針刺腧穴的腦機制研究進展

胡玲慧，?博凱，左清方，何彥霖，王紀超，徐奕來，吳偉

作者單位：上海體育學院，上海 200438

經絡是人體內運行氣血的通道，對人體各臟腑之間的協調和體表的聯系具有調節作用。當外邪入侵體表時，可以通過經絡傳到臟腑，臟腑之間也可按照一定順序進行傳變。《靈樞·經別》云：“夫十二經脈者，人之所以生，病之所以成。”因此，中醫經絡學說對臨床各科皆有重要指導作用。經絡既是病邪侵襲的通路，也是疾病發生、病證變化的途徑，腧穴主要是建立在經絡系統的基礎上，是人體臟腑經絡之氣在體表輸注的特殊部位[1]。針刺引起的感覺源于外周針刺自下而上的刺激作用以及自上而下的大腦調節[2]。臨床上通過針刺和灸等方式刺激腧穴可以起到治病作用，以近治、遠治和特殊作用為主治特點。針刺作為中醫獨有的外治手法，通過一定手法，如捻轉補瀉、提插補瀉、迎隨補瀉等，刺激腧穴產生“得氣”感，可以起到治病和保健作用[3-4]。

腦為“元神之府”，是主宰生命活動的重要器官。《靈樞·海論》云：“髓海不足，則腦轉耳鳴，脛酸眩冒，目無所見，懈怠安臥。”說明視、聽、言、動等功能與腦高度相關[5]。因此，針刺腧穴是否通過“元神之府”起到相應治療和保健作用，具有較高的研究價值。目前多種腦刺激研究技術證明了針刺能夠增強腦功能網絡連接，提高信息傳遞效率[6-7]。本文總結分析了近幾年針刺和腦機制研究熱點技術，為針刺腦機制研究提供一定參考依據。

1 針刺腦機制研究技術

1.1 功能磁共振成像

功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）是一種無損害且動態的檢測技術，通過監測大腦血流通過腦細胞時產生的磁場變化，可以精確展現大腦結構與功能的關系，實現腦功能成像[8]。

基于fMRI 發現，針刺可以促進大腦皮層網絡重組，包括初級運動皮層、運動前皮層、輔助運動區、額頂葉網絡和感覺運動網絡等，調節神經可塑性[9]。劉初容等[10]研究中，對針刺健康成人舌根部穴前后進行fMRI 任務掃描，發現針刺可以增強吞咽相關腦區興奮性，從而提高吞咽效率。胡偉等[11]對功能性消化不良患者針刺足三里，發現針刺足三里穴能夠激活海馬及下丘腦等區域，且血清胃泌素含量降低。因此，推測存在針刺穴位—經絡—中樞—臟腑這一調控機制。曹丹娜等[12]通過fMRI 監測針刺輕度認知障礙患者太溪穴時腦神經元活動情況，發現多個腦區被激活，推測針刺太溪穴可影響認知活動相關區域，進一步改善病理性失衡的認知回路。陳瑾等[13]研究中，同樣采用fMRI 監測針刺太沖穴及不同配穴，發現太沖配穴主要對視覺相關的枕葉產生影響。在動物實驗中，建立大鼠大腦中動脈閉塞模型，進行電針干預足三里和曲池穴，經fMRI 發現，大鼠梗死面積明顯減少，增強了大鼠左運動皮層和腦皮層之間的功能連接[14]。

fMRI 在神經學科的臨床領域已被廣泛應用，如采用fMRI指導精準癲癇病灶切除術[15]。fMRI還可以對阿爾茨海默病、腦卒中治療后的功能恢復進行指導，定性、定量檢測藥物的療效[16]。fMRI可以很好幫助觀察腦部各區域的神經元活動狀態，從而利于我們研究針刺不同穴位對腦部不同功能區域的影響。fMRI 操作簡單，但是需要受試者平躺于相對密閉空間內。因此，研究針刺的穴位有所限制，且需要考慮環境因素是否影響大腦活動。此外，雖然fMRI的應用越來越廣泛，但是其操作和分析的方法需要有一個統一的標準，以便于在腦機制研究中更具說服力[17]。

1.2 正電子發射斷層掃描

正電子發射斷層掃描（positron emission tomography,PET）是一種微創成像程序，通過檢測半衰期較短的放射性核素在體內的代謝過程，從而對疾病進行診斷[18]。

郭妍等[19]研究中，采用PET監測針刺人迎穴對自發性高血壓大鼠腦功能區域的影響，發現針刺人迎穴可以增加大腦葡萄糖代謝，并降低血壓。Lai 等[20]采用PET 監測針刺健康人群外關穴，發現可以激活大腦皮層Brodmann7 區（體感聯合皮層）、13 區（腦島）、18 區（視覺聯合皮層）等11 處，假針刺外關穴則能夠激活大腦皮層Brodmann4 區（初級運動皮層）、6 區（前運動皮層）、7 區（體感聯合皮層）等6 處，真假針刺外關穴時腦代謝變化存在顯著差異，且主要集中在小腦。張虹等[21]研究中，采用PET-CT 監測電針創傷后應激障礙患者時腦葡萄糖代謝水平變化，結果顯示其腦島、海馬、丘腦等激活區域明顯減小，這些部位可能是治療創傷后應激障礙的重要靶點。

PET 技術類似于fMRI，在大腦深層次監測具有一定優勢，在腫瘤、冠心病和腦部疾病的診療中具有重要價值[22]，可以評估心肌灌注、活力、動脈粥樣硬化斑塊活動等，PET/MRI和全身PET 成像等先進的掃描技術都將會推動該領域發展[23]。但是其價格昂貴，研究成本較高。因此，利用PET 研究針刺作用的研究相對較少。

1.3 腦電圖

腦電圖（electroencephalogram, EEG）發明于100多年前，主要記錄頭顱表面綜合電位，通過不同頻率的波幅、波形和位相等形式反映腦生物電活動。至今EEG 仍是諸多研究的首選方法和臨床中常使用的方式[24]。EEG 僅對大腦皮層活動較為敏感，對深部腦組織并不是很敏感。根據頻率的高低將波形分為α 波、β 波、θ 波和δ 波，結合不同的位相、波幅、波形等加以應用。EEG可以對腦電活動進行實時動態監測，有利于分析針刺時效性[24]。

黃杏賢等[25]研究中，通過“調任通督”法（氣海、關元、百會、印堂、鳳池、神門、內關等），探討針刺治療輕中度抑郁癥臨床療效。采用EEG 監測觀察其腦機制，結果顯示“調任通督”針刺法可以改善抑郁癥狀，且其腦機制與右腦額區θ 波改變相關。張艷等[26]研究中，應用EEG進行頭皮針和體針取穴可以降低癲癇發作間期致癇灶及周圍腦區的α1、α2、β2、θ 和δ 頻段的絕對功率，從而改善癲癇發作期癥狀。陳玉寶等[27]針刺腎俞、太溪和百會等穴治療血管性癡呆，結果顯示針刺治療30 天后，θ 頻段、δ 頻段相對功率值降低，α 頻段相對功率值增多。

EEG臨床上主要用于癲癇、腦血管和顱內占位性病變的檢查[28]。同時EEG作為一種監測大腦神經活動的技術方法，在研究中也較為常用。但是EEG 容易受到各種因素干擾（如緊張、疲勞、頭發油膩等），在使用需注意識別和排除。

1.4 經顱磁刺激

經顱磁刺激（transcranial magnetic stimulation, TMS）是一種基于電磁感應原理無創且安全地刺激大腦皮層神經元的設備。主要有三種刺激模式：單脈沖TMS、雙脈沖TMS 和重復性TMS[29-30]。瞬間產生大電流通過磁頭線圈，引起磁場變化，刺激初級運動皮層。當刺激強度達到一定值后，產生運動誘發電位（motor evoked potential, MEP）。同時，刺激產生的肌肉活動可以被肌電圖記錄[31]。

臨床研究中，TMS 主要被用來作為一種干預方法治療疾病，起到一定療效作用。賀曦等[32]研究中，針刺鳳池、懸顱、率谷等穴，同時結合TMS 刺激治療偏頭痛，結果顯示其效果優于單用針刺效果。此外，針刺結合TMS 對腦梗死、腦癱和失眠等疾病都具有較好的療效[33-35]。TMS 作為一種非入侵腦刺激裝置，可以良好地顯示臨床和基礎科學數據。TMS能夠觸發神經元的可塑性和增強突觸傳遞，但其作用機制具有多樣性，會給基礎研究和治療標準化帶來一定麻煩[36]。

目前，TMS 技術主要應用于臨床治療中，而基于TMS 可以刺激大腦皮層神經元的特性，TMS也可以用來反映大腦皮層神經元活動情況。MEP用來測試大腦皮層興奮性，短間隔皮層抑制（short latency intracortical inhibition, SICI）和長間隔皮層抑制（long latency intracortical inhibition,LICI）測試大腦皮層抑制性[37]。有研究發現[38]，靜息狀態下，針刺足三里可以促進大腦運動皮層興奮性和降低大腦運動皮層抑制性，證實針刺足三里可以影響大腦運動皮層活動。

1.5 事件相關電位

事件相關電位（event-related potential, ERP）形成于EEG 基礎之上，在感覺系統或者腦特定區域，通過觸發或撤消特殊心理意義（即事件）刺激，誘發特殊腦電位變化（圖1）。其中，P300成分（特定波形）是ERP的內源性成分，反映了腦內信息、記憶、判斷和推理的過程[39]，在認知功能中廣泛應用，被認為是大腦活動的表現。P300的潛伏期反映了神經活動和處理的速度；P300振幅反映了大腦在信息處理過程中調動資源的廣度[40]。運動關聯電位（movement related cortical potentials,MRCPs）是從頭皮上記錄到大腦產生與運動相關聯的電位，不僅反映動作執行過程中腦電變化，還能夠反映在任務準備階段的腦電活動。ERP 主要通過對特定成分波形的振幅和潛伏期判斷受試者對任務刺激的反應，目前臨床主要研究領域包括癡呆、抑郁、認知障礙，且多與針刺調控相結合[41]。

圖1 事件相關電位示例。

劉燕菁等[42]研究發現，頭針聯合耳穴治療可以縮短P300潛伏期及升高P300波幅，在一定程度上改善男性酒精依賴者認知功能。吳永剛等[43]用頭針針刺不同區域，并通過ERP 提取MRCPs，發現針刺能縮短運動準備時間和促進對側偏癱肢體運動功能。Liu等[44]研究發現，針刺健康人群足三里可以提升事件相關電位N2 波伏，增強警覺性和執行控制網絡，提高認知能力。

ERP 操作相對簡單，但是事件操作時間往往較長，易造成受試者疲勞，無法很好集中注意力。且必須在大腦特定部位被監測，出現特定波形和電位等[45]。此外，ERP 需要聯合EEG使用，同樣存在著EEG的一些不足。

2 針刺腦機制臨床研究現狀及探討

本文利用中國知網（CNKI）和PubMed 數據庫，搜索了2016～2021 年有關針刺和fMRI、PET、EEG、TMS、ERP 的臨床研究（主題詞：針刺，acupuncture；fMRI；PET；EEG；TMS；ERP）。結果如圖2 所示，可以發現fMRI 在針刺腦機制研究中屬于較為熱門的方法。

本文所探討的fMRI、PET、EEG、TMS和ERP在研究中都存在著一定的優缺點（表1）。fMRI 和PET 相對可以更加深入反映大腦各區神經活動情況，但是其價格昂貴，給研究人員造成很大的經濟負擔。EEG、TMS 和ERP 在研究成本上具有較大優勢，但EEG 在腦電帽佩戴時，需要花費較長時間，以確保每個點位信號都能連接，因此EEG 在研究針刺即刻效應也可能存在一定不足。ERP操作雖然簡單，但需要EEG聯合使用。相較而言TMS 是針刺腦機制作用比較適合的監測手段。并且，目前臨床廣泛使用TMS 作為一種干預方法來治療疾病，其作為監測方法用來研究針刺作用屬于一個較為新穎的領域。總體而言，以上所有設備的使用都存在受試者活動空間不足、需要保持靜止狀態、且受外界干擾因素較大等缺點。今后研究中，希望可以研究相關的無線跟蹤設備，可以擴展受試者活動空間和延長跟蹤時間，以便更科學和精準闡明針刺的腦機制作用。

表1 fMRI、PET、EEG、TMS和ERP優缺點

在臨床上，多模態技術的聯合應用能達到更好的效果，更加全面地探索大腦機制，在一定程度上彌補了單模態技術的局限性。有研究將TMS、EEG 和fMRI 三種技術相結合[55]，用于探索大腦結構中復雜的神經生理信號，將大腦空間分布的生理信號與結構通路聯系起來，可用于解釋網絡動力學和網絡拓撲之間的關系，在診斷和治療神經性疾病中具有巨大的潛力。此外，TMS-EGG[56]、TMS-fMRI[53]、PET-MRI[57]、EEG-fMRI[58]這些技術的結合在臨床上均有應用，并且各技術間互相補充，都具有較好的可行性和有效性，有利于大腦皮層活動與相關疾病之間的網絡建立。多種研究大腦的技術結合，其更多的優勢有待于進一步探究。

3 小結與展望

本文主要分析了fMRI、PET、EEG、TMS 和ERP 在針刺腦機制研究技術中發揮的作用，探討了其各自使用的優缺點。綜合考慮，TMS 在研究成本、技術操作和應用前景方面，相對較適合針刺腦機制作用研究。同時，希望可以開發相對應的無線設備，來彌補目前各個設備在時間和空間上所受的限制。

此外，多模態技術結合起來，通過合并信息克服單個技術在臨床應用上的局限性，可以達到更加全面的診斷和治療效果[55]。雖然在實際操作中存在一定的挑戰性，但能獲得更大的臨床效益。針刺的作用較為復雜，雖然TMS 在探究針刺的腦機制中是較為合適的研究技術，但是將TMS 和PET、fMRI 等技術結合使用，更能促進對大腦皮層活動和疾病相關網絡的認識和理解[59]。多種技術聯合使用可全面、準確地探索大腦的神經活動情況，有助于闡述針刺的作用機制，為臨床上針刺的廣泛應用提供理論基礎。

作者利益沖突聲明：全部作者均聲明無利益沖突。