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，針灸治療的機制尚不清楚。自功能磁共振成像（mri）應用于針灸研究以來，針灸負荷負荷成為研究針灸治療機制和療效的重要研究工具。幾乎所有的研究者都報道了包括手針、電針、激光針、溫灸、經(jīng)皮調治等方法能在中樞神經(jīng)系統(tǒng)引起血流動力學改變,產(chǎn)生廣泛而復雜的激活區(qū)域。針刺治療在臨床實施中具有相對的特異性,例如頭痛和腹痛,選用的穴位截然不同。fMRI對于不同穴位刺激的腦激活區(qū)是否具有特異性尚存在爭議,真穴和假穴的研究結果相互矛盾。我們認為實驗設計和思路上不盡統(tǒng)一,設備和軟件處理上的差異,針刺持續(xù)時間、針刺方法以及針感不同等主觀和客觀因素的影響,導致結果有較大差異。同時,部分學者研究是在假定針刺穴位有特異性的基礎上進行的,因此研究結論的客觀性和可靠性尚存在爭議。基于此前的研究,本實驗運用fMRI技術,通過給予體表位置相鄰、經(jīng)絡所屬不同的兩個穴位和鄰近的假穴針刺任務,以及對穴位所在部位的皮膚進行觸覺刺激的實驗設計,來觀察大腦皮質的激活區(qū)域和強度,探究真穴與假穴在中樞系統(tǒng)的激活有無差異,兩個位置鄰近、所屬經(jīng)絡不同的真穴之間的激活有無差異。對象和方法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。無神經(jīng)、精神疾患,無嚴重健康問題,近期內未服用任何精神藥物,無MRI禁忌證,從未接受針灸治療。該研究獲得醫(yī)院倫理委員會批準,受試者同意并簽署知情同意書。2.陵泉穴gb治療(1)足陽明胃經(jīng)的足三里穴(ST36);(2)足少陽膽經(jīng)的陽陵泉穴(GB34);(3)假穴,位于同側足三里和陽陵泉二者連線中點下約1.5cm處;(4)觸覺刺激范圍:以假穴為中心,畫一個類圓形,將足三里、陽陵泉包括在內,該處皮膚為觸覺刺激范圍。3.mri系統(tǒng)應用成像設備為1.5TGESignaHDMRI系統(tǒng),應用8通道頭頸聯(lián)合線圈。針灸用針為無菌無磁性合金針灸針(直徑0.35mm,長度30mm,華佗牌,蘇州醫(yī)療器械用品廠)。4.捻針、提插和順形業(yè)在掃描前先進針,深度約2cm,術者感針下有沉緊感為度。進針后進行掃描,采用捻針和輕度提插刺激,捻針和提插交替進行,左右捻針,頻率2Hz;提插方向為上下,針灸針上下移動范圍不超過5mm,頻率1次/s,刺激方法與臨床實踐相仿。所有受試者的刺激均由同一名針灸醫(yī)師完成。觸覺刺激模式是以干燥的柔軟毛筆書寫端,在設定部位(前述)與皮膚輕接觸,順時針劃圈,頻率1Hz,靜息期間毛筆離開皮膚。5.掃描及回波技術解剖像掃描,采用3D-FSPGR序列,主要參數(shù)為:TR4.2ms,TE11ms,翻轉角20°,矩陣256×256,層厚1.0mm,間隔0mm,FOV240mm×240mm,激勵次數(shù)1,全腦覆蓋。功能像掃描,采用平面回波技術(EPI)序列。采集方位平行于胼胝體前后聯(lián)合的連線,取純軸位掃描。層厚5mm,間隔0mm,TR4000ms,TE40ms,矩陣64×64,FOV240mm×240mm,反轉角90°,激勵次數(shù)1,全腦覆蓋。采用Block設計模式,刺激與靜息相交替3次。掃描以80s靜息狀態(tài)開始,隨即40s刺激狀態(tài),靜息狀態(tài)(80s)和刺激狀態(tài)(40s)共重復3次(圖1),停止掃描,掃描時間6min12s。休息10min,進行下一個任務模式。4次刺激任務的順序在每次掃描前進行隨機化設定,每次掃描模式完全一致。6.統(tǒng)計學差異的閾值t檢驗,以經(jīng)FDR校正的P<0.05為統(tǒng)計學差異的閾值獲得激活圖的二維和三維顯示圖、空間坐標、對應mni標準腦功能定位和激活體素的大小。針刺信號激活在15例志愿者中,1例頭部移動超過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例志愿者的實驗數(shù)據(jù)符合實驗及數(shù)據(jù)處理要求。實驗數(shù)據(jù)處理結果見表1,四種刺激任務經(jīng)SPM99處理后的激活與負性激活腦區(qū)如圖2所示。在這4個刺激任務中,信號變化幅度在0.018%～0.60%,均<1%。針刺足三里穴激活蚓錐體、蚓結節(jié)、額下回、額內側回、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);針刺陽陵泉穴激活小腦蚓部、額下回、豆狀核、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)。本實驗中,無論真穴、假穴、觸覺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、小結等的激活;而足三里和陽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)激活信號強度比較,無統(tǒng)計學差異。真穴或假穴刺激針刺是一種外源性刺激,包含了痛覺、皮膚觸覺刺激以及深部肌、肌腱的本體感覺刺激。針刺刺激周圍感受器,產(chǎn)生神經(jīng)沖動,通過感覺傳導通路傳遞至中樞神經(jīng)系統(tǒng),最后至大腦皮質,產(chǎn)生感覺。感覺傳導通路分為本體感覺通路、痛溫覺和粗觸覺傳導通路,軀干和四肢的本體感覺傳導通路有兩條,一條是意識性感覺傳導通路,終點是大腦皮質;另一條是非意識性感覺傳導通路,終點是小腦。軀干和四肢的痛溫覺和粗觸覺壓覺傳導通路的第3級神經(jīng)元位于背側丘腦腹后外側核,發(fā)出丘腦中央輻射投射到大腦半球的次級軀體感覺區(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,fMRI已成功運用到針刺研究的領域,如Assefi等通過對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關。劉波等利用靜息態(tài)腦功能成像技術對針刺穴位特異性的研究發(fā)現(xiàn),穴位和非穴位均可增強腦內多個腦區(qū)間的功能連接且功能連接的腦區(qū)大部分相同,但穴位組腦內的腦功能連接強度總體上高于非穴位組。Yoo等發(fā)現(xiàn)針刺內關(PC6)與假穴引起激活腦區(qū)不同。而Zhang等通過對12組針刺真、假穴的實驗研究統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),一半的研究認為針刺具有特異性,而另一半則認為無特異性。在本試驗中,真、假穴的三個刺激,均引起了舊小腦,包括蚓垂、蚓錐體、小結、山頂、山坡等的正性激活,而這些激活區(qū)屬于非意識性本體感覺傳導通路的終點,接受來自下肢的肌腱和個別肌肉的精細運動的沖動,所以,在兩個真穴和一個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,應該是非意識性本體感覺傳導通路終點的激活,而非特定穴位引起的特定腦區(qū)的激活。同時,大腦可能對這種混合刺激進行了加工和整合,所以,在意識性感覺傳導通路的終點-大腦皮質,激活區(qū)域主要出現(xiàn)在次級軀體感覺區(qū)和頂葉的軀體感覺聯(lián)絡皮質。足三里和陽陵泉穴出現(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,與文獻報道的激活部位相似,這些激活區(qū)域均屬于初級軀體感覺區(qū)、次級軀體感覺區(qū)、運動區(qū)和軀體感覺聯(lián)絡皮質。兩個真穴和一個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傳導通路的激活,而其中交叉或相異的激活區(qū)域,可能是大腦皮層對刺激的復雜反應。與針刺陽陵泉穴和假穴相比,針刺足三里還引起了雙側丘腦的激活;與針刺陽陵泉穴相比,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等應用EEG、MEG和fMRI,對健康人的脛神經(jīng)的電刺激或其他感覺刺激的研究發(fā)現(xiàn),體感區(qū)、運動區(qū)、運動前區(qū)、后頂葉和扣帶回被激活;Desmedt等對正中神經(jīng)刺激的研究發(fā)現(xiàn),引起了相同的或類似的激活。其他穴位刺激的fMRI研究也報道了在上述區(qū)域的激活。綜合我們的結果和文獻報道,我們認為,在這些區(qū)域的激活同樣是意識性感覺傳導通路第3級神經(jīng)元的激活。除了刺激任務導致腦皮質區(qū)的信號增高-激活外,在腦皮質還顯示了大量低信號區(qū),即負性激活區(qū),負性激活發(fā)生的原因和機制目前尚不清楚。本實驗在真假穴的刺激中均有負性激活區(qū)域,而觸覺刺激僅在左側的中央前回有微小的負性激活區(qū)域。三個針刺刺激引起的負性激活區(qū)域發(fā)生在相同或相鄰近的腦回上,包括雙側海馬旁回、扣帶回、舌回、楔前葉、顳葉等腦功能區(qū),與以往文獻報道負性激活區(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),上述負性激活區(qū)域屬于大腦的默認網(wǎng)絡,與任務刺激時相比,這些腦區(qū)在靜息狀態(tài)時反而更活躍,而在接受任務刺激(比如針刺)時則表現(xiàn)為負激活。由于fMRI產(chǎn)生的腦區(qū)激活受到的影響因素很多,所以fMRI的重復性不穩(wěn)定,同樣的實驗設計和范式,在不同的時間和不同的研究組之間獲得的結果無法保證完全一致。根據(jù)我們三個針刺的實驗結果(激活區(qū)域和強度),并結合文獻報道,我們認為,僅從fMRI的激活區(qū)域和激活強度來看,三個針刺之間無明顯差異,當然,三個針刺主張的臨床治療作用是否與