基于fMRI任務態與靜息態對頭針療法的研究進展

李曉陵，王敬賢，李昂，李孟，曹丹娜，*，王豐，劉曉慧，姜曉旭，崔璇

微針理論基礎來源于傳統針灸學說，并與現代醫學相融而形成了獨立的理論體系[1]。其中頭針療法作為微針系統的重要組成部分，是在傳統針灸理論與功能解剖學、神經生理學等學科指導下，運用針刺等多種方式刺激頭部穴位或特定區域以防病治病的一種方法[2]。頭針療法自20 世紀70 年代初問世后便蓬勃發展，逐漸形成了諸多學術流派，如焦氏頭針、湯氏頭針等[3-4]。1989年世界衛生組織在日內瓦制定了《頭皮針穴名標準化國際方案》(簡稱《方案》)，按照分區定經，使傳統經絡腧穴理論與腦部功能分區密切關聯，逐漸成為頭針取穴的參照標準，也成為神經影像學研究的基礎。

盡管頭針因方法簡便和療效確切而廣泛傳播、享譽海內外，但其腦中樞機制尚不完全明晰。20 世紀90 年代以來，功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技術因較高的空間分辨率與時間分辨率及安全無損等優點，廣泛應用于神經影像學的研究。經過諸多學者不懈努力，該技術已運用到單個腧穴特異性、穴位聯合配伍、解析針刺療效影響因素等各方面的研究中，成為解開針刺謎團最有效的手段之一[5-6]。基于上述現狀，筆者查閱收集Pubmed、Cochrane、Embase、中國知網等國內外醫學數據庫對頭針功能成像報道的153 篇文獻，將其劃分為生理和病理狀態兩大類，并以此為依據，深入探討頭針療法腦功能成像的機理及未來發展方向。

1 生理狀態fMRI研究

1.1 靜息態fMRI方法

靜息狀態下功能磁共振成像(resting state fMRI，rs-fMRI)是一種經典的研究方法，指受試者在全身放松、心態平和、無復雜思維活動，無需執行任何復雜任務狀態下進行數據采集。因干擾因素少，實驗結果準確而普遍應用于臨床研究。其數據計算方法主要包括低頻振幅(amplitude of low frequency fluctuation，ALFF)、局 部 一 致 性(regional homogeneity，ReHo)及功能連接(functional connectivity，FC)等，這些方法中ALFF 作為一種可靠的相關幅度測量方法，常用于表現靜息狀態下局部自發性腦活動的強度和人腦內源性/背景神經生理過程；ReHo值的高低可以反映局部腦功能區神經元活動是偏向混亂還是穩定[7-8]。

譚小龍等[9]應用ALFF 與ReHo 法探討在健康中老年女性人群中施行頭針組穴針刺后腦區的激活情況，發現小腦區ALFF 值降低，而角回、楔前葉為主的腦區ALFF 值增強；顳上回、海馬旁回等腦區ReHo 值降低，而雙側楔前葉、顳上回、扣帶回、中央前后回為主的腦區ReHo 值增強。表明頭針可使與感覺、肢體運動、言語功能相關的腦區出現特異性腦活動改變。還有報道顯示，頭針可導致頂中線、頂顳前斜線和頂顳后斜線相鄰的腦區皮層ALFF 值降低，在舌回、楔葉、胼胝體及雙側枕葉ALFF 值也出現相應下降，并且這些區域與楔前葉的腦功能連接降低[10]。頭針還可使特定腦區如腦扣帶回、額內側回及額下回的功能連接度顯著增強；額中回與額上內側回功能連接度出現降低[11]。這些數據表明頭針增強了受試者參與認知和實施腦網絡調節系統的腦區與周圍鄰近腦區之間的相關性，大量動物實驗也驗證了上述研究成果[12-14]。由上可知頭針刺激使這些腦區廣泛激活，并協調整合形成腦網絡發揮臨床療效。

1.2 任務態fMRI方法

任務態指受試者在接受針刺任務狀態下進行實時影像數據采集，常用于觀察針刺的即刻效應[15]。掃描方法多為組塊設計與非重復事件相關設計，不僅可獲得針刺激活或抑制腦區的實時成像數據，還能通過改變針刺刺激量獲得信噪比較強的血氧水平依賴[16-17]。

為測驗頭針特異性及臨床效果，Zanardi 等[18]針刺左側頂顳前斜線中部2/5 前后誘導左手感覺運動區的功能調制，該位置對應上初級運動區域的肢體運動段。該研究通過比較頭針刺激前后的血氧水平數據信號來評價頭針作用，觀察到頭針對內隱運動任務選擇性的影響，上頂葉激活增加；對外顯手運動任務的選擇性影響使楔前葉激活增加，且針刺結束后仍存在上述效應。這些區域在保持對身體當前姿勢狀態的維持發揮著重要作用，并參與對運動的準確控制和策劃。我國學者康英杰等[19]運用ReHo 法分析頭部穴位實時針刺與掃描所獲數據，發現得氣狀態下中央后回、中央前回、腦島等多個腦區ReHo 值增高；兩側顳中回、小腦ReHo 值減低。相對于單純針刺，得氣狀態無疑引活了更廣泛的腦區，這可能是針刺治病要求得氣的內在中樞機制。羅詩蕾等[20]在探究不同性別對頭針后腦部功能變化差異的研究中也發現頭針可以作用于認知情緒調節相關腦區，且相同頭針刺激在丘腦部因性別差異ReHo 值出現明顯不同，這可能解釋了不同性別的重度抑郁癥患病率不同的腦中樞機制。魏翔宇等[21]的研究也發現頭針前后在大腦多個腦區ALFF 值出現明顯變化。這些研究表明頭針和體針一樣可以對大腦施加持續影響，而且其對局部腦區的雙向調節作用可能是發揮臨床效用的關鍵。

2 病理狀態fMRI研究

2.1 靜息態fMRI方法

郎奕等[22]采用體素形態學方法分析頭針療法對腦梗死患者大腦灰質結構損傷后的治療作用，發現治療兩周后頭針組與健康組相比在扣帶回、楔葉、楔前葉、舌回等8 個腦區灰質結構仍存在損傷，其中舌回和扣帶回屬新發腦灰質損傷。治療兩周后對照組較健康組在前扣帶回、后扣帶回、尾狀核、腦島、額內側回、楔前葉、中央后回等共計23 個腦區灰質結構存在損傷，其中顳橫回、后扣帶回、中央后回等9 個腦區屬新發腦灰質損傷。可以認為針刺頭穴在有效抑制腦梗后腦灰質損傷的進程中起到重要作用。許曉躍等[23]應用同種方法評價頭針對原發性失眠患者針刺治療效果，發現即使在治療后顳中回、豆狀核、海馬旁回等區域功能連接度對比正常人依然存在降低。Zhao 等[24]在研究頭針聯合低頻重復經顱磁刺激治療偏癱腦卒中臨床療效中發現頭針組或聯合治療組與常規康復組相比，兩組患者上肢運動功能評分和日常生活能力評分均顯著增加，患者較治療前健康狀況均獲得較大改善，兩組白質束如皮質脊髓束的功能評分顯著提升，在常規康復治療的基礎上，頭針加入可更好促進白質束修復。通過以上對比研究發現，頭針可通過對楔葉、楔前葉、海馬旁回、扣帶回等腦區神經元活動的調整，達到改善多種認知功能的目的，這可能是頭針治療認知、精神等相關腦部疾病的機理。這些研究均表明頭針治療對顱腦疾病有良好的臨床療效。

2.2 任務態fMRI方法

百會穴是頂區頭穴頂中線的起始端，是頭針任務態實驗設計中最常用的腧穴。蔣燕等[25]在針刺治療原發性失眠患者百會穴的研究發現扣帶回、扣帶前回、額中回、顳上回等腦區呈現正激活，其中扣帶回作為邊緣系統的重要組成部分，與情感、記憶等功能密切相關，在參與睡眠功能的大腦網絡結構中起主要作用。Deng 等[26]通過比較重度抑郁癥患者靜息態與任務態下腦區的不同表現得出結論，百會處頭針刺激可誘導重度抑郁癥患者基于楔前葉/后扣帶回皮質和前扣帶回皮質之間的功能連接值增加，楔前葉/后扣帶回皮質與前額葉皮質、角回和雙側海馬/海馬旁回之間的功能連接值降低，這也是重度抑郁癥患者與健康受試者之間表現出顯著差異的主要腦區。許多學者的研究也證實抑郁癥患者前扣帶回與抑郁癥的發病機制有重大關聯[27-29]。前扣帶回作為一個結構和功能復雜區，其功能表現與認知能力聯系密切，體積萎縮越嚴重，認知損傷越明顯。可以認為，頭針百會很可能是通過延緩或者修復前、后扣帶回體積萎縮，進而調整邊緣系統與大腦神經元網絡以達到治療失眠、抑郁等相關認知疾病的作用。

綜上所述，生理狀態下不同的頭針選穴所激活的特定腦區，如小腦后葉、角回、海馬旁回，其腦部功能分區與所主疾病息息相關。病理狀態下多種疾病接受頭針療法后的腦區表現說明，針刺可以通過協同調節扣帶回、楔葉、楔前葉等多個腦區發揮作用，達到改善運動功能與提升認知能力的目的。頭針療法可以協同調節多個不同腦區，提示或許可以從研究頭針療法的腦功能成像作用機制中揭開傳統針灸的神秘面紗。

3 問題與展望

頭針療法有著堅實的中西醫理論基礎，其作用機制是中外學者持續關注的熱點問題，其中磁共振成像技術在針刺腧穴影像研究中優勢最顯著，該技術可以客觀地表現針刺后中樞神經系統神經元活動的微觀變化，為反映腧穴針刺后不同腦區的交互作用提供可視化依據[30-32]。然而也存在幾點爭議。第一，頭針影像學研究的實驗設計多基于《方案》選取穴位，然而各派頭針在臨床實踐中各有所長，僅憑《方案》的研究結果可能無法完全闡明頭針臨床機制；第二，各項特定疾病人群受試者病理狀態下存在多種亞型，可能會影響實驗結果準確性。今后應在認識到上述不足的基礎上深入探討頭針療法的內在機制。第一，許多學者的研究表明，傳統針刺中捻轉、提插等手法可不同程度地影響得氣狀態，提升治療效果[33-35]。我們應比較研究各頭針流派，吸收各家優勢，完善頭針標準化方案，并加入頭針手法的影像學研究，使實驗數據更好地為推動頭針療法臨床應用提供科學指導；第二，近年來人工智能飛速發展，與影像醫學的結合愈加密切，在腫瘤檢出、定性診斷、靶器官勾畫等方面表現出日益顯著的優勢[36]。在以后的研究中可以利用人工智能技術嚴控制干擾因素，完善不同影響因素的參數設計，細化實驗方案，推動建立大樣本、多中心的針刺影像研究共享體系，推動影像組學、人工智能等前沿學科聯合應用以獲得對頭針治療疾病的精準影像學研究。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。