針刺合谷穴與足三里穴對腦功能的動態觀察

闞書慧,顧星

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針刺合谷穴與足三里穴對腦功能的動態觀察

闞書慧,顧星

(湖南中醫藥大學,長沙 410208)

目的 探討針刺合谷穴與足三里穴對中樞神經系統的即時效應。方法 對9例健康志愿者采用針刺合谷、足三里及非經非穴,實時觀察受試者腦磁圖的動態變化。結果 針刺合谷、足三里和非經非穴對照點腦磁圖變化有差異。結論 腦磁圖檢測對合谷穴與足三里穴的循經感傳研究具有一定的特異性,兩穴針刺對腦部影響區域有差異。

針刺療法;穴,合谷;穴,足三里;腦磁圖

循經感傳現象是針灸經絡研究中較為重要的方面。手陽明大腸經起于手食指商陽穴,沿上肢外側前緣,到達頭面部,止于鼻旁迎香穴。合谷穴作為該經的原穴,是治療頭面疾病的常用穴位,古人云:“面口合谷收。”足陽明胃經起于鼻翼旁迎香穴,本經脈分支從膝下3寸處足三里穴分出,下行入中趾外側端,古人云:“肚腹三里留。”足三里穴作為四總穴之首,具有明顯的整體調節作用。假設針刺合谷穴與足三里穴能誘發“循經感傳”現象,其合谷穴是沿經脈走向到達頭面部,而足三里穴是沿經脈作用于胃腸,兩者勢必將影響腦功能的變化。

腦磁圖(magneto encephalo graphy, MEG)是通過非侵入性測量微弱的腦磁場信號來研究大腦活動的一種方法,其檢測腦神經電流在腦神經元細胞內的流動,通過無損傷性檢測對腦神經電流產生的微弱生物磁場的檢測來獲取腦功能信息[1]。MEG具有毫秒級的時間和空間分辨率,超導物理學和低溫技術是其核心技術,非侵入性檢測使受檢者無任何痛苦,頭皮、毛發等組織對低頻磁場幾乎無阻礙,可對腦生理活動進行實時觀測。因此,使用磁記錄可以獲取比腦電圖更準確的有關腦神經活動源的信息,多用于神經系統疾病的應用研究(如癲癇)。因此,針刺合谷穴與足三里穴采用MEG作為觀察腦功能變化的手段,具有一定理論依據。為了更好地開展深層次的相關研究,筆者在這方面作了一些探索,以期說明穴位特異性對腦功能的影響。

1 資料與方法

1.1 受試者

9名健康志愿者,其中男4例,女5例,年齡為25～30歲,均為右利手,均無神經系統和精神障礙史,對針刺無恐懼心理,試驗前告知受試者針灸實驗內容,但不告知分組情況。將9例受試者隨機分為A組、B組和C組,每組3例。

1.2 儀器

腦磁圖儀(MEG)為加拿大VSM醫療技術公司生產的275通道全頭型腦磁圖影像系統,使用一階徑向型磁場梯度計和合成三階磁場梯度計軟硬件相結合。

1.3 方法

1.3.1 定位

受檢者端坐在木制座椅上,以人的左右耳以及鼻梁處所在的空間位置作為設定標記,在這3個標記處分別放置維生素E膠丸貼膠布固定,并攝像存檔,以便MRI檢測時重復定位。建立頭部球形坐標系以X、Y、Z3點為基點。頭部坐標系為,X軸為通過雙側耳孔的連線,Y軸為鼻梁凹陷點與X軸的垂直線,Z軸為頭頂中點與X軸的垂直線。

1.3.2 MRI與MEG檢查

MRI檢查采用GESignaNV1.5T超導型MR儀。受試者取仰臥位,以海綿墊固定頭部。平掃采用FSE序列獲得T1WI和軸位T2WI,參數為TR500 ms,TE102 ms,層厚為8 mm,層間距2 mm,FOV為240 mm×240 mm,矩陣為256×256,NEX2。三維結構掃描采用3D-SPGR序列行矢狀位全腦掃描,參數為TR33.33ms,TE9ms,FOV為240 mm×240 mm,矩陣為256×256×54,NEX1。檢查完畢后囑受試者進入磁場屏蔽室,于其鼻根和雙側耳前設定定位線圈,采用275導超導量子干涉設備(super-conducting quantum interference device, SQUID)的全頭傳感器,垂直于頭皮的方向測量腦磁場。以三梯度線圈去除周圍噪聲,采樣頻率設置為3 Hz。采集腦磁圖信號時,信號由帶通0.03～300 Hz濾過,并行1000 Hz數字化處理,疊加2000次,受試者頭動應≤5 mm,如頭動＞5 mm,則重新記錄1個時段。

1.3.3 針刺

受檢者平臥于檢測床上,頭部伸入頭盔式球形探測器后,保持安靜并睜開雙眼,眼睛注視房頂的1個點,以盡量避免眨眼和眼球的轉動,在磁屏蔽室內對大腦進行磁場檢測(MEG)。A組由專人針刺合谷穴,B組針刺足三里穴,C組針刺非穴對照點。合谷定位在手背,第一、二掌骨間,第二掌骨橈側的中點處;足三里定位在小腿前外側,當犢鼻下3寸,距脛骨前緣一橫指(中指) (參照國家標準《經穴部位》)。非穴對照點定位為,以第一、二掌骨交匯處為頂點,拇指連食指的指蹼為底邊的區域內,非穴對照點在此區域底邊中點上1 cm處,距合谷穴2 cm。用75%乙醇常規消毒局部皮膚,采用長20 mm毫針針刺。記錄時間為0～360 s,帶通置于1～70 Hz,疊加2000次,進行1000 Hz數字化處理,結果存盤。

1.3.4 數據轉換及處理

采用信號分析和MEG神經網絡的融合,根據鼻根和雙側耳前標志點設定頭模型化,使之與MRI所示表相適應,排除金屬異物和肌肉活動偽影。根據不同時間和頻率確定穴位刺激反應,將頭模型censor軟件團分為5 mm×5 mm×5mm的體素;應用MEG Processor軟件,根據相應時間和頻率確定穴位刺激反應起源點和傳導途徑,將磁信號源顯示在相應部位MRI上,最終形成三維腦功能影像圖。連續小波變換在低頻域對頻率敏感,在高頻域對時間敏感,設sigma=6用于頻率分析,共獲275個頻譜圖,每個頻譜對應一個傳感器。將275個頻譜疊加、平均,得到腦部累積頻譜(見圖1、2)。利用MEG Processor軟件將頻率組分磁源定位,得到每名受試者的磁源性影像(magnetic source imaging, MSI),使用小波變換信號集束器定位頻率組分分析針刺“得氣”后受試者腦激活區頻率強度變化,觀察不同針刺時間腦功能活動的差異,分析針灸后腦區活動的影響。

2 結果

2.1 3組波譜結果比較

在A組和B組的累積波譜中,針刺前僅有a波的頻率組分能量較高;針刺后,除a波處于高能外,其他頻率組分的能量增高(見圖1、2)。在C組的累積波譜中,針刺后另有2個頻率組分激活,但激活能量值很低,無顯著性差異(見圖3)。

注:實箭頭為a波,空箭為激活的頻率組分

圖1 A組針刺前后各個時間段累積波譜示意圖

注:實箭頭為a波,空箭為激活的頻率組分

圖2 B組針刺前后各個時間段累積波譜示意圖

注:實箭頭為a波,空箭為激活的頻率組分

圖3 C組針刺前后各個時間段累積波譜示意圖

2.2 腦區激活

2.2.1 A組

由圖4可見,A組激活的腦區有小腦(上半月小葉),對側中央前回、中央后回,對側枕上小葉、枕上回等。其中激活的中樞神經包括軀體運動區、輔助運動區等,該腦區與肢體運動相關,可能是合谷主治中風、癱瘓、癲癇的腦功能基礎;激活大腦中央前后回以及激活的面口部的皮層投射區與手部的皮層投射區相近,并對這一區域的功能連接發生了影響,進一步解釋了針刺合谷穴治療面口部疾病的科學依據。激活的小腦通過與大腦、腦干和脊髓之間的聯系,調節嘔吐中樞以及前庭神經、脊髓運動,進而控制眩暈、嘔吐。而針刺后激活的腦區還包括雙側枕上葉和枕上回,筆者認為針刺鎮痛效果并非通過單一腦功能區,而是通過有功能聯系的多個腦功能區的相互作用而實現。

圖4 A組治療后激活的腦區示意圖

2.2.2 B組

由圖5可見,B組激活的主要腦區有對側中央前回、中央后回,對側頂下小葉、枕上回,對側丘腦內囊前肢尾狀核頭等。其中激活的對側頂下小葉、對側中央前回腦功能活動的增加與語言、運動、認知相關的腦功能區及邊緣系統相聯系的激活效應,可能正是說明針刺足三里后可促進失語、運動功能和認知功能的改善的機理。在腦成像上顯示對側下丘腦區的激活狀態可能與針灸鎮痛有密切聯系,而針刺激活的丘腦等大腦邊緣系統功能區,又為針刺足三里具有調理胃腸神經、增強免疫功能提供了客觀的依據。激活對側中央前回、后回等與運動相關的腦功能區,并能激活與雙側運動相關的腦功能區,為針刺足三里穴治療肢體運動功能障礙提供影像學依據。最終發現與針刺合谷穴同理,針刺足三里激活的腦區并不單一,而是通過多個腦區起作用的。

圖5 B組針刺后激活的腦區示意圖

2.2.3 C組

C組在針刺后波幅、頻譜均無顯著差異,無法在MRI上定位。將增高的頻率組分定位于MR圖像上,可以從影像資料看出腦區激活隨時間推移呈現出從前腦向后腦逐漸轉變的趨勢,即從低級中樞激活到高級中樞的激活過程。由此推測,針刺合谷穴和足三里穴可通過神經網絡通路激活腦區而產生療效。

3 討論

中醫學理論中的“腦”,主要強調的是意識思維功能活動[2],而MEG的優勢在于能夠實時瞬間地對腦神經電流的功能變化進行觀察[3]。兩者如何有機結合,加快中醫學理論研究的發展,值得探討。

針灸刺激穴位引起腦功能的變化,以解釋循經感傳現象以及針刺鎮痛有效作用途徑是目前需要探索的課題[4]。筆者認為中醫應用MEG技術進行研究,可能會在針灸經絡學說的研究中取得進展,針灸從某種意義上理解是一種物理量對穴位的體感刺激,記錄實時體感刺激是腦磁圖技術的長處[5],對穴位與非穴的相同刺激,將增高的頻率組分定位于MR圖像上,可以看出腦區激活隨時間推移呈現出從前腦向后腦轉變的趨勢,即從低級中樞激活到高級中樞的激活過程。由此推測,針刺合谷穴和足三里穴可通過神經網絡通路激活腦區而產生療效。筆者通過回顧文獻發現,大部分針刺對腦功能的研究文獻,局限在大腦的空間定位上,而對實時動態的腦功能觀察較少[6]。隨著MEG和MRI的聯合應用,使針刺研究從以往單純腦功能定位到腦神經網絡水平的研究,而腦神經網絡學研究針刺機制,更符合于大腦生理學[7]。那么利用MEG進行針刺的腦功能研究,繪制穴位作用在人腦不同功能區精確的網絡圖,為針刺作用機制找出客觀的可視性依據[8],但是用科學完整的理論來解釋針刺對腦的影響,尚需克服諸多問題,如針刺手法之不同、得氣強弱、儀器穩定性和參數設置的不同,都有可能導致實驗數據的差異。本文僅在兩條經脈上的兩個穴位與非穴點之間,進行了MEG的觀察。陽經與陰經穴位有何差異？腧穴配伍后的腦功能變化與單穴研究是否相同？尚不得而知。因受限于MEG檢測費用昂貴,受試者例數較少,難以說明在病理狀態下腧穴的治療作用。故針刺對腦功能作用原理與MEG之間的研究結合點仍需進一步探索。

因此,在以后的研究中有必要設計一套標準操作規程,定義針刺深度、針尖方向、行針手法和留針時間,以提高針刺對腦功能研究的重復性與可信度。

本研究得到了南京腦科醫院的熱情幫助,謹表謝意。

[1] 潘映輻.腦磁圖與誘發電位發生源研究概況[J].臨床腦電學雜志, 2000,9(4):242-244.

[2] 戴西件,龔洪翰.功能磁共振成像評價針刺在四肢經穴臨床應用的研究進展[J].現代中西醫結合雜志,2012,21(7):781-784.

[3] 林棟.穴位腦功能效應的時空特異性初探[J].江西中醫藥,2011, 42(7):54-56.

[4] 贠明東,熊娜,郭明陽,等.基于功能磁共振成像技術的針刺作用機理研究現狀及展望[J].中國中醫藥信息雜志,2012,19(3):103- 105.

[5] 石文英,章微.腦功能磁共振成像技術在針刺研究中的應用概況[J].湖南中醫藥大學學報,20l0,30(7):79-81.

[6] 傅海揚.功能磁共振成像觀察針刺和麥粒灸足三里穴對大腦作用的中樞機制[D].南京中醫藥大學,201l:7-10.

[7] 邵媚媚,劉智艷,曹琳.功能性磁共振成像技術在針灸領域的研究現狀[J].山西中醫,201l,27(9):54-57.

[8] 方繼良,劉保延,朱兵,等.針刺不同穴位腦效應的fMRI研究近況[C].第十一次全國中西醫結合影像學術研討會暨全國中西醫結合影像學研究進展學習班,2010:166-168.

Dynamic Observation of the Effect of Acupuncture at Hegu (LI 4) and Zusanli (ST 36) on Brain Function

QUE Shu-hui, GU Xing.

Hunan University of Chinese Medicine,Changsha 410208,China

Objective To reveal the real-time effect of puncturing Hegu (LI 4) and Zusanli (ST 36) on the central nervous system. Method Nine healthy volunteers were observed for the dynamic change of magnetic encephalography (MEG) after receiving acupuncture at Hegu (LI 4), Zusanli (ST 36) and non-acupoint. Result Acupuncture at Hegu (LI 4), Zusanli (ST 36) and non-acupoint can produce different effects on MEG. Conclusion MEG can be a specific detection in studying the sensation transmission of Hegu (LI 4) and Zusanli (ST 36), and acupuncture at the two points can affect different regions of brain.

Acupuncture therapy; Point, Hegu (LI 4); Point, Zusanli (ST 36); Magnetic encephalography

R246.9

A

10.13460/j.issn.1005-0957.2015.05.0475

2014-10-18

1005-0957(2015)05-0475-05

闞書慧(1988 - ),女,2012級碩士生

顧星(1960 - ),男,教授,E-mail:gx217@163.com