基于鏡像神經元的鏡像療法對腦卒中功能障礙的康復治療研究進展

馬 瑞 張 敏 劉 紅 包 娟 尤 紅

1.甘肅中醫藥大學第一臨床醫學院，甘肅蘭州 730000；2.甘肅省人民醫院中法神經康復科，甘肅蘭州 730030；3.寧夏醫科大學臨床醫學院，寧夏銀川 750004

腦卒中是人一生中最常見的疾病之一，大多數腦卒中是由于流向大腦的血液減少或中斷（缺血性腦卒中），一小部分可能是中、大腦靜脈血栓形成，20%～30%的腦卒中發生是由于中小血管受損導致出血[1]。我國每年新發腦卒中約200 萬例，年增長率為8.7%，相較世界腦卒中總體發病率顯著較高[2]。其具有高致病率、高致殘率、高復發率、高死亡率的特點。腦卒中患者在疾病發生后會發生各種不同的功能障礙，如運動功能障礙、感覺功能障礙、認知功能障礙、吞咽功能障礙、生活活動自理能力障礙、心理和行為異常等。康復是健康狀況的個體在與環境相互作用的過程中減少殘疾并使個體功能最大化的一種方式[3]。康復經循證醫學證實是降低腦卒中致殘率最行之有效的手段，也是腦卒中組織化管理模式中的關鍵環節[4]。其作用是促進患者功能改善，提高患者生活質量，使其回歸家庭與社會。

近些年來，鏡像神經元理論的出現及基于鏡像神經元理論的鏡像療法在腦卒中患者的應用，為腦卒中患者的康復治療拓展出了新思路。

1 鏡像神經元的相關概述

20 世紀90 年代，最初是由意大利帕爾馬大學Rizzolatti 等進行恒河猴單個神經元放電實驗時發現了鏡像神經元，在猴子執行與觀察特定動作時會在運動前皮層F5 區存在異常放電，經探究將其命名為“鏡像神經元”[5]。隨后在頂下小葉中也證明存在相關神經元[6]。此外，顳上溝皮層神經元雖在運動時也產生興奮，卻并不具備運動特性。但是其在鏡像神經元系統中扮演著重要角色，與鏡像神經元環路密切相關，是信息傳遞的重要節點。信息經由顳上溝皮層區輸入至頂下小葉并輸出至腹側運動前皮質，包括F5 區，故將其也納入至鏡像神經元系統中[7]。隨著研究的深入，現在將人腦不同部位的鏡像神經元歸為兩大鏡像神經元系統，即邊緣鏡像系統，由杏仁核、腦島、前額葉皮質等構成；頂額鏡像系統，由前運動皮質、中央前回下部、Broca 區、頂下小葉嘴側和額下回后部等構成[8]。鏡像系統的“觀察-執行機制”在動作觀察、動作模仿、動作想象中起到很重要的作用，其很好地統一了動作執行和動作感知[9]。康復中的鏡像療法、動作觀察療法、運動想象療法、動作模仿、虛擬現實技術及腦-機接口技術等皆基于此機制被運用[8]。

1995 年最早由Ramachandran 等[10]提出將鏡像療法用于截肢后患肢痛的治療，現多用于腦卒中后肢體功能障礙的治療。其治療方式為利用平面鏡成像原理，在患者健側與患側之間立一面鏡子，患側被鏡子遮擋不能直接看見，讓患者觀察鏡子里健肢的動作，以“欺騙”大腦對患側肢體的感覺和運動功能產生的影響[11]。此方法簡易方便，成本低廉，對患者的自主練習非常適合，值得臨床推廣[12]。

2 鏡像神經元理論在腦卒中患者中的應用

2.1 運動功能障礙

2.1.1 上肢運動障礙 有研究表明，腦卒中后有30%～66%的幸存者會存在持續的上肢功能障礙，致其阻礙了部分或全部的日常生活活動能力，降低了患者的生活質量[13]。Jaafar 等[14]認為鏡像療法是一種很有前途的改善上肢恢復和大腦活動的干預手段。Tofani 等[15]發表的系統回顧與薈萃分析也得出類似結論。彭娟等[16]認為鏡像療法在腦卒中的早期、恢復期、后遺癥期均具有正向作用，一定程度地改善了患者偏癱的上肢功能、日常生活活動能力及疼痛，但遠期療效持續性還不清楚。一般狀態下，大腦功能的正常發揮得益于兩側大腦半球之間存在相互抑制作用，腦卒中發生后患側運動皮質興奮性會被鏡像療法刺激易化，并對腦卒中后半球間抑制作用有所改善，利于損傷側手與上肢運動功能的恢復[17]。

2.1.2 下肢運動障礙 腦卒中患者會有1/3～1/2 的人會遺留有下肢運動功能障礙，對其日常生活質量會有非常大的影響[18]。Cui 等[19]臨床研究顯示，鏡像療法可促進缺血性腦卒中患者下肢功能恢復，并通過靜息狀態功能性磁共振成像推測可能是由于鏡像療法誘導了運動皮層神經網絡的重組，通過視覺引導的運動想象促進大腦的可塑性，從而改善下肢運動功能。陳秀秀等[20]通過使用表面肌電的手段證實鏡像療法可以提高腦卒中偏癱患者下肢運動過程中運動單位募集及同步化程度，促進下肢肌力恢復。

2.2 感覺功能障礙

有研究顯示，約50%的腦卒中患者手部會存在感覺障礙，而鏡像療法已被證實在腦卒中后感覺障礙、運動障礙等方面有效、可行[21]。Arya 等[22]發現鏡像療法可以提高慢性腦卒中患者皮膚敏感性，這不僅作用于受影響較重手的感覺缺陷，也作用于受影響較輕的那只手。從目前來看，腦卒中患者康復的目的以運動功能障礙改善為主，缺乏對感覺功能障礙的關注度，事實上有超過1/2 的腦卒中患者存在一側或雙側的感覺功能障礙[23]。而肌肉運動知覺和淺感覺可通過特定的感覺訓練而改善，且在改善感覺的同時促進運動功能改善[24]。然而，在大部分鏡像療法中，患者視覺與本體感覺輸入的不協調原因是患者受限的功能和主觀意識的薄弱，未能使患肢真正參與活動導致的[25]。故有研究人員將鏡像療法進行改進，在平面鏡成像原理的基礎上通過數字化鏡像系統復制健側肢體的活動畫面，并使患者將其想象為患側的活動，同時經視錯覺及視覺反饋、虛擬現實，與康復訓練結合的治療方法，稱之為新型鏡像療法或鏡像視覺反饋療法[26]。

2.3 吞咽障礙

急性腦卒中后吞咽障礙的發生率為27%～64%，易導致誤吸、吸入性肺炎及營養不良等并發癥的發生，增加患者感染風險，影響臨床預后，嚴重者甚至危及患者的生命[27]。鏡像神經元系統的“觀察-執行匹配”機制是人們將其應用于吞咽障礙的理論基礎。關穗蓮等[28]納入40 例腦卒中后并發吞咽功能障礙的患者，將其隨機分為觀察組（常規治療+鏡像視頻療法）和對照組（常規治療+假鏡像視頻療法），并分別于治療前后進行進食評估問卷調查、洼田飲水試驗、洼田吞咽能力評定、吞咽障礙特異性生活質量評價，其療效根據洼田吞咽能力評定分級比較，結果顯示，鏡像視頻療法對吞咽功能的恢復具有有效的促進作用。曾明等[29]也有類似治療方案并通過功能磁共振成像證實經鏡像治療的組別患者較組內治療前和對照組治療后的患者而言，其大腦的楔前葉、頂葉、中央后回、BA7 區、BA5 區、額葉、中央旁小葉激活范圍均明顯增大，表明鏡像療法對腦卒中后吞咽障礙患者的吞咽功能可顯著改善，鏡像療法可以通過激活與吞咽功能相關的腦部區域發揮治療作用。

2.4 運動性失語

國外文獻報道有21%～38%，國內報道＞33.3%的腦卒中患者會發生失語癥，其中失語癥中最常見的類型是運動性失語，主要以非流利性口語，發音出現障礙，表達內容缺少語法性，書寫能力與閱讀能力受損等為表現[30-31]。國內研究者陳慶梅等[32]將腦梗死（＜14 d）后運動性失語患者60 例隨機分成對照組（常規言語治療）和治療組（常規言語治療+鏡像療法），于發病后第7 天分別給予治療，并使用美國國立衛生研究院卒中量表和改良Rankin 量表及失語商評估兩組治療前、病程第3 周及病程第12 周的變化，結果顯示，鏡像療法聯合言語治療對急性腦梗死后運動性失語患者的言語和神經功能的康復有效，并能改善患者3 個月言語功能及神經功能缺損。研究者Chen等[33]將30 例急性腦梗死伴運動性失語患者隨機分為試驗組（鏡像療法）和對照組（假鏡像治療），分別在干預前后24 h 進行功能磁共振成像的測量。功能磁共振成像結果顯示，實驗組相比于對照組其左半球額葉、顳葉和頂葉之間的功能連通性顯著改善，與海馬的功能連接顯著增強，這可能與鏡像療法激活了與鏡像神經元系統有關的鏡像神經元。而大腦重要的認知、語言功能區如額下回后部Broca 區、腹側前運動皮質、下頂葉、顳上溝皮質區與鏡像神經元系統的主要分布區域高度吻合，當相應功能區鏡像神經元系統激活，會導致大腦發生可塑性改變和功能重組，從而促進受損區域功能重建[34]。

2.5 單側忽略

腦卒中后常見的一種認知功能障礙，又稱單側空間忽略、單側空間失認，當存在來自大腦損傷半球對側空間刺激時，患者無法對其產生正確反應，導致本體感覺、平衡功能等出現不同程度障礙[35]。腦卒中患者單側忽略的發生率為25%～30%，＞90%的單側忽略是由右腦損傷引起。常見損傷皮層為頂葉，也可發生于頂枕顳葉交界區[36-37]。臨床上往往會因為單側忽略的表現不明顯而易被忽視治療，從而影響到患者康復表現，對患者的功能康復產生負面影響[37]。近年來，隨著鏡像療法不斷被大家拓展應用，一些研究者嘗試用鏡像療法治療單側忽略并取得一定進展。Wang 等[38]將鏡像療法應用腦卒中后單側忽略的患者，并通過功能磁共振成像證明鏡像療法可以激活雙側相關腦區的神經元，尤其是右頂下小葉，而右頂下小葉既是鏡像神經元系統的組成成分，又是發生損傷時造成單側忽略的重要組織結構。Sim 等[39]研究單手鏡像療法和雙手鏡像療法對腦卒中后單側忽略患者的治療效果，結果顯示，雙手鏡像療法可能更有利于減輕單側忽略癥狀。但從目前的研究來看，將鏡像治療用于單側忽略的治療并不是很多，其作用機制也不明確，多是將鏡像療法與其他治療手段聯用的報道更多一些。

3 討論

關于人腦鏡像神經元的爭論，人們對此做出了兩種假設：一種為適應假說，即人類大腦中的鏡像神經元被認為是個體在社會認知活動過程中對動作理解的適應，是與生俱來的，而感覺經驗和運動經驗在鏡像神經元的形成中只起到輔助作用[40]。一種為聯結假說，人們有一種先天傾向，即在特定的感覺中樞和運動中樞之間建立聯系，這種先天傾向的功能是促進運動的視覺控制。對同一動作的觀察和執行促進其的發展，從而產生了所謂的鏡像機制，這不是遺傳習得，而是后天經驗的結果[40]。人們通過各種非侵入性神經成像和神經刺激發現鏡像神經元系統不僅參與動作感知和表現過程，而且對學習和經驗也很敏感，對熟悉的動作會導致更強的參與[41]。無論是適應假說也罷，連結假說也好，重點并不是鏡像神經元的起源，而是鏡像神經元在人體中的功能。人類的進化使其在意圖理解方面與恒河猴有所不同，這也就意味人類理解水平可能遠遠超越了行為動作的理解。目前的研究顯示，鏡像神經元大腦區域有助于對觀察到的動作進行低級處理（例如，區分抓握類型），但不直接對高級動作解釋做出貢獻（例如，推斷參與者的意圖）[42]。未來對鏡像神經元的研究似乎應該更多地關注不同層次的意圖理解，這是未來鏡像神經機制研究的重點[43]。

通常，鏡像神經元是通過內部模仿機制促進腦功能環路的一種重塑，人類通過理解和學習可以將運動信息作為動作記憶儲備在大腦。當觀察到動作時可以激活儲存類似動作的再現或共振，有助于執行、模仿觀察到的動作，或當聽覺信息與動作相關時，即使事件被隱藏，鏡像神經元也能被激活[8]。如前述，正常狀態下，相互抑制存在于兩側大腦半球之間，鏡像療法使得患者的注意力在患側肢體，令偏癱側肢體的存在感增強，這種視覺刺激對患者既有短暫的神經調節作用，長期來看也有達到神經重塑的作用[34]。但也有人認為鏡像療法通過視覺信息反饋可以糾正腦卒中后引起的運動輸出與視覺輸入的不匹配，或糾正視覺/本體感覺反饋之間的不匹配，進而引起中樞神經系統，尤其是運動相關皮質的興奮性改變，從而導致中樞調節[17]。總之，鏡像療法激活鏡像神經元系統是通過將視覺信息轉化為活動行為，鏡像神經元系統的激活可以影響運動學習進程，其是運動學習的重要神經機制[44]。當然，鏡像神經元理論的應用，不局限于腦卒中治療，其在神經精神疾病中也有應用，如孤獨癥、發育障礙及精神疾病和神經疾病[45]。

從目前來講，鏡像療法的效果逐漸被廣泛接納，但是鏡像療法的介入時機、使用持續時間、執行規程目前還沒有統一標準，且上述文獻中的研究也多以小樣本為主。鏡像療法是一種操作簡單方便，人力、物力投入少的治療方式，應行多中心、大樣本量的隨機對照試驗，使更多患者在未來可以實現居家訓練。另外，目前基于鏡像神經元系統理論衍生出的虛擬現實技術、腦-機接口技術，通過更多的方式呈現在患者面前，在患者功能障礙治療上限制條件更少，使患者受益更多。只是目前的設備價值昂貴，技術尚不成熟，不能實現普及。相信在不久之后，這些技術可以使每一位患者都能受益。

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