fMRI在診脈與情景記憶相關(guān)性研究中應(yīng)用的思考

吳宏赟，彭 偉，李春林，齊向華

（山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院腦病科，山東 濟(jì)南 250014）

脈診學(xué)習(xí)普遍存在“心中易了，指下難明”的困境。齊向華教授提出“診脈需啟動(dòng)情景記憶”假說，遵循認(rèn)知心理學(xué)規(guī)律，制訂了一套新型、科學(xué)的脈診學(xué)習(xí)模式，即基于認(rèn)知心理學(xué)的“脈象要素訓(xùn)練”脈診教學(xué)方法，克服了傳統(tǒng)脈診教學(xué)的不足。該教學(xué)法已培養(yǎng)碩士及博士研究生近80人，通過培訓(xùn)班、學(xué)術(shù)會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)課堂等其他途徑學(xué)習(xí)者更是多達(dá)數(shù)萬人，顯示了良好的學(xué)習(xí)效果。fMRI分辨力高，檢查過程無創(chuàng)傷性，可作為驗(yàn)證“診脈需啟動(dòng)情景記憶”假說的重要手段。

1 情景記憶在診脈訓(xùn)練中的作用至關(guān)重要

1.1 情景記憶與語義記憶涵義 記憶是在頭腦中積累和保存?zhèn)€體經(jīng)驗(yàn)的心理過程，是人腦對(duì)外界輸入的信息進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)和提取的過程。信息經(jīng)過充分、深度的加工后，在頭腦中長(zhǎng)時(shí)間保留下來，稱為長(zhǎng)時(shí)記憶，包括情景記憶和語義記憶。其中，情景記憶是指人們根據(jù)時(shí)空關(guān)系對(duì)某個(gè)事件的回憶；而語義記憶是人們對(duì)一般知識(shí)和規(guī)律的記憶，與特殊的地點(diǎn)、時(shí)間無關(guān)，它表現(xiàn)在單詞、符號(hào)、公式、規(guī)則、概念這樣的形式中［1］。劃分情景記憶與語義記憶的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)是自我覺知［2］。從情景記憶中提取信息時(shí)伴隨著一種溫暖親密的情感，人們?cè)谥饔^上重新體驗(yàn)經(jīng)歷過的事件時(shí)，所伴隨的這種具有個(gè)人色彩的意識(shí)狀態(tài)就是自我覺知。語義記憶涉及一般知識(shí)，雖然語義記憶抽取信息迅速，常無需搜索，但是缺少個(gè)人色彩，如中華人民共和國(guó)的首都是北京。

傳統(tǒng)的脈診教學(xué)方法過分強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的掌握，如熟練背誦“緊脈，脈來繃急，狀如牽繩轉(zhuǎn)索”、“革脈，浮而搏指，中空外堅(jiān)，如按鼓皮”等，重視傳統(tǒng)脈象的概念而缺乏實(shí)踐鍛煉。因此，長(zhǎng)時(shí)記憶以書本記載的、普遍接受的語義記憶類型為優(yōu)勢(shì)，很少甚至未能形成具有個(gè)人色彩的情景記憶，導(dǎo)致脈診技巧差。為提高診脈技能，齊向華教授提出“診脈需啟動(dòng)情景記憶”，并在專著《系統(tǒng)辨證脈學(xué)培訓(xùn)教程》中指出：“在學(xué)習(xí)診脈時(shí)逐一體會(huì)并將各種物理性質(zhì)的感覺形成長(zhǎng)時(shí)間的‘情景記憶’非常重要，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)脈診的基礎(chǔ)”。

1.2 情景記憶與語義記憶腦區(qū)定位 情景記憶涉及腦區(qū)非常復(fù)雜，不同刺激激活腦區(qū)也有差異。如漢字情景記憶的編碼和提取加工主要激活前額葉、顳葉、頂葉、枕葉及小腦等相關(guān)腦區(qū)，且情景記憶的編碼與提取加工激活腦區(qū)不完全一致，提示兩者相應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制有所差異［3］。診脈常用感覺為觸覺，觸覺刺激相關(guān)的情景記憶研究較少。本項(xiàng)目前期以腦電圖為手段，對(duì)分別接受“脈象要素訓(xùn)練教學(xué)方法”和“傳統(tǒng)脈診教學(xué)方法”2組志愿者進(jìn)行腦電檢測(cè)，前者較后者學(xué)習(xí)效果好。后者右后顳α2頻段功率譜平均值下降，右中央、右枕、右顳部β2頻段功率譜平均值增加，提示在診脈時(shí)可能啟用了語義記憶；在左枕葉α1頻段功率譜平均值下降，額極β1、β2頻段功率譜平均值增加，與情景記憶腦區(qū)部分重合［4］。腦電檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于時(shí)間分辨率好，可達(dá)毫秒級(jí)，但是空間分辨率差，一般為數(shù)十毫米級(jí)，難以對(duì)腦區(qū)進(jìn)行精確定位。fMRI空間分辨率高，達(dá)到毫米級(jí)，是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)中應(yīng)用最廣泛的方法，可應(yīng)用于診脈者診脈時(shí)激活腦區(qū)的定位。

2 fMRI可成為研究診脈與情景記憶相關(guān)性的重要手段

2.1 fMRI概念與分類 廣義上fMRI包括BOLD、PWI、DWI、DTI及MRS等。狹義上fMRI特指BOLD。據(jù)Smith等［5］報(bào)道，應(yīng)用fMRI作為研究手段的文獻(xiàn)迅速增長(zhǎng)，僅在2010年1年就超過1 500篇，遠(yuǎn)超過肌電圖或腦電圖。根據(jù)掃描時(shí)執(zhí)行任務(wù)與否，可分為任務(wù)態(tài)fMRI和靜息態(tài)fMRI。任務(wù)態(tài)掃描時(shí)受試者接受或進(jìn)行某種刺激，需密切配合執(zhí)行試驗(yàn)任務(wù)；若受試者配合不佳則研究結(jié)果不準(zhǔn)確。靜息態(tài)fMRl掃描時(shí)受試者靜臥閉眼，保持全身放松不動(dòng)，無需執(zhí)行任何任務(wù)，反映基礎(chǔ)狀態(tài)大腦功能的病理生理變化。根據(jù)不同脈學(xué)研究目的和受試者配合程度，選擇相應(yīng)的試驗(yàn)方法。就觸覺研究而言，劉宇清等［6］總結(jié)了fMRI在觸覺系統(tǒng)研究中的應(yīng)用進(jìn)展，認(rèn)為fMRI可顯示不同觸覺刺激條件下腦功能激活區(qū)域的部位，為觸覺系統(tǒng)相關(guān)腦區(qū)定位提供可能。

2.2 fMRI特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) ①空間分辨力高。在幾種腦功能成像技術(shù)中，fMRI空間分辨率為毫米級(jí)，遠(yuǎn)較PET（數(shù)十毫米級(jí)）、SPECT（數(shù)十毫米級(jí)）和事件相關(guān)電位（ERP）（數(shù)十毫米級(jí)）精確，與腦磁圖（MEG）（毫米級(jí)）近似。目前能行fMRI檢測(cè)的醫(yī)院和研究機(jī)構(gòu)越來越多，但擁有MEG設(shè)備的研究機(jī)構(gòu)較少。有研究［7］采用1.5 T MRI顯示大腦神經(jīng)活動(dòng)區(qū)域主要在靜脈溝上，其直徑在1 mm以下。為進(jìn)一步提高空間分辨力，使用高磁場(chǎng)強(qiáng)度是一種途徑，現(xiàn)在臨床研究普遍應(yīng)用3.0 T MRI，更高場(chǎng)強(qiáng)MRI存在設(shè)計(jì)困難和對(duì)被試者傷害的缺點(diǎn)，尚未臨床應(yīng)用。使用對(duì)比劑是另一種途徑，但由于需要注射對(duì)比劑，目前應(yīng)用較少。采用3.0 T MRI采集BOLD信號(hào)，BOLD信號(hào)可反映神經(jīng)活動(dòng)變化的位置，即定位活躍腦區(qū)。如我們采用fMRI探索思慮過度狀態(tài)患者異常腦區(qū)，采用局部一致性（regional homogeneity，ReHo）分析數(shù)據(jù)，在P＜0.05、連接規(guī)則為邊連接和alphasim校正前提下，可明確將思慮過度狀態(tài)腦功能異常腦區(qū)定位于左側(cè)顳葉內(nèi)側(cè)、右側(cè)胼胝體下回、左側(cè)下后扣帶回、右側(cè)額上回［8］。進(jìn)一步可研究ReHo差異腦區(qū)與全腦功能連接的變化，我們對(duì)偏頭痛風(fēng)火候患者靜息態(tài)fMRI的研究即是采用這種模式［9］。脈診研究中，fMRI的高空間分辨力，有助于對(duì)診脈過程涉及的腦功能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更為精確的腦區(qū)定位，深刻揭示脈診過程的高級(jí)腦功能活動(dòng)。②操作過程無創(chuàng)性。與其他認(rèn)知活動(dòng)實(shí)驗(yàn)相同，診脈思維過程研究需在活體進(jìn)行，并盡可能減少受試者所受傷害。因此，測(cè)試手段的無創(chuàng)性非常重要。腦fMRI的基礎(chǔ)是血流動(dòng)力學(xué)與腦神經(jīng)活動(dòng)間存在密切聯(lián)系。BOLD效應(yīng)基本原理和生理基礎(chǔ)為：當(dāng)神經(jīng)元活動(dòng)時(shí)，局部腦耗氧量與腦血流量均增加，但腦血流量增加幅度大于耗氧量增加幅度，導(dǎo)致局部腦組織去氧血紅蛋白含量相對(duì)減低。去氧血紅蛋白是順磁性物質(zhì)，其含量降低引起T2WI信號(hào)增強(qiáng)，即T2WI信號(hào)能反映局部神經(jīng)元活動(dòng)。fMRI檢測(cè)的是人體固有的去氧血紅蛋白含量變化，無需注射外源性對(duì)比劑，具有無創(chuàng)性特點(diǎn)，受試者易接受，使反復(fù)掃描容易實(shí)現(xiàn)。診脈過程中不同感覺的轉(zhuǎn)換、不同手指接觸部位的變化都會(huì)影響腦區(qū)激活情況，多次掃描以觀察不同狀態(tài)下腦功能差異。

3 fMRI探測(cè)診脈者情景記憶編碼和提取過程的設(shè)想

情景記憶編碼是指對(duì)新信息的處理和加工，將新的、不穩(wěn)定的信息轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)，而提取是指對(duì)存儲(chǔ)信息的再利用［10］。脈診學(xué)習(xí)遵循這一過程。首先是語義記憶，了解某一脈象要素的文字描述；通過實(shí)踐診脈，熟悉這一脈象要素的指下感覺，大腦對(duì)該感覺進(jìn)行情景記憶編碼；之后不斷的實(shí)踐，反復(fù)觸及這一脈象要素，大腦對(duì)該信息鞏固后進(jìn)行存儲(chǔ)；以后診脈再次觸及這一脈象特征時(shí)，大腦即可將手指感覺與腦內(nèi)存儲(chǔ)進(jìn)行比對(duì)提取。

為探測(cè)診脈者情景記憶編碼和提取過程，基于fMRI提出一套實(shí)驗(yàn)方案設(shè)想：①受試者選擇。a.人群，根據(jù)研究目的篩選受試者，以觀察情景記憶編碼fMRI為研究目的，則選擇初次接受辨證脈學(xué)培訓(xùn)者；以觀察情景記憶提取fMRI為研究目的則選擇熟練掌握辨證脈學(xué)技巧者。b.性別，有研究［11］提示男女在情緒記憶中存在性別差異，男性較多激活右側(cè)杏仁核，女性較多激活左側(cè)杏仁核。為排除性別因素影響，可納入男女各半或僅納入單一性別。c.利手：為排除受試者習(xí)慣于使用哪側(cè)手進(jìn)行診脈產(chǎn)生影響，均采用右利手受試者。d.為排除與年齡相關(guān)的腦白質(zhì)損害產(chǎn)生干擾，納入中青年醫(yī)師。②脈象要素選擇。系統(tǒng)辨證脈學(xué)涉及25對(duì)脈象要素，可選擇其中有代表性的脈象要素進(jìn)行初步探索，如曲直、寒熱分別代表人體形態(tài)覺和溫度覺的應(yīng)用。

正確合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是深入探討人腦意識(shí)、注意、記憶等高級(jí)認(rèn)知功能的神經(jīng)機(jī)制及其相關(guān)關(guān)系的關(guān)鍵［12］。組塊設(shè)計(jì)是刺激與任務(wù)以組塊的形式呈現(xiàn)，每一組塊內(nèi)同一類型的刺激連續(xù)、反復(fù)呈現(xiàn)。與之不同，事件相關(guān)設(shè)計(jì)一次只給一個(gè)刺激，經(jīng)過一段時(shí)間間隔再進(jìn)行下一次相同或不同的刺激，其核心是基于單次刺激或行為事件所引發(fā)的血氧變化。無論哪一種設(shè)計(jì)，都有明確的刺激發(fā)生或開始執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間點(diǎn)。診脈者接受指令開始診脈，起始確切時(shí)間、每次診脈時(shí)間、每次診脈力度等刺激參數(shù)不確切，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析困難。fMRI研究診脈與情景記憶相關(guān)性關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)合理，減少了干擾因素。事件相關(guān)設(shè)計(jì)分為慢速呈現(xiàn)時(shí)間相關(guān)設(shè)計(jì)和快速呈現(xiàn)時(shí)間相關(guān)設(shè)計(jì)。前者的基本特征是刺激呈現(xiàn)的時(shí)間間隔較長(zhǎng)，一般在12 s或以上，無需考慮前后2次BOLD信號(hào)疊加；后者間隔時(shí)間短，多為2 s，甚至1 s以下，需考慮前后2次BOLD信號(hào)疊加和相互干擾。脈診是一個(gè)復(fù)雜的過程，難以消除一次脈診之后存在的后續(xù)思維活動(dòng)，采用快速呈現(xiàn)時(shí)間相關(guān)設(shè)計(jì)顯然不合適。慢速呈現(xiàn)時(shí)間相關(guān)設(shè)計(jì)或者靜息態(tài)可作為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的選擇，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果修訂各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。

選擇數(shù)種脈象要素，采用事件相關(guān)設(shè)計(jì)，掃描初學(xué)者診脈過程中情景記憶編碼時(shí)腦區(qū)活動(dòng)，熟練掌握脈象要素者診脈時(shí)情景記憶提取時(shí)的腦區(qū)活動(dòng)。應(yīng)用fMRI探索診脈過程中腦活動(dòng)，觀察激活腦區(qū)是否與情景記憶有關(guān)。現(xiàn)有研究［3］已證實(shí)，情景記憶是默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)諸多重要功能之一。

脈診研究干擾因素較多。診脈者作為受試者，需關(guān)注各種任務(wù)信息，涉及到多種干擾因素。如接受指令可激活聽覺或視覺腦區(qū)，診脈動(dòng)作的手指運(yùn)動(dòng)會(huì)影響軀體運(yùn)動(dòng)區(qū)活性，將情景記憶編碼和提取的fMRI信號(hào)分離出來是一項(xiàng)難題。完善的課題設(shè)計(jì)和恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析方法是準(zhǔn)確獲取情景記憶編碼和提取激活腦區(qū)的保障。同時(shí)，MRI掃描時(shí)機(jī)器噪音大，診脈者如何在這種環(huán)境下保持“持脈有道，虛靜為?！钡钠届o心態(tài)也是一個(gè)需解決的問題。

總之，fMRI是一種非常重要的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究手段，可應(yīng)用于探索包括情景記憶與診脈相關(guān)在內(nèi)的脈診學(xué)習(xí)和脈診研究中，有助于理解脈診過程的神經(jīng)心理機(jī)制，為更科學(xué)掌握脈診技巧提供認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)。

［1］彭聃齡.普通心理學(xué)［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2004：208.

［2］Tulving E.Elements of episodic memory［M］.Oxford：Oxford University Press，1983：25-37.

［3］席芊，趙小虎，江虹，等.正常人情景記憶編碼和提取加工的fMRI研究［J］.醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2010，20（7）：921-924.

［4］許希迎.“脈象要素訓(xùn)練”脈診教學(xué)方法的認(rèn)知心理過程試驗(yàn)研究［D］.濟(jì)南：山東中醫(yī)藥大學(xué)，2012.

［5］Smith K.Brain imaging：fMRI 2.0［J］.Nature，2012，484：24-26.

［6］劉宇清，張仲偉，陳克敏.功能磁共振成像在觸覺系統(tǒng)研究中的應(yīng)用進(jìn)展［J］.中國(guó)臨床神經(jīng)科學(xué)，2012，20（3）：339-344.

［7］Hoogenraad FG，Hofman MB，Pouwels PJ，et al.Sub-millimeter fMRI at 1.5 Tesla：correlation of high resolution with low resolution measurements［J］.J Magn Reson Imaging，1999，9：475-482.

［8］吳宏赟，齊向華.基于局部一致性方法的思慮過度狀態(tài)患者腦靜息態(tài)功能磁共振研究［J］.中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2014，11（11）：74-76.

［9］吳宏赟，梁延琛，侯金萍，等.偏頭痛風(fēng)火候患者靜息狀態(tài)下腦功能連接的初步探討［J］.中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合影像學(xué)雜志，2017，15（5）：515-519.

［10］Rand-Giovannetti E，Chua EF，Driscoll AE，et al.Hippocampal and neocortical activation during repetitive encoding in older persons［J］.Neurobiol Aging，2006，27：173-182.

［11］Canli T，Desmond JE，Zhao Z，et al.Sex differences in the neural basis of emotional memories［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2002，99：10789-10794.

［12］張強(qiáng)，唐崢崢.fMRI腦功能成像及事件相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展［J］.醫(yī)療設(shè)備信息，2007，21（4）：56.