電針對血管性認知障礙大鼠腦功能局部一致性的效果

丁妍怡，張勝行，劉雨露，余燕，楊敏光，梁勝祥，柳維林，陶靜

1.福建中醫藥大學康復醫學院，福建福州市 350122；2.福建中醫藥大學康復產業研究院，福建福州市 350122

0 引言

血管性認知障礙（vascular cognitive impairment,VCI）是由于各種腦血管病變導致腦灌注不足，造成至少一個認知領域損害的臨床綜合征[1]。缺血性腦卒中患者約25%～30%會即刻或遲發認知障礙或癡呆[2]。隨著我國人口老齡化，VCI患病率也呈逐年增長趨勢[3]。一項調查顯示[4]，我國約有1 507 萬癡呆患者，其中VCI患者392 萬。VCI導致患者生活質量急劇下降，給家庭和社會帶來巨大負擔[5]。

VCI患者由于腦血管病變，導致神經元缺血缺氧變性壞死，或引起氧化應激、神經炎癥等病理改變，加重神經元壞死[6]，造成腦功能異常。皮質下缺血性VCI非癡呆患者前額葉皮質激活增加，皮質下缺血性血管性癡呆（subcortical ischemic vascular dementia,SIVD）患者前額葉皮質激活降低，蒙特利爾認知評估（Montreal Cognitive Assessment,MoCA）評分與SIVD患者額頂葉小葉激活區域密切相關[7]。

針刺被廣泛用于VCI的治療。多項Meta 分析顯示[8-11]，針刺可有效改善VCI患者的認知水平。針刺后，患者海馬功能連接水平增強[12-13]，記憶量表評分提高，認知衰退進程減慢；針刺可改善VCI患者工作記憶[14]。本研究利用血氧水平依賴功能磁共振成像（blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI）觀察電針百會、神庭對腦功能活動的影響，進一步揭示電針改善VCI工作記憶的可能機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

雄性Sprague-Dawley 大鼠18 只，體質量（280±30）g，購于上海斯萊克實驗動物公司，生產許可證號SCXK（滬）2017-0001。于福建中醫藥大學SPF 級實驗動物中心分籠喂養，許可證號SYXK（閩）2019-0002。動物實驗操作通過動物管理委員會審批，嚴格遵從國際動物保護法規施行。

1.2 儀器和試劑

戊巴比妥鈉（CQ6125000）：SIGMA 公司。動物用青霉素鈉：山東魯抗醫藥股份有限公司。異氟烷（R510-22）：RWD 公司。小動物磁共振成像儀（MiniMR-60 MRIsystem 7.0 T）：德國BRUKER 公司。華佗牌電針儀、毫針（直徑0.25 mm、長13 mm）：蘇州醫療用品廠有限公司。大鼠Y 迷宮、水迷宮：上海欣軟信息科技有限公司。

1.3 模型制作與分組

將大鼠分為假手術組（n=6）和造模組（n=12），造模組參照Wang 等[15]的方法造模。大鼠術前禁食24 h。2%戊巴比妥鈉2 ml/kg 腹腔注射麻醉，頸部剃毛，75%酒精消毒備皮。頸部正中切口，分離左右頸總動脈和迷走神經，外科縫合線結扎左右頸總動脈。

假手術組僅分離頸總動脈，不結扎。

清潔創口，縫合皮膚。腹腔注射動物用青霉素鈉溶液0.5 ml/kg；26 ℃左右自然蘇醒，回籠飼養。

術后12 d 對大鼠行水迷宮、Y 迷宮實驗，檢驗模型組大鼠工作記憶是否損傷。最終納入工作記憶障礙大鼠12 只，隨機數字表法分為模型組（n=6）和電針組（n=6）

1.4 干預方法

電針組于術后14 d 起電針百會、神庭，參照《實驗針灸學》[16]取穴，疏密波，頻率4/20 Hz，刺激強度1 mA，持續30 min，每周5 d，共4 周。模型組和假手術組僅抓取固定，不針刺。

1.5 評定方法

干預前后采用Y 迷宮、Morris 水迷宮進行評定；干預后行靜息態BOLD-fMRI掃描。

1.5.1 Y迷宮[18]

Y 迷宮用醫用有機板制作，由3 個完全相同的臂組成，規格為30×15×8 cm，各臂間夾角120°。3 個臂隨機規定為起始臂、測試臂、其他臂。訓練階段大鼠從起始臂出發，在迷宮內自由活動。測試階段，大鼠從測試臂末端出發，記錄8 min 內大鼠進入各個臂的順序。計算自發交替率。

其中，交替次數為連續進入3 個臂的次數，總記錄數為進臂次數之和。

1.5.2 Morris水迷宮[17]

Morris 水迷宮為直徑150 cm、高60 cm、水深30 cm的圓形水池；控制水溫為（25±2）℃；圓形平臺直徑6 cm，圓形水池側面均表面光滑。

第一象限測試：第1 天，將平臺放置于第一象限中央并低于水平面2 cm，大鼠放在平臺上學習15 s，隨后將其面朝壁從第三象限放入，若60 s 內爬上平臺則取出；若未爬上平臺，則將大鼠引導到平臺上學習5 s后再取出；15 min后，將其直接面朝壁從第三象限放入，記錄找到平臺所需時間（逃避潛伏期）。

第2～4 天，分別行第二、三、四象限測試，大鼠入水象限為平臺的對側象限。第5 天行驗證測試，平臺置于第一象限，直接將大鼠從第三象限放入，記錄其在60 s內的逃避潛伏期。

1.5.3 BOLD-fMRI

大鼠用異氟烷氣體麻醉后，放入鳥籠線圈內，用牙桿、耳桿固定大鼠頭部。大鼠專用頭部線圈置于大鼠頭部表面，T2WIRARE 序列：TE/TR 35/4000 ms，FOV32×32 mm，層數21，層厚1 mm，平均次數2。

BOLD-fMRI掃描參數：TE/TR 28/2000 ms，FOV32×32 mm，層數21，層厚1 mm，平均次數1，圖像大小64×64，時間點200。

采用DPABI（http://rfmri.org/dpabi）進行數據分析，包括圖像格式轉換、時間矯正、頭動矯正、空間標準化、去線性漂移，0.01～0.1 Hz 濾波，計算ReHo 并平滑。采用一般線性模型建模，采用單因素方差分析比較平滑后ReHo，當P＜0.001 且體素＞20 認為有顯著性差異，將有顯著性差異的區域疊加到Paxinos 空間的大鼠T2標準腦圖像。

1.6 統計學分析

采用SPSS 25.0 統計軟件進行數據分析。經檢驗符合正態分布且方差齊，數據以（）表示，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD 法。顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 Y迷宮

干預前，模型組和電針組交替率較假手術組下降（P＜0.05）；干預后，電針組交替率較模型組上升（P＜0.05）。見表1。

表1 干預前后三組交替率比較 單位：%

2.2 Morris水迷宮

干預前，模型組和電針組各象限逃避潛伏期均較假手術組下降（P＜0.05）。見表2。干預后，電針組各象限逃避潛伏期均較模型組上升（P＜0.05）。見表3。驗證測試中，三組逃避潛伏期無顯著性差異（P＞0.05）。見表4。

表2 干預前三組各象限逃避潛伏期比較 單位：s

表3 干預后三組逃避潛伏期比較 單位：s

2.3 BOLD-fMRI

與假手術組比較，模型組雙側海馬、嗅覺皮質、感覺皮質、聽覺皮質，左側紋狀體等腦區ReHo 降低（圖1）；與模型組比較，電針組雙側前額葉、海馬、嗅覺皮質，左側杏仁核等腦區ReHo 升高（圖2）。各組ReHo值見表5。

表5 各組大鼠ReHo值比較

圖1 模型組與假手術組相比ReHo下降的腦區

圖2 電針組與模型組相比ReHo上升的腦區

3 討論

本研究顯示，電針百會、神庭可改變海馬、前額葉、嗅覺皮質、杏仁核等腦區功能活動狀態，可能是電針改善血管性癡呆后工作記憶障礙的機制。

VCI屬中醫“癡呆”“善忘”“健忘”等神志病范疇[19]，病位于腦，針刺頭部穴位可激發經氣，疏經通絡。在認知功能障礙針灸治療中，取經最多的是督脈，使用穴位最多的是百會、神庭[19]。

針刺百會、神庭治療VCI有較好效果[20-23]，可改善患者簡易精神狀況檢查（Mini-Mental State Examination,MMSE）評分、MoCA 評分、韋氏記憶量表評分[8,24-25]。系統評價顯示[26]，針刺可有效改善VCI患者的整體認知功能。本研究顯示，電針百會、神庭可改善VCI大鼠工作記憶。

腦血管病后腦區功能活動減低。與健康人相比，SIVD 患者雙楔前葉的低頻振幅（amplitude of low-frequency fluctuations,ALFF）較低，雙側前扣帶皮質、左腦島和海馬的ALFF較高，左島葉ALFF值與患者Mo-CA 和MMSE 評分間呈負相關[27]；血管性癡呆伴腦白質疏松癥患者ALFF 的差異主要存在于后扣帶回皮質/楔前葉和右側顳下回，執行功能損害與左側楔前葉的平均ALFF 呈正相關[28]。進行Stroop 色詞測試時，與健康人相比，阿爾茨海默病和SIVD 患者皮質激活位置相似，包括雙側額中回和額下回，癡呆患者的腦區激活明顯減少[29]。本研究顯示，模型大鼠海馬激活減少，同時嗅覺皮質、感覺皮質、聽覺皮質、紋狀體的活動也下降。海馬與認知功能高度相關[30]。研究發現[31]，主觀認知功能下降患者雙側初級嗅覺皮質激活下降，與MoCA 評分呈正相關，嗅覺識別能力下降。推測模型大鼠可能存在嗅覺障礙，有待進一步解釋和驗證。

工作記憶是一種包含目標維持、干擾控制和記憶容量域的記憶形式。工作記憶與前額葉，尤其是背外側前額葉（dorsal lateral prefrontal cortex,DLPFC）密切相關[32]；左DLPFC對在工作記憶中操縱語言和空間知識，如字母、數字排序是必要的，右DLPFC 對于語言和空間推理，如算術、矩陣推理的應用測試至關重要[33]。后頂葉皮質承擔著存儲工作記憶表征的作用[34]。視覺工作記憶因可存儲、處理環境信息并執行，被認為是認知的核心內容[35]。在編碼過程中，前額葉通過自上而下的控制與感覺區域和后頂葉皮質交互，確保任務相關信息由感覺區域正確編碼并傳輸到后頂葉皮質存儲；前額葉也可能存儲一些視覺工作記憶信息[36]。海馬是參與工作記憶的重要腦區之一[37]，后部海馬損傷導致連續工作記憶錯誤發生率增加[38]；輕微的雙側海馬體損傷也會在艱巨任務中阻礙工作記憶的形成[39]。海馬更可能在工作記憶的維持而不是編碼中發揮作用[40]。成年小鼠進行工作記憶任務訓練9 d 后，前額葉和海馬突觸后電位增加[41]。工作記憶任務也需要杏仁核參與[42-43]。

針刺可引起腦區功能活動改變。健康人接受電針百會、印堂5 min 和15 min 后，額葉、扣帶回和小腦等腦區功能活動改變，且拔針后15 min 時變化更高，表明電針對腦功能活動有持久而強烈的作用[44]。針刺無癥狀偏頭痛患者的百會、風池等穴，參與疼痛和情緒調節的腦區被激活，偏頭痛癥狀緩解[45]。Wen 等[46]發現，電針百會、神庭可逆轉認知相關腦區，包括海馬、壓后皮質、扣帶回、前皮質和感覺皮質的ALFF，提高缺血性腦卒中大鼠的認知功能。本研究顯示，針刺使VCI大鼠海馬、前額葉和杏仁核等與工作記憶相關的腦區功能活動增強，同時工作記憶提升。

綜上所述，本研究顯示，針刺百會、神庭可以改善VCI大鼠的工作記憶障礙，可重新激活認知相關腦區，如海馬、前額葉、杏仁核等；腦區功能活動改善可能是針刺改善VCI工作記憶的機制之一。

后續可進行百會、神庭特異性研究，不同配穴研究，以及即時效應的研究。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。