高大鵬,鄒 偉

(黑龍江中醫(yī)藥大學,黑龍江哈爾濱 150040)

針灸作為中醫(yī)重要的組成部分,用于治療疾病已經(jīng)有二千余年的歷史,其臨床療效已逐漸被國際社會所公認。世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦 43種疾病適用于針灸治療,但是一直以來針灸治療疾病的作用機制尚未研究清楚,這成了針灸推廣發(fā)展的主要障礙。因此,闡明針灸治療疾病的機理是目前針灸研究迫切需要的一個環(huán)節(jié)。而功能性磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)等現(xiàn)代神經(jīng)影像技術的出現(xiàn)為我們研究人類大腦提供了一種全新的手段。這項技術近年來被廣泛應用于針刺效應與大腦關系的一系列研究中?，F(xiàn)將功能性磁共振成象原理及其在針刺研究中的應用進展綜述如下。

1 功能性磁共振成象的基本原理

fMRI作為一種新的神經(jīng)影像學成像技術在過去的十幾年中已經(jīng)取得了飛速的發(fā)展。1990年 Ogawa[1]首次描述了大腦皮層微血管中血氧變化時會引起局部磁場均勻性發(fā)生變化的血氧水平依賴(Blood oxygenation level dependent,BLOD)效應 ,即 ：當大腦受到刺激時,相應區(qū)域大腦皮層的血流量(region cerebral blood flow,rCBF)、血容積 (region cerebral blood volume,rCBV)及脫氧程度發(fā)生變化,從而導致該區(qū)域的磁化率發(fā)生改變。利用對磁化率敏感的快速高分辨梯度回波磁共振成像可以檢測并顯示這種變化的空間分布及動態(tài)過程,建立刺激與響應之間的聯(lián)系,這樣人體大腦思維活動時發(fā)生的變化就可以使用 MRI表現(xiàn)出來。

2 功能性磁共振在針灸研究中的應用進展

2.1 針灸穴位對大腦特定功能區(qū)的影響

2.1.1 針刺對大腦皮質(zhì)運動區(qū)的影響 常時新等[2]在針刺肩髃、手三里、曲池、合谷穴治療偏癱患者時,發(fā)現(xiàn)受試者對側的初級軀體感覺區(qū)、輔助運動區(qū)、運動前區(qū)等被激活。何揚子等[3]觀察運用陽經(jīng)穴位為主治療缺血性卒中時,發(fā)現(xiàn)針刺對缺血性中風患者食指運動腦功能區(qū)有影響?；颊邔瘸跫夁\動區(qū)、運動前區(qū)以及第一感覺區(qū)被激活。其他研究結果顯示簡單運動的激活區(qū)主要位于初級運動皮質(zhì),復雜運動的活動區(qū)位于對側初級運動皮質(zhì)、輔助運動區(qū)、運動前區(qū)皮質(zhì),偶爾可出現(xiàn)于同側的相應部位;而想象復雜運動主要激發(fā)輔助運動區(qū)及運動前皮質(zhì),但信號強度較低。同時該研究還表明慢速運動對激發(fā)的活動強度也較低。大量 fMRI表明實驗發(fā)現(xiàn)右側運動皮層可以被左側手指活動激活。而左側運動皮層可以被雙側手指激活。證實了人腦功能的不對稱性。

2.1.2 針刺對大腦語言區(qū)的影響 李潔巍等[4]對30名無語言障礙成年志愿者用 fMRI顯示聯(lián)合刺激通里和商丘兩穴位時腦皮質(zhì)功能區(qū)的激活情況。發(fā)現(xiàn)對照組激活了左側中央前回、左側中央后回、左側枕葉及右側枕葉。右側組激活了左側中央前回、左側中央后回、左側顳上回、左側緣上回、左側枕葉、左側額極區(qū)、右側枕葉、右側緣上回及扣帶回。左側組激活了左側中央后回、左側顳上回、左側枕葉、右側顳上回、右側枕葉、右側中央前回、右側中央后回、右側緣上回、右側額上回及扣帶回。證明了電刺激通里和商丘與語言皮質(zhì)功能區(qū)的激活具有相關性且其激活與肢體側別相交叉。

2.1.3 針刺對大腦視覺皮質(zhì)區(qū)的影響 鄧振生等[5]在對 11名年輕健康的志愿者針刺臨床上能夠治療眼疾的穴位時發(fā)現(xiàn)刺激膀胱經(jīng)上的有關穴位不僅引起大腦枕區(qū)的激活與抑制,而且也引起額葉、頂葉、顳葉、扣帶回和小腦的興奮。針刺光明穴也可以看到相似的活化圖案。這項研究結果為針灸穴位刺激導致相關的大腦區(qū)域的活化與去活化提供了進一步的證據(jù)。

2.1.4 針刺對小腦皮質(zhì)的影響 劉華等[6]在對 37名健康志愿者針刺太沖、合谷時發(fā)現(xiàn)針刺這兩個穴位激活了小腦的不同區(qū)域：針刺太沖的激活了對側小腦前葉,同側小腦后葉下半月小葉;針刺合谷激活了對側小腦后葉下半月小葉及同側小腦后葉上半月小葉。兩穴位針刺均未引起小腦的去活化。證明了不同穴位引起的小腦激活區(qū)域的不同,提示小腦在針灸不同穴位作用機制中具有特異性;小腦后葉可能是不同穴位作用的共同神經(jīng)通路。

2.2 功能性磁共振在針灸鎮(zhèn)痛中的應用

從現(xiàn)代研究結果來看,人們普遍推測,針刺激發(fā)了人類復雜的本體感覺,調(diào)控著對疼痛的知覺和認知。針刺產(chǎn)生效應的基礎可能與大腦和相關的中樞神經(jīng)系統(tǒng)網(wǎng)絡有關[7]。

吳氏等[8]在針刺鎮(zhèn)痛的研究中發(fā)現(xiàn)高強度針刺刺激可以激活下丘腦和伏核,但同時也抑制了扣帶回前部、杏仁核以及海馬回的活動。與之相對的,低強度刺激可以激活輔助運動區(qū)、扣帶回前部以及額葉和頂葉皮質(zhì)。淺刺可以激活包括第一軀體感覺中樞、丘腦以及扣帶回前部。這些部位可能都參與針灸鎮(zhèn)痛的過程?；菔系萚9]在研究中發(fā)現(xiàn)針刺得氣之后會抑制伏核、下丘腦、杏仁核、海馬、海馬旁回、豆狀核、尾狀核、顳葉和島葉等區(qū)域的活動。在隨后的研究中,他們發(fā)現(xiàn)心里與生理活動對中樞系統(tǒng)也有一定的影響。當受試者針刺后產(chǎn)生酸、麻、脹、重(即得氣)的感覺時,額極、額葉眶面、扣帶回、下丘腦以及網(wǎng)狀結構等區(qū)域的活動受到抑制。而當受試者針刺后產(chǎn)生疼痛的感覺時,尾狀核、殼核、丘腦前核的活動就被激活。當受試者既感覺到酸、麻、脹、重,又受到疼痛的刺激時,額極和基底節(jié)區(qū)將都被激活。這些發(fā)現(xiàn)提示了針刺感覺與疼痛在腦內(nèi)有著相同的通路卻產(chǎn)生相反的作用。作為這一假說的輔助證據(jù),fMRI顯示電針刺激可以改變寒、痛刺激在腦內(nèi)產(chǎn)生的信號。

3 功能性磁共振成象在針刺研究中應用所存在的問題

3.1 有關去活化的問題

Florian Beissner[10]等人在文章中指出近年來,30%的有關功能性磁共振成象在針刺研究是通過針刺與視覺相關的穴位后,在 fMRI上顯示出枕葉部分皮質(zhì)受到去活化作用來作為其研究的結論。但是 fMRI能夠顯示皮質(zhì)功能受到去活化作用的研究是近期才首次被證實[11]。Florian Beissner等人從數(shù)學的角度分析,這種去活化作用是由刺激時間和血氧水平依賴(BOLD)信號的負相關聯(lián)產(chǎn)生的。他們認為可能存在兩種解釋,與基礎狀態(tài)相比較而言,腦內(nèi)神經(jīng)元的活動或被針刺激活而增強,或被針刺去活化而減弱。

3.2 有關基礎狀態(tài)的問題

大多數(shù) fMRI研究都是以受試者“閉眼”時腦功能活動做為基礎狀態(tài)的標準,也就是讓受試者閉著眼睛什么都不去想。在有些實驗當中則要求受試者將注意力集中在針灸所帶來的刺激上。然而,這些受試者的注意力水平并沒有通過以上方法真正的受到控制。皮質(zhì)在基礎狀態(tài)下的活動既沒被界定,也沒被限制[12]。研究發(fā)現(xiàn),受試者在安靜的狀態(tài)下,腦功能活動并沒有停止。相反,當受試者什么不做的時候,部分網(wǎng)狀結構是被激活的[13]。Brandt[14]提出,在進行視覺和聽覺的皮質(zhì)功能試驗中,僅僅閉著眼睛是會引起腦部功能活動進而影響實驗結果的。

3.3 有關注意力控制的問題

在基礎狀態(tài)下,受試者閉眼時的注意力是完全不受控制的。他們會將注意力集中在針灸所帶來的刺激上以及其他能感知到刺激。這種注意力的轉變能夠改變某些大腦皮質(zhì)的興奮或抑制的狀態(tài),例如視覺皮質(zhì)[15]。在實驗過程中,當受試者的注意力被吸引到針灸的刺激或者其它他們能感知到的事物上時,腦內(nèi)的默認狀態(tài)網(wǎng)絡(default mode network DMN)就會被激活,DMN的主要作用是抑制某些腦功能的活動。孔氏等[16]認為在這種情況下獲得 fMRI變化的結果是來自注意力的改變而非針灸刺激本身。

綜上,fMRI為我們提供了一種可以無創(chuàng)、實時、活體的反應針刺過程中人體功能變化方法,改變了既往對針刺機理的研究多局限于動物或某一檢測指標,難以說明人體的實際變化過程的窘境。fMRI結合了功能、影像和解剖 3方面的因素,能在活體人腦定位各功能區(qū),具有較高的時間和空間分辨率、整體性、無創(chuàng)傷性等優(yōu)點,因而在針灸研究中具有獨特的優(yōu)勢。但同時也發(fā)現(xiàn)應用 fMRI技術進行針刺研究對實驗控制的要求極其嚴格,因為受試者的狀態(tài)和環(huán)境的影響是可以大大改變實驗結果的。如何有效的進行實驗控制,是未來研究中需要解決的問題。而且從目前實驗結果來看,針刺穴位只是在某些中樞皮層得到興奮信號,并沒有找到穴位相對應的皮層區(qū)域。但是這種實驗方法對未來的科學研究以及探測針灸對腦皮層的反應提供了一定的參考依據(jù),對研究針灸穴位與中樞神經(jīng)系統(tǒng)是否有相關性提供了有效的檢測工具,對中醫(yī)針灸學方面的研究提供可信賴的方法。

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