腦損傷后意識障礙患者音樂治療的研究進展①

張小年，張曉穎，張悅，翟曉雪，尹群輝，張皓

1.首都醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，北京市100068；2.中國康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院，a.神經(jīng)康復(fù)三科；b.心理科音樂治療中心，北京市100068；3.北京市神經(jīng)損傷和康復(fù)重點實驗室，北京市100068

1 腦損傷后意識障礙

急診和神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，使越來越多腦損傷后意識障礙患者存活。一些患者雖然有自發(fā)性或刺激后睜眼，但是缺乏對內(nèi)外環(huán)境的感知和理解，不能與外界進行有效交流，此種狀態(tài)被稱為植物狀態(tài)[1]。當植物狀態(tài)患者表現(xiàn)出波動的意識，但不足以進行可靠交流，則稱為最小意識狀態(tài)(minimally conscious state,MCS)[2]。美國植物狀態(tài)的發(fā)生率約40～168/100萬；在英國，外傷后1個月，植物狀態(tài)的發(fā)生率約為14/100萬，3個月為8/100萬，6個月為5/100萬[3]。目前尚沒有關(guān)于MCS發(fā)生率或患病率的數(shù)據(jù)。

參考美國的統(tǒng)計資料，估計我國每年新增意識障礙患者超過10萬例，年累計醫(yī)療開支300億～500億元，給家庭和社會帶來巨大精神壓力和經(jīng)濟負擔(dān)。

臨床對意識狀態(tài)的評估主要依據(jù)修訂版昏迷恢復(fù)量表(Coma Recovery Scale-R,CRS-R)，可用于區(qū)分意識水平方面的細微差別，并監(jiān)測意識的恢復(fù)情況[4]。該量表由6個子量表構(gòu)成，涉及聽覺、語言、視覺、交流、運動和覺醒水平，包括23項分層有序的評分標準。CRS-R及其操作手冊均有中文版，并進行了信度、效度驗證。

意識障礙患者面臨長期復(fù)雜的醫(yī)療和護理問題，是神經(jīng)康復(fù)領(lǐng)域最具有挑戰(zhàn)性的課題之一，其中最關(guān)鍵的問題是如何促進患者的意識恢復(fù)，盡快蘇醒。目前，雖然有很多措施已在治療中應(yīng)用，但療效仍不盡如人意。腦損傷急性期應(yīng)用鈣通道拮抗劑、外源性神經(jīng)節(jié)苷酯及自由基清除劑等促醒藥物可能有助于減輕繼發(fā)性腦損害、保護腦功能、促進病情恢復(fù)、改善預(yù)后，但均為Ⅲ級臨床證據(jù)。正中神經(jīng)刺激也被用來治療意識障礙，但是必須早期開始治療，療程要足夠長。一些研究證明，腦深部電刺激能對MCS患者的意識產(chǎn)生可重復(fù)的持續(xù)改善作用，只有通過神經(jīng)影像及神經(jīng)電生理檢查發(fā)現(xiàn)腦網(wǎng)絡(luò)保留較好的患者才能被選作治療對象。其他方法還包括經(jīng)顱磁刺激、經(jīng)顱電刺激、高頸髓后索電刺激及針刺等，僅有小型研究或臨床研究，證據(jù)級別有限。高壓氧雖被廣泛應(yīng)用，但是缺乏Ⅰ級臨床證據(jù)，也沒有研究明確適用于意識障礙患者所需的壓力、療程等指標。

目前對意識障礙患者臨床仍然以綜合康復(fù)為主，包括軀體治療策略和促進意識改善的治療措施。其中軀體治療策略是指促進機體功能狀態(tài)的提高，預(yù)防和治療各種并發(fā)癥；促進意識改善的治療措施包括多種形式的刺激，以誘發(fā)廣泛的行為反應(yīng)，其中音樂治療是極具特色的方法之一。

2 音樂治療在意識障礙患者中的應(yīng)用

音樂治療運用音樂活動的各類形式，包括聆聽、演唱、演奏、律動等，作為治療手段，增進傷病者的功能，達到促進健康的目的[5]。音樂治療歷史悠久，在臨床醫(yī)學(xué)、預(yù)防保健、康復(fù)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有更多的應(yīng)用。

音樂治療也是意識障礙患者促醒治療的重要手段之一。有研究發(fā)現(xiàn)[6]，聆聽音樂會提供一種特別的聽覺刺激，腦電圖的研究為腦部意識區(qū)域的激活提供了證據(jù)支持。對比意識障礙患者聆聽白噪音和非偏好音樂的實驗組與非音樂的對照組對聽覺刺激的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)實驗組的反應(yīng)更加明顯[7]。在對意識障礙患者進行音樂化名字喚醒的研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，這種刺激對大腦半球有持續(xù)的反應(yīng)作用。來自家人熟悉的聲音提升了意識障礙患者腦部對于聲音刺激的反應(yīng)，同時結(jié)合音樂旋律能夠使覺醒相關(guān)腦區(qū)的反應(yīng)更加活躍[8]。

音樂是一種多重感覺刺激，不同風(fēng)格、調(diào)性、速度對患者的注意力和聽覺感知影響也不同，所以音樂類型的選擇至關(guān)重要。Riganello等[9]使用愉悅音樂作品與不適音樂作品對意識障礙患者進行聽覺刺激，使用作品為柴可夫斯基、穆索爾斯基、格里格、博凱里尼等四位作曲家的典型音樂作品代表作，同時使用呼吸、血壓和心率變異性觀察患者的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)患者大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和結(jié)構(gòu)會隨著不同音樂作品樂句的變化而變化。刺激反應(yīng)與患者個人經(jīng)歷或個人偏好相關(guān)時，出現(xiàn)行為反應(yīng)或大腦反應(yīng)的可能性會增加。

使用現(xiàn)場音樂演奏可能會得到更好效果。一項針對21例意識障礙患者的音樂治療發(fā)現(xiàn)[10]，植物狀態(tài)患者眨眼反射更加明顯；腦電圖顯示，與非顯著性聽覺刺激反應(yīng)(如白噪音和非偏好音樂)相比，不論植物狀態(tài)患者還是MCS患者，前額葉中線θ波和前額葉α波的振幅明顯增強，顯示更活躍的皮層活動。

由此可見，不同的個體之間、植物狀態(tài)和MCS之間、不同的音樂作品之間，音樂刺激的效果可能存在一定差異。

3 意識障礙發(fā)生和恢復(fù)的腦網(wǎng)絡(luò)機制

功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)是一項近年快速發(fā)展的神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)，在意識障礙患者的研究中得到廣泛應(yīng)用。靜息狀態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)研究中，默認網(wǎng)絡(luò)是廣泛關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)之一。默認網(wǎng)絡(luò)是指在認知任務(wù)負荷下表現(xiàn)出一致負性激活的腦區(qū)所構(gòu)成的功能連接網(wǎng)絡(luò)，這些腦區(qū)在靜息狀態(tài)下存在有組織的腦網(wǎng)絡(luò)活動，且比在認知任務(wù)負荷下更加活躍，包括前額葉內(nèi)側(cè)、前扣帶、后扣帶及雙側(cè)頂下葉等腦區(qū)。默認網(wǎng)絡(luò)腦區(qū)及其活性與意識水平相關(guān)，也與睡眠、麻醉和意識障礙等意識狀態(tài)改變相關(guān)，許多關(guān)于意識障礙的研究多基于默認網(wǎng)絡(luò)的變化。

一項有關(guān)缺血缺氧性腦病意識障礙患者的研究發(fā)現(xiàn)[11]，在意識恢復(fù)的患者中，默認網(wǎng)絡(luò)連接相對完整；而意識沒有恢復(fù)的患者，默認網(wǎng)絡(luò)的完整性遭到破壞。默認網(wǎng)絡(luò)連接強度可預(yù)測意識障礙患者3個月后恢復(fù)的情況[12-13]。此外，后扣帶回皮質(zhì)和內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(默認網(wǎng)絡(luò)中兩個核心中線節(jié)點)的連接情況在昏迷患者3個月后發(fā)展為植物狀態(tài)、MCS和意識恢復(fù)的患者中有顯著性差異[14]。這些研究表明，維持或恢復(fù)默認網(wǎng)絡(luò)連接是意識恢復(fù)所必須的。但無論有無意識，默認網(wǎng)絡(luò)在靜息狀態(tài)下都存在低頻的血氧水平依賴(blood-oxygen level dependent,BOLD)信號，僅憑該網(wǎng)絡(luò)不能完全作為評估意識狀態(tài)改善的手段。

意識維持可能還需要其他涉及自我意識和參與外界環(huán)境有目的性活動的內(nèi)在或外在網(wǎng)絡(luò)參與。研究發(fā)現(xiàn)[15]，意識障礙患者靜息態(tài)下外部網(wǎng)絡(luò)破壞，導(dǎo)致中央前回和中央后回以及頂內(nèi)溝之間的半球間連接減少，這種減少同樣出現(xiàn)在額內(nèi)側(cè)區(qū)和內(nèi)側(cè)頂葉區(qū)，以及左右顳頂交界處和右額上回之間。學(xué)者還發(fā)現(xiàn)[16-17]，意識障礙患者外部網(wǎng)絡(luò)(島葉、舌旁回、中央旁路和輔助運動區(qū))中的連接性增加。對非默認網(wǎng)絡(luò)靜息狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的研究表明，意識障礙中受損連接不限于單個網(wǎng)絡(luò)，而是涉及分布在整個大腦中的多個網(wǎng)絡(luò)。

由此可見，意識障礙的發(fā)生和恢復(fù)涉及的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)較為復(fù)雜，雖然默認網(wǎng)絡(luò)被公認是主要網(wǎng)絡(luò)，但還有其他網(wǎng)絡(luò)參與；不同意識障礙患者網(wǎng)絡(luò)異常情況也不盡相同，不同的治療方法對這些網(wǎng)絡(luò)的激活作用可能各不相同，從而導(dǎo)致臨床療效的差異。

4 音樂治療對相關(guān)腦網(wǎng)絡(luò)的影響

根據(jù)Brodmann分區(qū)，大腦中負責(zé)判斷樂音、調(diào)性的聽覺區(qū)域位于顳葉，即41、42區(qū)。當聽到音樂作品時，41、42區(qū)負責(zé)識別音樂的色彩變化，判斷調(diào)式調(diào)性，通過弓狀束的傳導(dǎo)，引起全腦活動，誘發(fā)語言(如語言、運動皮層)、認知(認知、記憶皮層)、情緒(海馬、杏仁體、邊緣系統(tǒng))等綜合反應(yīng)[18]。因此音樂治療所影響的腦區(qū)存在于多個網(wǎng)絡(luò)中，在音樂治療對意識障礙患者的腦網(wǎng)絡(luò)研究中，應(yīng)包括聽覺、認知、情感等多個相關(guān)腦網(wǎng)絡(luò)連接。

通過對正常人的研究發(fā)現(xiàn)[19]，在自我選擇的音樂刺激下，大腦表現(xiàn)出最明顯的激活，包括中腦(中腦導(dǎo)水管周圍黑質(zhì))、雙側(cè)丘腦、雙側(cè)尾狀核、雙側(cè)豆狀核、雙側(cè)海馬旁回、黑質(zhì)、前后扣帶回，還包括雙側(cè)額中回(包括輔助運動區(qū))和小腦中的區(qū)域；而在聽不熟悉的巴赫音樂片段時，中腦、海馬旁回、黑質(zhì)和扣帶回中無顯著激活，豆狀核、丘腦和小腦的激活顯著下降；在靜息期，雙側(cè)楔前葉、楔葉、舌回以及扣帶回、小腦、輔助運動區(qū)和右側(cè)中央后回激活增加；在聽日本的一種宮廷音樂時，雙側(cè)額中回、尾狀核和丘腦的變化，與聽巴赫片段時類似，中腦的局灶激活存在，但無法達到自主選擇音樂的程度；在語言刺激中，無感情的語音片段引起的BOLD信號變化最低。

狄海波[20]用fMRI觀察5例MCS和7例植物狀態(tài)患者對熟悉聲音喚名的大腦皮層反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)5例植物狀態(tài)患者出現(xiàn)典型初級聽覺皮質(zhì)激活，4例MCS患者和其余2例植物狀態(tài)患者則出現(xiàn)次級聽覺皮質(zhì)激活，這2例植物狀態(tài)患者3個月后都轉(zhuǎn)變?yōu)镸CS。表明fMRI測量的熟悉聲音喚名的腦回應(yīng)可能是一種有效的意識狀態(tài)分析工具。

綜上所述，意識障礙的恢復(fù)是世界性的難題，音樂治療作為傳統(tǒng)有效的康復(fù)方法，雖然對意識恢復(fù)有較為肯定的療效，但是由于音樂種類繁多，不同個體對音樂的偏好不同，如何針對不同患者選擇皮層興奮性最高的音樂作為個體化音樂治療方案，其對意識障礙患者的腦網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生哪些影響，值得進一步深入研究。