［摘要］ 目的：探討針刺神門穴對24 h急性睡眠剝奪（ASD）后注意相關(guān)腦網(wǎng)絡內(nèi)功能連接的影響。方法：納入26例健康受試者行24 h ASD，后針刺雙側(cè)神門穴或旁開非穴。選取ASD后注意功能改變的腦區(qū)作為種子點，構(gòu)建注意功能相關(guān)的腦網(wǎng)絡。采用DPABINet軟件計算受試者ASD后、針刺真穴和針刺非穴狀態(tài)下種子點間的功能連接。結(jié)果：與ASD后相比，針刺神門穴可顯著增強左側(cè)頂內(nèi)溝與右側(cè)海馬旁回、右側(cè)頂內(nèi)溝與右側(cè)海馬旁回、左側(cè)島葉與左側(cè)丘腦、左側(cè)島葉與右側(cè)丘腦、內(nèi)側(cè)額葉與左側(cè)丘腦、右側(cè)島葉與左側(cè)丘腦、右側(cè)島葉與右側(cè)丘腦之間的功能連接（均Plt;0.05）。而針刺非穴后未發(fā)現(xiàn)注意相關(guān)腦網(wǎng)絡內(nèi)功能連接的變化（均Pgt;0.05）。與針刺非穴相比，針刺真穴可增強左側(cè)頂內(nèi)溝與左側(cè)島葉、左側(cè)頂內(nèi)溝與左側(cè)丘腦、左側(cè)頂內(nèi)溝與右側(cè)丘腦、右側(cè)頂內(nèi)溝與左側(cè)丘腦、右側(cè)頂內(nèi)溝與右側(cè)丘腦、右側(cè)前額葉皮質(zhì)與左側(cè)丘腦之間的功能連接（均Plt;0.05）。結(jié)論：針刺神門穴可調(diào)節(jié)ASD后注意相關(guān)腦網(wǎng)絡內(nèi)的功能連接，這可能是針刺改善ASD后注意損傷的潛在神經(jīng)效應機制。

［關(guān)鍵詞］ 針刺；功能磁共振成像；睡眠剝奪

An fMRI study of the effects of acupuncture on attention-related brain networks after acute sleep deprivation

FENG Sitong1，2，ZHENG Sisi1，2，YAO Hao3，F(xiàn)ENG Zhengtian1，2，LIU Xinzi1，2，DONG Linrui1，2，CAI Yongli1，2，JIA Hongxiao1，2，NING Yanzhe1，2

1Beijing Anding Hospital of Capital Medical University，National Center for Mental Disorders，National Clinical Research Center for Mental Disorders，Beijing Key Laboratory of Mental Disorders，Beijing 100088，China；2Advanced Innovation Center for Human Brain Protection，Capital Medical University，Beijing 100069，China；3Guang’anmen Hospital of China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100053，China.

［Abstract］ Objective：To explore the neural effects of acupuncture at Shenmen （HT7） on functional connectivity within the brain network associated with attention after 24-hour acute sleep deprivation （ASD）. Methods：Twenty-six healthy subjects were enrolled. After 24-hour ASD，they underwent acupuncture at bilateral Shenmen （HT7） and sham acupoint. The brain areas with altered attentional function after ASD were selected as the seed points to construct attention-related brain network. The DPABINet software was used to calculate the functional connectivity among the seed points with acupuncture at Shenmen （HT7） and sham acupoint. Results：Compared to after ASD，acupuncture at Shenmen （HT7） significantly enhanced the functional connectivity between the left intraparietal sulcus and right parahippocampal gyrus，the right intraparietal sulcus and right parahippocampal gyrus，the left insula and the bilateral thalamus，the medial frontal lobe and left thalamus，the right insula and the bilateral thalamus （all Plt;0.05）. In contrast，acupuncture at sham acupoint did not significantly modulate the functional connectivity within attention-related brain network after ASD （all Pgt;0.05）. Compared to the sham acupoint，acupunture at Shenmen （HT7） also significantly enhanced functional connectivity between the left intraparietal sulcus and left insula，the left intraparietal sulcus and the bilateral thalamus，the right intraparietal sulcus and the bilateral thalamus，the right prefrontal cortex and left thalamus （all Plt;0.05）. Conclusions：Acupuncture at Shenmen （HT7） can modulate the functional connectivity within the brain network associated with attention after ASD，which may be the underlying neural mechanism for acupuncture to improve attentional impairment after ASD.

［Key words］ Acupuncture；Functional magnetic resonance imaging；Sleep deprivation

注意，特別是警覺性或持續(xù)注意，是指在持續(xù)活動期間保持一定的警覺性和行為反應的能力［1］。大量研究表明，急性睡眠剝奪（acute sleep deprivation，ASD）可導致注意力、工作記憶、學習記憶和情緒等認知功能降低［2-4］?；趂MRI研究發(fā)現(xiàn)，ASD后個體的前額葉皮質(zhì)、丘腦、后頂葉皮質(zhì)和腦島等腦區(qū)功能活動降低［5-6］。有學者納入了11篇睡眠剝奪注意相關(guān)的任務態(tài)fMRI研究文獻，應用激活似然估計法（activation likelihood estimation，ALE）元分析工具提取大腦激活區(qū)域，發(fā)現(xiàn)睡眠剝奪后雙側(cè)頂內(nèi)溝、雙側(cè)腦島、右側(cè)前額葉皮質(zhì)、內(nèi)側(cè)額葉皮質(zhì)和右側(cè)海馬旁回腦區(qū)功能活動顯著降低，而雙側(cè)丘腦功能活動顯著增強［7］。針刺神門穴在改善睡眠和認知功能等方面具有安全有效的優(yōu)勢［8-9］。針刺雙側(cè)神門穴可改善個體的認知功能及相關(guān)腦區(qū)的神經(jīng)活動［10-11］。當前從網(wǎng)絡角度系統(tǒng)分析針刺調(diào)節(jié)機體腦功能活動和功能連接改變是闡明穴位功效神經(jīng)機制的主要研究思路和方法［12］。本研究基于既往報道ASD后注意相關(guān)的任務態(tài)fMRI的ALE研究結(jié)果構(gòu)建ASD后注意相關(guān)的腦網(wǎng)絡，并比較ASD后針刺真穴和非穴狀態(tài)下注意相關(guān)腦網(wǎng)絡內(nèi)功能連接的差異，旨在初步闡明針刺神門穴調(diào)節(jié)ASD后注意損傷的中樞效應機制。

1" 資料與方法

1.1" 一般資料

自2021年5—9月于首都醫(yī)科大學附屬北京安定醫(yī)院納入26例健康受試者，均為在校大學生，男12例，女14例；年齡21～30歲，平均（24.54±1.94）歲；受教育年限12～20年，平均（17.73±1.87）年；匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)（Pittsburgh sleep quality index，PSQI）評分0～5分，平均（2.19±1.77）分。

納入標準：①年齡18～35歲，右利手；②睡眠正常，睡眠習慣良好，PSQI評分lt;5分；③近1年內(nèi)無明顯的壓力刺激、創(chuàng)傷及其他應激狀態(tài)出現(xiàn)；④無心、腦、肝、腎和血液系統(tǒng)等疾??；⑤無焦慮、抑郁、躁狂等精神疾病史；⑥無MRI檢查禁忌證。排除標準：①有藥物、酒精、煙等依賴史；②倒班工作者；③處于經(jīng)期、孕期、哺乳期，或生育1年內(nèi)；④體內(nèi)有金屬植入物和針刺禁忌證者。

本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學附屬北京安定醫(yī)院倫理委員會批準［審批號：（2020）科研第（42）號-202065FS-2］，受試者均自愿簽署知情同意書，且在試驗階段可隨時退出。

1.2" 試驗流程

從早8：00開始至次日早8：00結(jié)束，于北京安定醫(yī)院特定實驗室內(nèi)開展。在24 h ASD過程中，受試者可在實驗室內(nèi)進行上網(wǎng)、辦公等自主活動，禁止使用興奮或抑制神經(jīng)系統(tǒng)的食物或藥物，試驗全程由主試人員陪同，防止受試者進入睡眠狀態(tài)。睡眠剝奪24 h結(jié)束后（次日早8：00），受試者先行針刺前fMRI掃描，隨后行針刺態(tài)MRI（針刺真穴或非穴，該范式依據(jù)中國科學院自動化研究所的針刺態(tài)MRI研究結(jié)論，設(shè)計為非重復事件相關(guān)的任務范式［13］）和T1WI結(jié)構(gòu)像掃描。1周后，再次行24 h ASD，ASD后行針刺前fMRI掃描，隨后行針刺態(tài)MRI掃描（針刺真穴或非穴）和T1WI結(jié)構(gòu)像掃描。采用隨機數(shù)字表排序受試者行針刺真穴和非穴的先后順序。MRI掃描時受試者保持清醒，并在每次掃描后記錄其入睡情況。

1.3" 儀器與方法

1.3.1" MRI掃描與圖像預處理" 使用Siemens Prisma 3.0 T超導MRI掃描儀。使用海綿墊固定受試者頭部，閉眼，保持清醒。fMRI掃描參數(shù)：TR 2 000 ms，TE 30 ms，視野225 mm×225 mm，矩陣64×64，層厚3.5 mm，翻轉(zhuǎn)角90°。T1WI結(jié)構(gòu)像掃描參數(shù)：TR 1 900 ms，TE 2.52 ms，視野250 mm×250 mm，矩陣256×256，層厚1 mm，翻轉(zhuǎn)角90°。

采用中科院心理所開發(fā)的DPABISurf軟件（http：//rfmri.org/DPABISurf）對原始數(shù)據(jù)進行預處理［15］。以T1WI為模板，將數(shù)據(jù)配準至蒙特利爾神經(jīng)病學研究所（Montreal Neurological Institute，MNI）標準空間。

1.3.2" 針刺干預方法" 取穴：雙側(cè)神門穴（位于腕掌側(cè)橫紋尺側(cè)端、尺側(cè)腕屈肌腱的橈側(cè)凹陷處），參照《經(jīng)穴名稱與定位：GB/T 12346-2021》［14］。真穴針刺：選取雙側(cè)神門穴進針，針刺深度0.3～0.5寸（針具為北京中研太和醫(yī)藥有限公司的一次性銀質(zhì)針灸針，規(guī)格0.30 mm×25 mm）。進針得氣后行平補平瀉法捻針1 min，靜置留針8 min后取針。非穴針刺：選取神門穴水平向外旁外0.5 cm處，進針后行平補平瀉法捻針1 min，留針8 min后取針。針刺全程由2位針灸醫(yī)師同時進行。

1.4" 統(tǒng)計學方法

根據(jù)文獻報道提取注意相關(guān)任務態(tài)fMRI的激活腦區(qū)坐標，應用ALE元分析方法明確ASD后注意功能相關(guān)的異常激活腦區(qū)（表1）［7］。將這些異常激活腦區(qū)作為種子點，使用DPABINet軟件行種子點功能連接分析。首先計算受試者種子點所有體素的平均時間序列，再計算每個種子點平均時間序列的Pearson相關(guān)系數(shù)，并進行Fisher Z轉(zhuǎn)換。受試者ASD后和針刺后的功能連接比較行配對t檢驗，多重比較校正行FDR校正，顯示差異有統(tǒng)計學意義的異常腦功能連接。以Plt;0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2" 結(jié)果

2.1" 針刺真穴和非穴對ASD后注意相關(guān)腦網(wǎng)絡功能連接的改變

與ASD后相比，針刺真穴可顯著增強左側(cè)頂內(nèi)溝與右側(cè)海馬旁回、右側(cè)頂內(nèi)溝與右側(cè)海馬旁回、左側(cè)島葉與左側(cè)丘腦、左側(cè)島葉與右側(cè)丘腦、內(nèi)側(cè)額葉與左側(cè)丘腦、右側(cè)島葉與左側(cè)丘腦、右側(cè)島葉與右側(cè)丘腦之間的功能連接（FDR校正，均Plt;0.05）（圖1，2）。而針刺非穴未明顯調(diào)節(jié)ASD后注意網(wǎng)絡內(nèi)的功能連接（均Pgt;0.05）。

2.2" 針刺真穴相較于針刺非穴對ASD后注意相關(guān)腦網(wǎng)絡功能連接的改變

與針刺非穴相比，針刺真穴可增強左側(cè)頂內(nèi)溝與左側(cè)島葉、左側(cè)頂內(nèi)溝與左側(cè)丘腦、左側(cè)頂內(nèi)溝與右側(cè)丘腦、右側(cè)頂內(nèi)溝與左側(cè)丘腦、右側(cè)頂內(nèi)溝與右側(cè)丘腦、右側(cè)前額葉皮質(zhì)與左側(cè)丘腦之間的功能連接（FDR校正，均Plt;0.05）（圖3，4）。

3" 討論

神門穴是手少陰心經(jīng)的原穴，為臟腑之氣流注之處，可治療心系病證，也可治療失眠、健忘、雙相情感障礙等神經(jīng)精神類疾病［16］。近期研究發(fā)現(xiàn)，針刺神門穴可改善患者的睡眠質(zhì)量和焦慮抑郁情緒［17］。本研究通過構(gòu)建ASD后注意相關(guān)腦網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)針刺雙側(cè)神門穴可顯著增強ASD后雙側(cè)頂內(nèi)溝與右側(cè)海馬旁回、島葉與丘腦、內(nèi)側(cè)額葉與丘腦之間的功能連接，這表明針刺神門穴可能通過改善注意相關(guān)腦網(wǎng)絡內(nèi)的功能連接來增強ASD個體的注意力。

既往研究表明，ASD后個體的注意力明顯受損，前額葉皮質(zhì)、后扣帶皮質(zhì)、頂內(nèi)溝等腦區(qū)的功能活動異常改變［18］。不同的注意任務范式可能涉及不同的腦區(qū)激活來優(yōu)化個體的注意力，如丘腦在持續(xù)性注意任務中顯著激活，頂內(nèi)溝在定向注意任務中顯著激活［19］。在持續(xù)性注意任務態(tài)fMRI下，ASD會明顯降低前額葉皮質(zhì)、頂葉皮質(zhì)、腦島和海馬旁回的腦區(qū)激活［6，20-21］，這表明額葉皮質(zhì)、頂葉皮質(zhì)和腦島等多個腦區(qū)的功能活動減弱可能是ASD導致個體注意力受損的重要神經(jīng)機制之一。大腦是復雜的網(wǎng)絡系統(tǒng)，腦區(qū)之間的功能連接對個體的注意力具有重要作用［22］。注意功能的表達依賴于多個腦區(qū)的共同活動，包括額葉的控制和丘腦的激活、維持等［23］。

頂內(nèi)溝是位于大腦頂葉的一個腦溝，其主要功能包括視覺注意和工作記憶等功能。研究發(fā)現(xiàn)ASD可明顯影響頂內(nèi)溝的功能活動，涉及注意力的警覺、定向等多個維度，表明頂內(nèi)溝是調(diào)控ASD后注意力受損的關(guān)鍵腦區(qū)之一［24-25］。本研究發(fā)現(xiàn)，針刺神門穴相較于ASD后顯著增強了雙側(cè)頂內(nèi)溝與右側(cè)海馬旁回之間的功能連接。而與針刺非穴相比，針刺真穴可明顯增強雙側(cè)頂內(nèi)溝與多個腦區(qū)之間的功能連接，表明針刺神門穴可通過增強ASD后個體雙側(cè)頂內(nèi)溝與丘腦、島葉等腦區(qū)之間的功能連接來改善其注意力。丘腦功能在個體維持注意力警覺性方面有重要作用［26］。在ASD后個體進行注意相關(guān)任務時，丘腦功能活動明顯增加，補償了ASD造成額頂注意網(wǎng)絡的功能損害，從而完成注意相關(guān)任務［27-28］。此外，因腦島參與調(diào)節(jié)認知和情感等腦功能，激活腦島有助于注意力的改善［29］。內(nèi)側(cè)額葉皮質(zhì)與腦島區(qū)域緊密相連，屬于顯著網(wǎng)絡的節(jié)點，在情感、認知和控制方面發(fā)揮著重要作用，其功能活動減弱可能是注意力受損的神經(jīng)影像學指征之一［30］。本研究發(fā)現(xiàn)，針刺神門穴可明顯增強雙側(cè)島葉與丘腦、內(nèi)側(cè)額葉皮質(zhì)與丘腦之間的功能連接，這對改善個體注意力損害具有重要作用。

綜上所述，針刺神門穴可顯著增強ASD后注意相關(guān)腦網(wǎng)絡內(nèi)的功能連接，可能是針刺神門穴改善ASD導致的注意損傷的潛在神經(jīng)效應機制。

［參考文獻］

［1］ WARM J S，PARASURAMAN R，MATTHEWS G. Vigilance requires hard mental work and is stressful［J］. Hum Factors，2008，50（3）：433-441.

［2］ GOEL N，RAO H，DURMER J S，et al. Neurocognitive consequences of sleep deprivation［J］. Semin Neurol，2009，29（4）：320-339.

［3］ LIM J，DINGES D F. Sleep deprivation and vigilant attention［J］. Ann N Y Acad Sci，2008，1129：305-322.

［4］ LIM J，DINGES D F. A meta-analysis of the impact of short-term sleep deprivation on cognitive variables［J］. Psychol Bull，2010，136（3）：375-389.

［5］ CHEE M W，TAN J C，ZHENG H，et al. Lapsing during sleep deprivation is associated with distributed changes in brain activation［J］. J Neurosci，2008，28（21）：5519-5528.

［6］ CHEE M W，TAN J C，PARIMAL S，et al. Sleep deprivation and its effects on object-selective attention［J］. Neuroimage，2010，49（2）：1903-1910.

［7］ MA N，DINGES D F，BASNER M，et al. How acute total sleep loss affects the attending brain：a meta-analysis of neuroimaging studies［J］. Sleep，2015，38（2）：233-240.

［8］ CHEUK D K，YEUNG W F，CHUNG K F，et al. Acupuncture for insomnia［J］. Cochrane Database Syst Rev，2012（9）：CD005472.

［9］ KIM H，KIM H K，KIM S Y，et al. Cognitive improvement effects of electro-acupuncture for the treatment of mci compared with western medications：a systematic review and meta-analysis［J］. BMC Complement Altern Med，2019，19（1）：13.

［10］ 馮思同，賈竑曉，鄭思思，等. 基于皮質(zhì)分析睡眠剝奪后針刺神門穴對大腦局部一致性的影響［J］. 首都醫(yī)科大學學報，2022，43（3）：387-392.

［11］ 李曉陵，李冰昕，李昂，等. 基于fMRI技術(shù)針刺神門穴腦成像研究進展［J］. 中醫(yī)藥導報，2021，27（4）：112-115.

［12］ YU S，XIE M，LIU S，et al. Resting-state functional connectivity patterns predict acupuncture treatment response in primary dysmenorrhea［J］. Front Neurosci，2020，14：559191.

［13］ BAI L，QIN W，TIAN J，et al. Acupuncture modulates spontaneous activities in the anticorrelated resting brain networks［J］. Brain Res，2009，1279：37-49.

［14］ 國家市場監(jiān)督管理總局，國家標準化委員會. 經(jīng)穴名稱與定位：GB/T 12346-2021［S］. 北京：中國標準出版社，2021：6.

［15］ YAN C G，WANG X D，LU B. DPABISurf：data processing amp; analysis for brain imaging on surface［J］. Sci Bull，2021，66（24）：2453-2455.

［16］ 廖凌鑫，劉薪雨，諸毅暉. 基于神門、三陰交腧穴演變探析穴位配伍治療不寐機理［J］. 中國中醫(yī)基礎(chǔ)醫(yī)學雜志，2024，30（9）：1566-1569.

［17］ 王煜，謝夢雪. 撳針治療對肝癌介入患者睡眠質(zhì)量與負性情緒的效果研究［J］. 中華養(yǎng)生保健，2024，42（7）：16-19.

［18］ VERWEIJ I M，ROMEIJN N，SMIT D J，et al. Sleep deprivation leads to a loss of functional connectivity in frontal brain regions［J］. BMC Neuroscience，2014，15：88.

［19］ GHADERI S，MOHAMMADI S，MOHAMMADI M. Obstructive sleep apnea and attention deficits：a systematic review of magnetic resonance imaging biomarkers and neuropsychological assessments［J］. Brain Behav，2023，13（11）：e3262.

［20］ KONG D，SOON C S，CHEE M W. Reduced visual processing capacity in sleep deprived persons［J］. Neuroimage，2011，55（2）：629-634.

［21］ KONG D，SOON C S，CHEE M W. Functional imaging correlates of impaired distractor suppression following sleep deprivation［J］. Neuroimage，2012，61（1）：50-55.

［22］ SEZER I，PIZZAGALLI D A，SACCHET M D. Resting-state fMRI functional connectivity and mindfulness in clinical and non-clinical contexts：a review and synthesis［J］. Neurosci Biobehav Rev，2022，135：104583.

［23］ ROY D S，ZHANG Y，HALASSA M M，et al.Thalamic subnetworks as units of function［J］. Nat Neurosci，2022，25（2）：140-153.

［24］ MUTO V，SHAFFII-LE BOURDIEC A，MATARAZZO L，et al. Influence of acute sleep loss on the neural correlates of alerting，orientating and executive attention components［J］. J Sleep Res，2012，21（6）：648-658.

［25］ XU Z，CHANG Y，WANG C，et al. Cognitive impairment after sleep deprivation：the role of precuneus related connectivity on the intra-individual variability changes［J］. Neuroimage，2023，284：120462.

［26］ CHEN Y，PAN L，MA N. Altered effective connectivity of thalamus with vigilance impairments after sleep deprivation［J］. J Sleep Res，2022，31（6）：e13693.

［27］ SCHIFF N D. Central thalamic contributions to arousal regulation and neurological disorders of consciousness［J］. Ann N Y Acad Sci，2008，1129：105-118.

［28］ THOMAS M，SING H，BELENKY G，et al. Neural basis of alertness and cognitive performance impairments during sleepiness. I. effects of 24 h of sleep deprivation on waking human regional brain activity［J］. J Sleep Res，2000，9（4）：335-352.

［29］ QI J，LI B Z，ZHANG Y，et al. Altered insula-prefrontal functional connectivity correlates to decreased vigilant attention after total sleep deprivation［J］. Sleep Med，2021，84：187-194.

［30］ WEINSTEIN A M. Reward，motivation and brain imaging in human healthy participants - a narrative review［J］. Front Behav Neurosci，2023，17：1123733.

（收稿日期" 2024-03-08）