针刺真穴、假穴激活脑功能磁共振成像研究

针刺真穴、假穴激活脑功能磁共振成像研究

目前，针灸治疗的机制尚不清楚。自功能磁共振成像（mri）应用于针灸研究以来，针灸负荷负荷成为研究针灸治疗机制和疗效的重要研究工具。几乎所有的研究者都报道了包括手针、电针、激光针、温灸、经皮调治等方法能在中枢神经系统引起血流动力学改变,产生广泛而复杂的激活区域。针刺治疗在临床实施中具有相对的特异性,例如头痛和腹痛,选用的穴位截然不同。fMRI对于不同穴位刺激的脑激活区是否具有特异性尚存在争议,真穴和假穴的研究结果相互矛盾。我们认为实验设计和思路上不尽统一,设备和软件处理上的差异,针刺持续时间、针刺方法以及针感不同等主观和客观因素的影响,导致结果有较大差异。同时,部分学者研究是在假定针刺穴位有特异性的基础上进行的,因此研究结论的客观性和可靠性尚存在争议。基于此前的研究,本实验运用fMRI技术,通过给予体表位置相邻、经络所属不同的两个穴位和邻近的假穴针刺任务,以及对穴位所在部位的皮肤进行触觉刺激的实验设计,来观察大脑皮质的激活区域和强度,探究真穴与假穴在中枢系统的激活有无差异,两个位置邻近、所属经络不同的真穴之间的激活有无差异。对象和方法1.性别、年龄及未服用其它精神药物情况受试者为2005年1～6月第二军医大学研究生。15例健康成人志愿者,男10例,女5例,年龄20～33岁,平均(25±4.5)岁,均为右利手。无神经、精神疾患,无严重健康问题,近期内未服用任何精神药物,无MRI禁忌证,从未接受针灸治疗。该研究获得医院伦理委员会批准,受试者同意并签署知情同意书。2.陵泉穴gb治疗(1)足阳明胃经的足三里穴(ST36);(2)足少阳胆经的阳陵泉穴(GB34);(3)假穴,位于同侧足三里和阳陵泉二者连线中点下约1.5cm处;(4)触觉刺激范围:以假穴为中心,画一个类圆形,将足三里、阳陵泉包括在内,该处皮肤为触觉刺激范围。3.mri系统应用成像设备为1.5TGESignaHDMRI系统,应用8通道头颈联合线圈。针灸用针为无菌无磁性合金针灸针(直径0.35mm,长度30mm,华佗牌,苏州医疗器械用品厂)。4.捻针、提插和顺形业在扫描前先进针,深度约2cm,术者感针下有沉紧感为度。进针后进行扫描,采用捻针和轻度提插刺激,捻针和提插交替进行,左右捻针,频率2Hz;提插方向为上下,针灸针上下移动范围不超过5mm,频率1次/s,刺激方法与临床实践相仿。所有受试者的刺激均由同一名针灸医师完成。触觉刺激模式是以干燥的柔软毛笔书写端,在设定部位(前述)与皮肤轻接触,顺时针划圈,频率1Hz,静息期间毛笔离开皮肤。5.扫描及回波技术解剖像扫描,采用3D-FSPGR序列,主要参数为:TR4.2ms,TE11ms,翻转角20°,矩阵256×256,层厚1.0mm,间隔0mm,FOV240mm×240mm,激励次数1,全脑覆盖。功能像扫描,采用平面回波技术(EPI)序列。采集方位平行于胼胝体前后联合的连线,取纯轴位扫描。层厚5mm,间隔0mm,TR4000ms,TE40ms,矩阵64×64,FOV240mm×240mm,反转角90°,激励次数1,全脑覆盖。采用Block设计模式,刺激与静息相交替3次。扫描以80s静息状态开始,随即40s刺激状态,静息状态(80s)和刺激状态(40s)共重复3次(图1),停止扫描,扫描时间6min12s。休息10min,进行下一个任务模式。4次刺激任务的顺序在每次扫描前进行随机化设定,每次扫描模式完全一致。6.统计学差异的阈值t检验,以经FDR校正的P<0.05为统计学差异的阈值获得激活图的二维和三维显示图、空间坐标、对应mni标准脑功能定位和激活体素的大小。针刺信号激活在15例志愿者中,1例头部移动超过2mm,1例锐痛不能忍受,1例数据伪影明显,上述3例数据被剔除,另2例数据损坏、丢失,10例志愿者的实验数据符合实验及数据处理要求。实验数据处理结果见表1,四种刺激任务经SPM99处理后的激活与负性激活脑区如图2所示。在这4个刺激任务中,信号变化幅度在0.018%～0.60%,均<1%。针刺足三里穴激活蚓锥体、蚓结节、额下回、额内侧回、颞上回、颞横回、中央前回、中央后回、岛叶、扣带回、丘脑等脑功能区;针刺阳陵泉穴激活小脑蚓部、额下回、豆状核、颞上回、颞横回、中央前回、中央后回、岛叶等脑功能区;针刺假穴激活蚓锥体、额中回、颞上回、顶下小叶、中央后回、中央旁小叶等脑功能区;而触觉刺激激活蚓锥体、额中回、额下回、颞上回、顶下小叶、中央后回、岛叶、扣带回、缘上回等脑功能区。本实验中,无论真穴、假穴、触觉刺激均引起了颞上回、中央后回、蚓锥体的激活;真、假穴刺激,还引起旧小脑,包括蚓垂、蚓锥体、小结等的激活;而足三里和阳陵泉穴均引起额下回、颞上回、颞横回、岛叶、中央前回、中央后回的激活;足三里穴和假穴还引起了扣带回的激活,另外足三里穴引起了丘脑的激活。四种刺激状态下,各激活脑区激活信号强度比较,无统计学差异。真穴或假穴刺激针刺是一种外源性刺激,包含了痛觉、皮肤触觉刺激以及深部肌、肌腱的本体感觉刺激。针刺刺激周围感受器,产生神经冲动,通过感觉传导通路传递至中枢神经系统,最后至大脑皮质,产生感觉。感觉传导通路分为本体感觉通路、痛温觉和粗触觉传导通路,躯干和四肢的本体感觉传导通路有两条,一条是意识性感觉传导通路,终点是大脑皮质;另一条是非意识性感觉传导通路,终点是小脑。躯干和四肢的痛温觉和粗触觉压觉传导通路的第3级神经元位于背侧丘脑腹后外侧核,发出丘脑中央辐射投射到大脑半球的次级躯体感觉区,另外一些纤维终止于中央后回中、上部和中央旁小叶后部。近年来,fMRI已成功运用到针刺研究的领域,如Assefi等通过对114例肌纤维痛的患者施行穴位和非穴位的针刺治疗发现,有25%～30%的患者镇痛效果与针刺部位无关。刘波等利用静息态脑功能成像技术对针刺穴位特异性的研究发现,穴位和非穴位均可增强脑内多个脑区间的功能连接且功能连接的脑区大部分相同,但穴位组脑内的脑功能连接强度总体上高于非穴位组。Yoo等发现针刺内关(PC6)与假穴引起激活脑区不同。而Zhang等通过对12组针刺真、假穴的实验研究统计发现,一半的研究认为针刺具有特异性,而另一半则认为无特异性。在本试验中,真、假穴的三个刺激,均引起了旧小脑,包括蚓垂、蚓锥体、小结、山顶、山坡等的正性激活,而这些激活区属于非意识性本体感觉传导通路的终点,接受来自下肢的肌腱和个别肌肉的精细运动的冲动,所以,在两个真穴和一个假穴针灸刺激引起的上述旧小脑部分区域的激活,部位相似,并部分重叠,应该是非意识性本体感觉传导通路终点的激活,而非特定穴位引起的特定脑区的激活。同时,大脑可能对这种混合刺激进行了加工和整合,所以,在意识性感觉传导通路的终点-大脑皮质,激活区域主要出现在次级躯体感觉区和顶叶的躯体感觉联络皮质。足三里和阳陵泉穴出现了大致相同的激活区,均引起额下回、颞上回、颞横回、岛叶、中央前回、中央后回的激活,与文献报道的激活部位相似,这些激活区域均属于初级躯体感觉区、次级躯体感觉区、运动区和躯体感觉联络皮质。两个真穴和一个假穴针灸刺激均激活颞上回、中央后回、蚓锥体的脑功能区,针刺真穴与假穴导致的激活脑区存在部分差异,但难以解释穴位特异性的理论。真穴或假穴刺激引起的激活可能是感觉传导通路的激活,而其中交叉或相异的激活区域,可能是大脑皮层对刺激的复杂反应。与针刺阳陵泉穴和假穴相比,针刺足三里还引起了双侧丘脑的激活;与针刺阳陵泉穴相比,针刺假穴和足三里还引起了扣带回的激活。那么,这些激活区域是否是由于刺激不同穴位而引起的特异性激活呢?Smith等应用EEG、MEG和fMRI,对健康人的胫神经的电刺激或其他感觉刺激的研究发现,体感区、运动区、运动前区、后顶叶和扣带回被激活;Desmedt等对正中神经刺激的研究发现,引起了相同的或类似的激活。其他穴位刺激的fMRI研究也报道了在上述区域的激活。综合我们的结果和文献报道,我们认为,在这些区域的激活同样是意识性感觉传导通路第3级神经元的激活。除了刺激任务导致脑皮质区的信号增高-激活外,在脑皮质还显示了大量低信号区,即负性激活区,负性激活发生的原因和机制目前尚不清楚。本实验在真假穴的刺激中均有负性激活区域,而触觉刺激仅在左侧的中央前回有微小的负性激活区域。三个针刺刺激引起的负性激活区域发生在相同或相邻近的脑回上,包括双侧海马旁回、扣带回、舌回、楔前叶、颞叶等脑功能区,与以往文献报道负性激活区多集中在边缘和旁边缘系统相似。静息态fMRI研究发现,上述负性激活区域属于大脑的默认网络,与任务刺激时相比,这些脑区在静息状态时反而更活跃,而在接受任务刺激(比如针刺)时则表现为负激活。由于fMRI产生的脑区激活受到的影响因素很多,所以fMRI的重复性不稳定,同样的实验设计和范式,在不同的时间和不同的研究组之间获得的结果无法保证完全一致。根据我们三个针刺的实验结果(激活区域和强度),并结合文献报道,我们认为,仅从fMRI的激活区域和激活强度来看,三个针刺之间无明显差异,当然,三个针刺主张的临床治疗作用是否与