2025, Vol. 23引用本文 |
| 基于fMRI评估经筋循行路径对功能脑网络拓扑结构重塑效果的影响 |  [PDF全文] |
2. 北京筋柔中医研究院, 北京 100000;
3. 汕头市筋柔中医技术研究院, 广东 汕头 515000;
4. 汕头大学医学院, 广东 汕头 515041
2. Beijing Jinrou Traditional Chinese Medicine Research Institute, Beijing 100000, China;
3. Shantou Jinrou Traditional Chinese Medicine Research Institute, Shantou 515000, China;
4. Medical College, Shantou University, Shantou 515041, China
经筋疗法最早记载于《黄帝内经》，是以十二经脉为纲，结合解剖学基础总结人体肌肉、韧带等生理病理规律的中医外治手段。其核心机制是通过清理循行路径上的病理性“筋结点”并同步刺激穴位，实现“以点治面”的靶向治疗[1]。研究表明，经筋疗法在部分神经系统疾病防治中较传统经脉疗法更具优势[2-3]，其可通过优化神经网络排布、改善脑血流及增强认知功能（如记忆力、注意力）等发挥作用[4-6]。推拿可通过多途径促进神经网络重塑[6-7]，但有关其神经调控效应的影响因素却鲜有报道。
作为经络系统的重要组成部分，经筋按循行可分为手足三阳经筋与三阴经筋[7]，其中三阳经筋上行至头面部，与中枢神经系统解剖分布高度重叠，提示三阳经筋治疗可能对神经网络产生更显著调控效应。经筋疗法在中枢神经疾病中虽应用广泛，但其疗效缺乏客观定量评估体系，制约了个体化治疗方案的优化。静息态BOLD-fMRI以多参数定量解析脑的活动状态[8]，基于图论方法能从全脑网络的宏观视角分析不同经筋疗法干预下神经网络能耗和效率等生物学特性，对其全脑网络优化效果进行定量研究[9]。本研究拟利用rfMRI结合图论方法分析不同类型经筋疗法干预前后静息态功能脑网络的拓扑结构，探究经筋循行路径对功能网络重塑作用的影响，为完善经筋理论、定量其疗效、指导临床治疗提供影像学证据。
1 资料与方法 1.1 一般资料研究对象来自2022年1月至2022年10月汕头大学医学院第二附属医院招募的38例健康志愿者，排除5例因MRI扫描中头部运动过大者，最终纳入33例，随机分为三阳组和三阴组。三阳组18例，其中男7例，女11例；年龄22~35岁，平均（25.78±2.76）岁。三阴组15例，其中男8例，女7例；年龄22~35岁，平均（26.53±3.40）岁。收集经筋治疗前后颅脑MRI 3D-T1WI和BOLD数据，并行简单反应时间（reaction time，RT）测试和舒尔特方格（Schulte grid，SG）测试。
纳入标准：右利手；无精神病、神经系统疾病或重大外伤史；近3个月内未使用精神类药物或镇静剂；3D-T1WI图上颅内无异常改变。排除标准：无法配合完成检查、存在MRI检查禁忌证或图像质量未达要求。本研究经汕头大学医学院第二附属医院伦理委员会批准（批号：2021-19），受试者均签署知情同意书。
1.2 试验设计运用视觉RT测试与SG测试综合评估受试者的反应力与注意力，正式测试前受试者均接受预练习，剔除学习效应对结果的干扰。2次MRI扫描后重复实施上述测试。RT测试依托于Credamo平台（https://www.credamo.com/surveyList.html#/）内嵌的“HBO（Human Behavior Online）行为测试”模块定制任务场景，受试者右手示指轻触电脑指定按键等待。测试启动时，屏幕中央随机闪现各色方形色块，受试者需即刻识别并按键响应。测试软件精确记录每次反应耗时，并以随机时间间隔重复刺激，共100次，每20次为1个单元，汇总1~5单元平均反应时间[RT-mean-（1~5）]及整体平均反应时间。注意力评估采用经典的5×5 SG测试范式，重复3次，取平均完成时间作为量化依据。
经筋治疗由1位有20余年操作经验的经筋医师在治疗室内独立执行，确保治疗的一致性与专业性。为规避安慰剂效应，分组详情及治疗预期效果严格保密。三阳组接受的是基于“导引按跷”手法的“吴京铧经筋疗法”，重点针对三阳经筋路径涉及的肌肉、筋膜及筋结点实施松解操作；三阴组采用相同手法，但聚焦于三阴经筋区域的组织处理。2组治疗时长均约30 min，且在研究期间均未接受针刺、艾灸等辅助治疗。
1.3 仪器与方法采用GE 3.0 T MRI成像系统采集静息态BOLD-fMRI数据。受试者闭眼保持清醒，采用单次激发GRE EPI序列，TR 2 000 ms，TE 30 ms，层厚3 mm，无间隔，视野24 cm×24 cm，矩阵64×64，翻转角90°，采集33层、210个连续时间点的数据，扫描时间7 min。
1.4 数据预处理及网格数计算BOLD数据采用GRETNA工具箱（http://www.nitrc.org/projects/gretna/）行预处理，流程包括剔除初始10个时间点的数据、时间层校正和头部运动校正（限制平移 < 2 mm，旋转 < 2°）；后将功能图像配准至蒙特利尔神经病学研究所（Montreal Neurological Institute，MNI）标准空间模板，并重采样至3 mm×3 mm×3 mm的体素分辨率；行Friston-24头部运动参数、脑白质和脑脊液信号的回归处理，去除线性漂移，行带通滤波（0.01~0.08 Hz）。
基于Dosenbach 160图谱[10]将大脑划分为160个ROI，并进一步归类为6个功能子网络：额顶网络、感觉运动网络、默认模式网络、带状盖网络、枕叶网络和小脑网络。提取各节点的平均时间序列，并运用Pearson相关系数计算节点对之间的功能连接强度，构建功能连接网络矩阵。在选择网络类型时，采用加权网络，保留连接强度信息，阈值0.10~0.34（间隔0.01）[6]。
运用图论分析方法在多个稀疏度阈值下计算一系列网络拓扑参数，包括5个小世界属性（小世界参数、聚类系数、标准化聚类系数、特征路径长度、标准化特征路径长度），以及2个效率指标（全局效率、局部效率）。其中，局部效率、聚类系数和标准化聚类系数反映了网络局部信息处理的效率，全局效率、特征路径长度和标准化路径长度则体现了网络全局信息整合的能力。小世界参数则综合评估了网络的信息传输效率[9]。在指定稀疏度范围内，计算各参数的AUC。计算多个节点级别的参数，如节点效率（分为节点全局效率和节点局部效率）、节点聚类系数、节点度、节点特征路径长度及节点介数。
1.5 统计学分析采用SPSS 26.0软件进行数据分析。性别组间比较行χ2检验，年龄、RT、舒尔特方格时间（Schulte grid time，SGT）及网络拓扑参数对比分析行独立/配对样本t检验、Mann-Whitney U检验或Wilcoxon秩和检验等，以P < 0.05为差异有统计学意义。节点拓扑参数的比较依据不同数据类型，行配对样本t检验或两独立样本t检验。应用错误发现率（FDR）校正策略以控制多重比较引入的误差。为定位功能连接强度上发生显著变化的神经环路，引入基于NBS工具箱的非参数置换检验，检验阈值为3.2，置换10 000次，以P < 0.05为显著性标准。网络拓扑参数与RT及SGT之间的相关性分析分别行Pearson或Spearman相关性分析，由于分别与7个网络拓扑参数行相关性分析，以P < 0.007为差异有统计学意义。
1.6 验证分析为验证经筋疗法对二值化及加权化不同网络条件下功能脑网络的干预效果，使用GRETNA工具箱构建各组的二值化网络矩阵，在相同稀疏度阈值下（0.10~0.34，间隔0.01）对网络拓扑参数的结果进行二次计算。
2 结果 2.1 2组人口学资料、反应力及注意力比较2组年龄及性别构成差异均无统计学意义（P= 0.516，0.407）。三阳组治疗后RT-mean-all和第1、2、4、5单元的RT、SGT较治疗前均显著缩短（均P < 0.05）；而三阴组治疗前后的RT及SGT差异均无统计学意义（均P＞0.05）。治疗前及治疗后2组间同一指标比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）（表 1）。
| 表 1 2组反应力及注意力比较（s，x ± s） |
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三阳组第1、2、4单元治疗前后的RT差值比三阴组明显缩短（均P < 0.05）（表 2）。
| 表 2 2组反应力及注意力变化程度比较（s，x ± s） |
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2.2 网络参数比较
与治疗前比较，治疗后三阳组的全局效率、局部效率和聚类系数均降低（P=0.016，0.003，0.020），特征路径长度升高（P=0.009）；而三阴组的标准化特征路径长度降低（P=0.039）（图 1）。治疗前和治疗后分别行三阳组和三阴组组间比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。三阳组及三阴组在治疗前后网络参数的差值上差异均无统计学意义（均P＞0.05）。
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| 注：图1a为三阳组，图1b为三阴组。误差条显示的是标准差 图 1 经筋治疗前后2组网络参数差异图 |
2.3 节点拓扑参数比较
经筋治疗后三阳组多个脑区的节点局部效率和节点聚类系数减低（均P＜0.05），83.3%（15/18）的脑区位于右侧大脑半球（表 3，图 2）。三阳组其他脑区及三阴组所有脑区的节点拓扑参数（节点效率、节点聚类系数、节点度、节点特征路径长度及节点介数）均未见显著改变（均P＞0.05）。
| 表 3 节点拓扑参数改变的脑区 |
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| 注：图2a，2b为节点局部效率改变的脑区；图2c，2d为节点聚类系数改变的脑区 图 2 节点拓扑参数改变脑区的空间位置 |
2.4 连边分析
经筋治疗前后2组所有脑区间的连接强度均未见显著性改变（均P＞0.05）。
2.5 相关性分析Spearman相关性分析显示，SGT与聚类系数呈正相关（r=0.338，P=0.005）（图 3），余各网络拓扑参数与SGT和RT均无明显相关性（均P＞0.007）。
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| 注：两者呈正相关 图 3 聚类系数与舒尔特方格时间（SGT）的相关性 |
2.6 验证分析
在二值化网络条件下，与治疗前比较，治疗后三阳组的全局效率（P=0.016），提高而特征路径长度（P=0.011）降低；治疗前后三阴组的网络拓扑参数差异无统计学意义（均P＞0.05）。治疗前和治疗后分别行三阳组和三阴组组间比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。三阳组及三阴组在治疗前后网络拓扑参数的差值上差异均无统计学意义（均P＞0.05）。
3 讨论本试验使用图论方法分析不同经筋靶点治疗前后功能脑网络的拓扑结构，治疗后三阳组在网络运行模式和认知任务表现方面优化效果明显，三阴组则差异无统计学意义。结果符合试验预期，为定量研究经筋治疗疗效提供了新的可能性。
3.1 功能网络拓扑结构优化及任务表现网络拓扑参数方面，三阳组治疗后全局效率、局部效率和聚类系数均降低，而特征路径长度升高，提示经筋治疗降低了功能脑网络组织不同脑区专业信息和完成相邻脑区信息专门化处理的能力[9-11]。但任务状态下受试者的反应力和注意力仍显著提高，且相关性分析显示SGT与聚类系数呈正相关，即随着相邻脑区信息专门化处理能力降低，受试者表现出更强的注意力。根据大脑网络成本和效率平衡理论，当执行认知任务时，网络倾向于高效且高成本的工作空间配置；而当认知需求降低时，网络则转变为低成本的网格状配置[12]。推测这种改变是三阳经筋治疗强化受试者在非任务状态下低成本网络配置的结果，这有利于认知资源的积累，为任务状态下功能网络调用更多资源维持认知能力和执行认知任务提供基础。
节点拓扑参数比较显示，治疗后三阳组在默认模式网络、额顶网络、带状盖网络、感觉运动网络和小脑网络等多个网络脑区的节点局部效率和节点聚类系数减低，且83.3%（15/18）的脑区位于右侧大脑半球。已知默认模式网络、额顶网络和带状盖网络通常相互作用以控制工作记忆、注意力、决策和其他高级认知能力[13-15]，默认模式网络和小脑网络与认知功能的联系[16-17]也被报道。非优势大脑半球则被认为主要参与包括视觉空间、注意力过程和社会认知等多种功能[18]。如果把认知相关脑区信息专门化处理能力减弱视为一种认知资源节约，则经筋治疗在这一方面表现较好，有利于提升认知任务的表现。
值得注意的是，验证分析发现当受试者的神经网络矩阵处于二值化模型条件下时，三阳组治疗后的部分网络拓扑参数表现出与加权模型条件下相反的变化趋势。具体而言，其全局效率升高而特征路径长度降低，提示治疗强化了相应网络组织不同脑区间专业信息的能力。尽管变化趋势不同，但落实到认知任务表现上受试者的认知能力均显著提高，推测这可能是经筋治疗对同一网络在不同布线成本下的差异性优化策略所致。当脑功能执行背景为低布线成本的二值化网络时运行成本较低，提高整合能力可在有限的资源下维持神经网络的高反应性，有助于执行任务；但当执行背景为高布线成本的加权网络时，运行成本明显增大，降低整合能力以节约认知资源则为更好的选择，其生物学机制有待进一步研究确认。
3.2 经筋循行治疗对功能脑网络重塑效果的影响以三阳经筋为靶点的治疗在优化功能脑网络运行模式、强化受试者反应力/注意力方面比三阴经筋更显著，但其生物学基础仍不明确。既往研究表明，经筋疗法能通过调用多个全身网络的生理功能对脑网络进行调控，而三阳经筋的筋膜经线与中枢神经系统联系更紧密[19-21]。推测三阳经筋可能存在体-脑信息传递的优势通道，经筋治疗产生的生物递质经由三阳经筋传导至中枢神经系统会更具优势，有利于完成对神经网络的调控。吕慧一等[22]对阳明经络与大脑关系的探讨也支持这一推论。有学者提出不同穴位受到强度不等的刺激时可能会激活不同的神经元通路[23]，考虑到三阳和三阴经筋分布着2套完全不同的穴位系统，三阳经筋循行区域的穴位在激活脑网络重塑相关的优势神经元通路上可能存在更强的作用效果。事实上，当治疗脑卒中等中枢神经系统疾病时，中医学界多选择刺激三阳经络走行区的穴位[24-25]，与本研究一致。
部分研究也表明，三阴经筋治疗中枢神经疾病疗效显著[26]，有待扩大样本量进一步研究；应根据具体病情及经筋疗法医师的经验制订治疗方案。
本研究的局限性：样本量较小，以及未对受试者治疗后进行更长时间的追踪，今后可扩大样本量并延长试验观察时间以完善试验设计。关于功能网络构建过程的部分参数设置，目前仍未有研究提出最优选择，在不同参数设置下重复试验有助于提高试验结果的可靠性。
综上所述，以三阳经筋为靶点的经筋治疗能优化功能网络的排布，进而强化受试者的反应力和注意力，在网络运行模式优化和反应力/注意力强化上较三阴经筋治疗更明显。rfMRI结合图论方法可为早期定量观察经筋治疗对神经系统疾病的疗效提供新的思路和方法。
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