腦功能障礙康復(fù)：從“腦中魔鏡”到“治身療心”

單春雷

腦卒中是高發(fā)病率、高致死率、高致殘率的常見(jiàn)疾病，我國(guó)每年新發(fā)腦卒中患者達(dá)200萬(wàn)例，其中70%-80%的腦卒中患者因?yàn)楣δ苷系K不能獨(dú)立生活。腦卒中給患者、家庭乃至社會(huì)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，因此對(duì)腦卒中的篩查、防治與康復(fù)已經(jīng)受到我國(guó)政府和衛(wèi)生主管部門(mén)的高度重視。如何將來(lái)自當(dāng)下基礎(chǔ)科學(xué)的前沿成果轉(zhuǎn)化到腦卒中患者康復(fù)上來(lái)既是社會(huì)的需要，也是中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)工作者的重要使命。伴隨社會(huì)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)心理學(xué)、運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality）等新興學(xué)科、技術(shù)與研究工具的蓬勃發(fā)展，腦功能障礙康復(fù)迎來(lái)了多學(xué)科交叉挺進(jìn)的新曙光。然而，大腦作為神經(jīng)康復(fù)學(xué)的核心對(duì)象，曾被諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者Gerald Edelman譽(yù)為“比天空更廣闊”（wider than thesky）的自然物，仍有太多謎團(tuán)有待解開(kāi)。因此，我們殷切期盼更多不同學(xué)科背景與知識(shí)結(jié)構(gòu)的研究者加入到探索大腦功能的研究隊(duì)伍中來(lái)，為腦功能障礙康復(fù)的研究期待跨學(xué)科的靈感。欣聞陳巍博士的新著《神經(jīng)現(xiàn)象學(xué)：整合腦與意識(shí)經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知科學(xué)哲學(xué)進(jìn)路》（以下簡(jiǎn)稱《神經(jīng)現(xiàn)象學(xué)》）在中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社出版，作為由我主持的兩項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目課題組的核心成員，陳巍的工作如同觀念催化劑，總是能夠帶給研究團(tuán)隊(duì)以新的啟示。本書(shū)涉及的內(nèi)容異常豐富，我們將結(jié)合本團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的研究工作，選擇書(shū)中幾個(gè)方面的精彩內(nèi)容予以分析。

《神經(jīng)現(xiàn)象學(xué)》一書(shū)對(duì)鏡像神經(jīng)元（mirror neuron）這一近二十年來(lái)神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最為激動(dòng)人心的成果進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹與梳理。早在20世紀(jì)90年代中期，意大利帕爾瑪大學(xué)神經(jīng)生理學(xué)系的Rizzolatti教授和Gallese教授在猴腦運(yùn)動(dòng)前區(qū)的單一神經(jīng)元電極記錄研究中發(fā)現(xiàn)，豚尾猴在觀察他人（或他猴）執(zhí)行有目標(biāo)的手（或口）的動(dòng)作時(shí)，會(huì)引起其大腦中負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)計(jì)劃和運(yùn)動(dòng)控制的腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)（F5區(qū)）和下頂葉神經(jīng)元放電，這種放電同它執(zhí)行相同或類似動(dòng)作的放電相似。由于這類神經(jīng)元把觀察到的動(dòng)作“映射”到自己執(zhí)行該動(dòng)作的腦區(qū)，像鏡子一樣反射了他人（或他猴）的腦活動(dòng)，因此被稱為鏡像神經(jīng)元（mirror neuron）。鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)引起生物學(xué)界、神經(jīng)科學(xué)界的巨大轟動(dòng)，《Lancet》（1999）、《Neuron》（2001）、《science》（2008）等國(guó)際頂級(jí)雜志均有報(bào)道，掀起對(duì)鏡像神經(jīng)元研究的熱潮?！禨cientific American》一文把鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)稱為“腦中魔鏡”。鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)在觀察和執(zhí)行動(dòng)作時(shí)同樣激活，因此也被稱為觀察一執(zhí)行匹配系統(tǒng)。然而，雖然鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)迄今不過(guò)短短二十余年，但利用鏡像機(jī)制來(lái)開(kāi)展腦功能障礙的康復(fù)治療卻可以往前追溯至幻肢痛（phantom limbpains）的探索。

《神經(jīng)現(xiàn)象學(xué)》一書(shū)敏銳地捕捉到了兩者之間的聯(lián)系。在上世紀(jì)90年代初期之前，傳統(tǒng)神經(jīng)病理學(xué)對(duì)幻肢成因的解釋以神經(jīng)激惹理論（nerve irritation theory）為基本范式。這種解釋認(rèn)為，殘肢的神經(jīng)無(wú)法生長(zhǎng)而形成神經(jīng)瘤，神經(jīng)瘤中的神經(jīng)會(huì)磨損并纏繞在一起而產(chǎn)生炎癥，神經(jīng)瘤對(duì)外界的刺激比較敏感，從而產(chǎn)生雜亂的信號(hào)傳遞到大腦，使得大腦誤以為失去的肢體仍然存在。這種解釋的最大問(wèn)題在于基于上述理論無(wú)法提出有效根治幻肢痛的治療措施。美籍印裔神經(jīng)科學(xué)家、杰出的臨床醫(yī)生Ramachandran提出了“重新映射假說(shuō)”（the remapping hypothesis），他認(rèn)為幻肢現(xiàn)象的產(chǎn)生是傳入神經(jīng)受阻后皮層軀體定位的映射（cortical somatotopicmap）變化的直接產(chǎn)物。而Ramachandran的研究證明了幻肢感根本就不存在于截肢殘端及其神經(jīng)信號(hào)的輸入過(guò)程，而是由身體“觸發(fā)區(qū)”（trigger zones）的刺激所誘發(fā)的。大腦皮層映射的改變使得身體的某些其他部位成為幻肢的“觸發(fā)區(qū)”，所以當(dāng)觸發(fā)區(qū)受到刺激時(shí)，大腦從而產(chǎn)生了幻肢感。因此，基于傳統(tǒng)病理學(xué)的研究試圖通過(guò)用背根神經(jīng)切除術(shù)或脊椎索切開(kāi)術(shù)（cordotomy）來(lái)阻止感覺(jué)信息輸入大腦來(lái)消除或緩解幻肢感或幻肢痛的做法是無(wú)法取得成效的。于是，Ramachandran創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了鏡箱（mirror box）裝置來(lái)制造視錯(cuò)覺(jué)，讓患者“看到”其幻肢的存在及活動(dòng)，從而讓視覺(jué)反饋和運(yùn)動(dòng)指令之間重新建立正確的匹配，而不是輸入加強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)指令。這種治療幻肢的方法也被稱為“鏡像療法”（mirror therapy）。近十余年來(lái)，鏡像療法在治療各個(gè)部位幻肢及其引發(fā)的幻肢痛方面得到了廣泛應(yīng)用，并取得了令人矚目的療效。作為“腦中魔鏡”的鏡像神經(jīng)元及其可塑性的發(fā)現(xiàn)，恰恰為鏡像療法的有效性提供了堅(jiān)實(shí)的神經(jīng)康復(fù)機(jī)制。

受到上述聯(lián)系的啟發(fā)，我們研究小組通過(guò)鏡像神經(jīng)元理論（手動(dòng)作觀察可以激活鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)，包括左半球重要語(yǔ)言中樞和右半球重要空間注意中樞），把手動(dòng)作觀察訓(xùn)練應(yīng)用于左半球語(yǔ)言中樞（Broca區(qū)、緣上回、Wernicke區(qū)）受損導(dǎo)致的失語(yǔ)癥（aphasia）和右半球空間注意中樞（右頂下小葉、緣上回）損害導(dǎo)致的偏側(cè)忽略癥（hemineglect）的康復(fù)。研究發(fā)現(xiàn)，手動(dòng)作觀察訓(xùn)練在一周內(nèi)即顯著改善偏側(cè)忽略癥患者的空間注意能力，減輕忽略癥癥狀，三周更加明顯（顯著優(yōu)于作為對(duì)照的第二周訓(xùn)練）。功能磁共振成像（fMR1）研究證明，此療效與手動(dòng)作觀察引起較多的鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)包括右頂下小葉、緣上回這些空間注意神經(jīng)環(huán)路的激活和重塑有關(guān)。相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告《基于鏡像神經(jīng)元的偏側(cè)忽略癥治療》于2015年發(fā)表在國(guó)際頂尖雜志《Nature》子刊《scientific Reports》上。這是國(guó)際上第一篇通過(guò)手動(dòng)作觀察訓(xùn)練改善偏側(cè)忽略癥癥狀并通過(guò)fMRI揭示神經(jīng)機(jī)制的研究性論文。

《神經(jīng)現(xiàn)象學(xué)》一書(shū)的另一大貢獻(xiàn)是將來(lái)自認(rèn)知心理學(xué)的新興范式——具身認(rèn)知（embodied cognition）與鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)之間建立起了合理且緊密的聯(lián)系。作為最早將具身認(rèn)知領(lǐng)域概念體系引入國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界的學(xué)者之一，陳巍博士近年來(lái)一直在積極從事并推介具身認(rèn)知研究。具身認(rèn)知科學(xué)的兩條黃金原理是：（1）人類的心智或認(rèn)知過(guò)程會(huì)受到身體的影響。（2）人類的抽象概念系統(tǒng)是以身體運(yùn)動(dòng)知覺(jué)系為基礎(chǔ)發(fā)展形成的。從中不難看出具身認(rèn)知與鏡像神經(jīng)元的功能之間存在著天然聯(lián)系。因此，如何利用具身認(rèn)知的理論框架來(lái)推進(jìn)基于鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的腦功能障礙康復(fù)治療將是一項(xiàng)非常值得期待的工作。在這方面，我們課題組已經(jīng)開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)工作（6名正常人和8位腦卒中偏癱患者）也一定程度上證明了動(dòng)作詞的加工對(duì)于運(yùn)動(dòng)執(zhí)行的調(diào)控。6名正常人對(duì)于具體動(dòng)詞（上肢動(dòng)作詞）和抽象動(dòng)詞進(jìn)行判斷（語(yǔ)義分類）并進(jìn)行按鍵，觀察正確率和反應(yīng)時(shí)。結(jié)果兩種動(dòng)詞的正確率均接近100%，且沒(méi)有顯著差異。但對(duì)于具體動(dòng)詞，反應(yīng)時(shí)顯著短于抽象動(dòng)詞（即按鍵更迅速）。而8位腦卒中偏癱患者對(duì)于抽象動(dòng)詞的判斷正確率（81%）顯著低于對(duì)于具體動(dòng)詞的判斷（93%）。endprint

在此基礎(chǔ)上，我們利用鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)潛在的可塑性，使用手動(dòng)作觀察與訓(xùn)練開(kāi)展了《基于鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的失語(yǔ)癥康復(fù)治療》，發(fā)表在今年10月份的？《Frontiers inPsychology》上。該研究發(fā)現(xiàn)，手動(dòng)作觀察訓(xùn)練對(duì)失語(yǔ)癥患者語(yǔ)言功能有明顯改善作用，甚至對(duì)于1年、2年以上處于功能平臺(tái)期很難恢復(fù)的患者，一周訓(xùn)練即有效，三周訓(xùn)練效果更佳。這讓患者家屬及言語(yǔ)治療師感到驚奇和喜悅！功能磁共振成像（fMRI）研究表明這種療效與手動(dòng)作觀察引起鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)包括左半球重要語(yǔ)言區(qū)的激活從而有利于受損語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)的重塑有關(guān)。手動(dòng)作觀察與靜態(tài)物體觀察相比，可以激活更為廣泛的鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)，包括左半球重要的語(yǔ)言中樞如Broca區(qū)、左角回和緣上回。這些發(fā)現(xiàn)有力地證明了手動(dòng)作觀察訓(xùn)練能顯著改善失語(yǔ)癥患者的語(yǔ)言功能。其機(jī)制可能與手動(dòng)作觀察激活鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)（包括重要語(yǔ)言中樞），從而有利于語(yǔ)言神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重塑，促進(jìn)語(yǔ)言功能恢復(fù)有關(guān)。這也符合具身認(rèn)知在腦功能障礙上“治身亦可療心”的前沿理念。

最后，《神經(jīng)現(xiàn)象學(xué)》的一大亮點(diǎn)是將現(xiàn)象學(xué)哲學(xué)引入了神經(jīng)科學(xué)研究，這對(duì)于腦功能障礙康復(fù)同樣具有不可低估的啟示。早在1912年，德國(guó)著名精神病學(xué)家Karl Jaspers發(fā)表了題為“精神病理學(xué)的現(xiàn)象學(xué)取向”的論文。本文與隨后出版的名著《普通精神病理學(xué)》一起對(duì)廣義的精神病學(xué)尤其是精神疾病分類學(xué)（psychiatric nosology）的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。當(dāng)代美國(guó)心理學(xué)會(huì)編制的《心理障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》（DSM）以及世界衛(wèi)生組織制定的國(guó)際疾病分類（JCD）標(biāo)準(zhǔn)都受到了Jaspers的影響。Jaspers為當(dāng)代精神病學(xué)開(kāi)啟了全新的研究范式：精神病學(xué)不應(yīng)被視為一門(mén)自然科學(xué)，而必須與人文科學(xué)傳統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)。精神病學(xué)家要將“描述、說(shuō)明與理解”有機(jī)地結(jié)合在一起。在腦功能障礙康復(fù)上，這一點(diǎn)同樣值得期待。延續(xù)之前的討論，Ramachandran在探索幻肢痛治療方法時(shí)，曾經(jīng)受到多位患者的第一人稱報(bào)告啟發(fā)。這些患者皆有類似聲稱：“只要我能移動(dòng)我的幻肢，也許就能幫助我減弱幻肢痛”。上述第一人稱描述堅(jiān)定了他開(kāi)發(fā)鏡像療法的信念。在今天的腦功能障礙康復(fù)研究中，的確出現(xiàn)了過(guò)于倚重儀器的現(xiàn)象。《神經(jīng)現(xiàn)象學(xué)》切中肯絮地提出，儀器與設(shè)備只不過(guò)是檢驗(yàn)醫(yī)生頭腦中想法的工具而已，方法終究是為想法服務(wù)，而不是顛倒過(guò)來(lái)。因此，如何借助現(xiàn)象學(xué)之類的描述將傳統(tǒng)的“望聞問(wèn)切”推向精細(xì)化，并與先進(jìn)的腦與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)相互砥礪、彼此驗(yàn)證，將是一條通向未來(lái)腦功能康復(fù)研究的新進(jìn)路。endprint