語義特征分析的臨床應用進展

蔣玉爾、林楓,b、江鐘立,b

失語癥(aphasia)是指因腦損傷引起的言語功能障礙，即后天習得的理解和/或表達能力部分或全部丟失[1]。它是腦血管疾病和腦損傷的常見并發癥。我國約25%的腦卒中患者伴有言語障礙，國外接近24～38%的腦卒中患者在急性期患有失語癥[2-4]。言語交流困難是失語癥患者最普遍的臨床表現，它將導致患者交流參與減少，進而影響情緒甚至降低生活質量[5]。與癡呆患者不同，失語癥患者對于已經獲得的語義知識，仍有能力進行辨別認知；但與正常人相比，無法進行隨意提取、正確命名。通常，失語癥患者知道某個詞是什么意義，但卻無法準確地理解或表達。根據認知心理學理論，刺激在初級視覺或聽覺中樞接收處理以后，首先進行語義加工和概念激活，其次是詞元選擇和語音編碼，最后是語音發音和監測自省[6]。任何一個過程受損，都會導致言語障礙。例如，語義特征提取障礙的患者不能激活足夠數量的，因而不能確定準確的詞義，出現語義性錯語，產出的錯詞與目標詞具有部分相同的語義特征。另外，在這個過程順序下，一旦語義處理出現障礙，其后的語音處理必然也存在問題。這提示了失語癥干預中語義療法的重要性。語義特征分析作為臨床中常用的語義療法，已被證實有效。本文對語義特征分析療法的基理論基礎與臨床應用作一綜述，闡述該療法如何產生良好療效的認知機制，討論何種實踐方法可使治療效果更好、維持時間更長，并對臨床應用前景進行展望。

1 基本理論

語義特征(semantic feature)，是指將語義相關的詞匯進行對比，所得到的詞義與詞義之間的不同特征，即有區別性特征的最小語義成分。以“蘋果”為例，其語義特征包括：水果、有果核、有果皮、有種子、樹上生長的、可以釀蘋果汁等。語義特征的產生依賴于語義記憶。語義記憶是一種長期記憶，它儲存了知識、事實、概念和詞匯[7]。與概念相關的標志和符號可以用于描述物品、動作，以及它們的特征。這些語義特征可以形成一個網絡結構[8]。網絡的節點表示包含所有特征的概念，連線表示概念與概念之間的語義聯系。當大腦進行詞匯處理時，概念節點首先激活，由語義聯系進行擴散，從而產生詞匯之間的語義網絡。通過對目標詞匯進行語義特征分析，可以有目的地增強目標詞匯概念與相應語義特征之間的網狀連接，修復受損的語義網絡[9]。

在此基礎上提出的語義特征分析(semantic feature analysis，SFA)，其理論基礎即是擴散激活模型(spreading activation model，SAM)。在該模型中，當一個概念被激活，與該節點相連的其它概念也可能得到激活，激活的能量隨著擴散距離的增大而衰減，最終目標將獲得比其它相關概念更高的激活水平[10,11]。與語義語音模型[12]一致，在產詞的早期階段，目標詞匯的語義節點首先在語義網絡中得到激活，目標相關概念或特征的觸發也可以增強目標詞匯的激活，最大激活強度的詞匯得到語音編碼。

言語治療中的語義特征分析療法，即指分析包含各項語義特征的特定圖片，從而得到詞匯語義特征的一種言語治療方法。意在幫助中樞神經損傷的患者重建語義記憶的搜集，從而恢復組織和檢索信息的能力[9]。因此，語義特征分析依賴于重新學習或者應用已習得的策略，鼓勵相關的語義特征相互激活，進而驅動目標圖片或語義概念的命名[13]。而與目標相關的語義特征，無論是具體的還是抽象的[14]，均可被選擇性激活。所以語義特征分析療法在詞匯提取和泛化效應方面都很有潛力[15]。在臨床應用中，我們應當有選擇地采用語義特征分析，激活目標語義網絡，分解所選語義特征，進而激活語音特征及相關運動執行區域[16]。

2 應用方法

2006年，Law等[17]首次報道了語義特征分析在漢語命名障礙患者中的應用，在治療后改善了部分患者的命名表現。2010年，Boyle等[18]綜述了已有語義特征分析的臨床應用文獻，明確了失語癥對認知功能和交流功能的改善作用，并提出一個概念擁有若干語義特征，它們提供的信息不同，獨特性也不同。例如對于“蘋果”而言，“可以釀蘋果汁”可以將其與其他概念區分，而“有果皮”則不能將其與水果類的其他概念區分開來。

由此，一個目標詞匯可以擁有若干語義特征。語義特征分析治療需要使用功能分析圖表[19]，在以下預定義的語義類別中描述這些對象的關鍵特性，名詞包括屬性、方位、類別、用途、聯想和可能對目標執行的操作，動詞包括對象、動作目的、使用方式、身體部位、物理屬性和自主關聯，提示患者檢索對象名稱。具體操作過程中，言語治療師向患者展示一幅目標圖片，通過系統的提示技術，如提問或使用句子補全，來鼓勵他們通過分析圖表的各個方面來生成目標單詞的語義特征。例如，對于“兔子”，“它是……”(“動物”)，同時指向圖片，“它有……”(“長耳朵”)，“它會做什么？”(“它會跳”)。言語治療師先引導患者在輔助下完成分析，然后逐漸減少提示，使患者漸漸獨立產生語義特征。目標詞匯的每個語義特征所含的信息量不同，區別性語義特征對正確詞匯的指向性更明確[18]。言語產出的詞匯處理過程是由語義驅動的[15]。在此，語義特征分析作為一種補償性技術，信息檢索的同時伴有自我線索提示，可以在語義基礎上產生泛化效應，改善其它認知言語功能[20]，綜合提高患者的言語功能。言語治療中的具體操作主要包括語義特征分析(slow feature analysis，SFA)、語音成分分析(principal components analysis，PCA)和語義導航訓練。其中，語義特征分析又涉及名詞語義特征分析[21]、動詞語義特征分析[22-23]、動名詞結合的語義特征分析[24]、對話語義特征分析(包括單獨治療和小組治療[25-26])、多語言語義特征分析[27]。然而在臨床失語癥治療中，為了改善言語功能，語音通路的訓練也非常重要。例如對于運動性失語癥患者，言語治療師常常給予頭音提示或口型提示，從而誘導患者產出正確的命名。但語音治療具有局限性，其泛化和維持效果往往不如語義治療。所以在此基礎上，Leonard等人采用了語義特征分析的模式，將語義特征替換成語音成分，提出了一種針對語音訓練的語音成分分析[28]。該療法根據語義特征分析的原則，加入功能分析圖表的使用，將目標圖片遵循語音通路進行頭音及其聯想、尾音及其聯想和音節數的分析，從而命名目標圖片并生成目標單詞的語音成分。語音成分分析與語義特征分析操作方法相似，在臨床失語癥的言語治療中均已被證實有效。另外，在語義特征分析的基礎上，通過研究青年人、老年人以及雙語人群的語義啟動效應[29-31]，江鐘立等人提出了語義導航訓練法，將選定的訓練素材按照一定的訓練順序，遵循語義聯想路徑，以達最佳治療效果。

3 治療強度

近年來，治療強度對失語癥治療效果的影響越來越受到重視[32]，這對優化語義特征分析療法和其它失語癥治療至關重要。2016年Oh等[33]納入了11篇既往文獻，分析了語義特征分析對訓練項目的治療效果和未訓練項目的泛化效應，結果顯示訓練項目的效果較為顯著，而未訓練項目的效果較為有限。語義特征分析可能有助于提高整體言語能力，但對言語測試命名的泛化效果似乎較為有限。其后Quique等[34]納入了12篇相關文獻，分析了語義特征分析的治療強度，即每周治療次數對命名的影響。結果顯示，語義特征分析提高了命名準確性，隨著治療強度的增加，命名準確性也隨之提高，其中訓練項目的治療效果優于未經訓練的泛化效應。2018年Gravier等[35]為了考察治療強度對治療效果的具體影響，納入了17名受試者，進行了每天1次、持續4周的語義特征分析治療，并在1個月后隨訪治療效果。該研究將一次目標圖片的命名及其語義特征的產出作為一個測次，具體探索了治療總測次、治療總時長、每小時平均測次和每測次平均產出特征個數與命名準確性之間的關系。結果顯示，不論是訓練項目還是未訓練項目，在治療結束和隨訪時，每測次平均產出特征個數與命名能力之間均呈顯著的正相關；每小時平均測次在治療結束時與治療效果呈正相關，而治療總測次和治療總時長與治療效果間未見顯著的相關關系。這說明在語義特征分析療法的臨床實踐中，可能并不需要患者完成盡可能多的圖片，反而應該對每張圖片展開盡可能多的特征分析，才能達到更優的治療效果和更長的維持時間。

4 適用范圍

對于各類失語癥患者而言，語義特征激活言語網絡結構，非但可以直接改善患者的接受與理解能力，同時語義知識的保留或重塑對語音、文字、語句產出的恢復也有指導作用。對于言語治療師而言，以語義特征作為命名線索，運用科學的訓練素材及順序，既可作為提示內容誘導患者的正確命名，又可作為訓練內容加強患者的知識記憶，從而將單獨的詞語連接為詞匯網絡，為后期連詞成句、恢復日常交流做好準備。

對于更普遍的神經系統疾病導致語義知識損傷(例如阿爾茲海默病[36]、腦膠質瘤等)患者而言，不同病種將會導致各不相同的言語功能損害。若能得到各疾病對應的語義缺損和功能網絡，將有助于對患者個體的受損病灶進行定位、受損程度進行定性或定量評估，推算預后情況，提供治療方向。

5 治療效果

早期的研究報告表明，語音任務的改善效果往往持續時間較短，一般為10～15min，而語義任務可以提高命名長達24h[37]。但事實上，臨床中大多數言語治療都可能產生語音和語義的交互作用，無論是靜默識別還是出聲命名，聽覺刺激還是視覺刺激，單詞任務還是圖片任務，都或多或少地涉及語義處理。

5.1 語義特征分析的療效 對于治療中的訓練項目，語義特征分析是一種以障礙為中心的治療方法，旨在建立或改善目標的言語產出，并使該效應產生同類或語境中的泛化。研究發現，無論是在提示下產出語義特征還是患者獨立產出語義特征，都可以改善圖片命名和功能溝通的能力[38]，提高溝通技巧，增加日常會話的參與度[39]，并且維持至少2個月。與語義判斷任務聯合也可以有效改善患者的命名和會話能力，并維持6周，但積極的泛化效應較為有限[40]。語義特征分析結合經顱直流電刺激(ranscranial direct current stimulation，tDCS)進行言語治療，可以提高原發性命名障礙患者的命名準確性，且訓練項目在6個月內均優于未訓練項目[41]。治療效果及泛化效應可維持至少1年[42]。也有研究將語義特征分析技術進行改良，消除由于結構化框架而造成的限制，將治療效果最大化最優化，鼓勵對同一類別項目的對象名稱和語義特征進行詳細的比較，生成盡可能多的目標語義特征。結果顯示，治療后的語義特征產出數量顯著增加，口語圖片命名顯著改善[43]。同時，也有研究將原本的六項語義特征縮減為三項語義特征產出方向(類別、屬性、聯想)，發現功能改善可以維持至少6周[44]。另外，語義特征分析不僅可以改善詞匯檢索，還能促進話語講述，提高言語表達的總體水平[45]。研究證明語義特征分析可以改善語義理解能力并產生泛化效應，該治療效果可以維持長達12周[46]。

5.2 語音成分分析的療效 語音成分分析和語義特征分析均可改善患者的命名能力，并產生維持及泛化效應[47]。但兩者相比而言，前者更適用于語音缺陷的失語癥患者，后者更適用于語義檢索障礙的患者[48]。對于語音任務，單詞形式的信息激活可能可以反饋并支持受損的或廣泛的語義處理過程，降低在語義損傷時檢索單詞的激活閾值[49]。因為語音成分分析是在語義特征分析的良好基礎上建立起來的，所以也展現出更長持續時間的改善效應[24]。

5.3 語義導航訓練的療效 語義導航訓練法可以顯著改善患者的命名能力[50]，并有特化和泛化效應，對言語產出和交流行為的改善效果也優于傳統治療[51]。語義導航訓練法結合經顱直流電刺激，可以更顯著地改善失語癥患者的命名能力及言語流暢度，從而誘導句子產出能力[52]。結合值得一提的是，語義導航訓練法簡單實用，適于家庭開展言語治療，可以顯著改善失語癥患者的言語功能[53]，且在詞匯拓展能力方面家屬訓練優于言語治療師訓練[54]。

6 展望

語義特征分析技術綜合運用詞匯語義、句法語義等組合線索，通過激活目標對象的屬性以及增強目標相關單詞和概念的激活，協助目標對象的檢索[8]。在言語治療過程中，語義特征分析可以調用患者保留的語義知識參與訓練，促進言語功能恢復。一方面，語義特征分析直接作用于語義系統，語音成分分析作用于語音系統，兩者結合可以更好地促進目標詞匯的獲得與產出；另一方面，通過增強目標相關但未經處理的特征和概念激活[37]，又能夠在多水平引起泛化效應，從而達到言語康復的最終目標，回歸日常言語交流[21]。在更廣泛的層面上，對后天腦損傷繼發失語癥患者進行評估和治療，也為我們了解言語行為和神經系統提供了一個新的途徑。