任务复杂性与皮质语言映射准确性之间的联系

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任务复杂度与皮质语言映射准确性的相关性

引言

本研究旨在探讨直接皮质刺激映射(direct cortical stimulation mapping, DCS)语言功能区时,任务复杂度是否会影响映射的准确性。研究者们提出了这样一个假设:由于脑癌浸润区皮层的神经元计算能力降低,复杂的语言任务(如多音节词命名)可能会增加错误率。

论文来源

该研究由加利福尼亚大学旧金山分校(UCSF)神经外科系的Alexa Semonche等人完成,结果在2024年5月7日在线发表于《神经外科》(Neurosurgery)杂志。本文曾在2023年4月21日的美国神经外科医师协会(AANS)年会上以摘要和电子海报的形式进行了报告。

研究方法

研究对象

研究者回顾性分析了2017年至2021年间,在UCSF接受了同侧语言优势半球胶质瘤(WHO II-IV级)切除手术且行觉醒语言映射的74例患者的资料。

研究流程

  1. 术前评估患者语言功能,记录图画命名(picture naming,PN)和单词朗读(word reading,WR)任务的表现。
  2. 手术中行DCS语言映射,记录PN和WR任务的正确率。
  3. 将PN和WR试验按单词音节数分为1音节、2音节和3+音节三组。
  4. 分析每组的正误率,探讨音节数与错误率的相关性。
  5. 应用多变量logistic回归,分析影响错误率的相关因素。
  6. 分析错误率与切除率的关系。

数据分析

研究者使用Python和R软件进行数据分析,采用卡方检验、多元logistic回归等统计方法。

主要结果

  1. 共分析了2643个PN试验和978个WR试验。
  2. PN总错误率为5.2%,WR总错误率为6.0%。
  3. 单词音节数增加与PN错误率升高显著相关(p=0.001),但与WR错误率无关(p=0.807)。
  4. 多元分析显示,每增加1个音节,PN错误率的比值比(odds ratio)增加2.4倍(p<0.001)。年龄每增加1岁,错误率比值比增加1.013倍(p=0.043)。
  5. 术前语言缺损严重程度与术中多音节PN错误率正相关(p<0.001,r2=0.1776)。
  6. 错误率与切除率无显著相关(p=0.949)。

研究意义

  1. 发现复杂(多音节)语言任务可能超出了胶质瘤浸润区皮层的神经元计算能力。
  2. 提出对DCS语言映射范式进行修改的建议,根据任务复杂度对刺激点进行分组,更准确评估功能区域。
  3. 拓展了癌症神经科学的研究,揭示了胶质瘤如何改变皮层加工语言的能力。
  4. 该研究结果对优化手术策略和评估患者术后语言功能恢复具有临床指导意义。

研究亮点

  1. 大样本、单中心研究,对DCS语言映射进行细致分析。
  2. 创新性地将任务复杂度(音节数)与映射准确性关联。
  3. 提出修改DCS语言映射策略的建议,促进精准保留语言区。
  4. 拓展了”癌症神经科学”的研究领域,探讨胶质瘤如何影响皮层语言功能。

该研究对DCS语言映射范式提出了有价值的改进建议,为神经外科手术和神经康复提供了新的思路。研究者们未来还需进一步探索影响胶质瘤浸润区神经元计算能力的分子生物学机制。