针刺与脑功能磁共振成像对寐醒作用的研究进展

针刺与脑功能磁共振成像对寐醒作用的研究进展

中医针灸疗法在治疗严重脑损伤和脑瘫意外事故所造成的昏迷状态方面发挥了一定的作用，但其作用机制尚不完全清楚。针灸相关机制的研究日益成为研究的热点。脑功能磁共振成像(functionalmagneticresonanceimaging,fMRI)将高分辨力MRI技术和神经活动相结合,是一项无侵入、无创伤、可精确定位的人脑高级功能研究方法。随着神经影像技术的发展与运用,fMRI为阐明针刺治疗的中枢机制提供了现代医学研究手段,现就近年来昏迷促醒及其相关fMRI研究综述如下。1针刺治疗样品常见引起昏迷的病因包括颅脑损伤、脑卒中等。在西医常规治疗(脱水、止血、抗感染、营养神经、药物促醒、抗癫痫、支持治疗)的基础上,结合传统中医针灸方法促醒,取穴较多参考石学敏“醒脑开窍”针刺疗法,多为内关、百会、人中、涌泉、劳宫、合谷、三阴交、风池等,结果证实针刺治疗对昏迷患者神志恢复有较好疗效,能够缩短昏迷患者苏醒时间,提高苏醒比例。自1996年日本学者Yokoyama首次报道周围神经正中神经电刺激(mediannerveelectricalstimulation,MNS)治疗持续性植物状态(persistentvegetativestate,PVS)以来,治疗成功的例数逐年增多。具体方法是将盘状电极置于双侧腕关节掌面腕横纹上2cm正中神经点处给予电刺激。目前,国内应用MNS治疗昏迷尚处临床试验阶段,未广泛开展。国外MNS已用于急性期昏迷患者的治疗,且已推广到各期昏迷患者的促醒中,发现能明显缩短昏迷时间,但是其确切机制尚未阐明。2其他化学成分信号转换与bold脑功能磁共振成像目前应用最广泛的是血氧水平依赖(bloodoxygenationleveldependent,BOLD)效应fMRI。神经元活动对局部氧耗量和脑血流影响程度不匹配从而导致局部磁场性质改变。血红蛋白包括含氧血红蛋白和去氧血红蛋白,含氧血红蛋白是抗磁性物质,对质子弛豫没有影响;去氧血红蛋白属顺磁性物质,可产生横向磁化弛豫时间(T2)缩短效应(PT2PRE)。因此,当神经元兴奋时,电活动引起脑血流量显著增加,同时氧的消耗量也增加,但氧耗量的增加低于含氧量的增加,其综合效应是局部血液氧含量增加,去氧血红蛋白含量减低,这样PT2PRE被减弱,T2WI信号增强。通过T2WI信号反映局部神经元活动,这就是BOLD效应。因此,针灸时借助fMRI可以观察活体人脑的实时神经活动信息。3成像与成像3.1针刺“四关穴”激活的脑区目前在生理状态下研究针刺穴位的脑fMRI开展较为广泛。李可等对健康右利手被试者进行右合谷穴针刺,结果显示针刺合谷时引起双侧感觉/运动区,额中回、颞上回前部等脑区激活,而降低的区域则分别为双侧颞极部、内颞叶区、额下内侧回、额叶眶部、双侧颞中回、双侧扣带回后部、枕叶、双侧中央前回中部、同侧中央前回上部。付平等在研究针刺右侧内关穴时,发现两侧额叶及颞叶等脑区有不同程度的激活。王葳等研究针刺正常老年人“四关穴”,可激活双侧小脑半球、小脑蚓部、左侧额中回、双侧额下回、双侧中央旁小叶、双侧丘脑、后扣带回及前扣带回,针刺“四关穴”激活的脑区并非是单独针刺太冲穴、合谷穴激活脑区的叠加。朱小棠等研究针刺“醒神益智”组穴对脑静息态功能的影响,结果显示针刺百会、风池、内关对脑静息功能态的影响具有特异性,上述组穴所发挥的益智醒神、改善记忆的功用,可能与其在静息功能状态下增强了脑左侧梭状回、左侧颞下回和左侧脑岛活动有关。许建阳等发现,针刺合谷穴可以诱导额叶和枕叶脑组织血流量和血流容积的增加;针刺太冲穴可以诱导颞叶脑组织血流量和血流容积的增加;针刺合谷配太冲穴可以诱导额叶和颞叶脑组织血流量和血流容积的增加。电针刺激右侧足三里主要引起两侧前额叶和颞叶的神经功能变化,左侧脑部激活较右侧表现明显,具体为左侧颞上回、颞中回、颞下回激活,右侧颞中回激活。江虹等研究显示,补、泻手法针刺足三里穴均能激活边缘系统、辅助运动区、灰质结构等脑区,表明针刺足三里能激活前额叶和颞叶等与认知功能有关的脑区。从以上相关研究中我们可以发现,针刺单个穴位或组穴常引起多个大脑皮层功能区被激活,并且观察到皮层下结构包括脑干、丘脑和扣带回等有明显信号变化,既有信号增高区,又有信号减低区,从而认为皮层下结构存在复杂信息整合过程。此结果在一定程度上支持了传统针灸通常选用内关、合谷、太冲等穴位治疗昏迷的方法。3.2其他脑区疾病的研究老年性痴呆(Alzheimer’sdisease,AD)的针刺研究:许建阳等研究发现针刺合谷配太冲后,顶叶、额叶和颞叶脑区域的激活簇数明显增加,说明在顶叶、额叶和颞叶脑组织血流、血流容积明显增加。针刺右侧神门穴则主要表现为大脑半球额叶、颞叶、顶叶的激活,且对侧较明显。针刺右侧内关穴,主要表现在两侧大脑半球颞叶、额叶的变化,激活区域主要是右侧颞上回、颞中回,左侧颞中回,两侧额上回、额下回,扣带回和小脑方叶前部,其他脑区无明显激活。血管性痴呆(vasculardementia,VD)的针刺研究:刘翼程等选取百会、人中、风池、曲池、足三里、绝骨等穴位治疗,发现针刺疗法可以改善VD患者的临床症状,但颅脑MRI的影像学指标却无改变。说明VD患者智能改善并不是因为颅脑宏观结构的改善,可能是通过其他正常脑组织的功能代偿而实现的。王苇等对17例左侧中央沟区病变(脑梗死7例,脑出血吸收期3例,脑肿瘤、脓肿、动静脉畸形、囊虫共7例)导致运动障碍患者针刺右侧足三里、阳陵泉,并行实时动态MRI检查,结果示fMRI脑功能图的整个上额叶均可见明显功能激活区,认为足三里、阳陵泉具有良好的运动相关性。陈俊其等针刺缺血性中风患者外关穴,较为特异性地激活主管感觉的脑区,负激活主管运动的脑区;而陈建文等采用针刺患侧曲池、手三里两穴治疗急性期缺血性脑卒中,fMRI示脑部激活区域较广泛,提示针刺可能通过增强多个与运动功能有关大脑区域的活动来影响大脑运动功能的恢复。合谷配太冲古称“四关穴”,具有开窍醒神之功。神门穴为手少阴心经俞穴、内关穴为手厥阴心包经俞穴,中医理论认为“心主藏神”,心包经的生理功能和病理变化与人体的精神意识、思维活动有关,即与脑的功能关系较密切,因此这些穴位也是临床上治疗昏迷的常用穴位,故以上疾病的研究对针刺治疗昏迷的MRI研究具有借鉴意义。与脑血管病的针刺效应类似,针刺疗法能够增强某些脑区的功能活动或局部血流量,从而影响人的生理功能。3.3双侧ss激活Spiegel等研究健康志愿者右正中神经刺激时的fMRI显示第一感觉区(theprimarysomatosensorycortex,S1)和第一运动区(theprimarymotorcortex,M1)都有显著的功能激活像。Matthew等发现刺激单侧正中神经将会引起双侧S1激活,在此基础上Takashi等利用交替刺激左右侧正中神经的方法发现右半球S1同侧激活现象较左半球明显。此外,研究表明,刺激正中神经时除S1激活外尚有第二感觉区(thesecondarysomatosensorycortex,S2)的激活像,二者比较时发现普通电流强度刺激时S1的对侧激活较S2明显,但低电流刺激时S2激活的敏感性高于S1。Yoshifumi等报道4例PVS,予MNS治疗后脑血流量增加,尤以病灶局部脑血流量增多明显。徐平等利用MNS促脑外伤昏迷患者苏醒时发现,患者脑血流量明显增加,缺血病灶不同程度缩小。目前认为,MNS时脑病灶局部血流量提高,可能是电刺激的促苏醒机制之一,但神经电刺激促苏醒作用的确切机制尚不明确。4针刺治疗标准化中医是以整体观、发展变化观、人与自然相应观,论述了人体的生理、病理、诊断和防病治病原则。fMRI可以同时观察多个脑区的活动,研究各个功能区域之间的相互关系,还可以观察脑区的动态活动,这些特性对研究脑的高级功能非常有利。脑fMRI用于穴位及针刺疗效机制研究,可以无创、实时、活体地反映针刺过程中的脑功能变化,为开展针灸机制研究提供了比较好的研究手段。但fMRI-BOLD成像也有其缺点,信号易受生理性噪声、伪影的影响,除此之外,不同实验设计(选穴、刺激方式、刺激量、间歇时间、图像处理等)造成的结果也不尽相同,故针刺治疗标准化问题有待解决。针对昏迷患者促苏醒这一课题,国外已经采用MNS作为治疗手段,但