(成都中医药大学针灸推拿学院,四川成都,610075)
[基金项目] 国家自然基金面上项目(NO.81273855):针刺治疗慢性疲劳综合征睡眠感知障碍的神经机制研究
摘要:从事件相关电位的概念以及事件相关电位研究针灸机制的试验设计、临床应用、不同穴位针灸的疗效等方面对事件相关电位技术在针灸认知领域研究中的进展做一综述。
关键词: 事件相关电位;针灸;认知
Abstract :The development of event related potential(ERP) applied to the study on the mechanism of acupuncture was reviewed from the aspects of the trail design of ERP,clinical application,the efficacy of different acupuncture points and others.
Keywords:Event related potential;Acupuncture;Cognition
[中图分类号] S853.61[文献标识码]A文章编号:
针灸是中国传统医学的精华之一,迄今已有2000余年的历史。它以经络理论为指导,在中医四诊(望、闻、问、切)的基础上进行经络辨证、八纲辨证等辨证法以明确病机,进而刺激相应的穴位达到治疗疾病的目的,其在临床医疗实践中疗效确切,为国人广泛认可。但是如何运用现代医学技术阐明其治疗机制一直未取得突破性进展,影响了其在世界范围的推广。上世纪60年代出现的事件相关电位技术(event related potential,ERP)为此提供了强有力的手段,ERP技术是研究人脑高级功能活动的一项重要技术,它反映认知过程中大脑的神经电生理改变,故也有人称其为“认知电位”[1],因其无创、无辐射、时间分辨率高(可达3mm)[2],被广泛应用于针灸认知领域的研究中。
1事件相关电位的基本概念
事件相关电位(ERP:event related potential)又称脑诱发电位或平均诱发电位(average evoked potentials),因其是刺激事件(包括物理刺激和心理因素)引起的脑电实时波形而得名。狭义的ERP指凡是外加一特定的刺激,作用于感觉系统或脑的某一部位,在给予刺激或撤销刺激时,在脑区引起的电位变化,是人注意到某客体刺激并对其进行高级认知加工如思维、情感、记忆、判断等时,在头皮上记录并进行平均叠加处理的电位。广义的ERP可以包括在神经系统任何部位引起的电位变化[3]。
关于狭义的ERP是怎样形成的目前尚无定论,主要有1980年Desmedt提出的“决策关闭机制”假说、1981年Donchin提出的“场合修正模式”理论及Paller等提出的信息加工心理学解释,其中“场合修正模式”理论更易于被人接受[4]。
2事件相关电位的特点与分类
2.1特点
作为脑诱发电位的一种,ERP与大脑自发电位相区别,其特点有四:一定的潜伏期;一定的空间分布;一定的反应模式;受非特异性的因素影响较小[5]。
而狭义的ERP与普通诱发电位又有不同,具体表现为以下四方面:
(1) 要求受试者一般是清醒的;
(2) 所有的刺激不是单一重复的闪光和短声刺激,而至少要有两种或两种以上的刺激编成刺激序列(刺激信号包括试、听、数字、语言、图像均可);
(3) 构成除了易受物理特性影响的外源性成分外,还有不受刺激物理特性影响的内源性成分;
(4) 内源性成分和认知过程密切相关,是“窥视”心理活动内容的一个“窗口”[2]。2.2分类:ERP按照刺激形势分类可以分为听觉诱发电位(AEP:auditory evoked potential)、视觉诱发电位(VEP:visual evoked potential)、体感诱发电位(SEP:somatosensory evoked potential)等;按照距离分类可分为进场电位(near-field potential)和远场电位(far-field potential);按照刺激频率又可分为瞬态诱发电位(transient evoked potential)和稳态诱发电位(steady-state evoked potential)。不同的实验设计所诱发的事件相关电位成分并不相同。事件相关电位可以通过声音、图像、文字等多种刺激方式诱发,目前对事件相关电位的研究大多在单一的传感器模式下进行选择性注意实验研究,较为前沿的还有将视觉、听觉、触觉等结合的交叉模式刺激,以探讨交叉模式下感觉和行为增强的神经机理[6]。典型的事件相关电位实验设计包括:随机作业(oddball paradigm,OB)、双随机作业(带有新奇刺激的OB)、记忆比较作业(memory comparison,MC)、选择注意作业(selective attention,SA)、字词判别(word distinguish,WD)、注意广度作业(span of attention task)等。目前应用临床较多的ERP主要包括:伴随性负变(contingent negative variation,CNV)、失匹配负波(mismatch negativity,MMN)、晚期正电位(以P300为代表)、N400等,这些成分在精神分裂症、抑郁症、帕金森病、酒精中毒等认知障碍疾病的研究与诊断中被广泛应用[7]。
3 应用事件相关电位研究针灸对认知功能影响的进展
目前事件相关电位技术在国内针灸研究领域,以P300应用最为广泛与成熟,在某种程度上,P300就是事件相关电位的代名词。P300主要观测的指标是潜伏期和波幅变化,P300潜伏期反映大脑对外界进行分类、编码、识别的速度,波幅则与大脑信息加工所利用的资源动员强度有关[8]。研究者多采用听觉刺激,以高(多为2000Hz,100分贝,20%概率)、低(多为1000Hz,60分贝,80%概率)两种声音作为靶刺激和标准刺激,以经典随机作业(oddball)范式诱发事件相关电位的P300成分,通过叠加平均等数据处理方法观察P300波幅及潜伏期,用以解释或评价针灸治疗在焦虑、抑郁、脑梗死后认知障碍等疾病的心理、病理机制[9-12]。
3.1评价针灸治疗抑郁状态疗效
抑郁症的认知功能障碍一般被认为与前额叶的执行功能损害有关[13-14],P300对抑郁症认知功能评定具有重要意义。何林丽、郑博等将90例焦虑抑郁障碍共病患者随机分为A组、B组和C组,每组30例,并设30例正常人为D组,作为对照。A组采用电针配合重复经颅磁刺激治疗,B组采用单纯重复经颅磁刺激治疗,C组采用常规药物治疗,D组为对照组。针灸取穴百会、印堂、神庭、神门、内关、四神聪、安眠、三阴交、合谷、太冲。通过比较治疗前后失匹配负波(MMN)、关联性负变(CNV)、P3a和P3b潜伏期及P300靶刺激反应时间和反应准确率的变化,观察电针配合重复经颅磁刺激治疗焦虑抑郁障碍共病的疗效。结果A组治疗后MMN、CNV、P3a和P3b潜伏期与同组治疗前后比较均缩短,且优于B、C两组。认为针刺配合经颅磁刺激可以改善神经突触可塑性,直接或间接影响皮层兴奋性,从而改善抑郁焦虑共病患者唤醒水平并治疗其认知障碍[15-16]。皮敏等将80例中风患者按照抑郁量表(HAMD)评分分为抑郁组和非抑郁组,并设置40例正常对照组。中风两组均重用任督脉腧穴,选取水沟、神庭、百会、膻中、关元、合谷、太冲等穴,以通阳扶正为法。在治疗前后进行P300检测及汉密尔顿抑郁量表评分,观察比较中风两组治疗前后P300潜伏期和波幅变化。结果显示治疗后中风两组P300潜伏期较治疗前均缩短,与正常对照组潜伏期无差异;波幅均增大,但仍低于正常对照组。治疗后抑郁组汉密尔顿抑郁量表评分降低。说明针刺任督脉腧穴可以改善中风患者认知功能及抑郁状态[17]。
3.2评价针灸治疗痴呆疗效
Alzheimer病(AD)和血管性痴呆(VD)是老年人痴呆的主要类型,这两种疾病均属于皮质性痴呆,临床以“失语、失用、失认”为主要症状。有研究表明AD患者顶后叶皮层的葡萄糖代谢降低,血流减少;而VD患者主要表现为双侧颞叶的葡萄糖代谢降低和血流减少,其P300的波幅与潜伏期因分布部位不同而有差异。AD患者Pz点波幅低于VD患者,而AD患者Fz点潜伏期明显短于VD患者,但都长于健康对照组[21];也有研究表明在Cz点的P300潜伏期AD患者(350.97±38.70ms)长于VD患者(323.44±33.73ms),波幅亦降低(AD=3.03±0.57uV,VD=4.03±0.42uV)[18]。事件相关电位技术的应用为针灸治疗老年人痴呆的早期诊断与预防提供了客观指标,特异性强。贺丹等应用心理量表评分及事件相关电位(P300)地形图,对百会穴注射脑复活因子注射液治疗老年性痴呆进行观察。结果发现:百会穴注射脑复活因子能明显缩短潜伏期,有效提高心理量表评分值,改善老年性痴呆患者认知功能,治疗有效率为78.3%[19]。李巧薇等采用随机数字表法将56例血管性痴呆(VD)患者随机分为电针智三针组(主穴:神庭及双侧本神,电针治疗4周)和药物组(尼莫通,30mg,3次/d,治疗4周),治疗前后进行简易智能状态检查量表(MMSE)、长谷川痴呆修改量表(HDS)、日常生活能力(ADL)和P300等监测,观察2组治疗前后变化,结果显示治疗前后电针组量表评分改善明显优于药物组,电针组P3a、P3b、和N2潜伏期缩短,N2、P3b波幅增加优于药物组,提示电针智三针可改善VD患者认知和行为能力,其疗效优于单纯药物治疗[20]。3.3 不同的穴位针灸
蔡荣林等采用视觉新奇刺激(棋盘格15%概率)和靶刺激(大圆圈,15%概率)分别诱导P3a和P3b电位,观察手针针刺10名健康大学生心经神门、肺经太渊两穴前后P300强度分布变化,结果P3a、P3b波幅均显著降低,且针刺神门穴更大程度的使FCz导联的P3a波幅降低,说明神门穴对大脑非随意注意功能影响更大[21]。余情等电针急性心肌缺血家兔神门、太渊两穴,观察听觉门控电位P50,亦证实了电针不同穴位对急性心肌缺血家兔大脑皮层感觉门控能力的调整具有特异性,且神门穴效果更优[22]。上述实验为“心主神明”、“心脑同治”这一传统中医理论提供了电生理学依据。
3.4其他
成词松等采用时间生物学的动态测试方法,对20例健康受试者和20例慢性疲劳综合征(CFS)患者进行事件相关电位检测,采集并分析24h内4个等距时间点(8:00、14:00、20:00、次日2:00)P3a、P3b潜伏期,进行宏观分析和余弦法微观节律分析。结果显示CFS组P3a潜伏期在14:00时明显延长,电针治疗后P3b潜伏期明显缩短。CFS组P3a、P3b潜伏期昼夜节律消失,经电针足三里、肾俞治疗后CFS组P3b潜伏期昼夜节律恢复。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆认为电针足三里、肾俞治疗
CFS可以调整P3a、P3b潜伏期的昼夜节律而提高患者日间认知敏捷程度[23]。孔建等将56名青年学生分为“入静”组(30例)和“闭目养神”的对照组(26例),通过自制探针刺激6条经脉的双手12井穴,观察“入静”前后“循经感传”的出现率及事件相关电位P300波幅的变化。结果“入静”过程中“循经感传”的出现率明显高于对照组,“入静”组P3a波幅在“入静”期间较“入静”前降低,P3b波幅在“入静”期间与对照组相比亦降低,认为“入静”状态可以降低心理负荷,低心理能量消耗的大脑皮层状态很可能是“循经感传”的重要条件之一[24]。
4讨论与展望
事件相关电位技术的应用为人们探索心理认知领域开辟了一扇窗,自上个世纪60年代起已经发展了半个多世纪,我国针灸科研及临床人员多将其波幅及潜伏期变化作为评价针灸治疗认知障碍疗效的量化指标。虽然临床应用逐渐增多,但是我们发现大部分的报道都是以经典oddball模式诱发的听觉P300作为主要观测指标来研究针刺效应,只有少部分研究者对比了针刺不同穴位、不同时间节律的ERP变化情况,并且大样本、多对照的报道并不多见。故而ERP作为研究针灸效应的手段还存在一定的不足。
首先,对于不同针刺强度、不同操作手法和不同穴位配伍对照的研究还不充分。例如对于不同强度的针刺刺激,Franz Schimek等早在上世纪80年代就观察了不同强度(低0.57V、中2.05V、高3.43V)电针刺激牙痛患者双侧合谷穴(LI-4)顶叶和枕叶的600ms的痛觉诱发电位,结果显示只有高强度电针刺激对P100、P250的波幅减小与疼痛量表(SPR)评分降低的改变具有正相关性,而低、中频率的刺激则无意义[25]。而同为诱发电位的一种,ERP在不同针灸强度对疗效影响的报道还处于空白,究竟何种强度的针刺刺激、何种穴位的配伍对认知障碍的ERP改善最为有利,这种改善与量表评分的相关性如何是值得研究的方向,更是使针灸被外界认同接受的客观量化依据。
其次,ERP成分中P300应用最为广泛,而MMN、CNV、N400等成分在针灸研究领域应用很少,加强除P300外其他ERP成分在针灸研究领域的应用势在必行。例如目前对失语症患者的事件相关电位N400研究显示,失语症患者在进行词义分类或词汇抉择的时,额叶损伤的Broca失语患者表现出良好的N400语义启动效应,而颞叶损伤的Wenicke失语患者N400波幅降低,且无明显N400语义启动效应,N400波幅有可能作为理解困难或理解障碍程度的客观指标被用于失语症患者的临床检测[26]。因而将N400成分引入针灸治疗脑血管意外后失语症的研究,明确头针、体针等不同针法对大脑不同区域的效应可能具有一定的指导意义。还有学者认为功能性肠病亦是一种典型的心身疾病,是心理障碍的躯体化表现。在肠易激综合症患者中有40%-90%存在不同程度的焦虑、抑郁等心理障碍,提出“肠-脑轴”、“肠-脑互动”理论解释消化系统与中枢神经系统的双向作用[27],而经络理论中早就有“心与小肠相表里”、“心主神明”的论述,针灸治疗功能性肠病如便秘、腹泻等疾病疗效显著[28-29],将事件相关电位技术引入功能性肠病的研究中,观察心经、小肠经等不同经穴对患者心理变化的影响及疗效的关联性未尝不是对传统中医理论的现代化诠释。
最后,随着事件相关电位数据处理技术的提高,脑地形图、小波分析、LORETA源定位等技术被广泛应用,功能性磁共振技术(fMRI)与事件相关电位技术结合分析已成为可能,这些技术的进步将为我们明确针灸对认知功能影响的作用机制、临床疗效评价提供更可靠的支持,为推广针灸走向世界做出贡献。
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[作者简介] 韩亮(1987-),男,在读硕士,针刺治疗慢性疲劳综合征的神经机制研究。
[通讯作者] 吴曦,副教授,主要从事针灸方向教学与临床工作,研究方向为针刺治疗亚健康的研究。
收稿日期:2015-09-25
论文作者:韩亮 吴曦
论文发表刊物:《健康文摘》2015年12期
论文发表时间:2016/4/27
标签:电位论文; 针灸论文; 电针论文; 潜伏期论文; 事件论文; 波幅论文; 认知论文; 《健康文摘》2015年12期论文;