傅海扬 殷长俊 张志强 孙建华 王玲玲

（1.江苏省中医院，江苏南京 210029；2.南京军区南京总医院，江苏南京 210002；3.南京中医药大学，江苏南京 210046）

针刺法和灸法是针灸的两个组成部分，本实验通过功能磁共振成像技术（fMRI）分别观察针刺、麦粒灸激活的大脑区域，探讨两者作用于脑的机制及差异。

1 材料与方法

1.1 实验对象 10例健康志愿者，男 5例，女5例，均为右利手，年龄23～25岁，受试者无神经系统疾病史，检查当日未服用任何影响神经系统功能的药物或饮料。10名健康志愿者分别行针刺、麦粒灸2次实验，实验顺序采用随机抽签的方式决定，2次的顺序保持一致。

1.2 实验设备及参数 所有fMRI扫描均在江苏省中医院医学影像科磁共振室完成，扫描设备为德国西门子公司生产的Eclipse 1.5T磁共振成像系统，取自旋回波 （spin echo，SE）脉冲序列，获取共24层横轴位T1加权像，解剖像行3D-MPR矢状位连续96层全脑扫描，功能像采用EPI-BOLD序列，与SE相同位置获取脑内功能图像，层厚/间距：4.0/1.0mm， 脉冲重复时间/回波时间（TR/TE）：2000/40ms，反转角（FA）：80°，视野 （FOV）240mm×240mm，矩阵（Matrix）：64×64，连续扫描 15min，每层可获得 450帧不同时间点的各层功能扫描图像。

1.3 方法 预先告知受试者试验过程及注意事项，保证每一受试者得到相同的指令和信息。在恒温（24℃）中完全休息0.5h后，受试者平卧在MRI扫描床上，先采集5min脑静息状态下脑功能数据，在第2段5min开始时将1.5寸毫针刺入受试者右侧足三里穴，手捻行针，得气后留针，扫描5min，在第3段5min开始时拔出毫针，于静息状态再扫描5min。2周后行麦粒灸，取10mg精制艾绒，搓捻成麦粒形。灸时用黄芩油膏涂在足三里穴的皮肤表面，每名受试者在5min内灸完10壮。实验结束后用少量烫伤药水涂于灸处。施灸时扫描过程与针刺时相同。

1.4 图像处理与数据分析 首先采用运行于Matlab7.0平台的SPM8分析软件将实验所得数据进行预处理， 包括 Slieetiming、Realign、coregister、Normalize、smooth，然后行个体及组分析比较，为减少实验开始时扫描序列转换、噪音变频及受试者心理因素对实验结果的影响，去除每组数据的前10个扫描数据，以保证后续数据的稳定性。图像经过对齐后，标准化到MNI（montreal neurologic institute，加拿大蒙特利尔神经研究所）空间，采用6mm×6mm×6mm半高宽高斯核平滑。平滑后的数据按照广义线性模型进行估计。数据预处理完后将所有针刺和麦粒灸的数据分别作单样本t检验，随后将针刺和麦粒灸的fMRI数据作双样本t检验，并采用FDR校验（P<0.05，体素数>10），最后将检验结果叠加在标准MNI152T1平均像上进行显示。

2 结果

2.1 针刺、麦粒灸的单样本t检验和两者的双样本t检验分析 见图1。图中第1行为单样本t检验（麦粒灸组激活大脑区域）；第2行为单样本t检验（针刺组激活大脑区域）；第3行为双样本t检验（麦粒灸组、针刺组在大脑激活区域的差异）。

2.2 针刺足三里后相关脑区的激活表现 可见双侧运动皮层的激活，而同时出现丘脑边缘系统广泛的负激活，及双侧额叶、颞叶的负激活。脑的平均信号减低的脑功能区具体解剖部位、MNI空间坐标及相关系数。见表1。

2.3 麦粒灸足三里后相关脑区的激活表现 可见双侧额叶的明显激活和部分小脑区的激活。功能磁共振显示大脑的平均信号升高的脑功能区具体解剖部位、MNI空间坐标及相关系数见表2。

图1 针刺、麦粒灸的单样本t检验和两者的双样本t检验分析

表1 针刺足三里后相关脑区的激活表现

表2 麦粒灸足三里后相关脑区的激活表现

3 讨论

本实验根据血氧水平依赖 （blood oxygenation level dependent BOLD）原理，将刺激状态下的fMRI数据与静息状态下的fMRI数据进行比较，得到代表脑兴奋状态的信号升高区及代表脑抑制状态的信号降低区。信号升高的发生机制一般认为是刺激状态下神经代谢活动增强，局部脑血流增多的反映。信号降低的发生机制，一般认为是刺激状态下神经代谢活动降低，局部脑血流减少的反映。

本实验结果显示麦粒灸足三里可引起双侧额叶显著激活，前额叶在人类尤其发达，额叶目前认为主要有3方面功能：一是与集中和保持高级注意力相关，二是负责协调监督全脑，三是控制情绪。前额叶与丘脑背内侧核共同构成觉察系统，是精神活动的最主要场所。抑郁症和额叶有一定的联系，可以观察到脑血管病患者左侧额叶损伤者，更易出现情绪的低落，进而发展为中风后抑郁。近年来运用功能磁共振研究，发现抑郁症患者存在脑结构的异常，主要表现在广泛的额叶微结构异常[1]，Paul B等研究了一系列经颅电刺激的文献后发现，抑郁症经颅电刺激的靶点部位为额叶背外侧，间接证明额叶背外侧脑组织的完整性和抑郁症疗效有关[2]。Grimm S等认为左侧前额叶背外侧的低活动与负性情绪的判断有关，右侧前额叶背外侧的高活动与注意力调节有关[3]。麦粒灸健康志愿者足三里后可见双侧额叶的正激活，提示一定程度上灸可以兴奋额叶，如《内经》所云“多阳者多喜，多阴者多怒”，说明阳气盛则兴奋而多喜，阴气盛则抑郁而恼怒，体现了《内经》阳郁不达而致抑郁的病机特点[4]，治疗抑郁症以疏达阳气为主，而灸法能够升提阳气。

本实验结果中，针刺右侧足三里可使双侧边缘系统（其中包括海马、杏仁体、视丘下部、室旁核等）出现较广泛的负激活，除此之外，双侧额叶及颞叶也出现负激活。这一结果与部分既往实验结果相吻合。孙锦平等进行的磁共振脑功能成像研究显示针刺足三里穴可抑制边缘系统[5]。哈佛大学医学院的Dr Hui等[6]根据研究合谷穴及足三里穴的实验数据，显示针刺导致脑边缘叶及深部灰质结构产生明显的抑制现象，提出了 “针刺调制脑边缘叶系统假说”，认为针刺可诱导大脑内在网络系统，产生对脑边缘叶系统的广泛抑制，进而达到全身多系统多器官的调制作用。有关脑功能成像机制的研究表明，脑功能区信号降低主要是脑功能核团活动受到抑制所致[7]。目前发现的大部分穴位的脑功能活动抑制区与脑内源性疼痛调控系统密切相关，例如扣带回皮层、杏仁核、海马、中脑导水管周围灰质、小脑蚓部、脑岛叶和额叶内侧皮层等。这些结果提示，fMRI研究可能直观显示针刺调制脑内镇痛网络系统。边缘叶-旁边缘叶-新皮层网络系统在痛觉的情感及认知方面，在调节和整合情绪、记忆、自主神经系统、内分泌及免疫功能方面起中心作用，因此推测针灸止痛、抗抑郁焦虑和很多其他治疗作用需要通过这一重要的脑内环路介导。付平等[8]电针刺激足三里穴主要引起两侧前额叶和颞叶的神经功能变化，具体为颞上回、颞中回、颞下回激活。表明针刺足三里穴能激活前额叶和颞叶等与认知功能有关的脑区。前额叶在语义记忆、工作记忆、情节记忆方面起着非常重要的作用，颞叶的功能也主要与记忆障碍有关。针刺足三里穴引起的前额叶和颞叶的功能变化，奠定了针刺足三里穴治疗脑认知功能疾病的客观基础。尹岭[9]针刺右侧足三里穴时，fMRI示同侧视丘下部、室旁核及双侧颞叶脑区脑血流增加。视丘下部和室旁核是植物神经中枢，病理情况下，这两个部位受损可以出现胃肠溃疡和出血。针刺足三里穴可以引起视丘下部和室旁核功能变化，为针刺足三里穴治疗胃肠疾患中枢调节机制提供了可视性实验依据。颞叶是精神智能相关脑区，与睡眠密切相关。这可以用来解释针刺足三里穴具有改善精神状态和睡眠的临床治疗作用。

本次实验中针刺足三里穴引起的大脑激活区与以往实验结果相符，针刺足三里激活额叶，颞叶及边缘系统为其运用于镇痛、神经免疫、失眠等相关疾病的治疗提供一定的理论支持。麦粒灸、针刺相同穴位对比显示：激活区域有较大的差异，灸以兴奋额叶为主，而针刺激活区域较灸显得广泛，但以负激活为主，特别是在丘脑边缘系统及颞额叶，激活区域的差异一定程度上提示针与灸在治疗上既密不可分，又各有侧重。

[1]侯金文.针刺镇痛的脑功能MRI研究.中华放射学杂志.2002，36（3）：209

[2]金香兰，尹岭，姚斌，等.针刺足三里穴中枢作用机制的研究.中国康复理论与实践，2003，9（3）：184

[3]肖叶玉，杜丽，洪璧楷，等.手法针灸足三里穴脑内效应磁共振功能成像研究.中国中西医结合杂志，2008，28（2）：122

[4]鲁明源.《内经》重阳思想对抑郁症治疗的启示.江苏中医药，2011，43（3）：10

[5]徐亚静.脑功能成像研究表明：针灸可诱发大脑特定区域表现活跃.中国医药报，2008-11-25（B06）

[6]Hui KK， Marina O， Liu J， et al.Acupuncture， the limbic system，and the anticorrelated networks of the brain.Auton Neurosci，2010，Oct 28；157（1-2）：81.Epub 2010 May 21

[7]方继良.电针不同穴位调制相对特异性脑功能网络的fMRI研究：[学位论文].北京：中国中医科学院，2010

[8]付平，贾建平，徐敏，等.电针足三里穴后脑功能磁共振成像显示不同脑区的激活变化.中国临床康复，2005，9（16）：92

[9]尹岭.针刺足三里穴PET和fMRI脑功能成像的初步探讨.中国康复理论与实践，2002，8（9）：523