闞書慧,顧星

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針刺合谷穴與足三里穴對腦功能的動態(tài)觀察

闞書慧,顧星

(湖南中醫(yī)藥大學(xué),長沙 410208)

目的 探討針刺合谷穴與足三里穴對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的即時效應(yīng)。方法 對9例健康志愿者采用針刺合谷、足三里及非經(jīng)非穴,實(shí)時觀察受試者腦磁圖的動態(tài)變化。結(jié)果 針刺合谷、足三里和非經(jīng)非穴對照點(diǎn)腦磁圖變化有差異。結(jié)論 腦磁圖檢測對合谷穴與足三里穴的循經(jīng)感傳研究具有一定的特異性,兩穴針刺對腦部影響區(qū)域有差異。

針刺療法;穴,合谷;穴,足三里;腦磁圖

循經(jīng)感傳現(xiàn)象是針灸經(jīng)絡(luò)研究中較為重要的方面。手陽明大腸經(jīng)起于手食指商陽穴,沿上肢外側(cè)前緣,到達(dá)頭面部,止于鼻旁迎香穴。合谷穴作為該經(jīng)的原穴,是治療頭面疾病的常用穴位,古人云:“面口合谷收?！弊汴柮魑附?jīng)起于鼻翼旁迎香穴,本經(jīng)脈分支從膝下3寸處足三里穴分出,下行入中趾外側(cè)端,古人云:“肚腹三里留?！弊闳镅ㄗ鳛樗目傃ㄖ?具有明顯的整體調(diào)節(jié)作用。假設(shè)針刺合谷穴與足三里穴能誘發(fā)“循經(jīng)感傳”現(xiàn)象,其合谷穴是沿經(jīng)脈走向到達(dá)頭面部,而足三里穴是沿經(jīng)脈作用于胃腸,兩者勢必將影響腦功能的變化。

腦磁圖(magneto encephalo graphy, MEG)是通過非侵入性測量微弱的腦磁場信號來研究大腦活動的一種方法,其檢測腦神經(jīng)電流在腦神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)的流動,通過無損傷性檢測對腦神經(jīng)電流產(chǎn)生的微弱生物磁場的檢測來獲取腦功能信息[1]。MEG具有毫秒級的時間和空間分辨率,超導(dǎo)物理學(xué)和低溫技術(shù)是其核心技術(shù),非侵入性檢測使受檢者無任何痛苦,頭皮、毛發(fā)等組織對低頻磁場幾乎無阻礙,可對腦生理活動進(jìn)行實(shí)時觀測。因此,使用磁記錄可以獲取比腦電圖更準(zhǔn)確的有關(guān)腦神經(jīng)活動源的信息,多用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的應(yīng)用研究(如癲癇)。因此,針刺合谷穴與足三里穴采用MEG作為觀察腦功能變化的手段,具有一定理論依據(jù)。為了更好地開展深層次的相關(guān)研究,筆者在這方面作了一些探索,以期說明穴位特異性對腦功能的影響。

1 資料與方法

1.1 受試者

9名健康志愿者,其中男4例,女5例,年齡為25～30歲,均為右利手,均無神經(jīng)系統(tǒng)和精神障礙史,對針刺無恐懼心理,試驗(yàn)前告知受試者針灸實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,但不告知分組情況。將9例受試者隨機(jī)分為A組、B組和C組,每組3例。

1.2 儀器

腦磁圖儀(MEG)為加拿大VSM醫(yī)療技術(shù)公司生產(chǎn)的275通道全頭型腦磁圖影像系統(tǒng),使用一階徑向型磁場梯度計(jì)和合成三階磁場梯度計(jì)軟硬件相結(jié)合。

1.3 方法

1.3.1 定位

受檢者端坐在木制座椅上,以人的左右耳以及鼻梁處所在的空間位置作為設(shè)定標(biāo)記,在這3個標(biāo)記處分別放置維生素E膠丸貼膠布固定,并攝像存檔,以便MRI檢測時重復(fù)定位。建立頭部球形坐標(biāo)系以X、Y、Z3點(diǎn)為基點(diǎn)。頭部坐標(biāo)系為,X軸為通過雙側(cè)耳孔的連線,Y軸為鼻梁凹陷點(diǎn)與X軸的垂直線,Z軸為頭頂中點(diǎn)與X軸的垂直線。

1.3.2 MRI與MEG檢查

MRI檢查采用GESignaNV1.5T超導(dǎo)型MR儀。受試者取仰臥位,以海綿墊固定頭部。平掃采用FSE序列獲得T1WI和軸位T2WI,參數(shù)為TR500 ms,TE102 ms,層厚為8 mm,層間距2 mm,FOV為240 mm×240 mm,矩陣為256×256,NEX2。三維結(jié)構(gòu)掃描采用3D-SPGR序列行矢狀位全腦掃描,參數(shù)為TR33.33ms,TE9ms,FOV為240 mm×240 mm,矩陣為256×256×54,NEX1。檢查完畢后囑受試者進(jìn)入磁場屏蔽室,于其鼻根和雙側(cè)耳前設(shè)定定位線圈,采用275導(dǎo)超導(dǎo)量子干涉設(shè)備(super-conducting quantum interference device, SQUID)的全頭傳感器,垂直于頭皮的方向測量腦磁場。以三梯度線圈去除周圍噪聲,采樣頻率設(shè)置為3 Hz。采集腦磁圖信號時,信號由帶通0.03～300 Hz濾過,并行1000 Hz數(shù)字化處理,疊加2000次,受試者頭動應(yīng)≤5 mm,如頭動＞5 mm,則重新記錄1個時段。

1.3.3 針刺

受檢者平臥于檢測床上,頭部伸入頭盔式球形探測器后,保持安靜并睜開雙眼,眼睛注視房頂?shù)?個點(diǎn),以盡量避免眨眼和眼球的轉(zhuǎn)動,在磁屏蔽室內(nèi)對大腦進(jìn)行磁場檢測(MEG)。A組由專人針刺合谷穴,B組針刺足三里穴,C組針刺非穴對照點(diǎn)。合谷定位在手背,第一、二掌骨間,第二掌骨橈側(cè)的中點(diǎn)處;足三里定位在小腿前外側(cè),當(dāng)犢鼻下3寸,距脛骨前緣一橫指(中指) (參照國家標(biāo)準(zhǔn)《經(jīng)穴部位》)。非穴對照點(diǎn)定位為,以第一、二掌骨交匯處為頂點(diǎn),拇指連食指的指蹼為底邊的區(qū)域內(nèi),非穴對照點(diǎn)在此區(qū)域底邊中點(diǎn)上1 cm處,距合谷穴2 cm。用75%乙醇常規(guī)消毒局部皮膚,采用長20 mm毫針針刺。記錄時間為0～360 s,帶通置于1～70 Hz,疊加2000次,進(jìn)行1000 Hz數(shù)字化處理,結(jié)果存盤。

1.3.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及處理

采用信號分析和MEG神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的融合,根據(jù)鼻根和雙側(cè)耳前標(biāo)志點(diǎn)設(shè)定頭模型化,使之與MRI所示表相適應(yīng),排除金屬異物和肌肉活動偽影。根據(jù)不同時間和頻率確定穴位刺激反應(yīng),將頭模型censor軟件團(tuán)分為5 mm×5 mm×5mm的體素;應(yīng)用MEG Processor軟件,根據(jù)相應(yīng)時間和頻率確定穴位刺激反應(yīng)起源點(diǎn)和傳導(dǎo)途徑,將磁信號源顯示在相應(yīng)部位MRI上,最終形成三維腦功能影像圖。連續(xù)小波變換在低頻域?qū)︻l率敏感,在高頻域?qū)r間敏感,設(shè)sigma=6用于頻率分析,共獲275個頻譜圖,每個頻譜對應(yīng)一個傳感器。將275個頻譜疊加、平均,得到腦部累積頻譜(見圖1、2)。利用MEG Processor軟件將頻率組分磁源定位,得到每名受試者的磁源性影像(magnetic source imaging, MSI),使用小波變換信號集束器定位頻率組分分析針刺“得氣”后受試者腦激活區(qū)頻率強(qiáng)度變化,觀察不同針刺時間腦功能活動的差異,分析針灸后腦區(qū)活動的影響。

2 結(jié)果

2.1 3組波譜結(jié)果比較

在A組和B組的累積波譜中,針刺前僅有a波的頻率組分能量較高;針刺后,除a波處于高能外,其他頻率組分的能量增高(見圖1、2)。在C組的累積波譜中,針刺后另有2個頻率組分激活,但激活能量值很低,無顯著性差異(見圖3)。

注:實(shí)箭頭為a波,空箭為激活的頻率組分

圖1 A組針刺前后各個時間段累積波譜示意圖

注:實(shí)箭頭為a波,空箭為激活的頻率組分

圖2 B組針刺前后各個時間段累積波譜示意圖

注:實(shí)箭頭為a波,空箭為激活的頻率組分

圖3 C組針刺前后各個時間段累積波譜示意圖

2.2 腦區(qū)激活

2.2.1 A組

由圖4可見,A組激活的腦區(qū)有小腦(上半月小葉),對側(cè)中央前回、中央后回,對側(cè)枕上小葉、枕上回等。其中激活的中樞神經(jīng)包括軀體運(yùn)動區(qū)、輔助運(yùn)動區(qū)等,該腦區(qū)與肢體運(yùn)動相關(guān),可能是合谷主治中風(fēng)、癱瘓、癲癇的腦功能基礎(chǔ);激活大腦中央前后回以及激活的面口部的皮層投射區(qū)與手部的皮層投射區(qū)相近,并對這一區(qū)域的功能連接發(fā)生了影響,進(jìn)一步解釋了針刺合谷穴治療面口部疾病的科學(xué)依據(jù)。激活的小腦通過與大腦、腦干和脊髓之間的聯(lián)系,調(diào)節(jié)嘔吐中樞以及前庭神經(jīng)、脊髓運(yùn)動,進(jìn)而控制眩暈、嘔吐。而針刺后激活的腦區(qū)還包括雙側(cè)枕上葉和枕上回,筆者認(rèn)為針刺鎮(zhèn)痛效果并非通過單一腦功能區(qū),而是通過有功能聯(lián)系的多個腦功能區(qū)的相互作用而實(shí)現(xiàn)。

圖4 A組治療后激活的腦區(qū)示意圖

2.2.2 B組

由圖5可見,B組激活的主要腦區(qū)有對側(cè)中央前回、中央后回,對側(cè)頂下小葉、枕上回,對側(cè)丘腦內(nèi)囊前肢尾狀核頭等。其中激活的對側(cè)頂下小葉、對側(cè)中央前回腦功能活動的增加與語言、運(yùn)動、認(rèn)知相關(guān)的腦功能區(qū)及邊緣系統(tǒng)相聯(lián)系的激活效應(yīng),可能正是說明針刺足三里后可促進(jìn)失語、運(yùn)動功能和認(rèn)知功能的改善的機(jī)理。在腦成像上顯示對側(cè)下丘腦區(qū)的激活狀態(tài)可能與針灸鎮(zhèn)痛有密切聯(lián)系,而針刺激活的丘腦等大腦邊緣系統(tǒng)功能區(qū),又為針刺足三里具有調(diào)理胃腸神經(jīng)、增強(qiáng)免疫功能提供了客觀的依據(jù)。激活對側(cè)中央前回、后回等與運(yùn)動相關(guān)的腦功能區(qū),并能激活與雙側(cè)運(yùn)動相關(guān)的腦功能區(qū),為針刺足三里穴治療肢體運(yùn)動功能障礙提供影像學(xué)依據(jù)。最終發(fā)現(xiàn)與針刺合谷穴同理,針刺足三里激活的腦區(qū)并不單一,而是通過多個腦區(qū)起作用的。

圖5 B組針刺后激活的腦區(qū)示意圖

2.2.3 C組

C組在針刺后波幅、頻譜均無顯著差異,無法在MRI上定位。將增高的頻率組分定位于MR圖像上,可以從影像資料看出腦區(qū)激活隨時間推移呈現(xiàn)出從前腦向后腦逐漸轉(zhuǎn)變的趨勢,即從低級中樞激活到高級中樞的激活過程。由此推測,針刺合谷穴和足三里穴可通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通路激活腦區(qū)而產(chǎn)生療效。

3 討論

中醫(yī)學(xué)理論中的“腦”,主要強(qiáng)調(diào)的是意識思維功能活動[2],而MEG的優(yōu)勢在于能夠?qū)崟r瞬間地對腦神經(jīng)電流的功能變化進(jìn)行觀察[3]。兩者如何有機(jī)結(jié)合,加快中醫(yī)學(xué)理論研究的發(fā)展,值得探討。

針灸刺激穴位引起腦功能的變化,以解釋循經(jīng)感傳現(xiàn)象以及針刺鎮(zhèn)痛有效作用途徑是目前需要探索的課題[4]。筆者認(rèn)為中醫(yī)應(yīng)用MEG技術(shù)進(jìn)行研究,可能會在針灸經(jīng)絡(luò)學(xué)說的研究中取得進(jìn)展,針灸從某種意義上理解是一種物理量對穴位的體感刺激,記錄實(shí)時體感刺激是腦磁圖技術(shù)的長處[5],對穴位與非穴的相同刺激,將增高的頻率組分定位于MR圖像上,可以看出腦區(qū)激活隨時間推移呈現(xiàn)出從前腦向后腦轉(zhuǎn)變的趨勢,即從低級中樞激活到高級中樞的激活過程。由此推測,針刺合谷穴和足三里穴可通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通路激活腦區(qū)而產(chǎn)生療效。筆者通過回顧文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),大部分針刺對腦功能的研究文獻(xiàn),局限在大腦的空間定位上,而對實(shí)時動態(tài)的腦功能觀察較少[6]。隨著MEG和MRI的聯(lián)合應(yīng)用,使針刺研究從以往單純腦功能定位到腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水平的研究,而腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)研究針刺機(jī)制,更符合于大腦生理學(xué)[7]。那么利用MEG進(jìn)行針刺的腦功能研究,繪制穴位作用在人腦不同功能區(qū)精確的網(wǎng)絡(luò)圖,為針刺作用機(jī)制找出客觀的可視性依據(jù)[8],但是用科學(xué)完整的理論來解釋針刺對腦的影響,尚需克服諸多問題,如針刺手法之不同、得氣強(qiáng)弱、儀器穩(wěn)定性和參數(shù)設(shè)置的不同,都有可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異。本文僅在兩條經(jīng)脈上的兩個穴位與非穴點(diǎn)之間,進(jìn)行了MEG的觀察。陽經(jīng)與陰經(jīng)穴位有何差異？腧穴配伍后的腦功能變化與單穴研究是否相同？尚不得而知。因受限于MEG檢測費(fèi)用昂貴,受試者例數(shù)較少,難以說明在病理狀態(tài)下腧穴的治療作用。故針刺對腦功能作用原理與MEG之間的研究結(jié)合點(diǎn)仍需進(jìn)一步探索。

因此,在以后的研究中有必要設(shè)計(jì)一套標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程,定義針刺深度、針尖方向、行針手法和留針時間,以提高針刺對腦功能研究的重復(fù)性與可信度。

本研究得到了南京腦科醫(yī)院的熱情幫助,謹(jǐn)表謝意。

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Dynamic Observation of the Effect of Acupuncture at Hegu (LI 4) and Zusanli (ST 36) on Brain Function

QUE Shu-hui, GU Xing.

Hunan University of Chinese Medicine,Changsha 410208,China

Objective To reveal the real-time effect of puncturing Hegu (LI 4) and Zusanli (ST 36) on the central nervous system. Method Nine healthy volunteers were observed for the dynamic change of magnetic encephalography (MEG) after receiving acupuncture at Hegu (LI 4), Zusanli (ST 36) and non-acupoint. Result Acupuncture at Hegu (LI 4), Zusanli (ST 36) and non-acupoint can produce different effects on MEG. Conclusion MEG can be a specific detection in studying the sensation transmission of Hegu (LI 4) and Zusanli (ST 36), and acupuncture at the two points can affect different regions of brain.

Acupuncture therapy; Point, Hegu (LI 4); Point, Zusanli (ST 36); Magnetic encephalography

R246.9

A

10.13460/j.issn.1005-0957.2015.05.0475

2014-10-18

1005-0957(2015)05-0475-05

闞書慧(1988 - ),女,2012級碩士生

顧星(1960 - ),男,教授,E-mail:gx217@163.com