意識障礙患者靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)對針刺合谷、太沖穴的反應(yīng)性研究

馬淑娟，程瑋濤，王 寧，徐躍嶠

(1．廣州中醫(yī)藥大學，廣州 510000;2．宣武醫(yī)院，北京 100000)

【針灸研究】

意識障礙患者靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)對針刺合谷、太沖穴的反應(yīng)性研究

馬淑娟1，程瑋濤2，王 寧2，徐躍嶠2

(1．廣州中醫(yī)藥大學，廣州 510000;2．宣武醫(yī)院，北京 100000)

目的：探討意識障礙病人靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)對針刺合谷、太沖的反應(yīng)性。方法：以后扣帶作為種子點，做全腦靜息態(tài)功能連接分析，然后對意識障礙病人靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)在針刺合谷、太沖前后的反應(yīng)變化進行統(tǒng)計分析，主要是默認網(wǎng)絡(luò)和額頂網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果：默認網(wǎng)絡(luò)功能連接強度在針刺前后未發(fā)生顯著變化，后扣帶回與額頂控制網(wǎng)絡(luò)中的額上回及緣上回的拮抗作用在針刺后顯著增強。結(jié)論：針刺合谷、太沖可能對意識障礙病人負責內(nèi)外部意識的2個網(wǎng)絡(luò)之間功能交互具有積極作用。

意識障礙；靜息態(tài)；針刺；默認網(wǎng)絡(luò)；額頂控制網(wǎng)絡(luò)

近年來，嚴重顱腦損傷誘發(fā)意識障礙的發(fā)病率逐漸升高[1]，全球每年有100多萬人因創(chuàng)傷導致昏迷。不幸的是，對于意識障礙的診治技術(shù)并無實質(zhì)性進展，功能核磁共振技術(shù)為其提供了一種嶄新的可能。

中醫(yī)藥對于意識障礙的康復(fù)治療發(fā)揮著重要作用，針刺尤為顯著，對昏迷病人行針刺治療可以大大提高蘇醒率[3-6]。在針刺促醒的臨床實踐治療中，四關(guān)穴是最常見的配穴。狹義的四關(guān)穴指合谷與太沖，首見于明·徐鳳對《針灸大全》的注解：“四關(guān)者占，五臟有六腑，六腑有十二原，十二原出于四關(guān)，太沖、合谷是也。”中醫(yī)治病以調(diào)理氣血、平衡陰陽為主要宗旨，合谷、太沖二穴相配堪稱經(jīng)典配穴，兩穴一陰(太沖)一陽(合谷)、一氣(合谷)、一血(太沖)、一臟一腑、一升一降是1組具有陰陽經(jīng)相配、上下配穴、氣血同調(diào)、陰陽同調(diào)、臟腑同調(diào)的針灸處方[7]。

默認網(wǎng)絡(luò)與意識密切相關(guān)，默認網(wǎng)絡(luò)的功能連接程度與意識水平呈正相關(guān)關(guān)系[8]，且以默認網(wǎng)絡(luò)作為預(yù)測工具，對意識障礙病人的意識預(yù)后進行評估，發(fā)現(xiàn)預(yù)測準確率高達81.25%[9]。默認網(wǎng)絡(luò)與人類的“內(nèi)在意識”相關(guān)，額頂控制網(wǎng)絡(luò)主要負責“外在意識”腦功能活動[10]。本文旨在研究針刺合谷、太沖穴位對意識相關(guān)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的影響作用，以探索針刺促醒的生理機制。

1 資料與方法

1.1 研究對象

收集2016年9月至2017年1月宣武醫(yī)院神經(jīng)外科重癥監(jiān)護室因嚴重顱腦損傷導致意識障礙的病人共8例，其中植物狀態(tài)7例，昏迷1例；年齡39～82歲，男性4例，女性4例；腦出血2例，腦動靜脈畸形2例，蛛網(wǎng)膜下腔出血3離，顱內(nèi)感染1例。

1.2 納入和排除標準

納入標準：符合昏迷及植物狀態(tài)的診斷標準[11-12]，CRS-R量表[13]再次評估意識，用以鑒別診斷植物狀態(tài)及最小意識狀態(tài)。排除標準：自主呼吸及循環(huán)功能不穩(wěn)定；高血壓病史大于10年；嚴重心血管疾病如惡性心律失常等；嚴重肝腎疾病；精神病病史；鎮(zhèn)靜藥物未完全洗脫；酗酒史；掃描過程中頭動大于5 mm。

1.3 掃描方法

靜息態(tài)8 min掃描后行針刺，針畢留針行靜息態(tài)掃描8 min，后掃描結(jié)束。

1.4 針刺方法

由經(jīng)過針刺專科培訓的醫(yī)師行針治療。采用定制的92銀針，長4 cm，直徑0.4 mm。穴位行針順序右側(cè)合谷、右側(cè)太沖、左側(cè)太沖、左側(cè)合谷。每個穴位均進針2.5 cm，行針10次，先5次順時針捻轉(zhuǎn)提插，后5次逆時針捻轉(zhuǎn)提插，每個穴位約行針20 s，4個穴位均留針8 min。

1.5 靜息態(tài)方法

1.5.1 圖像獲取參數(shù) 采用西門子3.0T掃描儀，使用8通道標準線圈。使用EPI回波序列進行靜息態(tài)掃描，參數(shù)設(shè)置如下：repetition time=2000 ms, echo time=30 ms, flip angle=90, filed of view=224 cm, slice number=33, thickness=3.5 mm, gap=0.7 mm, band width=2368 Hz。

1.5.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理 使用SPM12和DPABI[14]進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，去除前10個時間點，頭動矯正，圖像標準化、圖像平滑(6 mm高斯平滑和)、濾波(0.01-0.1 Hz)，最后進行協(xié)變量回歸(白質(zhì)、腦脊液、頭動和全腦信號)。

1.5.3 數(shù)據(jù)處理分析方法 采用種子點功能連接方法，以默認網(wǎng)絡(luò)中的后扣帶回作為種子點[15](MNI: -1，-49, 31，半徑=6 mm)，分析針灸前后靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)中的默認網(wǎng)絡(luò)及額頂控制網(wǎng)絡(luò)的功能連接變化。文中所呈現(xiàn)的健康對照默認網(wǎng)絡(luò)及額頂控制網(wǎng)絡(luò)圖像呈現(xiàn)是由144名健康大學生被試(75 名女性，年齡以均值±標準差=22.71±2.25，19～30歲)的數(shù)據(jù)獲得。健康對照默認網(wǎng)絡(luò)的種子點與病人組相同，額頂控制網(wǎng)絡(luò)的種子點[16]為(MNI:44，36，20，半徑6 mm)。

1.6 統(tǒng)計學方法

對針灸前后的后扣帶回功能連接圖像進行配對檢驗，體素水平P值為0.01，團塊大小為540 mm3，校正后的P值為0.05。

2 結(jié)果

圖1顯示，在針刺合谷、太沖2個穴位后，默認網(wǎng)絡(luò)功能連接較基線水平發(fā)生變化比較差異無統(tǒng)計學意義(P<0.05,corrected)。以后扣帶回作為種子點，發(fā)現(xiàn)與額頂控制網(wǎng)絡(luò)的負連接強度在針刺后明顯降低，降低的腦區(qū)是右側(cè)額上回及緣上回。圖2顯示，針灸后，以后扣帶回為中心的默認網(wǎng)絡(luò)與額頂控制網(wǎng)絡(luò)的負相關(guān)值降低，表明2個網(wǎng)絡(luò)的拮抗作用增強(圖2A，圖2B)。圖3顯示，健康被試的默認網(wǎng)絡(luò)圖像呈現(xiàn)，圖4顯示健康被試的額頂控制網(wǎng)絡(luò)圖像呈現(xiàn)。

圖1 意識障礙病人針灸前后靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)變化注：此圖像為默認網(wǎng)絡(luò)與額頂控制網(wǎng)絡(luò)的功能連接腦區(qū)在針灸前后的差值，深色代表針灸后大腦功能連接增強的額頂控制腦區(qū)

圖2A 意識障礙病人默認網(wǎng)絡(luò)與額頂控制網(wǎng)絡(luò)功能連接狀態(tài)(針灸前)注：淺色代表默認網(wǎng)絡(luò)，深色代表額頂控制網(wǎng)絡(luò)

圖2B 意識障礙病人默認網(wǎng)絡(luò)與額頂控制網(wǎng)絡(luò)功能連接狀態(tài)(針灸后)注：淺色代表默認網(wǎng)絡(luò)，深色代表額頂控制網(wǎng)絡(luò)

3 討論

圖3 健康被試的默認網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

圖4 健康被試的額頂控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

人類意識由兩方面內(nèi)容構(gòu)成，即與自我相關(guān)的“內(nèi)在意識”與環(huán)境覺知相關(guān)的“外在意識”[17]。內(nèi)在意識系統(tǒng)主要包括默認網(wǎng)絡(luò)，在無外界環(huán)境刺激條件下處理與自我相關(guān)的內(nèi)在意識活動，如走神(mind wandering)、白日夢(daydreaming)、自言自語(inner speech)與精神想象(mental imagery)等[18]。近年來，默認網(wǎng)絡(luò)在意識障礙病人群體中的研究越來越多。大量的研究結(jié)果顯示，相對于健康人意識障礙如昏迷、植物狀態(tài)、最小意識狀態(tài)等病人的默認網(wǎng)絡(luò)功能連接或低頻振蕩腦活動是異常的[19-20]，且患者意識水平與默認網(wǎng)絡(luò)的激活程度呈正相關(guān)。本文中，針刺合谷、太沖對于默認網(wǎng)絡(luò)的功能連接并無顯著影響作用， 基于腦功能連接角度，可以認為在意識障礙的臨床促醒治療中，合谷、太沖2個穴位的即時針刺效應(yīng)對內(nèi)在意識的恢復(fù)并無調(diào)節(jié)功能。

外在意識系統(tǒng)主要包括額頂控制網(wǎng)絡(luò)，主要是接受外界環(huán)境刺激，如聲音[21]、視覺[22]、體感[23-24]等，隨之產(chǎn)生與外在刺激相關(guān)的意識覺知活動。有關(guān)意識障礙病人中的額頂控制網(wǎng)絡(luò)連接功能的研究相對較少，在植物狀態(tài)的患者中，廣泛的額頂控制網(wǎng)絡(luò)代謝功能發(fā)生異常[25-26]，且側(cè)額葉與中后區(qū)之間、丘腦核和側(cè)、中額葉皮質(zhì)之間的連接功能消失了。經(jīng)過針刺后，額頂控制網(wǎng)絡(luò)中的額上回與緣上回的連接功能強度較前增強，在一定程度上反映了針刺合谷、太沖2個穴位通過增強與外部覺知的功能連接，進而增強了意識障礙患者對外界環(huán)境的感知能力。基于意識系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究結(jié)果，可以在本文中推斷合谷、太沖的意識促醒功能的可能性機制。目前，尚未有人在意識障礙病人群體中進行合谷、太沖2個穴位的腦功能研究，對正常健康老年人“四關(guān)穴”進行針刺，用腦功能核磁評價其療效機制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)左側(cè)額中回、雙側(cè)額下回、雙側(cè)中央旁小葉、雙側(cè)丘腦、后扣帶回和前扣帶回等腦區(qū)的活動都有增強，這些腦區(qū)中的一部分屬于額頂控制網(wǎng)絡(luò)及默認網(wǎng)絡(luò)[28]。

對患有阿爾茨海默癥的病人進行合谷、太沖的針刺治療，采用種子點分析方法發(fā)現(xiàn)，左側(cè)扣帶回與右側(cè)頂下小葉的腦活動均增強，采用全腦數(shù)據(jù)分析方法，結(jié)果顯示針刺合谷、太沖對默認網(wǎng)絡(luò)具有顯著作用[29]。針刺太沖1個穴位，激活的腦區(qū)基本分布在額頂控制腦區(qū)，對后扣帶回既無激活也無抑制作用[30]。

2個意識系統(tǒng)之間在靜息狀況下具有負相關(guān)關(guān)系，即相互拮抗[10]，而這2個系統(tǒng)是如何通過其相互拮抗作用來進行極其精密的配合，進而實現(xiàn)復(fù)雜的意識活動，尚沒有研究給出確切的論述報告。因功能核磁檢查時間較長，且意識障礙病人病情相對較重，經(jīng)選擇后符合排納標準的病人數(shù)目有限，故本文研究病例較少。本文第1次以針刺促醒角度來分析相應(yīng)穴位的腦功能反應(yīng)變化，推測針刺在意識障礙病人群體中的促醒機制。基于功能核磁角度，為這種機制提供一種可能性的解釋，屬于探討性研究，基于現(xiàn)有結(jié)果，需要更大樣本含量的研究來進一步探討或證實針刺效應(yīng)對于意識障礙患者腦功能活動的積極作用。

[1] LAUREYS S. Eyes open, brain shut[J]. Sci Am, 2007, 296: 84-89.

[2] BRUNS JR J, HAUSER WA. The epidemiology of traumatic brain injury:a review[J]. Epilepsia, 2003, 44(10):2 -10.

[3] 劉水生,唐尤佳,郭秋霞,等.醒腦開竅針法在顱腦損傷昏迷患者促蘇醒治療中的應(yīng)用[J].實用臨床醫(yī)學, 2006, 7(10):93-95.

[4] 劉劍平,楊志林,王敏善,等.針刺對昏迷患者促醒效果的觀察[J].中國針灸, 2010, 30(3):206-208.

[5] 葛容君. 針灸治療顱腦外傷后昏迷患者促醒23例臨床觀察[J].云南中醫(yī)中藥雜志, 2014, 35(11):45-46.

[6] 盧天達.針灸治療顱腦外傷昏迷37例臨床觀察[J].中國民族民間醫(yī)藥, 2015,10:99-99.

[7] 張永臣,吳富東.四關(guān)和四關(guān)穴探析[J]. 針灸臨床雜志, 2005, 21(6):5-6.

[8] VANHAUDENHUYSE A, NOIRHOMME Q, TSHIBANDA LJ， et al. Default network connectivity reflects the level of consciousness in non-communicative brain-damaged patients[J]. Brain, 2010, 133(1): 161-171.

[9] WU X, ZOU Q, HU J， et al. Intrinsic Functional Connectivity Patterns Predict Consciousness Level and Recovery Outcome in Acquired Brain Injury[J]. J Neurosci, 2015,35(37):12932-12946.

[10] VANHAUDENHUYSE A, DEMERTZI A, SCHABUS M， et al. Two Distinct Neuronal Networks Mediate the Awareness of Environment and of Self[J]. J Cogn Neurosci, 2011,23(3):570-578.

[11] PLUM F, POSNER JB. The diagnosis of stupor and coma[J].Brain Nerve, 2015,67(3):344-345.

[12] NO AUTHORS LISTED. The vegetative state: guidance on diagnosis and management[J]. Clin Med (Lond), 2003,3(3):249-254.

[13] GIACINO JT, KALMAR K, WHYTE J. The JFK Coma Recovery Scale-Revised: measurement characteristics and diagnostic utility[J]. Arch Phys Med Rehabil, 2004,85(12):2020-2029.

[14] YAN C G, WANG X D, ZUO X N, et al. DPABI: Data Processing & Analysis for (Resting-State) Brain Imaging[J]. Neuroinformatics, 2016,14:339-351.

[15] GREICIUS M D, SRIVASTAVA G, REISS A L, et al. Default-mode network activity distinguishes Alzheimer′s disease from healthy aging: evidence from functional MRI[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2004,101(13): 4637-4642.

[16] SEELEY W W, MENON V, SCHATZBERG A F， et al. Dissociable intrinsic connectivity networks for salience processing and executive control[J]. Journal of Neuroscience, 2007, 27(9): 2349-2356.

[17] JAMES W. Census of Hallucinations[J]. Science,1990, 15(380):304.

[18] ANDREWS-HANNA, JESSICA R. The brain′s default network and its adaptive role in internal mentation[J]. Neuroscientist, 2012， 18(3):251-270.

[19] SILVA S, DE PASQUALE F, VUILLAUME C， et al. Disruption of posteromedial large-scale neural communication predicts recovery from coma[J]. Neurology, 2015,85(23):2036-2044.

[20] 郭洪. 重型顱腦損傷昏迷患者的損傷評估及預(yù)后預(yù)測在靜息態(tài)功能磁共振中的研究[D]. 石家莊：河北醫(yī)科大學, 2015.

[21] BRUNETTI, M, DELLA PENNA, S, FERRETTI, A, et al. A frontoparietal network for spatial attention reorienting in the auditory domain: a human fMRI/MEG study of functional and temporal dynamics. Cereb[J]. Cortex, 2008, 18:1139-1147.

[22] STEPHAN-OTTO C, SIDDI S, SENIOR C, et al. Visual Imagery and False Memory for Pictures: A Functional Magnetic Resonance Imaging Study in Healthy Participants[J]. PLoS One, 2017,3:12.

[23] BOLY M, BALTEAU E, SCHNAKERS C, et al. Baseline brain activity fluctuations predict somatosensory perception in humans[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2007, 104(29):12187-12192.

[24] BORNH?VD K, QUANTE M, GLAUCHE V, et al. Painful stimuli evoke different stimulus-response functions in the amygdala, prefrontal, insula and somatosensory cortex: a single-trial fMRI study[J]. Brain, 2002, 125:1326-1336.

[25] LAUREYS S. The neural correlate of (un)awareness: lessons from the vegetative state[J]. Trends Cogn Sci, 2005, 9(12):556-559.

[26] LAUREYS S, LEMAIRE C, MAQUET P, et al. Cerebral metabolism during vegetative state and after recovery to consciousness[J]. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 1999,67(1):121.

[27] LAUREYS S, FAYMONVILLE ME, LUXEN A, et al. Restoration of thalamocortical connectivity after recovery from persistent vegetative state[J]. Lancet, 2000, 355(9217):1790-1791.

[28] 王葳, 李坤成, 單保慈,等. 針刺正常老年人“四關(guān)穴”的腦功能MRI研究[J]. 中國醫(yī)學影像技術(shù), 2006, 22(6):829-832.

[29] L PEIPENG, W ZHIQUN, Q TIANYI, et al. Acupuncture stimulation of Taichong (Liv3) and Hegu (LI4) modulates the default mode network activity in Alzheimer′s disease[J].American Journal of Alzheimer S Disease & Other Dementias, 2014, 29(8) :739-748.

[30] 方繼良,金真,王寅,等. 針刺太沖及其臨近穴腦反應(yīng)區(qū)功能磁共振成像比較[J]. 中國醫(yī)學影像技術(shù), 2005, 21(9):1332-1336.

Study on the Response of the Resting State Brain Network of Patients with Disorder of Consciousness to Acupuncture Hegu and Taichong

MA Shu-juan1, CHENG Wei-tao2, WANG Ning2, XU Yue-qiao2
(1.GuangzhouUniversityofTraditionalChineseMedicine,Guangzhou510000,China;2.XuanwuHospital,Beijing100000,China)

Objective: To investigate the response of resting state networks in patients with disorder of consciousness to acupuncture Hegu and Taichong. Methods: The posterior cingulate gyrus was used as the seed point, and the whole brain functional connectivity analysis was performed, the changes of the resting state network mainly included default mode network and frontal parietal control network in patients with disorder of consciousness after acupuncture were analyzed. Results: Compared with the baseline state, functional connectivity of the default network did not changed significantly. Anti-correlation between the posterior cingulate gyrus and the right superious frontal and the right supramarginal gyrus in the fronto-parietal network was significantly enhanced after acupuncture Hegu and Taichong. Conclusion: In the patients suffer from disorder of consciousness, acupuncture of Hegu and Taichong may play a positive effect to modulate the interaction between the two networks which are responsible for the internal and external awareness.

Disorder of consciousness; Resting state; Acupuncture; Default network；Fronto-parietal control network

馬淑娟(1986-)，女，河南平頂山人，醫(yī)學博士，從事中西醫(yī)結(jié)合神經(jīng)科疾病的臨床與研究。

R246.6

B

1006-3250(2017)04-0528-04

2016-10-23