基于磁共振成像探討身心療法對輕度認知功能障礙患者大腦結(jié)構(gòu)和功能影響的研究進展

李霄漢，嚴家敏，陳淑嬌

1 福建中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，福建福州 350122；2 福建中醫(yī)藥大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，福建福州 350122；3 福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三人民醫(yī)院，福建福州 350122

輕度認知功能障礙（MCI）是正常衰老和癡呆之間的過渡階段，其特征是記憶力或其他認知領(lǐng)域的功能減退，它是阿爾茨海默?。ˋD）的前驅(qū)期，最終可發(fā)展成為AD［1］?；加蠱CI 的老年人以每年10%～30%的速度發(fā)展為AD［2］。然而，目前臨床上針對MCI 的治療有限，神經(jīng)組織退化或認知衰退也尚無治愈的方法。MCI 向AD 的過渡階段為預(yù)防AD 的發(fā)生提供了一個時間窗口。以往研究表明，如果采取適當(dāng)?shù)母深A(yù)措施，患有MCI 的個體可以保持現(xiàn)存的認知水平甚至可能恢復(fù)至正常狀態(tài)［2］，因此MCI的非藥物療法正成為該領(lǐng)域的研究熱點。本研究基于磁共振成像（MRI）技術(shù)，以瑜伽、八段錦、有氧舞蹈、正念冥想為例，探討身心療法治療對MCI患者大腦結(jié)構(gòu)和功能的影響，為MCI的治療提供依據(jù)。

1 身心療法

身心療法是基于身心相互作用理論下的治療方法或技術(shù)，可減緩緊張感和壓力對個人的影響，并促進個人的生理和心理健康。它強調(diào)通過呼吸練習(xí)、冥想和結(jié)構(gòu)化運動等的不同組合，使大腦、身心與行為之間產(chǎn)生聯(lián)動作用。研究中常見的用于改善老年人認知功能的身心療法有太極拳、八段錦、瑜伽、舞蹈、正念冥想等。身心療法對MCI 患者的認知功能改善具有積極的意義。有研究表明，中國傳統(tǒng)身心鍛煉可以改善MCI 患者的執(zhí)行功能，并且干預(yù)頻率與作用程度大小呈正相關(guān)［3］。FARHANG 等［4］的研究表明，冥想、瑜伽、太極和氣功這些身心干預(yù)措施改善了MCI 患者的認知功能和日?；顒幽芰?，調(diào)節(jié)了抑郁和壓力等不良情緒，并降低了他們患癡呆的風(fēng)險。鑒于當(dāng)前尚未有治療MCI 的針對性藥物，具有可行性強、經(jīng)濟成本低、不良反應(yīng)小、個性化強和實用性廣泛等特點的身心療法正成為改善MCI癥狀的輔助治療手段，可在改善認知方面發(fā)揮潛力。

2 MCI的MRI影像學(xué)表現(xiàn)

MRI的研究對于理解MCI大腦水平的結(jié)構(gòu)和功能變化至關(guān)重要。常見的MRI 模式包括結(jié)構(gòu)MRI、彌散張量成像（DTI）、動脈自旋標(biāo)記（ASL）、磁共振波譜（MRS）和功能性MRI（fMRI）。

使用結(jié)構(gòu)MRI 的研究顯示，MCI 存在額葉和顳葉灰質(zhì)丟失［5］。在內(nèi)側(cè)顳葉結(jié)構(gòu)中，MCI 患者的海馬和內(nèi)嗅皮層呈現(xiàn)中等水平的萎縮［6-7］。另一項研究指出，MCI 患者基底前腦膽堿能系統(tǒng)所在腦區(qū)的體積減少［8］。DTI 利用水分子的置換來測量白質(zhì)束完整性，其主要指標(biāo)包括平均擴散率（MD）和描述了組織內(nèi)水分子擴散的方向率的各向異性分數(shù)（FA）。MCI 患者FA 在除頂葉和枕部外的所有白質(zhì)區(qū)域降低，而MD在顳葉和頂葉增加［9］。FA和MD異常與記憶和執(zhí)行功能障礙有關(guān)［10-11］。有研究則明確了基底前腦MD升高與MCI進展為AD的風(fēng)險增加有關(guān)［12］。

大腦灌注不足也與MCI的認知退化相關(guān)［13］。使用ASL 來檢測MCI 神經(jīng)血管系統(tǒng)的變化，可觀察到后扣帶回、楔前葉、枕葉、顳葉、頂葉皮質(zhì)區(qū)域灌注明顯不足［14-15］，而基底神經(jīng)節(jié)、杏仁核和海馬的腦血流量呈有限性的增加，提示了腦內(nèi)腦血管損傷的代償機制［16］，MCI 大腦區(qū)域特異性模式則可通過fMRI 進行觀察?；趂MRI 的研究發(fā)現(xiàn)，在回憶期間，MCI患者的海馬表現(xiàn)出失活現(xiàn)象［17］，而在任務(wù)編碼期間呈過度激活狀態(tài)［18-19］。靜息狀態(tài)fMRI 可深入了解MCI 的內(nèi)在網(wǎng)絡(luò)中結(jié)構(gòu)之間的功能連接，其指標(biāo)低頻波動的靜息狀態(tài)幅度（ALFF）可反映干預(yù)所涉及的關(guān)鍵腦區(qū)，而默認模式網(wǎng)絡(luò)（DMN）通常是研究中感興趣的網(wǎng)絡(luò)之一，與之相關(guān)的大腦結(jié)構(gòu)包括后扣帶皮層、腹側(cè)前扣帶皮層、內(nèi)側(cè)前額葉皮層、頂葉下皮層、背外側(cè)前額葉皮層、顳下外側(cè)皮層、眶額葉皮層和海馬旁回［20］。研究發(fā)現(xiàn)，MCI 患者后扣帶與非DMN 區(qū)激活下降的同時，與DMN 區(qū)之間的連接增加［21］。雖然MCI內(nèi)側(cè)顳葉的區(qū)域內(nèi)顯示出更強的功能連通性，但DMN 和內(nèi)側(cè)顳葉結(jié)構(gòu)之間的活性下降［22］。另外，相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)了MCI 患者的丘腦—皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和丘腦—DMN一系列的功能連接下降［23］。

3 身心療法對MCI患者的影響

3.1 瑜伽 瑜伽是一種歷史久遠的身心活動，與普通的運動項目不同，它注重引導(dǎo)機體去控制自身的呼吸方式、體位動作和意念，這樣可以有效提高自身控制能力、注意力、身體意識和壓力管理能力。研究［24］表明，練習(xí)瑜伽主要對MCI 患者的注意力和語言記憶有顯著的改善作用，它可能是通過改善睡眠、情緒和神經(jīng)連接來影響認知功能。

通過文獻回顧發(fā)現(xiàn)，瑜伽對MCI 患者的影響主要與DMN 的神經(jīng)連接有關(guān)，可能通過改善DMN 和額內(nèi)側(cè)皮層、前扣帶皮層、右中額葉皮層、后扣帶皮層和左側(cè)枕葉皮層之間的連接性，改善患者的語言記憶和視覺空間記憶。DMN 是一個大腦區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)它不參與任務(wù)時處于活躍狀態(tài)，這在記憶處理中至關(guān)重要，研究指出DMN 連接性下降可能與MCI進展為AD 有關(guān)［25］。EYRE 等［26］的研究專門分析了干預(yù)前后獲得的fMRI數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示經(jīng)過瑜伽訓(xùn)練的MCI 患者與參加記憶增強訓(xùn)練（MET）的MCI 患者在影像學(xué)上具有相同的表現(xiàn)，即DMN 和額內(nèi)側(cè)皮層、前扣帶皮層、右中額葉皮層、后扣帶皮層和左側(cè)枕葉皮層之間的連接性增加。其次，YANG 等［27］的研究也評估了瑜伽對海馬體大小的影響，采用結(jié)構(gòu)MRI和MRS 測量背側(cè)前扣帶回皮層和雙側(cè)海馬的灰質(zhì)體積（GMV）和代謝物水平，探究MET 和瑜伽練習(xí)相關(guān)的大腦結(jié)構(gòu)和功能改變。結(jié)果顯示MET 組雙側(cè)海馬體灰質(zhì)體積增加且膽堿水平降低，盡管在瑜伽組未看到相似的變化，但筆者認為，鑒于他們的研究樣本量較小，還需要進行額外的研究來確定瑜伽是否存在這種影響。

3.2 八段錦、太極拳 中國傳統(tǒng)身心運動八段錦和太極拳注重調(diào)形、調(diào)心、調(diào)息，是改善與衰老相關(guān)的認知下降疾病常見的輔助手段。研究指出，八段錦和太極拳對MCI患者的記憶、學(xué)習(xí)、視覺空間能力和執(zhí)行功能等領(lǐng)域的認知水平具有明顯的改善作用［28-29］。在神經(jīng)影像變化方面，已有證據(jù)指出八段錦和太極拳均可顯著改善老年人島葉、內(nèi)側(cè)顳葉和殼核的灰質(zhì)體積［30］，而與MCI 相關(guān)的研究主要集中在大腦結(jié)構(gòu)、功能連接和神經(jīng)血管系統(tǒng)的改變。

在使用結(jié)構(gòu)MRI的研究中，ZHENG 等［31］證明八段錦顯著增加了大腦皮層顳回、額回、頂回、內(nèi)側(cè)枕回、扣帶回和角回的灰質(zhì)體積（GMV），且進一步驗證了MoCA 評分的提高與右側(cè)顳內(nèi)側(cè)回GMV 的增加有關(guān)。TAO 等［32］結(jié)合結(jié)構(gòu)MRI 和fMRI 的研究結(jié)果顯示，與對照組相比，八段錦增加了右側(cè)海馬和雙側(cè)前扣帶回的灰質(zhì)體積，同時增強了海馬體和角回之間的靜息狀態(tài)功能連接，且右側(cè)海馬ALFF 顯著降低，雙側(cè)前扣帶回的ALFF 值增加。LIU 等［33］的研究表明，八段錦顯著增加了MCI 患者右側(cè)藍斑和左腹側(cè)被蓋區(qū)與右側(cè)島葉和右側(cè)杏仁核的靜息功能連接。XIA［34］等還研究了八段錦對背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)（DAN）的影響，結(jié)果顯示規(guī)律的八段錦訓(xùn)練有利于提高MCI 患者的選擇性注意能力，但由于樣本量較小以及注意力的復(fù)雜性，該研究并不能證實八段錦帶來的功能改善與DAN 功能連接的變化有關(guān)。這些研究闡明大腦區(qū)域的結(jié)構(gòu)和功能與大腦認知功能的聯(lián)系，而另一項研究［35］還揭示了八段錦干預(yù)MCI所產(chǎn)生的大腦血流動力學(xué)變化，這從另一個功能層面揭示八段錦對大腦的作用機制。

3.3 有氧舞蹈 舞蹈是一種有目的、有節(jié)奏的身心活動，可以刺激大腦發(fā)生可塑性改變，提高認知功能，例如學(xué)習(xí)、記憶和執(zhí)行功能等。舞蹈運動對正常人的大腦結(jié)構(gòu)有益，如海馬體積、灰質(zhì)和白質(zhì)完整性的增加以及大腦半球之間功能連接的加強［36］。有氧舞蹈對MCI相關(guān)的影像研究也主要集中于影像結(jié)構(gòu)和功能連接的改變。PORAT 等［37］采用結(jié)構(gòu)MRI 進行研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過有氧舞蹈練習(xí)后的MCI 患者學(xué)習(xí)和記憶表現(xiàn)改善更明顯，但額葉皮層灰質(zhì)厚度更薄。先前有文獻報道，與音樂相關(guān)的運動練習(xí)與大腦灰質(zhì)厚度之間存在正相關(guān)，筆者認為可能是隨著舞蹈熟練程度增加，皮質(zhì)髓鞘形成增加，從而導(dǎo)致皮層灰質(zhì)相對變薄。與已往研究結(jié)論相悖的還有另一項隊列研究，這項研究旨在證實舞蹈運動對MCI 患者海馬體積的影響，但是研究最后表明舞蹈運動對MCI 患者執(zhí)行功能的影響與海馬體積改變無關(guān)［38］。另外兩項研究［39-40］使用了靜息態(tài)fMRI評估有氧舞蹈對MCI 患者大腦自發(fā)活動的影響，結(jié)果得出相似的結(jié)論，即經(jīng)過有氧舞蹈練習(xí)后，MCI 患者雙側(cè)額顳葉、前扣帶回、內(nèi)嗅及海馬旁皮層的ALFF 值顯著增高。目前關(guān)于有氧舞蹈干預(yù)MCI的神經(jīng)影像學(xué)研究較少，未來需要更多的臨床證據(jù)充分驗證其對MCI大腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能的影響。

3.4 正念冥想 冥想是指一系列側(cè)重于維持注意力和知覺的自我身心調(diào)節(jié)技術(shù)，用來達到個體內(nèi)在平和、清晰，以不加評判的視角專注于當(dāng)下的心理狀態(tài)，從整體上促進個體心理健康發(fā)展［41］。根據(jù)冥想時注意力的表現(xiàn)可分為聚念冥想和開放冥想，前者需要個體自愿將注意力集中在冥想對象上，后者需要關(guān)注個人內(nèi)在思想和情感起落的動態(tài)過程［42］。先前的研究一致證明冥想能夠?qū)Υ竽X的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生影響，包括改變大腦灰質(zhì)體積、皮質(zhì)厚度和白質(zhì)束、局部腦血流量和功能活性［43-45］。

對MCI 患者進行正念冥想的相關(guān)研究均指出，冥想干預(yù)后MCI患者大腦結(jié)構(gòu)和功能連接發(fā)生了變化。DWIVEDI 等［46］的研究使用結(jié)構(gòu)MRI 探究MCI進行冥想后皮質(zhì)厚度和灰質(zhì)體積的變化。結(jié)果顯示，冥想干預(yù)后MCI 的左尾中額葉、左中額葉、左上頂葉、右側(cè)眶上額葉和右上額葉皮質(zhì)厚度和灰質(zhì)體積的縱向?qū)ΨQ百分比變化（SPC）較高；左側(cè)旁中央皮質(zhì)厚度增大；左側(cè)枕骨上、左側(cè)額上、顳上溝左側(cè)和左側(cè)眶額內(nèi)側(cè)皮層灰質(zhì)體積增加，但是左側(cè)枕葉和右側(cè)后扣帶回皮質(zhì)厚度的SPC值降低。同時在海馬亞區(qū)分析中，左側(cè)CA1、分子層HP 和CA3 區(qū)域灰質(zhì)體積增加，且右側(cè)丘腦的體積顯著增加。YU等［47］的研究主要側(cè)重于皮質(zhì)厚度的觀察，正念干預(yù)后MCI 患者的右額極、左側(cè)顳下回白質(zhì)厚度增加而左前扣帶回的白質(zhì)厚度減少。兩項研究［48-49］使用fMRI探究正念減壓（MBSR）干預(yù)MCI 人群功能性大腦的改變，兩者的結(jié)果都顯示MBSR 參與者大腦的動態(tài)功能連接增強。不同的是，WELLS 等的研究側(cè)重于扣帶回皮層與雙側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉皮層和左海馬區(qū)域間的功能連接，JOHNSON 等的研究則側(cè)重于右側(cè)扣帶回、島葉和左顳上回的區(qū)域內(nèi)部連接。而MBSR 干預(yù)MCI患者其他大腦網(wǎng)絡(luò)連接以及各網(wǎng)絡(luò)連接之間在fMRI上是否表現(xiàn)出相似的重塑性改變，有待進一步研究。

綜上所述，身心療法不僅能夠改變MCI 患者的大腦結(jié)構(gòu)，如皮層灰質(zhì)體積、白質(zhì)的厚度、海馬體積等，還能夠改善與認知相關(guān)腦區(qū)之間的功能連接。目前的研究也證實了身心療法可以改善MCI患者的注意力、記憶力和執(zhí)行能力［50-52］。但是這些研究存在樣本量小、結(jié)果測量存在異質(zhì)性、缺乏長期隨訪等的局限性，研究結(jié)果說服力不強。同時尚缺乏相關(guān)研究驗證身心療法在MCI 各階段的作用、不同身心干預(yù)組合的作用以及干預(yù)的最佳時長等問題。未來應(yīng)從更廣的維度、更深的層次拓展身心療法對MCI患者大腦結(jié)構(gòu)和功能的影響，以明確身心干預(yù)對MCI 患者大腦的神經(jīng)可塑性機制與作用方式，為臨床推廣身心療法提供依據(jù)。

利益沖突聲明所有作者聲明不存在利益沖突

作者貢獻聲明李霄漢：文獻整理，參與撰寫論文；嚴家敏：文獻整理，參與撰寫論文；陳淑嬌：參與文字修訂