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

　　在兒科臨床疾病中，兒童神經(jīng)系統(tǒng)疾病常伴有神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育障礙。兒童神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育障礙，又稱(chēng)特定學(xué)習(xí)障礙，是指兒童學(xué)習(xí)能力明顯低于同年齡或同年級(jí)兒童，并嚴(yán)重影響學(xué)業(yè)成就和日常生活的一種認(rèn)知障礙。兒童神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育障礙包括學(xué)習(xí)障礙、語(yǔ)言障礙、情緒行為障礙以及孤獨(dú)癥等［1］，其中發(fā)展性閱讀障礙（developmentaldyslexia）、發(fā)展性計(jì)算障礙（developmentaldyscalculia）、注意缺陷多動(dòng)障礙（attentiondeficithyperactivitydisorder，ADHD）和孤獨(dú)癥譜系障礙（autismspectrumdisorders，ASD）是兒童青少年神經(jīng)系統(tǒng)疾病高發(fā)的認(rèn)知發(fā)育障礙。例如，有研究顯示癲癇兒童共患認(rèn)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(rèn)知行為障礙的共患率為57.7%［3］。神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育障礙兒童通常表現(xiàn)為學(xué)業(yè)成就低下，社交能力較差，嚴(yán)重影響了患兒的生活質(zhì)量和長(zhǎng)期社會(huì)預(yù)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(qiáng)，基于腦科學(xué)的研究及早對(duì)患兒進(jìn)行評(píng)估和干預(yù)有助于改善兒童認(rèn)知神經(jīng)發(fā)育，促進(jìn)兒童長(zhǎng)期社會(huì)預(yù)后。

　　1兒童神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育障礙的認(rèn)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(jī)會(huì)缺乏等）情況下，閱讀測(cè)驗(yàn)成績(jī)顯著低于個(gè)體實(shí)際年齡、智力和教育水平［依據(jù)美國(guó)《精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》第5版（DSM-Ⅴ）］。發(fā)展性閱讀障礙兒童主要表現(xiàn)為難以理解和應(yīng)用字母、正字法規(guī)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(xí)的能力。

　　閱讀障礙最初被稱(chēng)為“字詞盲”，早在20世紀(jì)70年代，西方拼音文字閱讀障礙的研究者就發(fā)現(xiàn)，閱讀障礙的核心認(rèn)知缺陷為聽(tīng)覺(jué)語(yǔ)音加工（即語(yǔ)音意識(shí)）能力不足［4］。之后的研究者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)為命名數(shù)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(xiàn)為字母-讀音的投射（即形音轉(zhuǎn)換規(guī)則）能力不足。漢語(yǔ)閱讀障礙的認(rèn)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(zhuǎn)換的規(guī)則，形、音之間并不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。因此，我國(guó)學(xué)者研究認(rèn)為，漢語(yǔ)閱讀障礙是由多重認(rèn)知缺陷引起的，包括語(yǔ)音意識(shí)缺陷、語(yǔ)素意識(shí)缺陷、快速命名缺陷等［7］。

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

　　ADHD主要特征是自我調(diào)節(jié)、注意控制和反應(yīng)抑制能力存在缺陷，表現(xiàn)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(xí)困難、品行障礙、對(duì)立違抗等。流行病學(xué)調(diào)查顯示，兒童時(shí)期患有ADHD的患者30%～50%持續(xù)至成人期，影響患兒的長(zhǎng)期社會(huì)預(yù)后［14］。ADHD的核心認(rèn)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(fù)刻板行為［15］。此外，ASD還伴常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)共患病，ASD共患智力障礙的發(fā)生率高達(dá)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ASD患兒［16］。

　　2兒童神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育障礙的腦神經(jīng)機(jī)制

　　腦與認(rèn)知科學(xué)研究為揭示閱讀障礙的腦結(jié)構(gòu)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(xiàn)了閱讀障礙患者在顳頂區(qū)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(xiàn)，閱讀障礙可能不僅在大腦的顳頂區(qū)域存在功能異常，該區(qū)域與其他語(yǔ)言腦區(qū)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(qū)的活動(dòng)異常，還可能存在腦區(qū)之間的協(xié)調(diào)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(qū)域表現(xiàn)出相似的異?；顒?dòng)［20］。與西方拼音文字閱讀障礙者不同，研究發(fā)現(xiàn)漢語(yǔ)閱讀障礙者在左側(cè)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(xì)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)體差異顯著相關(guān)［22］。

　　發(fā)展性計(jì)算障礙在負(fù)責(zé)數(shù)字加工的核心腦區(qū)（即頂內(nèi)溝）存在結(jié)構(gòu)和功能異常。第一，腦結(jié)構(gòu)成像證據(jù)表明發(fā)展性計(jì)算障礙兒童的頂內(nèi)溝結(jié)構(gòu)異常。Isaacs等［23］對(duì)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(jì)算障礙兒童和對(duì)照組兒童的大腦灰質(zhì)密度和體積，發(fā)現(xiàn)前者左側(cè)頂內(nèi)溝區(qū)域的灰質(zhì)密度明顯偏少。發(fā)展性計(jì)算障礙兒童右側(cè)頂內(nèi)溝在長(zhǎng)度、深度及溝的形態(tài)上明顯異于正常對(duì)照組［24］。第二，腦功能成像證據(jù)表明發(fā)展性計(jì)算障礙兒童頂內(nèi)溝功能異常。在數(shù)字加工和數(shù)數(shù)任務(wù)中，發(fā)展性計(jì)算障礙兒童的右側(cè)頂內(nèi)溝活動(dòng)與正常組兒童相比較弱［25］。Cohen等［26］發(fā)現(xiàn)發(fā)展性計(jì)算障礙兒童右側(cè)頂內(nèi)溝區(qū)域?qū)?shù)字大小一致效應(yīng)不敏感。

　　大腦結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，ADHD患者的皮質(zhì)厚度和灰質(zhì)體積相對(duì)降低，背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和邊緣腦區(qū)皮質(zhì)厚度顯著小于正常對(duì)照組，右側(cè)尾狀核、丘腦和雙側(cè)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(xiàn)，右側(cè)大腦的注意和執(zhí)行功能相關(guān)的各向異性指數(shù)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(cè)前額葉、雙側(cè)小腦低頻震蕩降低，而右側(cè)前扣帶回左側(cè)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)區(qū)和雙側(cè)腦干的低頻震蕩升高［28］。這些腦區(qū)的大腦自發(fā)活動(dòng)改變是ADHD兒童認(rèn)知缺陷的基礎(chǔ)。

　　元分析結(jié)果表明，ASD的額葉、杏仁核和小腦的結(jié)構(gòu)和功能異常［29］。ASD患者的大腦體積和額葉灰質(zhì)體積顯著增大。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(jié)果表明，杏仁核與視空間腦區(qū)、頂葉功能連接減弱，該效應(yīng)與感覺(jué)輸入腦區(qū)有關(guān)，進(jìn)而影響社會(huì)知覺(jué)環(huán)路。

　　3兒童認(rèn)知功能障礙的干預(yù)

　　認(rèn)知訓(xùn)練能夠有效改善兒童神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育障礙的認(rèn)知功能。第一，基于心理語(yǔ)言學(xué)的認(rèn)知輔導(dǎo)訓(xùn)練常用于干預(yù)閱讀障礙兒童。語(yǔ)言老師對(duì)發(fā)展性閱讀障礙兒童進(jìn)行連續(xù)8d的形-音對(duì)應(yīng)輔導(dǎo)3.6h，包括系統(tǒng)的語(yǔ)音意識(shí)和編碼策略輔導(dǎo)，能夠顯著提高閱讀障礙的閱讀準(zhǔn)確率，并且行為的改善能夠持續(xù)1年以上。同時(shí)，腦成像方面的布洛卡區(qū)和顳頂聯(lián)合區(qū)的大腦激活增強(qiáng)［31］。第二，計(jì)算機(jī)自適應(yīng)認(rèn)知訓(xùn)練能夠有效改善發(fā)展性計(jì)算障礙的核心缺陷。基于數(shù)量表征和數(shù)字-空間關(guān)聯(lián)的數(shù)字賽跑游戲訓(xùn)練將發(fā)展性計(jì)算障礙兒童的減法正確率提高了23%［32］。研究者使用數(shù)字運(yùn)算游戲干預(yù)發(fā)展性計(jì)算障礙兒童，經(jīng)過(guò)20h的訓(xùn)練，患兒的計(jì)算成績(jī)接近正常對(duì)照組，言語(yǔ)工作記憶成績(jī)顯著提高，同時(shí)前額葉和頂葉的激活顯著降低［33］。第三，隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的證據(jù)表明，訓(xùn)練ADHD兒童的工作記憶能力能夠顯著改善其反應(yīng)抑制、推理和多動(dòng)行為［34］，計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程在線的綜合認(rèn)知訓(xùn)練（包括注意力和反應(yīng)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(shí)別訓(xùn)練，社會(huì)情緒再認(rèn)能力顯著提高［36］。

　　最近研究證據(jù)表明，腦刺激技術(shù)能夠顯著提高兒童神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育障礙的認(rèn)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(cè)視覺(jué)通路，其閱讀速度和準(zhǔn)確性顯著改善［37］。在最近的一項(xiàng)個(gè)案研究中，發(fā)展性計(jì)算障礙成人接受左側(cè)頂葉陽(yáng)性、右側(cè)頂葉陰性的tDCS，數(shù)字自動(dòng)加工和視空間映射能力得到顯著提高。重復(fù)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(yùn)動(dòng)區(qū)，與對(duì)照組相比，其好動(dòng)沖動(dòng)、多動(dòng)的行為顯著緩解，療效持續(xù)存在4周以上［38］。深部rTMS能夠顯著改善高功能ASD患者社交障礙、焦慮癥狀［39］。然而，目前的研究?jī)H提供了ASD腦刺激兒童群體試驗(yàn)證據(jù)，關(guān)于發(fā)展性閱讀障礙、發(fā)展性計(jì)算障礙尚未見(jiàn)關(guān)于兒童群體的報(bào)道。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　綜上，與傳統(tǒng)的臨床神經(jīng)心理研究相比，從腦科學(xué)或認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)角度研究?jī)和窠?jīng)認(rèn)知發(fā)育障礙，為臨床診斷和干預(yù)提供了新的視角和客觀證據(jù)。腦科學(xué)的證據(jù)表明，兒童神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育障礙存在特定的核心認(rèn)知障礙，并表現(xiàn)出特定腦區(qū)的結(jié)構(gòu)或功能異常。目前，神經(jīng)認(rèn)知發(fā)育障礙的干預(yù)以認(rèn)知行為訓(xùn)練為主，研究者已經(jīng)嘗試腦刺激的干預(yù)方法，但其有效性和可靠性亟待兒童群體的大樣本數(shù)據(jù)驗(yàn)證。