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【關(guān)鍵詞】神經(jīng)信息學；針刺機理

針灸的理論基礎(chǔ)是經(jīng)絡,針灸臨床治療時的辨證歸經(jīng)、循經(jīng)取穴、針刺補瀉等,無不以經(jīng)絡理論為依據(jù)。近幾十年來,國內(nèi)外許多專家學者結(jié)合現(xiàn)代多種學科知識,綜合運用各種現(xiàn)代科技手段,從不同的角度對針刺機理及經(jīng)絡的實質(zhì)提出了種種假說,進行了有益的探索。但是,目前對針灸治病的作用機理尚不完全清楚,經(jīng)絡的實質(zhì)問題尚未得到解決。神經(jīng)科學和信息科學是當今自然科學研究的兩大熱點。神經(jīng)信息學是這兩大學科相結(jié)合的新興的邊緣學科,涉及醫(yī)學、生物學、物理學、計算機學、數(shù)學、工程技術(shù)等多種學科。

先進的信息科學手段和神經(jīng)科學研究相結(jié)合的神經(jīng)信息學的提出和初步應用為針刺機理的研究提供了新的途徑。

1經(jīng)穴的神經(jīng)信息學特征

人體信息是客觀存在的,它的傳輸途徑是經(jīng)絡,針刺療法是一種信息輸入法。當人體某些調(diào)節(jié)系統(tǒng)或部位發(fā)生病變失去穩(wěn)態(tài)時,就必然在其相應的系統(tǒng)或部位產(chǎn)生異常信息。這種異常信息會通過一定的渠道(即經(jīng)絡)被傳輸?shù)揭欢ǖ捏w表(如穴位及一些特定部位)上來,從而出現(xiàn)壓痛、松弛、凹陷、變色、結(jié)節(jié)狀、條索狀、電阻值改變等病理信息。這種信息的輸出與反饋為信息診斷提供了客觀指標,如皮膚凹陷提示慢性炎癥、潰瘍；點片狀隆起或軟組織增多提示慢性器質(zhì)性改變；局部結(jié)節(jié)狀隆起、色灰暗多提示腫瘤；病理反應點所居部位提示病位等?，F(xiàn)代研究已經(jīng)證實：經(jīng)穴具有聲學、光學、電學、磁學、溫度、離子濃度等物理化學相對差異性；經(jīng)穴與非經(jīng)穴、經(jīng)穴與經(jīng)穴之間在臨床療效方面也存在相對特異性。

根據(jù)穴位-臟腑相關(guān)理論可知,穴位既是探知體內(nèi)信息變化的一個窗口,又是接收外界負熵信息的一個入路。針刺療法則根據(jù)此客觀指標,結(jié)合四診所得,獲得人體信息狀況,從而確定適當?shù)拇碳し绞郊按碳ち?如補虛或是瀉實,輕刺激或是重刺激,這些特殊的信息由反應病變的穴位輸入人體。由于穴位與失穩(wěn)的系統(tǒng)或部位特異性相關(guān),此負熵信息能夠迅速到達發(fā)生偏差的內(nèi)臟、組織、器官,加上經(jīng)過神經(jīng)中樞修正、整合的負熵信息,來糾正和調(diào)整異常信息的偏離,從而起到精確的調(diào)節(jié)作用,臨床針刺治療當中出現(xiàn)的“氣至病所”現(xiàn)象就是這種信息調(diào)衡作用的具體體現(xiàn)?？梢哉f,針灸正是利用對人體失衡之信息系統(tǒng)進行間接調(diào)控,從而達到防病治病的一種信息療法。針刺療法的這種診療過程是符合信息接收、傳遞、存儲、處理和反饋過程與控制規(guī)律的。

2神經(jīng)信息學工具在針刺研究中的運用

神經(jīng)信息學研究的主要工具,如腦功能成像(fMRI、PET、MEG、ERP等)的應用使我們能夠通過觀察腦血流、葡萄糖代謝和受體變化,從活體和整體水平了解針刺對人腦功能活動產(chǎn)生的影響。

近年來,針刺鎮(zhèn)痛是針灸治療作用機理研究中最深入的方面之一,其作用機制主要是通過神經(jīng)傳入,在脊髓水平抑制痛覺的傳遞,激活中樞的痛覺調(diào)制結(jié)構(gòu),釋放阿片樣物質(zhì)和其他肽類物質(zhì)來實現(xiàn)的[1]。李氏等[2]在針刺治療坐骨神經(jīng)痛患者的腦功能成像研究中證實了這一點：電針激活了疼痛的下行抑制系統(tǒng)從而產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用；而內(nèi)源性嗎啡物質(zhì)是參與電針鎮(zhèn)痛的主要遞質(zhì),但不同頻率電針刺激可引起完全不同的內(nèi)源性嗎啡物質(zhì)的分泌[1],手針與電針在大腦呈現(xiàn)出不同的信號特征。這種腦功能的變化與針刺時高度相關(guān)[3]。說明在可視性實驗條件下,不同的刺激信號對大腦會產(chǎn)生不同的影響,也說明神經(jīng)信息學工具在針刺鎮(zhèn)痛研究中的具體運用,為揭示針刺機理提供了可視性實驗依據(jù)。

在可視性實驗條件下,穴位作為信息反應和接收裝置,其特異性也得到了充分體現(xiàn)。尹氏等[3-4]研究發(fā)現(xiàn),針刺足三里可以引起腦內(nèi)植物神經(jīng)中樞(視丘下部)局部血流和葡萄糖代謝增加,而胃腸運動是受植物神經(jīng)支配的,這就為針刺足三里治療胃腸疾病的中樞調(diào)節(jié)機制找到了可視性實驗依據(jù)。針刺足三里還可以引起腦內(nèi)額葉和顳葉代謝增加,這又為足三里具有調(diào)節(jié)精神智能的功效提供了根據(jù)。另有研究發(fā)現(xiàn),針刺曲池引起中腦導水管、下丘腦、扣帶回、尾核等邊緣系統(tǒng)信號變化,為臨床選用曲池治療各種慢性疼痛疾病、胃腸道疾病、糖尿病提供了理論基礎(chǔ)[5]。針刺四關(guān)可激活額葉及后扣帶回,可能與治療精神類疾病有關(guān)[6]。

這些研究結(jié)果說明了中樞神經(jīng)系統(tǒng)在針刺神經(jīng)信息調(diào)控中的重要作用。但是,針刺特定穴可引起多處腦區(qū)出現(xiàn)反應,有的腦區(qū)被激活,也有被抑制的,而且隨著針具、穴位等刺激參數(shù)或影響因素的變化可能呈現(xiàn)出更為廣泛和復雜的神經(jīng)信息網(wǎng)絡。通過細胞電生理和分子生物學技術(shù),對針刺后腦功能發(fā)生變化的區(qū)域進行深入研究,發(fā)現(xiàn)這些核團的電生理、神經(jīng)遞質(zhì)、內(nèi)分泌激素和免疫相關(guān)因子也會產(chǎn)生非常復雜的變化。

3神經(jīng)信息學方法為針刺機理的研究提供了新途徑

腦功能成像、電生理學、細胞生物學、分子生物學和免疫組織化學等新方法、新技術(shù)的運用極大促進了我們從宏觀、微觀等不同的角度來研究人腦以及針刺機理,還可以從細胞、分子和基因等不同水平獲得大量神經(jīng)信息學的資料。而我們所面臨的重要問題之一,就是能否減少不必要的重復性研究和避免人力物力的浪費,將先進的信息科學手段和神經(jīng)生物科學的研究相結(jié)合,在神經(jīng)生物科學大量復雜的實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,最大限度地利用這些實驗數(shù)據(jù),運用數(shù)據(jù)庫、計算機技術(shù)等信息學手段對實驗數(shù)據(jù)進行分析、加工、處理、整合及數(shù)學模擬,使得我們可能從現(xiàn)有的、海量的實驗數(shù)據(jù)中找出神經(jīng)信息獲取、處理和整合的規(guī)律和法則,提出在各種刺激條件下,腦內(nèi)信息加工的數(shù)學模型的實驗假設(shè)和以計算機模擬腦內(nèi)神經(jīng)信息網(wǎng)絡。如李氏[7]在神經(jīng)信息流研究中,應用貝葉斯估計方法分析了癲癇患者臨床信號,結(jié)果表明,該方法能判斷出癲癇發(fā)作時各區(qū)域之間的影響方向,并揭示了癲癇傳播機制。神經(jīng)信息學專家認為,采用一種新的研究模式,即實驗數(shù)據(jù)→數(shù)學理論→計算機模擬和預測→生物學實驗驗證→數(shù)學模型與驗證后的理論,可以達到事半功倍的作用,從而發(fā)現(xiàn)新的規(guī)則。

所以,神經(jīng)信息學為針刺機理和經(jīng)絡實質(zhì)的研究提供了一種新途徑,我們可以從神經(jīng)信息和信息處理的觀點來研究針刺機理,研究神經(jīng)信息系統(tǒng)的載體形式,神經(jīng)信息的產(chǎn)生、傳輸與加工,以及神經(jīng)信息的編碼、存儲與提取機理等,并從系統(tǒng)和信息的觀點建立以生物學實際為基礎(chǔ)的人體生物網(wǎng)絡模型。

【參考文獻】

1]韓濟生.針刺鎮(zhèn)痛原理[M].上海：上海科技教育出版社,1999.63.

[2]李霽,張俊海,董競成.針刺鎮(zhèn)痛對坐骨神經(jīng)痛患者腦功能成像的影響[J].上海針灸雜志,2007,26(8)：3－6.

[3]尹嶺,金香蘭.針刺足三里穴PET和fMRI腦功能成像的初步探討[J].中國康復理論與實踐,2002,8(9)：523－524.

[4]孫錦平,尹嶺.針刺足三里穴的腦功能成像及動物實驗研究[J].中國基礎(chǔ)科學,2003,(2)：39－41.

[5]閆立平,孫忠人,謝兵,等.電針曲池穴腦功能性磁共振成像的表現(xiàn)[J].針灸臨床雜志,2005,21(3)：61－63．

[6]王葳,李坤成,單保慈,等.針刺正常老年人“四關(guān)穴”的腦功能MRI研究[J].中國醫(yī)學影像技術(shù),2006,22(6)：829－832.

[7]李巖,李小俚,歐陽高翔,等.基于貝葉斯估計的神經(jīng)信息流[J].科學通訊,2007,52(7)：848－853.