Akupunktion aiheuttamat rakenteelliset muutokset toipuvissa aivoissa iskeemisen aivohalvauksen jälkeen
- Abstract
- 1. Johdanto
- 2. Menetelmät
- 2.1. Tutkimusmenetelmät 2.1. Osallistujat
- 2.2. TUTCM:n eettisen toimikunnan hyväksyntä. Akupunktiointerventiot
- 2.3. Tulosten mittaaminen
- 2.4. fMRI-skannaus
- 2.5. Tilastollinen analyysi
- 2.5.1. Kliiniset muuttujat
- 2.5.2. Vaihteluväli. Voxel-pohjainen morfometria-analyysi
- 2.5.3. Asteikkopisteiden ja GMD:n välinen korrelaatioanalyysi
- 3. Tulokset
- 3.1. Harmaan aineen tilavuuden muutokset hoidon jälkeen
- 3.2. GMV:n ja kliinisen asteikon pistemäärien väliset korrelaatiot
- 4. Pohdinta
- 4.1. Akupunktio moduloi aivohalvausten motorisen aivokuoren alueita
- 4.2. Akupunktio moduloi aivohalvauspotilaiden DMN:ää
- 5. Johtopäätökset
- Tietojen saatavuus
- Interintäristiriidat
- Tekijöiden panos
- Kiitokset
Abstract
Tämän tutkimuksen tavoitteena oli havainnoida iskeemisen aivohalvauksen saaneiden potilaiden harmaan aineen (GM) kudosmuutoksia, tutkia terapiavasteet ja akupunktion mahdollinen mekanismi. 21 aivohalvauspotilasta satunnaistettiin saamaan joko akupunktiota sekä tavanomaisia (ryhmä A) tai pelkästään tavanomaisia (ryhmä B) hoitoja 4 viikon ajan. Kaikki potilaat molemmissa ryhmissä hyväksyivät lepotilan funktionaalisen magneettikuvauksen (fMRI) ennen ja jälkeen hoidon, ja aivojen harmaan rakenteen muutosten havaitsemiseksi suoritettiin vokselipohjainen morfometria-analyysi (VBM). Modifioitua Barthelin indeksiä (MBI) käytettiin hoitovaikutuksen arviointiin. Ryhmän B potilaisiin verrattuna ryhmän A potilailla MBI:n muutosaste parani merkittävämmin ennen hoitotoimenpidettä ja sen jälkeen. VBM-analyyseissä havaittiin, että hoidon jälkeen ryhmän A potilaat osoittivat laajoja muutoksia GMV:ssä. Ryhmässä A vasemmanpuoleinen otsalohko, precentraalinen gyrus, ylempi parietaalinen gyrus, anteriorinen cingulaarinen aivokuori ja keskimmäinen temporaalinen gyrus kasvoivat merkittävästi ja oikeanpuoleinen otsalohko, alempi parietaalinen gyrus ja keskimmäinen cingulaarinen aivokuori vähenivät (, korjattu). Lisäksi vasen anteriorinen cingulaarinen aivokuori ja vasen keskimmäinen temporaalinen gyrus ovat positiivisessa yhteydessä MBI-pisteiden nousuun (, korjattu). Ryhmässä B oikea precentral gyrus ja oikea inferior frontal gyrus lisääntyivät (, korjattu). Johtopäätöksenä voidaan todeta, että akupunktio voi aiheuttaa selviä rakenteellisia uudelleenjärjestelyjä frontaalialueilla ja DMN-alueiden verkostossa, mikä voi olla potentiaalinen hoitokohde ja potentiaalinen mekanismi, jossa akupunktio paransi motorista ja kognitiivista palautumista.
1. Johdanto
Aivohalvaus on maailman toiseksi yleisin kuolinsyy ja aikuisten työkyvyttömyyden yleisin syy. On raportoitu, että Kiinassa on vuosittain 1,5-2 miljoonaa uutta aivohalvausta . Aivohalvauksen aiheuttamat oireet, kuten hemiplegia, kognitiivinen häiriö, afasia ja dysfagia, vaikuttavat suuresti potilaiden kykyyn suoriutua päivittäisistä elintoiminnoista (ADL) sekä sosiaaliseen osallistumiseen, mikä aiheuttaa suuren taakan perheille ja yhteisöille monissa kehittyneissä maissa . Aivohalvauksesta tuli tärkeä kansanterveydellinen ja sosiaalinen kysymys, koska sen esiintyvyys on suuri, hoitovaihtoehdot epätyydyttäviä, lääketieteellinen taakka suuri ja elämänlaatu (QQL) heikkenee vakavasti. Näin ollen sekä potilaat että lääkärit toivovat tehokkaita vaihtoehtoisia hoitomuotoja.
Akupunktiota, joka on merkittävä lääketieteellinen resurssi, on käytetty laajasti aivohalvauksen hoitoon useiden vuosituhansien ajan. Akupunktiota pidetään erittäin tehokkaana terapeuttisena toimenpiteenä, ja siitä on tulossa yhä suositumpi länsimaissa . Viime vuosikymmeninä huomattava määrä kliinisiä ja kokeellisia tutkimuksia on osoittanut sen turvallisuuden ja mahdolliset hyödylliset vaikutukset aivohalvauksen jälkeisessä kuntoutuksessa . Viimeisimmän vuonna 2016 tehdyn katsauksen mukaan akupunktio on osoittautunut lupaavaksi keinoksi parantaa aivohalvauspotilaiden toiminnallista palautumista . Emme kuitenkaan ole vielä toistaiseksi pystyneet tutkimaan sen täsmällistä käyttöä.
Joidenkin tutkimusten mukaan viime vuosina on esitetty, että aivojen rakenteelliset neuroplastiset muutokset, kuten harmaan aineen tilavuus, saattaisivat liittyä läheisesti sekä käyttäytymiseen palautumiseen että aktiiviseen kuntoutumiseen aivohalvauksen jälkeen . Miao et al. havaitsivat, että hyvin toipuneilla aivohalvauspotilailla esiintyi merkittävästi lisääntynyttä harmaan aineen tilavuutta (GMV) contralesional supplementary motor area (SMA). Toisessa motorisen kuntoutuksen terapiatutkimuksessa aivohalvauspotilaat ovat osoittaneet suurta GMV:tä frontaalisilla ja parietaalisilla sensoris-motorisilla alueilla sekä hippokampuksessa . Lisäksi aiemmassa tutkimuksessamme havaittiin myös, että aivohalvauspotilailla havaittiin joitakin muutoksia aivojen GMV:ssä, mukaan lukien precentraalinen gyrus, pikkuaivot ja keskimmäinen frontaalinen gyrus verrattuna terveisiin koehenkilöihin. Aiemmassa tutkimuksessa ei kuitenkaan käsitelty sitä, voiko akupunktio aiheuttaa rakenteellisia muutoksia. Näin ollen yhtenevien todisteiden perusteella oletamme, että akupunktiohoito muuttaa keskeisten alueiden GMV:tä indusoimalla rakenteellisia neuroplastisia muutoksia aivokuoressa ja aivokuoren alapuolella. Näin ollen tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia akupunktion vaikutusta aivojen harmaan aineen tilavuuteen akupunktiohoidon mahdollisen keskeisen mekanismin tutkimiseksi.
2. Menetelmät
2.1. Tutkimusmenetelmät
2.1. Osallistujat
Tässä tutkimuksessa rekrytoimme iskeemisen aivohalvauksen saaneita potilaita Chengdun perinteisen kiinalaisen lääketieteen yliopiston (CDUTCM) 1. opetussairaalasta. Kaikkien koehenkilöiden on täytettävä seuraavat kriteerit: diagnosoitiin iskeeminen aivohalvaus CT: llä tai MRI: llä ; heillä oli ensimmäinen taudin puhkeaminen ja taudin kulku alle kuudessa kuukaudessa; olivat oikeakätisiä ja 35-80-vuotiaita; olivat tietoisia ja kykenivät yhteistyöhön tutkimuksen kanssa; täyttävät kognition arvioinnin Mini-Mental State Examination (MMSE) > 21: llä; allekirjoittivat tietoon perustuvan suostumuksen lomakkeen. Tämän tutkimuksen poissulkukriteerit olivat seuraavat: joilla oli MRI:n vasta-aiheita tai muita aivosairauksia; joilla oli joitakin vakavia liitännäissairauksia, kuten sydämen tai munuaisten toimintahäiriö, keuhkojen vajaatoiminta, vakava keuhkoinfektio tai maksan toimintahäiriö ja pahanlaatuinen kasvain; aiempia epilepsia- tai muita neurologisia sairauksia ja psykiatrisia häiriöitä; jotka eivät kyenneet suorittamaan koko hoitoa loppuun, ja jotka pelkäsivät akupunktuuria.
Kelpoisuusvaatimukset täyttävät potilaat satunnaistettiin tietokoneella luotujen satunnaistamisjärjestysten avulla joko ryhmään A tai ryhmään B. Tässä tutkimuksessa käytettiin läpinäkymättömiä kirjekuoria satunnaistettujen tietojen piilottamiseen. Ryhmäjako oli potilaille tuntematon.
Tämä tutkimus perustui Helsingin julistuksen periaatteisiin (Edinburghin versio 2000) ja sai CDUTCM:n 1. opetussairaalan eettisen toimikunnan hyväksynnän (nro 2011KL-002).
2.2. TUTCM:n eettisen toimikunnan hyväksyntä. Akupunktiointerventiot
Kukin tämän tutkimuksen koehenkilö sai tavanomaisia perushoitoja, mukaan lukien verihiutaleiden aggregaatiota ehkäisevää hoitoa (100 mg aspiriinia kerran päivässä), neuroprotektiivista hoitoa (500 mg sitikoliinia päivässä) ja muita hoitoja kliinisten oireiden mukaan.
Vakiohoitojen lisäksi 11 potilasta ryhmässä A saivat akupunktiohoitoa. Akupisteet ovat seuraavat: Baihui (GV20), Fengchi (GB20), Quchi (LI11), Hegu (LI4), Yanglingquan (GB33), Zusanli (ST36), Sanyinjiao (SP6) ja Xuanzhong (GB39). Neulomisen jälkeen käytimme joitakin akupunktuurin aputekniikoita, kuten hellävaraisia työntö-, nosto- ja pyörittelytekniikoita de qi:n aikaansaamiseksi (mukaan lukien tunnottomuus, arkuus, paisuminen, raskaus ja muut tuntemukset), jonka uskotaan olevan olennainen osa akupunktuurin tehoa. Osallistujia hoidettiin yhteensä 20 istunnolla, kerran päivässä, 5 peräkkäistä istuntoa ja 2 vapaapäivää viikossa, joiden kesto oli 30 minuuttia. Akupisteiden sijainti määräytyy pääasiassa Kiinan kansantasavallan kansallisen standardin (2006) ”Names and Locations of Acupoints” (GB/T12346-2006) mukaan. Lisäksi ryhmä B (10 potilasta) sai vain perusstandardihoitoja.
2.3. Tulosten mittaaminen
Kliinisen tehokkuuden arvioimiseksi on käytetty Shahin ym. luomaa modifioitua Barthelin indeksiä (MBI) aivohalvauspotilaiden oireiden vakavuuden ja elämänlaadun mittaamiseen. MBI on jokapäiväisen elämän indeksi, joka arvioi kykyä itsenäiseen itsehoitoon ja joka koostuu 10 kohdasta, mukaan lukien ruokailu, hoito, kylpeminen, pukeutuminen, suolen ja virtsarakon hoito, wc:n käyttö, liikkuminen, siirtyminen ja portaiden nousu. Kokonaispistemäärä oli 0-100, ja korkeampi pistemäärä tarkoittaa vähäisempää hoitoriippuvuutta; sitä vastoin alhaisempi pistemäärä osoittaa huonoa päivittäistä elinkykyä. Ja sillä on ilmeinen hyväksyttävyys ja samanlaiset psykometriset ominaisuudet aivohalvauspotilaille kuntoutusprosessin aikana sairaalassa .
2.4. fMRI-skannaus
Kaikki aivokuvat saatiin 3T Siemensin magneettikuvauslaitteella (MAGNETOM Trio Tim, Siemens, Amberg, Saksa) Huaxin magneettikuvauskeskuksessa, Sichuanin yliopiston länsikiinalaisessa sairaalassa, Kiinassa. VBM-protokollassa käytettiin spin-echo-tasokuvasekvenssiä, jonka parametrit olivat seuraavat: toistoaika/kaikuaika = 1900 ms/2,26 ms, kääntökulma = 9°; tasossa olevan matriisin resoluutio = 256 × 256; viipaleet = 176; näkökenttä = 16 × 16 mm2; vokselikoko = 1 × 1 × 1 mm3. Skannauksen aikana jokaisella potilaalla oli silmät sidottuna ja korvat tukittu; lisäksi kaikilla potilailla oli vaahtomuovityynyt pään siirtymisen ja pyörimisen estämiseksi. Lisäksi kaikki naispotilaat skannattiin viikon kuluessa kuukautiskierron jälkeen, jotta vältettäisiin mahdollinen vaikutus aivotoimintaan ja kuukautiskierron suuruuteen .
2.5. Tilastollinen analyysi
2.5.1. Kliiniset muuttujat
SPSS 19.0 -ohjelmistoa (SPSS, Chicago, IL, USA) käytettiin kliinisten muuttujien analysointiin kahden sokean arvioijan toimesta. Numeeristen muuttujien vertailu ryhmien sisällä ja ryhmien välillä suoritettiin varianssianalyysin ja Kruskal-Wallisin testin avulla. Kaikkiin käytettävissä oleviin tietoihin sovellettiin kaksipuolista testiä. Kategoriset muuttujat laskettiin testillä ja kuvattiin (prosentteina). Jatkuvat muuttujat esitettiin keskiarvona ja 95 prosentin luottamusväleinä (CI). Arvoa < 0,05 pidettiin tilastollisesti merkitsevänä.
2.5.2. Vaihteluväli. Voxel-pohjainen morfometria-analyysi
Voxel-pohjainen morfometria (VBM) Diffeomorphic Anatomical Registration using Exponentiated Lie Algebra (DARTEL) suoritettiin . DARTELin on osoitettu tuottavan tarkemman rekisteröinnin kuin tavanomainen VBM-menettely ja mahdollistavan suuremman herkkyyden havainnoille, kuten harmaan aineen tilavuuden ja useiden toimenpiteiden, kuten iän, väliselle korrelaatiolle. Sen jälkeen, kun kuvat oli otettu magneettikuvauksella, kaikki T1-painotteiset magneettikuvat analysoitiin käyttämällä Statistical Parametric Mapping 8 (SPM8) -ohjelmaa (Wellcome Department of Cognitive Neurology, Lontoo, Yhdistynyt kuningaskunta) Matlab-ohjelmassa (Math Works, Natick, MA, Yhdysvallat). Ensin SPM8:n ”New Segmentation” -algoritmia sovellettiin jokaiseen T1-painotteiseen magneettikuvaan harmaata ainetta, valkeaa ainetta ja aivo-selkäydinnestettä (CSF) vastaavien kudoskarttojen erottamiseksi. Tämä algoritmi, joka on parannus yhtenäistettyyn segmentointialgoritmiin , käyttää Bayesin kehystä suorittaakseen iteratiivisesti todennäköisyysperusteisen kudosluokittelun ja tilallisen epälineaarisen muodonmuutoksen Montrealin neurologisen instituutin (MNI) avaruudessa. Seuraavaksi näitä segmentoituja kudoskarttoja käytettiin räätälöidyn, populaatiokohtaisemman mallin luomiseen DARTEL-mallinluontityökalun avulla. DARTEL arvioi parhaan joukon sileitä muodonmuutoksia, jotka työskentelevät jokaisen koehenkilön kudoksista niiden yhteiseen keskiarvoon, soveltaa muodonmuutoksia uuden keskiarvon luomiseksi ja toistaa prosessia, kunnes saavutetaan konvergenssi. Käytimme tähän prosessiin vakiomuotoisia MNI-kudoskarttoja ja SPM:n ja DARTELin tarjoamaa monimuuttujaista kudos-affiniteettirekisteröintialgoritmia. Prosessin lopussa kunkin koehenkilön harmaan aineen kartta vääristettiin käyttämällä sen vastaavia sileitä, palautuvia muodonmuutosparametreja, jotta se voitiin muuntaa mukautettuun malliavaruuteen ja sitten MNI-standardiavaruuteen. Lopuksi poimutetut moduloidut harmaan aineen kuvat tasoitettiin konvoluoimalla 8 × 8 × 8 mm3 koko leveydeltään puolimaksimissa oleva isotrooppinen Gaussin ydin. Kun nämä kuva-analyysit oli suoritettu, saatiin tasoitettuja moduloituja harmaan aineen kuvia, joita käytettiin tilastollisessa analyysissä. Ryhmäerojen merkitsevyys asetettiin käyttämällä perhekohtaista virheenkorjausta.
2.5.3. Asteikkopisteiden ja GMD:n välinen korrelaatioanalyysi
Kunkin GMV-muutoksia (, TFCE FWE -korjaus) osoittavan koehenkilön huippuvokselit ja viereiset 100 vokselia valittiin kiinnostuksen kohteena olevaksi alueeksi (ROI). Sitten suoritimme ROI-kohtaisia korrelaatioanalyysejä arvioidaksemme, liittyisivätkö GMV:n muutokset kliinisten muuttujien (MBI-pisteet) muutoksiin. Tilavuuden korjaamisen jälkeen laskettiin Pearsonin korrelaatiokertoimet GMV:n ja kliinisten muuttujien (MBI-pisteet) keskimääräisten tilavuuksien välillä.
3. Tulokset
Tammikuun 2011 ja joulukuun 2013 välisenä aikana 21 iskeemistä aivohalvauspotilasta rekrytoitiin ja satunnaistettiin tähän tutkimukseen. Kaiken kaikkiaan 21 potilasta kaikki suorittivat hoidon ja fMRI-kuvaukset, joiden vaurioiden sijainnit olivat pääasiassa vasemmassa basaaligangliossa. Taulukossa 1 esitetään 21 potilaan (11 ryhmässä A ja 10 ryhmässä B) demografiset ja kliiniset ominaisuudet. Demografisissa tiedoissa, kuten iässä, sukupuolessa ja taudin tilassa ei ollut merkittäviä eroja, kuten esimerkiksi oireiden kesto, MBI-pisteet ja MMSE-pisteet, jotka eivät eronneet kahden ryhmän välillä ().
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Huom. Ryhmä A sai tavanomaista tavanomaista hoitoa ja akupunktiohoitoa; ryhmä B sai vain tavanomaista tavanomaista hoitoa. CI: luottamusväli; MBI: modifioitu Barthelin indeksi; MMSE: Mini-Mental State Examination; : lukumäärä; %: prosentti; y: vuosi; D: päivät.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hoitotoimenpiteen jälkeen MBI-pistemäärissä havaittiin merkitsevä ero kahden ryhmän välillä (ryhmä A: alkaen – ; ryhmä B: alkaen – ; ). Lisäksi MBI-pisteiden muutosasteen ero osoitti merkittävää parannusta ryhmässä A verrattuna ryhmään B (Ryhmä A: ; Ryhmä B: ; ) (Kuvio 1) (Kuvio 1).
3.1. Harmaan aineen tilavuuden muutokset hoidon jälkeen
Ryhmässä A havaittiin hoidon jälkeen aivojen harmaan aineen tilavuuden kasvua vasemmassa otsalohkon gyrusissa, vasemmassa precentraalisessa gyrusissa (BA6), vasemmassa ylemmässä parietaalisessa gyrusissa, vasemmassa anteriorisessa cingulaarisessa aivokuoressa (BA32) ja vasemmassa keskimmäisessä ohimolohkossa. Aivojen harmaan aineen tilavuuden vähenemistä havaittiin oikeassa otsalohkon gyrusissa, oikeassa alemmassa parietaalisessa gyrusissa ja oikeassa keskimmäisessä cingulaarisessa aivokuoressa (, perhekohtaisesti korjattu virhe, klusterin vähimmäiskoko 20 vokselia) (taulukko 2) (kuva 2).
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Huom. Ryhmä A sai tavanomaista tavanomaista hoitoa ja akupunktiohoitoa. BA: Brodmannin alue; L: vasen; R: oikea; ennen hoitoa vs. hoidon jälkeen ryhmässä A, ; perhekohtaisesti korjattu virhe, kun klusterin minimikoko on 30 vokselia.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ryhmässä B havaittiin hoidon jälkeen nousua oikeassa precentraalisessa gyrus hyruksessa (BA6) ja oikeassa inferiorisessa otsalohkon gyrus hyruksessa (BA10) (, perheviisas virhe korjattu 20 vokselin minimikokoisella klusterilla) (Taulukko 3) (Kuva 3).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3.2. GMV:n ja kliinisen asteikon pistemäärien väliset korrelaatiot
Ryhmässä A MBI-pistemäärän nousu oli merkitsevästi yhteydessä GMV:n nousuun vasemmassa keskimmäisessä ohimolohkossa (, ) ja vasemmassa anteriorisessa cingulaarisessa aivokuoressa (, ) (kuva 4) (, korjattu).
4. Pohdinta
Viimeiset tutkimukset ovat osoittaneet positiivisia vaikutuksia toiminnalliseen toipumiseen akupunktiolla aivohalvauspotilailla . Tämä tutkimuksemme osoitti myös, että akupunktio voi parantaa aivohalvauspotilaiden arkielämän kykyä. Lisäksi tämän neurokuvantamistutkimuksen uusi keskeinen havainto oli, että akupunktio voi johtaa rakenteelliseen uudelleenjärjestelyyn aivohalvauksesta toipuvissa aivoissa. Verrattuna potilaisiin, jotka saivat vain tavanomaista hoitoa (ryhmä B), akupunktiohoitoa saaneilla potilailla (ryhmä A) ilmeni laajoja aivojen GMV-muutoksia eri alueilla. Ryhmässä A GMV nousi merkittävästi vasemman otsalohkon alueilla ja vasemmanpuoleisella ”oletustilan” verkostoalueella, ja aivojen alueet, joilla GMV selvästi laski, löytyivät oikeasta otsalohkon gyrusista ja oikeasta alemmasta parietaalisesta gyrusista. Lisäksi ryhmän B aivojen GMV-muutokset ovat oikea precentraalinen gyrus ja oikea alempi frontaalinen gyrus. Lisäksi havaitsimme, että GMV-muutokset vasemmassa keskimmäisessä temporaalisessa gyrusissa (MTG) ja vasemmassa anteriorisessa cingulaarisessa aivokuoressa (ACC) korreloivat positiivisesti päivittäisen elämän käyttäytymismuutosten kanssa. Akupunktion aiheuttama erilainen neuroplastisuus verrattuna tavanomaiseen lääketieteeseen osoittaa, että akupunktio voi parantaa tavanomaisen hoidon roolia. Harmaan aineen (GM) kudosmuutokset erityisesti motoriikan ja kognition alueilla voivat olla potentiaalinen hoitokohde ja akupunktion potentiaalinen mekanismi.
4.1. Akupunktio moduloi aivohalvausten motorisen aivokuoren alueita
Lukuiset tutkimukset olivat osoittaneet, että subkortikaalisen aivohalvauksen jälkeen potilailla tapahtuisi sekä rakenteellisia että toiminnallisia uudelleenjärjestelyjä, ja neuroplastiset muutokset rakenteellisella ja toiminnallisella tasolla korreloivat läheisesti aivohalvausten motoriseen toipumiseen . Tässä tutkimuksessa VBM-analyysimenetelmää käytettiin akupunktion vaikutusten tutkimiseen rakenteellisiin muutoksiin iskeemisissä aivohalvauspotilaissa. Tuloksemme osoittivat merkittäviä muutoksia harmaan aineen rakenteessa joillakin moottoriin liittyvillä alueilla, jotka todennäköisesti tulkitsevat akupunktion mekanismia potilaiden motoriseen toipumiseen aivohalvauksesta. VBM-analyysissä kontralesionalisen otsalohkon rappeutuminen oli merkittävää; sitä vastoin ipsilesionalinen otsalohko, precentraalinen gyrus ja ylempi parietaalinen gyrus lisääntyivät selvästi neljän viikon akupunktiohoitojen jälkeen. Precentraalisella gyrusilla on merkitystä motorisen toiminnan ja primaarisen motorisen aivokuoren välisessä suhteessa. Lisäksi otsa- ja päälakilohko ovat myös keskeisiä motoriikkaan liittyviä alueita. Primaarinen motorinen aivokuori (M1) ja sekundaariset motoriset alueet (SMA) otsa- ja päälaenlohkossa tunnustetaan alueiden väliseen kortikokortikaaliseen yhteyteen ihmisen motorisen verkon keskeisten alueiden välillä . Erityisesti otsalohkon premotorinen alue ja täydentävä motorinen alue saattavat toimia potentiaalisena substraattina aivojen uudelleenjärjestelylle aivohalvauksen jälkeen, koska niillä on suora yhteys M1:ään sekä selkäytimeen . Aiemmissa tutkimuksissa on raportoitu, että ipsilesionaaliset premotoriset alueet, kuten ventraalinen premotorinen aivokuori (PMv), ja niiden vuorovaikutus M1:n kanssa edistävät motorista toimintaa, spontaania toipumista ja myös motorista oppimista aivohalvauksen jälkeen . Apinoilla aivohalvauksen jälkeinen kuntoutus koskee primaarista motorista aivokuorta, mikä käy ilmi aivotoiminnan muutoksista käden toiminnan palautumisen aikana . Lisäksi äskettäinen fMRI-tutkimus, jossa käytettiin multimodaalista lähestymistapaa, on tunnistanut aivohalvauksen jälkeiset bi-puoliskon rakenteelliset muutokset ja heijastanut myös kontralesionalisen SMA:n GMV:n kasvua, mikä viittaa siihen, että rakenteellinen plastisuus liittyi motoriseen elpymiseen. Tutkimuksessamme akupunktiohoidot ovat aiheuttaneet GMV:n laskun kontralesionalisessa hemisfäärissä ja GMV:n nousun ipsilesionalisessa hemisfäärissä. Toisessa fMRI-tutkimuksessa, jossa saatiin samankaltaisia tuloksia, katsottiin, että aivohalvauksen jälkeinen motorisen toiminnan palautuminen liittyy yliaktiivisten aivoalueiden aktiivisuuden normalisoitumiseen . Samoin kuin edellä mainitussa tutkimuksessa, ryhmän B potilaiden GMV kasvoi pääasiassa kontralesionalisessa hemisfäärissä ja osoitti yliaktiivisuutta tässä tutkimuksessa. Akupunktiohoidon saamisen jälkeen aivohalvauksen saaneiden kontralesionalisen otsalohkon gyrusin GMV:n indusoitiin kuitenkin pienenevän. Tulos viittasi siihen, että akupunktio saattaisi vähentää kontralesionalisen hemisfäärin yliaktiivisuutta. Toisaalta ipsilesionaalisen motoriikkaan liittyvän alueen GMV kasvoi tässä tutkimuksessa. Grefkes ja Fink osoittivat, että aivohalvauksissa vahingoittumattoman puolen primaarisella motorisella aivokuorella oli interhemisfäärinen inhibitio vahingoittuneella puolella . Tästä näkökulmasta katsottuna akupunktio saattaa heikentää inhiboivaa vaikutusta vähentämällä vahingoittumattoman puolen GMV-aggregaatiota, jolloin vahingoittuneen puolen aivojen GMV kasvaa, mikä edistää motorista toipumista.
4.2. Akupunktio moduloi aivohalvauspotilaiden DMN:ää
Motorisen vajaatoiminnan lisäksi tunne- ja kognition häiriöt, kuten masennus, sekavuus ja unohdus, ovat myös aivohalvauspotilaiden yleisiä komplikaatioita ja niitä esiintyy paljon. Esimerkiksi viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että ainakin 30-60 prosentilla aivohalvauksen jälkeisistä potilaista on masennusoireita, mikä rajoittaa vakavasti heidän kuntoutumistaan . Aiemmat käyttäytymistulokset osoittivat, että akupunktio paransi masennusta tai kognitiivisia häiriöitä paremmin kuin perinteinen hoito. Tässä tutkimuksessa akupunktiohoito sai aikaan laajempia ja huomattavampia aivojen rakenteellisia muutoksia kuin tavanomainen hoito. Vasemmanpuoleista ACC:tä ja vasenta MTG:tä löytyi vain akupunktioryhmässä eikä tavanomaisen hoidon ryhmässä (taulukot 2 ja 3 sekä kuvat 2 ja 3). Suurin osa näistä alueista akupunktioryhmässä kuuluu ”default mode” -verkkoon (DMN).
DMN on aivoverkko, joka esiintyy deaktivoituneina alueina levossa, ja erilaiset tavoitteelliset , sekä emotionaaliset ärsykkeet; tämä verkko voidaan aktivoida. Aiempi tutkimuksemme osoitti, että terveisiin koehenkilöihin verrattuna aivohalvauspotilailla oli alhaisempi GMV MTG: ssä . Lisäksi Shi et al. havaitsivat aivohalvauspotilailla myös vähentynyttä harmaan aineen tilavuutta prefrontaalisella aivokuorella ja cingulaarisella aivokuorella, jotka olivat myös DMN:n keskeisiä alueita. Tulokset viittasivat siihen, että onnistuneen hoidon tulisi moduloida tätä verkkoa.
ACC ja MTG, joita pidetään DMN: n keskeisinä osina, ovat tärkeässä roolissa episodisen muistin , masennuksen ja ahdistuksen käsittelyssä ja moduloinnissa. ACC: tä on pidetty keskeisenä alueena, joka osallistuu emotionaalisten reaktioiden tuottamiseen, ja sen epänormaali toiminta on liitetty moniin psykiatrisiin tiloihin , mukaan lukien muistin ja kognitiivisen prosessoinnin ja niiden vuorovaikutuksen muiden tietoisuuteen liittyvien aivoverkkojen kanssa . Keskimmäinen temporaalinen gyrus oli mukana episodisen muistin käsittelyssä . Joissakin muissa fMRI-tutkimuksissa havaittiin, että aivohalvauksen jälkeen potilailla esiintyi viivästyneitä muistihäiriöitä ja vähentynyttä funktionaalista yhteenkuuluvuutta DMN:n temporaalialueilla, prefrontaalisella aivokuorella ja cingulaarisella gyrusilla verrattuna terveisiin koehenkilöihin . Siksi ACC- ja MTG-alueiden rakennemuutokset saattavat olla akupunktiohoidon potentiaalinen mekanismi ja hoitovasteet aivohalvausten tunteiden ja kognition toipumisessa.
Mielenkiintoista on, että tässä tutkimuksessa havaittiin, että ACC:n ja MTG:n GMV-lisäykset liittyvät positiivisesti MBI-pisteiden nousuun. Tämä tarkoittaa, että akupunktion aiheuttamat GMV-lisäykset näillä alueilla liittyivät jokapäiväisen elämän kyvyn paranemiseen. Nykyään kognitiiviset häiriöt, jotka saattavat vaikuttaa huonoon toimeenpanotoimintaan, on dokumentoitu aiemminkin. Esimerkiksi viimeaikaisissa tutkimuksissa havaittiin, että ACC:n ja MTG:n toimintayhteys on heikentynyt kirroosipotilailla. He osoittivat, että toimintakytkennän väheneminen kognitiivisissa verkoissa, mukaan lukien DMN, toimeenpanovalvonta (ECN) ja salience (SN), ja suoritti merkittävästi huonommin, mikä heijastui pidemmästä ajasta, jossa oli enemmän virheitä Stroop-tehtävän suorittamiseen. Niinpä he ajattelivat, että hitaampi psykomotorinen nopeus ja heikentynyt kognitiivinen joustavuus voisivat näin ollen johtaa toimeenpanohäiriöön. Lisäksi suhteessa tunteiden ja kognition toimintaan jotkut tutkijat havaitsivat, että ACC: llä oli myös jonkinlainen suhde moottoriverkkoon. Treserras et al. osoittivat, että takimmaisella cingulaarisella aivokuorella (PCC) ja ACC:llä oli tärkeä rooli DMN:n ja sensomotorisen verkon (SMN) välisessä vuorovaikutuksessa liikkeen ja valmiustilan aikana. He väittivät, että nämä kaksi verkkoa korreloivat toiminnallisesti PCC:n ja ACC:n välisen vuorovaikutuksen kautta liikuntavalmiuden aikana, mutta eivät korreloi toiminnallisesti levon aikana, ja ACC:llä olisi motivoiva rooli tai se voisi tuottaa ennusteita liikkeestä. Lisäksi ACC:n todettiin olevan osallisena tarkkaavaisuuden hallinnassa, motoristen käskyjen suorittamisessa tai estämisessä . Toinen kaksisuuntaista mielialahäiriötä koskeva tutkimus ehdotti myös, että heikentynyt ACC voisi moduloida tunteiden säätelyhäiriön ja motorisen prosessoinnin välillä nuorilla, joilla on kaksisuuntainen mielialahäiriö . Tässä tutkimuksessa 4 viikon akupunktiohoidon jälkeen vasemmanpuoleinen ACC ja MTG lisääntyivät merkittävästi ja osoittivat positiivista yhteyttä MBI-pisteiden nousuun. Tulokset olivat osittain samansuuntaisia kuin Zhangin ym. tutkimuksessa, jossa todettiin, että Yanglingquanin (GB34) akupunktio paransi motorista toimintaa lisäämällä DMN-yhteyttä ACC:ssä ja takimmaisessa cingulaarisessa aivokuoressa (PCC). Tulokset viittasivat siihen, että tavanomaiseen hoitoon verrattuna akupunktiohoito saattaisi parantaa jokapäiväisen elämän kykyä vaikuttamalla paitsi motorisiin alueisiin myös moduloimalla ACC:tä ja MTG:tä.
Näin ollen spekuloimme, että akupunktion moduloivat vaikutukset aivohalvauspotilaiden DMN:ään saattavat osittain selittyä kognitiivisten kykyjen ja motorisen elpymisen palautumisena.
5. Johtopäätökset
Yhteenvetona tutkimuksemme osoitti, että akupunktio voi herättää voimakkaan rakenteellisen uudelleenorganisoitumisen. Motoriseen ja kognition elpymiseen liittyvät aivojen etualueet ja DMN:n verkosto voivat olla potentiaalinen hoitokohde ja iskeemisen aivohalvauksen akupunktiohoidon potentiaalinen mekanismi.
Limitations. Tämän tutkimuksen otoskoko oli pieni, ja tulevissa tutkimuksissa tarvitaan suurempi otoskoko tilastollisesti tarkkaa analyysia varten. Lisäksi havaitsimme joitakin merkittävästi selviä muutoksia kognitioon tai tunteisiin liittyvillä aivoalueilla. Ei ole epäilystäkään siitä, että nämä muutokset voisivat vakavasti rajoittaa potilaiden kuntoutusta. Emootioiden ja kognition toipumisen arviointiin käytettäisiin kuitenkin ammattimaisempia asteikkoja, ja sen jälkeen tutkittaisiin asteikkojen ja aivomuutosten välistä suhdetta.
Tietojen saatavuus
Tämän tutkimuksen tulosten tukena käytetyt tiedot ovat pyynnöstä saatavissa vastaavalta kirjoittajalta.
Interintäristiriidat
Tekijät ilmoittavat, että heillä ei ole eturistiriitoja.
Tekijöiden panos
Ping Wu, Yu-mei Zhou ja Chen-xi Liao osallistuivat tasapuolisesti tähän paperiin. Fan-rong Liang, Fang Zeng, Ping Wu ja Yu-mei Zhou ideoivat ja suunnittelivat kokeet. Yu-mei Zhou, Chen-xi Liao ja Yu-zhi Tang suorittivat kokeet. Yong-xin Li, Li-hua Qiu ja Wei Qin analysoivat tiedot. Fang Zeng ja Fan-rong Liang tarkistivat artikkelin. Kaikki kirjoittajat hyväksyivät paperin lopullisen version.
Kiitokset
Tekijät kiittävät Qi-zhu Wu:ta Sichuanin yliopiston Länsi-Kiinan sairaalan radiologian osastolta, Kiina, teknisestä avusta fMRI-tallenteissa ja Xi-mei Xie:tä, Xiao-qing Zengiä ja Jie Li:tä Chengdun perinteisen kiinalaisen lääketieteen yliopistosta, Kiina, avusta kliinisen tutkimuksen aikana. Tätä tutkimusta tuki Kiinan kansallinen luonnontieteellinen säätiö (nro 81590951, 81072864).