guò)程使用不同的工作記憶；工作記憶由不同類型語(yǔ)言任務(wù)的分系統(tǒng)組成。工作記憶系統(tǒng)按加工是否有意識(shí)分為兩個(gè)部分，一部分用于實(shí)時(shí)無(wú)意識(shí)的加工(通過(guò)語(yǔ)法、韻律信息和語(yǔ)句水平的語(yǔ)義特征提取語(yǔ)句信息)，另一部分用于有意識(shí)的理解后加工，如長(zhǎng)時(shí)語(yǔ)義記憶、推理、計(jì)劃行動(dòng)等。這個(gè)理論可用于說(shuō)明句子理解、工作記憶與數(shù)學(xué)技能之間的聯(lián)系。從不同途徑進(jìn)入的信息在相同、共用的工作記憶里加工，構(gòu)建語(yǔ)法、語(yǔ)義和語(yǔ)音表征。這個(gè)理論可用于解釋工作記憶廣度受損，但患者仍可利用語(yǔ)法結(jié)構(gòu)等來(lái)幫助理解句子的含義。

1.3 容量有限理論[11-12]

容量有限理論認(rèn)為，語(yǔ)言信息的儲(chǔ)存和加工在同一個(gè)工作記憶系統(tǒng)完成。語(yǔ)言的加工需要消耗能量，而這個(gè)系統(tǒng)的容量有限，且存在個(gè)體差異。在進(jìn)行語(yǔ)言加工時(shí)，個(gè)體要統(tǒng)籌處理語(yǔ)言加工和儲(chǔ)存這兩個(gè)過(guò)程所消耗的能量。個(gè)體在語(yǔ)言加工中存在差異，個(gè)體差異影響著加工和儲(chǔ)存之間的資源分配形式。加工的效率與容量存在一定的關(guān)系，容量降低會(huì)引起語(yǔ)言加工效率的下降，從而導(dǎo)致語(yǔ)言理解困難。

多成分模型認(rèn)為工作記憶的各個(gè)組成部分是緊密聯(lián)系的，每個(gè)成分的損傷都會(huì)影響其他組成部分的正常工作；分離加工理論認(rèn)為工作記憶的各個(gè)組成部分是平行的，獨(dú)立工作，一個(gè)部分的受損不會(huì)影響其他部分正常工作；容量理論被認(rèn)為相當(dāng)于多成分模型中的中央執(zhí)行系統(tǒng)部分，主要突出其在語(yǔ)言理解中的作用。

2 工作記憶的評(píng)估方法在失語(yǔ)癥語(yǔ)言理解障礙評(píng)估中的運(yùn)用

工作記憶的評(píng)估方法很多，目前還沒(méi)有系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法用于測(cè)量失語(yǔ)癥患者的工作記憶。現(xiàn)主要介紹用于臨床失語(yǔ)癥評(píng)測(cè)的方法及在失語(yǔ)癥中語(yǔ)言理解評(píng)估中的應(yīng)用[1]。

2.1 韋氏記憶量表第3版(WMS-Ⅲ)

WMS-Ⅲ有3個(gè)分測(cè)試，順序背數(shù)廣度、倒序背數(shù)廣度和字母-數(shù)字排序用于測(cè)量工作記憶[13]。順序背數(shù)要求被試按照所聽(tīng)到的順序復(fù)述每個(gè)數(shù)字，倒序背數(shù)要求被試把聽(tīng)到的數(shù)字按相反的順序復(fù)述出來(lái)，字母-數(shù)字排序任務(wù)要求被試按要求先回憶數(shù)字，然后回憶字母，并把它們按升序排列。測(cè)試以聽(tīng)覺(jué)方式呈現(xiàn)，以口頭方式回應(yīng)。若要用于測(cè)量失語(yǔ)癥患者的工作記憶，應(yīng)將該任務(wù)作適當(dāng)修改，如將回應(yīng)方式由口頭變成再認(rèn)。

使用WMS-Ⅲ的好處是該測(cè)試是標(biāo)準(zhǔn)化的，具有規(guī)范的數(shù)據(jù)。目前，廣度任務(wù)測(cè)試主要用于測(cè)量工作記憶的存儲(chǔ)容量。順序背數(shù)廣度可用于測(cè)量短期記憶和工作記憶的存儲(chǔ)[14]，倒序背數(shù)廣度及字母-數(shù)字排序除了能測(cè)量短期記憶及存儲(chǔ)外，還涉及信息加工過(guò)程，因此更適用于工作記憶的測(cè)量。然而，由于過(guò)于復(fù)雜，它并不適合于理解能力較差的失語(yǔ)癥患者。

2.2 閱讀廣度測(cè)驗(yàn)及其變式

閱讀廣度測(cè)驗(yàn)主要用于測(cè)量語(yǔ)言存儲(chǔ)能力和加工能力[15]。先讓被試閱讀一定數(shù)量的語(yǔ)句，然后讓其按閱讀時(shí)的次序復(fù)述每句話的最后一個(gè)詞。被試在正確閱讀的基礎(chǔ)上所能記住的句子最后一個(gè)單詞的數(shù)量即為閱讀廣度。目前用于失語(yǔ)癥的檢測(cè)多為在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的變式，如縮短句子的字?jǐn)?shù)，把復(fù)述任務(wù)改為再認(rèn)，把記住句子的最后一個(gè)詞改為記住句子中單獨(dú)的一個(gè)詞等。

Tompkins等將其用于評(píng)測(cè)右大腦半球損傷患者的工作記憶[16]；一些左大腦半球受損患者由于無(wú)法配合口頭回憶而不能完成測(cè)量。Caspari等使用確認(rèn)任務(wù)代替回憶任務(wù)用于失語(yǔ)癥口語(yǔ)表達(dá)困難者[17]。Tompkins等采用綜合誤差計(jì)數(shù)，包括由被試作出回憶和判斷錯(cuò)誤的總數(shù)，被試必須權(quán)衡準(zhǔn)確度和速度之間的關(guān)系，作出相應(yīng)處理。Lehman等證實(shí)Tompkins等的聽(tīng)覺(jué)廣度任務(wù)可用于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)右側(cè)顱腦損傷“工作記憶容量”[18]；然而，它不適用于表現(xiàn)為口頭表達(dá)能力差的工作記憶能力受損患者的測(cè)量。

此外，聽(tīng)覺(jué)理解嚴(yán)重受損的失語(yǔ)癥患者，可能在判斷句子的真實(shí)性活動(dòng)時(shí)表現(xiàn)不佳，并可能被誤認(rèn)為是由于工作記憶缺陷所致。如果患者口頭表達(dá)能力尚可，并且有一定的理解能力，用這個(gè)來(lái)評(píng)測(cè)是合適的；但對(duì)于有嚴(yán)重理解障礙的失語(yǔ)癥患者，這個(gè)方法不合適。

2.3 N-BACK任務(wù)

N-BACK任務(wù)需要被試辨別現(xiàn)時(shí)呈現(xiàn)的刺激信息與之前呈現(xiàn)的第N個(gè)刺激信息的差異，通過(guò)控制當(dāng)前刺激與目標(biāo)刺激間隔的數(shù)量來(lái)控制容量負(fù)荷。N-BACK任務(wù)的刺激種類主要有字母配對(duì)、位置配對(duì)和圖片配對(duì)3種。

N-BACK任務(wù)用于測(cè)量失語(yǔ)癥有以下優(yōu)點(diǎn)：①它的指令比較簡(jiǎn)單，因此非常適合那些有聽(tīng)理解障礙的患者；②N-BACK任務(wù)不需要口頭答復(fù)，被試只需按鍵即可回應(yīng)，因此可用于有口語(yǔ)表達(dá)障礙的患者[19]；③可以測(cè)量反應(yīng)時(shí)間，這可幫助發(fā)現(xiàn)輕微的認(rèn)識(shí)障礙[20]。

有研究者在成人失語(yǔ)癥工作記憶的研究中使用N-BACK任務(wù)來(lái)測(cè)量其語(yǔ)言理解能力[21-22]。他們的研究以聽(tīng)覺(jué)形式呈現(xiàn)3種類型的刺激：數(shù)字、短的動(dòng)物名稱、長(zhǎng)的動(dòng)物名稱，同時(shí)將回應(yīng)方式由回憶改為再認(rèn)。結(jié)果失語(yǔ)癥患者2-BACK任務(wù)準(zhǔn)確性比相匹配的正常人表現(xiàn)要差，認(rèn)為與工作記憶容量受損，導(dǎo)致語(yǔ)言儲(chǔ)存及加工障礙有關(guān)。

3 工作記憶的腦區(qū)定位與失語(yǔ)癥腦損傷的關(guān)系

隨著功能神經(jīng)影像水平的不斷提高，無(wú)創(chuàng)性腦功能檢測(cè)技術(shù)，如功能磁共振成像(fMRI)和正電子斷層掃描(PET)等，已用于檢測(cè)工作記憶發(fā)生及加工處理階段的神經(jīng)激活模式。

Baddeley認(rèn)為，工作記憶的語(yǔ)音回路位于Broca區(qū)(BA 6/ 44區(qū))等，視覺(jué)空間模板位于右半球BA 40/6/47區(qū)等，中央執(zhí)行系統(tǒng)位于BA 9/46區(qū)，語(yǔ)音存貯位于BA 40區(qū)，視覺(jué)緩存在BA 19區(qū)等[6]。但也有研究者認(rèn)為，前額葉是對(duì)信息的注意、抑制和整合的主要腦區(qū)，中央執(zhí)行系統(tǒng)處理信息主要位于前額葉皮質(zhì)，信息儲(chǔ)存位于頂葉后側(cè)，Broca區(qū)、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)及前運(yùn)動(dòng)區(qū)有聲音信息復(fù)述功能，信息控制與協(xié)調(diào)位于背外側(cè)前額皮質(zhì)和前扣帶回，前額葉-頂葉聯(lián)合區(qū)域參與單詞信息的儲(chǔ)存；空間工作記憶主要由大腦右半球執(zhí)行，但保持、復(fù)述空間信息的腦區(qū)分別在大腦的頂枕區(qū)及前運(yùn)動(dòng)區(qū)[23-24]。

4 工作記憶的訓(xùn)練在語(yǔ)言理解康復(fù)中的作用

工作記憶的任何環(huán)節(jié)受損都會(huì)影響語(yǔ)言功能。因此，正確評(píng)估語(yǔ)言障礙患者的工作記憶對(duì)設(shè)計(jì)合理的治療方案非常重要。Francis等對(duì)失語(yǔ)癥患者進(jìn)行工作記憶訓(xùn)練，證實(shí)隨著工作記憶的提升，患者的語(yǔ)言理解能力及復(fù)述能力均有提高，但短時(shí)記憶成績(jī)卻未見(jiàn)提高[25]。認(rèn)為腦區(qū)受損的不可逆性導(dǎo)致工作記憶容量不會(huì)因?yàn)橹委煻淖儯Z(yǔ)言加工效率卻有提升。這項(xiàng)研究結(jié)果符合容量理論模型的描述：若能合理利用有限工作記憶容量，可提高失語(yǔ)癥患者對(duì)語(yǔ)言的理解能力。同時(shí)，這一結(jié)果為臨床上失語(yǔ)癥治療提供了一些線索。如在臨床上可設(shè)計(jì)一些難度適中的記憶任務(wù)來(lái)訓(xùn)練失語(yǔ)癥患者工作記憶的加工處理和儲(chǔ)存速度，為失語(yǔ)癥患者提供多種途徑的語(yǔ)言信息[26]，提高其語(yǔ)言理解能力。最近，一些研究者已經(jīng)在治療工作記憶障礙的成年人失語(yǔ)癥中取得一定的效果[25,27]。

5 小結(jié)與展望

目前對(duì)于工作記憶的研究大多局限在心理學(xué)及教育學(xué)等基礎(chǔ)方面，涉及臨床領(lǐng)域的研究相對(duì)較少。目前語(yǔ)言理解康復(fù)工作記憶的研究還存在很多問(wèn)題，如工作記憶與語(yǔ)言加工之間關(guān)系的確切性質(zhì)是什么？這兩者之間是否有共同機(jī)制？如果工作記憶受損，如何才能有效地針對(duì)性治療？研究工作記憶與語(yǔ)言理解的關(guān)系，對(duì)失語(yǔ)癥語(yǔ)言理解的診斷、治療及預(yù)后有重要理論指導(dǎo)意義和實(shí)踐價(jià)值。它能驗(yàn)證工作記憶理論模型的合理性，幫助我們理解語(yǔ)言障礙患者的語(yǔ)言認(rèn)知系統(tǒng)的功能情況，有望為語(yǔ)言理解障礙的診治和康復(fù)開(kāi)辟新的途徑。

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Role of Working Memory in Comprehension in Aphasia(review)

YANG Jian,WANG Hong,CHEN Zhuo-ming,LIAO Cheng-ju,LIN Zhen-ping.The Language Disorders Center of the First Affiliated Hospital of Jinan University,Guangzhou,Guangdong 510630,China

In recent years,the relationship between working memory and language comprehension received more and more attention by many researchers,especially those of psychology and pedagogy.This article reviewed the researches on the working memory and language comprehension disorder in aphasia,including the theoretical model of working memory,assessment and brain positioning,etc.,and discussed the process of working memory and comprehension disorder in rehabilitation.

aphasia;working memory;comprehension;rehabilitation;review

10.3969/j.issn.1006-9771.2014.11.003

R395.1

A

1006-9771(2014)11-1008-03

2014-04-22

2014-05-14)

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.81372113)。

暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院語(yǔ)言障礙中心，廣東廣州市510630。作者簡(jiǎn)介：楊健(1983-)，男，漢族，廣西桂平市人，碩士研究生，主要研究方向：神經(jīng)康復(fù)。通訊作者：陳卓銘(1966-)，男，漢族，廣東廣州市人，博士，主任醫(yī)師、教授，主要從事神經(jīng)病學(xué)和康復(fù)醫(yī)學(xué)臨床及科研工作。E-mail:zm120tchzm@qq.com。