|
针刺对弱视视觉可塑性调节的脑功能机制研究进展 弱视是由于视觉发育期内接受不良视觉刺激， 包括单眼斜视、 屈光参差、 高度屈光不正以及形觉剥 夺， 使视觉发育受到影响， 视功能减退， 引起单眼或 双眼最佳矫正视力下降 ［ １ － ２ ］ 。弱视在中国的发病率 约为３％ ［ ３ ］ ， 且有逐年增长的趋势， 本病的发展严重 阻碍了儿童的视觉发育。弱视受损部位在视皮质， 而弱视患者大脑皮层存在着功能缺陷， 目前普遍认 为其发病机制与视觉剥夺后视环境紊乱导致的视皮 层神经元活动功能损伤密切相关。 视觉的发育是指视觉神经系统由不完善逐步完 善的过程 ［ ４ ］ 。弱视是在视觉发育的过程中由于视觉 发生抑制而导致的， 因此， 在弱视发育的可塑期内抑 制或拮抗视觉抑制即可对视觉功能进行有效的恢 复 ［ ５ ］ 。近年临床报道针灸治疗弱视疗效显著， 与传 统疗法比较， 具有诸多优势 ［ ６ ］ ， 视觉系统和经络系统 之间存在着密切的联系， 为针刺治疗弱视提供了理 论基础。针刺效应主要是通过经络系统影响中枢神 经系统并调节相应靶器官从而达到治疗弱视的作 用 ［ ７ ］ 。但目前， 针刺干预治疗弱视的脑功能机制尚 未完全阐明， 因此， 免疫组化、 电子显微技术、 视觉诱 发电位系统、 多通道微电极阵列系统、 脑功能核磁、 近红外脑功能成像技术被广泛应用于弱视的脑功能 机制研究领域， 用于揭示针灸干预弱视的效应机制， 本文主要总结相关研究成果， 综述如下。 １ 针刺对视觉剥夺弱视视皮层神经元可塑性 的调节效应 课题组前期利用电生理和形态学技术， 从视神 经传导功能、 视皮层神经元结构可塑性角度， 研究、 探讨了敏感期内针刺对单眼剥夺模型大鼠视觉通 路、 视皮层神经元损害的影响， 初步揭示了针刺对视 觉中枢皮层可塑性的调节机制。研究发现， 单眼剥 夺大鼠与正常组相比， 出现神经元减少， 排列不整 齐， 神经元变性及胞核溶解、 固缩、 碎裂等类似于细 胞凋亡的现象， 针刺治疗后神经元数目及形态逐渐 恢复， 其中早期针刺组恢复最好 ［ ８ ］ 。由此表明单眼 剥夺已经造成视皮层细胞数目及一般形态结构的损 害， 而针刺能够拮抗单眼剥夺造成视皮层细胞数量 及形态结构的损害， 早期针刺干预效果最好。另外， 电镜观察提示单眼剥夺模型大鼠与正常组相比， 出 现核膜不光滑、 线粒体畸形、 突触结构不清晰， 突触 间隙多消失。针刺治疗后神经元的核膜、 线粒体、 突 触形态结构逐渐恢复 ［ ９ ］ 。由此表明， 单眼剥夺已经 造成视皮层神经元亚细胞显微形态结构的损害， 而 针刺能够拮抗单眼剥夺造成视皮层神经元亚细胞显 微形态结构的损害。 相关研究表明， 神经的传导功能与突触活性带 长度密切相关， 较长的突触活性带可以提高突触传 递过程中递质及囊泡的接触面积而提高神经信息传 递的有效性 ［ １ ０ ］ 。上述研究发现， 与正常组相比， 单 眼剥夺弱视模型大鼠视皮层１ ７区突触活性长度明 显缩短， 而经过针刺干预治疗， 突触活性长度缩短的 趋势得到抑制； 与模型组相比， ３ 个针刺组（ 早期、 中 期、 末期） 突触活性长度较长， 有明显差异。由此说 明， 形觉剥夺可导致视皮层 １ ７ 区神经突触结构改变 等神经可塑性变化， 针刺可通过增加形觉剥夺模型 大鼠视皮层 １ ７ 区突触再生， 恢复视皮层的结构与功 能， 从而发挥其拮抗形觉剥夺对弱视模型大鼠视皮 层 １ ７ 区神经元及其突触形态结构的损伤作用。 ２ 针刺对视觉剥夺所致的视反应抑制与迟缓 的调节作用 视觉诱发电位（ Ｖ Ｅ Ｐ ） 是通过刺激视网膜后， 视 神经电信号通过视觉通路传递到枕叶视皮层诱发出 的神经电活动， 反映了从视网膜神经节细胞到视皮 质的通路状态 ［ １ １ ］ ， 其 中又 包括图形 诱发电 位 （ Ｐ － Ｖ Ｅ Ｐ ） 和闪光诱发电位（ Ｆ － Ｖ Ｅ Ｐ ） 。 Ｐ － Ｖ Ｅ Ｐ是指应用 特殊图像刺激视网膜， 经过平均叠加， 从枕区头皮记 录产生的神经电信号， 又称为视诱发皮层反应， 其主 要反映视网膜黄斑区， 视传导和视皮质的功能， 对弱 视的诊断以及弱视动物模型的建立具有重要的意 义 ［ １ ２ ］ 。 Ｐ １峰潜时描述的是视觉信号在视路上传导 的时间， 可间接反映视觉信号在视路上传导的功能 状态、 视觉敏感度及视功能损害的程度， Ｎ １ － Ｐ １波 幅是视觉系统正常发育状态下视皮质对视信号输入 强度的反应， 在视觉剥夺状态下， 则反映了视皮质的 生理、 病理特征。对猫弱视模型的研究 ［ １ ３ ］ 发现， 弱 视剥夺眼的Ｐ － Ｖ Ｅ Ｐ表现出Ｐ １峰潜时的延迟， Ｎ １ － Ｐ １波幅值降低的改变。而在针刺“ 睛明” “ 承泣” “ 球后” “ 攒竹” 穴治疗后， 使 Ｐ １ 峰潜时显著提前， Ｎ １ － Ｐ １波幅值升高， 弱视眼的Ｐ － Ｖ Ｅ Ｐ有显著变化， 接近正常眼。研究结果表明， 针刺能够明显改善视 觉系统敏感期内的电生理可塑性， 可调节视觉剥夺 所致的视反应抑制与迟缓， 从而拮抗弱视剥夺效 应 ［ １ ４ ］ 。有学者观察到， 针刺能对视网膜和视中枢神 经电活动产生影响， 明显改变大脑皮层兴奋性， 且强 刺激对 Ｖ Ｅ Ｐ呈抑制效应， 而弱刺激对 Ｖ Ｅ Ｐ呈易化 效应 ［ １ ５ ］ ， 并认为针刺对诱发电位的影响不能排除原 脑电变化的间接结果， 可能是在提高大脑兴奋性的 基础上实现的 ［ １ ６ ］ 。 ３ 针刺激活视觉系统脑源性神经营养因子活 性拮抗弱视眼剥夺效应 脑源性神经营养因子（ Ｂ Ｄ Ｎ Ｆ ） 是神经营养因子 家族中的一类， 对视觉系统的可塑性具有重要的促 进作用， 其在视觉发育敏感期内呈现高表达特征。 通过对弱视猫模型视皮质１ ７区、 外侧膝状体、 视网 膜部位超微结构观察发现， 视皮质神经元细胞存在 不同程度的变性与损伤， 主要表现为核膜不规则， 溶 酶体增加， 高尔基体发育不完善， 核糖体减少， 突触 内线粒体减少， 突触小泡不规则， 间隙增大 ［ １ ７ ］ 。另 外发现 ［ １ ８ ］ ， Ｂ Ｄ Ｎ Ｆ在视皮质、 外侧膝状体、 视网膜神 经节细胞内数量和活性明显降低。而针刺治疗后， 视网膜、 视皮质及外侧膝状体内 Ｂ Ｄ Ｎ Ｆ 阳性神经元 数目、 阳性表达明显增高。相关研究 ［ １ ７ ］ 结果表明， 针刺能有效拮抗视觉发育敏感期内的剥夺效应， 其 作用机制是通过针刺刺激， 促进 Ｂ Ｄ Ｎ Ｆ的合成和分 泌， 加强了对视皮层神经元的保护和营养作用， 提高 视觉系统３级神经元及其突触机能， 促进神经元的 发育和突触连接的形成， 纠正视环境紊乱， 以逆转剥 夺效应造成的损害。 ４ 针刺对弱视视皮层 １ ７ 区异常神经编码的 调节机制 早期研究发现， 弱视的剥夺效应可以减少眼神 经信息在初级视皮层的投射， 且视觉发育敏感期内 异常的视觉刺激能改变初级视皮层神经细胞感受野 特性 ［ １ ９ ］ 。通过复制形觉剥夺猴模型发现， 弱视能导 致双侧初级视皮层神经细胞减少， 使眼优势柱发生 偏移， 从而特异性地改变双眼的最适空间频率、 空间 精度， 这些变化与神经细胞的时空特性发生变化密 切相关， 说明弱视的剥夺效应能导致神经信息编码 的异常改变 ［ ２ ０ ］ 。 课题组前期利用在体多通道微电极阵列神经信 号技术， 从频率编码、 时间编码角度观察单眼剥夺状 态下视皮层１ ７区神经元异常时空模式和神经信息 编码改变， 研究 ［ ２ １ ］ 发现单眼剥夺对携带大量动态丰 富视觉信息的大鼠初级视皮层神经细胞自发放电频 率有明显的抑制作用， 严重影响初级视皮层神经元 信息的携带量、 编码和解码速度， 且敏感期内针刺对 单眼剥夺弱视大鼠视皮层神经元放电频率有明显的 改善作用， 针刺能拮抗和逆转视觉剥夺效应导致的 视觉中枢神经元自发放电频率降低， 从而调整视觉 系统的可塑性变化。针刺治疗的效应可能是通过不 同的手法和频率引起不同类型神经细胞不同频率的 放 电 活 动，通 过 神 经 传 导 对 靶 器 官 起 到 治 疗 效应 ［ ２ ２ ］ 。 ５ 穴位—视皮层—视觉的针刺效应传递 利用影像学中功能性神经成像技术研究弱视的 发病机制是近几年的热门手段， 它的发展也使针刺 干预弱视的脑功能机制研究向前推进了一大步。现 代脑功能成像技术主要包括功能磁共振（ ｆ Ｍ Ｉ Ｒ ） 、 近 红外脑功能成像（ ｆ Ｎ Ｉ Ｒ Ｓ ） 等。目前被用于中枢机制 研究应用较为广泛的是血氧水平依赖效应（ Ｂ Ｏ Ｌ Ｄ ） 的 ｆ Ｍ Ｉ Ｒ ， 和磁共振功能成像（ ｆ ＭＲ Ｉ ） 。 Ｂ Ｏ Ｌ Ｄ 是基 于神经元功能活动对局部耗氧量和脑血流量影响程 度不匹配所导致的局部磁场性质变化的原理， 检测 氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白含量对磁场的影响， 以间接评估脑功能区激活状态 ［ ２ ３ ］ 。 ｆ ＭＲ Ｉ 是通过刺 激特定感官， 引起大脑皮层相应部位的神经活动（ 功 能区激活） ， 并通过磁共振图像来显示的一种研究方 法。相关领域研究发现， 弱视患者的枕叶纹状区和 纹状外区功能活动状态和检测指标与正常人相比， 存在一定差异 ［ ２ ４ ］ ， 主要表现为弱视患者两眼间的差 异大于对照组， 对弱视眼检测的磁场强度相比于正 常眼强度要减少（ ８． ２ ５±１． ３ ０ ） ％ ， 由弱视眼诱导显 像的区域相对于正常眼也减少（ ３ ４． ８ ６±６． ２ ５ ） ％ 。 斜视性弱视相比于正常眼， 其双眼像素指数及视皮 层神经元的平均活动水平也有显著下降 ［ ２ ５ ］ 。由此 表明， 弱视患者枕叶视皮层纹状区和纹状外区存在 优势不均等的改变。 利用ｆ ＭＲ Ｉ观察针刺光明穴、 阳陵泉穴后大脑 皮层的兴奋程度， 结果发现， 针刺后受试者视皮层、 额上回、 额下回的兴奋性显著提高， 从而表明针刺与 视觉相关的穴位可提高视皮层的兴奋性 ［ ２ ６ － ２ ７ ］ 。上 述研究结果表明， 穴位—视皮层—视觉之间可能存 在着密切的联系通路。在中医学经络理论中， 穴位 通过经络的循行、 联络具有治疗远部疾患的作用， 这 是经脉所过主治所及的具体体现。临床应用中常选 取经脉循行远端腧穴治疗眼部疾患 ［ ２ ８ － ２ ９ ］ 。针刺远 端腧穴可以影响相应的视皮层功能激活状态， 进而 影响到视觉的改变。 ６ 小结与展望 从以上各种研究方法、 研究结果来看， 可以确定 弱视患者视环境发生紊乱， 视皮层功能受损， 神经元 活动及视觉通路存在异常。而针刺可以有效拮抗和 逆转上述病理改变， 其干预弱视的脑功能可塑性效 应机制主要表现在以下几个方面： ① 针刺能够明显 改善视觉系统敏感期内的电生理可塑性， 可调节视 觉剥夺所致的视反应抑制与迟缓； ② 针刺可以提升 视皮层内 Ｂ Ｄ Ｎ Ｆ 活性， 加强视皮层神经元的保护和 营养作用， 纠正视环境紊乱， 拮抗弱视剥夺效应； ③ 针 刺能够有效拮抗单眼剥夺大鼠神经元形态和 结构损伤， 促进神经元胞体突起形成， 增加突触联 系， 修复突触活性区长度和传递效能， 显著改善剥夺 眼视觉传导功能； ④ 针刺能拮抗和逆转视觉剥夺效 应导致的视觉中枢神经元自发放电频率降低， 从而 调整视觉系统的可塑性变化； ⑤ 视觉系统和经络系 统之间存在着密切的联系， 针刺效应主要是通过经 络系统影响中枢神经系统并调节相应靶器官， 从而 达到治疗弱视的作用。 综上所述， 针刺对弱视视觉可塑性调节的脑功 能机制可能是综合了对神经元形态结构的修复作 用、 视觉电生理的促进作用、 视环境紊乱的拮抗作 用、 逆转视神经自发性放电频率、 中枢 － 靶器官的传 递效应， 多系统、 多角度影响视觉传导通路， 以促进 视觉功能的恢复。利用以上技术手段研究针刺干预 弱视的脑功能调节机制具有一定敏感性， 其方法切 实可行， 对于弱视敏感期可塑性的研究取得了一定 的进展， 但仍有许多问题需要进一步研究， 例如敏感 期的具体起止时间是多久？哪些因素可以延长或者 恢复视觉敏感期？另外， 弱视患者在视觉发育敏感 期后， 是否仍然具有可塑性？以上问题， 包括弱视的 发病机 制及 干 预 措 施 都值得今 后 进 一 步 探 索 和 研究。 来源：针刺研究 作者：刘安国 曹朝霞 朱田田 马重兵 张奥 李小娟 严兴科 |
