小腦卒中患者認知域受損特點及影像學研究進展

劉琪，陳宇，劉暢，張玉梅

單純性小腦卒中患者占全部卒中人群的2%～4%。小腦卒中患者臨床主要表現為包括構音障礙、姿勢、步態缺陷癥狀在內的小腦運動綜合征，以及眩暈、平衡失調為主的前庭-小腦綜合征。近三十年研究發現，除運動、平衡功能的損傷外，小腦卒中患者還存在認知功能障礙[1]。本文對小腦不同部位病變受損的認知域特點及其影像學研究進展做一簡要概述，以提高臨床認識。

1 小腦卒中患者認知功能障礙及其受損特點

20世紀末，小腦本身對認知功能的作用被逐步報道[2-5]。由于卒中導致的病變局限于某一范圍，單純性小腦卒中患者排除了大腦的影響，因而可作為研究小腦對認知功能作用的可靠疾病模型[6]。有研究對小腦卒中患者進行MoCA、韋氏成人智力測驗等國際通用認知量表評價發現，該人群中認知障礙的發病率在17%～88%，其中24%患者可依據臨床標準診斷為癡呆，約64%患者僅在神經心理測試中提示存在輕度認知障礙[6-7]。這說明小腦卒中后認知功能障礙較輕微。

1998年，Schmahmann等[1]對20例小腦病變患者（包括13例小腦卒中、3例小腦炎、3例小腦皮質萎縮及1例小腦蚓部腫瘤切除術后患者）進行了規范而統一的體格檢查及神經心理學評估，將小腦病變患者所出現的認知功能損傷定義為小腦情感認知綜合征（cerebellar cognitive affective syndrome，CCAS）。CCAS指小腦病變患者出現的以執行功能、視空間功能、語言功能損害及人格改變為主的一系列認知障礙綜合征。該概念的提出對小腦認知功能的研究起到了里程碑式的作用。近期一項系統性綜述對包括卒中在內的小腦病變患者進行分析，進一步印證了CCAS這一臨床表現[8]。

小腦卒中患者受損的認知域主要集中在注意力障礙（83%）、執行功能中的抑制功能下降（80%）及視覺空間損傷（74%）[9]。其中，注意力障礙包括反應時間延長和工作記憶受損[7]；執行功能障礙體現在計劃、集合移位、抽象推理、語言流利性等任務中的異常[7，10]；語言功能障礙包括詞匯提取及句法結構的運用缺陷[11]；視覺空間缺陷包括劃線平分實驗、心理旋轉、空間序列等任務處理的異常[6，11-12]。此外，有病例報道發現右側小腦梗死患者可出現順行性遺忘，證實小腦對學習及記憶功能也起到了調節作用[13]。

早在CCAS提出之際，Schmahmann等[14]就發現小腦后葉病變的患者較其他部位認知障礙癥狀突出，提示病灶部位與認知障礙的發生相關。后續以小腦卒中患者為對象的研究也證實了此結論：小腦上動脈閉塞導致的卒中多發生運動功能障礙，而小腦后下動脈閉塞所致的卒中認知障礙的發生率高；CCAS的發生與卒中類型、發病時間、病灶面積及神經功能缺損癥狀不相關[6-7，9，14]。進一步分析發現，右外側小腦區域卒中的認知功能受損癥狀更嚴重，其中右后中間葉的損傷與執行功能障礙相關，右后外側的損傷與記憶功能表現較差相關，因而學者猜測小腦存在功能偏側化[9]。但另一項研究發現，左右小腦半球急性缺血性卒中患者的語言功能及空間任務的完成無統計學差異[6]。導致上述不同結果的原因可能源于不同研究對小腦區域的劃分存在主觀性。

2 小腦卒中患者認知功能的影像學研究

既往已有解剖學研究證實小腦與大腦存在雙向纖維[15]。大腦皮質向內囊發出纖維束并傳導至同側腦橋，經對側小腦中腳至對側小腦皮質區域，形成“皮質-腦橋-小腦投射”，這一通路為小腦認知功能的傳入通路。大腦傳至小腦的信息經小腦反饋后，由小腦深部核團（主要為齒狀核）經小腦上腳發出纖維束，通過齒狀核-紅核-丘腦束至皮質，形成“小腦-丘腦-紋狀體-大腦投射”，從而形成完整的“大腦-小腦環路”[15]。基于該解剖基礎，結構及功能影像學研究進一步對小腦卒中患者發生認知障礙可能的機制進行了探討。

2.1 基于體素的結構影像研究 傳統解剖學將小腦劃分為三區：小腦前葉、小腦后葉及絨球小結葉。1937年，Larsell等[16]基于小腦影像學圖譜將其分為10個小葉：前葉由小葉Ⅰ～Ⅴ組成，后葉包括小葉Ⅵ～Ⅸ，絨球小結葉對應小葉Ⅹ。2009年，一項薈萃分析對特定認知任務中的影像學小腦激活位點進行了激活似然估計，應用激活高峰簇所在位置以確定認知任務激活區，發現小腦小葉Ⅶ與認知的關系最為密切[17]。后續的系統綜述更新了相關文獻，進一步印證了該結論[18]。為了更好地研究小腦的認知功能，Schmahmann等[19-20]在Larsell影像學分區的基礎上又將小葉Ⅶ細化為ⅦA及ⅦB，所對應的小腦半球為小腦腳Ⅰ及腳Ⅱ（圖1）。

由于小腦前后葉存在功能差異性，故Schmahmann等[21]定義了感覺運動-認知二分法：小腦前葉主要調控運動功能，而后葉負責認知調節。基于體素的病灶-癥狀圖（voxelbased lesion symptom mapping，VLSM）指通過比較患者與健康人之間的行為表現，確定與行為缺陷相關的受損體素的區域。有研究對小腦卒中患者通過VLSM方法驗證了感覺運動-認知二分法：Ⅰ～Ⅴ區和Ⅷ區損傷共濟失調癥狀嚴重，而Ⅵ和Ⅶ（包括腳Ⅰ、Ⅱ和ⅦB）區損傷則引起高級皮層功能障礙。此外，Stoodley等[14]對18例孤立性小腦卒中患者進行更詳細地認知測評及VLSM評估發現，右側腳Ⅰ、Ⅱ延伸至Ⅸ損傷的患者語言功能較差，雙側腳Ⅰ、Ⅱ和右小葉Ⅷ損傷的患者空間功能較差，小葉Ⅶ～Ⅷ損傷的患者執行功能差，小葉Ⅲ～Ⅵ受損的患者平衡功能更差，提示小腦病變部位不同可引起不同認知領域的受損。

2.2 功能影像學研究 全小腦轉化理論（universal cerebellar transform，UCT）認為，小腦的功能特化不是由微觀結構的變化，而是由解剖連接的變化決定的，小腦不同亞區的刺激可調節不同的大腦認知網絡[22]。這一理論得到影像學研究的驗證。

彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是一種無創的神經影像學工具，用于評估白質束的組織結構和腦微結構。其評價指標包括判斷腦網絡是否具有優化拓撲結構屬性的聚類系數及最短路徑長度，反映信息的整體和局部傳遞能力的全局效率和局部效率等。有研究采用DTI對小腦梗死患者及健康對照組進行研究發現，楔前葉、扣帶回和額顳葉皮層的局部效率在小腦梗死患者中顯著降低，提示小腦梗死后大腦皮層間有效信息傳播的中斷[23]。該研究還通過相關分析發現小腦梗死患者右側后扣帶回、雙側內側和旁扣帶腦回、右側楔前葉的異常改變在認知障礙的發生中起著核心作用[23]。既往研究已證實楔前葉參與了情景記憶提取、自我加工等高級功能活動，后扣帶回與視覺空間能力和記憶相關，內側和旁扣帶腦回具有調節注意力和執行功能的作用[24-25]。上述發現提示結構網絡局部效率的中斷和腦網絡拓撲結構的改變可能是小腦卒中后認知功能障礙發生的機制。

圖1 小腦的解剖[20]

靜息態功能磁共振成像（resting-state functional MRI，rs-fMRI）可顯示人腦靜息狀態下自發神經元的活動，其中低頻振幅可量化腦活動強度，功能連接可評估腦功能活動。既往研究發現小腦后葉卒中患者認知功能受損的發生率更高[1，9，14]。Fan等[26]觀察了40例急性小腦后葉梗死患者的靜息態腦功能變化，并結合神經心理學量表對認知功能進行評估，發現小腦梗死患者右側額葉、左側海馬、右側扣帶回和小腦后葉四個腦區的低頻振幅值較正常對照組顯著降低，且記憶功能與左側海馬至左側額葉功能連接值正相關；執行功能與右側扣帶回至右下頂葉的異常功能連接值正相關。提示左側海馬與右側扣帶回的局部異常連接改變在小腦卒中患者認知功能障礙中起關鍵作用。

交叉性小腦失聯絡（crossed cerebellar diaschisis，CCD）指幕上腦組織損害引起對側小腦代謝及血流量減低的現象，其發病機制尚未明確，但多數學者認為“皮質-腦橋-小腦投射”受損是該現象的解剖學基礎[27]。1987年，Broich等[28]對1例右側小腦梗死患者進行SPECT檢查，發現與CCD類似，左側頂葉和額葉區域存在灌注不足，提示小腦損害患者可降低對側大腦皮層的灌注。后續Baillieux等[29]對18例小腦病變患者（包括13例血管性病變，5例腫瘤病變）進行了SPECT影像學分析發現檢測者存在幕上腦灌注不足，小腦認知損害存在偏側化，且與對側大腦功能相符合。右小腦病變患者的語言處理及邏輯推理能力受損更嚴重，而左小腦病變患者的視空間功能，如視覺注意干擾，視覺工作記憶缺陷和視覺空間機能紊亂，受損嚴重，進一步印證了CCD理論。

3 結語

綜上所述，小腦不僅可以調節運動功能，還參與高級認知功能的控制。影像學研究發現，小腦卒中患者認知障礙的發生主要取決于發病部位，且其發病機制可能由于腦網絡結構改變引起的大腦-小腦環路受損。對于小腦卒中患者認知功能障礙的研究存在一定局限性：首先，單純性小腦卒中患者發病率低，后循環癥狀嚴重，故各試驗的樣本量偏小，可能會造成結果偏倚；其次，對相同認知域評價量表的不同，且相同量表的評價方法不同，可能對認知域評價的準確性造成影響。目前對小腦卒中患者認知功能的研究已取得了初步進展，2018年Hoche等[30]制定的CCAS量表，為該綜合征的診斷提供了定量依據。隨著功能影像學的不斷發展，小腦認知功能的機制會被不斷探索。

【點睛】小腦卒中患者認知障礙的發生主要取決于發病部位，且其發病機制可能由于腦網絡結構改變引起的大腦-小腦環路受損。