多模態鏡像神經元干預策略對腦卒中后吞咽功能網絡重塑的機制研究

【摘要】 鏡像神經元系統（MNS）是一種特殊類型的神經群，其在個體執行特定動作或觀察他人執行相似動作行為時均能被激活。近年來，基于鏡像神經元理論的康復干預方法在腦卒中后吞咽功能障礙的臨床治療中展現出潛在的應用價值。文章主要通過闡述鏡像神經元的作用機制，重點探討動作觀察療法、運動想象療法、鏡像療法、虛擬現實療法、腦機接口技術等基于鏡像神經元理論的康復技術在吞咽障礙治療中的作用機制及應用效果，以期為優化腦卒中后吞咽障礙的康復治療方案提供循證醫學依據。

【關鍵詞】 鏡像神經元；腦卒中；吞咽障礙；神經康復

Mechanistic study of network remodeling of swallowing function after stroke by multimodal mirror

neuron intervention strategy

GAO Juanmei， ZHU Meihong ， ZHAO Jianping， ZHU Weimin， HU Chenjie

（Department of Rehabilitation， the Second Affiliated Hospital of Jiaxing University， Jiaxing 314000， China）

Corresponding author： ZHU Meihong， E-mail： zmeihong2007@126.com

【Abstract】 Mirror neuron system （MNS） is a specialized group of neurons that can be activated both when an individual performs a specific action and when observing others perform similar actions. In recent years， rehabilitation interventions based on mirror neuron theory have demonstrated promising clinical potential in treating post-stroke dysphagia. In this article， the mechanisms of mirror neurons were systematically reviewed， with an emphasis upon exploring the therapeutic mechanisms and clinical efficacy of various MNS-based rehabilitation techniques including action observation therapy， motor imagery therapy， mirror therapy， virtual reality therapy， and brain-computer interface technology in the management of dysphagia. These findings aim to provide evidence-based medical support for optimizing rehabilitation protocols for post-stroke dysphagia.

【Key words】 Mirror neuron； Stroke； Dysphagia； Neural rehabilitation

腦卒中是一種影響大腦各個區域的神經系統疾病，是導致成年人殘疾的主要原因，而吞咽障礙是腦卒中后常見的并發癥之一［1］，可增加脫水、營養不良、吸入性肺炎和死亡的風險［2］。因而吞咽障礙的康復治療對于降低死亡率和改善腦卒中后患者的生活質量至關重要。目前的吞咽障礙治療主要包括吞咽器官功能訓練、神經肌肉電刺激、針刺療法等外周干預手段。而腦卒中后吞咽功能障礙是由廣泛的皮質和皮質下吞咽網絡破壞所引起的［3］。因此，腦損傷的部位及吞咽過程中相關神經元網絡的激活等均影響著腦卒中后患者吞咽功能的恢復［4］。近年來，隨著鏡像神經元臨床研究的不斷深入，基于鏡像神經元理論的中樞干預方法也逐漸得到學者們的關注。本文旨在對其相關作用機制、不同康復方法在吞咽障礙患者中的應用等進行綜述，為腦卒中后患者的吞咽功能康復治療提供依據。

1 鏡像神經元理論在腦卒中后吞咽障礙康復中的相關作用機制

鏡像神經元系統（mirror neuron system，MNS）是一種特殊類型的神經元，其能像鏡子一樣映射其他同類個體的動作，當個體執行給定的一個動作或觀察到另一個個體以類似的目標形成動作行為時它就會被觸發［5］，因而被命名為鏡像神經元。而腦卒中后吞咽障礙的發病機制是腦血管異常引發的神經通路損害，涉及大腦皮層吞咽中樞、下行傳導通路、延髓運動核團以及基底節等調控網絡的損傷［6］。基于神經可塑性原理，即神經系統為適應內部因素或外界刺激而重新組織其功能、結構和連接的能力。相關研究表明，中樞腦刺激可直接誘導皮層或小腦的可塑性變化［7］。而腦卒中導致神經性吞咽障礙的康復被認為主要是由神經可塑性所驅動的。因此，可以利用神經的可塑性來改善由腦卒中引起的吞咽功能障礙。相關研究表明，鏡像神經元系統是一種感覺運動連接通路，具有高度的可塑性，參與對動作和語言的理解［8］。吞咽動作會激發相應的鏡像神經元活動［7］，而鏡像系統的“觀察-執行機制”在動作觀察、動作模仿、運動想象中起到非常重要的作用，其很好地統一了動作感知和動作執行［5］。這種通過直接作用于中樞神經系統改善吞咽功能的觀點具有神經生理學基礎，而近年來應用于吞咽障礙康復治療的動作觀察療法、運動想象療法、鏡像療法、虛擬現實技術及腦機接口技術等皆基于該機制。

2 多模態鏡像神經元干預策略在腦卒中后吞咽障礙中的應用研究

2.1 動作觀察療法

動作觀察療法是基于鏡像神經元理論提出的新型康復方法，該方法要求患者認真觀看示范視頻，邊觀看邊模仿練習，以激活鏡像神經元的運動區和前運動區，促進動作再學習，建立動作記憶模式，從而促進其功能的恢復［9］。神經生理學研究表明［10］，觀察一種新的動作和執行該動作具有相同的功能性大腦網絡，即觀察他人的行為與執行該行為所激活的大腦區域及運動神經元是相似的，從而可以誘導出所觀察到的相同行為。近年來，動作觀察療法被廣泛應用于腦卒中后吞咽及肢體功能障礙的康復治療［11］。有研究納入29名健康志愿者觀看吞咽動作的視頻時，其雙側中央前回（BA6）和右側輔助前運動區SMA（BA6）被強烈激活，在這項研究中，動作觀察激活了健康參與者的鏡像神經元和吞咽網絡，表明日常生活中吞咽的動作觀察可以激活參與吞咽動作執行所需的大腦區域，即觀察進食行為可以誘導觀察者執行吞咽相關的動作［12］。Zeng等［13］還通過功能磁共振成像發現觀察吞咽行為可以激活鏡像神經元系統，被激活的神經元與支配吞咽動作相關的大腦區域形成了有效的腦功能網絡連接，從而使吞咽功能得到恢復，而吞咽功能的恢復可以再次激活鏡像神經元系統，并促進大腦吞咽相關網絡的重建，即吞咽動作觀察療法可有效改善腦卒中后患者的吞咽障礙。

2.2 運動想象療法

運動想象被定義為動作的動態心理執行，而沒有實際的運動執行［14］，即患者主動想象自己在執行某一個動作，而沒有實際動作輸出［15］。在這個特殊的動態過程中，可以激活內在運動記憶中樞。而近年來吞咽運動想象療法已被逐漸運用到吞咽障礙的康復治療中。該療法采用吞咽動作觀察視頻，結合視聽刺激引導患者認知食物特性（如色、香、質地），并將信息傳遞至中樞神經系統整合分析。而運動想象是一種認知過程，在2022年的一項研究中，研究者們比較了運動想象和動作執行過程中被激活的大腦區域，發現運動想象中被激活區域（運動前皮層、初級運動皮層、初級和次級體感皮層、輔助運動區、尾狀核、小腦外側半球、小腦前半球、頂上葉、頂下葉和左背外側前額葉皮層）的重要部分與動作執行相似［16］。Kober等［17］通過功能性磁共振成像掃描，研究11名健康成年人實施吞咽動作時結合動作想象訓練。結果顯示吞咽動作執行與想象均激活相似腦區網絡，涉及雙側中央前回和中央后回等，與未執行運動想象任務相比，參與者能夠增加反饋區域（左側中央前回）以及其他大腦區域的活動，這些區域在吞咽過程中較為活躍。Wang等［18］將37名參與者分為對照組和研究組，研究組在常規治療的基礎上增加觀看事先錄制好的視頻環節，內容包括唇舌肌肉放松練習、健康人群進食、咀嚼、吞咽、飲水等圖像。要求患者集中注意力觀看視頻，并利用所有感官充分想象視頻中的食物和進食圖像。最后得出運動想象療法可作為輔助治療改善患者的吞咽功能。也有相關研究，通過近紅外光譜直接比較了吞咽動作的運動想象和運動執行期間的大腦激活模式［19］。這些研究揭示了吞咽障礙患者在吞咽時伴隨運動想象和吞咽動作執行的血流動力學是相似的，從而得出吞咽的運動想象和執行吞咽動作期間的大腦激活模式在很大程度上也是相似的。這些研究結果表明，吞咽的運動想象是激活全腦吞咽網絡的適當心理策略，這可能對未來吞咽障礙的治療有積極作用。

動作觀察和運動想象被認為能有效激活吞咽相關的大腦區域。而近年來，一些研究證明，動作觀察和運動想象訓練的結合比單獨使用動作觀察或運動想象療法更有效［20］。動作觀察聯合運動想象治療本質上包括在訓練中靈活整合運動想象過程，與觀察階段同步或交替進行［21］。Xiong等［22］將12名參與者分成3組，在腦磁圖掃描期間進行了吞咽運動成像，研究證實了在動作觀察誘導下的吞咽動作想象比單獨進行吞咽想象更有效。這些研究表明動作觀察療法結合運動想象療法可能對吞咽障礙的康復更加有效。最后得出動作觀察療法結合運動想象療法對腦卒中后吞咽障礙的康復具有促進作用。然而，關于運動治療前是否要求患者具備高水平的運動想象能力，目前尚無定論。現階段主要依據患者的主觀感受來判斷，常用的評估工具包括動覺和視覺意象問卷（Kinesthetic and Visual Imagery Questionnaire，KVIQ）、運動意象問卷（Movement Imagery Questionnaire，MIQ）以及運動意象生動性問卷（the Vividness of Motor Imagery Questionnaire，VMIQ）［23］。為了確保治療效果，建議醫務人員在患者接受運動想象治療前，對其認知功能和運動能力進行評估。然而，目前幾種常用的意象量表主要關注身體運動的意象，缺乏對吞咽意象的評估，因此需要開發包含吞咽運動意象的量表來全面評估患者。

2.3 鏡像療法

傳統的鏡像療法是通過在患者雙側肢體正中矢狀面放置一面鏡子，通過鏡子反映健側肢體的活動，利用“鏡像視錯覺”誘導患者在活動過程中產生雙側肢體正常活動［24］。而相關研究表明，視頻鏡像療法對大腦皮層的激活相比傳統鏡像療法更廣泛［25］。胡軍等［26］也通過實驗證明，創新式的鏡像療法更優于傳統鏡像療法。近年來，“鏡像”視頻或計算機圖形系統已被逐漸應用于改善腦卒中后吞咽功能。該方法將視覺信息轉換為動作行為，通過激活鏡像神經元系統，促使患側大腦神經網絡連接部分修復，從而促進大腦重塑［27］。其神經機制主要包括促進運動網絡連接和激活大腦中的初級運動皮層［28］。Mohan等［29］使用功能性磁共振成像的研究表明，吞咽相關的視聽刺激可激活輔助運動區、運動前區、初級運動皮層及扣帶回等皮質區域。關穗蓮等［30］ 將40例腦卒中后吞咽障礙患者平均分成2組，其中觀察組在每日進餐前30 min進行視頻學習，包括模擬進食3D視頻、進食視頻、飲水視頻、吞咽器官訓練視頻，每日2次，7 d/周，共8周。該研究采用進食視頻觀察結合吞咽動作想象訓練，促進大腦形成吞咽動作預演模式，實驗證明，鏡像視頻療法能有效促進腦卒中后吞咽障礙的康復。全爽等［31］通過實驗得出實施多感覺刺激聯合鏡像療法可有效促進腦卒中后患者吞咽康復。而He等［32］也通過meta分析得出鏡像療法在治療腦卒中后吞咽障礙中發揮積極作用，且在腦卒中急性期的效果更優于恢復期。

2.4 虛擬現實療法

近年來，虛擬現實療法也成為腦卒中康復的一種新型治療方法，該方法主要通過計算機模擬現實生活中的物體和活動的鍛煉程序［33］，通過“游戲”等方式讓患者參與治療計劃，使整個康復治療更有趣味性，使患者更容易接受［34］。與傳統的動作觀察方法相比，虛擬現實技術的優勢在于其身臨其境的視覺體驗，采用第一人稱視角模擬主觀動作場景，使用戶獲得虛擬動作體驗。這種虛擬現實環境下的視覺動作感知不僅能重塑神經活動模式，還可增強鏡像神經元系統與感覺運動皮層的功能整合［35］。該方法通過影響患者的視覺和本體感覺反饋機制，從而促進治療效果［36］。近年來，國內外研究顯示，基于虛擬現實的生物反饋療法將肌電反饋與虛擬情景訓練相結合，可提高腦卒中后患者的舌骨移位，改善吞咽的節律性和時序性，從而有效地促進腦卒中后吞咽功能的恢復［37-38］。王冉等［39］將80例腦卒中后吞咽障礙患者分為對照組、磁刺激組、生物反饋組、聯合治療組，每組20例，聯合治療組額外增加使用藍牙連接主機和平板電腦，讓參與者完成相應的吞咽游戲訓練。研究發現虛擬現實生物反饋聯合重復經顱磁刺激可顯著改善腦卒中后吞咽障礙，且效果優于只進行經顱磁刺激治療者。另外有研究表明，虛擬現實療法較常規訓練更能有效改善腦卒中后認知及吞咽障礙。而認知功能的提升又可促進吞咽康復，幫助患者掌握吞咽技巧并執行治療指令，從而增強康復效果［40］。在其他康復療法的基礎上，結合虛擬現實技術可以有效提高患者康復的效率。因此，虛擬現實療法可作為腦卒中后吞咽障礙的輔助方法，更有效地促進吞咽功能的恢復。另外，相關研究表明［41］，虛擬現實療法聯合運動想象能更有效激活腦卒中后患者的運動皮層，也為腦卒中后患者的康復提供了新思路。

2.5 腦機接口技術

腦機接口作為一種新興的神經康復手段，近年來在吞咽障礙治療領域展現出良好的應用前景。腦機接口旨在不通過患者的神經和肌肉，由大腦信號實現大腦與外部設備之間的直接交互［42］，其通過捕捉中樞神經系統產生的腦信號轉換成感覺反饋。而神經反饋是一種基于中樞神經活動的生物反饋技術，是腦機接口系統的關鍵環節之一。它形成一個閉環雙向腦機接口系統，通過視覺、聽覺或觸覺反饋形式將神經活動實時反饋給患者，并利用操作性條件反射原理使患者學會自主增強或抑制神經活動。通過神經反饋訓練實現大腦活動的內源性調節。腦機接口技術可準確解析大腦信號，識別患者的意圖及大腦狀態，實現大腦與外部設備的直接交流與控制，如用于精確控制假肢、恢復語言能力和改善認知功能等［43］。Yang等［44］通過對10名健康志愿者和1例腦卒中后吞咽障礙患者在安靜環境且不執行任何動作的情況下，讓其想象吞咽一杯水或食物等，通過雙樹復小波變換和自適應模型選擇的吞咽腦電信號運動圖像檢測得出，基于吞咽運動想象的吞咽康復模型可以與合適的端部執行器耦合，激發吞咽動作。目前對于腦機接口在康復上的治療主要用于腦卒中后的肢體康復，對于腦卒中后吞咽障礙、語言、意識恢復的研究相對較少，未來希望腦機接口能更廣泛地運用于吞咽康復及其他領域。

3 總結與展望

本研究系統探討了基于鏡像神經元理論的多模態康復技術（如動作觀察療法、運動想象療法、鏡像療法、虛擬現實療法及腦機接口技術）在腦卒中后吞咽障礙中的應用機制及臨床療效。現有證據表明，鏡像神經元通過“觀察-執行”神經環路激活，促進吞咽相關皮層（如運動前區、輔助運動區及島葉）的功能重組，進而改善吞咽協調性和安全性。與傳統外周干預相比，鏡像神經元調控的中樞干預策略具有神經可塑性靶向性強、患者依從性高、不良反應少等優勢，尤其對恢復期患者的吞咽功能重建表現出顯著療效。

但是，現有研究仍存在若干待解決的問題：①吞咽障礙患者誤吸風險較高，如在觀察吞咽鏡像視頻時，可能會誘發與自身實際功能水平不匹配、不協調的吞咽動作，增加誤吸風險；②部分患者因難以模仿視頻標準動作而產生挫敗感，從而降低其依從性；③研究對象局限性，現有研究樣本主要集中于腦卒中后恢復期患者群體，該人群在注意力水平、認知功能及神經可塑性方面存在顯著的個體異質性；④方法學標準化不足，尚未建立基于循證醫學的標準化治療參數體系（包括刺激強度、頻率及療程等），各研究中心采用的評估工具［如電視透視吞咽檢查（video fluoroscopic swallowing study，VFSS）、纖維內鏡吞咽評估（fibreoptic endoscopic evaluation of swallowing，FEES）］和干預方案缺乏統一性，且多數隨機對照試驗研究樣本量不足，影響證據等級。基于上述問題，建議訓練前需嚴格評估患者的吞咽功能（如VFSS/FEES篩查）。初期患者應在醫護人員監護下進行，可先行運動想象吞咽訓練，避免直接使用真實食物。同時采用漸進式訓練，從簡單動作開始，及時給予正向反饋，增強其信心，提高依從性。

未來研究應開展多中心、大樣本的臨床隨機對照試驗，建立基于患者分層的個體化治療方案，制定標準化的操作規范。同時，基于鏡像神經元系統的中樞性康復干預（如動作觀察療法）應與外周干預手段形成協同治療方案，與傳統吞咽功能訓練（如Shaker訓練）、物理因子治療（如經顱直流電刺激/重復經顱磁刺激）生物反饋技術（如表面肌電監測）相結合。這種多模態聯合干預策略有望通過中樞-外周協同作用機制，最大化促進吞咽神經網絡的功能重組，為臨床實踐提供更可靠的循證依據。

利益沖突聲明：本研究未受到企業、公司等第三方資助，不存在潛在利益沖突。

參 考 文 獻

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（責任編輯：洪悅民 井思源）