(5.3.2)-5.3.2 研究范式(针灸作用的中枢整合机制)

01针灸作用的脊髓整合0203针灸作用的脑整合近三年针灸作用的中枢整合机制的研究目录概念:中枢神经系统(CentralNervousSystem)由脊髓和脑组成，是神经系统的最主体部分，也是机体的高级中枢，其接受全身各处的传入信息，经过整合加工后形成协调性的运动性指令传出，使机体做出适应性反应与应答。目前认为，机体感受针灸信号后，经中枢神经系统进行整合，并传出适应性指令使机体趋于“内稳态”状态。中枢整合的概念

目前认为，机体感受针灸信号后，经中枢神经系统进行整合，并传出适应性指令使机体趋于“内稳定”状态。针灸作用的脊髓整合第一章研究发现，针刺胸段截瘫病人上肢的合谷穴，能产生明显的针感，皮肤痛阈明显提高，但针刺截瘫病人下肢的足三里、三阴交穴或坐骨神经时，不产生针感，也没有镇痛效应；同样，针刺腰麻手术病人的足三里穴，不产生针感，痛阈也无变化，但麻醉作用消失后，重新针刺该穴，能使针感出现，痛阈升高。可见，脊髓在传导针灸信号及产生针灸效应的过程中具有重要作用。

综合采用辣根过氧化酶示踪术、神经切断术等技术开展的研究，脊髓对针灸作用的整合主要体现在三个方面：①脊髓是针灸信号抑制疾病信号的初级中枢；②脊髓是针灸信号向高位中枢传递的主要通路；③脊髓是脑中枢响应针灸作用后的下行信号传导通路。

脊髓位于脊椎骨组成的椎管内，呈长圆柱状，上端与颅内的延髓相连，下端呈圆锥形。脊髓两旁发出许多成对的脊神经分布到全身皮肤、肌肉和内脏器官。脊髓被前后两条正中纵沟分为两半，前面的前正中裂较深，后面的后正中沟较浅；此外还有两对外侧沟，即前外侧沟和后外侧沟。前根自前外侧沟走出，由运动神经纤维组成；后根经后外侧沟进入脊髓，由脊神经节感觉神经元的中枢突所组成。来自四肢和躯干的各种感觉冲动信号，通过后根进入脊髓，下图为针灸信号与病理信号在脊髓实现整合的示意图脊髓是针灸信号抑制疾病信号的初级中枢研究显示，疼痛信号进入脊髓后，在脊髓背角的不同层次，引起中间神经元放电，如在脊髓背角第I层只对疼痛信号起反应的神经元，在第V层有对触、压、温度及伤害性刺激产生高频持续放电的广动力型神经元。针灸腧穴或重复刺激II、III类传入纤维，能显著抑制位于背角第IV、V层的脊颈束或背外侧索纤维的放电反应，使74%的背角第V层神经元对伤害性热刺激的反应减少50%以上。在腧穴处施以单个脉冲刺激，在背角第V层引起兴奋性突触后电位（EPSP），随后出现时程长、幅度大的抑制性突触后电位（IPSP）。

持续的电针刺激，可使膜电位向超极化方向偏移，其中5Hz引起长时期的超极化，150Hz则只能诱发短时间的超极化，该超极化能有效地抑制伤害性刺激引起的放电反应。并且发现，手针或电针刺激相应感受野内的腧穴时，脊髓背角内接受非特异性伤害信号的神经元能明显被激活，并随着单次刺激电流的增加，这些神经元放电频率也同步增加。当刺激强度超过2mA时，出现分别由A类和C类纤维传入诱发的波峰，提示A、C类纤维传入的针灸信号均可作用于脊髓背角。同样，采用显微镜技术也观察到针灸刺激足三里穴时，脊髓腰4~6节段背角IV、V层突触间隙加宽、大小颗粒小泡数量都显著减少。这些都表明，脊髓水平的突触后抑制，在针灸信号抑制病理信号过程中具有重要作用，且脊髓背角直接参与了针灸效应的产生过程。

针灸信号在脊髓内的作用还具有一个突出的特点，即具有明显的节段性效应。针灸部位与病源处在相同或相近的神经节段时，其针灸效应远远强于针灸部位与病源处在不同或相距较远神经节段内的针灸效应。采用微电极记录脊髓背外侧索单根神经纤维放电，当用超过C纤维阈值强度的电流刺激腓肠神经时，脊髓背角外侧索出现持续的高频放电；用重复电脉冲刺激前肢、后肢的肌肉和皮肤传入神经或电针同侧足三里穴，对该伤害性刺激引起的放电均有抑制作用，但刺激后肢的抑制作用明显强于刺激前肢所产生的抑制作用。

同样，电针内关穴对胸2~3节段的背角神经元有激活作用，而针刺足三里对该两节段的背角神经元的激活作用则很弱，在所记录的28个神经元中仅有2个被激活；刺激内关穴在脊髓背根记录到II、III类纤维兴奋性动作电位，投射范围以颈4至胸1为主，其中最大反应节段为颈5~7，且以颈6~7为主。

同样，针麻临床实践也证实，针刺与手术区处在相同神经节段或邻近神经节段时，能获得更好的镇痛效果。可见，针灸腧穴在脊髓所产生的节段性效应是一种最基本的针灸效应。针灸腧穴产生的信号传入脊髓，在脊髓进行初步整合后，继续传向高位中枢。现有的研究表明，躯体信号在脊髓内主要通过背索通路和脊髓丘脑通路上行。针灸信号所涉及的脊髓上行通路是通过研究切断动物脊髓背索、切断或损毁两侧腹外侧索及不同脊髓损伤的各种脊髓疾病患者所获得的。研究表明，切断脊髓背索并不影响针刺效应，而切断或损毁两侧腹外侧索后针刺镇痛效应或对内脏的调整效应消失。可见，针灸信号的传递与背索通路关系不大，而与脊髓丘脑束密切相关。脊髓是针灸信号向高位中枢传递的主要通路

脊髓丘脑通路包括脊髓前束、脊髓丘脑侧束和脊髓网状束，传导触觉、痛觉和温度觉的纤维进入脊髓后，在后角换元经中央管前交叉到对侧，在脊髓的前外侧1/4部分形成前外侧束的上行纤维，传导痛觉、温觉的纤维行于脊髓丘脑侧束，传导触-压觉的纤维走于脊髓丘脑前束，一部分至丘脑特异感觉接替核，另一部分则投射到丘脑的中线区和髓板内非特异感觉接替核。除此之外，还有一些起源于脊髓背角的纤维，从不延伸到丘脑，而直接终止于延髓和中脑区域的网状结构中，从而构成了脊髓网状束。

研究显示，当脊髓空洞症患者的病损部位涉及脊髓前连合、侵犯经前连合交叉的痛、温觉纤维时，临床表现为节段性的痛、温觉障碍。此时对患区腧穴进行针灸干预，针感和针下肌电活动明显减弱，且减弱程度与病变的严重程度呈正相关。针刺痛、温觉完全消失区的腧穴无针感，针刺存在轻微痛觉区的腧穴则有迟而轻的针感。

脊髓肿瘤引起的布郞—塞卡（BrawnSequard）综合征，由于脊丘束损害，其病变水平以下病灶对侧出现浅感觉障碍（同侧出现深感觉障碍），针刺患者病损水平以下躯体两侧腧穴，则表现为痛温觉减退区腧穴的针感远比锥体束受损与深感觉减退区腧穴的针感迟钝，后者针感与病损水平以上躯体腧穴针感大致相同。

目前倾向认为，针灸腧穴的信号传入，在脊髓内换元后其二级冲动经腹外侧索向高位脑中枢传递。此外，脊髓后角的针灸信号还可对前角或侧角神经元产生影响而发动躯体—内脏或躯体—躯体反射，经交感纤维或γ传出纤维分别对相同或相邻节段区域内的痛反应和内脏活动进行调节、控制。针灸信号经脊髓上传到脑中枢后，经过整合并产生的响应信号，需要经过脊髓的向外周传导下行抑制性信号，从而对感觉性输入信号进行调制或控制。研究发现，针刺阳陵泉、膝阳关等腧穴，对内脏躯体反射可产生明显的抑制效应，但从高位切断脊髓后，反射放电增强的同时，针刺效应消失。随后研究者进一步横切胸2~3及切割背索、腹索、灰质的中央部，都不影响这种反射放电和电针抑制效应，但损毁背外侧索靠近背角的部分后，反射立即释放，电针抑制效应也减弱或消失。而切割背外侧索后，血压没有变化，单突触反射依旧存在，表明该针刺效应的消失并不是由脊髓休克所致。脊髓是脑中枢响应针灸作用后的下行信号传导通路进一步研究发现，针刺动物曲池穴，能明显抑制刺激内脏引起的前额叶皮质反应，而切断背外侧索后，针刺效应明显减弱。同样，刺激中缝大核或刺激腓总神经或针灸阳陵泉、风市等腧穴，均可产生明显的抑制性效应，但切断双侧背外侧索后，这些抑制效应明显减弱或消失；而切断背外侧索后，并不影响中缝核对束旁核放电的抑制效应，但明显减弱电针合谷穴对束旁核的抑制效应。这些结果表明，针灸信号传导到中缝大核后，诱发中缝大核为主的下行抑制系统的兴奋，并通过背外侧索下行，抑制脊髓背角相关神经元的活性。针灸作用的脑整合第二章

脑是中枢神经系统的主要部分，位于颅腔内，包括端大脑、间脑、小脑、脑干四部分。其中脑干包括中脑、脑桥和延髓，分布着由神经细胞集中而成的神经核或神经中枢，并有大量上、下行的神经纤维束通过，连接大脑、小脑和脊髓，在形态上和机能上把中枢神经各部分联系为一个整体。间脑分成背侧丘脑、后丘脑、上丘脑、底丘脑和下丘脑五个部分。针感信号经脊髓上行入脑后，只有经过丘脑换元上行到大脑皮质才能最后形成针感，而当丘脑感觉神经元的轴突与皮质联系中断，则患者无法确定针感的位置。目前以动物为载体的神经核团损毁技术、多通道在体记录技术和以人为载体的脑电图（EEG）、脑磁图（MEG）、功能磁共振（fMRI）、弥散张量成像技术（DTI）、正电子发射断层显像技术（PET）等技术显示，针灸信号能改善脑代谢和脑血流量、兴奋对应脑区、调节脑电活动。针灸作用过程中，脑干、间脑和大脑基底核、皮层分别对针灸信号进行传递和整合，最终实现针灸对机体的调整作用。脑干内的针灸信号传导与整合间脑内的针灸信号传导与整合大脑皮质的针灸信号传导与整合2脑干网状结构接受不同性质和各种来源的体感冲动，与躯体运动、内脏活动和各种感觉功能均有密切关系，是CNS内具有广泛整合作用的组织结构。针灸信号在脊髓内沿腹外侧索向上传导，并分两路上达丘脑内侧。一部分纤维直接投射到丘脑束旁核、中央外侧核、内侧膝状体的大细胞区、丘脑网状核等；另一部分纤维先投射到延脑内侧网状结构的巨细胞核，随后经中央被盖束上行，止于丘脑中央中核等内髓板核群。网状结构:脑干内边界明显的灰质和白质以外的细胞体和纤维互相混杂分布的部分是脑传导束的重要中继站和整合中枢脑干内的针灸信号传导与整合研究发现，延髓网状巨细胞核既接受内脏疼痛信号，也接受腧穴的针灸信号，并且该两种信号都可投射到同一区域，甚至会聚在同一细胞上。同时还发现，牵拉胃部后，除在延髓的巨核细胞产生诱发电位外，还在延髓迷走神经中枢的核团内引起细胞放电。针灸迎香、足三里、曲池等穴，对内脏痛和内脏牵拉反应都有抑制效应；进一步研究发现，针灸足三里产生的信号和刺激迷走神经产生的信号皆能会聚到延脑网状结构内侧2/3处的同一神经元上。电刺激中脑导水管周围的中央灰质（PAG），对大鼠、猫、猴和人都可产生镇痛效应，继续深入研究发现，刺激PAG可使延髓中缝大核（NRM）神经元的放电频率增加到几十倍，且这种激活效应可被纳洛酮翻转，可见PAG的效应是通过NRM实现的。此外，针灸效应的产生与中脑边缘系统密切相关。大量fMRI研究证实，对足三里、合谷、内关、阳陵泉、太冲、外关和光明穴进行手针和电针刺激，能对皮层、边缘系统、皮质下和脑干等脑区进行广泛调节，从而实现对感觉、运动、内脏、睡眠、情绪和认知的调节作用。丘脑是间脑的重要组分，除嗅觉信号外，任何感觉信号到达大脑皮质之前，都要先到达丘脑。研究发现，丘脑的内侧部分，特别是束旁核和中央外侧核神经元对伤害性刺激发生特异性的放电反应，而针刺昆仑等能够抑制这些神经元放电。丘脑下部属于自主神经系统皮质下的高级中枢，控制着交感神经与副交感神经系统的功能活动，并与脑干网状结构和边缘系统一同调节着机体的各种生理活动。间脑内的针灸信号传导与整合

研究发现发现针刺内庭、合谷穴能明显抑制光热刺激或电刺激鼻部引起的痛反应，损毁丘脑下部则使镇痛效应减弱；同样，电刺激丘脑下部的一定部位，能够产生不同程度的镇痛作用。

此外，下丘脑腹侧部的促垂体激素区可释放神经激素经门静脉作用于垂体后叶，影响各种激素的释放，进而影响机体功能。同时，下丘脑与边缘系统、苍白球、前脑有广泛联系。可见针灸信号到达丘脑后，可经下丘脑—垂体系统，通过神经—内分泌—免疫系统实现对机体的调整作用。

大脑皮质是机体各种感觉信号进入意识领域形成感觉的重要部位。研究证实大脑皮质躯体感觉II区（SmII）参与针刺镇痛的下行抑制，而用局麻药局部阻滞SmII或γ-氨基丁酸改变SmII功能状态后，针刺对丘脑髓板内核群神经元伤害性反应的抑制效应可分别被推迟、缩短、减弱甚至消失。同样，电解损毁SmII后，电针足三里穴的镇痛效应明显减弱。研究还发现，用损毁、局部给药或降温等方法阻滞猫的运动皮质（MCTX）后，电刺激SmII时对髓板内核群（ILN）神经元伤害性反应的抑制效应被削弱，并发现MCTX中的γ氨基丁酸（GABA）参与SmII对针刺镇痛的下行性调节。此外，改变大脑皮质功能状态，也直接影响丘脑的针刺镇痛效应。电刺激猫SmII和MCTX对丘脑特异核团腹后外侧核和髓板内核群ILN（包括束旁核、中央中核、中央外侧核）的伤害性反应均有明显的抑制作用，该抑制作用与针灸腧穴的抑制效应相似。大脑皮质的针灸信号传导与整合fMRI研究还发现，边缘系统—旁边缘系统—大脑皮层系统广泛参与针灸作用的中枢整合。当针刺作用信号在CNS中传导和整合时，作为化学突触传递的特定信使——神经递质扮演重要角色。现有的研究已证实，在该过程中，胆碱能递质、单胺类递质、肽类递质都参与针灸作用在中枢的整合过程。胆碱能递质主要以乙酰胆碱（ACh）为主；单胺类递质则涉及5-羟色胺（5-HT）、儿茶酚胺（CA），其中CA由去甲肾上腺素（NA）和多巴胺（DA）组成；肽类神经递质则包括内源性阿片肽（β－内啡肽、脑啡肽、强啡肽、孤啡肽）、神经肽或激素（P物质、胆囊收缩素、生长抑素、催产素、性激素）、氨基酸类递质（兴奋性氨基酸和抑制性氨基酸）。各种神经递质在针灸信号的诱导下，广泛参与针灸效应的产生。

综上，针灸信号作用于机体，相应的感受器感受到刺激信号后，首先主要在脊髓中枢进行整合，随后通过相应的脊髓通路，将信号上传至脑中枢，后者协调脑网络进行整合并作出适应响应后，发出下行调控信号作用于相应组织部位，使其进行适应调整，最终实现机体趋于“稳态”。但同时也发现，对于非躯体部位的针灸信号，其能直接上传至脑中，如头面部腧穴，可通过三叉神经感觉通路直接入脑；耳部腧穴能通过迷走神经通路直接入脑。针灸作用的中枢整合机制近三年的研究第三章1)LiB,DengS,SangB,ZhuW,ZhuoB,ZhangM,QinC,LyuY,DuY,MengZ.RevealingtheNeuroima