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数字计算是人类生活中最为重要的认知功能之一。已有的研究认为顶叶是数字加工的主要功能区,其中顶下小叶及顶内沟负责数量加工,左侧角回负责算术事实的提取。然而对于数字加工单侧化优势问题,已有的研究结果存在矛盾。皮层电刺激技术是一项准确、可靠、安全的手术中功能监测技术,它能够暂时抑制相应皮层和皮层下组织的功能,从而实现精确的功能定位。
本研究采用皮层电刺激技术以及一位数字减法任务,对8例脑胶质瘤患者(4例左侧肿瘤患者,4例右侧肿瘤患者)进行手术中数学功能监测。一方面,本研究探讨了顶叶数字加工单侧化优势这一学术问题,另一方面,手术中数学功能监测非常有助于保护脑肿瘤患者的计算能力,降低患者手术后出现计算障碍的风险。在手术开始前,我们对被试进行了手术前数学认知功能测验,包括简单反应时、一位数字减法、数字Stroop大小比较、数字言语工作记忆和标准型瑞文推理测验,所有被试的测验成绩均为正常值。在肿瘤切除手术过程中,我们应用皮层电刺激技术进行数学功能监测,实验任务包括图片命名任务和一位数字减法任务。在排除了语言干扰位点之后,我们从8名被试的脑部皮层中,共监测到19个计算干扰位点。它们集中分布在左侧顶叶的角回、顶内沟和缘上回。更为重要的是,19个计算干扰位点中16个位于左侧顶叶,3个位于右侧顶叶。
研究结果表明左侧与右侧的计算干扰位点存在显著差异(P=0.029),对于数字加工,大脑左侧顶叶比右侧顶叶更具优势,表现出顶叶数字加工左侧单侧化。据我所知,我们的实验是第一个运用皮层电刺激探讨数字加工单侧化的研究。在手术后,所有被试均未出现言语障碍,仅有1名被试出现了计算障碍,原因在于肿瘤切除中不可避免地损伤了计算干扰位点。其它7名被试,均未出现计算障碍。这一结果表明手术中的数学功能监测能够非常有效地帮助脑外科医生划定数字加工的重要功能区,在肿瘤切除时,以最大的可能性保留患者的计算能力,非常有必要在脑外科手术中应用。