研究背景

        脑卒中(中风)是一种常见的脑血管疾病，它不仅会对身体功能造成影响，还可能导致语言障碍，让患者在处理语音时遇到困难。这种语言障碍被称为失语症，它会严重影响患者的沟通能力和生活质量。那么，脑卒中后，患者的大脑究竟发生了怎样的变化，导致他们无法像正常人一样理解和表达语言呢?

        随着神经科学的发展，研究者们逐渐认识到语言处理是一个复杂的神经动态过程，涉及语音的编码、解码和整合。2025年12月，The Journal of Neuroscience杂志发表了一篇题为“The Spatio-Temporal Dynamics of Phoneme Encoding In Aging and Aphasia”的研究文章，深入探讨了语音编码在老化和失语症中的时空动态变化，为理解语言障碍的神经机制提供了新的视角。

        研究方法

        本研究是一项基于脑电图(EEG)的神经科学研究，旨在探讨老化和失语症患者在语音编码过程中的时空动态变化。研究共纳入39名失语症患者(平均年龄69.5岁，13名女性)和24名年龄匹配的健康对照组(平均年龄71.5岁，8名女性)。所有参与者均被要求在安静环境下聆听一段25分钟的自然故事，同时记录其脑电活动。研究使用了64通道的EEG系统，采样频率为8192Hz，并通过多种信号处理技术去除眼动伪迹等干扰。

        研究中，语音编码的分析基于“分层动态编码”(HDC)框架，通过时间泛化(TG)方法评估语音特征在不同时间点的解码性能。该方法不仅考察语音特征在特定时间点的解码能力，还通过比较训练时间和测试时间的解码矩阵，评估语音信息在神经群体间的传递速度和维持时间。此外，研究还分析了语音编码在不同电极位置的空间分布，以及在高、低词汇不确定性条件下的动态变化。

        研究结果

        ▌健康老年组语音编码的稳健性与动态性

        研究发现，健康老年组的语音特征在EEG信号中可被稳健解码，平均解码时间为0.53秒(图1)，显著超过语音本身的持续时间(中位数为0.07秒)。这一结果表明，语音编码在大脑中具有动态性，信息在不同神经群体间快速传递和更新，每次更新周期约为0.07秒。这种动态性使得大脑能够在短时间内处理多个语音信息，从而支持连续的语言理解。这一发现与年轻受试者的研究一致，进一步证实了语音编码的动态性在不同年龄段的健康人群中是普遍存在的。

图1健康老年人脑电图数据的语音特征解码

        ▌失语症患者语音编码的维持时间缩短

        与健康对照组相比，失语症患者在语音起始后0.08至0.25秒内的语音特征解码性能显著降低(P<0.001，图2)。这一结果表明，失语症患者在语音编码的维持时间上存在缺陷，无法像健康人一样长时间地保持语音信息。尽管两组在语音信息传递速度上无显著差异(均为0.07秒)，但失语症患者的语音编码强度较弱，尤其是在左侧颞叶电极位置。这表明失语症患者可能无法将语音信息维持足够长的时间以完成与更高层次语言处理的整合。

图2 组间语音解码的比较

        这一发现对理解失语症的语言障碍机制具有重要意义。语音编码的维持时间缩短可能导致患者在语言理解过程中无法有效地整合语音信息，从而影响词汇识别和句子理解。这种机制的揭示为未来的康复治疗提供了新的方向，提示治疗策略应着重于增强语音信息的维持能力，以改善患者的语言理解能力。

        ▌健康人群的自适应编码机制缺失于失语症患者

        研究还发现，健康对照组在面对高词汇不确定性(即词汇识别难度较高)的语音时，会延长语音特征的编码时间，以帮助识别词汇。然而，这一机制在失语症患者中并未观察到。具体而言，健康对照组在高词汇不确定性条件下的语音编码时间显著长于低词汇不确定性条件(P<0.001)，而失语症患者在两种条件下的编码时间无显著差异(P=0.78)。

        这一结果表明，健康人群能够根据词汇不确定性灵活调整语音编码时间，以优化语言理解过程。然而，失语症患者可能无法进行这种自适应调整，导致他们在处理高词汇不确定性语音时面临更大的困难。这种自适应编码机制的缺失可能是失语症患者语言理解障碍的重要原因之一。

        此外，研究还发现，健康对照组在词首位置的语音特征维持时间更长，而失语症患者则未表现出这种模式。这可能与词首位置的语音通常具有更高的词汇不确定性有关，健康人群通过延长编码时间来更好地识别词汇，而失语症患者则无法做到这一点。

        ▌语音编码的空间分布差异

        在空间分布方面，研究发现健康对照组的语音编码主要集中在左侧颞叶电极位置，而失语症患者的编码强度较弱，且分布更为弥散。这种空间分布的差异可能与失语症患者大脑结构和功能的变化有关。例如，脑卒中可能导致左侧颞叶等关键语言区域的损伤，从而影响语音编码的效率和准确性。

        此外，研究还发现，失语症患者的语音编码在左侧颞叶电极位置的解码性能显著低于健康对照组(P<0.001)。这表明左侧颞叶在语音编码过程中可能发挥着关键作用，而失语症患者的损伤可能影响了这一区域的功能。这一发现为未来的神经康复提供了潜在的靶点，提示可以通过刺激或训练左侧颞叶区域来改善失语症患者的语音编码能力。

        结语

        脑卒中后的语言障碍并非仅仅是“听不懂”或“说不出”，而是大脑在处理语音信息时失去了关键的“时间感”。这项研究揭示了失语症患者大脑中的语音编码机制，为未来的康复治疗提供了新的方向。通过增强语音信息的维持能力，或许能让患者重新找回语言的“时间感”，从而改善他们的沟通能力，提升生活质量。

        参考文献

        KRIES J, VANDERMOSTEN M, GWILLIAMS L.The spatio-temporal dynamics of phoneme encoding in aging and aphasia[J]. J Neurosci,2025:e1001252025.DOI:10.1523/JNEUROSCI.1001-25.2025

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