基于镜像神经元理论的动作观察对脑卒中后上肢运动功能的临床疗效

汤莉 李艳 茅慧文 冯丹彦 刘靓 倪佳蔚 陈烨 干霖

(上海市同仁医院康复科，上海 200335)

研究表明，超过50%的脑卒中患者存在上肢运动功能障碍，严重影响其生活质量〔1～6〕。临床上用于改善脑卒中后上肢运动功能障碍方法有：强制性运动疗法〔7〕，运动再学习疗法〔8〕，肌电生物反馈疗法〔9〕和机器人辅助治疗法〔10〕等。但这些方法均需要脑卒中后患者有较好的认知功能，能理解治疗师的指导，才能更好地坚持完成治疗师的训练任务，从而达到改善脑卒中患者上肢运动功能的目的。随着脑与认知科学领域的迅猛发展，镜像神经元越来越受到重视〔11,12〕。基于镜像神经元理论的很多新的康复疗法已被转化到脑损伤的康复治疗中〔13～15〕，如动作观察疗法。本研究旨在探讨基于镜像神经元理论的动作观察疗法对脑卒中后患者上肢运动功能的影响。

1 资料与方法

1.1临床资料 纳入标准：①明确诊断为脑卒中首次发病，病情稳定，伴有偏瘫；②发病时间≤6个月；③年龄35～70岁；④签署知情同意书，可配合治疗，依从性好；⑤右利手；⑥小学以上文化程度；⑦排除骨骼肌肉病变导致的上肢功能障碍；⑧患者侧上肢Brunnstrom分期Ⅰ～Ⅲ期；⑨蒙特利尔认知评估(MoCA)评分15分及以上者。排除标准：①患有严重高血压或心肺疾病；②严重的关节疼痛；③视力、听力及理解有严重障碍的患者；④上肢及手有畸形者；⑤精神障碍患者。

选择2016年8月至2018年8月上海市同仁医院康复医学科住院及门诊治疗的50例脑卒中患者作为研究对象。采用随机数字表分为镜像组和对照组，各25例。对照组有2名受试者后期退出研究，镜像组3名受试者退出研究。治疗前两组患者的性别、年龄、病程情况及MoCA评分组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性，见表1。

表1 两组一般资料比较

1.2治疗方法 两组均进行常规康复治疗，常规康复均由有经验的治疗师执行，主要包括关节活动度训练、痉挛肌肉牵伸训练、本体感觉神经肌肉促进疗法、神经肌肉电刺激、良肢位摆放、平衡训练和日常生活活动训练等，5次/w，连续6 w。

对照组：在认知方面运用舒尔特方格对患者进行训练，舒尔特方格训练是在一张方形卡片上画上1 cm×1 cm的25个方格，格子内任意填写上阿拉伯数字1～25共25个数字。训练时要求被测者用手指按1～25的顺序依次指出其位置，同时诵读出声，施测者一旁记录数完25个数字所用时间，每周训练3次，连续6 w。

镜像组：在认知方面选用基于运动神经元理论的MNST治疗仪，该治疗仪由苏州明思特医疗科技有限公司生产，治疗仪中有近300个与日常生活相关的物体视频资料，治疗前，根据患者不同的上肢功能建立训练方案，患者可通过佩戴的镜像眼镜(VR)观看视频中的动作(例如：“剥花生”这个动作)，同时听到视频中对应物体名词语音“剥花生”。每个视频自动设置播放3遍，每次训练20 min，共观察40个视频，每周训练3次，连续6 w。

1.3观察指标 (1)Fugl-Myer量表：对患者的反射活动、屈肌伸肌的协同运动、分离运动、腕功能、手功能的协调能力与速度运动功能进行评价。上肢共33项，满分66分，得分越高，功能越高。各单项无动作为0分，部分完成为1分，完成为2分。(2)Barthel指数评分：包括进食、洗澡、修饰、穿衣、控制大小便、用厕、上下楼梯、床椅转换、平地移动共10个项目。根据帮助的程度分为5个等级(完全依赖、最大帮助、中等帮助、最小帮助、独立完成)满分为100分，分值越高，日常生活能力越强。以上评估均在两组治疗前和治疗后6 w进行。

1.4统计学分析 应用SPSS20.0软件进行配对t检验、独立样本t检验。

2 结 果

两组治疗后Fugl-Myer上肢评分和Barthel指数与治疗前相比均显著增加(P<0.05)。治疗后对照组与镜像组Fugl-Myer上肢评分和Barthel指数的变化差值均为正数，且差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组治疗前后各评分比较

与治疗前比较：1)P<0.05；与对照组比较：2)P<0.05

3 讨 论

脑卒中后遗症中，上肢功能障碍患者所占比例高于下肢运动功能障碍患者〔16〕。其可能原因是在早期，患者及家属更多的关注于下肢的移动或是因为上肢要求更复杂和更多的关节活动与周围的环境相互作用〔17,18〕，故脑卒中后上肢运动功能障碍一直是临床治疗师较为棘手的问题。同时，临床上由于患者认知能力的不足，不能准确及持续地完成治疗过程中相关动作，这也大大影响了上肢运动功能障碍的恢复。

本实验对照组通过舒尔特表在注意力〔19〕方面对患者进行了干预，镜像组通过动作观察训练即让患者佩戴VR眼镜，观看肢体运动即日常生活活动中某些动作的过程进行干预。由结果得知，两组患者在治疗6 w后，上肢运动功能及日常生活能力均有显著的改善。故我们推断，对认知的干预可能改善脑卒中后上肢运动功能，同时基于镜像神经元理论的动作观察疗法对患者的认知功能方面可能也有所改善。这与Fogassi等〔20〕对动物的研究及Iacoboni等〔21〕对人类的研究的结果相似。本研究结果表明基于镜像神经元理论的动作观察疗法对脑卒中患者的临床疗效更好。这与Kang等〔22〕的研究及Saleh等〔23〕的研究结果相一致。Kang等〔22〕对基于镜像反馈的动作观察和常规的镜像疗法在脑卒中后患者的治疗发现，两组均增加了患侧运动皮质区的兴奋性，动作观察组在动作诱发电位的波幅和潜伏期有更大的改变，而Saleh等〔23〕的研究表明，在脑卒中恢复期，虚拟镜像的动作观察训练激活的区域在感觉运动皮质区，与患侧手通过意识运动所激活的区域相似。

本实验中动作观察疗法基于镜像神经元理论而来，其中镜像神经元是指一类特殊感觉-运动神经元，其存在于大脑皮层中。这类神经元在个体操作一个指向特定目标的动作(如抓取食物)时,以及在观察其他个体操作同样或类似的动作时皆被激活,表现出电生理效应〔24〕。镜像神经元的活动既受到动作执行的调节,也受到动作观察的调节〔25〕。自从镜像神经元在恒河猴大脑运动前皮质F5区被发现以来，其功能和意义一直是神经科学、认知科学、心理学乃至心灵哲学讨论的话题〔26～30〕，同时有关人类镜像神经元机制的研究在各个领域也取得了不少成果〔31～33〕。如Hari等〔34〕在1998年通过脑磁图对动作观察中镜像神经元系统的参与研究发现，在动作观察后，人类初级运动皮质被激活。而Cooper等〔35〕的脑电图研究显示，观看别人打哈欠时，观察者的镜像神经元系统参与了该动作的识别。同时通过对脑电图μ波在中心区域的变化研究提示，即使是一个小数量的外部刺激也能触发运动感觉区镜像神经元的激活〔36〕。以上实验结果均提示，镜像神经元系统在认知和运动方面都起到了一定的作用。而本实验中得到的脑卒中患者上肢运动功能显著改善的结果，可能是由于基于镜像神经元理论的动作观察疗法，在治疗过程中，通过激活镜像神经元系统，从而加强了运动皮质区的活动。