羅澤汝心，譚波濤，伍亞民

·綜述·

脊髓損傷導(dǎo)致認(rèn)知障礙及其相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展

羅澤汝心，譚波濤，伍亞民

脊髓損傷的研究主要集中在運(yùn)動(dòng)功能和感覺功能的缺失及自主神經(jīng)相關(guān)的并發(fā)癥等方面，而對(duì)脊髓損傷后造成的大腦認(rèn)知障礙的研究較少。影響脊髓損傷后認(rèn)知障礙的因素主要有情緒、創(chuàng)傷性腦損傷、飲酒史、藥物濫用史和文化水平等，可能機(jī)制主要有創(chuàng)傷性腦損傷、大腦結(jié)構(gòu)改變、腦內(nèi)損傷和功能的改變以及不恰當(dāng)?shù)闹委煹取?/p>

脊髓損傷；認(rèn)知障礙；創(chuàng)傷性腦損傷；綜述

[本文著錄格式]羅澤汝心，譚波濤，伍亞民.脊髓損傷導(dǎo)致認(rèn)知障礙及其相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展[J].中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐, 2017,23(4)：390-393.

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脊髓損傷所造成的功能障礙極大地影響患者的生活質(zhì)量，給社會(huì)和家庭帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因而對(duì)于脊髓損傷的研究一直以來(lái)都是神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域的關(guān)注點(diǎn)。有文獻(xiàn)指出，脊髓損傷后的認(rèn)知功能障礙相比其他功能障礙可能被低估[1]。伴隨預(yù)防醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和康復(fù)醫(yī)學(xué)的相互融入，脊髓損傷患者的康復(fù)逐漸成為一個(gè)綜合的過(guò)程。認(rèn)知、記憶、情緒狀態(tài)對(duì)脊髓損傷患者學(xué)習(xí)功能、適應(yīng)能力、融入生活等十分重要，最終影響患者最佳康復(fù)效果的實(shí)現(xiàn)模式。因此，促進(jìn)身體和心理適應(yīng)殘疾的過(guò)程，改善患者情緒、認(rèn)知狀態(tài)也越來(lái)越受到重視。

1 臨床報(bào)道

作為人腦的高級(jí)生理活動(dòng)，認(rèn)知(cognition)功能對(duì)人記憶、語(yǔ)言、視空間、執(zhí)行、計(jì)算和理解判斷等方面有著重要的影響，是中樞神經(jīng)(central nervous system,CNS)獲取知識(shí)和/或應(yīng)用知識(shí)的過(guò)程。早在20世紀(jì)60年代，國(guó)外就有學(xué)者注意到脊髓損傷后有約40%～60%患者出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙[2-5]。這些研究通過(guò)設(shè)計(jì)一系列神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試，根據(jù)評(píng)分結(jié)果來(lái)評(píng)價(jià)患者的注意力、記憶力等認(rèn)知水平。在這個(gè)問(wèn)題早期的探究中，Davidoff等總結(jié)前人的研究結(jié)果并對(duì)一些神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試進(jìn)行改進(jìn)(如引進(jìn)哈氏分類測(cè)試等新的測(cè)試項(xiàng)目)來(lái)增強(qiáng)診斷的客觀性；他們發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷12周患者各種神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試的陽(yáng)性結(jié)果率為50%左右[1-2,5]。隨著事件相關(guān)電位(event-related potential,ERP)、腦電圖(electroencephalogram,EEG)等神經(jīng)電生理技術(shù)的不斷成熟，認(rèn)知與腦的關(guān)系的研究也變得越來(lái)越清晰。Lazzaro等用聽覺ERP N1、P2、P3記錄37例脊髓損傷患者的波幅、潛伏期等數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)脊髓損傷患者的P2潛伏期明顯延長(zhǎng)，四肢癱脊髓損傷患者的響應(yīng)延遲時(shí)間明顯長(zhǎng)于截癱患者，但其他項(xiàng)目并沒(méi)有顯著性差異[6]。Di Russo等也觀察到脊髓損傷后N100、P200等反應(yīng)早期信息加工的成分有延遲[7]。Gordon等進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)損傷患者的皮層和皮層下網(wǎng)絡(luò)信號(hào)出現(xiàn)分布式障礙并對(duì)患者的評(píng)價(jià)和執(zhí)行功能產(chǎn)生不良影響[8]。以上研究都表明，脊髓損傷患者的大腦中央信息處理功能受損，各類ERP測(cè)量發(fā)現(xiàn)其感覺編碼功能、聯(lián)系能力以及大腦記憶信息更新能力都有所減弱。在對(duì)患者出現(xiàn)認(rèn)知障礙的特點(diǎn)方面，文獻(xiàn)報(bào)道比較一致。脊髓損傷患者出現(xiàn)的認(rèn)知障礙主要集中在注意力分散、解決問(wèn)題能力減弱、記憶力減弱等方面，具體表現(xiàn)為有些患者會(huì)記不清楚自己的名字、注意力渙散、無(wú)法集中等[1-3,5]。

2 影響因素

2.1 情緒

脊髓損傷是否直接造成患者認(rèn)知功能障礙？還是由于損傷后的各種功能缺失以及疼痛等造成情緒、認(rèn)知障礙？以及脊髓損傷后患者的情緒與認(rèn)知障礙的關(guān)系如何？值得探究。

心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，抑郁能影響患者專注力，甚至學(xué)習(xí)記憶能力[1,9-10]。Widerstr?m-Noga用調(diào)查問(wèn)卷的方式對(duì)430例脊髓損傷患者進(jìn)行自我感知調(diào)查，發(fā)現(xiàn)患者的悲傷情緒對(duì)患者的感覺、運(yùn)動(dòng)等功能的恢復(fù)有影響[11]。Murray對(duì)63例脊髓損傷患者的認(rèn)知信念問(wèn)卷結(jié)果提示，患者的抑郁程度、習(xí)得性無(wú)助水平與患者的損傷程度關(guān)系不大，而與患者的受教育程度、年齡、就業(yè)情況有關(guān)[12]。為了確定這種因素的影響，早前Davidoff等對(duì)66例脊髓損傷急性期患者做了一系列與認(rèn)知相關(guān)的神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試和抑郁量表評(píng)分，發(fā)現(xiàn)這兩類評(píng)分結(jié)果沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[1]。這些研究提示，脊髓損傷后的抑郁等情緒問(wèn)題可能并不是影響神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試結(jié)果的主要原因。但是，有學(xué)者對(duì)30例無(wú)酒精和藥物濫用史的脊髓損傷患者研究結(jié)果顯示，抑郁與認(rèn)知障礙關(guān)系密切[1]。但單純相關(guān)性分析無(wú)法證明患者抑郁與認(rèn)知功能受損的因果關(guān)系。

2.2 其他因素

脊髓損傷患者是否出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙和其他因素，如創(chuàng)傷性腦損傷(traumatic brain injury,TBI)、飲酒史、藥物濫用史、文化水平等有關(guān)。但Davidoff等對(duì)30例脊髓損傷患者以TBI和非TBI分組行神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試，兩組得分并無(wú)差異[1]。最近有研究比較單純性TBI和脊髓損傷患者的各種神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有涉及運(yùn)動(dòng)功能測(cè)試(如符號(hào)數(shù)字模式、書寫測(cè)驗(yàn)等)腦損傷患者得分明顯低于脊髓損傷組；而涉及單純記憶學(xué)習(xí)、視聽覺測(cè)試(如雷伊聽覺測(cè)試)等，兩組患者得分無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[13]。同時(shí)，Davidoff等都曾明確提出脊髓損傷伴發(fā)的TBI尤其是輕度TBI的比例可能被高估[1,13]。因此，脊髓損傷后伴發(fā)的TBI是否是引起患者的認(rèn)知功能障礙還難以確定。另外也有研究證實(shí)，飲酒、藥物濫用史、患者性別、年齡等因素均被視為影響脊髓損傷患者認(rèn)知障礙評(píng)價(jià)的重要因素[1-5]。

3 可能機(jī)制

3.1 并發(fā)顱腦損傷

在急性脊髓損傷中有40%～50%患者伴發(fā)TBI[14-15]，因此，早期關(guān)于脊髓損傷后認(rèn)知障礙的研究集中在TBI方面。然而，對(duì)于沒(méi)有TBI而出現(xiàn)認(rèn)知功能受損的脊髓損傷患者，還缺乏很好的解釋。我們認(rèn)為，一是創(chuàng)傷的沖擊力損傷脊髓的同時(shí)很可能也影響顱腦神經(jīng)，引起與認(rèn)知有關(guān)的功能部位輕度受損，但是臨床檢查手段并不能確認(rèn)顱腦結(jié)構(gòu)是否遭到損害[1,16]，因而忽略了這部分患者。但一些基礎(chǔ)研究提示，脊髓沖擊性損傷有較輕的顱腦損傷證據(jù)。Wang等[17]對(duì)42只成年雄狗進(jìn)行后肢高速?zèng)_擊實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)損傷僅8 h后在損傷動(dòng)物的海馬和丘腦等處發(fā)生神經(jīng)元變性和脫髓鞘改變。Zhang等[18]對(duì)成年白豬行脊柱高速?zèng)_擊鈍挫傷，他們發(fā)現(xiàn)損傷動(dòng)物的記憶力等行為學(xué)方面有異常，動(dòng)物損傷后腦電圖也有不同程度改變，但是缺乏組織學(xué)證明。因此，是否因?yàn)榧顾钃p傷的同時(shí)伴發(fā)不可察覺的腦損傷導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙，或是脊髓損傷通過(guò)其他途徑影響大腦認(rèn)知功能還需要更多的證據(jù)。

3.2 大腦結(jié)構(gòu)改變

隨著技術(shù)的進(jìn)步，神經(jīng)影像學(xué)的發(fā)展使得人們可以直觀觀察脊髓損傷患者大腦的結(jié)構(gòu)變化。皮質(zhì)脊髓束的損傷不僅引起相應(yīng)傳入腦區(qū)(比如感覺運(yùn)動(dòng)皮層)的萎縮，而且臨近區(qū)域的腦結(jié)構(gòu)也存在退變和萎縮[19-20]。這種腦的結(jié)構(gòu)改變直接和患者的運(yùn)動(dòng)、感覺功能改變相關(guān)[21]。通過(guò)使用功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)，Nicotra等[22]發(fā)現(xiàn)脊髓損傷患者大腦情感控制區(qū)域的激活與正常對(duì)照人群存在著明顯的差異：反應(yīng)中樞敏化的前扣帶回、中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)(periaqueductal gray,PAG)在脊髓損傷患者中有異常激活；而膝下扣帶區(qū)域(subgenual cingulate)的低活性狀態(tài)則提示脊髓損傷患者存在情感脆弱的可能。利用光遺傳學(xué)影響技術(shù)，Hilton等[23]最近發(fā)現(xiàn)，皮質(zhì)脊髓束的損傷會(huì)引起腦皮質(zhì)區(qū)域的功能改變，這種改變是引起動(dòng)物運(yùn)動(dòng)功能自發(fā)恢復(fù)的主要原因。國(guó)內(nèi)有學(xué)者證實(shí)[24]，皮質(zhì)激素束的缺失會(huì)導(dǎo)致腦和脊髓之間纖維投射，以及大腦局部纖維投射的變化。這些研究說(shuō)明，腦的結(jié)構(gòu)改變對(duì)行為學(xué)變化重要影響，同時(shí)也提示脊髓損傷后的腦結(jié)構(gòu)變化可能是認(rèn)知、情感障礙的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

3.3 腦損傷和功能的改變

也有報(bào)道指出脊髓損傷后產(chǎn)生的繼發(fā)性損傷可能是引起認(rèn)知功能障礙的主要原因。這些繼發(fā)性病理變化包括上行神經(jīng)元軸突發(fā)生變性和脫髓鞘，甚至神經(jīng)元的凋亡消失；相關(guān)的重要神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子在脊髓和腦內(nèi)表達(dá)的改變；腦內(nèi)功能區(qū)域的重塑，都對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，特別是與認(rèn)知相關(guān)的海馬、丘腦和皮質(zhì)等部位造成各種類型的損傷[25-27]。

Wu等[28-29]研究大鼠脊髓鈍挫傷介導(dǎo)腦內(nèi)慢性炎癥，指出脊髓損傷介導(dǎo)腦內(nèi)細(xì)胞周期活化使得細(xì)胞周期蛋白表達(dá)增加，介導(dǎo)炎癥相關(guān)的因子表達(dá)上調(diào)，造成腦內(nèi)與認(rèn)知相關(guān)的區(qū)域持續(xù)的慢性炎癥。Guerrero等[30]用鼠脊髓損傷模型研究與巨噬細(xì)胞活化和調(diào)節(jié)的關(guān)鍵因子白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-6對(duì)腦內(nèi)炎癥的影響，他們發(fā)現(xiàn)通過(guò)IL-6拮抗劑競(jìng)爭(zhēng)性抑制IL-6的表達(dá)，能增加腦內(nèi)抗炎型M2巨噬細(xì)胞，使得炎癥減輕，并有助于功能恢復(fù)。此外炎癥也可激活自身免疫系統(tǒng)，同時(shí)脊髓損傷后機(jī)體免疫系統(tǒng)異常也被認(rèn)為與認(rèn)知障礙有關(guān)[31]。近年來(lái)越來(lái)越多證據(jù)表明免疫系統(tǒng)與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的密切作用，對(duì)神經(jīng)元的生長(zhǎng)、再生和突觸形成與可塑性可能有主導(dǎo)作用[32]。

最近有報(bào)道發(fā)現(xiàn)[33-34]，脊髓損傷后大腦有關(guān)認(rèn)知障礙的區(qū)域內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白表達(dá)增高，提示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可能也參與脊髓損傷后海馬、皮質(zhì)的持續(xù)炎癥和神經(jīng)細(xì)胞死亡。

另外，脊髓損傷后產(chǎn)生的血管性癡呆這一問(wèn)題也受到關(guān)注。脊髓損傷后患者的低血壓也與認(rèn)知功能損害有關(guān)。脊髓損傷后交感神經(jīng)系統(tǒng)受損，導(dǎo)致血壓調(diào)節(jié)功能紊亂，脊髓損傷患者，尤其是四肢癱患者常表現(xiàn)為低血壓和嚴(yán)重的直立性低血壓[35]。Phillips等[36]對(duì)20例有慢性低血壓的四肢癱和截癱脊髓損傷患者進(jìn)行一系列神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)低血壓引起患者記憶力下降，而用ɑ受體激動(dòng)劑鹽酸多米君升高血壓后，似乎可以逆轉(zhuǎn)這一過(guò)程。

3.4 不恰當(dāng)治療

有人指出[1]，脊髓損傷后大量的中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制性鎮(zhèn)靜催眠藥、抗痙攣劑和激素對(duì)腦功能也有一定的損害，并引起患者認(rèn)知障礙。而關(guān)于脊髓損傷后大量激素的應(yīng)用對(duì)患者腦功能是否有益還存在爭(zhēng)議[27]。這些研究為臨床上全面了解患者情況，采取綜合的治療措施提供理論依據(jù)。

4 總結(jié)和展望

脊髓損傷后認(rèn)知功能改變?nèi)菀妆缓雎裕捎谂R床研究受到眾多因素的影響，目前國(guó)內(nèi)也缺乏相關(guān)流行病學(xué)調(diào)查，人們對(duì)該方面的認(rèn)識(shí)還十分粗淺。在發(fā)生機(jī)理上，我們認(rèn)為脊髓損傷患者認(rèn)知障礙與損傷瞬間的沖擊性物理傷害以及伴發(fā)的TBI有關(guān)；另一方面也與損傷造成的CNS繼發(fā)性反應(yīng)，如腦內(nèi)慢性炎癥有關(guān)。但目前為止，對(duì)這個(gè)問(wèn)題的研究還處于探索階段，具體機(jī)制也并不清楚，許多研究也尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。

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Advance in Cognitive Impairment and Its Related Mechanisms for Patients with Spinal Cord Injury(review)

LUO Ze-ru-xin,TAN Bo-tao,WU Ya-min
Daping Hospital of Third Military Medical University,Chongqing 400042,China Correspondence to WU Ya-min.E-mail：yaminwu65@hotmail.com

Dysfunction after spinal cord injury mainly focused on the loss of motor function and sensory function and its complications instead of cognitive impairment.In this paper,the relevant reports of cognitive impairment in patients with spinal cord injury were collected. The influencing factors mainly contained emotion,traumatic brain injury,alcohol intake,drug abuse and educational level,etc.The possible mechanisms included traumatic brain injury,structure change of brain,brain damage and functional change,and inappropriate treatment,etc.

spinal cord injury;cognitive impairment;traumatic brain injury;review

R651.2

A

1006-9771(2017)04-0390-04

2016-08-11

2016-10-31)

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.04.005

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.30772299)。

第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所三室(創(chuàng)傷與燒傷國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)，重慶市400042。作者簡(jiǎn)介：羅澤汝心(1991-)，男，漢族，重慶市人，碩士研究生，主要研究方向：神經(jīng)損傷康復(fù)相關(guān)研究。通訊作者：伍亞民，男，博士，博士生導(dǎo)師，主要研究方向：脊柱脊髓損傷。E-mail：yaminwu65@hotmail.com。