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儿童单侧听损患者的中枢重塑

 


原创 乔宇斐 商莹莹 中国听力语言康复科学杂志 2023-06-13 发表于北京

 

 

 

单侧耳聋(SSD)是指一侧耳为感音神经性听力下降,而对侧耳听力完全正常。其总发病率约为3%~9.3%,在新生儿中的发病率约为0.4‰~34‰。其主要病因包括病毒感染、微循环障碍、自身免疫异常、听神经瘤、先天发育异常、外伤等,但很多时候病因难以明确,有研究报道约60%的单侧耳聋患者找不到明确的致病原因

 

由于单侧耳聋患者一侧耳听力完全正常,日常言语交流功能尚可,主要表现为噪声下言语识别能力及声源定位能力下降。目前,临床上对于单侧耳聋患者的干预率很低。

 

目前已有很多对于双侧耳聋的研究证实,听力损失能够引起大脑结构和功能广泛的重塑,这种改变不仅仅发生在大脑中枢听觉区域,也涉及到非听觉区域,使得听力损失患者除听觉功能以外的其他感官功能(如视觉、触觉)也发生了改变,甚至可以影响患者的高级认知功能。

 

近年来,越来越多的研究表明,单侧耳聋患者的大脑也会发生广泛的重塑。不同于双耳聋患者,单侧耳聋患者听觉功能仅部分被剥夺且没有言语功能的缺失,因此单侧耳聋患者的结构以及功能上的中枢重塑可能更加复杂。本文就目前已有的单侧耳聋中枢重塑相关研究报道进行综述,总结单侧耳聋患者所发生的从结构到功能的中枢重塑以及行为表现能力上的变化。

 


01、单侧耳聋听皮层及听觉传导通路的结构改变

 

 

 


已有研究通过核磁影像数据中基于体素的形态学分析方法,对比单侧耳聋患者和听力正常人的大脑灰质体积,发现单侧耳聋患者大脑听觉区的灰质体积小于听力正常人,涉及的区域包括初级听觉皮层(Heschl’s区、部分颞上回)及听觉相关区域(颞中回、颞下回)等。而进一步的研究则更明确地指出左、右侧耳聋的中枢重塑具有偏侧性,即与听力正常人相比,左耳聋患者的右侧颞上回及颞中回的灰质体积明显减小,而右耳聋患者则表现为左侧大脑颞上回及颞中回的灰质体积明显减小。同时研究还发现听觉相关区域的灰质体积与单侧耳聋患者的耳聋时间及耳聋程度呈负相关,即患者耳聋时间越长、听力损失越严重,听觉区灰质体积越小


单侧耳聋患者大脑听觉区的改变不仅发生在灰质,其听觉传导通路中的白质纤维束也发生了改变。研究使用功能核磁弥散张量扩散技术(DTI),测量患者大脑白质微观结构参数,包括各向异性分数(FA)、轴向弥散系数(AD)、径向弥散系数(RD)等,反映神经纤维束的密度和取向分散度等特性。研究以听觉传导通路中的外侧丘系和下丘作为感兴趣区域,发现单侧耳聋患者双侧脑外侧丘系以及下丘的RD明显大于正常听力者,且FA小于正常听力者。这些结果提示单侧耳聋患者听觉传导通路中的神经纤维轴突固有形态发生变化,可能存在脱髓鞘的现象。对比左、右侧耳聋患者左右半脑的白质纤维束发现,耳聋对侧健耳的脑外侧丘系和下丘的FA明显小于同侧;相反,耳聋对侧脑外侧丘系和下丘的RD大于同侧;但双侧的AD未见明显差异。AD不变提示单侧耳聋患者听觉传导通路中神经纤维的方向没有发生变化,但是RD的增大提示了轴突可能存在脱髓鞘的现象,因此导致FA的减小。

 

对于单侧耳聋患者的双侧(包括健耳)脑白质均发生改变的现象,Wu等认为可能是由于在听觉传导通路中20%~30%患侧未交叉上行的神经纤维束受损,但是70%~80%从对侧交叉而来的神经纤维束维持了该侧耳的正常听力,因此患者虽表现为一侧耳聋,但大脑白质表现为双侧改变。

 


02、听皮层的功能改变

 

 

 


正常听力人群双侧大脑半球对单侧声刺激的反映产生的激活是非对称及非同步的(对侧半脑的反应大于且快于同侧)。然而研究发现在单侧耳聋患者中,这种双侧大脑半球对单侧声刺激的非对称性发生了改变。当给予单侧耳聋患者健侧耳声刺激时,双侧大脑半球神经激活程度变得更加对称且同步性更高。这种双侧皮层激活对称性增加是由于同侧神经活性增加,而不是对侧神经活性降低。并且有研究发现左侧耳聋患者双侧大脑半球听觉区的对称性比右侧耳聋患者明显。

 

Bilecen等对1例单侧听神经瘤患者行听神经切除术前及术后功能核磁跟踪研究中发现,该患者术后55周接受单侧声刺激时开始出现同侧听皮层活性增加,从而使两侧听皮层对称性增加,提示单侧耳聋患者的双侧大脑听觉区皮层对侧性重塑约发生在单侧听力损失后1年。

 


03、跨感官模式重塑

 

 

单侧耳聋患者除听觉区结构发生改变以外,一些与听觉非相关区的结构也发生了改变。有研究指出单侧耳聋患者距状裂的灰质体积及该部位静息状态下的局部一致性均小于正常听力者。距状裂作为初级视觉皮层,其体积的减小和局部一致性的降低可能提示单侧耳聋患者的中枢重塑不仅局限于听皮层,也影响到了其他感官功能相关脑区。

 

以住任务态功能核磁的研究证实,双侧耳聋患者大脑听觉区资源被征用到视觉及触觉任务中,听觉完全剥夺能够使患者中枢发生代偿性的改变,即视觉处理征用更多的脑资源,提高视觉能力以代偿听力感官的缺失。且听觉区资源被征用的越多,患者执行其他感官处理任务的表现越好。而考虑到单侧耳聋是一种特殊的部分听力损失,该类患者中枢所发生的各种感官资源的代偿与双侧耳聋患者不同,可能比双侧聋患者更加复杂。

 

目前对于单侧耳聋患者跨感官功能改变已经有了研究,静息态功能核磁研究发现,单侧耳聋患者的初级听觉皮层与视觉区、触觉区之间的功能连接较正常听力者发生了改变,提示了单侧耳聋患者发生了跨感官的视觉和触觉区的重塑。近期一项在单侧耳聋的儿童中进行的听-视任务功能核磁研究发现,单侧耳聋患者次级视觉皮层(枕中回)激活程度要小于正常听力对照组。这种改变提示大脑为了代偿单侧听力损失,很可能视觉皮层资源被听觉区皮层征用,从而造成视觉皮层激活较正常人减弱。Sharma等对1例行人工耳蜗植入术的单侧耳聋儿童进行术前及术后任务态脑电图追踪观察,更直观地阐明了单侧耳聋导致的跨感官重塑,以及听力改善后的中枢变化。该患者术前接受视觉运动刺激时,与听觉相关的颞下回以及颞中回出现了显著的激活;给予触觉震动刺激时,听觉皮层(包括颞中回)也出现了激活,这说明单侧耳聋患者发生了视觉以及触觉的跨感官重塑。


1例对于人工耳蜗植入术后33个月的患者再次接受视觉运动刺激时,激活主要发生在与视觉相关的梭状回,在左侧颞上回和颞中回也出现了少量激活;而再给予同样的触觉刺激时仅出现触觉皮层的明显激活,而没有发现听觉皮层的激活。这一结果说明在
单侧耳聋患者恢复听力后,之前发生跨感官的重塑是可逆的。其中触觉的跨感官重塑得到完全逆转,而视觉区的重塑仅部分逆转。这种现象可能是由于视觉感官在日常生活中一直发挥着重要作用可以对听力损失产生代偿作用,因此其重塑一直被不断强化;相对而言触觉在日常生活中并没有发挥如此大的功能,所以当听力改善后触觉的跨感官重塑很快发生了逆转。

 


03、高级认知功能的改变

 

 

 

 

3.1 大脑认知相关区域的结构与功能改变

 


单侧耳聋由于缺少了一侧外周声信号的传入,因此对复杂声信号识别能力显著降低,如嘈杂环境中交流、言语交流、乐感、空间定位及瞬时声源信息的加工。这些高级听觉处理过程涉及了很多认知相关脑区,包括前额叶、顶叶、脑岛等脑区在这一过程中都发挥了重要作用。已有研究证实,听力正常人在声音环境变得更加复杂或者声信号识别难度增加时,听觉努力会增加,大脑会调用更多以上这些高级认知脑区的资源,用以完成声信号的处理和识别。而在同样的声信号识别难度条件下,单侧耳聋患者外周声信号传入较正常人是减少的,因此推测患者中枢资源的调动会发生相应改变。研究还发现单侧耳聋患者脑岛区皮层局部一致性增高,并且负责目标导向行为灵活控制的前岛叶皮质与默认模式网络中的前扣带回膝部、内侧前额叶的功能连接增强。同时,单侧耳聋患者大脑默认模式网络内部表现出较正常听力者增强的功能连接,区域涉及到与情绪处理相关的前扣带回,管理自我参照心理活动的中上额叶和内侧前额叶,与认知功能相关的后扣带回/楔前叶以及与记忆检索相关的颞下叶。这种功能连接的改变可能是由于单侧耳聋患者听觉能力下降从而削弱了听皮层对声刺激的反应能力,影响了大脑功能网络的认知过程

 

 

 


3.2 行为学证据

 


早在80年代就已经有研究发现,单侧耳聋的儿童不仅存在说话、言语障碍,还具有学习、行为和社会心理等相关问题。先天性单侧耳聋儿童首次发出两字词组的时间要比正常幼儿晚约5个月,并且4~6岁的单侧耳聋儿童言语能力明显低于健听儿童。多项研究报道了单侧耳聋患儿在校学习能力及行为方面存在问题,约22%~35%患儿在一年级即出现了问题,12%~41%患儿需要接受额外的教育帮助才能进行学习。而对成年单侧耳聋患者的研究中也发现单侧耳聋造成的交流障碍比以往预期的更加严重,甚至会影响患者的社会交际与情感

 


04、问题与展望

 


单侧耳聋患者由于一侧听力损失的特殊性,使其相较于健听者在同样的声音条件下获取的外周声信号减少,但整体保留了大部分听觉能力。传统观点认为单侧耳聋患者日常言语交流基本不受影响,仅表现为声源定位能力和嘈杂环境中言语识别能力的下降。在单侧耳聋患者日常交流尚可的情况下,考虑到助听设备的费用以及一些有创助听方法所带来的痛苦及风险,目前临床上对单侧耳聋的干预率极低。近些年来,越来越多的研究表明,听力损失给患者带来的影响远不止单纯的听力和听觉能力的减退,其可以导致中枢的重塑,并产生对其他感官功能以及高级认知功能上的广泛影响。认识单侧耳聋的中枢重塑情况有助于更深入地了解单侧耳聋对患者所产生的深远影响,从而可以指导临床对于单侧耳聋患者的干预。

 

 

小编的话:

 

 

目前,由于助听设备的费用、操作方便性、社会认识度不足等原因,单侧耳聋的干预率确实很低,但单侧耳聋对尤其是儿童带来的影响是很深远的,它不仅仅是单纯的听力和听觉能力的下降,更会对其它感官和功能,甚至健耳产生影响。在单侧耳聋时间还不长的时候就进行助听干预的效果远好于单侧耳聋时间长的,因为干预时间早,患侧的听力和听功能保存得更好,灰质体积缩小的更少,相关区域听皮层对声刺激的反应能力保留得更多,占用视觉等领域的资源更少,而且更不易出现交叉听力一侧耳朵声音干扰另一侧的现象

 

 

 

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