静息态功能磁共振在针灸治疗脑梗死研究中的应用

王凯，金肖青，房瑛

（1.浙江中医药大学，浙江杭州310053；2.浙江医院，浙江杭州310053）

静息态功能磁共振成像是一种非损伤性的脑功能检测技术，在数据扫描时参与者不需要执行任何复杂的认知任务，只需保持全身放松、头脑清醒的状态，已被广泛应用到人脑器官水平的针刺效应及机制研究中。在临床上针灸治疗脑梗死后遗症疗效显著，但是针灸治疗脑梗死起效的机制尚不明确，因此利用静息态功能核磁共振成像技术观察脑梗病人静息态下脑活动的异常模式，以及针灸治疗对患者静息态下脑活动模式的影响，为针灸治疗脑梗死的研究创造新的思路。

1 静息态功能磁共振成像技术

1.1 静息态功能核磁共振的原理和机制静息态功能磁共振是一种能够无创地研究基线状态脑功能或自发神经活动的技术［1］，目前主要用于正常人及各种神经、精神疾病的研究，如阿尔茨海默病、幻听、注意力缺陷多动综合征、精神分裂症、癫痫等［2］。静息态是让受试者保持放松、静止不动并且闭上双眼的状态，不要进行任何思维活动的状态［3］。已经有研究表明，大脑在进行某个功能活动时对应的功能区域就会出现血氧水平依赖（blood oxygen level de⁃pendent，BOLD）信号增强的现象［4］，这表明了局部大脑区域的功能活动加强［5］。在与功能核磁共振相关的实验中，研究者还发现任务相关脑区的BOLD信号会出现减弱，说明局部血氧水平和脑血流在静息状态下大于任务状态，表明大脑在静息状态下的活动可能并不是无序的。

早在1995年，Biswal等［6］就已发现正常被试者在静息状态下大脑脑区之间存在一种具有同步的低频波动的BOLD信号，说明两侧运动皮层具有功能连接。Raichle等［7］认为大脑脑区在静息状态下功能上相对活跃，并把这些脑区构成的这个网络命名为“默认网络”，当大脑处于静息状态时存在由某些脑区组成的相对活跃的网络执行重要的功能。即使当人脑处于静息状态时，大脑内的某些区域仍然保持活动状态，这些大脑区域构成了大脑静息状态的“默认网络”［8］。Greicius等［9］利用功能核磁共振的实验证明了“默认网络”的存在，他们认为后扣带回是这个网络的中心，这个网络在执行简单的感觉任务时不会出现中断，但是在进行相对复杂的认知任务时就可能会被中断。基于前人的研究成果，我们把静息态技术与功能磁共振成像相结合，更有利于对大脑功能网络连接变化的研究。

1.2 静息态功能磁共振的优点以前的功能磁共振成像技术是让被检查者执行某些任务，进而使相关脑区功能被集激活，只是把各个大脑区域看作相对独立的单位，忽略了大脑是一个各功能区域紧密联系的整体。当大脑处于无任务状态时，大脑各区域的神经功能活动依然存在［10］。静息态fMRI就是从整体上观察整个大脑各功能区之间的网络连接。在静息态fMRI扫描时，被检查者闭上双眼，静躺在磁共振扫描仪器中，不需要执行任何任务，脑梗死患者容易配合检查，研究人员操作起来简便易行，因此静息态功能磁共振可以用于脑梗死患者的大脑功能区域神经网络连接的检查和研究。而且静息态fM⁃RI具有较高的信噪比和简单的数据处理流程［11］，不需要复杂的实验设计，注重各脑区之间的相互联系，并且能够避免因为执行某项任务出现被检查者执行情况的差异而导致研究结果的不可比性，具有经济、安全、分辨率高的特点。

2 静息态功能核磁共振在针灸治疗脑梗死研究中的应用

2.1 静息态fMRI对脑梗死的研究脑梗死又称缺血性脑卒中，中医称之为“中风”。本病是由多种原因导致的大脑局部的组织区域血液供应障碍，导致脑组织缺血缺氧变性坏死，进而产生临床上对应的神经功能缺失表现。脑梗死急性期因大脑发生形态学改变，因此及时准确的影像学检查非常重要。

在以往的临床研究中发现，脑梗死患者会发生大脑皮质脊髓束的损伤。皮质脊髓束主要来自初级运动皮层，也有源自于其它运动功能相关的区域，这些区域统称为次级运动皮层。次级运动皮层不仅与脊髓的运动神经元有突触联系，还与初级运动皮层区有投射联系［12］。Xiong等［13］发现正常被试者静息状态下大脑皮层功能连接存在于整个运动系统。还有研究显示正常人静息态运动网络的双侧功能连接是对称的［14］。He等［15］发现脑梗死患者大脑某一部分受损，则该功能区域静息状态下的网络连接可能就会消失，同时他们研究发现，相较于健康对照组，脑梗死后遗症患者表现出明显的运动网络连接的破坏。

王辉等［16］利用静息态功能磁共振成像分数低频振幅（fALFF）技术，发现脑梗死亚急性期患侧楔前叶、扣带回前部及双侧前额皮质内侧的fALFF降低，双侧上纵束区域的fALFF显著降低，这说明静息态fMRI技术可对脑梗死的脑功能损伤和预后提供有价值的信息。

以上研究证明，脑梗死患者在静息状态下，大脑功能区的网络连接会出现中断或消失，而这种功能连接的中断或消失也伴随着脑梗死患者运动功能或语言功能的减弱，因此通过静息态fMRI采集脑梗死患者大脑数据可以来研究其大脑功能区网络连接的变化。

2.2 针灸可以影响静息态下大脑网络连接针灸是中医学的重要组成部分，它通过经络、腧穴的传导作用来治疗全身的疾病。针灸治疗一些常见疾病疗效明显。目前有许多关于针灸治疗起效机制的研究。易洋等［17］通过针刺肝经的太冲穴治疗抑郁症来研究肝经与额叶之间的联系，运用静息态功能磁共振发现肝经与大脑额叶存在联系，针刺足厥阴肝经太冲穴治疗抑郁症可能与肝经在额区的传导有关。

戴西件等［18］利用静息态功能磁共振低频振幅技术评价睡眠剥夺下，针刺三阴交后的效应，研究表明在睡眠剥夺状态静留针对静息态脑网络活动均有影响，情绪相关脑区表现明显。其作用机制可能是通过相关的大脑功能网络连接对相应的靶器官进行调节从而发挥相应功效。

宋云娥等［19］利用静息态fMRI技术采集原发性痛经患者脑血氧水平依赖信号，并采用低频振幅数据分析方法研究原发性痛经患者艾灸关元穴前后的脑功能活动，研究发现艾灸关元穴引起了多个与疼痛相关脑区的功能变化，为临床上艾灸关元穴可以有效治疗原发性痛经的中枢镇痛机制提供影像学依据。

临床研究发现针刺能降低脑细胞的应激性毒性，减少自由基的损害，缓解脑血管痉挛，增加脑血流量，改善脑电活动及氧代谢，恢复脑代谢，使神经功能明显改善［20］。以上研究成果说明通过针刺穴位可以影响大脑的功能活动，针灸能够有效地改善大脑各功能区之间的网络连接，加强各功能区之间的联系。

2.3 静息态fMRI对针灸治疗脑梗死的研究现在临床上，针灸已被广泛地用于脑梗死的康复治疗，且疗效明显。研究证实，运用针灸疗法结合头针和体针治疗脑梗死半身不遂安全有效［21］。姚福弟［22］等发现通过语言康复训练治疗脑梗死失语患者并且配合针灸治疗，其疗效明显超过单纯的进行语言康复训练，加快了患者的语言功能的康复。但是目前临床尚缺乏科学的方法来解释针灸治疗脑梗死起效的机制。静息态fMRI可以客观地反应针灸对脑梗死患者大脑功能区网络连接的影响。

胡昔权等［23］利静息态fMRI技术探讨脑梗死患者在恢复过程中对大脑功能重组的影响，结果表明脑梗死患者运动功能的康复程度与大脑相关脑区的功能重组和代偿密切相关。

2012 年汪洋等［24］运用静息态fMRI技术研究恢复期脑梗死患者初级运动皮层（M1）的结构损伤与功能连接的相关性。采用3.0TMR扫描仪采集脑梗死患者静息态fMRI数据，用Matlab7.8、REST软件进行处理，发现脑梗死患者M1区、丘脑的灰质体积减少，患侧M1区与双侧前岛叶、眶额回、额下回、前扣带回、左侧缘上回的功能连接减弱。这表明了静息态fMRI从形态学及功能学的角度能够更清楚地阐释恢复期脑梗死患者的神经调节机制。

2013 年谢西梅等［25］等采用静息态BOLD-fMRI成像技术，以10例健康被试者和9例脑梗死患者为研究对象，比较脑梗死患者治疗前后与健康受试者在静息态下脑局部一致性（ReHo）的异同。对脑梗死患者经过针灸治疗后再做静息态fMRI检查，研究发现大脑皮层初级运动区、辅助运动区、顶下小叶以及运动前区是脑梗死患者静息态大脑功能区域重组、代偿的主要区域，是针灸治疗脑梗死患者调节的重要区域。该研究通过静息态fMRI来观察脑梗死患者在针灸治疗前后大脑功能区网络连接的改变，对临床针灸治疗脑梗死具有指导意义。

结合以上各家利用静息态fMRI对脑梗死患者治疗后大脑皮层各功能区域连接的研究，把静息态fMRI运用到针灸治疗脑梗死患者的研究当中，观察针灸对脑梗死患者脑部各功能区域之间的连接的影响，来探索针灸起效的机制。

3 小结与展望

综上所述，目前利用静息态fMRI研究针灸治疗脑梗死患者起效的机制还比较少，很多静息态fMRI的研究只注重于对大脑局部功能区域的连接，而忽视了大脑整体网络连接的改变。在以后的研究中，我们可以注意观察静息态下脑梗死患者大脑整体网络连接的变化，更加全面地了解大脑活动的机制。当然，由于静息态fMRI在采集数据的过程中，机器声音较大，而且患者需要保持闭眼静躺的状态，因此需要患者的积极配合，这也是我们有待改进的地方。把静息态fMRI应用于检查针灸治疗脑梗死患者脑部网络连接的改变，将为针灸治疗脑梗死起效提供可靠的依据，为针灸的疗效评估开拓新的思路和新的科学方法，并将为针灸在临床中的应用和推广提供有力的支持。

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