腦功能障礙康復：從“腦中魔鏡”到“治身療心”

單春雷

腦卒中是高發病率、高致死率、高致殘率的常見疾病，我國每年新發腦卒中患者達200萬例，其中70%-80%的腦卒中患者因為功能障礙不能獨立生活。腦卒中給患者、家庭乃至社會帶來沉重的負擔，因此對腦卒中的篩查、防治與康復已經受到我國政府和衛生主管部門的高度重視。如何將來自當下基礎科學的前沿成果轉化到腦卒中患者康復上來既是社會的需要，也是中國康復醫學工作者的重要使命。伴隨社會認知神經科學、神經心理學、運動人體科學、虛擬現實（virtual reality）等新興學科、技術與研究工具的蓬勃發展，腦功能障礙康復迎來了多學科交叉挺進的新曙光。然而，大腦作為神經康復學的核心對象，曾被諾貝爾生理學或醫學獎獲得者Gerald Edelman譽為“比天空更廣闊”（wider than thesky）的自然物，仍有太多謎團有待解開。因此，我們殷切期盼更多不同學科背景與知識結構的研究者加入到探索大腦功能的研究隊伍中來，為腦功能障礙康復的研究期待跨學科的靈感。欣聞陳巍博士的新著《神經現象學：整合腦與意識經驗的認知科學哲學進路》（以下簡稱《神經現象學》）在中國社會科學出版社出版，作為由我主持的兩項國家自然科學基金項目課題組的核心成員，陳巍的工作如同觀念催化劑，總是能夠帶給研究團隊以新的啟示。本書涉及的內容異常豐富，我們將結合本團隊開展的研究工作，選擇書中幾個方面的精彩內容予以分析。

《神經現象學》一書對鏡像神經元（mirror neuron）這一近二十年來神經科學領域內最為激動人心的成果進行了系統的介紹與梳理。早在20世紀90年代中期，意大利帕爾瑪大學神經生理學系的Rizzolatti教授和Gallese教授在猴腦運動前區的單一神經元電極記錄研究中發現，豚尾猴在觀察他人（或他猴）執行有目標的手（或口）的動作時，會引起其大腦中負責運動計劃和運動控制的腹側前運動皮質（F5區）和下頂葉神經元放電，這種放電同它執行相同或類似動作的放電相似。由于這類神經元把觀察到的動作“映射”到自己執行該動作的腦區，像鏡子一樣反射了他人（或他猴）的腦活動，因此被稱為鏡像神經元（mirror neuron）。鏡像神經元的發現引起生物學界、神經科學界的巨大轟動，《Lancet》（1999）、《Neuron》（2001）、《science》（2008）等國際頂級雜志均有報道，掀起對鏡像神經元研究的熱潮?！禨cientific American》一文把鏡像神經元系統稱為“腦中魔鏡”。鏡像神經元系統在觀察和執行動作時同樣激活，因此也被稱為觀察一執行匹配系統。然而，雖然鏡像神經元的發現迄今不過短短二十余年，但利用鏡像機制來開展腦功能障礙的康復治療卻可以往前追溯至幻肢痛（phantom limbpains）的探索。

《神經現象學》一書敏銳地捕捉到了兩者之間的聯系。在上世紀90年代初期之前，傳統神經病理學對幻肢成因的解釋以神經激惹理論（nerve irritation theory）為基本范式。這種解釋認為，殘肢的神經無法生長而形成神經瘤，神經瘤中的神經會磨損并纏繞在一起而產生炎癥，神經瘤對外界的刺激比較敏感，從而產生雜亂的信號傳遞到大腦，使得大腦誤以為失去的肢體仍然存在。這種解釋的最大問題在于基于上述理論無法提出有效根治幻肢痛的治療措施。美籍印裔神經科學家、杰出的臨床醫生Ramachandran提出了“重新映射假說”（the remapping hypothesis），他認為幻肢現象的產生是傳入神經受阻后皮層軀體定位的映射（cortical somatotopicmap）變化的直接產物。而Ramachandran的研究證明了幻肢感根本就不存在于截肢殘端及其神經信號的輸入過程，而是由身體“觸發區”（trigger zones）的刺激所誘發的。大腦皮層映射的改變使得身體的某些其他部位成為幻肢的“觸發區”，所以當觸發區受到刺激時，大腦從而產生了幻肢感。因此，基于傳統病理學的研究試圖通過用背根神經切除術或脊椎索切開術（cordotomy）來阻止感覺信息輸入大腦來消除或緩解幻肢感或幻肢痛的做法是無法取得成效的。于是，Ramachandran創造性地設計了鏡箱（mirror box）裝置來制造視錯覺，讓患者“看到”其幻肢的存在及活動，從而讓視覺反饋和運動指令之間重新建立正確的匹配，而不是輸入加強的運動指令。這種治療幻肢的方法也被稱為“鏡像療法”（mirror therapy）。近十余年來，鏡像療法在治療各個部位幻肢及其引發的幻肢痛方面得到了廣泛應用，并取得了令人矚目的療效。作為“腦中魔鏡”的鏡像神經元及其可塑性的發現，恰恰為鏡像療法的有效性提供了堅實的神經康復機制。

受到上述聯系的啟發，我們研究小組通過鏡像神經元理論（手動作觀察可以激活鏡像神經元系統，包括左半球重要語言中樞和右半球重要空間注意中樞），把手動作觀察訓練應用于左半球語言中樞（Broca區、緣上回、Wernicke區）受損導致的失語癥（aphasia）和右半球空間注意中樞（右頂下小葉、緣上回）損害導致的偏側忽略癥（hemineglect）的康復。研究發現，手動作觀察訓練在一周內即顯著改善偏側忽略癥患者的空間注意能力，減輕忽略癥癥狀，三周更加明顯（顯著優于作為對照的第二周訓練）。功能磁共振成像（fMR1）研究證明，此療效與手動作觀察引起較多的鏡像神經元系統包括右頂下小葉、緣上回這些空間注意神經環路的激活和重塑有關。相關實驗報告《基于鏡像神經元的偏側忽略癥治療》于2015年發表在國際頂尖雜志《Nature》子刊《scientific Reports》上。這是國際上第一篇通過手動作觀察訓練改善偏側忽略癥癥狀并通過fMRI揭示神經機制的研究性論文。

《神經現象學》一書的另一大貢獻是將來自認知心理學的新興范式——具身認知（embodied cognition）與鏡像神經元系統之間建立起了合理且緊密的聯系。作為最早將具身認知領域概念體系引入國內學術界的學者之一，陳巍博士近年來一直在積極從事并推介具身認知研究。具身認知科學的兩條黃金原理是：（1）人類的心智或認知過程會受到身體的影響。（2）人類的抽象概念系統是以身體運動知覺系為基礎發展形成的。從中不難看出具身認知與鏡像神經元的功能之間存在著天然聯系。因此，如何利用具身認知的理論框架來推進基于鏡像神經元系統的腦功能障礙康復治療將是一項非常值得期待的工作。在這方面，我們課題組已經開展的實驗工作（6名正常人和8位腦卒中偏癱患者）也一定程度上證明了動作詞的加工對于運動執行的調控。6名正常人對于具體動詞（上肢動作詞）和抽象動詞進行判斷（語義分類）并進行按鍵，觀察正確率和反應時。結果兩種動詞的正確率均接近100%，且沒有顯著差異。但對于具體動詞，反應時顯著短于抽象動詞（即按鍵更迅速）。而8位腦卒中偏癱患者對于抽象動詞的判斷正確率（81%）顯著低于對于具體動詞的判斷（93%）。endprint

在此基礎上，我們利用鏡像神經元系統潛在的可塑性，使用手動作觀察與訓練開展了《基于鏡像神經元系統的失語癥康復治療》，發表在今年10月份的？《Frontiers inPsychology》上。該研究發現，手動作觀察訓練對失語癥患者語言功能有明顯改善作用，甚至對于1年、2年以上處于功能平臺期很難恢復的患者，一周訓練即有效，三周訓練效果更佳。這讓患者家屬及言語治療師感到驚奇和喜悅！功能磁共振成像（fMRI）研究表明這種療效與手動作觀察引起鏡像神經元系統包括左半球重要語言區的激活從而有利于受損語言網絡的重塑有關。手動作觀察與靜態物體觀察相比，可以激活更為廣泛的鏡像神經元系統，包括左半球重要的語言中樞如Broca區、左角回和緣上回。這些發現有力地證明了手動作觀察訓練能顯著改善失語癥患者的語言功能。其機制可能與手動作觀察激活鏡像神經元系統（包括重要語言中樞），從而有利于語言神經網絡重塑，促進語言功能恢復有關。這也符合具身認知在腦功能障礙上“治身亦可療心”的前沿理念。

最后，《神經現象學》的一大亮點是將現象學哲學引入了神經科學研究，這對于腦功能障礙康復同樣具有不可低估的啟示。早在1912年，德國著名精神病學家Karl Jaspers發表了題為“精神病理學的現象學取向”的論文。本文與隨后出版的名著《普通精神病理學》一起對廣義的精神病學尤其是精神疾病分類學（psychiatric nosology）的發展產生了深遠的影響。當代美國心理學會編制的《心理障礙診斷與統計手冊》（DSM）以及世界衛生組織制定的國際疾病分類（JCD）標準都受到了Jaspers的影響。Jaspers為當代精神病學開啟了全新的研究范式：精神病學不應被視為一門自然科學，而必須與人文科學傳統聯系起來。精神病學家要將“描述、說明與理解”有機地結合在一起。在腦功能障礙康復上，這一點同樣值得期待。延續之前的討論，Ramachandran在探索幻肢痛治療方法時，曾經受到多位患者的第一人稱報告啟發。這些患者皆有類似聲稱：“只要我能移動我的幻肢，也許就能幫助我減弱幻肢痛”。上述第一人稱描述堅定了他開發鏡像療法的信念。在今天的腦功能障礙康復研究中，的確出現了過于倚重儀器的現象?！渡窠洭F象學》切中肯絮地提出，儀器與設備只不過是檢驗醫生頭腦中想法的工具而已，方法終究是為想法服務，而不是顛倒過來。因此，如何借助現象學之類的描述將傳統的“望聞問切”推向精細化，并與先進的腦與認知神經科學技術相互砥礪、彼此驗證，將是一條通向未來腦功能康復研究的新進路。endprint