【综述】岛叶功能的研究进展.doc

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1、【综述】岛叶功能的研究进展 岛叶是边缘系统的重要组成部分，功能十分复杂。近年研究表明岛叶不仅参与基本情绪、感知信息的获取，还参与高级情感的认知过程。由于其解剖位置较深，岛叶的亚分区及具体功能目前国内外的研究均尚少，因此我们就岛叶功能做一综述。一、岛叶解剖结构岛叶呈三角形岛状，由多个岛回组成。位于外侧裂深面，深部紧邻最外囊，被额叶、顶叶、颞叶所构成的岛盖所覆盖。岛叶由前、中、后3部分构成，具体分为颗粒状岛叶(位于岛叶的后背部)、无颗粒岛叶(位于岛叶的前腹部)及不典型增生颗粒岛叶(位于岛叶中部)1。岛叶前、后部分由岛中央沟分隔。岛叶前部可分为前、中、后岛短回，各岛短回向前下辐辏于岛尖，此外岛极由较

2、小的岛横回和副岛回组成。岛叶后部由后中央沟分为前、后两个长回。岛叶的血液供应来自大脑中动脉的M2段。二、岛叶功能近年来随着功能磁共振成像在岛叶研究应用中的不断增加，对其功能的了解也相对增加。岛叶不仅参与述情障碍、厌恶情绪、疼痛、成瘾、风险决策及语言等功能，还与自主神经功能的调节、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、前庭功能、感觉运动加工、精神分裂症、额颞叶痴呆及自闭症相关。(一)岛叶与情绪1岛叶与述情障碍：述情障碍又称情感的无法表达，由情感和认知两方面构成，作为情感意识减弱的一种亚临床表现并非一种独立的精神疾病，但它是引起身心及精神方面情感失调的主要危险因素之一2。既往认为述情障碍与神经发育障碍性疾病相

3、关(如精神分裂症3)。但述情障碍也可在脑损伤后继发4。最初研究认为情感意识受损的患者表现为前岛叶及前扣带皮质受损5。GoerlichDobre等2采用基于体素的形态功能磁共振比较多伦多述情障碍(TAS20)量表得分较高与得分较低者的岛叶灰质体积大小，结果表明认知述情障碍中TSA20得分较高的患者右侧后岛叶的灰质体积增大，而情感述情障碍患者右侧扣带皮质灰质体积增大。最新研究同样采用TAS20量表测评进一步发现前岛叶受损将影响情感意识状态，从而引起获得性述情障碍，该研究还发现前扣带皮质受损不会引起述情障碍，并且前岛叶受损的体积大小与述情障碍的严重程度相关6。Ihme等7的研究也支持上述研究成果，即

4、述情障碍患者的前岛叶灰质体积及功能激活均会减少。近年研究均支持前岛叶参与述情障碍，但目前机制尚不十分明确，可能是干扰了岛叶整合体内内感受信号(身体的生理状态)形成完整的自我情感意识状态这一过程8。2岛叶与厌恶情绪：情绪刺激会激活岛叶，影像学研究认为负性情绪刺激会激活左侧岛叶而厌恶情绪属于负性情绪的一种，岛叶可能参与厌恶情绪的加工过程9。动物研究结果表明直接电刺激猴子的岛叶会诱发厌恶情绪的产生10。岛叶受损患者在观看厌恶情绪图片时识别厌恶图片的能力及产生厌恶情绪的敏感度均降低11，这提示岛叶参与厌恶情绪的识别及加工过程，但并没有区分左右岛叶的具体功能区别。近年来Kumfor等12的研究不仅表明岛

5、叶在观看厌恶情绪图片时明显激活，而且发现左侧岛叶激活明显。另有研究者在切除了13例岛叶胶质瘤患者的胶质瘤后，于手术中刺激周围部位，以观察患者的情绪识别能力，发现电刺激颞叶和顶叶皮质没有引起选择性情绪损害，而直接电刺激患者的左侧岛叶会使厌恶情绪识别能力显著下降13，并且岛叶选择性参与厌恶情绪的加工过程而不影响其他情绪的识别与加工，故左侧岛叶受损会影响厌恶情绪的识别及加工过程。厌恶情绪的缺失是一种决策偏差，厌恶情绪识别受损的卒中患者均表现为双侧或左侧岛叶受损，而没有单独右侧岛叶受损14。影像学研究也表明厌恶情绪识别的减弱与岛叶双侧的腹前核与腹中核的灰质体积缩小密切相关15。然而也有研究者发现选择性

6、岛叶切除的患者没有出现厌恶情绪识别的缺失16。上述研究支持岛叶受损患者出现厌恶情绪的识别受损可能与岛叶灰质体积发生变化相关，但由于研究病例数较少难以区分左右侧岛叶的功能区别。(二)岛叶与疼痛岛叶与前额叶、顶叶、前扣带回、杏仁核及海马旁回等具有神经纤维联系。前额叶参与疼痛调节并且其灰质体积缩小会引起躯体疼痛17，而前岛叶与前扣带回之间的u型纤维联络也与疼痛产生相关18。岛叶不仅参与疼痛的感知，而且在疼痛调节中具有重要作用19。因此最近岛叶作为主要的痛觉编码区受到众多关注。岛叶的亚区前、中、后叶均与疼痛感相关20。电刺激岛叶中后部发现疼痛知觉、内脏感受均发生改变。前岛叶参与疼痛共情任务的编码过程并

7、且发现其明显激活8。Mazzola等21认为急性及慢性疼痛均会引起岛叶激活，但该研究没有区分岛叶内部不同部位与疼痛的具体关系。目前功能影像学研究22进一步发现了前、中、后岛叶在疼痛过程中的不同功能：前岛叶主要与疼痛认知有关，引起疼痛共情；中、后岛叶则主要参与疼痛的识别过程。这可以解释为何前岛叶主要与腹外侧前额叶皮质和眶额皮质具有联系，而中岛叶与腹外侧前额叶及其他疼痛脑区存在混合纤维联系，后岛叶则与初级躯体感觉皮质和次级躯体感觉皮质相联系。岛叶的灰质体积变化可能不仅与情绪变化相关，还与疼痛感的产生相关。前额叶与岛叶之间纤维联系中断会导致慢性腰痛，并且岛叶灰质体积减小与慢性腰痛密切相关23。曾有基

8、于体素的全脑功能磁共振形态学研究共纳入111例慢性腰痛患者，研究结果显示这些患者前岛叶、前额叶腹外侧及背外侧的灰质体积均减少，而患者的疼痛强度与岛叶无明显相关性24。我们推测慢性腰痛患者岛叶灰质体积的减小可能与左侧额叶延伸到前岛叶的灰质部分相关。Hong等25采用静息态功能磁共振成像观察岛叶、前扣带皮质及前额叶皮质在慢性腹痛患者中不同反应，发现女性患者的岛叶活动增强。上述研究表明岛叶不同部位参与急性、慢性疼痛，这可能与岛叶灰质体积减小有关，但具体作用机制目前尚不明确。(三)岛叶与成瘾众多脑区包括眶额叶和边缘系统均参与成瘾行为。动物研究表明岛叶毁损会干扰成瘾行为，毁损大鼠岛叶后发现其对尼古丁环境

9、的偏好消失26。注射麻醉药阻断大鼠的岛叶功能同样发现其对苯丙胺环境偏好消失27。临床研究也表明破坏岛叶可以使尼古丁成瘾者停止吸烟，岛叶毁损还可以使赌博成瘾者停止赌博行为28。Gaznick等29研究表明干扰吸烟成瘾行为并不局限于岛叶的损伤，基底节区损伤同样会使吸烟行为中断。岛叶及基底节区同时梗死的患者，其吸烟成瘾行为明显受干扰。上述结果似乎表明岛叶及体内感受器系统参与成瘾行为并使其易于形成，因此破坏岛叶会改变成瘾的病理状态。成瘾者岛叶灰质体积减小并且随着成瘾年数的增加，岛叶灰质体积减小的程度更加明显30。Gardini和Venneri31通过研究14例可卡因成瘾者与24例海洛因成瘾者的功能磁共

10、振成像发现，毒品成瘾者也表现为岛叶灰质体积较小，并且局限于右侧岛叶后部。但至今研究均没有聚焦于岛叶白质体积的变化，下一步研究在观察成瘾者岛叶灰质体积变化的同时针对岛叶白质体积与成瘾的关系进一步讨论。(四)岛叶与风险决策决策过程是多部位相互作用的动态过程，近年来岛叶在决策及注意过程中的作用引起很多关注32。非人类哺乳动物研究中岛叶参与奖赏的决策过程33。临床研究中岛叶受损的患者出现风险决策能力障碍，并且岛叶参与风险及风险预测误差的决策过程，当面临背叛者的行为时岛叶在决策过程中的活动增加34。最近一项荟萃分析表明35前岛叶的活动不仅涉及风险预测而且参与风险决策。相互信任是和谐人际关系的重要组成部分

11、，岛叶是参与这一过程的重要脑区之一36。Belfi等37采用人际间经济交流的信任游戏测试观察岛叶在人际间相互信任中的作用，与既往研究一致，神经系统功能正常的成年人会因别人对自己的信任增加或减少而更加信任他们或不信任他们。然而岛叶受损患者表现出对他人信任的明显增加，可能是因为在社会决策时岛叶受损的患者无法正确评估人际交往中存在的风险及规范的社会行为。上述研究表明岛叶参与正常的人际间相互信任与不信任的社会决策过程。(五)岛叶与语言及其他功能岛叶位于语言中枢的重要位置，与语言产生(Broca区)、语言理解(Wernicke区)、语言重复(缘上回)及其他语言相关区均有联系38。左侧前岛叶与左侧运动性语

12、言中枢共同参与语言的形成过程39。通过对健康成人进行静息态功能磁共振研究，结果显示岛叶参与了语法的外显学习和内隐学习，中部岛叶参与了语言及演讲的处理过程40。因此岛叶可能在语言的形成及表达过程中具有重要作用，但目前岛叶亚区在语言中的具体功能及机制研究尚少，下一步可对该部位受损的患者进行深入研究。大部分研究者认为初级味觉中枢位于岛叶41。Dalenberg等42通过功能磁共振研究发现男性的双侧岛叶均参与味觉识别，并且左右岛叶在味觉功能中的具体作用不同，左侧岛叶识别味觉刺激并且产生相应的愉悦感而右侧岛叶则支配不同味觉浓度的处理过程。男性与女性在味觉处理过程存在差异，女性是否也同样存在左右岛叶参与味

13、觉的偏侧化，目前研究尚少。岛叶还参与记忆及自我意识状态的维持43。右侧岛叶体积减小会使记忆的准确度下降，同时右侧岛叶也是维持自我意识的重要结构之一44。此外岛叶还可能与自主神经功能调节、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、前庭功能、感觉运动加工、精神分裂症、额颞叶痴呆及自闭症等疾病相关45，但相关性有待进一步研究证实。三、回顾与展望岛叶参与了述情障碍、厌恶情绪、风险决策、疼痛、成瘾及语言等功能过程，可能是岛叶灰质体积发生变化的结果；此外岛叶还与自主神经功能的调节、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、前庭功能、感觉运动加工、精神分裂症、额颞叶痴呆及自闭症等相关。但目前对于岛叶参与以上功能的具体机制仍存在争议，且对岛叶不同亚区的功能分离与整合的研究目前也相对较少，下一步可通过功能磁共振的进一步发展与应用对岛叶功能及其机制进行更深入的研究。参考文献略