缺血性神经阻滞下运动皮层手区与面区的功能重组

2018/07/31 13:53

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黄键澎1，刘健华，蒋　丽（广东省中医院，广东广州510120）摘要：目的：观察前臂缺血性神经阻滞（INB）状况下合谷穴区与面口部运动诱发电位的变化，探讨“面口合谷收”的大脑皮层可塑性机制。方法：采用经颅磁刺激（TMS），在INB下给予皮层刺激，记录运动皮层手区所支配的第一背侧骨间肌（FDI）和面区所支配的眼轮匝肌（OO）的运动诱发电位（MEPs），对比无INB下的差别，并绘制手区和面区的二维图，观察两个运动皮层区域的分布情况。结果：无INB状况下FDI MEPs潜伏期为20.76±0.45ms，波幅为535.26±1.25 uV，手区最佳刺激点的阈值为52.83±9.17 %，OO MEPs潜伏期为8.28±0.23 ms，波幅为130.65±0.25 uV，面区阈值为60.0±10.4 %；INB下，随阻滞时间延长，手区有效刺激点逐渐缩小，面区有效刺激点无明显变化，OO MEPs相对正常情况下有所上升，差异无统计学意义；INB总阻滞时间为40.61±3.60min，FDI MEPs潜伏期呈递增趋势，波幅逐渐递减，波幅和阻滞时间有显著相关性（P＜0.01）；解除INB后，运动皮层手区逐渐恢复。结论：运动皮层手区在INB下出现了波幅以及刺激部位数量的变化，而面区不明显，这在一定程度上反应了手部和面部对皮层兴奋性和面积的作用，这两个区域功能重组的情况可能是面口合谷收的生物学机制。关键词：针灸学；面口合谷收；经颅磁刺激；缺血性神经阻滞；功能重组Functional Reorganization of Hand-area and Facial-area in Human Motor Cortex after Ischemic Nerve Block HUANG Jianpeng, LIU Jianhua, JIANG Li（Guangdong Provincial Hospital，Guangzhou510120，Guangzhou）Abstract: Objective: By observing the change of motor evoked potentials from Hegu acupoint and ora-facial area in the state of pathology, the object is to probe the mechanism of plasticity in across-representation of the cerebral motor cortex, which provides a basic evidence for the Meridian theory. Method: Transcranial magnetic stimulation was applied to the hand-representation and face-representation in motor cortex before and after the forearm ischemic nerve block. Meanwhile, the electromyography records the motor evoked potentials from the First dorsal interosseus and Orbicularis oculi muscle. Results: 1. The MEPs from First dorsal interosseus: the latentperiod is 20.76±0.45 ms,the amplitude is 535.26±1.25 uV, the Motor threshold is 52.83±9.17%; the MEPs from Orbicularis oculi muscle: the latentperiod is 8.28±0.23 ms,the amplitude is 130.65±0.25 uV, the Motor threshold is 60.0±10.4 %; 2. In pathological conditions, the block of time is 40.61±3.60 minutes.With times’ extending, the area of hand-representation is narrowing.3. The latentperiod and the amplitude are significantly relative to the time of blocking. To dislodge ischemic nerve block, the hand area are recovered. Conclusion：After INB, the MEPs from the target muscles show the changes of the amplitude and the amounts of the stimulated points. It may be one of the biological mechanism of “the specific relation of ora-facial area and Hegu acupoint” in physiological condition.Key words Acupuncture and moxibustion, the specific relation of ora-facial area and Hegu acupoint, transcranial magnetic stimulation, ischemic nerve block, functional reorganization     《玉龙歌》中有言：“头面纵有诸样症,一针合谷效通神”,而在后期四总穴歌中以“面口合谷收”概括被提出。这就是反应了体表与体表之间联系的最好证明。作为耳熟能详的歌诀之一，其根据是手阳明大肠经的经络循行，也就是远道取穴。合谷穴作为大肠经的原穴，在临床上，用于治疗所属脏、腑病变，这是体表与脏腑的联系；因其循行达头面部，也就是说能治疗本经所过之疾病，那就是经络理论中“经络所过，主治所及”的概括。对此，虽然临床上一直沿用以及明确了理论的准确性，但是经脉在体表上下联系的现象还没有得到更好更多解释。这种内在的生物学机制和循经远道取穴的意义，倘若能过阐明清楚，其对于经络学说的完善无疑又上了一个台阶，并且利于更好地为临床选穴及治疗的推广。国内现代医学对于该理论的机理研究数不胜数，临床上确实在一定程度上证明了合谷穴区和面口部存在着一定的关系。      自1985年经颅磁刺激器的诞生后，对脑功能的研究更是又深入了一大步。经多年的临床验证，该技术渐渐已被广泛地推广，并且已用于脑可塑性方面的研究，更是取得不少成就，但是在针灸领域研究方面却寥寥无几。多年后，Ziemann在其研究中提出了建立“缺血性神经阻滞”模型，对面区和手区的功能重组做了一系列的研究，结果提示手区和面区之间的存在相互竞争的作用，但机制不明。其结论给予 “面口合谷收”一个新的角度进行探索发现，从大脑运动皮层手区-面区两个相邻的区域反映合谷穴-面口部的关系，这或许能通过大脑皮层的功能重组的情况解释这种关系，这还有待我们进一步的考证。 1.研究内容1.1 研究对象1.1.1 研究对象的来源研究对象为广东省中医院公开招募的健康志愿者。1.1.2 研究对象的选择       纳入标准：①既往健康；②年龄在20 ～40 岁；③男女各半；④右利手；⑤既往从未接受过磁刺激者；⑥试验阶段无身体异常（如感冒、咳嗽等）；⑦签署知情同意书者。       排除标准：①有各种系统尤其颅内及神经系统方面的疾病，如严重原发性疾病，精神病，癫痫及恶性肿瘤患者；②受试者1 周内身体有不适者；③意识障碍，严重视力、听力及语言障碍以及其它健康评估不能完成者；④对TMS 畏惧以及其它原因不能进行TMS者；⑤三个月内使用过影响神经系统兴奋性的药物，如感冒药、抗焦虑药、镇静药等；⑥左利手；⑦女性月经期，或有孕者。1.2研究方法1.2.1研究设备及试验材料      经颅磁刺激器：英国，Magstim 200，MAGSTIM，最大输出2.2T，磁刺激线圈直径为7.0cm，采用单脉冲模式；肌电图仪：美国，Nicolet Viking quest,采用圆盘表面电极，正极为记录电极，负极为参考电极；自制网格帽子：大小为10*8cm；磨砂膏：Weaver and company, Nuprep, Skin Prep Gel,114g；导电膏: Weaver and company, Ten20；耳机：普通；血压计：普通血压计。1.2.2 样本量      由于正常人的经颅磁刺激的研究不完全等同于临床试验，样本量的估计不能依照临床试验中的相关计算方法，目前关于此研究的样本量尚无明确的规定。参照国外相类似的研究，样本量大多采用6-10例。1.3研究方案1.3.1 研究分组本研究采取受试者自身对照原则，故无分组，试验的顺序随机，按招募的先后顺序进行。1.3.2 研究流程      研究分两个阶段在同一个屏蔽室内进行：第一阶段为在正常情况下，用TMS刺激受试者运动皮层面区和手区，利用肌电图仪分别记录眼轮匝肌（OO）、第一骨间背侧肌（FDI）的运动诱发电位（MEPs），绘制出二维成像图，确定运动皮层面区和手区的分布；第二阶段为利用血压计造成缺血性神经阻滞（INB）后，使手部运动暂时性的完全丧失，刺激运动皮层面区和手区，继续记录靶肌肉的MEPs，再次绘制二维图；去阻滞后重复第一步；所有试验流程均由同一位研究者负责操作。1.3.3 TMS刺激及MEPs采集方法      本试验采用的定位方法为手动定位。刺激前，给受试者戴上自制的网格帽子，并在帽子上标上坐标以及标记出前后正中线及左右正中线（左右两耳尖连线），确定Cz 点，帽子上的正中线需与受试者头部正中线重合。开始试验前，先手拿线圈发送多次空刺激，观察波幅是否在0 附近上下波动，如是在0 附近且无明显的跳跃，则可进行试验。第一，8 字线圈放置头皮的位置，据国外方法，线圈手柄朝向受试者后方，并与头皮正中线成45°，线圈面需与头皮平行，紧贴头皮，8 字的中点须与网格点相对。第二，刺激开始，刺激强度选择60%（女性选50%）的最大输出强度，从Cz 点开始向运动皮层方向逐点刺激，直至找到能诱发出波幅最大且重复性好的波形。若不能诱发出运动电位的波形，则增加5%-10%的输出强度，直至找到最佳刺激点为止，找到后并标记出运动皮层手区和面区的最佳刺激点。1.3.4 统计方法       肌电信号经肌电图仪的放大器，输入给自带的软件Viking数据采集分析系统进行数据处理。根据运动皮层代表区域在两个阶段前后的变化图以二维成像图展现，MEPs 的变化则以原图以及单线图呈现出来。2.研究结果1、无INB下运动皮层手区及面区的分布区域二维图及肌电图          <img src="/Public/uploads/image/20180731/1533016180651715.png" title="1533016180651715.png" alt="QQ截图20180731134816.png" width="422" height="382" style="width: 422px; height: 382px;"/>FDI MEPs                               <img src="/Public/uploads/image/20180731/1533016315457647.png" title="1533016315457647.png" alt="QQ截图20180731135101.png" style="text-align: center;"/>OO MEPs                                            <img src="/Public/uploads/image/20180731/1533016290953553.png" title="1533016290953553.png" alt="QQ截图20180731135030.png"/> 2、INB下运动皮层手区的FDI MEPs 5min          10min          20min             40min    <img src="/Public/uploads/image/20180731/1533016360965076.png" title="1533016360965076.png" alt="QQ截图20180731135147.png"/>       INB总阻滞时间为40.61±3.60min，如上图所示，FDI MEPs波幅逐渐递减，波幅和阻滞时间有显著相关性（P＜0.01）。3.研究结论及讨论      根据研究结果，在INB（即缺血性神经阻滞）状况下，大脑运动皮层手区兴奋性逐渐降低，面区兴奋性有所增加，大脑皮层合谷穴区和面区的功能重组可能是面口合谷收的生物学机制。在1950年，加拿大神外医生潘菲尔德和拉斯穆森共同绘制出第一幅人类感觉区和运动区的大脑皮质机能定位图，如下图。虽然手臂、躯干占去身体很大一部份，但是他们所对应的皮质组织并不多。然而，脸部以及手则占去主要体感觉皮质区（primarysomatosensory cortex）很大的区域。起初，有关大脑可塑性的研究是针对脑损伤患者进行的。在早期研究中，Thomas C和Mussom M提出脑损伤患者的大脑功能会随着时间的推移出现自发性的恢复和补偿效应。可塑性作为大脑其中的主要属性，无论脑损患者抑或是健康人，无论是在神经发育过程抑或是发育成熟后，大脑皮层的可塑性都存在。在许多研究者对大脑皮层可塑性研究的过程中，他们发现运动皮层是可塑性最强的大脑皮层之一。本研究尚存在样本量少，观察位点不够精确等因素，望在今后的研究中有所改善。参考文献[1]Sanes JN, Wang J, Donoghue JP. 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