顳頂枕區的纖維連接及功能的研究進展

焦鵬飛，張新定

(蘭州大學第二醫院神經外科，蘭州 730030)

顳頂枕區是指顳葉、頂葉和枕葉的匯合區域。顳頂枕區向前包括中央溝，向后包括枕上回，向上包括頂內溝，向下包括顳下回，以及這些結構所包圍的枕下回、枕下溝、頂內交界、頂內溝、顳下溝、枕中回、中央后回、中央后溝、緣上回、顳上溝、顳中回、顳下回、外側裂、角回、枕上回、枕上溝等結構[1]。顳頂枕區是一個復雜的腦區，有多種白質纖維通過，主要為聯絡纖維(如上縱束、下縱束、顳頂束)。這些纖維束涉及數個重要的人腦功能，如語言、閱讀、寫作、視覺、工作記憶、符號處理、音樂以及生物識別等，然而顳頂枕區各項功能并非獨立運行，而是相互影響、整合的，使顳頂枕區成為統一的功能整體。顳頂枕區功能及解剖研究常用的研究手段包括磁共振成像、功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)、彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)、深部腦刺激技術、正電子發射計算機斷層顯像、CT、腦電圖、腦電地形圖、解剖等，進一步明確顳頂枕區的功能及結構，對疾病的診斷和治療有積極意義。現就近年來人類借助解剖、DTI等相關實踐技術在顳頂枕區白質纖維研究中所取得的成果進行綜述，探討顳頂枕區纖維束的功能在臨床中的意義。

1 長纖維束

腦白質的長聯合通路按起源的皮質區分類,包括頂葉上縱束Ⅰ、上縱束Ⅱ和上縱束Ⅲ；枕頂區的額枕束；顳葉的中間縱束和從頭端到尾端的鉤狀束、極端囊和弓狀束；枕顳區的下縱束、扣帶束。上述纖維束為雙向連接，可采用同位素研究從順行示蹤劑注入的位置確定聯合纖維的方向[2]。

1.1上縱束的語言及試聽功能 近年來，DTI纖維束成像的神經影像學研究證實了上縱束是一個復雜的雙向腦聯合纖維系統，由連接顳葉、頂葉、枕葉以及額葉的兩條平行通路組成[1]。上縱束包括直接和間接部分，分為上縱束Ⅰ、上縱束Ⅱ、上縱束Ⅲ、上縱束Ⅳ，同時連接韋尼克區、Geschwind區和布羅卡區[3]。直接部分由上縱束Ⅳ構成，間接部分包括上縱束Ⅰ、上縱束Ⅱ、上縱束Ⅲ。其中，上縱束Ⅰ連接頂上小葉、上縱束Ⅱ連接角回、上縱束Ⅲ連接緣上回，共同組成上縱束的水平上部，與額葉、島蓋區相連。上縱束Ⅳ是上縱束的下部(即弓狀束)，構成了上縱束的主體部分，并連接顳上回、顳中回與同側額區[4]。

上縱束是人腦中與語言過程相關的纖維通路，Catani等[3]使用DTI技術證明上縱束是連接前側、后側和外側語言區的白質通路。也有學者認為上縱束與布羅卡區相連的證據并不充分，僅能證實上縱束與中央前回相連[4]。上縱束的復雜結構決定了其功能的復雜性。上縱束參與調節運動行為、空間注意、視覺動眼功能、頂葉和運動皮質之間的體感信息傳遞、語言發音、聽覺信息整合等[5]。在語言功能上，上縱束可將人腦的理解轉移至優勢半球進行表達(也稱為“語言轉移”)[6-7]。另有研究發現，上縱束病變也可引起傳導性失語[8]。

然而，傳導性失語不僅僅由上縱束病變引起，鄰近的頂葉、顳葉、單純皮質病變等也可造成傳導性失語[9]。由于雙側大腦的功能不同，雙側上縱束的功能也存在部分差異，語言相關功能主要體現于左上縱束[10]，且上縱束與前庭功能相關[11]，表明上縱束的功能復雜，不僅參與以語言功能為中心的大腦活動，并參與一系列與語言相關的感知功能，如聽覺整合、視覺運動等。這些復雜的功能得益于上縱束復雜的解剖連接(頂葉、顳葉、枕葉和額葉)，是顳頂枕區功能復雜性的典型代表，同時進行功能的傳導與整合。臨床醫師對上述功能相關患者進行治療時，應判斷上縱束的完整性，并應對其他高度依賴大腦白質纖維聯通的疾病(精神分裂癥、帕金森病等)進行分析。

1.2下額枕束和語義障礙 下額枕束于腦中段水平連接額葉和枕葉[12]。下額枕束沿島葉下外側方向走行，通過顳峽部前部沿顳角頂部向后走行，并沿中腦室側面和側腦室角進入矢狀竇內，廣泛分布于頂葉、枕葉和顳葉的皮質內。下額枕束終止于頂上小葉、枕上回、枕中回和枕下回以及顳底區域[1]。

有學者通過術中皮質下監測證明直接電刺激下額枕束可誘導語義型失語(即與單詞目標含義相關的錯誤)，并認為下額枕束連接額葉下皮質/背外側前額葉皮質和后顳葉區域[13]，充分說明了下額枕束是位于“腹側束”下的皮質下通路，對語言語義處理至關重要。因此，行優勢顳葉深部手術時必須保留下額枕束,避免造成語言功能障礙。

下額枕束的連接廣泛，與額葉、枕葉及部分顳葉的功能整合關系密切，以語言功能為中心，但下額枕束的結構連接復雜，其功能不僅僅局限于單一方面，基于下額枕束所連接的各個腦區，Bridge和Parker[14]認為下額枕束功能與上縱束類似，具有腦電傳導及多功能整合功能。不斷明確下額枕束的功能對語義障礙患者的治療有積極意義，對其他腦相關區的功能性病變的治療具有指導意義。

1.3下縱束和視覺處理與加工 下縱束是連接大腦關鍵皮質區的8個主要白質束之一[15]。下縱束連接顳葉前部與枕葉，當下縱束投射到內側、外側和前顳葉區域時，通常起自梭狀回的腹內側和楔葉的背內側[16-17]。當下縱束從枕葉到顳葉走行時，下縱束與側腦室顳角和枕角的外側壁相鄰[18]。

下縱束的功能包括物體和面部的識別、辨別和記憶[2]。下縱束白質通路損傷會引起物體識別缺陷，在視覺處理和物體識別中具有重要作用。下縱束連接枕葉和顳葉分葉的主要白質束，其不僅涉及視覺處理，同時涉及視覺加工任務、語言、語義功能、情緒調節、閱讀和神經精神疾病狀態。有研究表明，患者可因右側顳葉腫瘤而致下縱束斷裂出現視覺記憶障礙，進一步明確了下縱束的功能[19]。目前，仍需進一步對下縱束亞束的功能和解剖進行研究，加強對下縱束功能和結構連接的認識，不斷探索其在人類大腦連接體中的作用，在進行可能損傷下縱束完整性的手術時，避免可能造成的不可逆損傷。

1.4中縱束和記憶、語言 20世紀80年代，Seltzer和Pandya[20]通過放射性同位素體內注射技術在恒河猴腦內首次發現了直接連接顳葉前部和頂葉的神經纖維束，并將其命名為中縱束。Makris等[21]通過DTI技術在健康志愿者腦中發現了中縱束。中縱束起源于角回的尾側部分，向前延伸至顳上回[22]。DTI是一種間接方法，在研究白質解剖存在固有局限性，且猴腦和人類大腦在纖維束軌跡和終止方面可能存在重大差異，而DTI不能明顯顯示這種差異。Maldonado等[23]對中縱束進行解剖研究認為，中縱束止于頂下小葉后方的枕葉皮質外側的上部，靠近大腦半球后上緣。

中縱束在顳上回之間傳送纖維，包括paAlt區域(圖1a)；顳上溝中的顳頂枕區、PGa、IPa和TAa區域(圖1a)；以及外側裂皮質內的paAc、paAr和島葉Pro區域(圖1c)。皮質表面的中縱束軌跡及其連接的皮質區域見圖1。中縱束還從扣帶回尾側23和30區、頂區PG-Opt和海馬旁回中段向顳上溝上側多模態皮質(顳頂枕區和PGa區)傳送纖維。此外，外側和眶前額葉皮質的纖維在中縱束尾端終止于顳頂枕區。因此，中縱束將頂下小葉、扣帶回和前額葉區域的聯合皮質和旁邊緣皮質與顳上區域和海馬旁回的多模態部分聯系起來[2]。

中縱束的功能尚未完全明確，Makris等[21]認為中縱束可能在右半球注意和左半球語言等認知功能中發揮作用；研究結果顯示，右側頂下小葉病變與注意力受損相關，左側頂下小葉病變與語言缺陷相關[24-25]。非優勢半球頂葉皮質在空間注意、注意加工和情景記憶等認知任務中的作用得到功能性神經影像學觀察結果的支持[26]。Makris等[21]認為中縱束是角回(Geschwind′s區域)和顳上回(Wernicke′s區域)之間的替代路徑，以這種方式可替代傳統上用于背側路徑弓狀束的角色[21,27]。

1a.大腦半球外側面 1b.大腦半球內側面 1c.顳葉-島葉聽覺聯合區

1.5鉤狀束與精神疾病 鉤狀束是最頭端的顳葉纖維束，在吻側顳葉皮質和額葉的腹側、內側和眶部之間走行。起始于顳葉的纖維在顳干上走行，并通過島蓋部向內側移行進入眶皮質白質，在額葉向頭側和內側移動。鉤狀束與三個主要的吻側顳葉區與額葉相連：吻側顳上區的TS1(圖1c)區和顳前等皮質區；顳下區TEa、IPa和TE1(圖1a)區以及海馬旁回的腹內側顳葉區TH、TL和TF區(圖2)、內嗅和外嗅皮質區以及杏仁核。額葉的鉤狀束與眶區10、11、47/12、13、14和25相關(圖2)。在外側前額葉皮質，起止于10、47/12區(圖2)，在32區和吻側區24(圖1b)的內側面[28]。

TE：顳區；TH：丘腦;TL:顳葉;TF:顳筋膜;RhF:鼻裂;STS:顳上溝;OTS:枕顳溝

鉤狀束是人腦中長程白質聯合纖維束之一，其通過直接的雙向單突觸通路將眶額皮質與前顳葉相連。鉤狀束與一些發育和精神疾病有關，在頭部創傷中特別容易受到直接沖擊和剪切損傷，且通常提示于與創傷性腦損傷相關的白質損傷中[28]。此外，鉤狀束在癲癇手術治療中經常受損，它也是一小群成熟的白質結合束之一，其發育的高峰年齡為30 歲，這可能使其更容易受到因子的影響，從而導致青少年和年輕成人發生精神疾病[29-31]。

2 短纖維束

2.1枕縱束及視覺感知 枕縱束是連接枕葉、頂葉和顳葉皮質背側和腹側區域的主要纖維束。枕縱束攜帶的信號可能在一系列視覺和認知功能中發揮重要作用。表征活體人腦枕縱束連接和組織結構對于人類視覺和認知神經科學的研究具有重要意義。Wernicke于1881年發現了枕縱束[32]。隨后，枕縱束在許多神經解剖學圖譜和期刊論文中被提及。然而，韋尼克的研究與韋尼克的導師邁內特提出的被廣泛接受的白質組織原則相矛盾[6]。Yeatman等[33]使用彌散磁共振成像重新發現了枕縱束，并首次描述了枕縱束在活體、行為和人腦中的皮質投射特征。

Yeatman等[33]于活體人腦中識別出枕縱束，并描述了其關于顳枕背側皮質中功能定義區域的皮質終末，這些體內彌散磁共振成像能夠測量正常人腦枕縱束終止點的fMRI反應。枕縱束從枕顳溝上行，緊鄰下縱束纖維外側，隨后在枕外側葉和頂下小葉外側葉走行至皮質末端分支[33]。這一通路似乎將顳枕背側皮質與外側枕葉頂葉交界區相連，包括角回后部和枕葉上部外側葉。現代解剖學表明，枕縱束的解剖特點相對于顳枕背側的解剖特點更加典型。后部枕縱束終點集中于枕下回、枕下溝和后橫支溝，并向前延伸至后中梭狀溝、后梭狀回外側部和后枕顳溝[34]。Wernicke最初觀察的物種并未明確，若獼猴確實存在枕縱束的一般功能(在腹側和背側視皮質之間傳遞功能信號),這與人類可能是同源的，但是，由于許多視覺區域在物種間不同源，與猴子相比，枕縱束也可連接人類的不同功能區[32]。

以上研究表明，枕縱束在腹側面區域之間的信號交流發揮獨特的作用，這些區域對視覺類別(單詞、面孔、身體等)的感知很重要，背側面區域參與控制眼球運動、注意力和運動感知等。

2.2上縱束垂直部(superior longitudinal fasciculus-V，SLF-V)及參與頂葉學習 SLF-V起源于顳中回和顳下回后部，起始點鄰近于弓狀束起始部；隨后，SLF-V纖維束垂直向上走行，在顳頂區纖維束翻轉向外，終止連接于頂葉的角回和緣上回。SLF-V走行方向與VOF平行，均為軸位T1加權像上的垂直纖維束，SLF-V位于矢狀位T1加權像的VOF前部；在顳區起始部，SLF-V緊貼弓狀束外側走行[35]。

SLF-V介導了頂葉與顳葉的功能聯通，可能負責儲存和訪問頂葉內的學習行為；SLF-V的破壞通常會引起運動、感覺和特殊感覺失用和失智癥相關的癥狀，同時SLF-V也是頂葉手術入路的重要標示結構，對于手術的安全至關重要[11]。

2.3顳頂束和語言網絡構成 Kamali等[36]應用DTI技術發現，顳頂束連接顳上回、顳中回和顳下回的后部與上頂葉，并將顳頂束歸為上縱束復合纖維束的一部分。但有研究顯示，顳頂束起源于顳中回、顳下回、梭狀回和下顳-下枕結合部，連接于上頂葉[11]。

顳頂束主要對顳頂葉部分功能進行整合與連接，并進行腦葉之間的電生理傳遞。研究認為，顳頂束是語言通路的重要組成部分，參與構成語言網絡的形成[36]。與其他物種相比，人腦的顳上回、上頂葉等腦區具有認知及語言相關的高級功能，是顳頂束的主要信息來源。目前關于顳頂束的研究較少，說明人們對它的結構和功能的認識仍有很大的空間。通過對大腦功能進行跨腦葉的綜合研究，有助于認識大腦功能的復雜性和統一性。

3 小 結

隨著科學技術的發展，臨床對大腦的檢查手段逐漸多樣化，如DTI、fMRI、立體定向腦電圖等，這些檢查手段可以使醫師更清晰地認識顳頂枕區。顳頂枕區位置特殊、其中穿行的神經纖維種類多樣，在功能上具有多樣化，在顳頂枕區疾病(如腫瘤、癲癇)手術治療中，對受累纖維進行判斷，并在術中加以保護，可以在治療疾病的同時保留更多的腦功能。同時在癲癇的診治過程中，可以利用纖維的走行分析神經通路的傳導，指導癲癇手術方案的制訂和手術精度的把握。進一步深入研究顳頂枕區的結構和功能，將為神經系統疾病的臨床和科研研究提供新的思路。