脑功能成像研究表明:针灸可诱发大脑特定区域表现活跃

中国医药报 2008-11-25

□本报记者 徐亚静

由于适应证广、副作用少等优点,针灸疗法不仅在我国被广泛应用,还逐渐走出国门,在世界各地都拥有不少“粉丝”。与此同时,人们更加迫切地想弄清针灸的作用机理。可惜的是,虽然各国的研究者们从系统、器官、组织、细胞、分子及基因等不同层面进行了较多的相关研究,也取得了相当的成绩,但迄今为止人们仍未完全揭开针灸的神秘面纱。

近年来,作为无损伤的实时脑功能成像技术的代表,磁共振脑功能成像技术(BOLD fMRI)被一些研究人员用于针刺脑中枢机制的研究。他们初步发现,在对穴位进行针刺时,产生了脑内多级中枢广泛的脑功能调控效应。脑功能成像技术的应用使得针灸疗效的大脑机理研究不再是间接监测大脑的反应,而是化作了看得见的动态图像,从而推开了针灸作用机理研究的另一扇窗。

中国中医科学院广安门医院放射科方继良副主任医师正在参与这一领域的国际、国内研究。最近,他带领的研究小组发现,针灸的一个显著效应是对大脑边缘叶-旁边缘叶-新皮层环路起调控作用。该结果发表在最近出版的《Human Brain Mapping》这一国际权威的脑功能影像研究杂志上,并应邀在美国神经科学年会上报告,在国际医学界产生了较大的反响。

脑功能成像开辟针灸研究新途径

提起脑功能成像技术,许多人可能会一头雾水,但若是说起CT、核磁共振(MRI)人们可能并不陌生。大部分医院的放射科都配备有CT和MRI扫描仪,主要是用来做基于疾病的病理解剖改变的无创形态成像,与正常解剖影像对照,诊断各种疾病。随着计算机等技术的迅猛发展,这些技术都能用不同的方式进行人脑功能成像。目前世界上一些先进的医院的放射科开始结合MRI或CT脑功能成像的新进展,为脑肿瘤、癫痫、中风、抑郁症等提供既有解剖病理描述、又有脑功能病理变化的影像诊断,特别是为脑外科手术提供更为完善的手术方案,避免损伤语言、运动等重要脑功能区。

方继良刚刚在美国研修回国,他所在的研修单位,美国哈佛大学医学院麻省总医院放射科磁共振研究中心是世界上最先进行脑功能成像研究的机构之一。据他介绍,把脑功能成像技术应用于针灸研究始于上个世纪90年代中期,当时,fMRI技术刚开始应用,是由麻省总医院放射科磁共振研究中心华裔学者Kathleen Hui医生和Kenneth Kwong 博士合作进行的。此后国内外学者逐步深入进行此领域的多学科联合研究。

方继良介绍,当前在针灸研究领域应用得较为普遍的脑功能成像技术是功能磁共振成像(fMRI)。它通过大脑细胞核团功能活动引起的脑血流动力学改变及血氧含量改变的不同比例,从而产生脑组织的磁共振信号的变化来反映大脑的功能变化情况的,就是所谓的BOLD fMRI技术。这种技术在针灸研究中的应用,是对目前广泛开展的基因、分子及细胞等水平进行针灸机理研究的基础上,在组织器官水平进行的可视化实时研究,将来有可能各种研究手段互相有机结合,在线实时直观针刺信号的脑内传导调制过程,最终诠释针刺疗效的脑机理。

按照传统的中医理论,人体的14条经络上共有365处穴位,这些穴位有着不尽相同的功用。那么,不同穴位的脑效应是否也具有特异性?方继良介绍,部分研究者曾经想从fMRI信号差异的角度来证实穴位的特异性,但这些证据还不足以令人信服。

比如,Dr Cho和他的同事在世界上第一个报道了针刺视觉疾病相关的昆仑穴、至阴穴激活了视觉皮层,针刺与听觉相关的太溪穴能激活了听觉中枢。但是,这些结果不能被其他实验室重复。而越来越多的相关实验表明,针刺非视觉及非听觉相关穴位也能激发视觉或听觉中枢皮层的活动。

然而,据方继良介绍:“这些研究不论使用电针或手针,均得出了一个令人出乎意料的结论——针刺不同穴位会产生明显相似的脑效应。”这种效应除了产生与其他体感刺激相似的大脑体感皮层、丘脑等被激活的现象外,更重要的是诱导出脑边缘叶系统的广泛而较强的fMRI信号减低区,即这一区域的脑功能活动受到了抑制。

早在2000年左右,哈佛大学医学院的Dr Hui和她的同事根据他们研究合谷穴及足三里穴的实验数据,显示针刺导致脑边缘叶及深部灰质结构产生明显的抑制现象,提出了“针刺调制脑边缘叶系统假说”,认为针刺可诱导大脑内在网络系统,产生对脑边缘叶系统的广泛抑制,进而达到全身多系统多器官的调制作用。

不同穴位影响相似的脑功能网络系统

过去,针灸及神经生理学界普遍认为,针刺是通过产生兴奋大脑的效应,来发挥治疗作用的。然而,脑功能成像研究结果明显挑战这一传统观点。方继良在国家留学基金课题的支持下,在正常志愿者身上研究了位于足部的太冲穴、行间穴、内庭穴及临近对照穴的针刺脑效应。这三个穴位属于相似的神经节段,但按照中医理论分别位于肝经和胃经上。结果表明,针刺这三个穴位时,除大脑中与触觉有关的区域被激活外,其他一些与情绪、内脏功能等密切相关的脑中枢包括边缘叶系统被明显广泛抑制。这个被抑制的网络被称为边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络系统。这一研究结果将Dr Hui的“针刺调制脑边缘叶系统假说”扩展为“针刺调制脑边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络系统假说”。

有关脑功能成像机制的研究表明,脑功能区信号降低主要代表脑功能核团活动受到抑制所致。十分有趣的是,目前发现的大部分穴位的脑功能活动抑制区与脑内源性疼痛调控系统密切相关,例如扣带回皮层、杏仁核、海马、中脑导水管周围灰质、小脑蚓部、脑岛叶和额叶内侧皮层等。这些结果提示,fMRI研究可能直观显示针刺调制脑内镇痛网络系统,初步结果符合针灸催眠、抗焦虑、针刺麻醉等广泛的临床作用。

边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络系统在痛觉的情感及认知方面,在调节和整合情绪、记忆、自主神经系统、内分泌及免疫功能方面起中心作用,因此Dr Hui及方继良等研究小组推测针灸止痛、抗抑郁焦虑和很多其它治疗作用需要通过这一重要的脑内环路介导。

脑兴奋效应不是常规针灸的主要作用

针灸疗法是确有疗效还是仅仅产生了安慰效果?也许随便用触觉刺激或者什么尖锐物体在身体上扎扎都可能产生类似的安慰效果!——这是一些怀疑针灸疗法科学性的人的诘问。脑功能成像针灸机理研究显示了普通体表刺激与针刺产生了不同的效应。普通体表触觉刺激所影响的大脑区域远没有针灸多,在强度上也明显差异于针灸刺激。

针刺得气是指针刺治疗后患者产生的一种循经的酸、麻、胀、痛的感觉。临床实践及文献报道显示,得气与否与针刺疗效有十分密切的关系。脑功能成像技术为此提供了科学直观的证据。方继良参与的Dr Hui研究小组的最近研究明确显示,针刺伴有尖锐性疼痛时明显兴奋脑边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络系统,此系统的主要结构属于脑疼痛调控中枢。此结果恰恰与针刺得气产生的抵制作用相反。他们的较大样本关于疼痛和针灸得气脑功能变化不同的研究结果即将公开发表。这将可提示以往针刺脑效应研究结果存在差异的原因之一,是与研究中是否诱导出得气针感,是否避免了疼痛产生十分相关;也是以后此领域研究十分关键的一环;进一步深入研究将对针灸机理及神经感觉生理产生深远影响。

普通针刺与针灸具有相反的脑效应