專(zhuān)題筆談│基于腦科學(xué)的兒童神經(jīng)認知發(fā)育障礙評估與干預！

　　在兒科臨床疾病中，兒童神經(jīng)系統疾病常伴有神經(jīng)認知發(fā)育障礙。兒童神經(jīng)認知發(fā)育障礙，又稱(chēng)特定學(xué)習障礙，是指兒童學(xué)習能力明顯低于同年齡或同年級兒童，并嚴重影響學(xué)業(yè)成就和日常生活的一種認知障礙。兒童神經(jīng)認知發(fā)育障礙包括學(xué)習障礙、語(yǔ)言障礙、情緒行為障礙以及孤獨癥等［1］，其中發(fā)展性閱讀障礙（developmentaldyslexia）、發(fā)展性計算障礙（developmentaldyscalculia）、注意缺陷多動(dòng)障礙（attentiondeficithyperactivitydisorder，ADHD）和孤獨癥譜系障礙（autismspectrumdisorders，ASD）是兒童青少年神經(jīng)系統疾病高發(fā)的認知發(fā)育障礙。例如，有研究顯示癲癇兒童共患認知和社會(huì )行為障礙的發(fā)生率是一般人群的4.8倍［2］，共患1種或以上認知行為障礙的共患率為57.7%［3］。神經(jīng)認知發(fā)育障礙兒童通常表現為學(xué)業(yè)成就低下，社交能力較差，嚴重影響了患兒的生活質(zhì)量和長(cháng)期社會(huì )預后。兒童青少年階段是個(gè)體腦和行為發(fā)育的關(guān)鍵期，大腦的可塑性較強，基于腦科學(xué)的研究及早對患兒進(jìn)行評估和干預有助于改善兒童認知神經(jīng)發(fā)育，促進(jìn)兒童長(cháng)期社會(huì )預后。

　　1兒童神經(jīng)認知發(fā)育障礙的認知心理特征

　　發(fā)展性閱讀障礙是指兒童在閱讀發(fā)展過(guò)程中沒(méi)有明顯原因（如器質(zhì)性損傷、精神或智力障礙、受教育機會(huì )缺乏等）情況下，閱讀測驗成績(jì)顯著(zhù)低于個(gè)體實(shí)際年齡、智力和教育水平［依據美國《精神障礙診斷與統計手冊》第5版（DSM-Ⅴ）］。發(fā)展性閱讀障礙兒童主要表現為難以理解和應用字母、正字法規則，閱讀技能的精確性與速度受到損傷，詞匯量和閱讀策略較差，進(jìn)而妨礙兒童語(yǔ)言學(xué)習的能力。

　　閱讀障礙最初被稱(chēng)為“字詞盲”，早在20世紀70年代，西方拼音文字閱讀障礙的研究者就發(fā)現，閱讀障礙的核心認知缺陷為聽(tīng)覺(jué)語(yǔ)音加工（即語(yǔ)音意識）能力不足［4］。之后的研究者進(jìn)一步發(fā)現，閱讀障礙除了聽(tīng)覺(jué)語(yǔ)音加工缺陷以外，還存在加工速度缺陷，表現為命名數字、顏色、物體時(shí)的加工速度明顯差于正常兒童［5］。研究者把語(yǔ)音加工缺陷和加工速度缺陷稱(chēng)為閱讀障礙的雙重缺陷［6］。此外，閱讀障礙還表現為字母-讀音的投射（即形音轉換規則）能力不足。漢語(yǔ)閱讀障礙的認知特征不同于拼音文字的閱讀障礙。漢字是一種表意文字，不存在形音轉換的規則，形、音之間并不是一一對應的關(guān)系。因此，我國學(xué)者研究認為，漢語(yǔ)閱讀障礙是由多重認知缺陷引起的，包括語(yǔ)音意識缺陷、語(yǔ)素意識缺陷、快速命名缺陷等［7］。

　　發(fā)展性計算障礙是指排除了智力和教育水平等因素，數學(xué)能力明顯低于同年齡或同年級兒童，并嚴重影響學(xué)業(yè)成就和日常生活的一種學(xué)習障礙［8-9］。發(fā)展性計算障礙的核心認知機制是數目加工缺陷，即點(diǎn)陣（一定數量點(diǎn)的集合）數量比較、數字比較任務(wù)成績(jì)較差。空間能力、注意能力等一般認知能力也是影響計算障礙的因素，例如注意力缺陷常常與計算障礙共發(fā)，25%的ADHD兒童表現出計算障礙［10］，而計算障礙兒童出現注意力缺陷的發(fā)生率為42%。此外，數目加工和數學(xué)成績(jì)之間的關(guān)系也受到一般認知能力的調節。將詞匯量和抑制控制能力作為協(xié)變量控制之后，數目比較測驗的正確率和數學(xué)能力不顯著(zhù)相關(guān)［11］。最近一項研究發(fā)現，發(fā)展性計算障礙兒童的數目加工缺陷可以由快速視知覺(jué)解釋?zhuān)?2］。發(fā)展性計算障礙與發(fā)展性閱讀障礙具有較高的共患率，2～4年級的兒童共患計算障礙和閱讀障礙的比例高達23%～49%［13］。

　　ADHD主要特征是自我調節、注意控制和反應抑制能力存在缺陷，表現為注意力缺陷、活動(dòng)過(guò)度、沖動(dòng)等行為障礙，常共患學(xué)習困難、品行障礙、對立違抗等。流行病學(xué)調查顯示，兒童時(shí)期患有ADHD的患者30%～50%持續至成人期，影響患兒的長(cháng)期社會(huì )預后［14］。ADHD的核心認知缺陷是注意能力不足，控制和抑制行為較差，主要包括兩種亞型：注意缺陷型和過(guò)度活動(dòng)型。

　　ASD是一種神經(jīng)發(fā)育類(lèi)障礙疾病，具有3種核心特征：社會(huì )交往障礙、語(yǔ)言發(fā)育遲滯和重復刻板行為［15］。此外，ASD還伴常見(jiàn)的神經(jīng)系統共患病，ASD共患智力障礙的發(fā)生率高達60%，共患癲癇發(fā)作的發(fā)生率為5%～44%，焦慮和情感障礙也常見(jiàn)于A(yíng)SD患兒［16］。

　　2兒童神經(jīng)認知發(fā)育障礙的腦神經(jīng)機制

　　腦與認知科學(xué)研究為揭示閱讀障礙的腦結構和功能異常提供了技術(shù)支持。以往研究利用功能磁共振成像技術(shù)發(fā)現了閱讀障礙患者在顳頂區域的腦激活異常，證實(shí)了語(yǔ)音缺陷是拼音文字閱讀障礙兒童主要缺陷［17-18］。后來(lái)的研究進(jìn)一步發(fā)現，閱讀障礙可能不僅在大腦的顳頂區域存在功能異常，該區域與其他語(yǔ)言腦區之間的白質(zhì)連接也存在異常［19］，這說(shuō)明閱讀障礙者可能不僅是單個(gè)腦區的活動(dòng)異常，還可能存在腦區之間的協(xié)調配合、相互作用的異常。

　　功能磁共振成像的研究考察了不同母語(yǔ)背景閱讀障礙者的腦功能特征。英語(yǔ)、法語(yǔ)、意大利語(yǔ)背景的閱讀障礙者都在顳葉區域表現出相似的異常活動(dòng)［20］。與西方拼音文字閱讀障礙者不同，研究發(fā)現漢語(yǔ)閱讀障礙者在左側前額葉皮質(zhì)活動(dòng)異常［21］。此外，漢語(yǔ)閱讀障礙者在視覺(jué)皮質(zhì)大細胞通路活動(dòng)降低，非言語(yǔ)視覺(jué)刺激引發(fā)的大腦活動(dòng)與閱讀能力個(gè)體差異顯著(zhù)相關(guān)［22］。

　　發(fā)展性計算障礙在負責數字加工的核心腦區（即頂內溝）存在結構和功能異常。第一，腦結構成像證據表明發(fā)展性計算障礙兒童的頂內溝結構異常。Isaacs等［23］對腦形態(tài)采用基于體素的形態(tài)學(xué)方法（VBM）分析，比較了發(fā)展性計算障礙兒童和對照組兒童的大腦灰質(zhì)密度和體積，發(fā)現前者左側頂內溝區域的灰質(zhì)密度明顯偏少。發(fā)展性計算障礙兒童右側頂內溝在長(cháng)度、深度及溝的形態(tài)上明顯異于正常對照組［24］。第二，腦功能成像證據表明發(fā)展性計算障礙兒童頂內溝功能異常。在數字加工和數數任務(wù)中，發(fā)展性計算障礙兒童的右側頂內溝活動(dòng)與正常組兒童相比較弱［25］。Cohen等［26］發(fā)現發(fā)展性計算障礙兒童右側頂內溝區域對數字大小一致效應不敏感。

　　大腦結構研究發(fā)現，ADHD患者的皮質(zhì)厚度和灰質(zhì)體積相對降低，背側注意網(wǎng)絡(luò )和邊緣腦區皮質(zhì)厚度顯著(zhù)小于正常對照組，右側尾狀核、丘腦和雙側的小腦半球灰質(zhì)體積降低［27］。白質(zhì)纖維束的彌散張量成像研究發(fā)現，右側大腦的注意和執行功能相關(guān)的各向異性指數明顯降低。功能磁共振的研究表明，ADHD前額葉-紋狀體環(huán)路、小腦和腦干功能活動(dòng)異常。在靜息態(tài)功能磁共振方面，ADHD兒童右側前額葉、雙側小腦低頻震蕩降低，而右側前扣帶回左側感覺(jué)運動(dòng)區和雙側腦干的低頻震蕩升高［28］。這些腦區的大腦自發(fā)活動(dòng)改變是ADHD兒童認知缺陷的基礎。

　　元分析結果表明，ASD的額葉、杏仁核和小腦的結構和功能異常［29］。ASD患者的大腦體積和額葉灰質(zhì)體積顯著(zhù)增大。在青春早期，ASD白質(zhì)體積明顯增大。ASD患兒社交障礙與杏仁核功能異常有關(guān)［30］。靜息態(tài)功能連接結果表明，杏仁核與視空間腦區、頂葉功能連接減弱，該效應與感覺(jué)輸入腦區有關(guān)，進(jìn)而影響社會(huì )知覺(jué)環(huán)路。

　　3兒童認知功能障礙的干預

　　認知訓練能夠有效改善兒童神經(jīng)認知發(fā)育障礙的認知功能。第一，基于心理語(yǔ)言學(xué)的認知輔導訓練常用于干預閱讀障礙兒童。語(yǔ)言老師對發(fā)展性閱讀障礙兒童進(jìn)行連續8d的形-音對應輔導3.6h，包括系統的語(yǔ)音意識和編碼策略輔導，能夠顯著(zhù)提高閱讀障礙的閱讀準確率，并且行為的改善能夠持續1年以上。同時(shí)，腦成像方面的布洛卡區和顳頂聯(lián)合區的大腦激活增強［31］。第二，計算機自適應認知訓練能夠有效改善發(fā)展性計算障礙的核心缺陷。基于數量表征和數字-空間關(guān)聯(lián)的數字賽跑游戲訓練將發(fā)展性計算障礙兒童的減法正確率提高了23%［32］。研究者使用數字運算游戲干預發(fā)展性計算障礙兒童，經(jīng)過(guò)20h的訓練，患兒的計算成績(jì)接近正常對照組，言語(yǔ)工作記憶成績(jì)顯著(zhù)提高，同時(shí)前額葉和頂葉的激活顯著(zhù)降低［33］。第三，隨機對照試驗的證據表明，訓練ADHD兒童的工作記憶能力能夠顯著(zhù)改善其反應抑制、推理和多動(dòng)行為［34］，計算機遠程在線(xiàn)的綜合認知訓練（包括注意力和反應速度）可有效改善ADHD患兒的工作記憶能力［35］。第四，ASD兒童接受4周的情緒面孔識別訓練，社會(huì )情緒再認能力顯著(zhù)提高［36］。

　　最近研究證據表明，腦刺激技術(shù)能夠顯著(zhù)提高兒童神經(jīng)認知發(fā)育障礙的認知功能。例如，經(jīng)顱直流電刺激（transcranialdirectcurrentstimulation，tDCS）作用于發(fā)展性閱讀障礙成人的大腦背側視覺(jué)通路，其閱讀速度和準確性顯著(zhù)改善［37］。在最近的一項個(gè)案研究中，發(fā)展性計算障礙成人接受左側頂葉陽(yáng)性、右側頂葉陰性的tDCS，數字自動(dòng)加工和視空間映射能力得到顯著(zhù)提高。重復經(jīng)顱磁刺激（repetitivetranscranialmagneticstimulation，rTMS）可改善兒童ADHD的臨床癥狀。低頻rTMS（1Hz）刺激ADHD患者的輔助運動(dòng)區，與對照組相比，其好動(dòng)沖動(dòng)、多動(dòng)的行為顯著(zhù)緩解，療效持續存在4周以上［38］。深部rTMS能夠顯著(zhù)改善高功能ASD患者社交障礙、焦慮癥狀［39］。然而，目前的研究?jì)H提供了ASD腦刺激兒童群體試驗證據，關(guān)于發(fā)展性閱讀障礙、發(fā)展性計算障礙尚未見(jiàn)關(guān)于兒童群體的報道。

　　4結語(yǔ)

　　綜上，與傳統的臨床神經(jīng)心理研究相比，從腦科學(xué)或認知神經(jīng)科學(xué)角度研究?jì)和窠?jīng)認知發(fā)育障礙，為臨床診斷和干預提供了新的視角和客觀(guān)證據。腦科學(xué)的證據表明，兒童神經(jīng)認知發(fā)育障礙存在特定的核心認知障礙，并表現出特定腦區的結構或功能異常。目前，神經(jīng)認知發(fā)育障礙的干預以認知行為訓練為主，研究者已經(jīng)嘗試腦刺激的干預方法，但其有效性和可靠性亟待兒童群體的大樣本數據驗證。