體表與體表聯系的生物學機制
——腦可塑性

劉健華 許能貴

（廣州中醫藥大學，廣州，51006）

“973”專題——經脈體表特異性聯系的生物學機制及針刺手法量效關系的研究

體表與體表聯系的生物學機制
——腦可塑性

劉健華 許能貴

（廣州中醫藥大學，廣州，51006）

經絡學說的理論核心在于揭示人體體表與體表、體表與內臟之間的特定聯系，但是體表與體表的聯系長期以來未得到重視。不解決這個問題，針灸臨床循經遠距離取穴就缺乏充足的科學依據。近10余年來，大量的研究表明，當靈長類動物和人類的軀體感覺傳入發生障礙時，體表與體表之間顯現出某種特定的聯系，且與腦可塑性密切相關。

經絡；體表與體表聯系；腦可塑性

縱觀經絡學說的起源、發展及形成，其理論核心在于揭示體表與體表、體表與內臟之間的特定聯系。從《陰陽十一脈灸經》和《足臂十一脈灸經》可以看出，經脈的原始面貌僅局限于標脈與本脈上下之間的特定聯系，其“所生病”和“是動病”也甚少與內臟發生聯系。隨著醫療實踐經驗的不斷積累，到《黃帝內經》時期經脈“內屬于府藏，外絡于支節”，無論是經脈的生理循行和病理變化均注意到體表和特定內臟之間的重要聯系。但是，手三陽經仍保留了經脈的原始面貌，其病候（是動病和所生病）所反應的多為經脈病，甚少涉及臟腑病。如手陽明大腸經，“是動則病：齒痛，頸腫。是主津所生病：目黃，口干，鼽衄，喉痹，肩前臑痛，大指次指痛不用。氣有余，則當脈所過者熱腫；虛，則寒栗不復。”。循經遠道取穴是針灸的主要治療原則，臨床上頭面部的疾患經常選取四肢肘膝關節以下的穴位治療，合谷配內庭就是治療胃火牙痛的經典組合。四總穴歌是歷經千百年臨床實踐所沉淀的寶貴財富，其中“腰背委中求，頭項尋列缺，面口合谷收”所揭示的都是經脈體表與體表之間的特定聯系。

然而，早期經絡學說所揭示的體表與體表聯系的原始內涵長期以來未得到重視，而“經脈所過，主治所及”的循經遠道取穴的治療原則一直沒有得到很好的解釋，始終困擾著廣大針灸臨床工作者。對于經脈-臟腑相關這一重要生命現象的科學價值，由于現代醫學“體表-內臟相關”命題的概括而被現代生命科學普遍理解，攀登計劃及2005、2006年兩個973項目對此開展了較為系統和深入的研究。

空間距離相距遙遠的兩部位間為什么存在如此密切的聯系？經脈體表與體表之間到底蘊涵著怎樣的科學內涵呢？

2001年《NEUROLOGY》報道了1例雙耳聽力嚴重減退的78歲老人，當其移動左手中指可產生耳鳴，進一步研究指出其可能與周圍神經損傷后產生的腦可塑性變化有關［1］。

腦可塑性是指大腦的結構和功能可以為外界環境和經驗所修飾，包括結構可塑性和功能可塑性。結構可塑性是指大腦內部突觸、神經元之間的連接可以由于學習和經驗的影響建立新的連接，從而影響個體的行為。功能可塑性是指通過學習和訓練，大腦某一代表區的功能可以由鄰近的腦區代替，也表現為腦損傷患者在經過學習、訓練后腦功能在一定程度上的恢復。

近10余年來，《Science》《Nature》和《PNAS》等雜志相繼發表的一系列高水平研究表明，當靈長類動物和人類的軀體感覺信息的傳遞發生障礙時，體表與體表之間顯現出某種特定的聯系，且與腦可塑性有著非常密切的聯系。

1）背根損傷：1991年Pons開展了一項具有開創性的研究，在切斷獼猴C2-T4背根以去除手、前肢和頸部的感覺傳入，在去傳入的體感皮層SⅠ共記錄到124個部位的神經元對面部刺激發生反應，且面部逐漸向軀干部擴展并與軀干部形成異常的連接，其擴展的最小距離為5～8 mm，最大可達10～14 mm［2］。1994年Lund對Pons的工作做了進一步的研究，他將一根電極插入皮層SⅠ區，根據其距離皮層的位置深淺從上到下一共記錄了15個神經元。發現，感受野在拇指（第3和第5）的神經元與感受野在下頜（第4）和面頰（第6）的神經元緊密相鄰。感受野在上臂（第1和第7）的神經元與感受野在下頜（第2和第8）和外側面部（第6）的神經元緊密相鄰。在切除C2-T4背根后，支配去傳入區域的3b區并不立即對面部的刺激發生反應，提示皮層重建完成與否可能是關鍵［3］。1998年Jones在獼猴丘腦觀察到類似上述皮層發生的變化，在C2-T4背根損傷后，將13根微電極從后向前水平刺入丘腦腹后核（VP）記錄其神經元的外周感受野，發現感受野在面部所代表的區域最大且感受野在面部和軀干的神經元緊密相鄰，提示面部和軀干部在VP的感覺代表區緊密相鄰［4］。

同樣，在人類身上亦有類似的變化。Kew等在兩位因C5-T1背根慢性撕裂（上肢去傳入）而截肢的患者身上研究發現，按壓或振動觸摸刺激患側胸部或背部均產生手或前臂的患肢覺。有趣的是研究人員經過仔細地探查后發現，上述刺激作用于患者的面部不產生患肢覺。同時進行的PET結果表明，觸摸患側胸部導致皮層大面積的激活，較健側向外擴展了約20 mm。該擴展部分與正常手和手臂的皮層投射區重疊，提示去傳入的皮層區域被胸部傳入所激活。此外，在丘腦亦觀察到類似的變化［5］。

2）背索損傷：Jain等觀察了切除成年夜猴單側背索（C3-C4）對對側軀體感覺皮層3b區的手、面和手臂區域的作用。結果表明，完全切除背索后即刻，手區對手部刺激失去反應；部分切除背索后5 d，手區的去傳入部分對手部刺激仍然沒有反應；部分切除背索后36 d，保留的背索傳入的皮層區域發生擴展；完全切除8個月后，皮層的手區和手臂區對面頰的刺激起反應［6］。隨后Jain等又研究發現，完全或部分切除獼猴C3C5背索后22個月，在丘腦腹后核（VP）出現了類似3b的大規模重組，主要表現為面部的傳入擴展到去傳入的手部甚至是足部，手臂擴展到手，枕部頸部肩部擴展至手和足部［7］。此外，Jain等又從形態學的角度進行了研究，發現上述丘腦和皮層發生的功能重組與腦干密切相關。將辣根過氧化物酶（HRP）注入切斷C3C5的獼猴面部，HRP標記的面部感覺神經元的軸突一直延伸到楔狀核的中間部，而正常情況下該部位是手和前肢軸突終止的部位。C3C5損傷后18～33個月，新的外周傳入神經開始出芽，占據楔狀核的13，提示背索損傷后面部的傳入激活了皮層的手區。同時，去傳入的手區對保留的手部傳入的刺激和面頰部刺激均發生反應［8］。

同樣，許多學者在人類身上也有類似的發現。Moore等應用功能磁共振（fMRI）在一位T3-T12完全切斷8年后的患者身上發現，在其下胸部的感覺傳入喪失后，上肢的觸覺刺激使體感皮層去神經的軀干部發生異常的激活反應，其距離支配上肢的皮層區域約1.6～2.0cm［9］。Perani等進一步研究發現，胸段完全損傷后5～7年，感覺運動皮層出現上述類似的變化，上肢傳入已侵入至去神經的下肢的皮層區域［10］。Corbetta等觀察了高位頸髓損傷患者（肩膀以下手的感覺和運動功能喪失）和健康受試者軀體感覺運動皮層對手的振動刺激和舌頭移動時的激活反應，發現患者SⅠ手區對手的振動刺激不發生反應，舌頭移動時卻被激活，而正常情況下舌頭移動僅激活皮層外側面部，提示患者的面部激活區域已經侵入正常的手區［11］。

3）截肢：Florence等研究發現，猴肱骨中段截肢（手和前肢去傳入）后，支配手的皮層3b區神經元可被來自面部和上肢殘端的傳入同時激活。同時，在丘腦腹后外側核（VPL）手區也出現類似的情況，提示面部和上肢殘端在皮層3b區和丘腦已經發生相互擴展［12］。

在人類截肢患者身上進行的一系列研究則獲取了更加豐富的資料。Knecht等研究發現，觸摸刺激右上肢截肢患者面部、軀干部可引發的患肢覺和或患指覺，疼痛刺激左上肢截肢患者面部、軀干部同樣引發患肢覺和或患指覺［13］。Farne等在世界上首例接受雙手移植的一位33歲患者身上發現，移植5個月后手的觸覺敏感性迅速恢復。然而，同時觸摸右手和右側面部時，右手的感知被右側面部明顯遮蓋，其判斷刺激部位的準確率僅為45%。進一步的研究提示，截肢后面部區域入侵至原來的手部區域，使得手部區域對面部刺激發生反應；斷手再植后，手區開始逐漸恢復其失去的領地，并產生手面部的重疊區，對手和或面部刺激發生反應；隨著再植時間的推移，新建立的軀體感覺傳入代表區逐步同面部分離并最終恢復到其初始狀態［14］。Borsook等在一位肘部截肢24h后的患者身上觀察到，指壓、von Frey毛、針及毛刷四種不同刺激患側面部均不同程度地產生定位較為明確的患肢覺。截肢后1個月，毛刷刺激健側面部、手臂、足均不產生患肢覺；刺激患側面部和手臂在手產生患肢覺。同時進行的fMRI顯示，毛刷刺激產生腦部信號的變化與患肢的感覺變化有關，提示截肢后軀體感覺通路立即發生重建［15］。1998年Knecht等在6名健康志愿者身上進行了一項有趣的研究——模擬截肢患者的患肢覺。在一組試驗中，先給手一個非疼痛性刺激，然后再給予同側口唇一個非傷害性刺激，結果沒有人產生類似患肢覺樣的異常感覺。在另一組試驗中，先給予受試者手部疼痛刺激持續3 min，然后再給予同側口唇非傷害性刺激3 min。結果有2名受試者描述，在口唇非傷害性刺激期間手上分別同步出現了患肢樣的觸摸和移動的感覺。該研究結果表明，疼痛刺激誘發皮層手區對鄰近面部口唇區域的傳入表現出高反應性，提示在沒有去傳入的情況下，強烈的疼痛刺激也可能會導致皮層短暫的功能重組［16］。

可以看出，空間距離相距遙遠的體表與體表兩部位間存在特定的聯系，其中上肢（手）與面部之間的聯系尤為密切。同時，體表與體表的特定聯系在病理狀況下更加突出，與腦可塑性密切相關。應當指出的是，周圍神經、背根、背索、截肢等均導致軀體感覺的外周、脊髓、腦干、丘腦及皮層各級水平發生功能、結構及神經化學分子的變化，而并非僅限于皮層和丘腦［17］。

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［2］Pons TP，Garraghty PE，Ommaya AK，Kaas JH，Taub E，Mishkin M.Massive cortical reorganization after sensory deafferentation in adult macaques［J］.Science，1991，252（5014）：1857-1860.

［3］Lund JP，Sun GD，Lamarre Y.Lamarre，Cortical reorganization and deafferentation in adult macaques［J］.Science，1994，265（5171）：546-548.

［4］Jones EG，Pons TP.Thalamic and brainstem contributions to large-scale plasticity of primate somatosensory cortex［J］.Science，1998，282（5391）：1121-1125.

［5］Kew JJ，Halligan PW，Marshall JC，Passingham RE，Rothwell JC，Ridding MC，Marsden CD，Brooks dJ.Abnormal access of axial vibrotactile input to deafferented somatosensory cortex in human upper limb amputees［J］.J Neurophysiol，1997，77（5）：2753-2764.

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［8］Jain N，Florence SL，Qi HX，Kaas JH.Growth of new brainstem connections in adult monkeys with massive sensory loss［J］.Proc Natl Acad Sci U SA，2000，97（10）：5546-5550.

［9］Moore CI，Stern CE，Dunbar C，Kostyk SK，Gehi A，Corkin S.Referred phantom sensations and cortical reorganization after spinal cord injury in humans［J］.Proc Natl Acad Sci U SA，2000，97（26）：14703-14708.

［10］Perani d，Brunelli GA，Tettamanti M，Scifo P，Tecchio F，Rossini PM，Fazio F.Remodelling of sensorimotor maps in paraplegia a functional magnetic resonance imaging study after a surgical nerve transfer［J］. Neurosci Lett，2001，303（1）：62-66.

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［12］Florence SL，Hackett TA，Strata F.Thalamic and cortical contributions to neural plasticity after limb amputation［J］.J Neurophysiol，2000，83（5）：3154-3159.

［13］Knecht S，Henningsen H，H?hling C，Elbert T，Flor H，Pantev C，Taub E.Plasticity of plasticity Changes in the pattern of perceptual correlates of reorganization after amputation［J］.Brain，1998，121（4）：717-724.

［14］FarnèA，Roy AC，Giraux P，Dubernard JM，Sirigu A.Face or hand，not both：perceptual correlates of reafferentation in a former amputee［J］. Curr Biol，2002，12（15）：1342-1346.

［15］Borsook d，Becerra L，Fishman S，Edwards A，Jennings CL，Stojanovic M，Papinicolas L，Ramachandran VS，Gonzalez RG，Breiter H.Acute plasticity in the human somatosensory cortex following amputation［J］. Neuroreport，1998，9（6）：1013-1017.

［16］Knecht S，S?r?s P，Gürtler S，Imai T，Ringelstein EB，Henningsen H. Phantom sensations following acute pain［J］.Pain，1998，77（2）：209-213.

［17］Wall JT，Xu J，Wang X.Human brain plasticity：an emerging view of the multiple substrates and mechanisms that cause cortical changes and related sensory dysfunctions after injuries of sensory inputs from.

（2014-12-08收稿 責任編輯：洪志強）

Biological mechanism on the specific somaosomatic relationship——brain plasticity

Liu Jianhua，Xu Nenggui
（Guangzhou university of traditional Chinese medicine，guangzhou 510006，China）

The core of meridians theory consists of the specific somatosomatic and somatovisceral relationship，however，the specific somatosomatic relationship has not been drawn considerable attention.If this question will not be resolved，the theory of the selection of acupoints according to meridians pathway in acupuncture clinic has failure of scientific evidences.In recent ten years，amount of research revealed that there existed specific somatosomatic relationship following injuries of somatosensory afferens，which is closely related with brain plasticity.

Meridian；The specific somtosomatic relationship；Brain plasticity

R224；R245

A

10.3969j.issn.1673-7202.2014.12.001

國家重點基礎研究發展計劃（“973”計劃）項目（編號：2010CB530503）

許能貴（1964—），男，漢族，籍貫：安徽，研究員，博士生導師，主要研究方向：經絡研究及針灸治療腦血管病的基礎與臨床研究，E-mail：ngxu8018＠gzucm.edu.cn