李新宇

鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)(mirror neuron system, MNS)的發(fā)現(xiàn)改變了我們對(duì)人類理解方式的認(rèn)知，被稱為心理學(xué)的“DNA”[1]，其儲(chǔ)存了特定行為模式的編碼，是觀察者理解其他個(gè)體動(dòng)作的神經(jīng)生理學(xué)基礎(chǔ)[2]。鏡像神經(jīng)元分布在不同的腦區(qū)，構(gòu)成了MNS。MNS提供“觀察-執(zhí)行匹配機(jī)制”，對(duì)理解人類思維能力的起源及人類文化的進(jìn)化具有重要意義，同時(shí)也為運(yùn)動(dòng)想象、鏡像療法、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、腦機(jī)接口技術(shù)等康復(fù)療法和康復(fù)技術(shù)提供了重要的神經(jīng)機(jī)制[3]。動(dòng)作觀察療法(action observation therapy, AOT)是近年來康復(fù)學(xué)家根據(jù)鏡像神經(jīng)元的理論而提出的新的康復(fù)療法，經(jīng)國外臨床研究報(bào)道證實(shí)該療法具有經(jīng)濟(jì)、操作簡便、患者依從性高、康復(fù)效果較好等諸多優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)也有數(shù)篇相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[4-7]。但目前該技術(shù)在國內(nèi)外僅限于小樣本量研究，尚無大范圍推廣，本文就相關(guān)研究進(jìn)展加以綜述。

1 運(yùn)動(dòng)觀察療法及康復(fù)機(jī)制研究進(jìn)展

1.1 AOT及治療方案 鏡像療法、運(yùn)動(dòng)想象療法、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等康復(fù)療法在鏡像神經(jīng)元發(fā)現(xiàn)以前就已應(yīng)用于臨床，并被臨床觀察證實(shí)具有較好的療效，但具體的作用機(jī)制并不明確，鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是這些康復(fù)療法的共同的神經(jīng)生理基礎(chǔ)。不同于上述康復(fù)療法，AOT是直接由鏡像神經(jīng)元理論所衍生出來的新的康復(fù)療法，它的核心是要求患者仔細(xì)觀察視頻中的動(dòng)作，隨后盡力去模仿所觀察到的動(dòng)作。根據(jù)目前的研究報(bào)道，經(jīng)典的AOT方案要求患者放松的坐于電腦屏幕前，觀察常見的日常生活動(dòng)作視頻或者根據(jù)患者的康復(fù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)的動(dòng)作視頻，例如伸肘取物、用杯子喝咖啡(水)、讀報(bào)紙、清理桌面、開關(guān)瓶蓋、用鑰匙開門、用筆寫字、雙手彈琴等[4,8-9]。當(dāng)然，在不同的康復(fù)階段，將根據(jù)患者的運(yùn)動(dòng)功能給予不同難易程度的動(dòng)作視頻。通常情況下，每次治療過程患者觀察一個(gè)或一組難易程度類似的目的明確的動(dòng)作，在視頻中每一個(gè)動(dòng)作應(yīng)盡可能詳盡地展示出來，比如：從前方或側(cè)方等不同的角度進(jìn)行呈現(xiàn)，并將其分解為數(shù)個(gè)基本動(dòng)作以便于患者進(jìn)行模仿。通常情況下，每次治療過程給予患者觀察一個(gè)或一組難易程度類似的目的明確的動(dòng)作，目前尚無研究證明AOT治療時(shí)間的長短與療效之間的關(guān)系，一般來說每次治療時(shí)間通常在30min左右，每一次的治療過程包括任務(wù)說明、動(dòng)作觀察、動(dòng)作執(zhí)行。一般的治療周期為4周、每周3～5d[4，10]。Ertelt等[4]研究顯示4周的治療效果可延長至治療結(jié)束后8周。從理論上來講，AOT可用于人體任何可以產(chǎn)生動(dòng)作的部位的康復(fù)訓(xùn)練，但目前的國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道多見于上肢運(yùn)動(dòng)功能的訓(xùn)練，也許未來的研究方向可以延伸到口面部、下肢、軀干等部位的康復(fù)訓(xùn)練。

1.2 AOT康復(fù)機(jī)制研究 大量的研究已證明，在觀察他人完成某一動(dòng)作的過程中，觀察者腦內(nèi)被激活的區(qū)域與個(gè)體執(zhí)行該動(dòng)作的皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)有大量重疊，被激活的神經(jīng)元即稱為鏡像神經(jīng)元[11]。人類的鏡像神經(jīng)元分為頂額鏡像系統(tǒng)和邊緣鏡像系統(tǒng)，前者由Broca區(qū)、運(yùn)動(dòng)前皮層腹側(cè)、中央前回下部、額下回后部及頂下小葉嘴側(cè)等構(gòu)成，后者由腦島、杏仁核、前額葉皮層等構(gòu)成[12]。TMS、fMRI、PET等研究證明，鏡像神經(jīng)元的激活需要觀察者對(duì)動(dòng)作或行為的意圖進(jìn)行理解，不管是在全視狀態(tài)下或部分遮蔽狀態(tài)下觀察動(dòng)作，哪怕是聽到動(dòng)作相關(guān)的聲音，只要有足夠的信息能使觀察者理解動(dòng)作的意義，相關(guān)的鏡像神經(jīng)元就會(huì)出現(xiàn)一致性地激活，相反無意義的動(dòng)作不論有無遮蔽均不能引起MNS的激活[13-15]。換句話說，只有觀察到或聽到有目的性的動(dòng)作或其聲音并理解才能有效的激活MNS，因此，AOT必須呈現(xiàn)給患者有意義的動(dòng)作，并要求患者具有一定的理解能力，嚴(yán)重的認(rèn)知功能障礙患者將不能作為治療對(duì)象。fMRI、rTMS相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)被試者在進(jìn)行動(dòng)作模仿時(shí)Broca區(qū)、右顳上溝、右頂前區(qū)等部位部位出現(xiàn)激活，與MNS區(qū)域有大量重疊，提示MNS是參與模仿機(jī)制的重要神經(jīng)環(huán)路，而模仿在學(xué)習(xí)過程中起著至關(guān)重要的作用[16-18]。一系列在運(yùn)動(dòng)員、音樂家、舞蹈家等人身上的研究證明，運(yùn)動(dòng)想象可促進(jìn)學(xué)習(xí)并興奮相關(guān)腦區(qū)，腦成像研究提示：想象一個(gè)動(dòng)作時(shí)激活的腦區(qū)域與執(zhí)行該動(dòng)作時(shí)興奮的腦區(qū)有大量重疊，并包含MNS環(huán)路[19]。綜上，MNS參與動(dòng)作理解、運(yùn)動(dòng)想象、模仿與學(xué)習(xí)、動(dòng)作執(zhí)行等過程，AOT通過觀察日常生活動(dòng)作視頻并理解動(dòng)作意圖，刺激相關(guān)的鏡像神經(jīng)元興奮，同時(shí)增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)記憶，并通過模仿相同的動(dòng)作進(jìn)行動(dòng)作學(xué)習(xí)，反復(fù)觀察則促進(jìn)神經(jīng)皮質(zhì)的重塑，從而達(dá)到康復(fù)的目的。

2 AOT在神經(jīng)康復(fù)中的應(yīng)用研究

有文獻(xiàn)報(bào)道，在正常人群中通過動(dòng)作觀察可學(xué)習(xí)新的運(yùn)動(dòng)技巧或增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)記憶、易化動(dòng)作學(xué)習(xí)的過程,如運(yùn)動(dòng)員、舞蹈演員等[20]。一個(gè)在健康人群中的fMRI研究證明觀察手指運(yùn)動(dòng)可增強(qiáng)前頂內(nèi)溝的激活強(qiáng)度[18]。這些研究提示正常人可通過動(dòng)作觀察激活相應(yīng)的鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)，強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)記憶、易化學(xué)習(xí)過程，從而達(dá)到提高或改善某些動(dòng)作技能的目的。

研究發(fā)現(xiàn)，在人類的大腦中手、口和足的運(yùn)動(dòng)均有對(duì)應(yīng)的MNS支配，研究者通過對(duì)人類MNS功能的綜述提出動(dòng)作觀察療法可改善人類手、下肢的運(yùn)動(dòng)功能和語言能力[21-23]。2007年Ertelt等[4]首次將AOT應(yīng)用于大腦中動(dòng)脈供血區(qū)梗死的慢性卒中患者(發(fā)病>6月)，研究組患者通過面前2米處的屏幕觀察手和上肢進(jìn)行的日常生活動(dòng)作視頻，并要求隨后模仿執(zhí)行這些動(dòng)作，對(duì)照組患者則同時(shí)觀察一些無意義的幾何圖形和字母，4周后進(jìn)行量表上肢功能量表評(píng)測(cè)，結(jié)果提示研究組評(píng)分明顯高于對(duì)照組且這種改善一直持續(xù)到治療結(jié)束后8周，同時(shí)研究者對(duì)兩組患者均進(jìn)行了動(dòng)作任務(wù)相關(guān)的fMRI研究，影像學(xué)結(jié)果發(fā)現(xiàn)研究組患者病側(cè)運(yùn)動(dòng)皮層的激活和對(duì)側(cè)皮層重組明顯高于對(duì)照組，為AOT的康復(fù)效果提供了客觀證據(jù)。3年后，一個(gè)多中心的單盲隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)共招募了103名發(fā)病30d左右的初發(fā)腦卒中患者，研究結(jié)果證明AOT對(duì)亞急性期的腦卒中患者的上肢遠(yuǎn)端功能的恢復(fù)同樣有效，研究組與對(duì)照組的量表評(píng)分差異持續(xù)至治療結(jié)束后的3～4個(gè)月[24]。Kim和他的同事則通過一組前瞻性隨機(jī)對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)AOT和運(yùn)動(dòng)想象療法均可改善腦卒中患者的動(dòng)作平衡及步行能力，但前者更適合于慢性腦卒中患者[25]。Park 等[26]讓研究組的腦卒中患者觀察不同條件下的步行視頻(包括平地、斜坡、上下樓梯等)后再進(jìn)行步行訓(xùn)練，結(jié)果證實(shí)比對(duì)照組取得更好的治療效果。Arya 等[27]則報(bào)道了一個(gè)很有意思的個(gè)案，他的研究團(tuán)隊(duì)在給一位發(fā)病20個(gè)月的伴有明顯Broca失語的卒中患者進(jìn)行上肢運(yùn)動(dòng)功能的AOT治療45次后，意外發(fā)現(xiàn)該患者的失語癥得到了明顯的改善，在包括情感表達(dá)、一對(duì)一對(duì)話、命名及自發(fā)談話等方面均有了實(shí)質(zhì)性的突破。Ertelt[28]就AOT對(duì)失語的可能治療作用加以闡述和說明，并指出AOT很有可能將成為一項(xiàng)全新的現(xiàn)代神經(jīng)康復(fù)治療技術(shù)。AOT對(duì)于改善上肢功能障礙及失語的治療效果，已有fMRI等影像學(xué)研究結(jié)果支持，對(duì)于步態(tài)和平衡的改善目前尚無影像學(xué)證據(jù)的報(bào)道。

動(dòng)作觀察不僅興奮成年人的鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)，在兒童中存在同樣的激活fMRI研究證實(shí)單側(cè)腦癱患者進(jìn)行動(dòng)作觀察時(shí)引起動(dòng)作執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)的激活，這種激活與癱瘓的程度無關(guān)[29]。Buccino 等[30]通過隨機(jī)對(duì)照研究給予腦癱患兒觀察與年齡相稱的日常生活動(dòng)作視頻，并隨后模仿，發(fā)現(xiàn)研究組患者的上肢運(yùn)動(dòng)功能較對(duì)照組明顯改善[30]。Kim等[10]將腦癱患兒分為兩組，一組患兒觀察動(dòng)作視頻并隨后進(jìn)行觀察過的視頻動(dòng)作的PT訓(xùn)練，對(duì)照組患兒則在看完風(fēng)景照片視頻后亦進(jìn)行與研究組患兒相同的PT訓(xùn)練，每次治療共30min，4周12次治療后AOT組患兒的上肢遠(yuǎn)端功能評(píng)測(cè)結(jié)果明顯好于常規(guī)PT訓(xùn)練組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

除了在腦卒中及腦癱康復(fù)中的應(yīng)用，還有研究者將AOT應(yīng)用于帕金森氏病(Pakinson Disease, PD)等其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病并取得了良性的結(jié)果[31]。Pelosin E等[32]發(fā)現(xiàn)AOT可以改善PD患者的運(yùn)動(dòng)遲緩，并提出AOT可能將成為一項(xiàng)非常有前景的治療技術(shù)。盡管這兩篇報(bào)告均證實(shí)AOT對(duì)PD患者的臨床癥狀具有正向改善作用，但其結(jié)果均以量表或臨床檢查作為依據(jù)，尚無影像學(xué)的客觀證據(jù)。Tremblay 等[33]通過TMS研究發(fā)現(xiàn)PD患者在進(jìn)行動(dòng)作觀察和想象時(shí)運(yùn)動(dòng)皮層易化能力減弱，從側(cè)面提示AOT治療PD患者的可能機(jī)制[35]。值得一提的是，在非神經(jīng)系統(tǒng)疾病中AOT也出現(xiàn)了戲劇性的療效。Bellelli 等[34]在外科術(shù)后的患者中應(yīng)用AOT改善下肢運(yùn)動(dòng)功能，結(jié)果顯示研究組患者各項(xiàng)量表評(píng)分均好于對(duì)照組，作者用自下而上的效應(yīng)來解釋中樞水平的運(yùn)動(dòng)功能修復(fù)。

總之，鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)給現(xiàn)有的神經(jīng)科學(xué)帶來了很大的補(bǔ)充和挑戰(zhàn)，也為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療和康復(fù)帶來新的理論和方法?；阽R像神經(jīng)元理論的動(dòng)作觀察療法則給神經(jīng)康復(fù)提供了新的思路和方法。鑒于AOT的有效性和操作的便捷性，有研究已提出可將其作為臨床常規(guī)康復(fù)療法[10]。當(dāng)然，目前仍需進(jìn)一步大樣本量的研究來細(xì)化、規(guī)范AOT技術(shù)，使之更加成熟、更具可操作性。

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