傅海揚 殷長俊 張志強(qiáng) 孫建華 王玲玲

（1.江蘇省中醫(yī)院，江蘇南京 210029；2.南京軍區(qū)南京總醫(yī)院，江蘇南京 210002；3.南京中醫(yī)藥大學(xué)，江蘇南京 210046）

針刺法和灸法是針灸的兩個組成部分，本實驗通過功能磁共振成像技術(shù)（fMRI）分別觀察針刺、麥粒灸激活的大腦區(qū)域，探討兩者作用于腦的機(jī)制及差異。

1 材料與方法

1.1 實驗對象 10例健康志愿者，男 5例，女5例，均為右利手，年齡23～25歲，受試者無神經(jīng)系統(tǒng)疾病史，檢查當(dāng)日未服用任何影響神經(jīng)系統(tǒng)功能的藥物或飲料。10名健康志愿者分別行針刺、麥粒灸2次實驗，實驗順序采用隨機(jī)抽簽的方式?jīng)Q定，2次的順序保持一致。

1.2 實驗設(shè)備及參數(shù) 所有fMRI掃描均在江蘇省中醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科磁共振室完成，掃描設(shè)備為德國西門子公司生產(chǎn)的Eclipse 1.5T磁共振成像系統(tǒng)，取自旋回波 （spin echo，SE）脈沖序列，獲取共24層橫軸位T1加權(quán)像，解剖像行3D-MPR矢狀位連續(xù)96層全腦掃描，功能像采用EPI-BOLD序列，與SE相同位置獲取腦內(nèi)功能圖像，層厚/間距：4.0/1.0mm， 脈沖重復(fù)時間/回波時間（TR/TE）：2000/40ms，反轉(zhuǎn)角（FA）：80°，視野 （FOV）240mm×240mm，矩陣（Matrix）：64×64，連續(xù)掃描 15min，每層可獲得 450幀不同時間點的各層功能掃描圖像。

1.3 方法 預(yù)先告知受試者試驗過程及注意事項，保證每一受試者得到相同的指令和信息。在恒溫（24℃）中完全休息0.5h后，受試者平臥在MRI掃描床上，先采集5min腦靜息狀態(tài)下腦功能數(shù)據(jù)，在第2段5min開始時將1.5寸毫針刺入受試者右側(cè)足三里穴，手捻行針，得氣后留針，掃描5min，在第3段5min開始時拔出毫針，于靜息狀態(tài)再掃描5min。2周后行麥粒灸，取10mg精制艾絨，搓捻成麥粒形。灸時用黃芩油膏涂在足三里穴的皮膚表面，每名受試者在5min內(nèi)灸完10壯。實驗結(jié)束后用少量燙傷藥水涂于灸處。施灸時掃描過程與針刺時相同。

1.4 圖像處理與數(shù)據(jù)分析 首先采用運行于Matlab7.0平臺的SPM8分析軟件將實驗所得數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理， 包括 Slieetiming、Realign、coregister、Normalize、smooth，然后行個體及組分析比較，為減少實驗開始時掃描序列轉(zhuǎn)換、噪音變頻及受試者心理因素對實驗結(jié)果的影響，去除每組數(shù)據(jù)的前10個掃描數(shù)據(jù)，以保證后續(xù)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。圖像經(jīng)過對齊后，標(biāo)準(zhǔn)化到MNI（montreal neurologic institute，加拿大蒙特利爾神經(jīng)研究所）空間，采用6mm×6mm×6mm半高寬高斯核平滑。平滑后的數(shù)據(jù)按照廣義線性模型進(jìn)行估計。數(shù)據(jù)預(yù)處理完后將所有針刺和麥粒灸的數(shù)據(jù)分別作單樣本t檢驗，隨后將針刺和麥粒灸的fMRI數(shù)據(jù)作雙樣本t檢驗，并采用FDR校驗（P<0.05，體素數(shù)>10），最后將檢驗結(jié)果疊加在標(biāo)準(zhǔn)MNI152T1平均像上進(jìn)行顯示。

2 結(jié)果

2.1 針刺、麥粒灸的單樣本t檢驗和兩者的雙樣本t檢驗分析 見圖1。圖中第1行為單樣本t檢驗（麥粒灸組激活大腦區(qū)域）；第2行為單樣本t檢驗（針刺組激活大腦區(qū)域）；第3行為雙樣本t檢驗（麥粒灸組、針刺組在大腦激活區(qū)域的差異）。

2.2 針刺足三里后相關(guān)腦區(qū)的激活表現(xiàn) 可見雙側(cè)運動皮層的激活，而同時出現(xiàn)丘腦邊緣系統(tǒng)廣泛的負(fù)激活，及雙側(cè)額葉、顳葉的負(fù)激活。腦的平均信號減低的腦功能區(qū)具體解剖部位、MNI空間坐標(biāo)及相關(guān)系數(shù)。見表1。

2.3 麥粒灸足三里后相關(guān)腦區(qū)的激活表現(xiàn) 可見雙側(cè)額葉的明顯激活和部分小腦區(qū)的激活。功能磁共振顯示大腦的平均信號升高的腦功能區(qū)具體解剖部位、MNI空間坐標(biāo)及相關(guān)系數(shù)見表2。

圖1 針刺、麥粒灸的單樣本t檢驗和兩者的雙樣本t檢驗分析

表1 針刺足三里后相關(guān)腦區(qū)的激活表現(xiàn)

表2 麥粒灸足三里后相關(guān)腦區(qū)的激活表現(xiàn)

3 討論

本實驗根據(jù)血氧水平依賴 （blood oxygenation level dependent BOLD）原理，將刺激狀態(tài)下的fMRI數(shù)據(jù)與靜息狀態(tài)下的fMRI數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到代表腦興奮狀態(tài)的信號升高區(qū)及代表腦抑制狀態(tài)的信號降低區(qū)。信號升高的發(fā)生機(jī)制一般認(rèn)為是刺激狀態(tài)下神經(jīng)代謝活動增強(qiáng)，局部腦血流增多的反映。信號降低的發(fā)生機(jī)制，一般認(rèn)為是刺激狀態(tài)下神經(jīng)代謝活動降低，局部腦血流減少的反映。

本實驗結(jié)果顯示麥粒灸足三里可引起雙側(cè)額葉顯著激活，前額葉在人類尤其發(fā)達(dá)，額葉目前認(rèn)為主要有3方面功能：一是與集中和保持高級注意力相關(guān)，二是負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)監(jiān)督全腦，三是控制情緒。前額葉與丘腦背內(nèi)側(cè)核共同構(gòu)成覺察系統(tǒng)，是精神活動的最主要場所。抑郁癥和額葉有一定的聯(lián)系，可以觀察到腦血管病患者左側(cè)額葉損傷者，更易出現(xiàn)情緒的低落，進(jìn)而發(fā)展為中風(fēng)后抑郁。近年來運用功能磁共振研究，發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者存在腦結(jié)構(gòu)的異常，主要表現(xiàn)在廣泛的額葉微結(jié)構(gòu)異常[1]，Paul B等研究了一系列經(jīng)顱電刺激的文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，抑郁癥經(jīng)顱電刺激的靶點部位為額葉背外側(cè)，間接證明額葉背外側(cè)腦組織的完整性和抑郁癥療效有關(guān)[2]。Grimm S等認(rèn)為左側(cè)前額葉背外側(cè)的低活動與負(fù)性情緒的判斷有關(guān)，右側(cè)前額葉背外側(cè)的高活動與注意力調(diào)節(jié)有關(guān)[3]。麥粒灸健康志愿者足三里后可見雙側(cè)額葉的正激活，提示一定程度上灸可以興奮額葉，如《內(nèi)經(jīng)》所云“多陽者多喜，多陰者多怒”，說明陽氣盛則興奮而多喜，陰氣盛則抑郁而惱怒，體現(xiàn)了《內(nèi)經(jīng)》陽郁不達(dá)而致抑郁的病機(jī)特點[4]，治療抑郁癥以疏達(dá)陽氣為主，而灸法能夠升提陽氣。

本實驗結(jié)果中，針刺右側(cè)足三里可使雙側(cè)邊緣系統(tǒng)（其中包括海馬、杏仁體、視丘下部、室旁核等）出現(xiàn)較廣泛的負(fù)激活，除此之外，雙側(cè)額葉及顳葉也出現(xiàn)負(fù)激活。這一結(jié)果與部分既往實驗結(jié)果相吻合。孫錦平等進(jìn)行的磁共振腦功能成像研究顯示針刺足三里穴可抑制邊緣系統(tǒng)[5]。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Dr Hui等[6]根據(jù)研究合谷穴及足三里穴的實驗數(shù)據(jù)，顯示針刺導(dǎo)致腦邊緣葉及深部灰質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的抑制現(xiàn)象，提出了 “針刺調(diào)制腦邊緣葉系統(tǒng)假說”，認(rèn)為針刺可誘導(dǎo)大腦內(nèi)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，產(chǎn)生對腦邊緣葉系統(tǒng)的廣泛抑制，進(jìn)而達(dá)到全身多系統(tǒng)多器官的調(diào)制作用。有關(guān)腦功能成像機(jī)制的研究表明，腦功能區(qū)信號降低主要是腦功能核團(tuán)活動受到抑制所致[7]。目前發(fā)現(xiàn)的大部分穴位的腦功能活動抑制區(qū)與腦內(nèi)源性疼痛調(diào)控系統(tǒng)密切相關(guān)，例如扣帶回皮層、杏仁核、海馬、中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)、小腦蚓部、腦島葉和額葉內(nèi)側(cè)皮層等。這些結(jié)果提示，fMRI研究可能直觀顯示針刺調(diào)制腦內(nèi)鎮(zhèn)痛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。邊緣葉-旁邊緣葉-新皮層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在痛覺的情感及認(rèn)知方面，在調(diào)節(jié)和整合情緒、記憶、自主神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌及免疫功能方面起中心作用，因此推測針灸止痛、抗抑郁焦慮和很多其他治療作用需要通過這一重要的腦內(nèi)環(huán)路介導(dǎo)。付平等[8]電針刺激足三里穴主要引起兩側(cè)前額葉和顳葉的神經(jīng)功能變化，具體為顳上回、顳中回、顳下回激活。表明針刺足三里穴能激活前額葉和顳葉等與認(rèn)知功能有關(guān)的腦區(qū)。前額葉在語義記憶、工作記憶、情節(jié)記憶方面起著非常重要的作用，顳葉的功能也主要與記憶障礙有關(guān)。針刺足三里穴引起的前額葉和顳葉的功能變化，奠定了針刺足三里穴治療腦認(rèn)知功能疾病的客觀基礎(chǔ)。尹嶺[9]針刺右側(cè)足三里穴時，fMRI示同側(cè)視丘下部、室旁核及雙側(cè)顳葉腦區(qū)腦血流增加。視丘下部和室旁核是植物神經(jīng)中樞，病理情況下，這兩個部位受損可以出現(xiàn)胃腸潰瘍和出血。針刺足三里穴可以引起視丘下部和室旁核功能變化，為針刺足三里穴治療胃腸疾患中樞調(diào)節(jié)機(jī)制提供了可視性實驗依據(jù)。顳葉是精神智能相關(guān)腦區(qū)，與睡眠密切相關(guān)。這可以用來解釋針刺足三里穴具有改善精神狀態(tài)和睡眠的臨床治療作用。

本次實驗中針刺足三里穴引起的大腦激活區(qū)與以往實驗結(jié)果相符，針刺足三里激活額葉，顳葉及邊緣系統(tǒng)為其運用于鎮(zhèn)痛、神經(jīng)免疫、失眠等相關(guān)疾病的治療提供一定的理論支持。麥粒灸、針刺相同穴位對比顯示：激活區(qū)域有較大的差異，灸以興奮額葉為主，而針刺激活區(qū)域較灸顯得廣泛，但以負(fù)激活為主，特別是在丘腦邊緣系統(tǒng)及顳額葉，激活區(qū)域的差異一定程度上提示針與灸在治療上既密不可分，又各有側(cè)重。

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