孫倩倩,余 果,張惠田,何曉闊,2*
1 福建中醫(yī)藥大學康復醫(yī)學院,福建 福州350122;
2 廈門市第五醫(yī)院,福建 廈門361101
針刺療法是中國傳統(tǒng)醫(yī)學的重要內(nèi)容之一,有臨床研究證實針刺對神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療有積極作用[1]。針刺曲池穴、外關穴可改善腦卒中患者肢體運動功能障礙情況[2],但其具體機制尚不明確。有研究表明,針刺可以通過調(diào)節(jié)運動皮層的興奮性,激活或抑制神經(jīng)系統(tǒng)化學物質(zhì)、重組神經(jīng)環(huán)路,進一步影響腦可塑性,或改善某些特殊腦區(qū)功能而起作用[3]。 肌電圖儀、經(jīng)顱磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)儀等電生理技術的產(chǎn)生和發(fā)展為我們提供了一種無創(chuàng)的、測試者清醒狀態(tài)下的檢測中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能狀態(tài)的方法,讓我們可以了解針刺對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用。通過TMS 技術可以檢測初級運動皮層(primary motor cortex,M1)興奮性及腦可塑性[4]。 TMS 運動誘發(fā)電位波幅(motor evoked potential,MEP)可以反映皮層興奮性及腦可塑性的改 變[5]。 成 對 關 聯(lián) 刺 激(paired association stimulation,PAS)技術可檢測M1 區(qū)長時程增強(long-term potentiation,LTP)樣腦可塑性的改變[6]。 基于此,本研究納入健康成年人,使用TMS 檢測單側針刺曲池、外關穴在不同針刺狀態(tài)下(針刺前、留針時及起針后)雙側M1 區(qū)MEP 波幅變化情況,觀察針刺對雙側LTP 樣腦可塑性的影響,從而為探究神經(jīng)系統(tǒng)等疾病針刺治療的作用機制提供進一步研究基礎和方向。
1.1.1 納入標準 ①健康狀況良好,無明顯身體異常;②年齡18~40 歲;③右利手;④未進行過針刺;⑤未進行過TMS 治療;⑥受試者自愿簽署知情同意書。
1.1.2 排除標準 ①害怕針刺或TMS 者;②體內(nèi)有金屬殘留物(包括義齒、起搏器等);③女性月經(jīng)期、懷孕或哺乳期;④近2 周發(fā)熱、熬夜、疲勞、醉酒等;⑤不能堅持完成整個試驗者;⑥其他原因不能配合者。
選取2017 年1 月—2018 年2 月公開招募的湖北醫(yī)藥學院在校學生18 名。 本研究已通過倫理審批并進行臨床注冊(倫理批號:2014001-2,中國臨床試驗注冊中心注冊號:ChiCTR-IPR-17010490)。
2.1.1 TMS-MEP 檢測 ①準備工作:讓受試者處于一個安靜房間,仰臥位躺在有靠背的椅子上,雙手放松,使用低溫熱塑板將腕關節(jié)維持功能位,并使用魔術貼將其固定在靠椅扶手,避免前臂移動;連接肌電圖(上海涵飛醫(yī)療器械有限公司,丹麥KEYPOINT V5.05)與磁場刺激儀(武漢依瑞德醫(yī)療設備新技術有限公司,CCY-II 型)(濾波20 Hz~10 kHz,增益10 K);使用Ag/AgCl 表面粘連電極將記錄電極放置在第1 骨間背側?。╢irst dorsal interosseous muscle,F(xiàn)DI)肌腹,參考電極置于與記錄電極距離2 cm的遠心端肌腱上,電極接好后保證記錄儀顯示波形平穩(wěn);②確定FDI 皮層運動點:使用EEG 10-20 系統(tǒng)定位,首先找到中央溝的位置,保持TMS 刺激器手柄方向與中央溝垂直(約與中線呈45°角);然后調(diào)整線圈位置,以0.1 Hz 的刺激頻率,移動TMS 刺激器, 找到以最小的刺激強度產(chǎn)生最大MEP 波幅的位置,此即定為FDI 皮層運動點;③TMS 刺激器固定:使用TMS 外固定架進行線圈的固定,避免TMS 刺激線圈晃動;并使用激光定位儀監(jiān)測,避免在刺激過程中因為線圈位置移動刺激皮層位置改變,而造成的試驗結果不準;④靜息運動誘發(fā)電位閾值(rest motor evoked threshold,rMT)的確定:在FDI 運動點,尋找到10 次刺激能夠至少產(chǎn)生5 個MEP 波幅≥50 μV 的刺激強度,記錄為rMT。
2.1.2 短潛伏期尺神經(jīng)體感誘發(fā)電位測定 使用便攜式誘發(fā)電位儀進行短潛伏期尺神經(jīng)體感誘發(fā)電位(short-latency somatosensory evoked potentials,SLSEP)檢測。 記錄電極置于頭部TMS 刺激點處,參考電極置于鎖骨上窩處鎖骨中點(Erb 點)處,使用盤狀電極,磨砂膏脫脂,涂抹少量導電膏,使電阻<50 Ω;刺激電極置于FDI 肌腹。刺激電流5~10 mA,刺激強度以食指輕微抽動為宜,記錄腦皮質(zhì)電位N20 潛伏期[7]。
2.1.3 PAS-LTP 檢測 每次刺激包括1 次電刺激(左側FDI,刺激強度為3 倍的感覺閾值,頻率為0.1 Hz)和1 次磁刺激(右側FDI 皮層運動點,刺激強度為80% rMT,頻率為N20 潛伏期+5 ms),共200 對刺激[4]。 整個過程中保持FDI 完全放松。
分別于針刺前15 min、進針后30 min 及拔針后20 min 進行檢測。
于針刺前、留針時及拔針后分別給予18 名健康受試者PAS,觀察單側針刺時不同狀態(tài)下對雙側M1區(qū)LTP 腦可塑性誘導能力的影響。穴位選擇右側曲池穴(LI 11)、外關穴(SJ 5)[8]。 針刺前,穴位周圍皮膚常規(guī)消毒,進針0.5~1 寸。 進針后行提插(120次/min)、捻轉(zhuǎn)(180°,120 刺/min)手法保證得氣(受試者訴有酸麻脹痛感)。
2.3.1 MEP 波幅 MEP 波幅代表皮層興奮性,波幅增高代表興奮性增加,反則興奮性降低;主要是由于皮質(zhì)脊髓束谷氨酸突觸傳遞增強或減弱的結果[3]。
2.3.2 PAS-LTP 幅值 PAS-LTP 幅值是指PAS 誘導的LTP 樣腦可塑性的改變,通過MEP 波幅比進行觀察[9]。
2.4.1 數(shù)據(jù)處理 ①求得針刺前15 min,即連續(xù)30個MEP 波幅平均值;②針刺前、留針時、拔針后記錄的所有MEP 波幅均除以針刺前MEP 波幅平均值,得MEP 波幅比,進行統(tǒng)計學處理及作圖。
2.4.2 統(tǒng)計學方法 使用STATA 16.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。 計量資料符合正態(tài)分布采用(±s)表示,不同針刺時間比較采用單因素方差分析。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
見表1、圖1。
表1 不同針刺時間雙側MEP 波幅比較(±s)Table 1 Comparison of MEP amplitude on bilateral sides at different acupuncture time (±s)
表1 不同針刺時間雙側MEP 波幅比較(±s)Table 1 Comparison of MEP amplitude on bilateral sides at different acupuncture time (±s)
注:與進針前比較,1) P<0.01。Note: Compared with before acupuncture, 1) P<0.01.
留針時0.91±0.1421)1.31±0.4091)位置對側同側針刺前1.00±0.049 1.00±0.093拔針后1.22±0.3571)1.26±0.2791)
見表2、圖2。
圖1 針刺雙側MEP 波幅變化情況Figure1 Change of MEP amplitudes on the bilateral acupuncture size
表2 不同針刺時間雙側PAS-LTP 幅值比較(±s)Table 2 Comparison of the bilateralized PASLTP amplitude at different acupuncture time (±s)
表2 不同針刺時間雙側PAS-LTP 幅值比較(±s)Table 2 Comparison of the bilateralized PASLTP amplitude at different acupuncture time (±s)
注:與進針前比較,1) P<0.01。Note: Compared with before acupuncture, 1) P<0.01.
留針時0.98±0.042 1.09±0.0491)位置對側同側針刺前1.00±0.042 1.00±0.042拔針后1.10±0.0791)1.02±0.0461)
《太平圣惠方》:“偏風半身不遂,投物不得,挽弓不開,肘臂偏細。 ”《醫(yī)宗金鑒》載,該穴主治中風,手攣筋急,痹風瘧疾,先寒后熱等癥。 《針灸大成》續(xù)增治法中風論“中風腕酸,不能屈伸,指痛不能掌物,外關。 ”曲池穴、外關穴在針灸臨床有著廣泛的用途,尤其在中風導致上肢運動功能障礙中,運用頻率較高。 有文獻研究顯示針刺曲池、外關穴能夠改善腦卒中偏癱肢體痙攣和上肢運動功能[9-10]。 此外,賴新生等[11]應用血氧水平依賴功能磁共振像技術,觀察真針刺和假針刺外關穴對不同腦區(qū)的激活狀態(tài)和效應,結果顯示真針刺外關穴可以激活腦中樞,激活點主要集中在左側顳葉、顳上回、島葉和小腦。 張貴鋒等[12]采用正電子發(fā)射計算機斷層掃描儀腦功能成像技術觀察針刺外關穴后的腦中樞激活效應,結果顯示針刺外關穴能激活小腦調(diào)控上肢的運動功能。 本研究假設:針刺曲池、外關穴的留針過程及拔針后均可以對雙側皮層興奮性及LTP 腦可塑性產(chǎn)生影響,且留針時及拔針后的不同針刺狀態(tài)產(chǎn)生的腦區(qū)激活并不一致,根據(jù)突觸可塑性理論,腦區(qū)皮層興奮性增高的狀態(tài)下再給予運動療法、作業(yè)療法等相應的綜合康復訓練,可能會產(chǎn)生積極的康復效應。 因此本研究選擇使用肌電圖儀聯(lián)合TMS觀察針刺曲池穴、外關穴的不同針刺狀態(tài)(進針前、留針時、拔針后)對健康受試者雙側運動皮層(M1)長時程增強樣(LTP)腦可塑性的影響,旨在探討針刺如何更好地與臨床常規(guī)康復訓練聯(lián)合使用,為患者提供更好的康復方案,產(chǎn)生最佳的康復效應。
本研究針刺曲池、外關穴后,使用TMS 檢測針刺前、留針時及拔針后雙側M1 區(qū)皮層興奮性及LTP腦可塑性,研究結果表明:(1)單側針刺可以引起雙側運動皮層M1 區(qū)興奮性發(fā)生改變,針刺對側具體表現(xiàn)為:留針時MEP 波幅在10~30 min 呈“V”字型緩慢降低,最低點在20 min,拔針后波幅增高,隨著時間推移逐漸降低,約15 min 后與基線水平無明顯差異;針刺同側則是留針與拔針后MEP 波幅較針刺前均升高;(2)使用PAS 刺激誘導后觀察留針及拔針狀態(tài)對PAS 誘導LTP 腦可塑性的影響。 結果表明留針時針刺同側M1 區(qū)及拔針后針刺雙側M1區(qū)所測MEP 波幅比較針刺前增加。這提示,單側針刺曲池、外關穴在不同針刺狀態(tài)下(留針時、拔針后)可以引起雙側M1 區(qū)興奮性及LTP 腦可塑性動態(tài)改變,這種變化可持續(xù)數(shù)十分鐘;且不同狀態(tài)下對M1 區(qū)興奮性及LTP 腦可塑性的影響并不一致。SUN 等[13-14]研究雖然也發(fā)現(xiàn)穴位針刺可以激活運動皮層,引起運動皮層可塑性發(fā)生改變,但這幾個研究大多是觀察在針刺狀態(tài)下或拔針后的某個時間點的皮層興奮性,而缺乏動態(tài)觀察整個針刺過程中雙側M1 區(qū)興奮性的動態(tài)變化,也未對針刺提高皮層興奮性且可以持續(xù)產(chǎn)生作用,進而增強可塑性作更深的研究。
圖2 不同針刺時間雙側PAS-LTP 幅值比較Figure 2 Comparison of PAS-LTP amplitude on bilateral sides at different acupuncture time
有關以上變化可能的作用機制尚未達成共識。本課題組前期相關研究使用肌電圖聯(lián)合TMS,但使用不同的刺激參數(shù)進行研究,研究發(fā)現(xiàn)穴位針刺可以動態(tài)調(diào)控皮層興奮性,認為提高皮層興奮性,產(chǎn)生LTP 或長時程抑制(LTD)是導致可塑性增強的原因[15],其可能是通過穴位針刺改變突觸可塑性[16],進而調(diào)節(jié)皮層內(nèi)中間神經(jīng)元網(wǎng)絡的功能狀態(tài)實現(xiàn)的;此外,課題組前期基礎研究發(fā)現(xiàn)電針刺激大鼠肢體“足三里”“三陰交”可以增強海馬PPDG 通路場電位波幅,通過配對脈沖指數(shù)檢驗電針刺激前后配對脈沖抑制、配對脈沖易化的改變,明確該作用主要由于電針刺激后增強了海馬齒狀回顆粒細胞的興奮性[17],而這種興奮性的增強可能是由于抑制性中間神經(jīng)元功能減弱釋放r-氨基丁酸(GABA)減少所致。 因此,課題組認為穴位針刺可以提高皮層興奮性,降低LTP 腦可塑性的誘導閾值,易化LTP 誘導,增強神經(jīng)可塑性。
本研究證實了單側單次針刺曲池、外關穴不同留針狀態(tài)(留針、拔針后)對雙側LTP 腦可塑性的影響不同,可以通過調(diào)節(jié)皮層興奮性特異性改變雙側皮層的可塑性,這為臨床進行針刺治療的選擇時機提供了依據(jù),但其機制仍需進一步深入研究。