脑功能障碍康复：从“脑中魔镜”到“治身疗心”——兼评《神经现象学：整合脑与意识经验的认知科学哲学进路》

单春雷

脑功能障碍康复：从“脑中魔镜”到“治身疗心”——兼评《神经现象学：整合脑与意识经验的认知科学哲学进路》

单春雷

单春雷（1972-），教授、主任医师、博士生导师、中科院认知神经科学博士。上海中医药大学康复医学院副院长，附属曙光医院康复中心主任。中国康复医学会康复治疗专委会言语治疗学组主任委员。主持国家、省级课题6项。发表论文81篇，SCI36篇。主编参编专著教材18部。获中华医学科技奖、江苏医学科技奖5项。获国家卫计委脑卒中防治工程“优秀中青年专家奖”2项。主攻方向：基于现代脑科学（脑成像、脑刺激、脑模型）的脑功能障碍康复。

脑卒中是高发病率、高致死率、高致残率的常见疾病，我国每年新发脑卒中患者达200万例，其中70%-80%的脑卒中患者因为功能障碍不能独立生活。脑卒中给患者、家庭乃至社会带来沉重的负担，因此对脑卒中的筛查、防治与康复已经受到我国政府和卫生主管部门的高度重视。如何将来自当下基础科学的前沿成果转化到脑卒中患者康复上来既是社会的需要，也是中国康复医学工作者的重要使命。伴随社会认知神经科学、神经心理学、运动人体科学、虚拟现实（virtual reality）等新兴学科、技术与研究工具的蓬勃发展，脑功能障碍康复迎来了多学科交叉挺进的新曙光。然而，大脑作为神经康复学的核心对象，曾被诺贝尔生理学或医学奖获得者Gerald Edelman誉为“比天空更广阔”（wider than the sky）的自然物，仍有太多谜团有待解开。因此，我们殷切期盼更多不同学科背景与知识结构的研究者加入到探索大脑功能的研究队伍中来，为脑功能障碍康复的研究期待跨学科的灵感。欣闻陈巍博士的新著《神经现象学：整合脑与意识经验的认知科学哲学进路》（以下简称《神经现象学》）在中国社会科学出版社出版，作为由我主持的两项国家自然科学基金项目课题组的核心成员，陈巍的工作如同观念催化剂，总是能够带给研究团队以新的启示。本书涉及的内容异常丰富，我们将结合本团队开展的研究工作，选择书中几个方面的精彩内容予以分析。

《神经现象学》一书对镜像神经元（mirror neuron）这一近二十年来神经科学领域内最为激动人心的成果进行了系统的介绍与梳理。早在20世纪90年代中期，意大利帕尔玛大学神经生理学系的Rizzolatti教授和Gallese教授在猴脑运动前区的单一神经元电极记录研究中发现，豚尾猴在观察他人（或他猴）执行有目标的手（或口）的动作时，会引起其大脑中负责运动计划和运动控制的腹侧前运动皮质（F5区）和下顶叶神经元放电，这种放电同它执行相同或类似动作的放电相似。由于这类神经元把观察到的动作“映射”到自己执行该动作的脑区，像镜子一样反射了他人（或他猴）的脑活动，因此被称为镜像神经元（mirror neuron）［1］。镜像神经元的发现引起生物学界、神经科学界的巨大轰动，《Lancet》（1999）、《Neuron》（2001）、《Science》（2008）等国际顶级杂志均有报道，掀起对镜像神经元研究的热潮。《Scientific American》一文把镜像神经元系统称为“脑中魔镜”。镜像神经元系统在观察和执行动作时同样激活，因此也被称为观察-执行匹配系统。然而，虽然镜像神经元的发现迄今不过短短二十余年，但利用镜像机制来开展脑功能障碍的康复治疗却可以往前追溯至幻肢痛（phantom limb pains）的探索。

《神经现象学》一书敏锐地捕捉到了两者之间的联系。在上世纪90年代初期之前，传统神经病理学对幻肢成因的解释以神经激惹理论（nerve irritation theory）为基本范式。这种解释认为，残肢的神经无法生长而形成神经瘤，神经瘤中的神经会磨损并缠绕在一起而产生炎症，神经瘤对外界的刺激比较敏感，从而产生杂乱的信号传递到大脑，使得大脑误以为失去的肢体仍然存在。这种解释的最大问题在于基于上述理论无法提出有效根治幻肢痛的治疗措施。美籍印裔神经科学家、杰出的临床医生Ramachandran提出了“重新映射假说”（the remapping hypothesis），他认为幻肢现象的产生是传入神经受阻后皮层躯体定位的映射（cortical somatotopic map）变化的直接产物。而Ramachandran的研究证明了幻肢感根本就不存在于截肢残端及其神经信号的输入过程，而是由身体“触发区”（trigger zones）的刺激所诱发的。大脑皮层映射的改变使得身体的某些其他部位成为幻肢的“触发区”，所以当触发区受到刺激时，大脑从而产生了幻肢感。因此，基于传统病理学的研究试图通过用背根神经切除术或脊椎索切开术（cordotomy）来阻止感觉信息输入大脑来消除或缓解幻肢感或幻肢痛的做法是无法取得成效的。于是，Ramachandran创造性地设计了镜箱（mirror box）装置来制造视错觉，让患者“看到”其幻肢的存在及活动，从而让视觉反馈和运动指令之间重新建立正确的匹配，而不是输入加强的运动指令。这种治疗幻肢的方法也被称为“镜像疗法”（mirror therapy）。近十余年来，镜像疗法在治疗各个部位幻肢及其引发的幻肢痛方面得到了广泛应用，并取得了令人瞩目的疗效［2］。作为“脑中魔镜”的镜像神经元及其可塑性的发现，恰恰为镜像疗法的有效性提供了坚实的神经康复机制。

作者：陈巍著。中国社会科学出版社。本书受浙江省社科联省级社会科学学术著作出版资金金额重点资助（2015cb201）中国科学院唐孝威院士、中山大学哲学系“长江学者”朱菁教授联诀作序推荐。

受到上述联系的启发，我们研究小组通过镜像神经元理论（手动作观察可以激活镜像神经元系统，包括左半球重要语言中枢和右半球重要空间注意中枢），把手动作观察训练应用于左半球语言中枢（Broca区、缘上回、Wernicke区）受损导致的失语症（aphasia）和右半球空间注意中枢（右顶下小叶、缘上回）损害导致的偏侧忽略症（hemineglect）的康复。研究发现，手动作观察训练在一周内即显著改善偏侧忽略症患者的空间注意能力，减轻忽略症症状，三周更加明显（显著优于作为对照的第二周训练）。功能磁共振成像（fMRI）研究证明，此疗效与手动作观察引起较多的镜像神经元系统包括右顶下小叶、缘上回这些空间注意神经环路的激活和重塑有关。相关实验报告《基于镜像神经元的偏侧忽略症治疗》于2015年发表在国际顶尖杂志《Nature》子刊《Scientific Reports》上。这是国际上第一篇通过手动作观察训练改善偏侧忽略症症状并通过fMRI揭示神经机制的研究性论文［3］。

《神经现象学》一书的另一大贡献是将来自认知心理学的新兴范式——具身认知（embodied cognition）与镜像神经元系统之间建立起了合理且紧密的联系。作为最早将具身认知领域概念体系引入国内学术界的学者之一，陈巍博士近年来一直在积极从事并推介具身认知研究。具身认知科学的两条黄金原理是：（1）人类的心智或认知过程会受到身体的影响。（2）人类的抽象概念系统是以身体运动知觉系为基础发展形成的［4］。从中不难看出具身认知与镜像神经元的功能之间存在着天然联系。因此，如何利用具身认知的理论框架来推进基于镜像神经元系统的脑功能障碍康复治疗将是一项非常值得期待的工作。在这方面，我们课题组已经开展的实验工作（6名正常人和8位脑卒中偏瘫患者）也一定程度上证明了动作词的加工对于运动执行的调控。6名正常人对于具体动词（上肢动作词）和抽象动词进行判断（语义分类）并进行按键，观察正确率和反应时。结果两种动词的正确率均接近100%，且没有显著差异。但对于具体动词，反应时显著短于抽象动词（即按键更迅速）。而8位脑卒中偏瘫患者对于抽象动词的判断正确率（81%）显著低于对于具体动词的判断（93%）。

在此基础上，我们利用镜像神经元系统潜在的可塑性，使用手动作观察与训练开展了《基于镜像神经元系统的失语症康复治疗》，发表在今年10月份的《Frontiers in Psychology》上。该研究发现，手动作观察训练对失语症患者语言功能有明显改善作用，甚至对于1年、2年以上处于功能平台期很难恢复的患者，一周训练即有效，三周训练效果更佳。这让患者家属及言语治疗师感到惊奇和喜悦！功能磁共振成像（fMRI）研究表明这种疗效与手动作观察引起镜像神经元系统包括左半球重要语言区的激活从而有利于受损语言网络的重塑有关。手动作观察与静态物体观察相比，可以激活更为广泛的镜像神经元系统，包括左半球重要的语言中枢如Broca区、左角回和缘上回。这些发现有力地证明了手动作观察训练能显著改善失语症患者的语言功能。其机制可能与手动作观察激活镜像神经元系统（包括重要语言中枢），从而有利于语言神经网络重塑，促进语言功能恢复有关［5］。这也符合具身认知在脑功能障碍上“治身亦可疗心”的前沿理念。

最后，《神经现象学》的一大亮点是将现象学哲学引入了神经科学研究，这对于脑功能障碍康复同样具有不可低估的启示。早在1912年，德国著名精神病学家Karl Jaspers发表了题为“精神病理学的现象学取向”的论文。本文与随后出版的名著《普通精神病理学》一起对广义的精神病学尤其是精神疾病分类学（psychiatric nosology）的发展产生了深远的影响。当代美国心理学会编制的《心理障碍诊断与统计手册》（DSM）以及世界卫生组织制定的国际疾病分类（ICD）标准都受到了Jaspers的影响。Jaspers为当代精神病学开启了全新的研究范式：精神病学不应被视为一门自然科学，而必须与人文科学传统联系起来。精神病学家要将“描述、说明与理解”有机地结合在一起。在脑功能障碍康复上，这一点同样值得期待。延续之前的讨论，Ramachandran在探索幻肢痛治疗方法时，曾经受到多位患者的第一人称报告启发。这些患者皆有类似声称：“只要我能移动我的幻肢，也许就能帮助我减弱幻肢痛”［6］。上述第一人称描述坚定了他开发镜像疗法的信念。在今天的脑功能障碍康复研究中，的确出现了过于倚重仪器的现象。《神经现象学》切中肯絮地提出，仪器与设备只不过是检验医生头脑中想法的工具而已，方法终究是为想法服务，而不是颠倒过来。因此，如何借助现象学之类的描述将传统的“望闻问切”推向精细化，并与先进的脑与认知神经科学技术相互砥砺、彼此验证，将是一条通向未来脑功能康复研究的新进路。

［1］ Rizzolatti G， Fadiga， Gallese V， & Fogassi L. Premotor cortex and the recognition of motor actions［J］. Cognitive Brain Research， 1996， 3： 131-141.

［2］ ［5］ ［6］ 陈巍. 神经现象学：整合脑与意识经验的认知科学哲学进路［M］. 北京： 中国社会科学出版社， 2016：195， 79， 263.

［3］ Wang W， Zhang X， Ji X， et al. Mirror neuron therapy for hemispatial neglect patients［J］. Scientific Reports，2015， 5： 8664.

［4］ Chen W， Ye Q， Ji X， et al. Mirror neuron system based therapy for aphasia rehabilitation.［J］. Frontiers in Psychology， 2015， 6： 1665.

本研究受国家自然科学基金面上项目“基于具身认知的动作词句加工对脑卒中运动功能的调控及动态脑机制”（81472163）；国家自然科学基金面上项目“基于镜像神经元系统的失语症治疗作用及超越定位的动态脑机制”（81171853）资助。