针刺曲池、外关穴调节长时程增强样脑可塑性的研究

2020-05-07孙倩倩张惠田何晓阔

康复学报 2020年2期

孙倩倩，余果，张惠田，何晓阔，2*

1 福建中医药大学康复医学院，福建福州350122；

2 厦门市第五医院，福建厦门361101

针刺疗法是中国传统医学的重要内容之一，有临床研究证实针刺对神经系统疾病治疗有积极作用［1］。针刺曲池穴、外关穴可改善脑卒中患者肢体运动功能障碍情况［2］，但其具体机制尚不明确。有研究表明，针刺可以通过调节运动皮层的兴奋性，激活或抑制神经系统化学物质、重组神经环路，进一步影响脑可塑性，或改善某些特殊脑区功能而起作用［3］。肌电图仪、经颅磁刺激（transcranial magnetic stimulation，TMS）仪等电生理技术的产生和发展为我们提供了一种无创的、测试者清醒状态下的检测中枢神经系统功能状态的方法，让我们可以了解针刺对中枢神经系统的作用。通过TMS 技术可以检测初级运动皮层（primary motor cortex，M1）兴奋性及脑可塑性［4］。 TMS 运动诱发电位波幅（motor evoked potential，MEP）可以反映皮层兴奋性及脑可塑性的改变［5］。成对关联刺激（paired association stimulation，PAS）技术可检测M1 区长时程增强（long-term potentiation，LTP）样脑可塑性的改变［6］。基于此，本研究纳入健康成年人，使用TMS 检测单侧针刺曲池、外关穴在不同针刺状态下（针刺前、留针时及起针后）双侧M1 区MEP 波幅变化情况，观察针刺对双侧LTP 样脑可塑性的影响，从而为探究神经系统等疾病针刺治疗的作用机制提供进一步研究基础和方向。

1 研究资料

1.1 受试者选择标准

1.1.1 纳入标准 ①健康状况良好，无明显身体异常；②年龄18～40 岁；③右利手；④未进行过针刺；⑤未进行过TMS 治疗；⑥受试者自愿签署知情同意书。

1.1.2 排除标准 ①害怕针刺或TMS 者；②体内有金属残留物（包括义齿、起搏器等）；③女性月经期、怀孕或哺乳期；④近2 周发热、熬夜、疲劳、醉酒等；⑤不能坚持完成整个试验者；⑥其他原因不能配合者。

1.2 一般资料

选取2017 年1 月—2018 年2 月公开招募的湖北医药学院在校学生18 名。本研究已通过伦理审批并进行临床注册（伦理批号：2014001-2，中国临床试验注册中心注册号：ChiCTR-IPR-17010490）。

2 研究方法

2.1 检测方法

2.1.1 TMS-MEP 检测 ①准备工作：让受试者处于一个安静房间，仰卧位躺在有靠背的椅子上，双手放松，使用低温热塑板将腕关节维持功能位，并使用魔术贴将其固定在靠椅扶手，避免前臂移动；连接肌电图（上海涵飞医疗器械有限公司，丹麦KEYPOINT V5.05）与磁场刺激仪（武汉依瑞德医疗设备新技术有限公司，CCY-II 型）（滤波20 Hz～10 kHz，增益10 K）；使用Ag／AgCl 表面粘连电极将记录电极放置在第1 骨间背侧肌（first dorsal interosseous muscle，FDI）肌腹，参考电极置于与记录电极距离2 cm的远心端肌腱上，电极接好后保证记录仪显示波形平稳；②确定FDI 皮层运动点：使用EEG 10-20 系统定位，首先找到中央沟的位置，保持TMS 刺激器手柄方向与中央沟垂直（约与中线呈45°角）；然后调整线圈位置，以0.1 Hz 的刺激频率，移动TMS 刺激器，找到以最小的刺激强度产生最大MEP 波幅的位置，此即定为FDI 皮层运动点；③TMS 刺激器固定：使用TMS 外固定架进行线圈的固定，避免TMS 刺激线圈晃动；并使用激光定位仪监测，避免在刺激过程中因为线圈位置移动刺激皮层位置改变，而造成的试验结果不准；④静息运动诱发电位阈值（rest motor evoked threshold，rMT）的确定：在FDI 运动点，寻找到10 次刺激能够至少产生5 个MEP 波幅≥50 μV 的刺激强度，记录为rMT。

2.1.2 短潜伏期尺神经体感诱发电位测定使用便携式诱发电位仪进行短潜伏期尺神经体感诱发电位（short-latency somatosensory evoked potentials，SLSEP）检测。记录电极置于头部TMS 刺激点处，参考电极置于锁骨上窝处锁骨中点（Erb 点）处，使用盘状电极，磨砂膏脱脂，涂抹少量导电膏，使电阻＜50 Ω；刺激电极置于FDI 肌腹。刺激电流5～10 mA，刺激强度以食指轻微抽动为宜，记录脑皮质电位N20 潜伏期［7］。

2.1.3 PAS-LTP 检测每次刺激包括1 次电刺激（左侧FDI，刺激强度为3 倍的感觉阈值，频率为0.1 Hz）和1 次磁刺激（右侧FDI 皮层运动点，刺激强度为80% rMT，频率为N20 潜伏期＋5 ms），共200 对刺激［4］。整个过程中保持FDI 完全放松。

分别于针刺前15 min、进针后30 min 及拔针后20 min 进行检测。

2.2 干预方法

于针刺前、留针时及拔针后分别给予18 名健康受试者PAS，观察单侧针刺时不同状态下对双侧M1区LTP 脑可塑性诱导能力的影响。穴位选择右侧曲池穴（LI 11）、外关穴（SJ 5）［8］。针刺前，穴位周围皮肤常规消毒，进针0.5～1 寸。进针后行提插（120次／min）、捻转（180°，120 刺／min）手法保证得气（受试者诉有酸麻胀痛感）。

2.3 评价指标

2.3.1 MEP 波幅 MEP 波幅代表皮层兴奋性，波幅增高代表兴奋性增加，反则兴奋性降低；主要是由于皮质脊髓束谷氨酸突触传递增强或减弱的结果［3］。

2.3.2 PAS-LTP 幅值 PAS-LTP 幅值是指PAS 诱导的LTP 样脑可塑性的改变，通过MEP 波幅比进行观察［9］。

2.4 统计学分析

2.4.1 数据处理 ①求得针刺前15 min，即连续30个MEP 波幅平均值；②针刺前、留针时、拔针后记录的所有MEP 波幅均除以针刺前MEP 波幅平均值，得MEP 波幅比，进行统计学处理及作图。

2.4.2 统计学方法使用STATA 16.0 统计软件进行数据分析。计量资料符合正态分布采用（±s）表示，不同针刺时间比较采用单因素方差分析。P＜0.05 为差异有统计学意义。

3 结果

3.1 不同针刺时间双侧MEP 波幅比较

见表1、图1。

表1 不同针刺时间双侧MEP 波幅比较（±s）Table 1 Comparison of MEP amplitude on bilateral sides at different acupuncture time （±s）

注：与进针前比较，1） P＜0.01。Note: Compared with before acupuncture, 1) P＜0.01.

留针时0.91±0.1421）1.31±0.4091）位置对侧同侧针刺前1.00±0.049 1.00±0.093拔针后1.22±0.3571）1.26±0.2791）

3.2 不同针刺时间双侧PAS-LTP 幅值比较

见表2、图2。

4 讨论

4.1 曲池、外关穴联合应用的理论依据

图1 针刺双侧MEP 波幅变化情况Figure1 Change of MEP amplitudes on the bilateral acupuncture size

表2 不同针刺时间双侧PAS-LTP 幅值比较（±s）Table 2 Comparison of the bilateralized PASLTP amplitude at different acupuncture time （±s）

注：与进针前比较，1） P＜0.01。Note: Compared with before acupuncture, 1) P＜0.01.

留针时0.98±0.042 1.09±0.0491）位置对侧同侧针刺前1.00±0.042 1.00±0.042拔针后1.10±0.0791）1.02±0.0461）

《太平圣惠方》：“偏风半身不遂，投物不得，挽弓不开，肘臂偏细。 ”《医宗金鉴》载，该穴主治中风，手挛筋急，痹风疟疾，先寒后热等症。《针灸大成》续增治法中风论“中风腕酸，不能屈伸，指痛不能掌物，外关。 ”曲池穴、外关穴在针灸临床有着广泛的用途，尤其在中风导致上肢运动功能障碍中，运用频率较高。有文献研究显示针刺曲池、外关穴能够改善脑卒中偏瘫肢体痉挛和上肢运动功能［9－10］。此外，赖新生等［11］应用血氧水平依赖功能磁共振像技术，观察真针刺和假针刺外关穴对不同脑区的激活状态和效应，结果显示真针刺外关穴可以激活脑中枢，激活点主要集中在左侧颞叶、颞上回、岛叶和小脑。张贵锋等［12］采用正电子发射计算机断层扫描仪脑功能成像技术观察针刺外关穴后的脑中枢激活效应，结果显示针刺外关穴能激活小脑调控上肢的运动功能。本研究假设：针刺曲池、外关穴的留针过程及拔针后均可以对双侧皮层兴奋性及LTP 脑可塑性产生影响，且留针时及拔针后的不同针刺状态产生的脑区激活并不一致，根据突触可塑性理论，脑区皮层兴奋性增高的状态下再给予运动疗法、作业疗法等相应的综合康复训练，可能会产生积极的康复效应。因此本研究选择使用肌电图仪联合TMS观察针刺曲池穴、外关穴的不同针刺状态（进针前、留针时、拔针后）对健康受试者双侧运动皮层（M1）长时程增强样（LTP）脑可塑性的影响，旨在探讨针刺如何更好地与临床常规康复训练联合使用，为患者提供更好的康复方案，产生最佳的康复效应。

4.2 穴位针刺不同状态对M1 区皮层兴奋性及LTP 脑可塑性的影响

本研究针刺曲池、外关穴后，使用TMS 检测针刺前、留针时及拔针后双侧M1 区皮层兴奋性及LTP脑可塑性，研究结果表明：（1）单侧针刺可以引起双侧运动皮层M1 区兴奋性发生改变，针刺对侧具体表现为：留针时MEP 波幅在10～30 min 呈“V”字型缓慢降低，最低点在20 min，拔针后波幅增高，随着时间推移逐渐降低，约15 min 后与基线水平无明显差异；针刺同侧则是留针与拔针后MEP 波幅较针刺前均升高；（2）使用PAS 刺激诱导后观察留针及拔针状态对PAS 诱导LTP 脑可塑性的影响。结果表明留针时针刺同侧M1 区及拔针后针刺双侧M1区所测MEP 波幅比较针刺前增加。这提示，单侧针刺曲池、外关穴在不同针刺状态下（留针时、拔针后）可以引起双侧M1 区兴奋性及LTP 脑可塑性动态改变，这种变化可持续数十分钟；且不同状态下对M1 区兴奋性及LTP 脑可塑性的影响并不一致。SUN 等［13-14］研究虽然也发现穴位针刺可以激活运动皮层，引起运动皮层可塑性发生改变，但这几个研究大多是观察在针刺状态下或拔针后的某个时间点的皮层兴奋性，而缺乏动态观察整个针刺过程中双侧M1 区兴奋性的动态变化，也未对针刺提高皮层兴奋性且可以持续产生作用，进而增强可塑性作更深的研究。

图2 不同针刺时间双侧PAS-LTP 幅值比较Figure 2 Comparison of PAS-LTP amplitude on bilateral sides at different acupuncture time

有关以上变化可能的作用机制尚未达成共识。本课题组前期相关研究使用肌电图联合TMS，但使用不同的刺激参数进行研究，研究发现穴位针刺可以动态调控皮层兴奋性，认为提高皮层兴奋性，产生LTP 或长时程抑制（LTD）是导致可塑性增强的原因［15］，其可能是通过穴位针刺改变突触可塑性［16］，进而调节皮层内中间神经元网络的功能状态实现的；此外，课题组前期基础研究发现电针刺激大鼠肢体“足三里”“三阴交”可以增强海马PPDG 通路场电位波幅，通过配对脉冲指数检验电针刺激前后配对脉冲抑制、配对脉冲易化的改变，明确该作用主要由于电针刺激后增强了海马齿状回颗粒细胞的兴奋性［17］，而这种兴奋性的增强可能是由于抑制性中间神经元功能减弱释放r-氨基丁酸（GABA）减少所致。因此，课题组认为穴位针刺可以提高皮层兴奋性，降低LTP 脑可塑性的诱导阈值，易化LTP 诱导，增强神经可塑性。