針刺真穴、假穴激活腦功能磁共振成像研究

針刺真穴、假穴激活腦功能磁共振成像研究

目前，針灸治療的機(jī)制尚不清楚。自功能磁共振成像（mri）應(yīng)用于針灸研究以來(lái)，針灸負(fù)荷負(fù)荷成為研究針灸治療機(jī)制和療效的重要研究工具。幾乎所有的研究者都報(bào)道了包括手針、電針、激光針、溫灸、經(jīng)皮調(diào)治等方法能在中樞神經(jīng)系統(tǒng)引起血流動(dòng)力學(xué)改變,產(chǎn)生廣泛而復(fù)雜的激活區(qū)域。針刺治療在臨床實(shí)施中具有相對(duì)的特異性,例如頭痛和腹痛,選用的穴位截然不同。fMRI對(duì)于不同穴位刺激的腦激活區(qū)是否具有特異性尚存在爭(zhēng)議,真穴和假穴的研究結(jié)果相互矛盾。我們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和思路上不盡統(tǒng)一,設(shè)備和軟件處理上的差異,針刺持續(xù)時(shí)間、針刺方法以及針感不同等主觀和客觀因素的影響,導(dǎo)致結(jié)果有較大差異。同時(shí),部分學(xué)者研究是在假定針刺穴位有特異性的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,因此研究結(jié)論的客觀性和可靠性尚存在爭(zhēng)議?；诖饲暗难芯?本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用fMRI技術(shù),通過(guò)給予體表位置相鄰、經(jīng)絡(luò)所屬不同的兩個(gè)穴位和鄰近的假穴針刺任務(wù),以及對(duì)穴位所在部位的皮膚進(jìn)行觸覺(jué)刺激的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),來(lái)觀察大腦皮質(zhì)的激活區(qū)域和強(qiáng)度,探究真穴與假穴在中樞系統(tǒng)的激活有無(wú)差異,兩個(gè)位置鄰近、所屬經(jīng)絡(luò)不同的真穴之間的激活有無(wú)差異。對(duì)象和方法1.性別、年齡及未服用其它精神藥物情況受試者為2005年1～6月第二軍醫(yī)大學(xué)研究生。15例健康成人志愿者,男10例,女5例,年齡20～33歲,平均(25±4.5)歲,均為右利手。無(wú)神經(jīng)、精神疾患,無(wú)嚴(yán)重健康問(wèn)題,近期內(nèi)未服用任何精神藥物,無(wú)MRI禁忌證,從未接受針灸治療。該研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),受試者同意并簽署知情同意書(shū)。2.陵泉穴gb治療(1)足陽(yáng)明胃經(jīng)的足三里穴(ST36);(2)足少陽(yáng)膽經(jīng)的陽(yáng)陵泉穴(GB34);(3)假穴,位于同側(cè)足三里和陽(yáng)陵泉二者連線(xiàn)中點(diǎn)下約1.5cm處;(4)觸覺(jué)刺激范圍:以假穴為中心,畫(huà)一個(gè)類(lèi)圓形,將足三里、陽(yáng)陵泉包括在內(nèi),該處皮膚為觸覺(jué)刺激范圍。3.mri系統(tǒng)應(yīng)用成像設(shè)備為1.5TGESignaHDMRI系統(tǒng),應(yīng)用8通道頭頸聯(lián)合線(xiàn)圈。針灸用針為無(wú)菌無(wú)磁性合金針灸針(直徑0.35mm,長(zhǎng)度30mm,華佗牌,蘇州醫(yī)療器械用品廠)。4.捻針、提插和順形業(yè)在掃描前先進(jìn)針,深度約2cm,術(shù)者感針下有沉緊感為度。進(jìn)針后進(jìn)行掃描,采用捻針和輕度提插刺激,捻針和提插交替進(jìn)行,左右捻針,頻率2Hz;提插方向?yàn)樯舷?針灸針上下移動(dòng)范圍不超過(guò)5mm,頻率1次/s,刺激方法與臨床實(shí)踐相仿。所有受試者的刺激均由同一名針灸醫(yī)師完成。觸覺(jué)刺激模式是以干燥的柔軟毛筆書(shū)寫(xiě)端,在設(shè)定部位(前述)與皮膚輕接觸,順時(shí)針劃圈,頻率1Hz,靜息期間毛筆離開(kāi)皮膚。5.掃描及回波技術(shù)解剖像掃描,采用3D-FSPGR序列,主要參數(shù)為:TR4.2ms,TE11ms,翻轉(zhuǎn)角20°,矩陣256×256,層厚1.0mm,間隔0mm,FOV240mm×240mm,激勵(lì)次數(shù)1,全腦覆蓋。功能像掃描,采用平面回波技術(shù)(EPI)序列。采集方位平行于胼胝體前后聯(lián)合的連線(xiàn),取純軸位掃描。層厚5mm,間隔0mm,TR4000ms,TE40ms,矩陣64×64,FOV240mm×240mm,反轉(zhuǎn)角90°,激勵(lì)次數(shù)1,全腦覆蓋。采用Block設(shè)計(jì)模式,刺激與靜息相交替3次。掃描以80s靜息狀態(tài)開(kāi)始,隨即40s刺激狀態(tài),靜息狀態(tài)(80s)和刺激狀態(tài)(40s)共重復(fù)3次(圖1),停止掃描,掃描時(shí)間6min12s。休息10min,進(jìn)行下一個(gè)任務(wù)模式。4次刺激任務(wù)的順序在每次掃描前進(jìn)行隨機(jī)化設(shè)定,每次掃描模式完全一致。6.統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的閾值t檢驗(yàn),以經(jīng)FDR校正的P<0.05為統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的閾值獲得激活圖的二維和三維顯示圖、空間坐標(biāo)、對(duì)應(yīng)mni標(biāo)準(zhǔn)腦功能定位和激活體素的大小。針刺信號(hào)激活在15例志愿者中,1例頭部移動(dòng)超過(guò)2mm,1例銳痛不能忍受,1例數(shù)據(jù)偽影明顯,上述3例數(shù)據(jù)被剔除,另2例數(shù)據(jù)損壞、丟失,10例志愿者的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理要求。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果見(jiàn)表1,四種刺激任務(wù)經(jīng)SPM99處理后的激活與負(fù)性激活腦區(qū)如圖2所示。在這4個(gè)刺激任務(wù)中,信號(hào)變化幅度在0.018%～0.60%,均<1%。針刺足三里穴激活蚓錐體、蚓結(jié)節(jié)、額下回、額內(nèi)側(cè)回、顳上回、顳橫回、中央前回、中央后回、島葉、扣帶回、丘腦等腦功能區(qū);針刺陽(yáng)陵泉穴激活小腦蚓部、額下回、豆?fàn)詈?、顳上回、顳橫回、中央前回、中央后回、島葉等腦功能區(qū);針刺假穴激活蚓錐體、額中回、顳上回、頂下小葉、中央后回、中央旁小葉等腦功能區(qū);而觸覺(jué)刺激激活蚓錐體、額中回、額下回、顳上回、頂下小葉、中央后回、島葉、扣帶回、緣上回等腦功能區(qū)。本實(shí)驗(yàn)中,無(wú)論真穴、假穴、觸覺(jué)刺激均引起了顳上回、中央后回、蚓錐體的激活;真、假穴刺激,還引起舊小腦,包括蚓垂、蚓錐體、小結(jié)等的激活;而足三里和陽(yáng)陵泉穴均引起額下回、顳上回、顳橫回、島葉、中央前回、中央后回的激活;足三里穴和假穴還引起了扣帶回的激活,另外足三里穴引起了丘腦的激活。四種刺激狀態(tài)下,各激活腦區(qū)激活信號(hào)強(qiáng)度比較,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。真穴或假穴刺激針刺是一種外源性刺激,包含了痛覺(jué)、皮膚觸覺(jué)刺激以及深部肌、肌腱的本體感覺(jué)刺激。針刺刺激周?chē)惺芷?產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng),通過(guò)感覺(jué)傳導(dǎo)通路傳遞至中樞神經(jīng)系統(tǒng),最后至大腦皮質(zhì),產(chǎn)生感覺(jué)。感覺(jué)傳導(dǎo)通路分為本體感覺(jué)通路、痛溫覺(jué)和粗觸覺(jué)傳導(dǎo)通路,軀干和四肢的本體感覺(jué)傳導(dǎo)通路有兩條,一條是意識(shí)性感覺(jué)傳導(dǎo)通路,終點(diǎn)是大腦皮質(zhì);另一條是非意識(shí)性感覺(jué)傳導(dǎo)通路,終點(diǎn)是小腦。軀干和四肢的痛溫覺(jué)和粗觸覺(jué)壓覺(jué)傳導(dǎo)通路的第3級(jí)神經(jīng)元位于背側(cè)丘腦腹后外側(cè)核,發(fā)出丘腦中央輻射投射到大腦半球的次級(jí)軀體感覺(jué)區(qū),另外一些纖維終止于中央后回中、上部和中央旁小葉后部。近年來(lái),fMRI已成功運(yùn)用到針刺研究的領(lǐng)域,如Assefi等通過(guò)對(duì)114例肌纖維痛的患者施行穴位和非穴位的針刺治療發(fā)現(xiàn),有25%～30%的患者鎮(zhèn)痛效果與針刺部位無(wú)關(guān)。劉波等利用靜息態(tài)腦功能成像技術(shù)對(duì)針刺穴位特異性的研究發(fā)現(xiàn),穴位和非穴位均可增強(qiáng)腦內(nèi)多個(gè)腦區(qū)間的功能連接且功能連接的腦區(qū)大部分相同,但穴位組腦內(nèi)的腦功能連接強(qiáng)度總體上高于非穴位組。Yoo等發(fā)現(xiàn)針刺內(nèi)關(guān)(PC6)與假穴引起激活腦區(qū)不同。而Zhang等通過(guò)對(duì)12組針刺真、假穴的實(shí)驗(yàn)研究統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),一半的研究認(rèn)為針刺具有特異性,而另一半則認(rèn)為無(wú)特異性。在本試驗(yàn)中,真、假穴的三個(gè)刺激,均引起了舊小腦,包括蚓垂、蚓錐體、小結(jié)、山頂、山坡等的正性激活,而這些激活區(qū)屬于非意識(shí)性本體感覺(jué)傳導(dǎo)通路的終點(diǎn),接受來(lái)自下肢的肌腱和個(gè)別肌肉的精細(xì)運(yùn)動(dòng)的沖動(dòng),所以,在兩個(gè)真穴和一個(gè)假穴針灸刺激引起的上述舊小腦部分區(qū)域的激活,部位相似,并部分重疊,應(yīng)該是非意識(shí)性本體感覺(jué)傳導(dǎo)通路終點(diǎn)的激活,而非特定穴位引起的特定腦區(qū)的激活。同時(shí),大腦可能對(duì)這種混合刺激進(jìn)行了加工和整合,所以,在意識(shí)性感覺(jué)傳導(dǎo)通路的終點(diǎn)-大腦皮質(zhì),激活區(qū)域主要出現(xiàn)在次級(jí)軀體感覺(jué)區(qū)和頂葉的軀體感覺(jué)聯(lián)絡(luò)皮質(zhì)。足三里和陽(yáng)陵泉穴出現(xiàn)了大致相同的激活區(qū),均引起額下回、顳上回、顳橫回、島葉、中央前回、中央后回的激活,與文獻(xiàn)報(bào)道的激活部位相似,這些激活區(qū)域均屬于初級(jí)軀體感覺(jué)區(qū)、次級(jí)軀體感覺(jué)區(qū)、運(yùn)動(dòng)區(qū)和軀體感覺(jué)聯(lián)絡(luò)皮質(zhì)。兩個(gè)真穴和一個(gè)假穴針灸刺激均激活顳上回、中央后回、蚓錐體的腦功能區(qū),針刺真穴與假穴導(dǎo)致的激活腦區(qū)存在部分差異,但難以解釋穴位特異性的理論。真穴或假穴刺激引起的激活可能是感覺(jué)傳導(dǎo)通路的激活,而其中交叉或相異的激活區(qū)域,可能是大腦皮層對(duì)刺激的復(fù)雜反應(yīng)。與針刺陽(yáng)陵泉穴和假穴相比,針刺足三里還引起了雙側(cè)丘腦的激活;與針刺陽(yáng)陵泉穴相比,針刺假穴和足三里還引起了扣帶回的激活。那么,這些激活區(qū)域是否是由于刺激不同穴位而引起的特異性激活呢?Smith等應(yīng)用EEG、MEG和fMRI,對(duì)健康人的脛神經(jīng)的電刺激或其他感覺(jué)刺激的研究發(fā)現(xiàn),體感區(qū)、運(yùn)動(dòng)區(qū)、運(yùn)動(dòng)前區(qū)、后頂葉和扣帶回被激活;Desmedt等對(duì)正中神經(jīng)刺激的研究發(fā)現(xiàn),引起了相同的或類(lèi)似的激活。其他穴位刺激的fMRI研究也報(bào)道了在上述區(qū)域的激活。綜合我們的結(jié)果和文獻(xiàn)報(bào)道,我們認(rèn)為,在這些區(qū)域的激活同樣是意識(shí)性感覺(jué)傳導(dǎo)通路第3級(jí)神經(jīng)元的激活。除了刺激任務(wù)導(dǎo)致腦皮質(zhì)區(qū)的信號(hào)增高-激活外,在腦皮質(zhì)還顯示了大量低信號(hào)區(qū),即負(fù)性激活區(qū),負(fù)性激活發(fā)生的原因和機(jī)制目前尚不清楚。本實(shí)驗(yàn)在真假穴的刺激中均有負(fù)性激活區(qū)域,而觸覺(jué)刺激僅在左側(cè)的中央前回有微小的負(fù)性激活區(qū)域。三個(gè)針刺刺激引起的負(fù)性激活區(qū)域發(fā)生在相同或相鄰近的腦回上,包括雙側(cè)海馬旁回、扣帶回、舌回、楔前葉、顳葉等腦功能區(qū),與以往文獻(xiàn)報(bào)道負(fù)性激活區(qū)多集中在邊緣和旁邊緣系統(tǒng)相似。靜息態(tài)fMRI研究發(fā)現(xiàn),上述負(fù)性激活區(qū)域?qū)儆诖竽X的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò),與任務(wù)刺激時(shí)相比,這些腦區(qū)在靜息狀態(tài)時(shí)反而更活躍,而在接受任務(wù)刺激(比如針刺)時(shí)則表現(xiàn)為負(fù)激活。由于fMRI產(chǎn)生的腦區(qū)激活受到的影響因素很多,所以fMRI的重復(fù)性不穩(wěn)定,同樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和范式,在不同的時(shí)間和不同的研究組之間獲得的結(jié)果無(wú)法保證完全一致。根據(jù)我們?nèi)齻€(gè)針刺的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(激活區(qū)域和強(qiáng)度),并結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道,我們認(rèn)為,僅從fMRI的激活區(qū)域和激活強(qiáng)度來(lái)看,三個(gè)針刺之間無(wú)明顯差異,當(dāng)然,三個(gè)針刺主張的臨床治療作用是否與