韓紅艷,段曉菡,張 馳,胡逸聰,王文獻,王柯柯,高 輝,閆 鑌
(1. 河南中醫(yī)藥大學,鄭州 450008; 2. 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學,鄭州 450001)
小腦后葉與大腦皮質(zhì)存在廣泛神經(jīng)纖維聯(lián)系,除協(xié)調(diào)感覺、運動功能外,還與語言、判斷等高級認知功能具有密切關(guān)系[1]。課題組先期對健康被試者左側(cè)支溝穴進行針刺后fMRI掃描,結(jié)果發(fā)現(xiàn)被試者在針刺后留針期間及拔針后多個時間序列內(nèi)小腦后葉低頻振幅比率(fractional amplitude of low frequency fluctuation,fALFF)信號呈顯著性激活效應(yīng)[2],該結(jié)果為進一步基于小腦后葉為感興趣區(qū)種子點的功能連接網(wǎng)絡(luò)分析提供重要依據(jù)。為深入探討針刺該穴對健康被試者與小腦后葉功能連接網(wǎng)絡(luò)相關(guān)響應(yīng)腦區(qū)的影響。本實驗重點分析針刺前后各時間序列內(nèi)以小腦后葉為感興趣區(qū)種子點功能連接網(wǎng)絡(luò)的時變效應(yīng)差異特征。
18名健康志愿者(男10名,女8名)平均年齡(24.89±1.811)歲,身高(167.39±8.045)cm,體質(zhì)量(60.44±12.433)kg。右利手,飲食規(guī)律,不嗜煙、酒、茶、咖啡等,睡眠正常,體型適中。針刺應(yīng)答試驗排除無針刺反應(yīng)者或過度針刺反應(yīng)者。
受試者試驗前均簽署知情同意書,方案獲河南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準(批準號2017HL-020),且通過國家臨床試驗注冊(注冊號ChiCTR-OOC-17011452)。
圖1示,fMRI掃描采用SIEMENS SKYRA 3.0T MRI設(shè)備,采集序列包括第1次純靜息態(tài)掃描(R1)、留針期間掃描(R2-R5)和拔針后靜息態(tài)掃描(R6-R7)[2]。
圖1 掃描流程圖
預處理后18例被試者各序列頭動均未超過1.5 mm,數(shù)據(jù)合格,全部進入功能連接分析。使用FSL 5.0中Juelich Histological Atlas生成小腦后葉為感興趣區(qū)種子點做出R1-R7序列功能連接結(jié)果,再分別以R2-R7功能連接結(jié)果減去R1結(jié)果,選擇t>3.9651,P<0.001(AlphaSim矯正)的體素為有統(tǒng)計學意義的功能連接差異腦區(qū)。
圖2表1示,該差異狀態(tài)下左側(cè)中央后回、右側(cè)額中回與小腦后葉功能連接顯著增強。
注:十字交叉區(qū)域即為R1狀態(tài)下未出現(xiàn),R2狀態(tài)下與小腦后葉功能連接變化的差異腦區(qū)圖2 R2減 R1狀態(tài)下與小腦后葉功能連接差異腦區(qū)圖
圖3表1示,R3減 R1差異狀態(tài)下,右側(cè)顳中回、緣上回、頂下小葉、距狀回與小腦后葉功能連接顯著減弱;右側(cè)中央后回與小腦后葉功能連接顯著增強。R4減 R1差異狀態(tài)下右側(cè)額中回與小腦后葉功能連接顯著減弱。
注:a-e中十字交叉區(qū)域即為R1狀態(tài)下未出現(xiàn),R3狀態(tài)下與小腦后葉功能連接變化的差異腦區(qū); f中十字交叉區(qū)域即為R1狀態(tài)下未出現(xiàn),R4狀態(tài)下與小腦后葉功能連接變化的差異腦區(qū)圖3 R3、R4減 R1狀態(tài)下與小腦后葉功能連接差異腦區(qū)圖
圖4表1示,R5減 R1差異狀態(tài)下右側(cè)顳上回、扣帶后回、額中回與小腦后葉功能連接顯著減弱。
注:圖中十字交叉區(qū)域即為R1狀態(tài)下未出現(xiàn),R5狀態(tài)下與小腦后葉功能連接變化的差異腦區(qū)圖4 R5減 R1狀態(tài)下與小腦后葉功能連接差異腦區(qū)圖
圖5表1示,R6減 R1差異狀態(tài)下右側(cè)舌狀回、扣帶后回與小腦后葉功能連接顯著減弱。R7減 R1差異狀態(tài)下,右側(cè)額中回與小腦后葉功能連接顯著減弱。
注:a中十字交叉區(qū)域即為R1狀態(tài)下未出現(xiàn),R6狀態(tài)下與小腦后葉功能連接變化的差異腦區(qū);b中十字交叉區(qū)域即為R1狀態(tài)下未出現(xiàn),R7狀態(tài)下與額下回功能連接變化的差異腦區(qū)圖5 R6、R7減 R1狀態(tài)下與小腦后葉功能連接差異腦區(qū)圖
表1 R2-R7狀態(tài)減R1狀態(tài)與小腦后葉功能連接差異腦區(qū)、峰值點坐標及簇數(shù)值比較 (n=18)
本試驗結(jié)果顯示,依時間序列以小腦后葉為感興趣區(qū)種子點的功能連接網(wǎng)絡(luò)處于動態(tài)變化之中,健康受試者接受針刺左側(cè)支溝穴4 min 08 sec內(nèi)(R2),左側(cè)中央后回、右側(cè)額中回與小腦后葉形成正激活效應(yīng)的連接網(wǎng)絡(luò);留針4 min 08 sec至8 min 16 sec內(nèi)(R3),右側(cè)顳中回、緣上回、頂下小葉、距狀回與小腦后葉形成負激活效應(yīng)的連接網(wǎng)絡(luò),右側(cè)中央后回與小腦后葉形成正激活效應(yīng)的連接網(wǎng)絡(luò);留針8 min 16 sec至12 min 24 sec內(nèi)(R4),右側(cè)額中回與小腦后葉形成負激活效應(yīng)的連接網(wǎng)絡(luò);留針12 min 24 sec至16 min 32 sec內(nèi)(R5),右側(cè)顳上回、扣帶后回、額中回與小腦后葉形成負激活效應(yīng)的連接網(wǎng)絡(luò);拔針后4 min 08 sec內(nèi)(R6),右側(cè)舌狀回、扣帶后回與小腦后葉形成負激活效應(yīng)的連接網(wǎng)絡(luò),拔針后4 min 08 sec至8 min 16 sec內(nèi)(R7),右側(cè)額中回與小腦后葉形成負激活效應(yīng)的連接網(wǎng)絡(luò)。
據(jù)上述結(jié)果分析,與針刺前比較,R2-R7時間序列內(nèi)主要差異變化腦區(qū)體現(xiàn)在中央后回:左側(cè)中央后回在針刺后留針4 min 08 sec內(nèi)(R2)、右側(cè)中央后回在留針4 min 08 sec至8 min 16 sec內(nèi)(R3)均為正激活。額中回:右側(cè)額中回在針刺后留針4 min 08 sec內(nèi)(R2)為正激活,留針8 min 16 sec至16 min 32 sec內(nèi)(R4至R5)、拔針后4 min 08 sec至8 min 16 sec內(nèi)(R7)為負激活。顳中回、顳上回:右側(cè)顳中回在留針4 min 08 sec至8 min 16 sec內(nèi)(R3)為負激活,右側(cè)顳上回在留針12 min 24 sec至16 min 32 sec內(nèi)(R5)為負激活。扣帶后回、緣上回:右側(cè)扣帶后回在留針12 min 24 sec至16 min 32 sec內(nèi)(R5)及拔針后4 min 08 sec內(nèi)(R6)均為負激活,右側(cè)緣上回在留針4 min 08 sec至8 min 16 sec內(nèi)(R3)為負激活。
人類小腦不僅具有維持身體平衡、調(diào)節(jié)肌張力和協(xié)調(diào)運動等功能,其在參與語言、判斷等高級認知活動中也有重要作用[3-6],尤其小腦后葉在參與認知功能方面起主導作用[7]。1項研究亦表明,注意缺陷多動障礙兒童在執(zhí)行工作記憶任務(wù)時左側(cè)小腦后葉功能低下[8]。本試驗具有差異意義的激活腦區(qū)中,中央后回是重要的感覺中樞,該區(qū)域和中央前回、額下回、額中回及左側(cè)顳上回共同參與語言動作及語義理解功能。額中回是影響漢字閱讀的主要腦區(qū)[9];顳中回為視覺系語言調(diào)控中樞,其在涉及多義詞語加工的腦成像研究中出現(xiàn)特異性激活效應(yīng)[10],顳上回為高級聽覺聯(lián)絡(luò)皮層,緣上回為語言運用中樞,主管精細的語言協(xié)調(diào)功能,三者在語言加工調(diào)控中具有密切關(guān)系,扣帶后回與理解、判斷等認知功能密切相關(guān)[11]。
支溝穴為手少陽三焦經(jīng)的重要經(jīng)穴,臨床常用于治療中風癱瘓、語言障礙等癥狀。這對上述差異腦區(qū)的功能分析,結(jié)合支溝穴的臨床功效和小腦后葉功能,推測本實驗中雙側(cè)中央后回、右側(cè)額中回、顳中回、顳上回、扣帶后回、緣上回等,為針刺健康人左側(cè)支溝穴后以小腦后葉為種子點所形成的隨時間序列變化功能連接網(wǎng)絡(luò)的重要響應(yīng)腦區(qū)。這一結(jié)論可能是針刺支溝穴治療感覺、運動障礙、語言及思維等高級認知功能障礙的中樞效應(yīng)機制。