基于fMRI任務(wù)態(tài)與靜息態(tài)對頭針療法的研究進展

李曉陵，王敬賢，李昂，李孟，曹丹娜，*，王豐，劉曉慧，姜曉旭，崔璇

微針理論基礎(chǔ)來源于傳統(tǒng)針灸學說，并與現(xiàn)代醫(yī)學相融而形成了獨立的理論體系[1]。其中頭針療法作為微針系統(tǒng)的重要組成部分，是在傳統(tǒng)針灸理論與功能解剖學、神經(jīng)生理學等學科指導下，運用針刺等多種方式刺激頭部穴位或特定區(qū)域以防病治病的一種方法[2]。頭針療法自20 世紀70 年代初問世后便蓬勃發(fā)展，逐漸形成了諸多學術(shù)流派，如焦氏頭針、湯氏頭針等[3-4]。1989年世界衛(wèi)生組織在日內(nèi)瓦制定了《頭皮針穴名標準化國際方案》(簡稱《方案》)，按照分區(qū)定經(jīng)，使傳統(tǒng)經(jīng)絡(luò)腧穴理論與腦部功能分區(qū)密切關(guān)聯(lián)，逐漸成為頭針取穴的參照標準，也成為神經(jīng)影像學研究的基礎(chǔ)。

盡管頭針因方法簡便和療效確切而廣泛傳播、享譽海內(nèi)外，但其腦中樞機制尚不完全明晰。20 世紀90 年代以來，功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技術(shù)因較高的空間分辨率與時間分辨率及安全無損等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于神經(jīng)影像學的研究。經(jīng)過諸多學者不懈努力，該技術(shù)已運用到單個腧穴特異性、穴位聯(lián)合配伍、解析針刺療效影響因素等各方面的研究中，成為解開針刺謎團最有效的手段之一[5-6]?；谏鲜霈F(xiàn)狀，筆者查閱收集Pubmed、Cochrane、Embase、中國知網(wǎng)等國內(nèi)外醫(yī)學數(shù)據(jù)庫對頭針功能成像報道的153 篇文獻，將其劃分為生理和病理狀態(tài)兩大類，并以此為依據(jù)，深入探討頭針療法腦功能成像的機理及未來發(fā)展方向。

1 生理狀態(tài)fMRI研究

1.1 靜息態(tài)fMRI方法

靜息狀態(tài)下功能磁共振成像(resting state fMRI，rs-fMRI)是一種經(jīng)典的研究方法，指受試者在全身放松、心態(tài)平和、無復雜思維活動，無需執(zhí)行任何復雜任務(wù)狀態(tài)下進行數(shù)據(jù)采集。因干擾因素少，實驗結(jié)果準確而普遍應(yīng)用于臨床研究。其數(shù)據(jù)計算方法主要包括低頻振幅(amplitude of low frequency fluctuation，ALFF)、局 部 一 致 性(regional homogeneity，ReHo)及功能連接(functional connectivity，F(xiàn)C)等，這些方法中ALFF 作為一種可靠的相關(guān)幅度測量方法，常用于表現(xiàn)靜息狀態(tài)下局部自發(fā)性腦活動的強度和人腦內(nèi)源性/背景神經(jīng)生理過程；ReHo值的高低可以反映局部腦功能區(qū)神經(jīng)元活動是偏向混亂還是穩(wěn)定[7-8]。

譚小龍等[9]應(yīng)用ALFF 與ReHo 法探討在健康中老年女性人群中施行頭針組穴針刺后腦區(qū)的激活情況，發(fā)現(xiàn)小腦區(qū)ALFF 值降低，而角回、楔前葉為主的腦區(qū)ALFF 值增強；顳上回、海馬旁回等腦區(qū)ReHo 值降低，而雙側(cè)楔前葉、顳上回、扣帶回、中央前后回為主的腦區(qū)ReHo 值增強。表明頭針可使與感覺、肢體運動、言語功能相關(guān)的腦區(qū)出現(xiàn)特異性腦活動改變。還有報道顯示，頭針可導致頂中線、頂顳前斜線和頂顳后斜線相鄰的腦區(qū)皮層ALFF 值降低，在舌回、楔葉、胼胝體及雙側(cè)枕葉ALFF 值也出現(xiàn)相應(yīng)下降，并且這些區(qū)域與楔前葉的腦功能連接降低[10]。頭針還可使特定腦區(qū)如腦扣帶回、額內(nèi)側(cè)回及額下回的功能連接度顯著增強；額中回與額上內(nèi)側(cè)回功能連接度出現(xiàn)降低[11]。這些數(shù)據(jù)表明頭針增強了受試者參與認知和實施腦網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的腦區(qū)與周圍鄰近腦區(qū)之間的相關(guān)性，大量動物實驗也驗證了上述研究成果[12-14]。由上可知頭針刺激使這些腦區(qū)廣泛激活，并協(xié)調(diào)整合形成腦網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮臨床療效。

1.2 任務(wù)態(tài)fMRI方法

任務(wù)態(tài)指受試者在接受針刺任務(wù)狀態(tài)下進行實時影像數(shù)據(jù)采集，常用于觀察針刺的即刻效應(yīng)[15]。掃描方法多為組塊設(shè)計與非重復事件相關(guān)設(shè)計，不僅可獲得針刺激活或抑制腦區(qū)的實時成像數(shù)據(jù)，還能通過改變針刺刺激量獲得信噪比較強的血氧水平依賴[16-17]。

為測驗頭針特異性及臨床效果，Zanardi 等[18]針刺左側(cè)頂顳前斜線中部2/5 前后誘導左手感覺運動區(qū)的功能調(diào)制，該位置對應(yīng)上初級運動區(qū)域的肢體運動段。該研究通過比較頭針刺激前后的血氧水平數(shù)據(jù)信號來評價頭針作用，觀察到頭針對內(nèi)隱運動任務(wù)選擇性的影響，上頂葉激活增加；對外顯手運動任務(wù)的選擇性影響使楔前葉激活增加，且針刺結(jié)束后仍存在上述效應(yīng)。這些區(qū)域在保持對身體當前姿勢狀態(tài)的維持發(fā)揮著重要作用，并參與對運動的準確控制和策劃。我國學者康英杰等[19]運用ReHo 法分析頭部穴位實時針刺與掃描所獲數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)得氣狀態(tài)下中央后回、中央前回、腦島等多個腦區(qū)ReHo 值增高；兩側(cè)顳中回、小腦ReHo 值減低。相對于單純針刺，得氣狀態(tài)無疑引活了更廣泛的腦區(qū)，這可能是針刺治病要求得氣的內(nèi)在中樞機制。羅詩蕾等[20]在探究不同性別對頭針后腦部功能變化差異的研究中也發(fā)現(xiàn)頭針可以作用于認知情緒調(diào)節(jié)相關(guān)腦區(qū)，且相同頭針刺激在丘腦部因性別差異ReHo 值出現(xiàn)明顯不同，這可能解釋了不同性別的重度抑郁癥患病率不同的腦中樞機制。魏翔宇等[21]的研究也發(fā)現(xiàn)頭針前后在大腦多個腦區(qū)ALFF 值出現(xiàn)明顯變化。這些研究表明頭針和體針一樣可以對大腦施加持續(xù)影響，而且其對局部腦區(qū)的雙向調(diào)節(jié)作用可能是發(fā)揮臨床效用的關(guān)鍵。

2 病理狀態(tài)fMRI研究

2.1 靜息態(tài)fMRI方法

郎奕等[22]采用體素形態(tài)學方法分析頭針療法對腦梗死患者大腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)損傷后的治療作用，發(fā)現(xiàn)治療兩周后頭針組與健康組相比在扣帶回、楔葉、楔前葉、舌回等8 個腦區(qū)灰質(zhì)結(jié)構(gòu)仍存在損傷，其中舌回和扣帶回屬新發(fā)腦灰質(zhì)損傷。治療兩周后對照組較健康組在前扣帶回、后扣帶回、尾狀核、腦島、額內(nèi)側(cè)回、楔前葉、中央后回等共計23 個腦區(qū)灰質(zhì)結(jié)構(gòu)存在損傷，其中顳橫回、后扣帶回、中央后回等9 個腦區(qū)屬新發(fā)腦灰質(zhì)損傷?？梢哉J為針刺頭穴在有效抑制腦梗后腦灰質(zhì)損傷的進程中起到重要作用。許曉躍等[23]應(yīng)用同種方法評價頭針對原發(fā)性失眠患者針刺治療效果，發(fā)現(xiàn)即使在治療后顳中回、豆狀核、海馬旁回等區(qū)域功能連接度對比正常人依然存在降低。Zhao 等[24]在研究頭針聯(lián)合低頻重復經(jīng)顱磁刺激治療偏癱腦卒中臨床療效中發(fā)現(xiàn)頭針組或聯(lián)合治療組與常規(guī)康復組相比，兩組患者上肢運動功能評分和日常生活能力評分均顯著增加，患者較治療前健康狀況均獲得較大改善，兩組白質(zhì)束如皮質(zhì)脊髓束的功能評分顯著提升，在常規(guī)康復治療的基礎(chǔ)上，頭針加入可更好促進白質(zhì)束修復。通過以上對比研究發(fā)現(xiàn)，頭針可通過對楔葉、楔前葉、海馬旁回、扣帶回等腦區(qū)神經(jīng)元活動的調(diào)整，達到改善多種認知功能的目的，這可能是頭針治療認知、精神等相關(guān)腦部疾病的機理。這些研究均表明頭針治療對顱腦疾病有良好的臨床療效。

2.2 任務(wù)態(tài)fMRI方法

百會穴是頂區(qū)頭穴頂中線的起始端，是頭針任務(wù)態(tài)實驗設(shè)計中最常用的腧穴。蔣燕等[25]在針刺治療原發(fā)性失眠患者百會穴的研究發(fā)現(xiàn)扣帶回、扣帶前回、額中回、顳上回等腦區(qū)呈現(xiàn)正激活，其中扣帶回作為邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，與情感、記憶等功能密切相關(guān)，在參與睡眠功能的大腦網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中起主要作用。Deng 等[26]通過比較重度抑郁癥患者靜息態(tài)與任務(wù)態(tài)下腦區(qū)的不同表現(xiàn)得出結(jié)論，百會處頭針刺激可誘導重度抑郁癥患者基于楔前葉/后扣帶回皮質(zhì)和前扣帶回皮質(zhì)之間的功能連接值增加，楔前葉/后扣帶回皮質(zhì)與前額葉皮質(zhì)、角回和雙側(cè)海馬/海馬旁回之間的功能連接值降低，這也是重度抑郁癥患者與健康受試者之間表現(xiàn)出顯著差異的主要腦區(qū)。許多學者的研究也證實抑郁癥患者前扣帶回與抑郁癥的發(fā)病機制有重大關(guān)聯(lián)[27-29]。前扣帶回作為一個結(jié)構(gòu)和功能復雜區(qū)，其功能表現(xiàn)與認知能力聯(lián)系密切，體積萎縮越嚴重，認知損傷越明顯?？梢哉J為，頭針百會很可能是通過延緩或者修復前、后扣帶回體積萎縮，進而調(diào)整邊緣系統(tǒng)與大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)以達到治療失眠、抑郁等相關(guān)認知疾病的作用。

綜上所述，生理狀態(tài)下不同的頭針選穴所激活的特定腦區(qū)，如小腦后葉、角回、海馬旁回，其腦部功能分區(qū)與所主疾病息息相關(guān)。病理狀態(tài)下多種疾病接受頭針療法后的腦區(qū)表現(xiàn)說明，針刺可以通過協(xié)同調(diào)節(jié)扣帶回、楔葉、楔前葉等多個腦區(qū)發(fā)揮作用，達到改善運動功能與提升認知能力的目的。頭針療法可以協(xié)同調(diào)節(jié)多個不同腦區(qū)，提示或許可以從研究頭針療法的腦功能成像作用機制中揭開傳統(tǒng)針灸的神秘面紗。

3 問題與展望

頭針療法有著堅實的中西醫(yī)理論基礎(chǔ)，其作用機制是中外學者持續(xù)關(guān)注的熱點問題，其中磁共振成像技術(shù)在針刺腧穴影像研究中優(yōu)勢最顯著，該技術(shù)可以客觀地表現(xiàn)針刺后中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元活動的微觀變化，為反映腧穴針刺后不同腦區(qū)的交互作用提供可視化依據(jù)[30-32]。然而也存在幾點爭議。第一，頭針影像學研究的實驗設(shè)計多基于《方案》選取穴位，然而各派頭針在臨床實踐中各有所長，僅憑《方案》的研究結(jié)果可能無法完全闡明頭針臨床機制；第二，各項特定疾病人群受試者病理狀態(tài)下存在多種亞型，可能會影響實驗結(jié)果準確性。今后應(yīng)在認識到上述不足的基礎(chǔ)上深入探討頭針療法的內(nèi)在機制。第一，許多學者的研究表明，傳統(tǒng)針刺中捻轉(zhuǎn)、提插等手法可不同程度地影響得氣狀態(tài)，提升治療效果[33-35]。我們應(yīng)比較研究各頭針流派，吸收各家優(yōu)勢，完善頭針標準化方案，并加入頭針手法的影像學研究，使實驗數(shù)據(jù)更好地為推動頭針療法臨床應(yīng)用提供科學指導；第二，近年來人工智能飛速發(fā)展，與影像醫(yī)學的結(jié)合愈加密切，在腫瘤檢出、定性診斷、靶器官勾畫等方面表現(xiàn)出日益顯著的優(yōu)勢[36]。在以后的研究中可以利用人工智能技術(shù)嚴控制干擾因素，完善不同影響因素的參數(shù)設(shè)計，細化實驗方案，推動建立大樣本、多中心的針刺影像研究共享體系，推動影像組學、人工智能等前沿學科聯(lián)合應(yīng)用以獲得對頭針治療疾病的精準影像學研究。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。