生理及病理狀態(tài)下針刺合谷穴的BOLD-fMRI 研究進展

李曉陵，孫旭晨，張秦宏，曹丹娜，趙 佩，黃曉靚，吳 越，婁睿智，苑 媛

1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院CT 磁共振科，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，黑龍江 哈爾濱 150040；3.廣東省深圳九味中醫(yī)門診部針灸推拿科，廣東 深圳518000

針灸是中醫(yī)學(xué)特有的疾病治療手段，具有適應(yīng)性強、效果顯著、操作簡易、費用低廉、無藥物不良反應(yīng)等優(yōu)勢，應(yīng)用遍布全球多個國家和地區(qū)［1-2］。合谷穴作為臨床針刺常用穴位，分析其治療機制具有重要的研究意義。合谷穴出于《靈樞·本輸》，是手陽明大腸經(jīng)之原穴，長于清瀉陽明之郁熱，疏解面齒之風(fēng)邪，通調(diào)頭面之經(jīng)絡(luò)，臨床常用于治療阿爾茨海默 病（Alzheimer’s disease，AD）、疼痛等疾?。?-6］。BOLD-fMRI 是利用氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的變化，反映局部腦組織神經(jīng)元活動狀態(tài)的技術(shù)［7-8］，分為靜息態(tài)與任務(wù)態(tài)2 種。靜息態(tài)是指受試者閉眼、靜止不動、并避免任何思維活動的狀態(tài)［9-10］；任務(wù)態(tài)是指大腦在進行記憶、運動及識別等具體任務(wù)時的狀態(tài)［11］，而應(yīng)用BOLD-fMRI 對針刺腧穴效應(yīng)機制研究時，任務(wù)態(tài)表現(xiàn)為針刺態(tài)?，F(xiàn)將生理和病理狀態(tài)下針刺合谷穴的BOLD-fMRI 主要研究進展綜述如下。

1 生理狀態(tài)下針刺合谷單穴與組穴的BOLD-fMRI研究

1.1 針刺單穴

20 世紀(jì)90 年代末期，fMRI 開始用于針刺研究。研究發(fā)現(xiàn)針刺時大腦區(qū)域產(chǎn)生了更多積極和消極的血流動力學(xué)信號反應(yīng)，說明針刺作用是由人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)介導(dǎo)的［12-14］。趙彥萍等［15］對靜息狀態(tài)下針刺前后合谷穴的觀察發(fā)現(xiàn)，腦功能血氧水平信號與神經(jīng)遞質(zhì)之間存在關(guān)聯(lián)性，針刺合谷穴可使大腦皮質(zhì)邊緣系統(tǒng)出現(xiàn)廣泛的激活，且集中在前額葉及扣帶回，神經(jīng)遞質(zhì)的濃度變化卻不明顯，與以往研究［16］略有差異。據(jù)此推測，針刺合谷穴引起功能腦區(qū)局部的血流及含氧量增加，血氧飽和度提高；同時刺激中樞代謝增加，神經(jīng)遞質(zhì)的釋放增加耗氧量，血氧飽和度降低；當(dāng)含氧量大于耗氧量時，出現(xiàn)正激活，反之出現(xiàn)負(fù)激活。任務(wù)態(tài)研究中Si 等［17］針刺合谷穴發(fā)現(xiàn)，得氣后雙側(cè)前額葉皮質(zhì)和運動皮質(zhì)受到顯著抑制，可通過氧合血紅蛋白濃度降低證明，雙側(cè)前額葉皮質(zhì)血流動力學(xué)反應(yīng)與針刺行為表現(xiàn)呈正相關(guān)；以雙側(cè)前額葉為節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)連接在針刺時出現(xiàn)顯著增強，表明針刺合谷穴可協(xié)調(diào)前額葉運動功能網(wǎng)絡(luò)，對皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)有神經(jīng)調(diào)節(jié)作用。汪林英等［18］對80 例健康志愿者分別進行雙側(cè)合谷穴針刺激活腦效應(yīng)的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)被激活明顯的主要腦區(qū)是右島葉和扣帶回；針刺左側(cè)合谷穴結(jié)果顯示，增強的信號在右側(cè)大腦，針刺右側(cè)合谷穴出現(xiàn)雙側(cè)大腦廣泛的信號改變；可見，針刺合谷穴的中心效應(yīng)不對稱，大腦皮質(zhì)激活區(qū)存在右半球偏側(cè)性。這與徐春生［19］基于fMRI 對針刺合谷穴偏側(cè)性探討結(jié)果一致。陸欣玲等［20］研究合谷穴的特異性腦效應(yīng)發(fā)現(xiàn)，針刺雙側(cè)合谷穴均可激活額、顳葉功能區(qū)，針刺左側(cè)合谷穴時可特異激活島葉及腦深部核團，針刺右側(cè)時則出現(xiàn)運動區(qū)的廣泛激活。李落意等［21］研究針刺健康人左側(cè)合谷穴，分析發(fā)現(xiàn)右側(cè)中央前回下部，即面口部和手部運動代表區(qū)激活增強，驗證了“面口合谷收”這一經(jīng)典理論。

1.2 針刺組穴

在中醫(yī)理論中，合谷穴常與太沖穴配伍謂“四關(guān)穴”。李曉陵等［22］研究發(fā)現(xiàn)，針刺合谷穴配伍太沖穴與單獨針刺合谷穴相比，可產(chǎn)生特異的激活腦區(qū)，且這種激活效應(yīng)不是分別針刺兩穴的簡單疊加，而是腦部血流和葡萄糖代謝的再分布所致。單保慈［23］選擇右側(cè)合谷穴及太沖穴進行試驗研究，結(jié)果顯示針刺組穴與單獨針刺兩穴相比，激活區(qū)出現(xiàn)在中央旁小葉、中央后回、楔前葉、丘腦和小腦；而降低區(qū)為扣帶回前部皮質(zhì)和前額葉內(nèi)側(cè)回，但組穴的降低面積和強度在單獨針刺合谷穴或太沖穴之間。由此得出，針刺組穴時，大腦某些特異性腦區(qū)發(fā)生響應(yīng)，并與其功能密切相關(guān)，針刺組穴治療疾病考慮是通過這些腦區(qū)起效的。說明針刺組穴的腦激活區(qū)是因為組合穴交互作用形成了更強的腦響應(yīng)模式，產(chǎn)生了新的特異性腦功能區(qū)，這可能是組穴比單穴療效更佳的神經(jīng)機制。周海燕等［24］研究發(fā)現(xiàn)，針刺合谷穴時突出表現(xiàn)在視覺及聽覺語言中樞區(qū)的腦響應(yīng)，而合谷穴配太沖穴更突出表現(xiàn)在面口區(qū)、內(nèi)臟功能、運動和情感中樞的腦功能響應(yīng)；拔針后合谷穴的針刺后遺效應(yīng)響應(yīng)區(qū)主要表現(xiàn)在運動語言、內(nèi)臟、思維、情感相關(guān)中樞，合谷穴配太沖穴則表現(xiàn)為視覺腦區(qū)出現(xiàn)響應(yīng)。由此推測，如需達到對應(yīng)的臨床療效，可選擇合谷穴配太沖穴進行治療。合谷穴配太沖穴針刺的后效應(yīng)主要在于合谷穴，故治療時根據(jù)需要對合谷穴加以相應(yīng)的針刺手法，可能獲得更好的針刺療效及后效應(yīng)。張岳等［25］研究發(fā)現(xiàn)，針刺單穴僅雙側(cè)顳內(nèi)側(cè)回局部一致性（regional homogeneity，ReHo）值升高；針刺組穴引起后扣帶回與楔前葉ReHo 值降低，而左頂下小葉和海馬旁回ReHo 值升高，顳內(nèi)側(cè)回ReHo 值未改變。說明針刺組穴腦區(qū)變化不是簡單的累積效應(yīng)，其大腦調(diào)節(jié)路徑和機制與單穴完全不同。

2 病理狀態(tài)下針刺合谷穴治療AD 及疼痛的BOLDfMRI 研究

2.1 針刺合谷穴治療AD

AD 是一種神經(jīng)退行性疾病，其特征是漸進性認(rèn)知能力下降，包括記憶力和推理能力等受損。流行病學(xué)顯示，AD 的全球患病率呈指數(shù)式上升，是導(dǎo)致依賴、殘疾和死亡的主要原因之一，被WHO 確認(rèn)為是國際公共衛(wèi)生緊急事件［26-27］。

Liang 等［28］基于靜息態(tài)fMRI 對針刺合谷穴配伍太沖穴治療AD 患者進行研究，發(fā)現(xiàn)針刺后AD 患者受損的腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)（default mode network，DMN）情況明顯好轉(zhuǎn)，DMN 連通性增加，尤其是左側(cè)扣帶回和右側(cè)頂下小葉。另一項針刺合谷穴配太沖穴對AD患者靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)的研究顯示，患者右側(cè)額葉中回的連通性顯著降低，右側(cè)小腦腳、左側(cè)額下回和左側(cè)角回的功能連接性降低；左側(cè)額頂葉網(wǎng)絡(luò)的額中回和右側(cè)視覺網(wǎng)絡(luò)舌回的功能連接性增加［29］。這些發(fā)現(xiàn)有助于加深對針刺治療AD 潛在機制的理解。DMN 作為多個相互聯(lián)系子系統(tǒng)的重要組成部分，可能在靜息狀態(tài)活動下發(fā)揮不同的重要作用，如提供信息的顳中回、負(fù)責(zé)空間注意的頂下小葉、負(fù)責(zé)信息整合的左側(cè)扣帶回，均與自我意識、記憶恢復(fù)和疼痛高度相關(guān)［30］。因此，目前的研究結(jié)果表明，針刺合谷穴可能通過調(diào)節(jié)DMN 與人腦內(nèi)外部定向認(rèn)知之間的平衡，最終達到改善AD 患者認(rèn)知功能的目的。

2.2 針刺合谷穴治療疼痛

疼痛可進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)沿著傷害性傳入通路，傳遞到邊緣系統(tǒng)和大腦皮質(zhì)，通過脊髓、腦干和間腦傳遞，最終經(jīng)過中樞整合形成神經(jīng)沖動，產(chǎn)生疼痛和疼痛反應(yīng)［31-32］。

針刺合谷穴的研究表明，邊緣系統(tǒng)可能在針刺效應(yīng)中發(fā)揮重要作用。針刺合谷穴通過邊緣葉-旁邊緣葉-新皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)回路介導(dǎo)鎮(zhèn)痛和其他治療效果，該神經(jīng)回路在疼痛的情感和認(rèn)知維度，以及情緒、自主神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌、記憶處理和感覺運動的調(diào)節(jié)整合中起著重要作用［33］。Wang 等［34］基 于BOLD-fMRI針刺右側(cè)合谷穴研究發(fā)現(xiàn)，負(fù)激活腦區(qū)為杏仁核體部、扣帶回、前額葉、枕葉、雙側(cè)海馬、海馬旁回及左側(cè)顳下回，和邊緣系統(tǒng)解剖相關(guān)，與已知疼痛的腦內(nèi)定位相似，可能是針刺鎮(zhèn)痛的調(diào)控區(qū)域。侯金文等［35］通過針刺右側(cè)合谷穴發(fā)現(xiàn)，前扣帶回和枕葉信號降低，豆?fàn)詈思爸心X導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)信號增高，且視覺網(wǎng)絡(luò)被激活，得出針刺合谷穴產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效應(yīng)是多個腦區(qū)相互聯(lián)系共同調(diào)節(jié)的結(jié)論。陳俊［36］的試驗結(jié)果顯示，頸痛患者針刺合谷穴腦局部活動未產(chǎn)生明顯變化，但降低了多個高級認(rèn)知和痛覺信息傳導(dǎo)相關(guān)腦區(qū)與前扣帶回的腦功能連接強度。大腦下行疼痛調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括前扣帶回皮質(zhì)、中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)和延髓前端腹內(nèi)側(cè)區(qū)。Chen 等［37］認(rèn)為，此調(diào)節(jié)系統(tǒng)在電針鎮(zhèn)痛中起到重要作用。針刺合谷穴能夠調(diào)節(jié)皮質(zhì)下神經(jīng)，誘導(dǎo)大腦血液流動和增加血液供應(yīng)，調(diào)節(jié)大腦結(jié)構(gòu)和邊緣系統(tǒng)氧合水平，減少疼痛相關(guān)區(qū)域內(nèi)的功能連通性，達到治療目的。

3 結(jié)論與展望

中醫(yī)認(rèn)為，針刺合谷穴可促進血液循環(huán)，提高大腦的營養(yǎng)和血液供應(yīng)。DMN 是大腦神經(jīng)系統(tǒng)的中樞，其效應(yīng)機制可在DMN 區(qū)域檢測到。生理狀態(tài)下，針刺合谷穴可特異性激活相應(yīng)腦區(qū)，與合谷穴主治疾病的腦功能區(qū)基本一致，可能是臨床治療的神經(jīng)機制之一；針刺合谷穴時出現(xiàn)偏側(cè)效應(yīng)，對于臨床針刺穴位側(cè)別的選擇具有重要指導(dǎo)意義；針刺合谷組穴研究發(fā)現(xiàn)，激活效應(yīng)并不是針刺單穴的簡單疊加，而是組合穴交互作用，形成更強的響應(yīng)模式及新的特異腦區(qū)，應(yīng)是組穴治療疾病的機制所在。病理狀態(tài)下，針刺合谷穴治療AD 是通過調(diào)節(jié)DMN 與人腦內(nèi)外部定向認(rèn)知之間的平衡，起到治療作用；針刺合谷穴產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效應(yīng)是通過調(diào)控邊緣葉-旁邊緣葉-新皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)回路，減少疼痛相關(guān)腦區(qū)的功能連通性，達到止痛效果。

近幾年，針刺合谷穴的機制研究取得較大進展，但其療效的復(fù)雜性遠未被詮釋。目前，針刺合谷穴研究的不足：①現(xiàn)階段的研究多集中在單、雙穴，但多穴聯(lián)合應(yīng)用在臨床治療更具優(yōu)勢，今后可著重從多穴配伍針刺方面開展研究；②試驗過程中噪聲、受試者不自主活動、磁場不均等因素在一定程度上影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)試驗程序非常重要；③任務(wù)態(tài)研究多局限于針刺即刻效應(yīng)，對針刺后效應(yīng)研究多數(shù)僅驗證其存在，未來可深入研究針刺后效應(yīng)的作用和規(guī)律［38-39］；④運 用BOLD-fMRI 技 術(shù)的研究仍局限于顯示神經(jīng)元活動，應(yīng)用該技術(shù)判斷人腦高級功能還需大量試驗和理論的支持；⑤現(xiàn)有研究的樣本量均較小，未來應(yīng)擴大樣本量，提高研究的可靠性，減少誤差。