基于镜像神经元系统的康复方法在脑卒中吞咽障碍中的研究进展

赵晓珊，赵惠芬

吞咽障碍是指由于下颌、双唇、舌、软腭、咽喉、食管等器官结构和(或)功能受损，不能安全有效地把食物输送到胃内的过程[1]。吞咽障碍是脑卒中导致的最常见的功能障碍之一,脑卒中后吞咽障碍发生率在27%～64%[2]。吞咽障碍会引起误吸，引发吸入性肺炎、营养不良等并发症，严重可导致窒息、死亡。有研究表明吞咽障碍是急性脑卒中预后不良的独立标志[3]，吞咽障碍病人的死亡风险比吞咽正常的病人高8.5倍[4]。因此，及早对脑卒中后吞咽障碍进行干预十分必要。目前，脑卒中吞咽障碍常规康复方法包括代偿方法(饮食改变、姿势调整、一口量)、功能训练(吞咽器官训练、感觉刺激、呼吸道保护手法训练)等，现有的研究强调了多种康复方法联合应用的重要性。基于镜像神经元系统疗法是一种新兴的吞咽康复方法，可以直接作用于中枢神经系统，促进神经重塑与功能重组,因此在脑卒中吞咽障碍病人的临床应用中越来越受到重视。现旨在对其定义、作用机制、类型、效果评价等进行综述，为脑卒中病人吞咽功能康复实践提供参考。

1 概述

1.1 镜像神经元系统定义 镜像神经元是指能够直接在观察者大脑中映射出别人的动作、情绪、意图等的一类具有特殊映射功能的神经元[5]。不同的镜像神经元之间存在相关性，这些具有相关性的镜像神经元被称为镜像神经元系统(mirror neuron system,MNS)[6]。目前认为这一系统主要包括2个镜像网络，分别称为顶额镜像系统和边缘镜像系统。顶额镜像系统由额下回后部、运动前皮层腹侧、中央前回下部及顶下小叶嘴侧等构成，边缘镜像系统由脑岛、杏仁核、前额叶皮层等构成[7]。

1.2 镜像神经元系统在脑卒中吞咽障碍中的作用机制 吞咽功能主要受脑干、皮质的调控，吞咽中枢位于脑干延髓的网状结构中，脑皮质和皮质下通路调节着吞咽反射的阈值，中央前回前外侧区域被认为是皮质水平的吞咽运动控制中心[1]。当脑卒中因损伤脑干、皮质和皮质下的任何一个区域都会引起吞咽障碍[1]。基于大脑可塑性的神经康复理论[8]，即中枢神经系统细胞对各种外界刺激做出反应而改变其结构和功能的能力[9]。因此，可以利用大脑的可塑性来改善脑卒中后吞咽功能的恢复。吞咽运动会激发相应的镜像神经元活动[10]。镜像神经元系统提供了一种动作观察-执行匹配机制[11]，统一了动作感知和动作执行，从而使通过非运动手段来训练运动功能的观点有了神经生理学基础，为脑卒中后功能康复提供新的策略——观察、想象、模仿[12]。

2 脑卒中吞咽障碍病人基于镜像神经元系统的康复治疗类型

2.1 动作观察疗法(action observation training,AOT) 动作观察(action observation,AO)核心是要求病人仔细观察视频中的动作，随后尽力去模仿所观察到的动作[13]。对他人实际动作的想象和观察会使主要运动区和前运动区选择性激活，这些区域是镜像神经元系统的一部分，与动作观察和动作执行相匹配[14]。MNS的神经机制匹配感知和行动以及认知和运动，并允许行动识别和理解，即观察他人的行为可以激活大脑中类似于执行该行为的区域，然后可以诱导出同样的行为[15]。一项系统评价表明，AO可能通过激活MNS和运动皮质来促进脑卒中病人的运动再学习[16]。动物研究发现，观察进食行为可以刺激观察者执行与吞咽有关的动作[15]。有研究使用吞咽动作视频的动作观察激活了健康个体与吞咽相关的镜像神经元，研究认为AO可以作为修复吞咽障碍受损吞咽神经网络的有效方法[15]。AOT是直接由镜像神经元理论所衍生出来的新的康复疗法[13]，通常包括一组AO，接着进行一组模仿观察到的动作[17]。观察某一动作激活的运动区域，通过主动执行观察到的动作而得到强化[17]。对于观察动作内容的选择目前仍存在分歧，有研究表明动态图像能激发MNS系统[18-21]，但有研究结果认为静态图片也能激发MNS系统[22-23]。有研究通过观察吞咽水时喉部向上的动态图像作为视觉的吞咽刺激，吞咽声音作为听觉的吞咽刺激，发现吞咽相关的视觉和听觉刺激可以通过镜像神经元诱发吞咽动作的产生[10]。有研究纳入13名正常人使用运动观察方法进行连续3 d、每天45 min吞咽相关训练，具体观察和运动内容包括张口训练、下颌横向运动、舌横向等长运动、舌与下颌同向横向运动、舌向上等长运动、下颌横向抗阻力运动、舌伸长等长运动、唇部等长运动，研究结果表明AOT可以增强舌肌力量，AOT相关的神经可塑性和皮质脊髓改变可以促进肌肉内协调[24]。有研究对急性、亚急性脑卒中吞咽障碍的病人在常规吞咽康复方法的基础上结合AOT，动作观察内容包括口部运动、吞咽影响、摄食动作、美食刺激等，视频播放速度为常速+慢速，每次30 min左右，每日1次或2次，每周5 d或6 d，持续4～8周，结果表明AOT对改善吞咽障碍有效果[25-27]。有研究表明AOT能在干预期间激活相应神经网络，改善脑卒中功能障碍，且效果可持续8周[16-17]。

2.2 运动想象(motor imagery,MI)疗法 MI是指在内心模拟排练一个给定动作的心理过程，但没有明显的身体活动[28]。大量研究发现想象某个动作激活的大脑皮层区域与执行这个动作激活的区域相似[29-30]。有研究将MI应用于健康人群和脑卒中吞咽障碍病人的吞咽运动，研究结果显示进行吞咽想象和进行吞咽运动时皮层的血流动力学反应在很大程度上是相似的[31-32]。基于这些神经调控原理，因此可以将MI疗法应用于脑卒中吞咽障碍的康复中，促进损伤大脑重塑，改善吞咽功能。吞咽障碍的运动想象疗法包括：吞咽运动想象(motor imagery of swallow,MI-SW)和舌运动想象(motor imagery of tongue movements,MI-TM)。有学者研究发现MI-SW和MI-TM激活的大脑区域大部分重叠[33-34]。因此，日常吞咽障碍的康复可以用其中的一种，结合常规康复方法进行；但当病人无法进行MI-SW时可用MI-TM替代[35]。Szynkiewicz等[36-37]2个研究分别设计了6名年龄53～78岁的健康女性和29名健康老年人进行为期6周的舌运动想象训练，研究结果表明舌MI训练可以提高有吞咽障碍风险的健康个体的舌肌力量。国内学者将MI疗法结合吞咽治疗仪、针灸、电刺激、神经肌肉刺激等常规脑卒中吞咽障碍康复方法，每天进行1～3次，每次20～30 min，持续6周，研究发现，MI疗法联合常规康复方法可以显著改善病人的吞咽功能[38-43]。MI疗法可以应用于脑卒中吞咽障碍病人的任何疾病阶段，且原则上不依赖于病人的残余功能[30]。目前国内外研究对于进行MI疗法是否需要具备有MI能力仍有一定争议[44]。

2.3 虚拟现实疗法 虚拟现实的理念是基于计算机可以从数字数据生成一个三维图形环境的可能性，通过使用视觉、听觉或触觉设备，操作者可以体验环境，就像它是世界的一部分一样。观察、想象、模仿、学习及视觉反馈是虚拟现实疗法的核心机制，镜像神经元系统在其中起重要作用[11]。虚拟现实技术具有沉浸性、交互性及想象性的特点[45]，目前已广泛应用于神经系统疾病的临床康复[46]。在运用其他康复方法的基础上结合虚拟现实疗法可以有效地促进脑卒中吞咽障碍病人的康复，激活MNS系统，促进大脑可塑性改变和功能重组，改善吞咽功能。虚拟现实技术可以实现脑卒中有效康复的几个要求，如重复练习、对表现的反馈以及坚持练习的动机，通过使用虚拟现实技术，可以在功能性、目的性和激励性中驱动和控制病人康复训练[9]。同时，相比于其他的吞咽障碍康复方法，虚拟现实疗法更加具有趣味性，可以提高病人康复依从性[47]。此外，虚拟现实技术能够同步记录康复训练数据，打破传统康复训练单一的康复环境，提高康复训练效率，从视觉上改善康复环境。有研究将虚拟现实疗法与动作观察疗法相结合运用于脑卒中病人的吞咽康复中，研究结果表明虚拟现实疗法结合AOT可以显著改善脑卒中吞咽障碍病人的吞咽功能[48-49]。

2.4 联合其他康复方法 对吞咽相关肌群的外周各种刺激输入和非侵入性脑刺激技术是目前吞咽康复的主要方法[27]。前者为外周干预，后者为中枢干预。外周干预，主要基于脑卒中康复自然病理过程，遵循神经发育一般规律，对病人制定不同时期适宜的康复治疗方案；而中枢干预旨在通过直接对相关脑区进行刺激，激活功能脑区，提高突触可塑性，从而提高康复治疗的效率[50]。因此基于MNS系统的中枢吞咽康复疗法需要联合其他外周干预方法共同作用于脑卒中吞咽障碍的康复。在2019年日本吞咽障碍康复学会上，Pere Clave 教授指出吞咽障碍的治疗已由代偿策略为重点向促进脑可塑性转变，不仅要恢复吞咽功能，也要改善脑相关的神经调控[51]。目前国内进行的MNS相关康复方法都是在结合常规脑卒中吞咽障碍干预方法的基础上进行的，对于脑卒中导致脑部不同区域损伤的吞咽障碍病人需要采取相应的外周干预方法。基于MNS的康复方法间是否能相互结合，目前有纳入健康人群的研究结果发现联合AOT和MI运动执行诱发激活主要感觉运动区、后顶叶皮层和背侧前运动皮层，比单独进行AO或MI更有效[52]。

3 效果评价

基于MNS系统的脑卒中吞咽障碍的康复方法效果评价包括过程评价和功能评价。由于镜像神经元系统的活动不能直接测量，所以目前过程性评价只能通过间接的方法测量。目前有3种方法用来测量，包括功能磁共振成像、脑电图、经颅磁刺激，目前的研究都是基于这些间接测量的结果，因此这些研究结果的变化是否真的和镜像神经元的变化有明确关系还需要未来进一步的研究[18]。功能性评价包括吞咽造影检查(videofluoroscopic swallowing study,VFSS)、软式喉内窥镜吞咽功能检查(flexible endoscopic examination of swallowing,FEES)、洼田饮水试验、进食评估问卷调查(eating assessment tool,EAT-10)、反复唾液吞咽试验、改良饮水试验、染料测试、多伦多床旁吞咽筛查试验(Toronto bedside swallowing screening test,TOR-BSST)、吞咽功能性交流测试评分(functional communication measure swallowing,FCM)等[53]，其中VFSS和FEES是诊断吞咽障碍的金标准。目前国外研究的效果评价多以功能磁共振成像、脑电图、经颅磁刺激为主，多数研究缺乏吞咽的功能结果评价以及以病人主观感受的评价。国内研究多以洼田饮水试验、电视荧光透镜、生活质量评价等功能性指标作为效果评价，结合功能磁共振成像、脑电图、经颅磁刺激等评价MNS系统的作用效果的研究较少。未来研究应多结合两者作为研究结果的评价指标。

4 开始时机和适用疾病阶段

有循证证据显示脑卒中一旦明确吞咽障碍应尽早进行康复干预[3]。目前研究集中于急性、亚急性的脑卒中吞咽障碍的病人，基于上述研究，基于MNS系统的康复方法对于改善急性、亚急性脑卒中病人吞咽障碍有积极作用，尚无证据显示对慢性脑卒中吞咽障碍有效，未来还需要增加慢性脑卒中吞咽障碍的研究。目前基于MNS系统的脑卒中吞咽障碍的大多数研究排除了真性球麻痹导致的吞咽障碍。尽管基于镜像神经元系统的脑卒中吞咽障碍康复的临床应用越来越广泛，但关于具体实施流程、频率、强度，国内外尚无统一标准。

5 展望

目前国内外基于MNS系统的脑卒中吞咽障碍康复方法尽管都显示了在改善病人吞咽功能、生活质量的有效性，在改善脑卒中吞咽功能有巨大的应用潜力。但由于研究数量相对少，且大多数研究样本量小、单中心，研究效果大多只评价了短期结局，缺乏远期效果的评价等导致证据质量不明确，未来需要有基于循证的证据总结或Meta分析以及大样本、多中心的随机对照研究。同时增加以慢性吞咽障碍病人为研究对象的随机对照研究，以排除脑卒中自然康复带来的偏倚，明确基于MNS系统的康复方法对于脑卒中吞咽障碍的有效性。基于MNS系统的脑卒中后吞咽障碍的康复方法在临床得到越来越广泛的应用，对于如何激发利用镜像神经元系统应用于脑卒中吞咽障碍病人的康复和治疗尚无最佳方案。无论是AOT、MI疗法、虚拟现实疗法，或是其他基于镜像神经元系统的康复治疗方法，对于不同的脑卒中吞咽障碍的病人来说，哪一种方法更有效，或是联合其他类型的吞咽康复疗法，哪一种能达到最好的效果还有待于未来更多中心、大样本、研究设计更加科学严谨的研究探索，以明确其临床效果，更好地服务于病人。