DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.35.31
中图分类号:R245
褚炳源, 杨明, 尚庆庆, 张函夕, 李欣璐, 冯泽, 李伟庆, 王丰
| 【作者机构】 | 黑龙江中医药大学第一临床医学院; 黑龙江中医药大学附属第一医院CT磁共振科 |
| 【分 类 号】 | R245 |
| 【基 金】 | 国家自然科学基金面上项目(81973930) 黑龙江省自然科学基金资助项目(LH2023H065) 黑龙江中医药大学研究生创新科研项目(2024yjscx114)。 |
阿尔茨海默病作为一种进行性脑神经退行性疾病,以胆碱能神经系统功能障碍为主要病理基础,常导致记忆与认知功能持续恶化[1]。2011年发布的痴呆诊断指南进一步明确阿尔茨海默病临床前阶段包括轻度认知功能障碍和主观认知下降(subjective cognitive decline,SCD)两个连续阶段[2]。SCD表现为个体自觉认知能力减退,客观神经心理测验仍处于正常范围,尚未达到轻度认知功能障碍或阿尔茨海默病的诊断标准[3]。
流行病学调查显示,SCD群体向轻度认知功能障碍及阿尔茨海默病转化的风险显著增高,40%~62%的患者在3年内出现病情进展[4]。提示SCD在阿尔茨海默病早期防治中具有重要的窗口价值。针刺作为中医特色疗法,凭借多靶点、整体调节的特点,已在改善认知功能方面积累一定的临床与科研基础[5]。随着神经影像技术的进步,磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)为无创探索针刺干预SCD的中枢机制提供重要工具,能从脑结构和功能层面客观揭示其调节效应与潜在通路[6]。本文旨在基于MRI技术,系统探讨针刺对SCD患者脑网络与结构的影响,以明确其神经机制,为早期干预阿尔茨海默病提供客观依据与研究思路。
针刺干预SCD研究中采用的针刺方案多样,穴位选择主要依据中医理论中与脑、神、髓等相关经络穴位,如神庭、百会、风池、气海、足三里、膻中、照海、通里、四关、风府等穴位被广泛应用[7]。针刺手法包括捻转补泻、提插补泻等,且针刺频次、留针时间等各有差异。周平等[8]以“调和气血,补心益智”针刺法,侧重从气血共调、心脑并治的角度对SCD进行论治,发现对认知功能的提升具有一定效果。部分研究采用电针刺激,通过调节电流强度和频率增强针刺的刺激效果[9]。然而,目前针刺方案尚未形成统一标准,不同研究间的可比性有待提高。这为后续研究提出挑战,需进一步开展针刺方案的优化研究,以确定针对SCD的最佳针刺治疗方案,包括穴位组合、针刺手法、刺激参数等,从而提高针刺治疗的效果和可重复性。
针刺通过双向调节胆碱能与单胺类递质系统改善SCD患者的认知功能。研究显示,针刺可显著增强海马区乙酰胆碱合成与释放,优化突触传递效率与记忆编码能力[10]。同时特异性上调前额叶-边缘系统(包括皮质、海马及丘脑)5-羟色胺1A/1B受体的表达[11]。这些神经递质层面的调节作用,与静息态功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)研究中观察到的海马结构和功能变化相呼应[12];共同提示针刺对神经递质系统的调节是其改善SCD患者认知功能的重要分子基础之一。综上所述,针刺对胆碱能和5-羟色胺能系统的调节作用,为其改善情绪和认知提供直接的神经化学依据。然而,目前研究多集中于动物模型或特定脑区,未来需更多研究在SCD群体中系统验证上述发现,并阐明不同递质系统间的交互作用。
SCD阶段存在的慢性神经炎症反应是导致神经元损伤和认知功能下降的关键因素[13]。针刺具有显著的抗炎作用,其可通过抑制小胶质细胞的过度活化,促进海马CA1/DG区向神经保护性M2表型极化。该过程体现为抗炎细胞因子如白细胞介素-4、白细胞介素-10水平升高,以及促炎性细胞因子如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-6释放的抑制[14];其深层机制涉及多条信号通路的协同调控。研究显示,针刺不仅能通过抑制NF-κB信号通路遏制炎症级联反应,而且能激活HO-1/Nrf2轴,从而增强内源性的抗氧化防御能力[15-16]。这两条通路可能共同构成针刺抗神经炎症效应的分子基础。这些抗炎效应在MRI上得到印证,表现为针刺干预后内侧颞叶灰质体积的增大,以及钩束、胼胝体等白质纤维各向异性分数值回升,提示针刺介导的抗炎效应可有效修复神经元微环境,并延缓结构退变[17-18]。综上所述,抑制神经炎症是针刺干预SCD的核心机制之一。其通过调控小胶质细胞表型平衡和多种信号通路,营造有益的神经免疫环境,为针刺治疗提供依据。
除调节神经递质和抑制炎症外,针刺还通过促进神经可塑性发挥治疗作用,且促进神经可塑性是大脑适应变化、修复损伤和学习记忆的基础。针刺能通过调控多种神经营养因子促进神经元存活、突触可塑性和神经网络适应性。其中,脑源性神经营养因子是作用最关键的因素之一。研究显示,针刺能系统性提升脑源性神经营养因子水平,表现为外周血水平升高及海马CA1区脑源性神经营养因子蛋白与mRNA表达上调[19]。此外,针刺还可通过调节胶质细胞源性神经营养因子、神经营养因子-3等其他神经营养因子,协同优化神经网络的功能适应[20]。因此,针刺通过上调脑源性神经营养因子等关键蛋白表达,从分子和细胞层面增强大脑的可塑性,这可能是其长期改善认知功能的重要原因。
综上所述,针刺干预SCD的三大机制并非孤立,而是构成一个协同网络:通过减轻神经炎症为神经可塑性创造良好的微环境;上调的神经递质和神经营养因子如脑源性神经营养因子则直接促进突触的重塑与功能优化。多模态MRI技术分别从功能、结构和微结构层面为这一协同网络提供跨尺度的影像学证据。见图1。
图1 针刺干预SCD的神经机制及MRI评估指标对应关系
SCD:主观认知下降;ACh:乙酰胆碱;5-HT:5-羟色胺;TNF:肿瘤坏死因子;IL:白细胞介素;BDNF:脑源性神经营养因子;GDNF:胶质细胞源性神经营养因子;MRI:磁共振成像;BOLD:血氧水平依赖;DMN:默认模式网络;ECN:执行控制网络;FA:各向异性分数;MD:平均扩散率;FC:功能连接。
sMRI是一种非侵入性的医学影像技术,能精确呈现脑组织的三维结构,并通过量化脑区灰质体积、皮质厚度等指标,客观反映大脑的形态学改变[21]。sMRI在针刺干预SCD的研究中发挥重要作用[22]。针刺可延缓或逆转SCD患者关键认知脑区的灰质萎缩,且效果具有剂量依赖性。其中,海马体作为记忆形成和巩固的核心脑区,其改善效应尤为显著。研究显示,针刺干预4周后,患者双侧海马体积可增长2.3%~3.1%,效果显著优于假针刺组,且效应具有持续性;剂量效应分析进一步提示≥12次针刺是产生积极变化的临界阈值[23-24]。除海马外,针刺的效益还延伸至前额叶等高级认知中枢。研究显示,针刺可增加背外侧前额叶皮质厚度0.05~0.08 mm,该变化与执行功能改善呈正相关[25]。综上所述,sMRI所揭示的脑结构改变不仅与认知行为变化相关,而且为评价针刺干预效果提供客观的影像学生物标志。
3.2.1 任务态fMRI 任务态fMRI通过让受试者执行特定认知任务,检测大脑在任务执行期间的血氧水平依赖信号变化,从而反映脑区的激活状况和功能连接的动态变化。然而,针对SCD的任务态fMRI研究数量有限,且不同研究在认知任务设计和磁共振影像分析方法上存在差异,具有一定争议[26]。但已有初步证据提示任务态fMRI在揭示针刺干预效应方面具有潜力;Yan等[27]研究显示,SCD患者在完成情景记忆任务时,其额叶、颞叶及海马等脑区激活减弱,功能协调性下降;经针刺治疗后,这些脑区的任务态激活显著增强,区域间功能连接更为协调,行为学测试成绩相应提高。然而,该领域研究仍面临样本量小、未充分设置假针刺对照以排除非特异性效应等挑战;上述研究虽显示出积极结果,但未采用假针刺对照,难以彻底区分针刺的特异性效应与任务重复执行所带来的学习效应。综上所述,任务态fMRI所捕捉到的针刺前后所发生的脑活动改变,为理解其治疗机制提供时间维度上的重要信息。因此,未来研究应致力于大样本量、随机假针刺对照的实验设计,并优化任务范式与分析方法,为临床干预提供更有力的影像学证据。
3.2.2 静息态fMRI静息态fMRI 通过在受试者静息状态下检测大脑的自发神经活动,为研究大脑功能提供重要指标,包括低频振幅、局部一致性、功能连接等[28];这些指标分别从局部活动强度、区域同步性和远程脑区交互3个维度,刻画脑功能活动与网络整合特性,已成为研究认知障碍神经机制的重要工具。针刺对不同阶段认知障碍均表现出调节效应。王丰等[29]研究显示,针刺轻度认知障碍可调节右侧岛叶、丘脑等关键脑区的低频振幅值;在更早期的SCD阶段,功能异常则更多地表现为大规模脑网络的连接紊乱。SCD患者常出现默认模式网络内部及其与执行控制网络的连接失调[30]。研究显示,这种网络层级的异常可体现为默认网络与视觉网络功能连接的异常增强,以及后压皮质-前额叶通路的功能连接减弱,这些变化与患者的记忆能力损害显著相关[31-32]。针刺对SCD脑网络的调节呈现出一种“双向平衡”的特点:既能抑制默认模式网络内部过强的耦合,又可增强默认模式网络与执行控制网络的跨网络交流,这种看似矛盾却高度协同的调节效应,恰是针刺“调和阴阳”治疗理念在现代神经科学上的直观体现,其目的是改善大脑的认知情况[33-34]。综上所述,针刺通过同时调控局部脑区活动强度和重塑大规模脑网络的交互,以多尺度、网络化的方式改善认知功能。这种整合性的调节机制,使针刺不仅可作用于局部功能异常,而且能着眼于全脑网络的协同与代偿,为SCD及早期认知障碍的干预提供新思路。
弥散张量成像通过检测水分子在白质纤维中的扩散各向异性,为无创评估大脑白质微结构完整性提供关键手段。其核心指标包括各向异性分数、平均扩散率;这些指标能敏感地反映髓鞘完整性、纤维密度及组织结构的改变,各向异性分数值降低与平均扩散率值升高常提示白质微结构受损或组织疏松[35]。在SCD患者中,大脑白质已存在明确的微结构损害,影像学上主要表现为海马、内嗅皮质、钩状束、胼胝体等关键白质纤维束的各向异性分数降低,以及平均扩散率和径向扩散率升高[36]。不仅临床观察如此,而且基础研究为针刺修复白质提供证据。动物实验显示,针刺干预后可观察到各向异性分数值上升与平均扩散率值下降,提示针刺可能通过促进髓鞘再生或轴突修复改善白质完整性[37];尽管该发现源自动物模型,但其为理解针刺在人体中可能发挥的修复作用提供重要机制启示。综上所述,白质结构完整性的改善可能是针刺缓解认知障碍的作用途径之一,证明弥散张量成像观测到的白质微结构变化,可作为评估针刺干预效果的重要影像学生物标志。
目前关于针刺干预SCD的MRI研究仍存在一定的局限性:①多数研究样本量有限且总体数量不足,一定程度上可降低结果的可靠性。②研究方法设计尚不够严谨,如针刺方案缺乏标准化、对照设置不完善等,可能影响结果的可比性与整合分析。③尽管多模态MRI技术为揭示神经机制提供丰富信息,但其空间与时间分辨率仍有一定限制,对脑细微结构和动态功能变化的捕捉仍不足,且不同影像指标间的解释有待完善。未来研究亟须推动大样本量、多中心的规范化临床试验,以克服研究样本量小、方案异质性高的局限,并进一步开发高分辨率与多模态融合的MRI技术,更系统、更深入地揭示针刺干预SCD的作用机制。
MRI技术在针刺干预SCD的研究中发挥重要作用,为揭示针刺的治疗效果和神经机制提供客观的影像学证据。多模态MRI研究表明,针刺可通过增加灰质体积、调节功能连接及改善白质完整性等多种途径,改善SCD患者的认知功能;其潜在机制涉及神经递质调控、神经炎症抑制及神经可塑性促进。然而,现有研究仍存在样本量有限、设计不够严谨及MRI技术自身局限性等问题。未来需开展大样本量、高质量的多模态MRI研究,结合长期随访与分子机制探索,进一步推动针刺在SCD临床干预中的应用,为阿尔茨海默病早期防治提供新途径。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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