电针对血管性认知障碍大鼠脑功能局部一致性的效果

丁妍怡，张胜行，刘雨露，余燕，杨敏光，梁胜祥，柳维林，陶静

1.福建中医药大学康复医学院，福建福州市 350122；2.福建中医药大学康复产业研究院，福建福州市 350122

0 引言

血管性认知障碍（vascular cognitive impairment,VCI）是由于各种脑血管病变导致脑灌注不足，造成至少一个认知领域损害的临床综合征[1]。缺血性脑卒中患者约25%～30%会即刻或迟发认知障碍或痴呆[2]。随着我国人口老龄化，VCI患病率也呈逐年增长趋势[3]。一项调查显示[4]，我国约有1 507 万痴呆患者，其中VCI患者392 万。VCI导致患者生活质量急剧下降，给家庭和社会带来巨大负担[5]。

VCI患者由于脑血管病变，导致神经元缺血缺氧变性坏死，或引起氧化应激、神经炎症等病理改变，加重神经元坏死[6]，造成脑功能异常。皮质下缺血性VCI非痴呆患者前额叶皮质激活增加，皮质下缺血性血管性痴呆（subcortical ischemic vascular dementia,SIVD）患者前额叶皮质激活降低，蒙特利尔认知评估（Montreal Cognitive Assessment,MoCA）评分与SIVD患者额顶叶小叶激活区域密切相关[7]。

针刺被广泛用于VCI的治疗。多项Meta 分析显示[8-11]，针刺可有效改善VCI患者的认知水平。针刺后，患者海马功能连接水平增强[12-13]，记忆量表评分提高，认知衰退进程减慢；针刺可改善VCI患者工作记忆[14]。本研究利用血氧水平依赖功能磁共振成像（blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI）观察电针百会、神庭对脑功能活动的影响，进一步揭示电针改善VCI工作记忆的可能机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物

雄性Sprague-Dawley 大鼠18 只，体质量（280±30）g，购于上海斯莱克实验动物公司，生产许可证号SCXK（沪）2017-0001。于福建中医药大学SPF 级实验动物中心分笼喂养，许可证号SYXK（闽）2019-0002。动物实验操作通过动物管理委员会审批，严格遵从国际动物保护法规施行。

1.2 仪器和试剂

戊巴比妥钠（CQ6125000）：SIGMA 公司。动物用青霉素钠：山东鲁抗医药股份有限公司。异氟烷（R510-22）：RWD 公司。小动物磁共振成像仪（MiniMR-60 MRIsystem 7.0 T）：德国BRUKER 公司。华佗牌电针仪、毫针（直径0.25 mm、长13 mm）：苏州医疗用品厂有限公司。大鼠Y 迷宫、水迷宫：上海欣软信息科技有限公司。

1.3 模型制作与分组

将大鼠分为假手术组（n=6）和造模组（n=12），造模组参照Wang 等[15]的方法造模。大鼠术前禁食24 h。2%戊巴比妥钠2 ml/kg 腹腔注射麻醉，颈部剃毛，75%酒精消毒备皮。颈部正中切口，分离左右颈总动脉和迷走神经，外科缝合线结扎左右颈总动脉。

假手术组仅分离颈总动脉，不结扎。

清洁创口，缝合皮肤。腹腔注射动物用青霉素钠溶液0.5 ml/kg；26 ℃左右自然苏醒，回笼饲养。

术后12 d 对大鼠行水迷宫、Y 迷宫实验，检验模型组大鼠工作记忆是否损伤。最终纳入工作记忆障碍大鼠12 只，随机数字表法分为模型组（n=6）和电针组（n=6）

1.4 干预方法

电针组于术后14 d 起电针百会、神庭，参照《实验针灸学》[16]取穴，疏密波，频率4/20 Hz，刺激强度1 mA，持续30 min，每周5 d，共4 周。模型组和假手术组仅抓取固定，不针刺。

1.5 评定方法

干预前后采用Y 迷宫、Morris 水迷宫进行评定；干预后行静息态BOLD-fMRI扫描。

1.5.1 Y迷宫[18]

Y 迷宫用医用有机板制作，由3 个完全相同的臂组成，规格为30×15×8 cm，各臂间夹角120°。3 个臂随机规定为起始臂、测试臂、其他臂。训练阶段大鼠从起始臂出发，在迷宫内自由活动。测试阶段，大鼠从测试臂末端出发，记录8 min 内大鼠进入各个臂的顺序。计算自发交替率。

其中，交替次数为连续进入3 个臂的次数，总记录数为进臂次数之和。

1.5.2 Morris水迷宫[17]

Morris 水迷宫为直径150 cm、高60 cm、水深30 cm的圆形水池；控制水温为（25±2）℃；圆形平台直径6 cm，圆形水池侧面均表面光滑。

第一象限测试：第1 天，将平台放置于第一象限中央并低于水平面2 cm，大鼠放在平台上学习15 s，随后将其面朝壁从第三象限放入，若60 s 内爬上平台则取出；若未爬上平台，则将大鼠引导到平台上学习5 s后再取出；15 min后，将其直接面朝壁从第三象限放入，记录找到平台所需时间（逃避潜伏期）。

第2～4 天，分别行第二、三、四象限测试，大鼠入水象限为平台的对侧象限。第5 天行验证测试，平台置于第一象限，直接将大鼠从第三象限放入，记录其在60 s内的逃避潜伏期。

1.5.3 BOLD-fMRI

大鼠用异氟烷气体麻醉后，放入鸟笼线圈内，用牙杆、耳杆固定大鼠头部。大鼠专用头部线圈置于大鼠头部表面，T2WIRARE 序列：TE/TR 35/4000 ms，FOV32×32 mm，层数21，层厚1 mm，平均次数2。

BOLD-fMRI扫描参数：TE/TR 28/2000 ms，FOV32×32 mm，层数21，层厚1 mm，平均次数1，图像大小64×64，时间点200。

采用DPABI（http://rfmri.org/dpabi）进行数据分析，包括图像格式转换、时间矫正、头动矫正、空间标准化、去线性漂移，0.01～0.1 Hz 滤波，计算ReHo 并平滑。采用一般线性模型建模，采用单因素方差分析比较平滑后ReHo，当P＜0.001 且体素＞20 认为有显著性差异，将有显著性差异的区域叠加到Paxinos 空间的大鼠T2标准脑图像。

1.6 统计学分析

采用SPSS 25.0 统计软件进行数据分析。经检验符合正态分布且方差齐，数据以（）表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD 法。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 Y迷宫

干预前，模型组和电针组交替率较假手术组下降（P＜0.05）；干预后，电针组交替率较模型组上升（P＜0.05）。见表1。

表1 干预前后三组交替率比较 单位：%

2.2 Morris水迷宫

干预前，模型组和电针组各象限逃避潜伏期均较假手术组下降（P＜0.05）。见表2。干预后，电针组各象限逃避潜伏期均较模型组上升（P＜0.05）。见表3。验证测试中，三组逃避潜伏期无显著性差异（P＞0.05）。见表4。

表2 干预前三组各象限逃避潜伏期比较 单位：s

表3 干预后三组逃避潜伏期比较 单位：s

2.3 BOLD-fMRI

与假手术组比较，模型组双侧海马、嗅觉皮质、感觉皮质、听觉皮质，左侧纹状体等脑区ReHo 降低（图1）；与模型组比较，电针组双侧前额叶、海马、嗅觉皮质，左侧杏仁核等脑区ReHo 升高（图2）。各组ReHo值见表5。

表5 各组大鼠ReHo值比较

图1 模型组与假手术组相比ReHo下降的脑区

图2 电针组与模型组相比ReHo上升的脑区

3 讨论

本研究显示，电针百会、神庭可改变海马、前额叶、嗅觉皮质、杏仁核等脑区功能活动状态，可能是电针改善血管性痴呆后工作记忆障碍的机制。

VCI属中医“痴呆”“善忘”“健忘”等神志病范畴[19]，病位于脑，针刺头部穴位可激发经气，疏经通络。在认知功能障碍针灸治疗中，取经最多的是督脉，使用穴位最多的是百会、神庭[19]。

针刺百会、神庭治疗VCI有较好效果[20-23]，可改善患者简易精神状况检查（Mini-Mental State Examination,MMSE）评分、MoCA 评分、韦氏记忆量表评分[8,24-25]。系统评价显示[26]，针刺可有效改善VCI患者的整体认知功能。本研究显示，电针百会、神庭可改善VCI大鼠工作记忆。

脑血管病后脑区功能活动减低。与健康人相比，SIVD 患者双楔前叶的低频振幅（amplitude of low-frequency fluctuations,ALFF）较低，双侧前扣带皮质、左脑岛和海马的ALFF较高，左岛叶ALFF值与患者Mo-CA 和MMSE 评分间呈负相关[27]；血管性痴呆伴脑白质疏松症患者ALFF 的差异主要存在于后扣带回皮质/楔前叶和右侧颞下回，执行功能损害与左侧楔前叶的平均ALFF 呈正相关[28]。进行Stroop 色词测试时，与健康人相比，阿尔茨海默病和SIVD 患者皮质激活位置相似，包括双侧额中回和额下回，痴呆患者的脑区激活明显减少[29]。本研究显示，模型大鼠海马激活减少，同时嗅觉皮质、感觉皮质、听觉皮质、纹状体的活动也下降。海马与认知功能高度相关[30]。研究发现[31]，主观认知功能下降患者双侧初级嗅觉皮质激活下降，与MoCA 评分呈正相关，嗅觉识别能力下降。推测模型大鼠可能存在嗅觉障碍，有待进一步解释和验证。

工作记忆是一种包含目标维持、干扰控制和记忆容量域的记忆形式。工作记忆与前额叶，尤其是背外侧前额叶（dorsal lateral prefrontal cortex,DLPFC）密切相关[32]；左DLPFC对在工作记忆中操纵语言和空间知识，如字母、数字排序是必要的，右DLPFC 对于语言和空间推理，如算术、矩阵推理的应用测试至关重要[33]。后顶叶皮质承担着存储工作记忆表征的作用[34]。视觉工作记忆因可存储、处理环境信息并执行，被认为是认知的核心内容[35]。在编码过程中，前额叶通过自上而下的控制与感觉区域和后顶叶皮质交互，确保任务相关信息由感觉区域正确编码并传输到后顶叶皮质存储；前额叶也可能存储一些视觉工作记忆信息[36]。海马是参与工作记忆的重要脑区之一[37]，后部海马损伤导致连续工作记忆错误发生率增加[38]；轻微的双侧海马体损伤也会在艰巨任务中阻碍工作记忆的形成[39]。海马更可能在工作记忆的维持而不是编码中发挥作用[40]。成年小鼠进行工作记忆任务训练9 d 后，前额叶和海马突触后电位增加[41]。工作记忆任务也需要杏仁核参与[42-43]。

针刺可引起脑区功能活动改变。健康人接受电针百会、印堂5 min 和15 min 后，额叶、扣带回和小脑等脑区功能活动改变，且拔针后15 min 时变化更高，表明电针对脑功能活动有持久而强烈的作用[44]。针刺无症状偏头痛患者的百会、风池等穴，参与疼痛和情绪调节的脑区被激活，偏头痛症状缓解[45]。Wen 等[46]发现，电针百会、神庭可逆转认知相关脑区，包括海马、压后皮质、扣带回、前皮质和感觉皮质的ALFF，提高缺血性脑卒中大鼠的认知功能。本研究显示，针刺使VCI大鼠海马、前额叶和杏仁核等与工作记忆相关的脑区功能活动增强，同时工作记忆提升。

综上所述，本研究显示，针刺百会、神庭可以改善VCI大鼠的工作记忆障碍，可重新激活认知相关脑区，如海马、前额叶、杏仁核等；脑区功能活动改善可能是针刺改善VCI工作记忆的机制之一。

后续可进行百会、神庭特异性研究，不同配穴研究，以及即时效应的研究。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。