В последние годы в связи с совершенствованием хирургической техники расширяются показания для удаления опухолей головного мозга, в том числе и считавшихся ранее неоперабельными. Операции под микроскопом ведутся в непосредственной близости от речевых и двигательных зон, не разрушая их. Однако для этого особенно важно однозначно определять доминантность полушария по речи и границы речевых зон.
В настоящее время имеется большое число работ, в которых анализируется возможность определения доминантности полушарий по речи с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) на фоне применения разных речевых нагрузок. Обращает на себя внимание противоречивость полученных данных. С одной стороны, сообщается о высоком соответствии данных фМРТ и теста Вада, преимущественно у больных эпилепсией [3, 7, 9, 20, 22], с другой, — о сложностях интерпретации результатов и несоответствиях данных фМРТ и инвазивных методов определения доминантности полушарий по речи (тест Вада и интраоперационная электростимуляция при пробуждении) больных с опухолями головного мозга [13, 18, 19, 25]. При этом при сопоставлении данных фМРТ и интраоперационной электростимуляции речевых зон на фоне пробуждения больного было показано, что в противовес классической концепции локализация речевых полей имеет широкие индивидуальные различия. Например, речевая система может быть представлена парциально или полностью в другом полушарии и иметь много дополнительных речевых зон, которые невозможно удалять [5, 8, 23]. Результат определения доминантности полушария по речи может зависеть и от локализации патологического очага по отношению к предполагаемым речевым зонам, а также от предлагаемых тестов [13, 22]. Особенные трудности возникают при обследовании больных с большими опухолями головного мозга.
Цель настоящей работы — изучение доминантности полушария по речи по данным фМРТ у больных с опухолями головного мозга в сопоставлении с гистологией опухолей, а также профилем функциональной асимметрии.
Материал и методы
Перед удалением опухоли головного мозга с помощью фМРТ обследован 21 больной (15 женщин и 6 мужчин) в возрасте от 19 до 68 лет (средний возраст 38,9 года). Двое больных в неврологическом статусе имели негрубые парезы и гемигипестезию контралатеральных очагу конечностей, у 2 пациентов (с лобными опухолями) выявлялись элементы эфферентной моторной афазии, еще у 1 (при височном очаге) — элементы акустико-мнестической афазии. У остальных очаговых неврологических симптомов не выявлено.
У 15 человек опухоль локализовалась в левом полушарии (у 10 — в лобной и лобно-височной области, у 2 — в височной и височно-теменной, у 3 — в теменной, лобно-теменной и теменно-затылочной области). У 6 пациентов выявлена опухоль правого полушария (у 3 — в височной доле, у 2 — в лобной и лобно-височной области, у 1 опухоль локализовалась в теменной доле), преобладали опухоли лобной, лобно-височной и височной локализаций, занимая потенциально речевые зоны или непосредственно приближаясь к ним.
У большинства больных опухоли были больших размеров, где хотя бы один из размеров превышал 5 см (не считая перифокального отека). По гистологии опухоли в 8 случаях были злокачественными — Grade IV (7 глиобластом и 1 метастаз рака легкого), в 13 случаях — доброкачественными: 1 — дизэмбриопластическая нейроэпителиальная опухоль (Grade I), остальные 12 — Grade II—III (7 разных астроцитом, 2 менингиомы и по 1 случаю — олигодендроглиома и олигоастроглиома).
Данные фМРТ сопоставлялись с профилем функциональной асимметрии, выявленным с помощью опросника M. Аннет (1970) и дихотического прослушивания в модификации Б.С. Котик (1974). Статистическая обработка результатов по профилю функциональной асимметрии проводилась с использованием программы SPSS Statistics 17.0. Так как все данные представлены номинальными значениями, использовался критерий χ2 (Пирсона) (анализ таблиц сопряженности).
Среди больных были 13 правшей, 6 считали себя правшами, но имели два признака и более левшества (например, постоянно прикладывали телефонную трубку к левому уху и в домашней работе какое-либо действие совершали преимущественно левой рукой). Двое были переученными левшами.
Результаты фМРТ, дихотического прослушивания и опросника по определению левшества сопоставлялись с данными до- и послеоперационного осмотра на предмет выявления речевых расстройств.
Для квалификации выявляемых нарушений высших психических функций больным проводился синдромный нейропсихологический анализ по методу А.Р. Лурия [1]. На основании данных нейропсихологического исследования проводился и отбор больных для фМРТ, так как обязательно при этом исследовании больной должен быть активен, хорошо удерживать программу задания и вовремя переключаться в соответствии с командами.
Проводили фМРТ-исследование на МР-сканере Signa Exite (фирма «General Electric») с напряженностью поля 1,5 Т. Голову больного в немагнитных наушниках тщательно закрепляли. Запись осуществляли по так называемой блоковой парадигме (blok designs), состоящей из чередования периодов покоя и реакции на предъявляемые нагрузки длительностью по 30 с. Данные обрабатывали с помощью программ SPM5 и MRIcro. В режиме реального времени строились статистические карты с достоверными (р<0,05) изменениями уровня оксигенации крови при функциональных нагрузках. Полученные карты активации накладывались на Т1-взвешенные изображения и проецировались на трехмерную модель мозга, где интенсивность окрашенности соответствовала уровню активации работающих зон. Анализировалось расположение выявленных участков активации в отношении извилин и борозд; в программе SPM5 определялся объем зон активации (в voxel).
В соответствии с тем, что зона моторной речи Брока ответственна за переключение с одного звука на другой [1], в качестве речевой нагрузки больным предлагалось перечислять месяцы года в обратном порядке — так называемый «дезавтоматизированный ряд». При этом больной лежал неподвижно с закрытыми глазами и перечислял месяцы «про себя». Это делалось для исключения дополнительных очагов активации в мозге, соответствующих зоне иннервации оральной мускулатуры. В ряде случаев в качестве второго речевого теста больному предлагалось «про себя» перечислять существительные на высокочастотную букву «К».
Результаты
Зона Брока в виде активации задних отделов нижней лобной извилины (или стыка со средней лобной извилиной) в левом полушарии выявлена у 7 больных (у 4 — опухоль левого полушария, у 3 — правого) (рис. 1).
Трое больных, у которых по данным фМРТ зона Брока выявлена слева, по опроснику Аннет имели признаки левшества, но считали себя правшами. Примечательно, что из них у 2 больных коэффициент правого уха (КПУ) при дихотическом прослушивании имел отрицательное значение (1 больной с повторной операцией по поводу глиобластомы правой лобной доли, 1 — с гигантской менингиомой крыльев основной кости справа). Это могло говорить о доминировании по речи правого полушария мозга в отличие от фМРТ, по которой при речевой нагрузке активизировалась зона Брока слева, отмечено расхождение в определении латерализации речи по данным двух неинвазивных методов — фМРТ и дихотического прослушивания.
После операции у этих больных с опухолями левого полушария и левосторонним расположением зоны Брока не выявлено речевых расстройств (были использованы данные фМРТ по расположению зоны Брока).
Правосторонняя зона Брока выявлена у 3 больных (2 — с левосторонней опухолью и 1 — с правосторонней). Все 3 больных имели признаки левшества по опроснику, но КПУ при дихотическом прослушивании у всех имел положительное значение. Это опять не соответствовало данным фМРТ. Следует подчеркнуть, что у одной из этих больных при наличии очень большой злокачественной опухоли левой лобно-височной области выявлялась легкая эфферентная моторная афазия, что указывало на наличие зоны Брока в левом полушарии, однако при фМРТ она была выявлена только справа. После операции ни у одного больного появления или усугубления речевых нарушений не отмечено. Но у больной с элементами афазии на фоне левосторонней опухоли лобно-височной области была проведена только биопсия, а у 2 больных опухоль локализовалась в стороне от речевых зон.
Симметричные зоны Брока в обоих полушариях были выявлены у 6 человек, причем все они имели только опухоли Grade II—III (астроцитомы, олигодендроглиома, олигоастроцитома и менингиома, у большинства — больших размеров) левого полушария. Эта группа пациентов не была однородной по признаку левшества. Из 6 пациентов 3 были правшами, имели родственников правшей и положительный КПУ при дихотическом прослушивании. До операции у 1 больной выявлялись элементы эфферентной моторной афазии (Брока), а при электростимуляции с пробуждением во время операции зона Брока также выявлена в левом полушарии. Однако при операции подтвердить или опровергнуть наличие дополнительной речевой зоны и в правом полушарии невозможно, так как операция идет в пределах одного полушария.
Из 3 оставшихся пациентов одна была переученной левшой и имела низкое значение КПУ, которое говорило об отсутствии четкой доминантности полушарий по речи, в этом случае совпали данные дихотического прослушивания и фМРТ с двусторонним представительством речевых зон. Еще 2 пациентов, будучи правшами, имели КПУ при дихотическом прослушивании отрицательных величин и родственников-левшей, что могло бы свидетельствовать о возможном представительстве речи и в правом полушарии.
Таким образом, больные с двусторонним представительством зоны Брока, по данным фМРТ, в половине случаев были правшами, а в половине — имели признаки левшества. Объединяло их только наличие больших, относительно медленно растущих опухолей.
Наблюдение больной-правши с двусторонним выявлением речевых зон
Больная Р., 46 лет, диагноз: олигоастроцитома (индекс лечения пролиферативного маркера Ki-67 до 5%, Grade II) левой лобно-височной области.
В ноябре 2009 г. за 5 мес до поступления у больной развился приступ клонических судорог в правой руке без утраты сознания. Приступ сопровождался головокружением, тошнотой, купировался самостоятельно. При МРТ выявлено объемное образование левой лобно-височной области, с четким неровным контуром 4×5 см, с умеренным масс-эффектом, вероятно, олигоастроцитома.
В неврологическом и нейропсихологическом статусе при поступлении симптомов нет. Больная правша, телефон прикладывает и к правому, и к левому уху, родственники правши. КПУ равен +86%. Все говорило о доминантности левого полушария по речи. Однако при фМРТ выявлены две практически симметричные речевые зоны (рис. 2).
Проведена операция: удаление глиальной опухоли в области левых островковой и лобной долей головного мозга с интраоперационной идентификацией речевых зон. Выполнено картирование коры и определение зоны Брока, располагавшейся рядом с задним полюсом опухоли в задних отделах левой нижней лобной извилины. Опухоль удалена в пределах видимого мозгового вещества.
После операции заметного нарастания речевых расстройств не отмечено.
Не выявлена совсем зона Брока у 4 больных. Все они имели очень большие злокачественные опухоли (глиобластомы и метастаз рака легкого) с большим перифокальным отеком. У 3 больных была опухоль левого полушария и все они были правшами, однако у 2 из них КПУ, по данным дихотического прослушивания, имел отрицательное значение. Из них одна больная имела акустико-мнестическую афазию, что подтверждало наличие у нее речевых зон в «больном» левом полушарии, не выявленных при фМРТ. Четвертая больная имела опухоль правого полушария, была переученной левшой, КПУ был –44% (что говорило о доминантности по речи правого полушария), а при интраоперационной электростимуляции зона Брока обнаружена именно в правом полушарии.
Еще один больной с очень большой злокачественной опухолью правой лобно-височной области не удерживал хорошо программу задания, что сделало недостоверными полученные результаты.
Обсуждение
Наши результаты показали, что выявление зоны Брока у больных с большими опухолями полушарий может представлять значительные трудности. Зона Брока слева выявлена только у 7 правшей, у 6 активация мозга оказалась двусторонней, у 3 зона Брока обнаружена справа и у 4 речевая зона не выявлена совсем.
Возникают два вопроса: почему совсем не выявлена зона Брока у части больных, и что означает выявление двусторонней активации мозга в зонах, соответствующих зоне Брока и гомологичной ей в правом полушарии?
По мнению многих авторов [13, 18, 22], выявление, латерализация речевой зоны и степень достоверности зависят от использования тех или иных речевых нагрузочных тестов и особенностей программ статистической обработки на фМРТ. Показано, что использование разных тестов может приводить к выявлению речевых зон в разных полушариях, даже лобные и височные речевые поля могут иметь разную латерализацию у одного и того же больного [10]. Поэтому рекомендуют использовать совокупность тестов [18], что в дальнейшем мы и планируем сделать. Однако вне зависимости от тестов обращает на себя внимание однородность опухолей по степени злокачественности у больных выделенных нами групп: не выявлена зона Брока только у пациентов с большими злокачественными опухолями с перифокальным отеком, двустороннее представительство отмечено у больных с доброкачественными опухолями, длительно растущими. Логично предположить, что на результаты исследования в первую очередь повлиял именно сам фактор опухоли, особенно ее гистология и биология, обусловливающие скорость роста, наличие отека, особенности неоангиогенеза и метаболизма опухоли.
Аналогичные сложности выявления речевых зон при наличии глиом описаны и другими авторами. F. Roux и соавт. [18] при сопоставлении данных фМРТ, интраоперационной электростимуляции, до- и послеоперационного речевого статуса выявили соответствие по всем этим методам только у 3 из 8 больных с глиомами. Авторы сделали вывод, что фМРТ у больных с опухолями всегда должна дополняться интраоперационной электростимуляцией.
J. Ulner и соавт. [25], обследовав 50 больных с помощью фМРТ, из которых у 31 были глиомы, обнаружили у 7 пациентов расхождение по латерализации речи с инвазивными методами, а у 27% больных ими отмечена, по их выражению, «очагиндуцированная псевдодоминантность» с выявлением активности и противоположного полушария.
фМРТ основана на способности BOLD (blood oxygen level-dependent)-сигнала при соответствующих нагрузках выявлять работающие зоны мозга. По данным литературы [19, 21, 25], невыявление зон речевой активности у больных с глиомами может быть связано с уменьшением BOLD-активности в опухолевом полушарии по сравнению со здоровым. В полушарии на стороне опухоли разница кровотока работающей и неработающей области мозга при нагрузках плохо или совсем не выявляется при соответствующей статистической обработке, причем не только в зоне самой опухоли, но и на отдалении. Снижение BOLD-активности в свою очередь зависит от нарушения ауторегуляции сосудов в опухоли, особенно вновь образующихся сосудов, имеющих патологическое строение [15, 16]. J. Pillai и D. Zaca [16] показали, что глиомы высокой степени злокачественности (Grade IV) имеют относительно повышенный объем кровотока по сравнению с глиомами низкой степени злокачественности вследствие неоангиогенеза, но при этом отмечена сниженная васкулярная реактивность не только в самой опухоли, но и в полушарии на стороне опухоли. Авторы пишут об «очагиндуцированном нейроваскулярном разобщении» (lesion-induced neurovascular uncoupling), обусловливающим ложные результаты при фМРТ.
Также играет роль и масс-эффект опухоли, особенно злокачественной, с наличием у нее обширного перифокального отека. Масса опухоли и отек не только затрудняют артериальную перфузию, но и приводят к сдавлению вен, в связи с этим оксигенированная кровь при функциональных нагрузках дренируется из активированного поля быстрее, снижая интенсивность BOLD-сигнала [18]. Все эти обстоятельства и могут приводить к затруднениям при выявлении речевых зон у больных с относительно быстрорастущими злокачественными опухолями. Следует подчеркнуть, что у 2 больных со злокачественными опухолями области речевых зон левого полушария до операции отмечены элементы афазии, что свидетельствовало о представительстве речевых полей именно слева. Однако у одной больной при фМРТ зона Брока не была выявлена совсем, а у другой — выявлена справа (возможно, речевая зона слева также не была выявлена).
Второй вопрос, который нуждается в обсуждении: чем обусловлено появление двусторонних очагов активности мозга при речевых нагрузках у больных-правшей? Двусторонние очаги активности при нашем исследовании были выявлены только у больных с относительно доброкачественными опухолями, т.е. медленно растущими. Логично было бы предположить, что двусторонние очаги активации мозга являются отражением компенсации функций пострадавших отделов мозга.
Вопросы функциональной основы компенсации нарушенных функций сейчас активно обсуждаются в литературе. С появлением очагов активации в недоминантном полушарии связывают хорошую и длительную компенсацию речевых функций у больных с инсультами [24]. Часто обнаруживают симметричные речевые зоны в обоих полушариях у больных с эпилепсией, особенно при левостороннем эпилептогенном очаге и раннем начале приступов [17], а также при наличии артериовенозной мальформации (АВМ) в левом полушарии [11, 26]. Описывают даже изолированное перемещение представительства экспрессивной речи при эпилепсии [2] и импрессивной речи при глиоме левых островка и височно-теменной области [10, 14] в противоположное полушарие, выявленное совместным применением фМРТ и интраоперационной электростимуляцией. Показано смещение речевых зон и в пределах левого полушария на фоне патологии последнего. Так, при электростимуляции у больных с височной эпилепсией и низким IQ было выявлено нетипичное расположение зоны Вернике — в передней височной коре либо в нижней височной извилине левого полушария [6].
Однако в противовес господствующей точке зрения относительно перехода речевых зон в противоположное полушарие у больных с ранним (чаще внутриутробным или перинатальным) поражением левого полушария F. Liegeois и соавт. [12] приводят парадоксальные данные, полученные при обследовании детей и подростков с АВМ. При фМРТ из 5 детей, имеющих АВМ вблизи или внутри речевых зон левого полушария, у 4 доминировало по речи левое полушарие, а из 5 детей с АВМ левого полушария, но расположенными вдали от речевых зон, у 4 доминировало правое полушарие. Что, впрочем, можно отнести за счет особенностей кровоснабжения АВМ в каждом конкретном случае.
Касательно появления двусторонних очагов активности существует и другая точка зрения. J. Ulner и соавт. [25] считают, что повышение активности в гомологичных речевым зонам областях правого полушария может отражать лишь особенности статистической обработки при фМРТ, когда BOLD-эффект опухолевого полушария относительно снижается, но при этом относительно же повышается активность в другом полушарии.
A. Thiel и соaвт. [24] обследовали с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) 61 больного-правшу с полушарными опухолями и 12 здоровых добровольцев. Авторы показали, что у больных часто дополнительно активизируются зоны лобной доли, прилежащие к речевой. Но только у больных с фронтальными или задневисочными очагами в 63% случаев отмечена двусторонняя активация мозга, а в 18% — имелась реверсия активности на речевую нагрузку в правое полушарие. Соответственно выделено два типа компенсации функций: 1) межполушарный с появлением зон активации в гомологичных речевым зонам областях противоположного полушария и 2) внутриполушарный, когда активизируются зоны, прилежащие к речевым.
Несмотря на небольшое количество наблюдений, нам представляется, что двусторонняя активация при выполнении речевых нагрузок свидетельствует все-таки о проявлении пластичности мозга и некоторой компенсации функций, так как она обнаруживалась либо при наличии относительно доброкачественных, более медленно растущих опухолей (по нашим данным), либо при их локализации непосредственно в или вблизи речевых зон [24].
В связи с обсуждением вопроса о пластичности мозга при повреждении речевых зон большой интерес представляет работа S. Bonelli и соавт. [4]. Эти авторы исследовали активацию речевых зон до и после передней височной лобэктомии у 44 больных с фармакорезистентной эпилепсией. До операции у больных правшей была отмечена активация левосторонней зоны Брока. Однако при проведении фМРТ через 4 мес после операции у части больных (после височной лобэктомии!) была обнаружена двусторонняя активация зоны Брока и гомологичной области правой лобной доли. Причем именно у этой группы пациентов речевые расстройства (нарушения называния по височному типу) были менее выраженными. Но компенсация речевых функций не могла быть полной за счет правого полушария, так как в обеспечении речи его роль особая, поэтому и при двусторонней активации могла развиваться афазия. Но этот вопрос еще нуждается в дальнейшем изучении и путь к этому — обследование больных с разными афазиями и без них, а также с разными локализациями опухолей.
В нашем исследовании мы не выявили достоверной связи между профилем функциональной асимметрии и результатами фМРТ, что опять же на первый план при трактовке данных фМРТ выдвигает фактор опухоли. Однако сразу обращало на себя внимание частое обнаружение (преимущественно у больных с опухолями левого полушария) отрицательных величин КПУ при дихотическом прослушивании. При этом выявлено статистически достоверное (p<0,05) отсутствие связи между самооценкой (больные считали себя правшами) и данными дихотического прослушивания (отрицательное значение КПУ в классических представлениях свидетельствует о доминантности по речи правого полушария). Подобный результат заставлял также думать, что и при дихотическом прослушивании, особенно больных с левосторонними очагами, на результат значительно влияет фактор опухоли. Частое обнаружение у больных правшей с полушарными опухолями отрицательных величин КПУ требует дальнейших исследований, особенно в сопоставлении с данными клиники, фМРТ и интраоперационной электростимуляции.
Выводы
На выявление речевых зон при фМРТ может оказывать существенное влияние наличие полушарной опухоли, особенно большого объема и злокачественной. Это требует для проведения безопасных операций удаления опухоли из предположительно речевых зон учитывать весь комплекс клинических данных.
Комментарий
Среди наиболее перспективных направлений современной нейровизуализации особое место занимает функциональная МРТ. Это обусловлено, в частности, достаточно редким сочетанием возможности изучать фундаментальные аспекты функционирования головного мозга с ярко выраженной прикладной направленностью. Указанные особенности в полной мере отражены в рецензируемой работе. Основная задача настоящего исследования — понять особенности локализации такой важной для индивидуума функции, как речь, и не только с целью развития базовых представлений о функционировании головного мозга. Полученные знания преломляются с точки зрения влияния неопластического процесса на сохранность этой функции, в том числе с учетом эффекта транслокации. Авторов крайне интересует прикладной аспект проблемы — какой объем оперативного вмешательства, доступы и т. д. необходимы и достаточны с точки зрения нейрохирургической операции. Ведь основная задача минимизировать последствия оперативного вмешательства. Следует отметить еще одну крайне важную особенность рецензируемой работы — максимальную персонификацию, то, к чему стремится современная высокотехнологичная медицина. Аналогичные работы, естественно, выполняются, но у нас в стране они носят единичный характер и нередко некорректны с методической точки зрения. Авторам удалось выполнить не только современную, изящную по дизайну работу, но сделать ее корректно и добросовестно. В процессе знакомства со статьей у нас возникли суждения, которые корреспондируются с основными выводами авторов. Полученные результаты соответствуют нашим данным о локализации и транслокации речевых зон.
Т.Н. Трофимова (Москва)