“大腦功能偏側(cè)化”理論與針灸“雙向調(diào)節(jié)”作用探析*

王東巖，張博洋，鄧若冰，沈洪美，何 雷

(1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院，黑龍江 哈爾濱 150001; 2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040;3.哈爾濱市中醫(yī)院，黑龍江 哈爾濱 150010; 4.花園衛(wèi)生服務(wù)中心，黑龍江 哈爾濱 150006)

國(guó)務(wù)院發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》將“腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)”列為八大基礎(chǔ)科學(xué)前沿問題之一，腦科學(xué)研究已迎來黃金時(shí)代。對(duì)于腦功能疾病的研究和治療方法近些年得到了極大的發(fā)展，如EEG、fNIRS和fMRI等無創(chuàng)觀測(cè)手段的進(jìn)步，tDCS、rTMS等治療方法不斷地豐富，都提高了人們對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)，使得許多理論假說得以提出并被驗(yàn)證，其中“大腦功能偏側(cè)化”理論又稱“大腦半球非對(duì)稱性”理論得到廣泛認(rèn)可，并合理地解釋了腦卒中、抑郁、焦慮、精神分裂和失眠等多種疾病的發(fā)病機(jī)制，并且與針灸“雙向調(diào)節(jié)”作用相對(duì)應(yīng)，現(xiàn)根據(jù)部分文獻(xiàn)作一綜述。

1 從生理學(xué)角度對(duì)“大腦功能偏側(cè)化”理論的認(rèn)識(shí)

人們從神經(jīng)生理學(xué)上認(rèn)識(shí)到大腦功能具有偏側(cè)化現(xiàn)象是從利手性開始的，大腦左側(cè)半球作為人類優(yōu)勢(shì)半球居多，大腦右側(cè)半球是相對(duì)功能弱化的。近30年各種影像學(xué)的發(fā)展使人們認(rèn)識(shí)到神經(jīng)中樞結(jié)構(gòu)和功能的不對(duì)稱性是廣泛存在的[1]，左右半球各有優(yōu)勢(shì)，這體現(xiàn)了單側(cè)半球的高效性和雙側(cè)半球之間的分工合作，大腦偏側(cè)化可避免在兩側(cè)半球復(fù)制相同神經(jīng)回路而造成浪費(fèi)[2]。大腦通過分工合作可減少左右半球之間的干擾和沖突，使得兩側(cè)可以并行處理不同信息，神經(jīng)元區(qū)域化使信息加工更快、更高效[3]。

而語(yǔ)言的左側(cè)化優(yōu)勢(shì)與腦網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)特征有關(guān)，右側(cè)化則與全腦架構(gòu)的改變有關(guān)；大多數(shù)左腦活動(dòng)均屬于單側(cè)活動(dòng)，而大多數(shù)右腦活動(dòng)卻伴有左腦對(duì)稱區(qū)域的活動(dòng)，說明右腦在語(yǔ)言加工中可能存在大量與左腦的交互協(xié)作[4]。

利手和語(yǔ)言功能的半球優(yōu)勢(shì)是人類最重要的兩種偏側(cè)化現(xiàn)象，利手與語(yǔ)言功能偏側(cè)化先于個(gè)體認(rèn)知能力的發(fā)展；既往研究發(fā)現(xiàn)人類胚胎在發(fā)育到第7周時(shí)就開始出現(xiàn)左側(cè)大腦優(yōu)先發(fā)育的現(xiàn)象[5]，肢體語(yǔ)言也在嬰兒期就開始出現(xiàn)偏側(cè)化[6]。利手、語(yǔ)言甚至聽覺、視覺偏側(cè)化具有明顯的生物學(xué)優(yōu)勢(shì)，有助于個(gè)體節(jié)省加工資源，以便快速和準(zhǔn)確地做出反應(yīng)?，F(xiàn)代遺傳學(xué)與生物進(jìn)化研究認(rèn)為，正常人腦的生理性偏側(cè)化現(xiàn)象是基因與環(huán)境相互作用的共同結(jié)果，其偏側(cè)化程度應(yīng)在一定范圍內(nèi)保持協(xié)調(diào)。

2 運(yùn)用“大腦功能偏側(cè)化”理論對(duì)疾病的分析

2.1 運(yùn)用“大腦功能偏側(cè)化”理論對(duì)中風(fēng)及中風(fēng)后抑郁的分析

例如,正常人(右利手，左側(cè)優(yōu)勢(shì)半球)左半球的活躍性高于右半球,如圖1，大腦皮層相互之間通過胼胝體的神經(jīng)纖維通路互相抑制，形成了一種生理性平衡；假設(shè)此人的左半球出現(xiàn)了腦梗死病灶,如圖2，左側(cè)半球的功能受到了“打擊”活躍性降低，對(duì)右側(cè)半球的抑制減弱，而右半球失去左半球的抑制作用而變得活躍性增強(qiáng)，從而對(duì)左半球的抑制作用也增強(qiáng)，這樣左半球就會(huì)“雪上加霜”，右半球又與中風(fēng)后負(fù)性情緒的發(fā)展密切相關(guān)，故中風(fēng)后抑郁使得病情更加復(fù)雜。鄭重教授[7]根據(jù)此理論提出這種情況下應(yīng)用rTMS治療時(shí)不應(yīng)以增強(qiáng)左半球興奮性為主，而是應(yīng)以低頻抑制右半球的治療為主，并且取得了較好的臨床療效。如果是右半球腦?？梢来祟愅?，若是雙側(cè)多發(fā)病灶可能涉及到復(fù)雜的內(nèi)部興奮抑制共存，仍需要大量的研究支持。

圖1 正常人

圖2 腦卒中患者

姜思竹[8]則認(rèn)為受損傷一側(cè)的功能下降，未受損的健側(cè)存在功能代償增強(qiáng)導(dǎo)致興奮性增強(qiáng)而形成了異常偏側(cè)化模式。兩種說法并不矛盾。

中風(fēng)后抑郁的腦網(wǎng)絡(luò)研究目前較少，且分析方法和機(jī)制都比較復(fù)雜，需要更多研究。

2.2 運(yùn)用“大腦功能偏側(cè)化”理論對(duì)抑郁癥、焦慮癥的分析

抑郁障礙和焦慮障礙是臨床上常見的情感性精神疾病,抑郁障礙包括抑郁癥、心境惡劣，焦慮障礙包括廣泛性焦慮、社交焦慮、驚恐障礙和強(qiáng)迫癥等，臨床實(shí)踐中抑郁與焦慮障礙常常同時(shí)存在，且有許多癥狀是重疊的[9]。

目前多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)額葉偏側(cè)化的神經(jīng)病理現(xiàn)象可能是由于左右兩側(cè)額葉皮層積極和消極情感回路的差異激活所導(dǎo)致的。林品華[10]認(rèn)為左側(cè)額葉激活與正性情緒相關(guān)，右側(cè)額葉激活與負(fù)性情緒相關(guān)，抑郁癥患者中常見左前額葉興奮性降低伴右前額葉興奮性過高,如圖3，額葉、頂葉是執(zhí)行任務(wù)期間觀察到抑郁癥偏側(cè)化現(xiàn)象的重要腦區(qū)?，F(xiàn)代精神病理學(xué)認(rèn)為精神心理疾病的重要病因之一是雙側(cè)大腦的偏側(cè)化變異。張汗等[11]研究發(fā)現(xiàn)，精神疾病患者的雙側(cè)大腦半球偏側(cè)性與正常人不同，抑郁發(fā)作時(shí)大腦半球活化平衡向右腦傾斜；同時(shí)也有國(guó)外學(xué)者發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者的大腦偏側(cè)性與正常人相反，即左腦(優(yōu)勢(shì)半球)相對(duì)降低，右腦(非優(yōu)勢(shì)半球)相對(duì)增高[12]。鄭博等[13]則認(rèn)為低頻抑制右腦或高頻刺激左腦具有相似的抗抑郁療效，低頻抑制右腦可緩解患者的癥狀，而低頻抑制左腦則可加重相關(guān)癥狀。

圖3 抑郁癥

劉志鵬等[14]研究發(fā)現(xiàn)低頻rTMS抑制右側(cè)前額葉皮層治療廣泛性焦慮癥具有顯著療效；廖梅[15]認(rèn)為青少年廣泛性焦慮障礙和正常人相比，右側(cè)殼核、右島葉和左海馬體積增加，在完成危險(xiǎn)圖片任務(wù)時(shí)，左背外側(cè)前額葉皮質(zhì)激活程度與焦慮癥狀呈負(fù)相關(guān)，即焦慮癥狀程度越高，左背外側(cè)前額葉激活程度越低,如圖4。張晶等[16]認(rèn)為抑郁癥和焦慮癥患者多數(shù)伴有左額葉活化減弱現(xiàn)象，左側(cè)額葉活化程度能夠預(yù)測(cè)患者抑郁和焦慮的風(fēng)險(xiǎn)程度，增強(qiáng)左額葉活動(dòng)的生物反饋訓(xùn)練能夠促進(jìn)情緒調(diào)節(jié)恢復(fù)正常。

圖4 廣泛性焦慮

2.3 運(yùn)用“大腦功能偏側(cè)化”理論對(duì)精神分裂癥的分析

多項(xiàng)神經(jīng)電生理及腦功能成像研究發(fā)現(xiàn)精神分裂癥的重要病因之一可能是大腦半球功能偏側(cè)化的變異，其必須維持在一定的范圍內(nèi)，否則就會(huì)出現(xiàn)異常的精神活動(dòng)，大腦的不對(duì)稱性發(fā)展與疾病有直接關(guān)系。

首發(fā)偏執(zhí)型精神分裂癥患者存在腦功能偏側(cè)化特征，吳大興等[17]對(duì)此類患者給予雙重工作記憶任務(wù)，fMRI示雙側(cè)前額葉激活范圍較正常人均明顯增大，且以右半球?yàn)橹?如圖5。有國(guó)外學(xué)者認(rèn)為大腦的偏側(cè)化差異可能是導(dǎo)致精神分裂癥發(fā)病的重要原因之一[18]；何明穎等[19]研究發(fā)現(xiàn)，有些患者的大腦左側(cè)額葉及海馬發(fā)育晚于右側(cè)，優(yōu)勢(shì)半球功能存在異常，可能導(dǎo)致大腦雙側(cè)半球在認(rèn)知、情感和行為等精神活動(dòng)的協(xié)調(diào)方面出現(xiàn)障礙而致病發(fā)，首發(fā)偏執(zhí)型精神分裂癥患者左側(cè)額葉白質(zhì)、海馬頭部神經(jīng)元數(shù)量和功能普遍降低。林鄞等[20]認(rèn)為精神分裂癥患者不僅大腦結(jié)構(gòu)偏側(cè)化存在差異，在功能偏側(cè)化上也有所體現(xiàn)，包括正常大腦偏側(cè)化發(fā)育的減弱及患者在視覺空間功能方面的損害。精神分裂癥進(jìn)化理論認(rèn)為，精神分裂癥患者的腦神經(jīng)發(fā)育異常與遺傳基因有關(guān)[21]，而沖動(dòng)、躁狂、暴力和反社會(huì)人格型精神分裂癥的大腦偏側(cè)化向左半球傾斜，左半球活躍性過度升高[22]。如圖6。

圖5 偏執(zhí)型精神分裂癥

圖6 躁狂、暴力、反社會(huì)人格

2.4 運(yùn)用“大腦功能偏側(cè)化”理論對(duì)失眠的分析

何雷[23]對(duì)PSG獲得的日間嗜睡試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行連通性分析發(fā)現(xiàn)，在Theta頻段下出現(xiàn)F4-O1區(qū)域連通性的降低，在Beta頻段下，大腦左側(cè)F3-O1區(qū)域的連通性增強(qiáng)；治療后在Alpha頻段下出現(xiàn)右側(cè)F4-C4區(qū)域連通性的增強(qiáng)，這說明與睡眠相關(guān)的大腦功能也同樣存在偏側(cè)化。1項(xiàng)DTI(彌散張量成像)研究發(fā)現(xiàn)與失眠病程有關(guān)的大腦右側(cè)化損傷[24],隨著病程的發(fā)展,失眠患者大腦活動(dòng)呈現(xiàn)偏側(cè)化趨勢(shì)。秦海霞等[25]認(rèn)為失眠患者DMN(腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò))存在左右腦活動(dòng)差異,且失眠患者大腦功能受損存在先后順序, 右腦先受損, 左腦后受損，因此失眠患者可能先出現(xiàn)創(chuàng)造力降低, 后出現(xiàn)記憶力、邏輯能力減弱。

3 從“大腦功能偏側(cè)化”理論看針灸“雙向調(diào)節(jié)”作用

3.1 廣義與狹義的針灸“雙向調(diào)節(jié)”作用

針灸作為世界上最早出現(xiàn)的“神經(jīng)調(diào)控”技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，《黃帝內(nèi)經(jīng)》曰：“用針之要在于知調(diào)陰與陽(yáng)”，針灸雙向調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)在于陰陽(yáng)平衡[26]，與中醫(yī)學(xué)“陰平陽(yáng)秘”理論密切相關(guān)，針刺某些特定腧穴調(diào)節(jié)陰陽(yáng)平衡的治病方法古已有之，如《針灸甲乙經(jīng)》記載：“……實(shí)則心暴痛，虛則煩心，心惕惕不能動(dòng)，矢志，內(nèi)關(guān)主之”,指出心胸的虛實(shí)疾病均可取內(nèi)關(guān)治療；《靈樞》曰：“……陽(yáng)氣有余，陰氣不足，則熱中善饑；陽(yáng)氣不足，陰氣有余，則寒中腸鳴、腹痛……皆調(diào)于三里”,指出寒熱虛實(shí)的胃腸道疾病都需要調(diào)整陰陽(yáng)，都可以取足三里來治療。但值得注意的是，傳統(tǒng)針灸學(xué)沒有明確的“雙向調(diào)節(jié)”記載，并且非常強(qiáng)調(diào)補(bǔ)瀉手法，同一穴位因手法不同導(dǎo)致刺激量不同，進(jìn)而導(dǎo)致的不同調(diào)節(jié)作用是否屬于廣義的“雙向調(diào)節(jié)”尚有爭(zhēng)議，并有學(xué)者認(rèn)為其表現(xiàn)形式與機(jī)體的自身狀態(tài)及活性物質(zhì)改變有關(guān)[27]，而現(xiàn)代研究多注重狹義即嚴(yán)格意義上的“雙向調(diào)節(jié)”研究，強(qiáng)調(diào)相同腧穴相同刺激量，通過現(xiàn)代設(shè)備進(jìn)行客觀對(duì)比分析，故嚴(yán)格意義的“雙向調(diào)節(jié)”作用是對(duì)現(xiàn)代針刺研究特定現(xiàn)象的概括[28]。

3.2 現(xiàn)代針刺研究中“大腦功能偏側(cè)化”與針灸“雙向調(diào)節(jié)”的關(guān)系

蔡昭蓮等[29]研究發(fā)現(xiàn)針刺長(zhǎng)強(qiáng)穴使腦右楔前葉、右顳下回與海馬的功能連接增強(qiáng),對(duì)治療認(rèn)知障礙具有一定意義；徐海燕[30]利用足三里穴治療功能性消化不良時(shí)發(fā)現(xiàn)針刺比艾灸該穴位時(shí)的右殼核fALFF值升高明顯，雙側(cè)枕中回降低，說明針刺對(duì)于腦功能的調(diào)整具有偏側(cè)化現(xiàn)象。

姜思竹等[8]研究發(fā)現(xiàn)頭針療法不僅可以增強(qiáng)受損側(cè)大腦半球的功能連接，還能有效減弱健側(cè)大腦半球異常增強(qiáng)的功能連接，促使患者在康復(fù)過程中的運(yùn)動(dòng)模式正常化，可見頭針效應(yīng)具有雙向調(diào)整腦功能連接并使其趨向生理性偏側(cè)化狀態(tài)的特點(diǎn)；許明珠[31]研究發(fā)現(xiàn)針刺太溪穴能雙向良性調(diào)節(jié)AD大鼠腦功能代謝，對(duì)高代謝腦區(qū)有負(fù)激活效應(yīng)，對(duì)于低代謝腦區(qū)有正激活效應(yīng)；周思遠(yuǎn)[32]研究發(fā)現(xiàn)針刺治療功能性便秘、腹瀉患者的天樞穴后，右側(cè)丘腦和右前扣帶回是靶向調(diào)節(jié)的重點(diǎn)腦區(qū)，同時(shí)存在局部一致性增高和降低的區(qū)域，可以同時(shí)改善便秘和腹瀉患者的排便次數(shù)和形狀，以上研究說明針刺對(duì)腦功能偏側(cè)化調(diào)整具有雙向性。

3.3 針灸“雙向調(diào)節(jié)”作用的可能機(jī)制

多項(xiàng)研究表明在相同穴位和相同刺激量的前提下針灸仍然具有明顯的雙向調(diào)節(jié)作用，可以同時(shí)升高或降低大腦不同區(qū)域的興奮性，EEG、fNIRS和fMRI等設(shè)備客觀地說明了針灸治療使大腦功能向生理性偏側(cè)化的雙向調(diào)整可能是針灸“雙向調(diào)節(jié)”作用的機(jī)制之一，鄭重認(rèn)為針刺治療可以發(fā)揮類似雙向神經(jīng)調(diào)控的生物學(xué)效應(yīng)[7]，“大腦功能偏側(cè)化”理論從神經(jīng)調(diào)控角度很好解釋了針灸“雙向調(diào)節(jié)”效應(yīng)；針刺不僅可以直接調(diào)整中樞各網(wǎng)絡(luò)之間的平衡，還可以對(duì)腦內(nèi)植物性中樞進(jìn)行整合進(jìn)而影響其他器官功能，潘衛(wèi)星[28]指出雙向調(diào)節(jié)作用的根本是激活人體的糾偏功能，這需要負(fù)反饋及自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參與，并認(rèn)為“中樞適應(yīng)性控制機(jī)制激活假說”雖不易解釋雙向調(diào)節(jié)的穴位特異性，但明顯具有廣闊的研究前景。此外，劉小亞[33]認(rèn)為外泌體是針灸參與的神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)調(diào)制系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)體自穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的橋梁，可見神經(jīng)內(nèi)分泌免疫途徑也是調(diào)控機(jī)體各系統(tǒng)功能穩(wěn)定的重要途徑之一。

4 小結(jié)

EEG、fNIRS和fMRI等無創(chuàng)觀測(cè)手段的應(yīng)用增加了研究的可行性及客觀性，被試者也更容易接受檢測(cè)，研究人員能觀察到許多以前不能涉及的領(lǐng)域，在觀察腦功能變化的過程中逐步發(fā)展了“大腦功能偏側(cè)化”理論，指導(dǎo)了多種疾病的治療并取得了顯著療效，并從神經(jīng)調(diào)控角度很好地解釋了針灸“雙向調(diào)節(jié)”效應(yīng)。但該理論仍需要大量的科學(xué)檢驗(yàn)并不斷完善，大腦功能的變化不能簡(jiǎn)單地理解為大腦半球或者某些腦區(qū)的整體變化，容易存在以偏概全的誤區(qū)，如抑郁、焦慮等功能偏側(cè)化雖然在額葉體現(xiàn)較明顯，但腦區(qū)功能較多還需要進(jìn)一步精確化，并且存在眾多其它腦區(qū)和腦網(wǎng)絡(luò)之間復(fù)雜的相互交叉作用；用“大腦功能偏側(cè)化”理論指導(dǎo)rTMS治療焦慮癥時(shí)將右側(cè)前額葉作為主要靶點(diǎn)也并不十分成熟，選擇部位范圍較大，目前只是初步取得成效，仍需要深入研究；目前對(duì)精神疾病、心理疾病的發(fā)病機(jī)制和心理治療、物理治療特別是針灸治療的機(jī)制研究日趨增多，但學(xué)者們普遍認(rèn)為僅憑幾個(gè)腦區(qū)或者幾個(gè)腦網(wǎng)絡(luò)的變化即得出腦網(wǎng)絡(luò)機(jī)制的結(jié)論是不全面的，大腦的復(fù)雜性就決定了起治療作用的機(jī)制也必然是十分復(fù)雜的，這將是一個(gè)不斷探索、去偽存真的漫長(zhǎng)過程。諸多學(xué)者認(rèn)為針灸“雙向調(diào)節(jié)”效應(yīng)不僅僅存在于神經(jīng)調(diào)控方面，而是神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)調(diào)控，而這是“大腦功能偏側(cè)化”理論的局限性所在，在今后的研究中可以應(yīng)用更多的新技術(shù)，如多模態(tài)研究結(jié)合代謝組學(xué)、分子生物學(xué)等多學(xué)科多層次的分析研究手段，更全面地對(duì)腦網(wǎng)絡(luò)機(jī)制進(jìn)行科學(xué)探索，如有可能建立一個(gè)全國(guó)性的多中心腦影像及腦科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，將對(duì)腦科學(xué)的發(fā)展大有裨益。