健康志愿者针刺光明穴后视觉皮层神经元活动观察

曹丹娜，李晓陵，王丰，李冰昕，陈红梅，孙梦娟

1 黑龙江中医药大学附属第一医院，哈尔滨150040；2 黑龙江中医药大学研究生院

光明穴为足少阳胆经络穴，是临床治疗夜盲、近视、目痛、白内障等目疾的常用腧穴，其功效被众多临床研究[1～3]证实，但针刺光明穴对视觉通路的影响罕见报道。功能连接(FC)是具有空间-时间关联的血氧水平依赖信号，可用来反映局部脑区神经元的活动[4]。本研究应用静息态功能磁共振成像(rs-fMRI)基于感兴趣区(ROI)的FC值观测方法，观查健康志愿者针刺光明穴对FC值的影响，探讨针刺腧穴对视觉通路信息传导的调节机制。

1 资料与方法

1.1 受试者 招募黑龙江中医药大学健康大学生志愿者15名。纳入标准：①年龄21～28岁；②男性，右利手；③饮食健康，BMI在19～25之间，无不良嗜好；④无精神或神经系统疾病病史；⑤无MRI禁忌症，无幽闭恐惧症；⑥实验前两周内无药物服用史和针灸治疗史。本研究经黑龙江中医药大学附属第一医院医学伦理委员会批准，受试者均被告知整个实验过程并签署知情同意书。

1.2 光明穴针刺方法 患者视听屏蔽后安静平卧于扫描床上，由资深针灸师进行针刺操作。选取右侧光明穴，垂直直刺，深度为0.5～0.8寸，待受试者产生酸、麻、胀等得气感后，施平补平泻手法，捻转角度180°±5°，频率(60±15)次/min，捻针2 min后拔针。

1.3 rs-fMRI扫描及ROI的选取 采用非重复事件实验范式[5]，于针刺前8 min和针刺后8 min分别进行rs-fMRI扫描。应用飞利浦3.0T磁共振机和颅脑8通道线圈(SENSE-Head-8)，采用T1WI-3D-TFE-ref序列采集结构数据，采用EPI序列采集功能数据。采用基于MATLAB的DPABI软件包对图像数据进行预处理，包括时间与头动校正、图像归一化、回归协变量、去线性漂移、滤波、平滑等。选取经典视觉皮层PALS图谱所划分的20个视觉皮层模版作为ROI[6，7]，每侧10个亚区，分别为V1区、V2区、V3D区、V3A区、V7区、LO区、MT区、VP区、V4区、V8区。其中V1区、V2区属于初级视觉皮层，中高级视觉皮层中V3D区、V3A区、V7区、LO区、MT区属于背侧视觉通路，VP区、V4区、V8区属于腹侧视觉通路[8]。

1.4 FC值测量方法与数据分析 FC值代表由神经元和突触活动产生的自发低频震荡信号在相关两个脑区间的同步性[9]，其强弱变化程度以T值表示。提取每个ROI中所有体素的时间序列，获得平均值并得到参考时间序列，计算两个ROI中体素时间序列的皮尔逊线性相关系数，构建ROI相关矩阵并获得FC值的变化情况，使用统计参数图软件SPM12对针刺前后ROI间的FC值进行分析获得T值。设定体素水平阈值P=0.001、cluster水平P<0.05(FWEc校正)。

2 结果

针刺右侧光明穴后，腹侧视觉通路视觉皮层间FC值显著降低的连接为左侧VP区与左侧V8区(T值为-3.18)、左侧V4区与左侧V8区(T值为-3.54)、左侧V8区与右侧V4区(T值为-3.81)、左侧V8区与右侧V8区(T值为-4.23)。

针刺右侧光明穴后，背侧通路视觉皮层间FC值显著降低的连接为左侧V3A区与左侧MT区(T值为-3.22)、左侧V3A区与右侧LO区(T值为-2.98)、左侧V3A区与右侧MT区(T值为-3.13)、左侧V3D区与左侧LO区(T值为-3.28)、左侧V3D区与左侧MT区(T值为-4.11)、左侧V3D区与右侧V3D区(T值为-3.00)、左侧V3D区与右侧LO区(T值为-3.88)、左侧V3D区与右侧MT区(T值为-4.05)、左侧MT区与右侧V3D区(T值为-3.22)、右侧V3D区与右侧LO区(T值为-3.08)、右侧V3D区与右侧MT区(T值为-5.16)。

针刺右侧光明穴后，背侧通路与腹侧通路视觉皮层间FC值显著降低的连接为左侧VP区与左侧V3D区(T值为-4.32)、左侧VP区与右侧V3D区(T值为-2.96)、左侧V4区与左侧V3D区(T值为-3.64)、左侧V4区与左侧V3A区(T值为-2.98)、左侧V4区与右侧V3D区(T值为-3.02)、左侧V8区与左侧V3D区(T值为-4.36)、左侧V8区与左侧V3A区(T值为-3.21)、左侧V8区与左侧LO区(T值为-4.09)、左侧V8区与左侧MT区(T值为-3.03)、左侧V8区与右侧V3D区(T值为-3.52)、左侧V8区与右侧LO区(T值为-3.14)、左侧V8区与右侧MT区(T值为-4.11)、右侧VP区与左侧V3D区(T值为-3.52)、右侧V4区与左侧V3D区(T值为-3.55)、右侧V4区与左侧LO区(T值为-2.98)、右侧V4区与右侧V3D区(T值为-2.91)。

3 讨论

视觉是人类最重要的信息来源，通过初级视觉皮层V1区的投射，经背侧视觉通路和腹侧视觉通路传入大脑皮质[10]，这是有意识地选择处理基于目标和特征的视觉过程，与空间和运动相关。本研究发现，针刺光明穴后以各级视觉皮层为ROI的FC值呈显著性降低表现，这表明针刺光明穴增强了ROI的神经元活动，抑制了无关刺激的神经元活动，使相应FC值降低。由于视觉各皮层区可通过前馈、反馈、水平等类型的纤维发生和投射，使左右视觉皮层间具有双向联系[11]，因此本研究中针刺右侧光明穴所致的神经元活动的改变，虽然以左侧视觉皮层的改变为主，但对对侧视觉皮层也有相应影响。

腹侧视觉通路是指初级视皮质的视觉信号沿视觉皮层腹侧部分(VP区、V4区、V8区)进入颞下区的通路，是处理形状和颜色信息的通路，信息复杂程度沿视觉通路逐级增加，具有层级结构，可使来自初级视皮质的信息向更高一级的功能区传递[12]。VP区神经元具有高对比度选择性，V4区负责色块提取有关的中级视觉信息处理[13，14]，V8区和颞下区一起负责形成对物体整体感知的高级视觉信息处理[15]。本研究结果中，V4与V8区、V8与VP区、双侧V8区间FC值呈显著性减弱，提示针刺光明穴后在腹侧视觉通路中主要影响了高级视觉皮层V8区，进而通过皮层间的投射与反馈，对物体色域、对比度等其它中高级视觉信息处理产生影响。

背侧视觉通路是指视觉信号沿视觉皮层背侧部分(V3区、V7区、MT区、LO区)到达后顶叶皮层的通路，是负责空间位置知觉的通路，同腹侧视觉通路一样具有处理视觉信息的层级结构[16]。V3区有V3A与V3D两个亚区，在层级结构上V3的亚区V3A比V3D区具有更强的运动选择性，且双侧V3区间具有神经纤维水平投射。V3区将空间视觉信息在初级视觉皮层V1、V2区处理的基础上进行整合，其神经元具有方向和高对比度选择性，可分析处理运动有关的中级视觉信息。中颞叶联合皮层MT区主要负责处理物体运动方向等高级视觉信息处理[17，18]，后顶叶皮层LO区负责对空间的整体认知[19]。我们在研究中发现，针刺光明穴后主要影响了中级视觉皮层V3区与MT、LO间的功能连接，表明针刺信号在背侧视觉通路以V3区为节点，通过各皮层间视觉信息的反馈传递，进而对运动刺激和空间认知的高级视觉皮层产生影响。

对背侧视觉通路和腹侧视觉通路的研究[20～22]发现，这两条通路虽然在解剖学上是分离的，但其会根据刺激特性及任务需求将不同的视觉信号传输到特定区域。在本研究中，我们发现针刺光明穴后V3A区与V8区、V3D区与VP区、V3D区与V4区等皮层的FC值发生改变，证实了背侧视觉通路-腹侧通路间信息传输通路的存在，且中枢位于视觉皮层V3区。腹侧视觉通路与背侧视觉通路的视觉信息不仅在层级间通过前馈的方式逐级上传，还可通过反馈的方式实现整体感知对局部特征的调控[23，24]。本研究结果显示，V8区与MT区、V4区与LO区等皮层间FC值的改变，间接证实了这种视觉信息反馈方式的存在。

综上所述，针刺健康受试者光明穴可直接对背侧视觉通路V3区和腹侧视觉通路V8区的神经元活动产生影响，进而对视觉信息的传导进行调控，且背侧视觉通路-腹侧视觉通路间信息传输的中枢为V3区。但是这与病理状态下针刺光明穴的脑效应是否具有相关性和一致性，还需进一步的临床研究予以证实。