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首页医源资料库在线期刊中华现代外科学杂志2008年第5卷第4期

针灸治疗中枢作用机制的fMRI研究进展*

来源:《中华现代外科学杂志》
摘要:【摘要】磁共振功能成像(functionalmagneticresonanceimaging,fMRI)是研究针灸的中枢机制的一种重要的有效手段,本文就近年来这一方面的fMRI研究的现状和进展做一综述。【关键词】针灸中枢机制fMRI针灸在中国具有悠久的历史,作为传统医学的一种重要治疗方法,不仅在东方国家受到重视,而......

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【摘要】  磁共振功能成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)是研究针灸的中枢机制的一种重要的有效手段,本文就近年来这一方面的fMRI研究的现状和进展做一综述。

【关键词】  针灸 中枢机制 fMRI

      针灸在中国具有悠久的历史,作为传统医学的一种重要治疗方法,不仅在东方国家受到重视,而且逐渐得到许多西方国家的认可。但是,与针灸相关的经络学说及针灸治疗的中枢作用机制主要基于经典著作,缺乏可视性实验依据,甚至没有说明脑与各种器官功能失调和疾病的关系。现代医学研究结果表明,针灸穴位与神经有密切关系,特别是与大脑特定皮层功能有关[1, 2]。近年脑功能成像的发展,包括正电子发射断层摄影术(positron emission tomography,PET)、单光子发射计算机断层摄影术(single photon emission computed tomography,SPECT)和磁共振功能成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI),为探讨针灸与人脑的关系打破了非侵袭性、可视性方法的限制,尤其fMRI,与PET 和SPECT相比,不需使用放射性示踪剂,更具安全性和发展前景[3]。本文就近年来针灸治疗中枢作用机制的fMRI研究的现状和进展做一综述。

    1  针灸可以促进残存脑组织的重塑和功能代偿

    针灸本身具有改善中枢神经功能的作用,对于脑损伤后功能重塑有积极作用。据报道,早期积极、正确的针灸康复治疗,将使80 %的脑卒中患者功能得到明显改善[4]。Staines等[5]采用急性脑卒中病人以偏瘫手和双手做反复抓握动作,行fMRI检查以了解皮质运动区的活性,结果表明在脑卒中恢复的早期,双侧运动区增强,脑卒中半球基本感觉运动中枢的活性比受损肢体单侧运动区显著,随着恢复的进展,受损运动皮质的活性在单侧和双侧运动区之间不再有差别。Small等[6]观察12例卒中病人在6个月恢复中期的变化,病人均为单侧上肢偏瘫并在1个月内均具有一定运动能力的患手。分别观察每例病人运动手指和手腕时的fMRI,其中6例恢复良好,另6例恢复欠佳。成像显示,恢复良好者在受损的皮质脊髓束对侧的小脑半球出现明显的激活,而恢复欠佳的病人则缺乏这种激活。Dobkin等[7]对4例慢性期的卒中后偏瘫的病人进行踝部背屈功能的锻炼,同时应用fMRI对其功能激活区进行动态的观察,研究表明最初的激活区域位于初级运动感觉系统(S1M1)的胸腰部肌肉投影区内,以后随着训练的频率和时间的延长,激活区域渐渐地向足部投影区聚集,同时对侧的扣带回和第2感觉区亦可见激活区域。这些研究分别在卒中后运动恢复的早期、中期以及晚期进行,结果表明,在脑损害后的数分钟到数个月甚至数年,其他脑区会发生变化,这些变化可能是由于传人神经阻滞、抑制作用的解除、活动依赖性突触的改变、细胞膜兴奋性的改变、突触新连接的形成或原有连接的暴露所致[8]。

    2  针灸可以调节边缘系统及某些皮层下结构

    1998年Cho[9]用8 Hz光线直接刺激12名健康志愿者眼睛进行fMRI,同期针刺中医认为与视觉有关的膀胱经至阴穴(BL67)也进行fMRI。结果显示光线刺激眼睛与针刺至阴穴都能诱发双侧视觉中枢(枕叶内侧皮层) 出现功能活动信号。而针刺至阴穴旁开2~5 cm 的非穴位点则不出现视觉中枢功能活动。Siedentopf等[10]用激光针刺激膀胱经至阴穴(BL67) (左足) ,发现同侧视觉中枢枕叶内侧皮层、楔叶内出现功能活动区,但右侧大脑及第一视觉皮层BA17区未出现功能信号,这一结果与Cho的结果不完全一致。Siedentopf的研究中,对照组实验时仅将激光针置于皮肤上,不给予激光刺激,结果未检测到任何功能信号。由此可见触觉刺激不能激活与针刺同样的功能活动。也就是说,针刺引起的脑功能活动不是单纯的感觉传入过程。Cho、Hsieh、Hui、Wu等各自的实验结果同样证实了这一观点[9, 11~14]。就合谷穴而言,无论是针灸刺激,还是触觉刺激,都导致躯体感觉皮层出现信号增强。同时,同一志愿者显示针刺引起的脑功能活动区比触觉刺激激活的功能活动区范围要小。Hui根据上述结果推断针灸可以调节边缘系统及某些皮层下结构,而且推测对于皮层下结构的调节有可能就是针灸对人体多系统影响的机制所在。Wu等[12]用电针刺激胆经阳陵泉穴,并进行4种刺激模式的比较。真实刺激阳陵泉穴后,于丘脑、扣带回前部、岛叶、小脑内有明显的功能活动区。该结果与1997 年Wu、1999年Hui、2000 年Hsieh 和2001 年Biella分别刺激大肠经的LI4 胃经ST36 显示结果相似,提示这些中医认为与麻醉止痛有关的穴位可以调节与痛觉有关的神经基质(如下丘脑边缘系统)。Wu认为微小刺激诱发枕叶内侧皮层出现强烈反应可能是穴位以外非经典穴位应用巧合的结果。

    3  针灸可以特异性激活大脑皮质特定功能区域

    徐放明等[15]把30名健康大学生随机分为大敦、行间、太冲、中封、曲泉5组,每组6人,采用fMRI技术观察针刺肝经五腧穴各自激活的脑区情况。结果针刺大敦激活了BA18、胼胝体、小脑山坡、下半月小叶;针刺行间激活了BA40、舌回、BA22、黑质、小脑顶、蚓垂、小脑山坡;针刺太冲激活了额下回、BA18、BA19、BA30、小脑顶、小脑山坡;针刺中封激活了BA4、BA6、BA19、海马回、黑质、小脑顶;针刺曲泉激活了中央前回、BA4、BA10、颞上回。结论:肝经五输穴在脑内各有其相对特异性分布区域,提示穴-脑之间可能存在特异性联系。

    4  针灸通过多个脑功能区的相互作用产生效果

    迟旭等[16]利用fMRI技术获取8位健康志愿者的外关穴在行针状态下的脑功能变化图像。结果发现针刺左侧外关穴主要引起扣带回、背侧丘脑和颞叶、小脑、枕叶等的激活。据此迟旭等认为针刺的效果可能是通过多个脑功能区的相互作用而产生的。张嵘等[17]利用fMRI技术,观察针刺11名受试者不同经脉的两组穴位后人脑运动功能区的活动情况。实验中,依次针刺每个受试者的右侧合谷、内关、三阴交、足三里穴,同时进行fMRI扫描。结果针刺合谷穴引起平均信号强度升高脑区主要为双侧额中回,中央前后回、颞中上回,同侧楔前叶、岛盖以及对侧舌回、脑岛、顶下小叶;针刺内关穴引起平均信号强度升高脑区主要为双侧额中回、尾状核、中央前后回、扣带回、颞中上回及对侧岛盖、缘上回、下丘脑、顶下小叶;针刺足三里穴引起平均信号强度升高脑区主要为双侧颞中回、额中上回,同侧岛叶、枕上回以及对侧中央前后回、岛盖、角回;针刺三阴交穴引起平均信号强度升高脑区主要为双侧颞中回、额下回、中央后回,同侧顶上小叶、岛叶及对侧中央前后回、顶下小叶。据此,张嵘等认为:在同一受试者,针刺不同穴位可引起相同部位脑功能区激活,不同人针刺相同穴位激活的脑功能区有一定差异,针刺效果可能并非通过单一脑功能区,而是通过有功能联系的多个脑功能区所形成的一个复杂的流动性网络的相互作用而实现的。

    5  针灸激发脑神经细胞功能,提高葡萄糖代谢

    许建阳等[18, 19]运用fMRI和PET检测针刺太冲、合谷穴治疗老年性痴呆的脑功能成像方面的规律,发现针刺时老年性痴呆患者脑内颞叶和额叶葡萄糖代谢明显增加,并且明显增加颞叶和额叶血流量和血容量,可以明显提高老年性痴呆的认知能力,改善老年性痴呆的脑功能。

    6  针灸可以改善大脑皮层功能区血液循环

    何扬子等[20]采集15 例缺血性中风患者分别在基础和针刺状态下食指运动脑功能区磁共振功能成像图像,测量激活的区域、大小及信号强度。发现基础状态下食指运动可见对侧初级运动区、运动前区以及第一感觉区的激活,针刺状态下食指运动除见上述区域激活外,还可见同侧初级运动区,病灶部位及对侧顶上小叶、颞上回、岛叶等部位的激活。针刺状态下激活面积及最小信号强度方面均大于基础状态。由此何扬子等认为针刺对缺血性中风的康复与改善大脑皮层功能区血液循环有关。

    从目前这些研究中我们可以看出,利用fMRI技术可以获悉针灸治疗中起作用的脑功能区,有助于揭示针灸这一传统中医疗法的治疗机制[21]。但同时我们还应看到fMRI研究针灸治疗中枢作用机制的不足:现存的文献报道多是来探讨利用fMRI技术检测针灸效应引起的机体某一方面生理功能的变化及病理状态的改善。总的来说,fMRI在针灸研究中的应用已经取得了一定的成绩,但存在的问题也是显而易见的,这种应用只是初步的探索,尚需要更深层次的研究。

 

【参考文献】
  1 何立岩.儿童脑磁共振功能成像的研究进展.国外医学·临床放射学分册,2003,26(2):75-77.

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3 肖叶玉,吴仁华.针灸机理的fMRI研究.放射学实践,2004,19(3):222-224.

4 夏淑文.针灸治疗脑卒中后痉挛性偏瘫进展.中国康复理论与实践,2006,12(9):791-792.

5 Staines WR, Mcllroy WE, Graham SJ, et al.Bilateral movement enhances ipsilesional cortical activity in acute stroke: a pilot functional MRI study.Neurology,2001,56(3):401-404.

6 Small SL, Hlustik P, Noll DC, et al.Cerebellar hemispheric activation ipsilateral to the paretic hand correlates with functional recovery after stroke.Brain, 2002,125(7):1544-1557.

7 Dobkin BH, Firestine A,West M, et al.Ankle dorsiflexion as an fMRI paradigm to assay motor control for walking during rehabilitation.Neuroimage,2004,23(1):370-381.

8 Buonomano DV, Merzenich MM.Cortical plasticity: from synapses to maps.Annu Rev Neurosci,1998,21:149-186.

9 Cho ZH, Chung SC, Jones JP, et al.New findings of the correlation between acupoints and corresponding brain cortices using functional MRI.Proc Natl Acad Sci USA,1998,95(5):2670-2673.

10 Siedentopf CM, Golaszewski SM, Mottaghy FM, et al.Functional magnetic resonance imaging detects activation of the visual association cortex during laser acupuncture of the foot in humans.Neurosci Lett, 2002,327(1):53-56.

11 Hui KK, Liu J, Makris N, et al.Acupuncture modulates the limbic system and subcortical gray structures of the human brain: evidence from fMRI studies in normal subjects.Hum Brain Mapp, 2000,9(1):13-25.

12 Wu MT, Sheen JM, Chuang KH, et al.Neuronal specificity of acupuncture response: a fMRI study with electroacupuncture.Neuroimage,2002,16(4):1028-1037.

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14 Hsieh JC, Tu CH, Chen FP, et al.Activation of the hypothalamus characterizes the acupuncture stimulation at the analgesic point in human: a positron emission tomography study.Neurosci Lett, 2001,307(2):105-108.

15 徐放明, 谢鹏, 吕发金, 等.针刺肝经五输穴激活脑区的功能磁共振成像研究.南京中医药大学学报(自然科学版), 2007(04):224-227.

16 迟旭,孙申田.针刺外关穴的脑功能性磁共振成像研究.上海针灸杂志, 2007,(02):30-31.

17 张嵘, 邹燕琴, 黄穗乔, 等.脑功能磁共振成像在针刺合谷、足三里与内关、三阴交穴位后的影像学特征变化比较.中国组织工程研究与临床康复, 2007,(22):4271-4274.

18 许建阳, 王发强, 单保慈, 等.针刺治疗老年性痴呆的认知能力及其脑功能成像的研究——附10例临床报告.中国中西医结合影像学杂志,2004,2(2):85-87.

19 许建阳,尹岭.针刺治疗老年性痴呆及脑功能成像的研究.武警医学,2003,14(1):14-15.

20 何扬子,王丽娜, 黄力, 等.针刺对缺血性中风患者食指运动激活脑功能区的影响.中国针灸,2006,26(5):357-361.

21 王丽娜,何扬子.应用功能性磁共振研究针灸机理的思考.陕西中医,2004,25(4):347-349.


作者单位:515041 广东汕头,汕头大学医学院第一附属医院神经外科

作者: 王栋 2008-6-13
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