李霄汉,严家敏,陈淑娇
1 福建中医药大学中医学院,福建福州 350122;2 福建中医药大学康复医学院,福建福州 350122;3 福建中医药大学附属第三人民医院,福建福州 350122
轻度认知功能障碍(MCI)是正常衰老和痴呆之间的过渡阶段,其特征是记忆力或其他认知领域的功能减退,它是阿尔茨海默病(AD)的前驱期,最终可发展成为AD[1]。患有MCI 的老年人以每年10%~30%的速度发展为AD[2]。然而,目前临床上针对MCI 的治疗有限,神经组织退化或认知衰退也尚无治愈的方法。MCI 向AD 的过渡阶段为预防AD 的发生提供了一个时间窗口。以往研究表明,如果采取适当的干预措施,患有MCI 的个体可以保持现存的认知水平甚至可能恢复至正常状态[2],因此MCI的非药物疗法正成为该领域的研究热点。本研究基于磁共振成像(MRI)技术,以瑜伽、八段锦、有氧舞蹈、正念冥想为例,探讨身心疗法治疗对MCI患者大脑结构和功能的影响,为MCI的治疗提供依据。
身心疗法是基于身心相互作用理论下的治疗方法或技术,可减缓紧张感和压力对个人的影响,并促进个人的生理和心理健康。它强调通过呼吸练习、冥想和结构化运动等的不同组合,使大脑、身心与行为之间产生联动作用。研究中常见的用于改善老年人认知功能的身心疗法有太极拳、八段锦、瑜伽、舞蹈、正念冥想等。身心疗法对MCI 患者的认知功能改善具有积极的意义。有研究表明,中国传统身心锻炼可以改善MCI 患者的执行功能,并且干预频率与作用程度大小呈正相关[3]。FARHANG 等[4]的研究表明,冥想、瑜伽、太极和气功这些身心干预措施改善了MCI 患者的认知功能和日常活动能力,调节了抑郁和压力等不良情绪,并降低了他们患痴呆的风险。鉴于当前尚未有治疗MCI 的针对性药物,具有可行性强、经济成本低、不良反应小、个性化强和实用性广泛等特点的身心疗法正成为改善MCI症状的辅助治疗手段,可在改善认知方面发挥潜力。
MRI的研究对于理解MCI大脑水平的结构和功能变化至关重要。常见的MRI 模式包括结构MRI、弥散张量成像(DTI)、动脉自旋标记(ASL)、磁共振波谱(MRS)和功能性MRI(fMRI)。
使用结构MRI 的研究显示,MCI 存在额叶和颞叶灰质丢失[5]。在内侧颞叶结构中,MCI 患者的海马和内嗅皮层呈现中等水平的萎缩[6-7]。另一项研究指出,MCI 患者基底前脑胆碱能系统所在脑区的体积减少[8]。DTI 利用水分子的置换来测量白质束完整性,其主要指标包括平均扩散率(MD)和描述了组织内水分子扩散的方向率的各向异性分数(FA)。MCI 患者FA 在除顶叶和枕部外的所有白质区域降低,而MD在颞叶和顶叶增加[9]。FA和MD异常与记忆和执行功能障碍有关[10-11]。有研究则明确了基底前脑MD升高与MCI进展为AD的风险增加有关[12]。
大脑灌注不足也与MCI的认知退化相关[13]。使用ASL 来检测MCI 神经血管系统的变化,可观察到后扣带回、楔前叶、枕叶、颞叶、顶叶皮质区域灌注明显不足[14-15],而基底神经节、杏仁核和海马的脑血流量呈有限性的增加,提示了脑内脑血管损伤的代偿机制[16],MCI 大脑区域特异性模式则可通过fMRI 进行观察。基于fMRI 的研究发现,在回忆期间,MCI患者的海马表现出失活现象[17],而在任务编码期间呈过度激活状态[18-19]。静息状态fMRI 可深入了解MCI 的内在网络中结构之间的功能连接,其指标低频波动的静息状态幅度(ALFF)可反映干预所涉及的关键脑区,而默认模式网络(DMN)通常是研究中感兴趣的网络之一,与之相关的大脑结构包括后扣带皮层、腹侧前扣带皮层、内侧前额叶皮层、顶叶下皮层、背外侧前额叶皮层、颞下外侧皮层、眶额叶皮层和海马旁回[20]。研究发现,MCI 患者后扣带与非DMN 区激活下降的同时,与DMN 区之间的连接增加[21]。虽然MCI内侧颞叶的区域内显示出更强的功能连通性,但DMN 和内侧颞叶结构之间的活性下降[22]。另外,相关研究也发现了MCI 患者的丘脑—皮质网络和丘脑—DMN一系列的功能连接下降[23]。
3.1 瑜伽 瑜伽是一种历史久远的身心活动,与普通的运动项目不同,它注重引导机体去控制自身的呼吸方式、体位动作和意念,这样可以有效提高自身控制能力、注意力、身体意识和压力管理能力。研究[24]表明,练习瑜伽主要对MCI 患者的注意力和语言记忆有显著的改善作用,它可能是通过改善睡眠、情绪和神经连接来影响认知功能。
通过文献回顾发现,瑜伽对MCI 患者的影响主要与DMN 的神经连接有关,可能通过改善DMN 和额内侧皮层、前扣带皮层、右中额叶皮层、后扣带皮层和左侧枕叶皮层之间的连接性,改善患者的语言记忆和视觉空间记忆。DMN 是一个大脑区域网络,当它不参与任务时处于活跃状态,这在记忆处理中至关重要,研究指出DMN 连接性下降可能与MCI进展为AD 有关[25]。EYRE 等[26]的研究专门分析了干预前后获得的fMRI数据,结果显示经过瑜伽训练的MCI 患者与参加记忆增强训练(MET)的MCI 患者在影像学上具有相同的表现,即DMN 和额内侧皮层、前扣带皮层、右中额叶皮层、后扣带皮层和左侧枕叶皮层之间的连接性增加。其次,YANG 等[27]的研究也评估了瑜伽对海马体大小的影响,采用结构MRI和MRS 测量背侧前扣带回皮层和双侧海马的灰质体积(GMV)和代谢物水平,探究MET 和瑜伽练习相关的大脑结构和功能改变。结果显示MET 组双侧海马体灰质体积增加且胆碱水平降低,尽管在瑜伽组未看到相似的变化,但笔者认为,鉴于他们的研究样本量较小,还需要进行额外的研究来确定瑜伽是否存在这种影响。
3.2 八段锦、太极拳 中国传统身心运动八段锦和太极拳注重调形、调心、调息,是改善与衰老相关的认知下降疾病常见的辅助手段。研究指出,八段锦和太极拳对MCI患者的记忆、学习、视觉空间能力和执行功能等领域的认知水平具有明显的改善作用[28-29]。在神经影像变化方面,已有证据指出八段锦和太极拳均可显著改善老年人岛叶、内侧颞叶和壳核的灰质体积[30],而与MCI 相关的研究主要集中在大脑结构、功能连接和神经血管系统的改变。
在使用结构MRI的研究中,ZHENG 等[31]证明八段锦显著增加了大脑皮层颞回、额回、顶回、内侧枕回、扣带回和角回的灰质体积(GMV),且进一步验证了MoCA 评分的提高与右侧颞内侧回GMV 的增加有关。TAO 等[32]结合结构MRI 和fMRI 的研究结果显示,与对照组相比,八段锦增加了右侧海马和双侧前扣带回的灰质体积,同时增强了海马体和角回之间的静息状态功能连接,且右侧海马ALFF 显著降低,双侧前扣带回的ALFF 值增加。LIU 等[33]的研究表明,八段锦显著增加了MCI 患者右侧蓝斑和左腹侧被盖区与右侧岛叶和右侧杏仁核的静息功能连接。XIA[34]等还研究了八段锦对背侧注意网络(DAN)的影响,结果显示规律的八段锦训练有利于提高MCI 患者的选择性注意能力,但由于样本量较小以及注意力的复杂性,该研究并不能证实八段锦带来的功能改善与DAN 功能连接的变化有关。这些研究阐明大脑区域的结构和功能与大脑认知功能的联系,而另一项研究[35]还揭示了八段锦干预MCI所产生的大脑血流动力学变化,这从另一个功能层面揭示八段锦对大脑的作用机制。
3.3 有氧舞蹈 舞蹈是一种有目的、有节奏的身心活动,可以刺激大脑发生可塑性改变,提高认知功能,例如学习、记忆和执行功能等。舞蹈运动对正常人的大脑结构有益,如海马体积、灰质和白质完整性的增加以及大脑半球之间功能连接的加强[36]。有氧舞蹈对MCI相关的影像研究也主要集中于影像结构和功能连接的改变。PORAT 等[37]采用结构MRI 进行研究发现,经过有氧舞蹈练习后的MCI 患者学习和记忆表现改善更明显,但额叶皮层灰质厚度更薄。先前有文献报道,与音乐相关的运动练习与大脑灰质厚度之间存在正相关,笔者认为可能是随着舞蹈熟练程度增加,皮质髓鞘形成增加,从而导致皮层灰质相对变薄。与已往研究结论相悖的还有另一项队列研究,这项研究旨在证实舞蹈运动对MCI 患者海马体积的影响,但是研究最后表明舞蹈运动对MCI 患者执行功能的影响与海马体积改变无关[38]。另外两项研究[39-40]使用了静息态fMRI评估有氧舞蹈对MCI 患者大脑自发活动的影响,结果得出相似的结论,即经过有氧舞蹈练习后,MCI 患者双侧额颞叶、前扣带回、内嗅及海马旁皮层的ALFF 值显著增高。目前关于有氧舞蹈干预MCI的神经影像学研究较少,未来需要更多的临床证据充分验证其对MCI大脑神经结构和功能的影响。
3.4 正念冥想 冥想是指一系列侧重于维持注意力和知觉的自我身心调节技术,用来达到个体内在平和、清晰,以不加评判的视角专注于当下的心理状态,从整体上促进个体心理健康发展[41]。根据冥想时注意力的表现可分为聚念冥想和开放冥想,前者需要个体自愿将注意力集中在冥想对象上,后者需要关注个人内在思想和情感起落的动态过程[42]。先前的研究一致证明冥想能够对大脑的结构和功能产生影响,包括改变大脑灰质体积、皮质厚度和白质束、局部脑血流量和功能活性[43-45]。
对MCI 患者进行正念冥想的相关研究均指出,冥想干预后MCI患者大脑结构和功能连接发生了变化。DWIVEDI 等[46]的研究使用结构MRI 探究MCI进行冥想后皮质厚度和灰质体积的变化。结果显示,冥想干预后MCI 的左尾中额叶、左中额叶、左上顶叶、右侧眶上额叶和右上额叶皮质厚度和灰质体积的纵向对称百分比变化(SPC)较高;左侧旁中央皮质厚度增大;左侧枕骨上、左侧额上、颞上沟左侧和左侧眶额内侧皮层灰质体积增加,但是左侧枕叶和右侧后扣带回皮质厚度的SPC值降低。同时在海马亚区分析中,左侧CA1、分子层HP 和CA3 区域灰质体积增加,且右侧丘脑的体积显著增加。YU等[47]的研究主要侧重于皮质厚度的观察,正念干预后MCI 患者的右额极、左侧颞下回白质厚度增加而左前扣带回的白质厚度减少。两项研究[48-49]使用fMRI探究正念减压(MBSR)干预MCI 人群功能性大脑的改变,两者的结果都显示MBSR 参与者大脑的动态功能连接增强。不同的是,WELLS 等的研究侧重于扣带回皮层与双侧内侧前额叶皮层和左海马区域间的功能连接,JOHNSON 等的研究则侧重于右侧扣带回、岛叶和左颞上回的区域内部连接。而MBSR 干预MCI患者其他大脑网络连接以及各网络连接之间在fMRI上是否表现出相似的重塑性改变,有待进一步研究。
综上所述,身心疗法不仅能够改变MCI 患者的大脑结构,如皮层灰质体积、白质的厚度、海马体积等,还能够改善与认知相关脑区之间的功能连接。目前的研究也证实了身心疗法可以改善MCI患者的注意力、记忆力和执行能力[50-52]。但是这些研究存在样本量小、结果测量存在异质性、缺乏长期随访等的局限性,研究结果说服力不强。同时尚缺乏相关研究验证身心疗法在MCI 各阶段的作用、不同身心干预组合的作用以及干预的最佳时长等问题。未来应从更广的维度、更深的层次拓展身心疗法对MCI患者大脑结构和功能的影响,以明确身心干预对MCI 患者大脑的神经可塑性机制与作用方式,为临床推广身心疗法提供依据。
利益冲突声明所有作者声明不存在利益冲突
作者贡献声明李霄汉:文献整理,参与撰写论文;严家敏:文献整理,参与撰写论文;陈淑娇:参与文字修订