基于“面口合谷收”理论的脑可塑性机制研究进展

2018/07/23 16:03

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彭伟钦1，杨一玲2，黄键澎3，刘健华2，3(1.广州中医药大学针灸康复临床医学院，广东广州510000；2.广州中医药大学第二临床医学院，广东广州510000；3.广东省中医院，广东广州510000）摘要：“面口合谷收”是祖国医学实践经验的总结，是循经远道取穴原则的经典代表。研究表明，大脑皮层手区及面区存在着交叉代表区的竞争依赖性的相互作用，而躯体感觉的传入与否对其的影响尤为明显；生理或病理情况下感觉皮层及运动皮层中手区与面区均可发生一定的功能重组。因此,本文基于“面口合谷收”理论，对近二十年手区及面区功能重组的研究进行综述，并对“面口合谷收”的脑可塑性机制进行探讨。关键词：针灸学；合谷；脑可塑性；功能重组Progress of Research on Brain Plasticity Mechanism Base on “the Treament of Orofacial Diseases by Acupuncture at Hegu”PENG Weiqin1, YANG Yiling2, HUANG Jianpeng2, LIU Jianhua2（1. Clinical Medical College of Acupuncture, Moxibustion and Rehabilitation of Guangzhou University of TCM,Guangzhou 510000,China; 2. Second Hospital of Guangzhou University of TCM ,Guangzhou 510000,China;3.Guangdong Province Traditional Chinese Medical Hospital,Guangzhou 510000,China）Abstract: “The treament of orofacial diseases by acupuncture at Hegu(L4)” as a conclusion of Chinese medical clinical practice, is a representative of the theory of the selection of acupoints accordingto meridians pathway.Previous studies have shown that a competitive activity-dependent interaction between the orofacial and hand representations of motor cortex has been demonstrated,in which sensory afferents or not play an important role.Hand areas and orofacial areas over the mortor cortex and somatosensory cortex have some functional reorganization in physiologic and pathologic condition.Therefore,based on “the Treament of Orofacial Diseases by Acupuncture at Hegu”,the study of functional reorganization between hand areas and orofacial areas in recent 20 years are reviewed,and discuss the brain plasticity mechanism about “The treament of orofacial diseases by acupuncture at Hegu(L4)”in this paper.Key words: Acupuncture,Hegu, brain plasticity, functional reorganization      中国古代医学积累了许多行之有效的医学经验，四总穴歌中的“面口合谷收”便是其中之一。针刺合谷穴对于头面部的的病痛，如耳聋、头痛、齿痛和面神经麻痹等有良好的治疗效果。在经络学说形成之前，古代医家便注意到人体表里上下之间有一种特殊的联系，当体表特定部位（如肢体末端）受到特定的刺激时，可以治疗与其相距甚远部位（如头面部）的病症。从现代医学角度来说，经络学说中循经远道取穴治疗效应长时间困扰着从事针刺研究的学者。近十余年来，大量研究表明，当灵长类动物和人类的躯体感觉传入发生障碍时，体表与体表之间显现出某种特定的联系，且与脑可塑性密切相关[1]；当针刺及其他躯体感觉传入作用于人体时，可引起大脑相关区域激活及皮层功能重组。      基于此，总结近年来脑功能重组及脑可塑性这一生命科学前沿的丰硕成果将有助于我们增进对经络学说循经远道取穴的认识与了解。     脑可塑性是指大脑的结构和功能可以为外界环境和经验所修饰，包括结构可塑性和功能可塑性。结构可塑性是指大脑内部突触、神经元之间的连接可以由于学习和经验的影响建立新的连接，从而影响个体的行为。功能可塑性是指通过学习和训练，大脑某一代表区的功能可以由邻近的脑区代替，也表现为脑损伤患者在经过学习、训练后脑功能在一定程度上的恢复，本文基于循经远道取穴中的“面口合谷收”理论，对近二十年与此相关的脑可塑性研究进行综述。1  手区的传入对大脑皮层的作用       在脑可塑性研究中，躯体感觉去传入以及身体部位使用程度是影响脑可塑性的两个重要因素[2-4]。现代学者通过TMS、fMRI等前沿技术并结合各学科知识发现，当躯体感觉皮层传入时，相应的脑皮层区域的会发生一定的功能重组，或被激活或向邻近区域扩展，在近二十年研究中，手区的传入对大脑皮层的影响尤为热门。刘玲[5]等采用功能性磁共振（fMRI）技术,观察电针合谷穴对脑功能的影响，发现电针右侧合谷穴可使双侧第一躯体感觉皮层和第一躯体运动皮层激活。唐宏图[6]等观察电针周围性面瘫患者患侧合谷、后溪、地仓等穴位对脑皮层激活情况，发现电针左侧合谷穴，左侧皮层中央前回及中央后回被激活，不仅左侧手代表区被激活，同时其相邻的颜面代表区也被激活。电针地仓穴及后溪穴也引起皮层多个区域被激活；李落意[7]等的研究结果表明针刺健康志愿者左侧合谷穴能同时激活右侧中央前回及中央后回中下部，即针刺合谷穴可激活感觉运动皮层面口部区。这说明了合谷穴与大脑皮层面口区存在密切的联系，针刺合谷穴可使面口部的皮层代表区发生功能变化。Pascual-Leone[8]等通过经颅磁刺激技术观察到精通盲文阅读的人优势侧第一背侧骨间肌皮层表达区比另外一侧大得多，也比控制组任意一侧的皮层表达大得多。在另外一个实验中，当实验组进行为期五天的钢琴训练后，其运动皮层手区范围增加。Makris[9]等研究发现针刺健康自愿者右侧合谷穴主要使边缘系统以及躯体感觉皮层区域激活。Pitcher[10]等使用TMS技术研究发现皮层具有双向频率依赖性，低频率（2Hz）电刺激第一背侧骨间肌可降低支配该肌肉皮层的兴奋性，而高频率（30Hz）电刺激则提高支配该肌肉皮层的兴奋性，该研究结果对于针灸临床实践具有一定的借鉴意义。综上，在病理及生理情况下，手部感觉传入特别是来自合谷穴区的刺激可明显引起皮层兴奋性变化。2  手区与面区的位置关系       由Penfield的脑皮层位域图可知，皮层代表区区域的大小与躯体的大小无关，而与该部位的感觉的敏感程度及其运动的复杂程度有关。例如颜面部和手部在皮层的区域远大于躯体在皮层上的区域，在此位域图上，颜面部与手部在感觉皮层和运动皮层上的位置相互毗邻[11]。Tamura[12]等的研究发现在S1皮质代表区内食指、上下唇、舌的前后部、上下颊黏膜的投射区从上到下依次排列，并覆盖了S1皮质代表区30%的区域。刘健华[13]等采用单电极和阵列电极电生理技术探讨来自口面部和手部的传入在恒河猴感觉皮层神经元的位域关系，发现在恒河猴3b区，来自手部的传入与来自面部的传入所投射的脑区位置相互毗邻但分界明显，特别是拇指的“合谷”区和下唇及下颌的皮层位域的神经元相互接壤，虽然有明确的分界，但出现相互渗透，记录显示存在一定数量的拇指-下唇双感受野的汇聚神经元。Suzuki[14]等通过全脑-脑磁波描记术（whole-head magnetoencephalography）研究初级躯体感觉皮层，在六名健康志愿者中，电刺激面部及拇指时其在S1区中产生的体感诱发磁场（somatosensory evoked magnetic fields）的位置相互毗邻甚至有所重叠。Pons[15]等在研究猴大脑皮层去感觉传入后功能重组的实验中观察到下颌部与拇指在感觉皮层的定位域是相互重叠的。3  感觉皮层中手区与面区的功能重组       Tandon[16]等研究表明，成年猕猴在脊髓损伤即去手区传入的情况下，初级感觉皮层中面区表达会发生大规模重组，表现为向初级感觉皮层3b区中的手区扩展入侵。Rijntjes[17]应用经颅磁刺激和正电子发射断层摄影术研究了面神经麻痹患者的脑皮层重组情况。其研究结果表明，面瘫对侧的躯体感觉皮层中手区面积扩大，并向扩张到原本属于面区的皮层。刘健华等[13]采用结扎恒河猴外周神经的方法是其拇指去传入，研究发现三个月后，面部的刺激刺激可激活其手区。Farne[18]等学者在接受双手移植的患者身上发现，移植5个月后手的触觉及敏感性迅速得到恢复。然而，同时触摸右手和右侧面部时，右手的感知被右侧面部明显遮盖，其判断刺激部位的准确率仅为45%。进一步的研究提示，截肢后面部区域入侵至原来的手部区域，使得原来手部区域对面部刺激发生反应；断手再植后，原来的手部区域逐渐恢复其功能，并根据正常功能需要逐步扩展，并产生手面部的重叠区，对手面部刺激同时发生反应；但随着再植时间的延长，再植后新形成的手区逐渐扩张并与面区分离，最终恢复移植前手区的状态。黄倩兰[19]运用神经电生理技术，研究恒河猴感觉皮层手区切除对其感觉皮层功能重组的影响及电针合谷穴、鱼际穴对其功能可塑性的影响，发现在病理化态下，恒河猴面区感觉皮层对手区感觉皮层的缺失发生代偿，同时増加手部的感觉传入可促进手面区感觉皮层的功能重组。4  运动皮层中手区与面区的功能重组       成年哺乳动物的运动皮层具有对各种损伤和外界环境进行重组的能力，如周围神经刺激、神经切断、截肢、肢体位置的变化以及感觉运动皮层的局部损伤等[20-21]。通过解剖学及成像学的研究,初级运动皮层中的手运动支配区已被定位，称为手结节（Hand knob）[22]。Rechdi Ahdab[23]等学者纳入十名健康人和六名患有不同起因不同部位且无大脑损伤的慢性神经痛病人，使用神经导航经颅磁刺激对其双侧脑半球的运动皮层手区“热点（Hot spot）”进行定位，发现在健康人中55%的脑半球（11个）和病人中75%的脑半球（9个）里面手区“热点”是并不是位于手运动支配区的，而是位于中央前回及额中回前方，表明在一定情况下，手区可以发生功能重组，并且可向其他区域入侵。Björkman[24]等采用fMRI技术研究截肢患者肢体再植术和种植假体前后初级运动皮层及初级躯体感觉皮层重组情况，发现再植术后初级运动皮层很快就变为正常激活模式而初级躯体感觉皮层则由单侧激活模式变为双侧激活模式，这表明了特定情况下触觉功能的一种代偿机制。Qi[25]等在恒河猴出生3~12天切除颈髓C3~C5脊柱失去感觉传入后，使其存活长大至3~5岁时观察运动皮质的可塑性变化。他们发现刺激恒河猴运动皮质的手指区域靠外侧可引起拇指屈曲和下唇与肩的联合运动，表明因感觉传入受阻导致运动皮质手指区域变化和重组，运动皮层面部区域向手指区域扩展，出现功能重叠区。Anke Karl[26]等利用经颅磁刺激技术及脑电神经成像技术（Neuroelectric source imaging of the EEG）观察患幻肢痛的截肢病人和无幻肢痛截肢病人运动皮层和感觉皮层的情况，发现在患幻肢痛的病人中其肱二头肌在健侧大脑运动皮层中的MEPs（motor-evoked potentials）比患侧大脑皮层中的要更高；颧肌及下唇方肌的最佳刺激点在健侧大脑中更靠近内侧即向手区靠近，表明支配患肢的感觉皮层和运动皮层中发生了功能重组，面区向着手区入侵。5  小结       在脑皮层中，手区与面区在感觉和运动皮层的位置相互接壤，甚至有所交叠。无论是在运动皮层抑或是在感觉皮层，手区及面区均可发生功能重组，并且两者存在着相互竞争、相互依赖的关系。尽管合谷区的刺激引起手区和面区的功能重组的作用相对较明显，但手区与面区之间的相互作用的表现形式、其相互作用的机制是什么及其发生的条件尚未明了；针刺作为一种外来的刺激作用于合谷穴使大脑皮层口面区发生功能重组，但作用的表现形式、神经生物学机制究竟是什么？以上各问题不解决，则“面口合谷收”的脑可塑性机制是无法从根本上彻底了明的。深入阐明其内在机制，对于揭示经络学说的科学内涵，发展现代针灸，指导针灸临床具有重要的指导意义。参考文献[1]刘健华，许能贵.体表与体表联系的生物学机制——脑可塑性.世界中医药，2014-12:1561-1563.[2]Brasil-Neto JP, Valls-SoleÂ J, Pascual-Leone A, Cammarota A, AmassianVE, Cracco R, Maccabee P, Cracco J, Hallett M, Cohen LG. 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