張耿標(biāo)，鄭鴻毅，莊佳燕，吳碧霞，李偉佳，吳京鏵，鄭文斌

1.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，廣東 汕頭 515041；2.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院，廣東 汕頭 515041；3.北京筋柔中醫(yī)研究院，北京 100000；4.廣東省汕頭市龍湖區(qū)筋柔中醫(yī)技術(shù)研究院，廣東 汕頭515000

經(jīng)筋療法是中醫(yī)外治的重要手段，在部分神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療和預(yù)防方面，較傳統(tǒng)經(jīng)脈療法效果更佳［1-3］，但其“未病先防和既病防變”的機(jī)制卻少有報道。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)筋治療能夠提高志愿者認(rèn)知相關(guān)腦區(qū)的血流量和神經(jīng)活動［4-5］；而陸彥青等［6-7］的研究也發(fā)現(xiàn)針刺等操作能通過多種途徑促進(jìn)腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)性重塑?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與認(rèn)知功能及臨床表現(xiàn)的強(qiáng)相關(guān)性［8］，筆者推測經(jīng)筋治療在中樞神經(jīng)系統(tǒng)治未病方面的作用機(jī)制可能與其優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)排布的作用相關(guān)。

靜息態(tài)BOLD-fMRI有空間分辨力高、無創(chuàng)、可重復(fù)檢查等優(yōu)點，是觀察大腦功能網(wǎng)絡(luò)的首選方法，為觀察腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)排布狀況提供了有利視角［9］。2005 年P(guān)etersen 等［10］提出將人腦構(gòu)建成由節(jié)點和連邊組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合圖論分析方法，計算腦網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)，并以此反映人腦的神經(jīng)動力學(xué)。圖論方法能分析大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括能耗和效率在內(nèi)的多種特性，對其排布和運行狀態(tài)進(jìn)行綜合評價［11］。圖論分析提供的全腦網(wǎng)絡(luò)視角也與中醫(yī)的整體觀念更契合。整體觀念是中醫(yī)的核心理念之一，認(rèn)為人是由氣、形、神構(gòu)成的統(tǒng)一體，提出用統(tǒng)一而完整的認(rèn)識方法去把握人體自身，把追求人生理功能的和諧、統(tǒng)一和完整性作為一種思維模式與臨床實踐理念。有學(xué)者提出，病情由輕微向嚴(yán)重轉(zhuǎn)變的過程體現(xiàn)了未病狀態(tài)的整體性，而中醫(yī)整體觀念能夠指導(dǎo)治未病理論內(nèi)涵的完善和優(yōu)化［12］。

本試驗旨在利用靜息態(tài)BOLD 結(jié)合圖論方法分析志愿者經(jīng)筋治療前后靜息態(tài)功能腦網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，探究經(jīng)筋療法對功能網(wǎng)絡(luò)的重塑作用，為其治未病機(jī)制提供影像學(xué)證據(jù)，為了解其對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療機(jī)制提供新的見解。

1 資料與方法

1.1 一般資料

招募41 例大學(xué)生健康志愿者，2 例因MRI 掃描時頭動過大被排除，最終納入39 例，隨機(jī)分為理筋伴針刺組21 例，男9 例，女12 例；年齡22～35 歲，平均（26.05±2.87）歲。理筋組18 例，男7 例，女11 例；年齡22～35 歲，平均（25.78±2.76）歲。在經(jīng)筋治療前后采集志愿者的簡單反應(yīng)時間（reaction time，RT）測試、舒爾特方格（Schulte grid，SG）測試和顱腦MRI 3D-T1WI 及BOLD 序列數(shù)據(jù)。本試驗獲汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（審批號：2021-19），所有志愿者均簽署知情同意書。

納入標(biāo)準(zhǔn)：右利手，無神經(jīng)系統(tǒng)疾病、精神病和重大外傷史，近3個月內(nèi)無精神病藥物或鎮(zhèn)靜藥使用史，MRI 3D-T1WI 未發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)異常改變。排除標(biāo)準(zhǔn)：有MRI 檢查禁忌證或無法配合者，掃描圖像質(zhì)量達(dá)不到試驗標(biāo)準(zhǔn)者。

1.2 試驗設(shè)計

采用RT 測試和SG 測試測定志愿者的反應(yīng)力和注意力，試驗前進(jìn)行練習(xí)以排除學(xué)習(xí)效應(yīng)的影響，正式測試在2次MRI掃描結(jié)束后重復(fù)進(jìn)行。RT 測試使用Credamo 平臺（https：//www.credamo.com/surveyList.html#/）提供的“HBO（Human Behavior Online）行為測試”模塊設(shè)計任務(wù)范式，志愿者右手示指放在電腦按鍵上，在屏幕中心隨機(jī)出現(xiàn)1 個不同顏色方形色塊后，立即作出按鍵反應(yīng)。軟件記錄志愿者的RT。測試共進(jìn)行100 次，每20 次為1 個單元，以5 個單元和總的RT 均值作為測試結(jié)果。注意力方面采用5×5 SG 測試，共進(jìn)行3 次，以任務(wù)完成時間均值作為測試結(jié)果。

經(jīng)筋治療由同一位經(jīng)驗豐富的經(jīng)筋醫(yī)師在獨立的治療室內(nèi)完成。為排除主觀臆想導(dǎo)致的安慰劑效應(yīng)，志愿者不了解分組情況及治療可能的效果。理筋組采用“吳京鏵經(jīng)筋手療法”對經(jīng)筋循行區(qū)域的肌肉、筋膜及筋結(jié)點進(jìn)行松解。理筋伴針刺組使用相同手法行理筋治療，并使用針灸針（長度50 mm，直徑0.3 mm，環(huán)球牌）松解頸部肌筋膜組織。針刺部位和數(shù)量由操作者根據(jù)志愿者頸部筋結(jié)點位置和肌筋膜活動度確定。2組治療時間均約30 min。

1.3 儀器與方法

1.3.1 儀器 采用GE 3.0 T MRI 掃描儀。BOLDfMRI 使用梯度回波單次激發(fā)回波平面成像技術(shù)，掃描參數(shù)：TR 2 000 ms，TE 30 ms，層厚3 mm，無間隔，視野24 cm×24 cm，有效矩陣64×64，翻轉(zhuǎn)角90°，層數(shù)33，采集210 個時間點，掃描時間共7 min。掃描時志愿者須閉眼保持清醒。

1.3.2 測量方法 采用GRETNA 工具箱（http：//www.nitrc.org/projects/gretna/）對BOLD 數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理：去除前10 個時間點數(shù)據(jù)、時間層校正、頭動校正（平移＜2 mm，旋轉(zhuǎn)＜2°），將受試者的功能相位圖像標(biāo)準(zhǔn)化至蒙特利爾神經(jīng)病學(xué)研究所（Montreal neurological institute，MNI）標(biāo)準(zhǔn)大腦模板，重采樣體素為3 mm×3 mm×3 mm，對頭部運動參數(shù)、白質(zhì)和腦脊液進(jìn)行回歸，最后行去線性漂移和帶通濾波（0.01～0.08 Hz）?；贒osenbach 160 圖譜［13］將大腦分為160 個ROI，并劃分為6 個功能子網(wǎng)絡(luò)，包括默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)、額頂網(wǎng)絡(luò)、帶狀蓋網(wǎng)絡(luò)、感覺運動網(wǎng)絡(luò)、枕葉網(wǎng)絡(luò)和小腦網(wǎng)絡(luò)。然后提取每個節(jié)點的平均時間序列，計算各節(jié)點對之間的Pearson 相關(guān)系數(shù)，以評估腦區(qū)間的功能連接狀態(tài)，構(gòu)建功能網(wǎng)絡(luò)矩陣。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)選擇二進(jìn)制化的網(wǎng)絡(luò)類型，基于既往研究［14-15］選擇閾值為0.10～0.34，間隔0.01。

采用圖論方法計算不同稀疏度閾值下的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，包括5 個小世界網(wǎng)絡(luò)參數(shù)［聚類系數(shù)（clustering coefficient，Cp）、特征路徑長度（characteristic path length，Lp）、標(biāo)準(zhǔn)化聚類系數(shù)（normalized clustering coefficient，γ）、標(biāo)準(zhǔn)化特征路徑長度（normalized characteristic path length，λ）和小世界屬性（smallworldness，σ）］、2 個網(wǎng)絡(luò)效率參數(shù)［局部效率（local efficiency，Eloc）和全局效率（global efficiency，Eglob）］。Cp、γ 和Eloc表征網(wǎng)絡(luò)的分離能力，Lp、λ 和Eglob表征網(wǎng)絡(luò)的整合能力，σ則表征網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸效率［11］。在稀疏度閾值內(nèi)計算每個參數(shù)的AUC。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

使用SPSS 26.0 軟件分析數(shù)據(jù)，2 組間性別比較行χ2檢驗，2 組間年齡、RT、舒爾特方格時間（Schulte grid time，SGT）和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)分別采用配對/獨立樣本t檢驗和Wilcoxon 秩和/Mann-WhitneyU檢驗進(jìn)行比較，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。采用基于NBS 工具箱的非參數(shù)置換檢驗（閾值=3.2，P＜0.05，置換10 000 次）識別功能連接強(qiáng)度顯著的組間差異。使用Pearson 相關(guān)性分析計算各網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與RT 及SGT是否存在相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1 人口學(xué)資料、反應(yīng)力及注意力比較（表1）

表1 2組RT-mean-all及SGT比較（s，）

表1 2組RT-mean-all及SGT比較（s，）

注：RT-mean-all 為總平均反應(yīng)時間，RT-mean-（1～5）為第1～5 單元平均反應(yīng)時間，SGT 為舒爾特方格時間。經(jīng)筋治療前后組內(nèi)對比，aP＜0.001，bP＜0.01，cP＜0.05。

2 組間在年齡和性別構(gòu)成方面差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.795，0.802）。組內(nèi)比較顯示，治療后理筋伴針刺組總平均反應(yīng)時間（RT-mean-all）、所有單元的平均反應(yīng)時間［RT-mean-（1～5）］和SGT 均顯著縮短，而理筋組RT-mean-all 和第1、2、4、5 單元的RT、SGT 縮短（均P＜0.05）。理筋伴針刺組和理筋組在治療前和治療后分別行組間比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.2 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)比較

與治療前比較，治療后理筋伴針刺組的Eglob 和σ顯著提高（P=0.014，0.035），Cp和Lp降低（P=0.026，0.020）；而理筋組僅見Eglob提高和Lp降低（P=0.016，0.011）。2 組治療前后組間比較，各小世界網(wǎng)絡(luò)參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）（圖1）。

圖1 經(jīng)筋治療前后2組網(wǎng)絡(luò)參數(shù)差異圖 注：圖1a為理筋伴針刺組，圖1b為理筋組。誤差條代表標(biāo)準(zhǔn)差

2.3 連邊分析

理筋伴針刺組治療后發(fā)現(xiàn)一神經(jīng)回路連接強(qiáng)度較治療前減弱，包括86 條連邊，涉及73 個節(jié)點（圖2）。大部分連邊在空間上表現(xiàn)為跨大腦鐮和小腦幕的長距離連接（50/86，58.1%），即使連接的腦區(qū)處于同一大腦半球，在空間上也常表現(xiàn)為跨腦葉分布；在功能上則更多表現(xiàn)為涉及多個子網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)間連接（71/86，82.6%）；理筋組則未發(fā)現(xiàn)連接強(qiáng)度改變。2 組治療前后組間比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。

圖2 理筋伴針刺組治療前后功能腦網(wǎng)路連接強(qiáng)度差異圖 注：治療后理筋伴針刺組連接強(qiáng)度減弱的神經(jīng)回路，藍(lán)色連線是發(fā)生改變的連邊，連線連接的矩形及小球展示了連邊涉及的腦區(qū)

2.4 相關(guān)性分析

經(jīng)筋治療前后 的Eglob、γ 和σ 與SGT 均呈負(fù)相關(guān)（r=-0.223，P=0.050；r=-0.230，P=0.043；r=-0.245，P=0.030），而Lp 與SGT 呈正相關(guān)（r=0.258，P=0.023）（圖3）。

圖3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)與舒爾特方格時間（SGT）的相關(guān)性

3 討論

本試驗使用圖論方法分析健康志愿者經(jīng)筋治療前后功能腦網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，治療后網(wǎng)絡(luò)在排布特點上表現(xiàn)出更明顯的小世界網(wǎng)絡(luò)屬性，其中理筋伴針刺組更顯著，提示治療后功能網(wǎng)絡(luò)能以更高的效率和更低的能耗完成信息傳輸［16］，與志愿者明顯提高的反應(yīng)力和注意力相一致。該結(jié)果符合試驗預(yù)期，間接反映了經(jīng)筋療法在中樞神經(jīng)系統(tǒng)治未病方面存在潛在的神經(jīng)作用機(jī)制。

3.1 功能網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化及任務(wù)表現(xiàn)

人腦具有功能整合和功能分離［17］兩大組織原則，能夠快速提取并處理信息。功能整合指網(wǎng)絡(luò)組織來自不同腦區(qū)專業(yè)信息的能力，而功能分離指在相連的多個腦區(qū)內(nèi)進(jìn)行信息專門處理的能力［11］。與治療前相比，治療后理筋伴針刺組和理筋組功能網(wǎng)絡(luò)的Eglob 提高而Lp 減低，提示2組網(wǎng)絡(luò)的整合能力均增強(qiáng)。治療后理筋伴針刺組的γ 降低而σ 顯著提高，理筋組在這2 個參數(shù)變化上雖差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但也表現(xiàn)出了同樣的變化趨勢，提示治療后功能網(wǎng)絡(luò)雖分離能力減弱，信息傳輸效率卻得到提高，其整合和分離能力處于更合理的平衡點，有利于任務(wù)的完成［18］。研究顯示，在學(xué)習(xí)過程早期，被試者的行為會更靈活可控，而隨著對任務(wù)內(nèi)容越來越熟悉，行為將傾向于自動化，因為執(zhí)行任務(wù)的最有效手段是重復(fù)的［19］。即在執(zhí)行任務(wù)的初始階段，大腦需更強(qiáng)的整合能力來完成任務(wù)，而隨著對任務(wù)內(nèi)容熟悉度增高，大腦功能會表現(xiàn)出更明顯的模塊化和對分離能力的需求。本研究中，志愿者雖提前對試驗內(nèi)容進(jìn)行了練習(xí)，但短期練習(xí)無法使志愿者產(chǎn)生自動化適應(yīng)，即任務(wù)期間仍需較強(qiáng)的整合能力去習(xí)慣試驗內(nèi)容，而經(jīng)筋治療提高網(wǎng)絡(luò)整合能力的作用為這個過程提供了基礎(chǔ)，解釋了理筋伴針刺組和理筋組在治療后均表現(xiàn)更好的原因。

相關(guān)性分析的結(jié)果也驗證了這一點，Eglob 與SGT 呈負(fù)相關(guān)，而Lp 與SGT 呈正相關(guān)，提示志愿者的網(wǎng)絡(luò)整合能力越強(qiáng)，其完成SG 測試的時間越短。而γ 和σ 與SGT 呈負(fù)相關(guān)，則提示志愿者功能腦網(wǎng)絡(luò)趨近于小世界網(wǎng)絡(luò)，有助于其更快地完成SG測試任務(wù)。

3.2 功能網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)重新配置

連邊分析顯示治療后理筋伴針刺組一神經(jīng)回路的連接強(qiáng)度減弱，該回路包括86 條連邊和73 個節(jié)點，涉及全腦大部分腦區(qū)和子網(wǎng)絡(luò)，且大部分連邊以長距離連接（50/86，58.1%）和網(wǎng)絡(luò)間連接（71/86，82.6%）這種高布線成本的形式存在?？梢?，經(jīng)筋治療后功能腦網(wǎng)絡(luò)似乎在向一個更加“節(jié)能”且“簡潔”的連接模式轉(zhuǎn)變。Kitzbichler 等［20］使用腦磁圖研究功能腦網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)在工作記憶任務(wù)中網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出高效率和高比例的長距離、模塊間連接。當(dāng)認(rèn)知需求降低時，網(wǎng)絡(luò)則以較小比例的長距離連接重新配置，即功能網(wǎng)絡(luò)通過快速轉(zhuǎn)換模式以實現(xiàn)效率和成本（連接距離）之間的權(quán)衡。從這一點上看，經(jīng)筋治療強(qiáng)化了志愿者非任務(wù)狀態(tài)下低成本網(wǎng)絡(luò)配置的特性（與小世界網(wǎng)絡(luò)低能耗的特性相一致）。大腦的認(rèn)知資源通常被認(rèn)為是有限的，其網(wǎng)絡(luò)能力的形成是成本和效率因素在經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行取舍的結(jié)果［21］。當(dāng)執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)時，網(wǎng)絡(luò)傾向于高效且高成本的工作空間配置；認(rèn)知需求降低時，網(wǎng)絡(luò)則轉(zhuǎn)變?yōu)榈统杀镜木W(wǎng)格狀配置。推測經(jīng)筋治療強(qiáng)化了志愿者非任務(wù)狀態(tài)下低成本網(wǎng)絡(luò)配置的作用，有利于認(rèn)知資源的積聚，這為任務(wù)狀態(tài)下功能網(wǎng)絡(luò)調(diào)用更多資源維持認(rèn)知能力和執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)提供了資源基礎(chǔ)。

3.3 經(jīng)筋療法治未病機(jī)制探討

經(jīng)筋治療對功能網(wǎng)絡(luò)運行模式的優(yōu)化和對認(rèn)知能力的強(qiáng)化作用，兩者相互關(guān)聯(lián)、互為表里［22］。文獻(xiàn)表明，認(rèn)知訓(xùn)練能改善神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接的效果，是預(yù)防和干預(yù)認(rèn)知障礙疾病的重要手段［23-25］。Zhao 等［24］發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)造性表達(dá)任務(wù)可通過增強(qiáng)神經(jīng)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的功能可塑性來改善輕度認(rèn)知障礙老年人的認(rèn)知激活。另有文獻(xiàn)提示，阿爾茨海默病患者的大腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在向犧牲整合能力的方向偏離［21］。而Koch等［26］的研究則發(fā)現(xiàn)，對楔前葉行重復(fù)磁刺激能減緩阿爾茨海默病患者認(rèn)知功能衰退的進(jìn)展，認(rèn)為相應(yīng)治療可能改善了楔前葉的皮質(zhì)可塑性。基于此，推測經(jīng)筋治療對功能網(wǎng)絡(luò)的有益重塑是其完成治未病功能的重要機(jī)制之一，且可能起到了與認(rèn)知訓(xùn)練和經(jīng)顱磁刺激相同的效果，相應(yīng)機(jī)制的作用通道和信息傳遞介質(zhì)有待進(jìn)一步研究。

本研究中，在功能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和連接狀態(tài)調(diào)整上理筋伴針刺組均表現(xiàn)出比理筋組更顯著的效果；在反應(yīng)力的提高上，理筋伴針刺組也表現(xiàn)出更強(qiáng)的穩(wěn)定性。由此可見，基于經(jīng)筋理論的筋膜針刺法在保證甚至增強(qiáng)經(jīng)筋療法治療效果方面具有極大價值。這可能與針刺基于“以灶為腧”的理念對經(jīng)筋通道上的筋結(jié)點進(jìn)行松解，間接促進(jìn)了經(jīng)絡(luò)的信息傳遞效率有關(guān)［27］；針刺通過激活更多通道和介質(zhì)作用于大腦網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)化治療效果也是一個重要原因［6］?；诮?jīng)筋理論的針刺操作并不一定作用于傳統(tǒng)穴位，也有大量研究顯示非穴位區(qū)針刺也有治療效果［28］。針刺強(qiáng)化經(jīng)筋治療效果的作用機(jī)制可作為今后另一個有價值的探索方向。

本研究仍存在一些局限性：樣本量仍較小，且未對志愿者治療后進(jìn)行更長時間的追蹤，今后應(yīng)增加樣本量并延長觀察時間，完善試驗設(shè)計；功能網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程的部分參數(shù)設(shè)置目前仍未有研究提出最優(yōu)選擇，在不同參數(shù)設(shè)置下重復(fù)試驗有助于提高試驗結(jié)果的可靠性。

總之，經(jīng)筋治療能夠重塑功能腦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、優(yōu)化其信息處理模式，進(jìn)而增強(qiáng)志愿者的反應(yīng)力和注意力，這種重塑作用可能是其治未病療效的作用基礎(chǔ)。而針刺松解筋結(jié)點作為經(jīng)筋療法的重要組成部分，對功能網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)重塑有重要作用。本試驗為研究經(jīng)筋療法對中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的預(yù)防和治療機(jī)制提供了新的思路和方法。