（应用心理学专业论文）颞叶和海马对记忆影响的初步研究.pdf

摘要 人脑的颞叶和颞叶内的海马在记忆中有着重要的作用，因此颞叶 结构的损伤会导致对记忆功能的损害。外科切除前颞叶是一种有效的 治疗颞叶癫痫的方法，国外研究者以癫痫患者为被试对颞叶和海马在 记忆中的作用进行了大量的研究。因此，本研究以颞叶癫痫患者这一 特殊群体为研究对象，考察了外科手术后物体命名记忆、再认记忆和 空间记忆，并深入分析了海马硬化对记忆功能的影响，以探讨颞叶和 海马在记忆中的作用。 实验结果表明： 1 、左侧前颞叶切除患者对物体的命名回忆损害，而右侧前颞叶 切除患者在这一任务中没有受到影响，表明左侧颞叶是与言语记忆相 联系的。 2 、左侧前颞叶切除患者和右侧前颞叶切除患者的再认记忆都没 有受到损害，海马可能没有参与再认记忆，而是海马之外的其他颞叶 结构参与了再认记忆。 3 、右侧前颞叶切除患者和左侧前颞叶切除患者空间记忆都受到 了损害，但左侧组空间记忆的损害程度要小于右侧组，且人类的颞叶 主要参与了非自我中心的空间记忆而不是自我中心的空间记忆。 4 、左侧海马硬化损害了对物体的命名回忆，右侧海马硬化和无 海马硬化对此类记忆没有影响；有无海马硬化对再认记忆都没有影 响，海马可能没有参与再认记忆的加工；右侧海马硬化损害了空间记 忆，而左侧海马硬化对空间记忆任务没有大的影响；没有典型海马硬 化的患者术后会出现空间记忆的损害，被切除的海马组织可能参与了 空间记忆的加工。 关键词：颞叶，海马，癫痫，前颞叶切除术，物体命名记忆，再认 记忆，空间记忆 a b s t r a c t h u m a n t e m p o r a ll o b ea n dt h eh i p p o c a m p u sw i t h i n i t p l a ya n i m p o r t a n tr o l ei no u rm e m o r yp r o c e s s a sar e s u l t ，t h ei m p a i r m e n to f t e m p o r a l l o b e m a y r e s u l tt h e i m p a i r m e n t o f m e m o r y s u r g i c a l o p e r a t i o n - a n t i o rt e m p o r a l o b e c t o m y ( a t l ) i sa l le f f e c t i v ew a yt ot r e a t t e m p o r a ll o b ee p i l e p s y al o to fs t u d i e sa b o u tt h er o l eo ft e m p o r a ll o b e a n dh i p p o c a m p u si nm e m o r yo fe p i l e t p t i cp a t i e n t sh a v eb e e nm a d e a b r o a d t or e s e a r c ht h et e m p o r a ll o b ea n dh i p p o c a m p u sh o wt ow o r ki n o u rm e m o r y , t h ep a p e rs t u d i e dt h eo b j e c tn a m i n gm e m o r y , r e c o g n i t i o n m e m o r ya n ds p a t i a lm e m o r yo fi n t r a c t a b l ee p i l e p t i cp a t i e t sa f t e ra n t i o r t e m p o r a l o b e c t o m y , a n df u r t h e ra n a l y s e st h ec o n s e q u e n c e so fh i p p o c a m p a l s c l e r o s i s ( h s ) o nm e m o r y r e s u l t so ft h et w oe x p e r i m e n t ss h o w e dt h a t ： 1 、l e f ta t lb u tn o tr i g h ta t li m p a i r e dt h em e m o r yo fo b j e c t s n a m i n gm e m o r y , s u g g e s t e dt h a tl e f tt e m p o r a ll o b eb u tn o tf i g h tt e m p o r a l l o b er e l a t e dt ot h ev e r b a lm e m o r y 2 、t h em e m o r yo fr e c o g n i t i o nw a sn o ti m p a i r e da f t e rl e f ta t la s w e l la sf i g h ta t l t h ea j a n c e n tc o r t i c sb u tn o th i p p o c a m p u sm a yp l a ya r o l ei nr e c o g n i t i o n 3 、t h es p a t i a lm e m o r yw a si m p a i r e da f t e rl e f ta t la n df i g h t a t l ，w h i l et h ed e g r e eo fi m p a i r m e n ti nl e f ta t lw a sl o w e rt h a nt h er i g h t a t l r i g h th i p p o c a m p u sp l a y sai m p o r t a n tr o l ei ns p a t i a lm e m e r y , a n d e s p e c i a l l yi n v o l v e si na l l o c e n t r i cb u tn o te g o c e n t r i cs p a t i a lm e m o r y 4 、l e f th sb u tn o tr i g h ta n dn o n h si m p a i r e do b je c tn a m i n g m e m o 叫；l e f th sa n df i g h th sa n dn o n h sd i dn o ti m p a i r e dr e c o g n i t i o n m e m o r y , h i p p o c a m p u sd i dn o ti n v o l v er e c o g n i t i o nm e m o 巧r i g h th sb u t n o tl e f th si m p a i r e ds p a t i a lm e m o r y , a n dt h ep a t i e n t sw i t h o u th ss h o w s p a t i a lm e m o r yi m p a i r m e n ta f t e r a t l k e yw o r d s ：t e m p o r a ll o b e ，h i p p o c a m p u s ，t e m p o r a ll o b ee p i l e p s y , a n t e r i o r t e m p o r a l l o b e c t o m y o b j e c tn a m i n gm e m o r y , r e c o g n i t i o nm e m o r y , s p a t i a l m e m o r y h i 中英文对照缩略词表 癫痫e p i l e p s y 颞叶癫痫t e m p o r a ll o b ee p il e p s y t l e 内侧颞叶m e s i a lt e m p o r a ll o b e m t l 内侧颞叶硬乍也m e s i a lt e m p o r a ls c l e r o s i s 左侧颞叶癫痫l e f tt e m p o r a ll o b ee p il e p s yl t l e 右侧颞叶癫痫r i g h tt e m p o r a ll o b ee p i l e p s y r t l e 前颞叶切除术a n t e r i o rt e m p o r a ll o b e c t o m y a t l 海马h i p p o c a m p u s 海马硬化h i p p o c a m p a ls c l e r o s i sh s 杏仁核a m y g d a l a 物体回忆o b j e c tr e c a ll 再认记忆r e c o g n i ti o nm e m o r y 空间记忆s p a t i a lm e m r o y 药物难治性癫痫p h a r m a c o l o g i c a ll yi n t r a c t a b l ee p il e p s y 正电子断层发射扫描p o s i t r o ne m i s s i o nt o m o g r a p h yp e t 磁共振波普分析m a g n e ti cr e s o n a n c es p e c t r o s c o p ym r s 功能性磁共振成像p o t e n t i a l l yf u n c t i o n a lm a g n e t i cr e s o n a n c e i m a g i n g f m r i 磁共振成像m a g n e t i cr e s o n a n c ei m a g i n g m r i 脑电图e l e c t r o e n c e p h a l o g r a me e g 脑磁图m a g n e t o e n c e p h a l o g r a p h ym e g 磁源成像m a g n e ti cs o u r c ei m a g i n gm s 单光子发射断层计算机扫描s i n g l ep h o t o ne m is si o nc o m p u t e r t o m o g r a p h y s p e c t 神经心理学研究n e u r o p s y c h 0 1 0 9 i c a ls t u d i e s 异戊巴比妥实验( w a d a 实验)a m i t a lt e s to rw a d at e s t ： 4 5 i n t r a c a r o ti ds o d i u ma m y t a lt e s t 韦氏全量表智商f u l ls c a l ei n t e l l i g e n c eq u o t i e n tf i q 长时程增强l o n g t e r mp o t e n t i a t i o n l t p 单因素方差分析o n e - w a ya n o v a 社会科学统计软件包s t a t i s t i c a lp a c k a g ef o r s o c i a ls c i e n c e s s p s s 顺行性遗忘r e t r o g r a d ea m n e s ia ， 逆行性遗忘a n t e g r a d ea m n i s i a 自我中心和非自我中心空间记。t l e g o c e n t r i ca n da l l o c e n t r i c s p a ti a lm e m o r y 湖南师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：诚枷阳卅年6 月7 日 湖南师范大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属湖南师范大学。 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密砀。 ( 请在以上相应方框内打“ ) 作者签名：文秒陶 导师签名： 日 目 颞叶和海马对记忆影响的初步研究 1 绪论 记忆是人脑的高级认知功能，对其神经机制的的研究是认知神经 科学关注的热点。2 0 世纪4 0 年代，加拿大神经外科医! j $ p e n f i e l d 发现 在手术中刺激颞叶( t e m p o r a ll o b e ) 可以使患者回忆起自己过去的经 历，因此他认为大脑颞叶可能是记忆功能的关键部位：1 9 5 3 年m i l n e r 对一位患有顽固性颞叶癫痫( i n t r a c t a b l ee p il e p s y ) 的患者h m 进行 了双侧颞叶( 包括海马、杏仁核和部分颞叶联合皮质) 切除，手术后患 者的癫痫症状得到了有效控制，但是出现了严重的记忆功能缺陷，患 者保持有短时记忆，但是不能将短时记忆转换为长时记忆n ，。在随后 进行的研究中发现，如果双侧海马( h i p p o c a m p u s ) 或颞叶邻近部位发 生病变，患者会出现记忆障碍，尤其是近事记忆障碍，而远事记忆基 本无变化。所以，s q u i r e 提出了“内侧颞叶记忆系统”( m e d i a l t e m p o r a l l o b em e m o r ys y s t e m ) 这一概念窿1 。内侧颞叶记忆系统也称 为海马记忆系统或边缘记忆系统，位于颞叶腹内侧，由海马结构和临 近皮质( 内嗅皮层、旁嗅皮层和旁海马皮层) 组成。内侧颞叶记忆系 统是陈述性记忆神经回路的重要环节，在陈述性记忆的巩固方面起重 要作用。内侧颞叶把信息组块到新皮层中，并将不同皮层区联系起来 形成整体的记忆表达，该系统的结构破坏将导致记忆功能受损。 此后研究者们对内侧颞叶及颞叶内的海马、杏仁核( a m y g d a l a ) 等结构与记忆的关系进行了大量的研究，从动物实验、临床患者的研 究到成像技术的广泛应用，人们对颞叶内结构在记忆中的作用有了更 深入的了解。颞叶癫痫病例和颞叶切除术为研究者们了解颞叶及海马 等结构与记忆的关系提供了有用的资源。国外已对此进行了较多的研 究，而国内已有的很多研究都是建立颞叶癫痫动物模型，研究癫痫对 动物记忆功能的影响，对颞叶及颞叶内结构与记忆的关系的研究还没 有系统展开。而深入探索此领域，不仅可以揭开记忆神经机制的神秘 面纱，也可为临床外科提供有价值的理论参考，减少手术损伤所带来 硕士学位论文 的对患者认知功能的影响，减轻或防止患者术后记忆功能的下降。 1 1 颞叶和海马的解剖基础 颞叶位于脑外侧沟下方，顶枕沟和枕前切迹连线的前方。颞叶分 外侧面和底面，在外侧面上有颞上回、颞中回和颞下回。从p e n f i e l d 提出大脑颞叶可能是记忆功能的关键部位，此后对颞叶的功能进行了 很多的研究。已有研究表明颞叶具有听觉功能，并与语言和记忆等机 能有关，并涉及一些运动功能。 海马( h i p p o c a m p u s ) 是海马结构( h i p p o c a m p a lf o r m a t i o n ) 的一部分，位于颞叶内侧面的基底部，是边缘系统的重要组成部分。 海马的细胞结构分为分子层、锥体细胞层和多形细胞层：在冠状位上 海马分为c a l 、c a 2 、c a 3 和c a 4 区。海马结构的纤维联系十分复杂， 最主要的是海马结构的内部神经环路，即三突触的海马环路。海马环 路是一个三级前向兴奋性环路，由三级兴奋性突触通路组成，信号从 内嗅皮层经过一系列的兴奋性突触传递到齿状回的颗粒细胞，然后由 颗粒细胞经过苔鲜样纤维将信号传递到海马的c a 3 区的锥体细胞，再 经过s c h a e f f r 侧支联系将信号传递到海马的c a 4 区的锥体细胞，最 后返回内嗅区。 1 2 颞叶与记忆 1 9 3 7 年p e p a z 提出了边缘系统参与情绪反应的特异环路，其具体 的反射途径被称为p a p e z 环路，即海马旁回、海马结构、乳头体、丘 脑前核、扣带回、海马旁回。但是，近年来发现p e p a z 环路更多的是 与学习记忆功能有关。此后，对双侧内侧颞叶( m t l ) 损伤的难治性 癫痫患者h m 的研究使得人们开始关注颞叶和海马在人类的学习和记 忆中的作用。为了缓解癫痫症状，h m 接受了双侧颞叶( 包括海马、杏 仁核和部分颞叶联合皮质) 切除，手术后他的癫痫症状得到了有效控 制，但表现出严重的学习事实和事件的能力的缺陷，而其他的学习形 式如技能，习惯，条件反射和启动效应都是保存完好的。对h m 的研 究使得包括海马在内的内侧颞叶与记忆之间的联系被牢固的确立起 来，并由此引发了对内侧颞叶记忆系统的研究。随后大量的心理学和 颞叶和海马对记忆影响的初步研究 神经科学的研究发现，在人的大脑中存在多种形式的记忆，即存在多 重记忆系统( m u l t i p l em e m o r ys y s t e m s ) 1 。根据这一理论，学习 和记忆是由依赖于不同的脑机制的几个不同的记忆系统协同完成的， 所有的脑结构都与学习和记忆有关。所不同的是，只是m t l 使得脑具 有一种独特的可塑性，使得我们的个人经验可以以一种高度组织化的 方式被表征，从而支持灵活的、推论性的记忆表达。 陈述性记忆( d e c l a r a t i v em e m o r y ) 即与认知功能有关的记忆，可 以用语言简明地表达出来或作为一种非语言的映象形式保持在记忆 中。内侧颞叶记忆系统是陈述性记忆神经回路的重要环节，在陈述性 记忆的巩固方面起重要作用。陈述性记忆的建立需要海马一新皮质一 海马回路的循环激活。目前认为，海马网络介导组成记忆的事件之间 的联系，海马c a 3 区能整合不同刺激输入信号并将之储存于该网络中。 “刺激编码某一事件的神经网络的一部分就足以激活整个网络，引起 神经活动的一次再生过程，这种再生既促进事件的回忆过程，也促进 记忆信息从海马缓缓地输送到新皮层( 魏尔清，陈忠，2 0 0 1 ) 。”记忆 巩固需要复述，内侧颞叶参与信息的存贮、提取，一直到新皮层间的联 系足够维持巩固长期记忆为止，故损伤海马结构可不影响早期已巩固 的长期记忆。 m i s h k i n 经过详细的研究，发现单独切除两侧海马或两侧杏仁核 都不引起明显的记忆障碍，如果损伤颞叶下部的颞叶下皮层( t e 区) 、杏仁一海马复合体、丘脑内侧核群及丘脑前核、t e 区与杏仁一 海马复合体之间的神经通路以及杏仁诲马复合体与丘脑之间的神 经通路中的任何一处结构，则使猕猴出现记忆障碍h 1 。这五处的神经 结构共同形成一个功能系统，其中包含两个并行的神经通路，一条是 。杏仁核与丘脑背内侧核之间的回路，另一条是海马与乳头体、丘脑前 核之间的回路，损伤任何一条通路都会使猕猴出现严重的记忆障碍。 随后对遗忘症( a m n e s i a ) 患者的神经心理学分析和对正常人类的功能 魏尔清，陈忠，突触可塑性的机制【j 】中国神经科学杂志，2 0 0 1 ，1 7 ( 3 ) ：2 4 7 2 5 3 3 硕士学位论文 成像研究详细的描述了依赖于内侧颞叶，尤其是海马本身的记忆功能 的范围。海马在情景记忆中起着重要作用，即回忆独特的个人经历的 能力，海马尤其还涉及获得语义或事实性知识畸1 。内侧颞叶的损伤会 影响陈述性记忆的两种主要成分，回忆个人事件( 情景记忆) 和积累 事实性经验( 语义记忆) 的能力。与能够相对成功的获得学校学到的 一般性知识相比，这些遗忘症患者表现出对最近发生事件的记忆的损 害。此外，对有选择性海马损伤的动物受损和未受损记忆功能的特征 的进一步研究，在动物和人类身上纪录到的海马神经元活动揭示了海 马是怎样调节这些复杂的记忆功能的。 1 3 海马与记忆 1 3 1 海马与外显陈述性记忆 在记忆的两分法分类中，外显记忆和内隐记忆比较受人注意，是 近2 0 年认知心理学研究的热点。外显记忆( e x p l i c i tm e m o r y ) 也称为 陈述性记忆( d e c l a r a t i v em e m o r y ) ，指事件和事实的有意识识记和提 取。在过去一个多世纪中，外显记忆的特点及相关的脑结构已被大量 的研究确认，其中脑损害患者的研究在确认不同外显记忆系统和相关 脑结构中起了至关重要的作用。然而任何脑结构的损害都影响多方面 的功能，用脑损害患者研究所得结果来勾画正常人的记忆系统和神经 解剖定位，可能与实际情况有一定的出入：另外脑损害研究也无法确 定不同记忆过程( 编码、巩固和提取) 涉及的脑结构。近年来由于脑成 像技术( i 融i r i ) 和脑电记录技术( e r p s ) 的发展，人们可以直观地看到人 类被试在认知加工过程中脑代谢和脑电活动的动态变化，使研究人类 记忆的神经心理机制成为可能。关于内侧颞叶结构，包括海马和其邻 近皮质调节陈述性记忆的观点在已有的研究中已经得到了共识哺1 。内 侧颞叶中的海马结构与内嗅皮层、海马旁回和旁嗅皮层，因其与周围 皮质的广泛关联和相互作用，参与了长时记忆中的事实和事件的建 立。神经心理学研究和脑功能成像研究也强调了海马在回忆特定经历 ( 情景记忆的标志) 时的选择性作用n 1 。这些研究表明在回忆特定的 个人事件时，海马执行的信息加工功能是很重要的。尽管海马损伤的 颞叶和海马对记忆影响的初步研究 患者还是能获得一些新知识，但在新的环境下应用这些记忆的能力是 非常有限的。是否海马在情景记忆中所起的关键作用也有利于语义记 忆的组织呢? 如果我们能揭示基本的海马信息加工功能，我们就能理解海马对 情景记忆和语义记忆的作用。最近的成像研究强调了海马仅参与了那 些形成或使用关联( a s s o c i a t i o n ) 的任务。根据这一观点，海马没 有参与传统的再认记忆任务。另一种观点认为海马联合其周围皮质结 构共同参与了所有形式的陈述性记忆，也包括再认记忆。用f m r i 可以 观察到海马在传统的、关联的记忆任务中都有激活，但并没有观察到 海马在关联任务中比再认任务中存在更多的激活呻1 。在另一个p e t 研 究中，发现在编码房屋图片和住在里面的人的关联时，海马激活，但 在对房屋或人做出独立的知觉判断时，海马却没有激活1 。随后的p e t 研究和f m r i 研究也观察到在编码或提取刺激与刺激的关联时海马有 不同的激活，如图片一单词关联、单词一单词关联、单词与呈现单词的 视觉场景的关联等，而在单独加工同样的项目时却少有激活。 w i r t h 等人在单个神经元的水平上探索了海马对关联的加工n 引。 在猴子学会了一系列视觉场景和特定的眼动之间的新的关联时可以 观测到单个神经细胞的活动。有超过6 0 的海马神经元对视觉场景表 征做出反应，超过i 3 的有选择性视觉反应的细胞在学习期间改变了 其放电模式，而且这种改变的细胞反应在在随后的纪录过程中都持续 存在。一些细胞在学习的同时发生改变，但许多细胞的改变是发生在 眼动关联的学习之前或学习之后。海马神经元通过改变刺激一驱力的 选择性，或通过在记忆延迟期间保持选择性放电来反映学习n 1 1 ，这与 其他的海马神经元的放电模式改变相关的学习特征是一致的。学习的 刺激表征编码的本质和与其相连的皮质区的编码并没有质的不同。 1 3 2 海马与空间记忆 空间理论最初是由0 k e e f e 和n a d e l 提出的，他们的理论受到托 尔曼认知地图理论的影响。与托尔曼的认知地图的观点一致， 0 k e e f e 的描述和所有现代认知地图的描述的共同概念是海马包含 硕士学位论文 了对空间的整体的表征，这种地图构成了一个抽象的两维空间的坐标 格，由海马神经元之间的内在关联所构成的网络n 刳。0 k e e f e 和他的 学生d o s t r o v s k y 发现老鼠在编码其所处环境中的位置时海马中的神 经元存在空间放电场，这些神经元细胞被称为定位细胞n 3 1 。定位细胞 的发现使得人们将海马作为一种认知地图，即对环境空间位置的神经 表征。解剖学上，定位细胞是大鼠海马的锥体细胞，主要位于海马的 c a l 和c a 3 区。在海马结构的其他部位也有与定位细胞有相似特性的神 经元，但通常所指的定位细胞主要在c a l 和c a 3 区。功能上，定位细胞是 以位置特异性的放电方式为主要特征。如果大鼠所处的环境保持不变， 多次把大鼠放进以往所熟悉的环境内，在一个相当长的时期内定位细 胞的放电区域稳定不变，这意味着大鼠能够对所熟悉的环境进行回忆， 而不形成新的记忆，这就是“空间图像定位理论 n 引。 对动物空间记忆的研究发现n 副，损伤双侧腹侧海马总体积的 3 0 5 0 ，空间记忆受损，当损伤体积增加到5 0 一1 0 0 时，空间记忆仍 然受损，相比之下，在损伤腹侧海马体积的5 0 一7 0 时物体再认记忆保 持完好，只有损伤增加到7 5 1 0 0 时，才出现再认记忆的损害。这一 结果表明海马对空间记忆和再认记忆都很重要，然而，空间记忆的加 工需要比再认记忆更多的海马组织的参与。 那么，人类海马是否存在位置细胞呢? 由于无法直接记录人类海 马神经元的电活动，因而没有肯定的证据，但临床研究的资料表明，双 侧颞叶切除的患者形成长时程空间记忆的能力下降，该类患者术后在 环境中巡游的能力严重受损n 引。相关的p e t 研究也显示，在虚拟和想象 的空间巡游中，人类海马被激活n7 l 。在正常人类海马与空间记忆的 f m r i 研究中n 引，要求健康被试在完成一个位置学习任务时要使用两种 策略，一种空间策略，一种非空间策略。+ 研究结果表明，只有在使用 空间策略的任务中，包括学习多个环境标志物之间的关系才观察到海 马显著的活动。在使用非空间策略时则没有观察到这种海马活动。并 且，那些首先使用空间策略然后改用非空间策略的被试，海马神经元 的活动消失了。健康被试在虚拟环境中航行时，在海马和海马旁皮质 颞叶和海马对记忆影响的初步研究 记录到了位置敏感的神经元活动。在海马发现的位置场( p l a c e f i e l d s ) 要比在其他脑区发现的多，如前额叶、杏仁核和海马旁回。 而海马旁回中的细胞对看到的目标标志有更多的反应。作者认为，当 用空间关系来建立关于环境的认知地图时，海马的作用是必需的。 关于海马与空间记忆的另一种观点是，海马对非自我空间记忆 ( a l l o c e n t r i cs p a t i a lm e m o r y ) 很重要。非自我空间记忆指的是通 过环境中物体而非观察者自身的相对位置为参照来辨别一个位置。 s h r a g e r 等人研究了这种记忆n 引。他们要求海马局限性损伤的患者在 虚拟环境中完成一个物体位置的测验。在第一个实验中，被试学习不 同数目的图形位置，( 一到五个) ，在学习期间要记住从同一个视点 ( o 度) 或从不同的视点( 5 5 度、8 5 度和1 4 0 度) 看到的图形。当 只要记住一个或两个图形位置时，患者成绩正常，随着要记住的图形 数目的增加，患者成绩下降。在第二个实验中，患者在四个视点的转 换时( 0 、5 5 、8 5 、1 4 0 度) 要记住四个图形。患者在所有的条件下 成绩都受到了中度的损害，而且这种损害并不随视点的转换而更大。 因此，作者认为海马损伤并不会选择性的损害视点依赖的空间记忆 ( v i e w p o i n t i n d e p e n d e n ts p a t i a lm e m o r y ) ，而是随着记忆位置负 荷的增加，海马损伤损害了记忆。这与海马体积与记忆的相关研究结 果是一致的。即海马体积越小，记忆成绩越差，而记忆负荷越大，记 忆成绩也越差。空间记忆的加工需要比再认记忆更多的海马组织的参 与。 1 4 关于颞叶癫痫及癫痫外科 。 1 4 1 颞叶癫痫 癫痫( e p i l e p s y ) 是一种常见的神经系统疾病，是由多种病因引起 的慢性脑功能障碍，因脑部神经元过度发放电活动所致突然、反复和 短暂的中枢神经系统功能失常作为特征的综合征，可表现为运动、感 觉、意识、行为和自主神经功能等不同障碍。癫痫长期发作不仅可使 患者躯体、智能或人格受到损害，也给家庭和社会带来沉重负担。脑 功能损害是癫痛的不良后果之一，主要表现为记忆力、语言表达能力 硕十学位论文 及理解判断力的下降。其中颞叶癫痫在成人难治性癫痫中最常见，约 占6 0 。颞叶癫痫主要发生于青年人( 1 0 一2 0 岁) ，并且6 2 以上的患 者首次发作在1 5 岁以前，临床症状以精神运动性发作和大发作为最 常见。颞叶癫痫的病理变化主要有海马硬化、血管畸形、外伤瘢痕、 皮质异位症、发育不良以及非特异性改变等心训；由于海马的解剖结构 和血供的特殊性，它的刺激阈值低，缺血易受损，而成为临床上的“致 痫灶”，使海马与癫痫密切相关。而海马又参与了学习记忆功能的形 成，所以颞叶癫痫发作后的患者也存在不同程度的学习记忆功能障碍 乜1 。近年来，国内外学者对癫痫患者记忆功能进行了多方面研究， 发现癫痛患者作为整体与相同年龄和教育水平的人群比较，常有记忆 功能障碍表现。虽然韦氏记忆量表( w e c h s l e rm e m o r ys c a l ew m s ) 检测癫痫患者记忆商及其各项分值与对照组差异无统计学意义，但对 照组某些方面的记忆商要高些，组间离散度较小且记忆商范围要窄 此 - - o 1 4 2 癫痫外科治疗 _一 外科手术是治疗颞叶癫痫的有效方法。癫痫的外科手术已经历了 一百多年的历史。近2 0 年来，随着电子计算机体层扫描( c t ) 、磁 共振成像( m r i ) 、正电子发射断层计算机扫描( p e t ) 、单光子发射断 层计算机扫描( s p e c t ) 、m r 波谱分析( m r s ) 、磁脑图( m e g ) 等检查手 段以及各种定位电极的临床应用，使局灶性癫痫的术前定位诊断得到 提高，加上术中皮层电极的监测，癫痫的外科治疗取得了长足的进步。 前颞叶切除术( a t e r i o rt e m p o r a ll o b e c t o m ya t l ) 治疗难治性颞叶 癫痫的一种经典而最常使用的手术方法。切除的范围根据脑电图、 m r i 、m e g 等来定位，切除范围主要包括海马前端、海马旁回和杏仁核 大部，切除可达颞极。现代电生理认为颞叶癫痫的致痫灶多位于颞叶 内侧结构，而颞叶内侧的海马在记忆中起着重要作用。研究发现，切 除双侧颞叶后，患者可表现出全面的遗忘症，而切除一侧颞叶后，虽 然很少有患者出现全面性失忆症，但可表现出不同内容的失忆症，切 除的颞叶内侧结构范围越大，术后出现的记忆障碍也就越严重瞳别。因 颞叶和海马对记忆影响的初步研究 为人脑的左半球为语言优势半球，主要与言语记忆有关，而右半球为 非优势半球，主要与视觉空间记忆有关，因此，临床上1 0 一6 0 左侧 前颞叶切除术后的癫痫患者表现出不同程度的言语记忆减退雎副，右侧 切除会导致非言语记忆即视觉图形记忆的下降乜制。 1 4 3 国内外关于癫痫外科术后的记忆的研究 从p e n f i e l d 对颞叶功能的研究到m i l l e r 对h m 的研究，国外的 研究者们对颞叶及颞叶内的结构，尤其是海马与记忆的关系进行了大 量的研究，对接受颞叶切除的癫痫患者术后记忆的研究表明，颞叶切 除，尤其是语言优势侧的颞叶切除，会导致比非优势侧切除更大的记 忆损害的风险。左侧前颞叶切除术主要表现为言语记忆( v e r b a l m e m o r y ) 的损害，而右侧前颞叶切除主要表现为非言语记忆 ( n o n v e r b a lm e m o r y ) 的损害，如视觉空间记忆的损害。术后记忆损 害的程度取决于功能组织损害的程度和大脑对新的损伤的代偿能力， 也取决于切除侧海马病理改变的程度和对侧海马功能的保留程度乜引。 j o n e s - g o t m a n 研究了右侧和左侧颞叶切除术患者对抽象单词与 抽象图案的学习。结果发现，左侧切除患者的单词立刻回忆和延迟回 忆成绩损害，右侧切除患者抽象图案立刻回忆成绩受到损害。然而， 进一步比较右侧和左侧患者的成绩，表明新学习的单词在左侧切除后 有显著的遗忘，而右侧切除的患者尽管学习抽象图案较慢，但却不会 遗忘啪1 。对这一现象的解释是，单词是概念性的，能很好的在患者的 词汇中建立，编码加工相对就快些。然而，干扰出现的机会相对就会 高些，因此，就会导致更快的遗忘；对于编码的抽象图案，记忆表征 是新形成的，编码加工相对会耗时，然而，一旦学会，任何干扰和遗 忘的机会就很小。因此，左侧颞叶的任何损伤同时导致对言语信息的 较慢的学习和更快的遗忘，右侧颞叶的损伤将损害对非言语材料的学 习加工但却不会影响保持。i v n i k 和s h a r b r o u g h 等人评估了3 5 个右 侧颞叶切除术的患者和2 8 个左侧颞叶切除术的患者的认知功能心7 1 。 他们用韦氏记忆量表评估一般的记忆功能，听觉言语学习测验评估言 语记忆加工，包括记忆广度，学习，短时保持，长时保持和再认。从 硕士学位论文 韦氏记忆量表的测验结果来说，左侧颞叶切除术损害立刻的言语材料 的回忆，但提高了对即刻的非言语材料的回忆。右侧颞叶切除术既不 影响对即刻的非言语材料也不影响对即刻的言语材料的回忆。对听觉 言语学习测验来说，左侧颞叶切除术组在所有的测验中都要比右侧颞 叶组成绩显著要差些。这些研究结果支持了外科术后左侧颞叶切除与 言语记忆的下降之间的联系。然而，它没能建立右侧颞叶切除和术后 非言语记忆能力下降之间的联系，只提供了切除侧别和材料特异性记 忆改变之间联系的部分证据。 m a u d s l e y 医院的神经外科中心进行了一个大型的研究，对1 9 7 3 年后的5 9 个颞叶切除术患者( 其中包括3 0 个左侧切除，2 9 个右侧切 除) 进行了测验心引。逻辑记忆测验是要求被试回忆2 篇文章段落。 r e y o s t e r r i e t h 图形测验用来测量言语记忆。就像材料特异性同侧 缺陷的观点预测的那样，左侧切除术组术后在逻辑记忆的即刻回忆中 分数都较低，而在非言语记忆和逻辑记忆延迟回忆中，没有观察到与 右侧半球损伤的显著联系。右侧颞叶切除对非言语记忆影响很小反映 了在测量非言语记忆时分离言语策略的困难。事实上，尽管听觉言语 学习测验提供了对言语记忆过程的全面的描述，非言语记忆过程因为 缺乏合适的测量工具而没有得到全面的评估。然而，有人认为，即使 使用抽象材料，并不能完全的排除用语言来加工。因为，尽管右侧切 除对记忆损害的持续的风险较少，已有研究还不能证明切除侧别和材 料类型之间的部分联系没有受到记忆任务的影响。 从以上的论述我们可以看出，对左侧颞叶与言语记忆的关系已经 得到了比较多的证据的支持，尤其是海马在关联记忆和空间记忆中的 作用已经得出了较一致的结论，但是对于右侧颞叶在非言语记忆中的 作用仍然是一个有争议的问题。国内对癫痫外科术后的记忆功能的研 究数据很少。已有动物研究都是通过建立癫痫模型，研究癫痫对动物 的记忆功能的影响。在国内仅有的一个研究中，发现右侧颞叶切除术 的患者术后非言语记忆功能相对较差，而言语记忆功能相对保持完 整啪1 。就非言语记忆功能来说，右侧颞叶切除术的患者在学习抽象图 颞叶和海马对记忆影响的初步研究 案时较差，而他们的短时和长时保持相对完整。这些研究与 j o n e s - g o t m a n 的研究相对应。而就术后言语记忆功能来说，右侧颞叶 切除术的患者与健康被试在学习和对言语信息的长时延迟回忆中没 有差异。 硕士学位论文 2 问题提出及研究构想 2 1 问题的提出 从m i l l e r 对难治性癫痫患者h m 的研究开始，研究者们开始关 注颞叶及颞叶内结构，尤其是海马在记忆中的作用。从以上的综述可 以得知，颞叶与海马主要参与了外显陈述性记忆的加工，海马还参与 空间记忆。而左侧颞叶主要与言语记忆有关，右侧颞叶与非言语记忆， 尤其是视觉空间记忆有关。在外伤或手术损伤颞叶结构后，就会相应 的引起言语或非言语记忆下降。国外对此进行了大量的研究，但国内 虽然开展癫痫外科也有几十年历史，但是因为临床缺乏专门的神经心 理学专业人士，各种国外已经广泛应用的神经心理学评估手段和方法 在我国的癫痫外科中并未得到很好的利用。对癫痫患者外科手术对认 知功能的影响，尤其是记忆功能的影响的研究还未系统展开，而在临 床中，术后短期内记忆功能下降却是癫痫患者反映最多的一个问题。 因此，本研究以前颞叶切除术后的难治性癫痫患者为研究对象，考察 了术后患者对物体的回忆、再认记忆和空间记忆，探讨颞叶及海马、 海马硬化与记忆的相关，以期为临床癫痫外科提供理论参考，丰富国 内癫痫外科术后认知功能研究的领域。 2 2 研究构想 本研究参照了n u n n 等人呦1 1 9 9 9 年对颢叶切除术后癫痫患者的记 忆研究的方法，通过两个实验来考察颞叶和海马对记忆的作用。实验 一选取真实物体玩具作为研究工具，被试进行物体命名、再认和 空间位置排序。物体命名考察的是言语记忆，再认物体考察的是再认 记忆，而空间位置排序考察的是空间记忆。实验二分析了没有海马硬。 化和有海马硬化的癫痫患者在三个记忆任务中的成绩，以进一步探讨 海马的病理改变对记忆的影响。 实验中选取真实物体( 玩具) 作为研究工具，是因为考虑到大部、 分被试来自农村，文化程度不高，选用物体作为实验材料可以避免文 颞叶和海马对记忆影响的初步研究 化差异带来的对实验结果的影响。而对照组被试也是选择患者组的家 人或朋友，尽量减少由于两组间人口统计学差异对结果的影响。 2 3 研究意义 2 3 1 理论意义 因此，本研究以接受前颞叶切除术后的难治性癫痫患者为研究对 象，考察了患者术后对物体的记忆、再认记忆和空间记忆，探讨左侧 前颞叶切除和右侧前颞叶切除对患者记忆的不同影响，并探讨了海马 硬化对记忆的影响。本实验操作简便，且使用真实物体作为测量工具， 比较适合文化水平相对较低的癫痫患者，完全在临床上进行，有良好 的生态学效度。 2 3 2 现实意义 研究癫痫患者术后的认知功能，不仅是要准确的揭示手术对认知 功能的可能影响，而且更重要的是要研究其内在的神经机制，即一定 的认知功能的损害是由特定的神经机制引起的，从而为临床癫痫外科 提供重要的理论依据和现实的参考意义。帮助手术者制定更为合理和 有效的手术方案，减少手术可能带来的副作用，减轻对患者认知功能 的损害，提高患者生活质量。 总之，我们从临床癫痫外科患者入手来研究术后记忆功能，探讨 颞叶及颞叶内的海马在记忆中的作用，以揭开记忆的神经机制的神秘 面纱。 硕十学位论文 3 实验研究颞n t s n 海马对记忆影响的实验研究 3 1 实验一：颞叶对记忆影响的实验研究 传统的对癫痫外科患者记忆功能的评估是确定材料特异性的言 语记忆和视觉空间缺陷，以分别确定优势和非优势颞叶功能障碍。研 究表明，学习和言语材料的保持与左侧颞叶系统相联系，非言语材料 是与右侧颞叶记忆系统相联系，这是因为人类的左侧大脑一般是语言 优势半球，因此，左侧颞叶切除术就可能导致言语记忆缺陷，而非言 语学习缺陷就可能是右侧颞叶切除术的结果。国外大量的临床研究和 神经心理学研究也证实了这一现象b 1 捌。本实验考察了前颞叶切除术 后的癫痫患者物体命名回忆、再认和空间位置排序，其中物体命名代 表了言语记忆，再认代表了再认记忆，空间位置排序考察的是空间记 忆能力，以探索切除的颞叶在此类记忆中的作用。实验在手术3 个月 后患者复查时进行。 3 1 1 研究方法 3 1 1 1 被试 选取2 0 0 8 年3 月到2 0 0 8 年l o 月在广东省三九脑科医院接受前 颞叶切除术的难治性颞叶癫痫患者2 5 例，其中男性1 6 人、女性9 人， 年龄1 1 4 0 岁、平均2 0 9 1 6 1 6 岁，病程2 - 1 6 年、平均7 0 7 5 0 5 年，教育年限6 - 1 5 年，平均9 5 2 2 7 7 ，术前的韦氏记忆全量表智 商平均8 7 4 1 1 7 。 被试入选标准：( 1 ) 符合难治性癫痫的临床诊断标准( 癫痫的临 床诊断明确、选用正确的一线抗癫痫药物且血中药物的浓度处于有效 范围之内、无临床明显的抗癫痫药物毒副作用：癫痫发作频繁每月 达四次以上：患者持续服用抗癫痫药物两年以上而癫病仍不能控制： 除外进行性神经系统疾病或其他占位性疾病) 。( 2 ) 具有完善的术前 评