鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的基本理論及其在運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)中的意義①

崔堯，叢芳，劉霖

鏡像神經(jīng)元是一類特殊的神經(jīng)元，它們不僅在個(gè)體執(zhí)行特定動(dòng)作時(shí)興奮，在個(gè)體觀察其他同類執(zhí)行相同或相似動(dòng)作時(shí)也興奮[1]。分布于不同腦區(qū)的所有鏡像神經(jīng)元構(gòu)成了鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了一種能很好地統(tǒng)一動(dòng)作感知與動(dòng)作執(zhí)行的“觀察-執(zhí)行匹配機(jī)制”[2]。研究表明，這種“觀察-執(zhí)行匹配機(jī)制”在動(dòng)作理解、動(dòng)作模仿、運(yùn)動(dòng)想象及運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)等重要的神經(jīng)生理學(xué)過程中起關(guān)鍵作用[3-6]。而上述過程正是神經(jīng)康復(fù)中動(dòng)作觀察療法、運(yùn)動(dòng)想象療法、鏡像療法、虛擬現(xiàn)實(shí)療法和腦-機(jī)接口技術(shù)等的重要理論基礎(chǔ)[7-8]。所以，深入了解鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)，對于運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)，尤其是腦卒中后上肢運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)具有重要的指導(dǎo)意義[9-10]。

1 鏡像神經(jīng)元理論概述

1.1 猴類鏡像神經(jīng)元

1.1.1 鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)及其特點(diǎn) 對鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的研究源于對恒河猴進(jìn)行的功能解剖學(xué)研究[11-12]。1996年，Rizzolatti等在用鎢電極記錄運(yùn)動(dòng)前皮層(F5區(qū))單神經(jīng)元放電時(shí)發(fā)現(xiàn)，某些神經(jīng)元不但在猴子執(zhí)行特定動(dòng)作時(shí)放電，在看到其他個(gè)體(猴或人)執(zhí)行同一動(dòng)作時(shí)也興奮。這類神經(jīng)元能像鏡子一樣映射其他同類個(gè)體的動(dòng)作，因而被命名為鏡像神經(jīng)元[11]。

而后的研究顯示，猴類F5區(qū)鏡像神經(jīng)元有如下特點(diǎn)：①只在觀察有明確目的的物品導(dǎo)向動(dòng)作時(shí)被激活，此類動(dòng)作需要生物效應(yīng)器(如手或口)與物體(如食物)的結(jié)合；②不同部位的鏡像神經(jīng)元對不同的動(dòng)作起反應(yīng)，如F5區(qū)上部的鏡像神經(jīng)元在觀察手部動(dòng)作(如抓握和松開)時(shí)興奮，而集中于F5區(qū)側(cè)面的鏡像神經(jīng)元?jiǎng)t與口面部動(dòng)作相關(guān)，它們在觀察口面部動(dòng)作(如攝食和交流)時(shí)興奮；③對于約1/3的F5區(qū)鏡像神經(jīng)元來說，激活它們的有效觀察動(dòng)作需要與它們本身所編碼的動(dòng)作嚴(yán)格一致，稱為嚴(yán)格一致性鏡像神經(jīng)元，與之相對，F(xiàn)5區(qū)余下的神經(jīng)元被稱為寬泛一致性神經(jīng)元，這種一致性主要表現(xiàn)在動(dòng)作目的上[1]。Ferrari等發(fā)現(xiàn)，還有些鏡像神經(jīng)元在觀察應(yīng)用工具完成的動(dòng)作時(shí)反應(yīng)強(qiáng)烈，稱為工具響應(yīng)型鏡像神經(jīng)元[13]。

更多的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，除運(yùn)動(dòng)前皮層腹側(cè)(F5區(qū))外，頂下小葉嘴側(cè)(7b區(qū)或PF區(qū)或PFG區(qū))也存在類似的神經(jīng)元，它們在猴子執(zhí)行和觀察相同或相似動(dòng)作時(shí)均興奮，所有這些具有鏡像性質(zhì)的神經(jīng)元組成了猴類的鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)[1,14]。此外，顳上溝皮層(STS區(qū))神經(jīng)元在觀察動(dòng)作時(shí)也興奮，但因其無運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，在執(zhí)行動(dòng)作時(shí)不興奮，所以不能算做鏡像神經(jīng)元，但與鏡像神經(jīng)元環(huán)路關(guān)系密切，是信息傳遞通路的重要節(jié)點(diǎn)，視聽等感覺信息經(jīng)此傳向7b區(qū)，隨后傳至包括F5區(qū)在內(nèi)的運(yùn)動(dòng)前皮層[1]。

1.1.2 功能特性 根據(jù)鏡像神經(jīng)元的特點(diǎn)推測，鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)很可能是猴子理解其他個(gè)體動(dòng)作的神經(jīng)生理學(xué)基礎(chǔ)[15]。看到某一動(dòng)作時(shí)，觀察者大腦運(yùn)動(dòng)前皮層中參與執(zhí)行該動(dòng)作的神經(jīng)元被激活，于是產(chǎn)生了所觀察動(dòng)作的內(nèi)在體驗(yàn)，觀察者知道自己執(zhí)行該動(dòng)作的結(jié)果和目的，從而能夠理解所觀察到的其他個(gè)體動(dòng)作的意義[15]。大量實(shí)驗(yàn)支持該推論[16-18]。

例如，Kohler等發(fā)現(xiàn)，對于那些伴有聲音的動(dòng)作(如撕紙)，即使只讓猴子聽到動(dòng)作的聲音而不看到動(dòng)作畫面，有些鏡像神經(jīng)元也能被激活，這類對視覺和聽覺刺激均有反應(yīng)的鏡像神經(jīng)元被稱為視聽鏡像神經(jīng)元，其存在說明聲音刺激也可激活鏡像神經(jīng)元[16]。Umiltà等發(fā)現(xiàn)，只要有足夠的視覺信息(如事先讓猴子知道擋板后有物品，伸手是要去拿起它)使猴子明白動(dòng)作的意義，即使不讓猴子看見動(dòng)作的全過程，鏡像神經(jīng)元也會(huì)放電[17]。在Umiltà等的另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，他們讓猴子分別觀察使用兩種操作動(dòng)作完全相反的鉗子去夾起東西，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種情況下鏡像神經(jīng)元的興奮狀況很相似[18]。

以上實(shí)驗(yàn)提示，只要有足夠的信息(視覺或聽覺)使猴子能理解動(dòng)作的意義，鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)就會(huì)被激活，且其興奮狀況與動(dòng)作的意義相關(guān)[16-18]。

1.2 人類鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)

1.2.1 存在證據(jù)及特點(diǎn) 由于很難直接在人身上重復(fù)在猴身上所進(jìn)行的有創(chuàng)性單細(xì)胞記錄實(shí)驗(yàn)，在很長的時(shí)間內(nèi)都沒有人類鏡像神經(jīng)元存在的直接證據(jù)[1]。最近，Mukamel等的實(shí)驗(yàn)填補(bǔ)了這方面的空白，他們用電極記錄21例患者分別在觀察和執(zhí)行手指抓握動(dòng)作與面部表情時(shí)共1177個(gè)神經(jīng)元的興奮性，結(jié)果顯示，輔助運(yùn)動(dòng)皮層(SMA)和內(nèi)側(cè)顳葉等部位的某些神經(jīng)元在觀察與執(zhí)行動(dòng)作時(shí)均興奮[19]。

更多的間接證據(jù)來自無創(chuàng)的神經(jīng)生理學(xué)和腦功能成像研究[1]。

神經(jīng)生理學(xué)證據(jù)主要源于經(jīng)顱磁刺激(TMS)研究。研究者利用TMS技術(shù)刺激運(yùn)動(dòng)皮層，然后在對側(cè)上肢和手部肌肉記錄運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(MEPs)，通過分析MEPs的幅度大小來評價(jià)皮層興奮性的強(qiáng)弱[1,20]。例如，F(xiàn)adiga等發(fā)現(xiàn)，觀察某一動(dòng)作時(shí)，從負(fù)責(zé)執(zhí)行該動(dòng)作的肌肉上采集到的MEPs幅度明顯增大，這說明所刺激的皮質(zhì)(運(yùn)動(dòng)前皮層)在個(gè)體僅觀察動(dòng)作而不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)時(shí)也興奮[21]。更多類似的TMS研究及腦電圖、腦磁圖研究證實(shí)，人類鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)不僅存在，而且具有不同于猴的重要特性，如對無意義的不及物動(dòng)作和一些復(fù)雜動(dòng)作也起反應(yīng)[1]。

腦功能成像技術(shù)(如fMRI、PET、fNIRS等)的發(fā)展使人們可以觀察并確定執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)腦的興奮區(qū)域。通過比較動(dòng)作觀察和動(dòng)作執(zhí)行兩種實(shí)驗(yàn)條件下腦的興奮區(qū)域，找出其重疊部分，科研人員就能確定鏡像神經(jīng)元在人腦中的解剖定位。例如，Rizzolatti等利用PET證明作為猴F5區(qū)同系物的人腦Broca區(qū)存在鏡像神經(jīng)元[22]。Buccino等的fMRI研究表明，觀察動(dòng)作時(shí)會(huì)有神經(jīng)元興奮，其分布呈現(xiàn)出特定的軀體定位，且人類鏡像神經(jīng)元對手部、口部及足部的及物或不及物動(dòng)作均有反應(yīng)[23]。

大量實(shí)驗(yàn)表明，人腦中主要存在兩個(gè)鏡像網(wǎng)絡(luò)，分別稱為頂額鏡像系統(tǒng)和邊緣鏡像系統(tǒng)，前者由Broca區(qū)、運(yùn)動(dòng)前皮層腹側(cè)(PMv)、中央前回下部、額下回后部(IFG)及頂下小葉(IPL)嘴側(cè)等構(gòu)成，后者由腦島、杏仁核、前額葉皮層等構(gòu)成[14]。本文所述的鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)特指頂額鏡像系統(tǒng)。

1.2.2 功能特性

1.2.2.1 動(dòng)作及行為意圖理解 能迅速準(zhǔn)確地理解他人的動(dòng)作和行為是人類生存發(fā)展和社會(huì)組織形成的重要基礎(chǔ)[1]。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)將動(dòng)作理解視為一個(gè)快速推理過程：觀察他人動(dòng)作時(shí)，大腦會(huì)綜合傳入的感覺信息(主要是視覺信息)，并與自身記憶庫進(jìn)行對比，最后經(jīng)分析得出該動(dòng)作的含義[1,14]。鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)，使得動(dòng)作理解的神經(jīng)機(jī)制有了新的可能：觀察他人動(dòng)作時(shí)，參與自己主動(dòng)執(zhí)行該動(dòng)作的部分相關(guān)腦區(qū)會(huì)產(chǎn)生相似的興奮，通過這種“感同身受”的方式，便可理解所觀察動(dòng)作的目的及其行為意圖[14]。

Iacoboni等的fMRI研究將同一動(dòng)作放到不同場景中，讓受試者觀察在擺放整齊和擺放凌亂的桌面拿起杯子(分別提示拿杯子是為了喝水和為了收拾桌子)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然觀察的是同一動(dòng)作(伸手拿杯子)，但由于動(dòng)作發(fā)生在不同的背景中，其行為意圖不同(分別是喝水和清理)，鏡像神經(jīng)元的興奮狀況也有所不同，從而說明鏡像神經(jīng)元在理解行為意圖中起作用[24]。

1.2.2.2 動(dòng)作模仿和模仿學(xué)習(xí) 心理學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，在觀察與自身動(dòng)作記憶庫中存儲的動(dòng)作有共同成分的動(dòng)作時(shí)，人總會(huì)“情不自禁”地想去重復(fù)它，共同成分越多，就越想去模仿，鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)為這種被稱為“居身模仿”的心理現(xiàn)象提供一種可能的神經(jīng)機(jī)制[1]。通過模仿來學(xué)習(xí)是人類特有的能力，也是人類語言和文化的基礎(chǔ)。模仿有助于新運(yùn)動(dòng)模式的建立，在運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)和再學(xué)習(xí)過程中意義重大[1,5,7]。Rizzolatti等將鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)視為模仿神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分[15]。Molenberghs等的薈萃分析也顯示，經(jīng)典的鏡像神經(jīng)元分布區(qū)加上其他一些頂葉和額葉腦區(qū)在動(dòng)作模仿中起重要作用[25]。

很多實(shí)驗(yàn)證實(shí)了鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)在模仿學(xué)習(xí)過程中起重要作用，如Buccino等利用fMRI技術(shù)研究通過模仿來學(xué)習(xí)吉他彈奏過程中腦的興奮性，結(jié)果顯示，包括鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)在內(nèi)的一些腦區(qū)在模仿學(xué)習(xí)過程中興奮性顯著增高[26]。

1.2.2.3 運(yùn)動(dòng)想象 運(yùn)動(dòng)想象是個(gè)體想象自己在執(zhí)行或觀察特定動(dòng)作而不產(chǎn)生任何運(yùn)動(dòng)或肌肉收縮的認(rèn)知過程[27]。大量腦成像研究顯示，想象一個(gè)動(dòng)作時(shí)激活的腦區(qū)與執(zhí)行該動(dòng)作時(shí)興奮的腦區(qū)有大量重疊，如運(yùn)動(dòng)前皮層、前額葉皮層背外側(cè)、頂下小葉、小腦和基底節(jié)等，少數(shù)實(shí)驗(yàn)還報(bào)道了初級運(yùn)動(dòng)皮層(M1區(qū))的興奮，不過大多數(shù)人認(rèn)為這可能是由于實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了未被觀測到的肌肉微弱收縮[28-31]。顯然，上述腦區(qū)中包含鏡像神經(jīng)元環(huán)路，從而說明，人類鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)很可能在運(yùn)動(dòng)想象過程中發(fā)揮重要作用[28,32]。一系列在運(yùn)動(dòng)員、音樂家、舞蹈家及腦卒中患者身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)證明，運(yùn)動(dòng)想象可促進(jìn)運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)并興奮相關(guān)腦區(qū)[28,30-31]。

1.2.2.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí) 模仿、觀察和想象是運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)的重要手段[7,33]。動(dòng)作模仿與運(yùn)動(dòng)想象對運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)的影響已在前文中提及，本段不再贅述。

動(dòng)作觀察可促進(jìn)運(yùn)動(dòng)記憶的形成，因而也有助于運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)[34,38]。Stefan等檢測了動(dòng)作觀察對正常人運(yùn)動(dòng)記憶形成的影響，利用TMS技術(shù)進(jìn)行了一系列有關(guān)拇指運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，動(dòng)作觀察過程中鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的激活有助于M1區(qū)運(yùn)動(dòng)記憶的形成，對年輕人和老年人的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)得到相同的結(jié)論，這表明，動(dòng)作觀察可促進(jìn)運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)，運(yùn)動(dòng)療法與動(dòng)作觀察結(jié)合可提高運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)效率[34-36]。Celnik等在腦卒中患者身上進(jìn)行了類似實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，一致性動(dòng)作觀察(即觀察的動(dòng)作與需要學(xué)習(xí)的動(dòng)作一致)可提高包括鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)在內(nèi)的相關(guān)皮層興奮性，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)記憶形成[37]。Calvo-Merino等利用fMRI證實(shí)，動(dòng)作觀察有助于舞蹈演員學(xué)習(xí)新的動(dòng)作技能，且鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)在觀察過程中被激活[38]。

1.2.2.5 其他 研究顯示，除了與運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)之外，鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)還在語言理解、語言進(jìn)化、共情、交流和社會(huì)認(rèn)知功能等方面發(fā)揮重要作用[1]。

2 鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)中的意義

鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的激活在動(dòng)作觀察、動(dòng)作模仿和運(yùn)動(dòng)想象中起重要作用，而這三個(gè)神經(jīng)生理學(xué)過程又極大地影響著運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)進(jìn)程，因而，鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)也是運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)的重要神經(jīng)機(jī)制。隨著康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，動(dòng)作觀察、運(yùn)動(dòng)想象、動(dòng)作模仿及運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)已經(jīng)成為運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的重要策略，很多康復(fù)療法正是基于這些策略。例如，動(dòng)作觀察療法通過觀察來學(xué)習(xí)動(dòng)作；運(yùn)動(dòng)想象療法借助想象來改善運(yùn)動(dòng)能力；鏡像療法綜合了觀察、想象和模仿進(jìn)程；虛擬現(xiàn)實(shí)療法在虛擬情境中進(jìn)行動(dòng)作的觀察、想象、模仿和學(xué)習(xí)；而腦-機(jī)接口技術(shù)則利用運(yùn)動(dòng)想象等生理過程中產(chǎn)生的神經(jīng)生理學(xué)信號(如腦電波)來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能重建。顯然，在神經(jīng)機(jī)制層面，上述各療法很可能正是通過鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的激活來促使大腦發(fā)生可塑性改變和功能重組，進(jìn)而促進(jìn)運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)，因此，可稱其為基于鏡像神經(jīng)元理論的康復(fù)療法。

2.1 動(dòng)作觀察療法 動(dòng)作觀察療法需要患者仔細(xì)觀察動(dòng)作過程，并盡量想著去模仿，可以觀察動(dòng)作的視頻片段、健側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)或治療師的示范動(dòng)作。觀察內(nèi)容可以是簡單的肢體運(yùn)動(dòng)，也可以是復(fù)雜的日常生活活動(dòng)，具體方式和內(nèi)容因人而異。該療法用于急性期，有助于康復(fù)訓(xùn)練的早期介入；用于恢復(fù)期，有助于提高療效并減輕疲勞。鏡像神經(jīng)元理論是解釋其神經(jīng)機(jī)制的重要理論[8,37]。

Ertelt等將患者分為實(shí)驗(yàn)組和對照組，前者接受動(dòng)作觀察療法與常規(guī)訓(xùn)練相結(jié)合的治療，即先讓患者仔細(xì)觀看上肢日常生活動(dòng)作的錄像但不能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，隨后訓(xùn)練患者執(zhí)行所觀看的動(dòng)作；后者僅接受常規(guī)訓(xùn)練，作為對照，在觀察環(huán)節(jié)屏幕上顯示的是信件和幾何符號。兩組常規(guī)訓(xùn)練的內(nèi)容和方法完全一致。實(shí)驗(yàn)前后分別評價(jià)上肢功能并利用fMRI檢測皮層興奮性。結(jié)果顯示，經(jīng)過4周的治療，實(shí)驗(yàn)組患者的上肢功能得分與治療前及對照組相比，均有顯著提高，療效至少持續(xù)8周以上；fMRI檢測顯示，雙側(cè)運(yùn)動(dòng)前皮層腹側(cè)、雙側(cè)顳上溝皮層、雙側(cè)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、對側(cè)緣上回等腦區(qū)興奮性增高[39]。

2.2 運(yùn)動(dòng)想象療法 大量證據(jù)顯示，運(yùn)動(dòng)想象療法有助于運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)[29-31,40]。想象在運(yùn)動(dòng)自己的患側(cè)肢體(而不是在觀察他人的運(yùn)動(dòng))并將運(yùn)動(dòng)想象與常規(guī)康復(fù)相結(jié)合，其療效優(yōu)于常規(guī)康復(fù)[27]。鏡像神經(jīng)元理論在解釋運(yùn)動(dòng)想象神經(jīng)機(jī)制中起到重要的作用[28,32,41-42]。

Page等將13例患者隨機(jī)分為兩組，每個(gè)患者均進(jìn)行相同時(shí)間常規(guī)運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練，除此之外，運(yùn)動(dòng)想象組患者還進(jìn)行附加的運(yùn)動(dòng)想象訓(xùn)練，對照組患者附加進(jìn)行相同時(shí)間的放松訓(xùn)練。結(jié)果顯示，經(jīng)過6周的治療，運(yùn)動(dòng)想象組患者上肢功能的Fugel-Meyer評分提高更多[41]。鑒于該實(shí)驗(yàn)所有被試均為發(fā)病1~11個(gè)月的早期患者，自發(fā)恢復(fù)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大。Page等在隨后進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中對32例平均病程為3.6年的患者進(jìn)行類似的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，較對照組而言，接受結(jié)合運(yùn)動(dòng)想象療法的患者手功能和上肢日常生活活動(dòng)動(dòng)作進(jìn)步更大[42]。

2.3 鏡像療法 鏡像療法又稱鏡像視覺反饋療法，由Ramachandran于1992年提出，最初用于減輕截肢后幻肢痛，后來也應(yīng)用于腦卒中后運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練[43-44]。該療法利用一種叫做“鏡盒”的裝置進(jìn)行治療。鏡盒裝置有多種不同的設(shè)計(jì)，但其原理相同，即在患者面前沿正中矢狀面放置一塊鏡子。訓(xùn)練偏癱手功能時(shí)患者將雙手置于鏡子的兩側(cè)，健手在反光面?zhèn)?，身體稍偏向健側(cè)以便能看清鏡面上反射的健手鏡像，患手被鏡子擋住不進(jìn)入患者視野。治療時(shí)囑患者控制雙手同時(shí)做同樣的動(dòng)作，此時(shí)健手可完成而患手不能，讓患者盡可能多地活動(dòng)患手并將看到的健手鏡像想象成自己的患手，利用“幻象”提供的視覺反饋?zhàn)尨竽X“誤以為”在同時(shí)控制雙手，從而激活支配患手運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)元，促進(jìn)腦功能重組[43-45]。

鏡像療法涉及動(dòng)作觀察、運(yùn)動(dòng)想象、模仿學(xué)習(xí)等諸多過程，同時(shí)也是一種雙側(cè)訓(xùn)練，通過幻像提高患手的存在意識還有助于減輕“習(xí)得性廢用”[43,46]。加之成本低廉，操作簡單，值得推廣應(yīng)用，特別是用于患者的自主練習(xí)。已有不少證據(jù)表明，鏡像療法在提高運(yùn)動(dòng)功能方面療效較好[49-50]。鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)是解釋鏡像療法神經(jīng)機(jī)制的重要理論[2,44,46-49]。

2.4 虛擬現(xiàn)實(shí)療法 針對運(yùn)動(dòng)功能障礙設(shè)計(jì)的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練系統(tǒng)可提供一種虛擬環(huán)境(如游戲環(huán)境)，治療中患者需按要求運(yùn)動(dòng)患側(cè)上肢或手以完成系統(tǒng)設(shè)定的有針對性的任務(wù)，通過完成虛擬任務(wù)來改善真實(shí)環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)控制[51-52]。觀察、想象、模仿、學(xué)習(xí)及視覺反饋是虛擬現(xiàn)實(shí)療法的核心機(jī)制，鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)在其中起重要作用[51-55]。

2.5 腦-機(jī)接口技術(shù) 腦-機(jī)接口技術(shù)(BCI或BMI)利用腦部活動(dòng)產(chǎn)生的神經(jīng)生理信號(如EEG、MEG、fMRI等)來控制電腦或外部設(shè)備，以改善患者的交流及運(yùn)動(dòng)功能[27,56-60]。由于該技術(shù)針對的患者多缺乏主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所以，運(yùn)動(dòng)想象及動(dòng)作觀察等過程中腦部活動(dòng)產(chǎn)生的信號被越來越多地用做有效控制信號，而這些信號很可能是鏡像神經(jīng)元興奮產(chǎn)生的，例如，μ波抑制是鏡像神經(jīng)元存在的重要電生理學(xué)證據(jù)，而很多腦-機(jī)接口實(shí)驗(yàn)正是利用這一腦電信號作為控制信號[1,27,58-63]。

Cohen等利用腦卒中患者想象患手運(yùn)動(dòng)時(shí)的腦磁信號來訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)控制功能，系統(tǒng)根據(jù)損傷半球活動(dòng)時(shí)腦磁信號的變化作為反饋信號來控制戴在患手上的假體，通過控制假體帶動(dòng)患手運(yùn)動(dòng)。這種通過BCI來控制機(jī)械裝置以實(shí)現(xiàn)患肢“主動(dòng)”運(yùn)動(dòng)的方法既可用于完全性癱瘓的患者，也可用于不完全癱瘓的患者改善運(yùn)動(dòng)控制功能[58]。

3 小結(jié)及展望

鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)是解釋動(dòng)作觀察、運(yùn)動(dòng)想象及模仿學(xué)習(xí)等運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)策略及相關(guān)療法有效性的重要神經(jīng)生理學(xué)基礎(chǔ)，其在運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)，尤其是腦卒中后上肢運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)中有著巨大的應(yīng)用潛力。但在具體如何解釋基本機(jī)制及如何將該系統(tǒng)的基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于臨床方面，還有待于進(jìn)一步研究。

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