【中西合璧】视觉预期在针刺镇痛中的作用:一项定量脑电图研究

上海中医药大学附属岳阳医院麻醉科

背景

针刺是一种复杂的治疗方法，包括多感官刺激的相互作用。针刺镇痛不仅涉及触觉刺激，还涉及视觉刺激。最近，通过播放针刺治疗的视频片段，开发了无针刺治疗体感成分的幻影针刺。这种幻影针刺可诱导健康志愿者出现针刺相似的自主神经反应，并通过转移自身注意力摆脱身体疼痛，可缓解腰痛患者的疼痛。此外，可以通过观看针刺治疗自身的视频来调节疼痛。视频引导的针刺影像可能有助于短期内减轻慢性腰痛患者的疼痛严重程度，尽管还需要更多的确切证据。此外，想象的针刺体验通过使前扣带皮层吻侧部的失活与前岛叶的区域连通性和结构变化来增加痛域。身体所有权，即身体属于自己的感觉，被认为是自我意识的关键因素。橡胶手错觉(rubber-hand illusion, RHI)是一种多感官整合范式，通常通过触觉和视觉信息的一致关联，在实验中被用于操纵身体对手的掌控。一些研究已经确定了身体所有权在针刺反应中的作用。例如，当通过操纵身体所有权和使用RHI的视觉预期来改变身体意识时，针刺刺激的视觉预期能更好的激活交感神经。此外，成功的RHI在对真手进行针刺时显著降低了脑岛的激活。当橡胶手完全与受试者的身体融为一体时，对橡胶手的针刺刺激会产生得气感以及与感觉系统(如背外侧前额叶皮层和脑岛)相关的大脑激活。此外，观察与真实身体搭配在一起的虚拟身体会产生镇痛效果。然而，到目前为止，还没有研究使用RHI范式和脑电图(EEG)来探索影响针刺镇痛效果的多种成分(视觉、触觉和身体所有权)的作用。发表于2022年5月Molecular Pain期刊的一项利用RHI范式和脑电图(EEG)探索针刺刺激的三个组成部分(视觉、触觉和身体所有权)在针刺镇痛中的作用的研究。中西合璧专栏对该文章进行了编译，以飨读者。

方法

1.1参与者

40名健康右利手参与者(男19名，女21名，年龄=22.6±13.2岁)参加了为期3天的实验。受试者无心血管疾病、神经或心理障碍、认知障碍或疼痛障碍史;受试者禁止在实验期间饮酒、咖啡因或任何其他药物。其中30名参与者曾接受过针刺治疗。详细告知了本实验，并告知参与者可随时退出本研究，且不会受到惩罚或失去福利。所有参与者都签署了书面知情同意书。针刺

1.2实验设计与步骤

RHI实验设置遵循标准程序，在参与者面前放置一只橡胶手，同时将他们的左手隐藏起来。实验采用了受试者内部交叉设计，有三个条件:(1)真实手条件(真实:视觉、触觉和身体所有权成分);(2)橡胶手同步条件(同步: 视觉和身体所有权成分);(3)橡胶手非同步条件(非同步: 视觉)。实验包括四个阶段:(1)术前疼痛评分和术前休息(240 s);(2)笔触(150秒);(3)针刺刺激(600秒:刺激间隔6-10秒);(4)疼痛评估和治疗后休息(240 s)。在整个实验过程中记录脑电图，并在治疗前后两个休息期间进行脑电图分析。在RHI诱导前，在手部的LI4穴位插入针刺针，参与者在刷子抚摸后立即接受10分钟的左手(真手或橡胶手)针刺刺激(图1(a))。

参与者分别在三天内接受这三种情况。第一天，使用真实条件来让参与者体验针刺和相关得气感觉。橡胶手条件(同步和非同步)在第2天和第3天随机化进行。假针刺依赖于针插入皮肤的视觉印象。它通常被用作针刺的安慰剂对照研究，然而，在受试者看不到的地方使用假针刺时，其有效性受到限制。由于假针刺的局限性，我们没有将第四种情况(真手 假针刺)纳入本研究。

1.3疼痛测量

在针刺前后分别对右食指施加热痛刺激。使用热痛设备(Ugo Basile，意大利)测量热痛耐受性(手指退缩潜伏期)。告知参与者，当他们不能再忍受热刺激引起的疼痛时，就要缩回手指实验开始前的热刺激练习也会应用到右中指上。

为了估计受试者接受热刺激时的温度，会使用温度传感器测量温度(补充图1)。本研究评估了手指的退缩潜伏期和耐受能力，以及温度的变量。

1.4橡胶手错觉感应

要求参与者将注意力集中在橡胶手上，并集中注意他们正在观看的手的感觉上，且不要移动任何手指或身体。橡胶手外侧与受试者手之间的距离设定为15.5 cm。根据性别使用不同大小的橡胶手(男性:38 cm，女性:32 cm)。针刺橡胶手LI4穴。两支毛笔分别在同步状态下和非同步状态下同时抚摸橡胶手和被隐藏的左手。为了保持实验的时间线，在真实的条件下，我们也用同样的毛笔来抚摸受试者的左手。告知参与者，抚摸是用来评估大脑对触觉刺激的反应(图1(b))

在毛笔抚摸150秒后，对橡胶手进行针刺刺激10分钟。针刺刺激结束后，参与者使用橡胶手错觉感知量表(rubber hand illusion perception Scale)对RHI的感知进行评分，该量表包括6个问题。前三个问题(Q1-Q3)是主要问题，旨在对应RHI。后三个项目(Q4-Q6)为对照问题。在实验结束时，还要求参与者在一个开放式的采访中详细回答RHI诱导经历和感知变化。

1.5针刺和得气感觉评分

所有受试者在左手背的LI4穴位（桡骨至第二掌骨中点）接受针刺刺激。LI4穴广泛用于止痛，由于它在手上的位置，实验中使用起来很简单。在橡胶手条件下(同步/非同步)，参与者接受橡胶手的针刺刺激，针刺入与真实手相同的位置。针刺后，参与者评估得气感的强度(酸痛、疼痛、深度压痛、沉重、饱胀/胀痛、刺痛、麻木、剧痛、钝痛、温暖、寒冷和悸动)。并根据韩国版的麻省总医院针刺感觉量表(MASS)，从0(没有可感知的触觉)到10(非常强烈的感觉)，计算感觉值的总和。

1.6脑电图记录与分析

使用32通道脑电图设备(BrainAmp Family,BrainProduct, GmbH, Germany)，电极放置在10 - 20个系统通道位置(Fp1, F3, F7, FT9, FC5,FC1, C3, T7, TP9, CP5, CP1, Pz, P3, P7, O1, Oz, O2, P4, P8,TP10, CP6, CP2, Cz, C4, T8, FT10, FC6, FC2, F4, F8, Fp2)。Fz电极作为参考通道，接地电极位于前额。脑电图采样率设置为1000 Hz。

使用Brain Vision anlyzer软件对脑电图数据进行预处理。原始数据采样到250 Hz，并提交到1-40 Hz的带通滤波器。当峰值信号振幅超过±200μV时。使用快速傅立叶变换(FFT)算法进行频率分析。基于代表初始时间点的标记物:针刺治疗前和针刺治疗后，计算两个时间点的功率谱密度，每个时间点持续4分钟。根据频率分析得到的功率谱，计算出δ波(1-4 Hz)、θ波(4 - 8 Hz)、α波(8 - 12 Hz)、β波(12 - 25 Hz)和γ波(25 - 40 Hz)各频率的功率值。

结果

2.1橡胶手错觉的感知

RHI的自我感觉，同步和非同步橡胶手状态有显著差异 (同步:2.04±1.01，非同步:0.76±1.62; p＜0.001)(图2)。

得气感

单因素方差分析显示，真实条件下的得气感明显大于两种橡胶手条件下得气感(MASS评分:26.02±19.42;同步:12.27±15.11;非同步: 9.48±14.08, p＜0.001)（图3a)。同步和非同步橡胶手都表现出明显的得气感(单样本检验，同步:t=5.13, p＜0.001，非同步:t= 4.26, p＜0.001)。每个MASS问卷都用热点图表示(图3b)。

2.2疼痛耐受力变化

重复测量方差分析显示时间效应有显著差异。然而，条件间无显著差异(F=0.419, p=0.659)，且无时间与条件交互作用(F=1.48, p=0.232)(图4)。配对t检验结果显示，真实手条件下，针刺后的疼痛耐受性显著提高(真实:针刺前(预):8.75±2.40，针刺后(后):10.67±4.26, t=4.04, p＜0.001），同步和非同步针刺刺激前后疼痛耐受性均显著提高(同步:9.57±3.52，后:10.71±4.18, t=3.39, p＜0.001;非同步: 前: 9.37±2.86,后: 11.45±4.39, t=4.91, p＜0.001)。在同步组和非同步组的就诊顺序(第2天或第3天)之间，疼痛耐受性的增加没有显著差异。

2.3脑电图功率的变化

针刺治疗后三种情况均显示δ波增加，α波、β波和γ波减少(表1和图5)。而δ波显著增加。重复测量方差分析显示时间效应有显著差别(F= 220.867, p＜0.001)，但条件和时间与条件的交互作用无显著差异(F=0.181, p=0.835)。

在三种条件下，针刺刺激后θ波均显著降低。重复测量方差分析显示时间有显著差异(F=105.58, p＜0.001)，而条件无显著差异(F=1.12, p=0.330)，时间与条件的相互作用无显著差异(F=1.10, p=0.337)。 

在所有情况下，针刺刺激后α比值显著下降。重复测量方差分析显示时间效应有显著差异(F=198.7, p＜0.001)，但条件效应(F=0.119, p=0.888)或时间与条件交互作用无显著差异(F=0.282, p=0.755)。

在三种条件下，针刺刺激后β波比值均显著降低。重复测量方差分析显示时间效应有显著差异(F=43.586, p＜0.001)，但条件(F=2.89, p=0.06)和时间与条件的相互作用无显著差异(F=0.180, p=0.835)。

在三种条件下，针刺刺激后γ比值均明显降低。重复测量方差分析显示时间(F=9.087, p=0.003)和条件(F=3.50, p=0.033)有显著差异，但时间与条件之间无显著差异(F=0.758, p=0.471)。

2.4得气与疼痛耐受性的相关性

同步条件下，得气感觉与疼痛耐受性的变化之间存在显著的正相关(胀感:r=0.358, p=0.023; 刺痛:r=0.428, p=0.006; 麻木:r=0.404, p=0.01; 暖度:r=0.342, p=0.031)，而非同步条件下。

2.5脑电图功率与疼痛耐受性的相关性

只有在真实条件下，δ功率的变化与疼痛耐受性之间存在显著的正相关(r=0.336, p=0.036)。同样只有在真实条件下，β功率的变化与疼痛耐受性的变化呈显著负相关(r=0.351, p=0.028)。除了δ和β功率的变化与真实条件下疼痛耐受性的变化相关外，脑电图的变化与疼痛耐受性的变化无关。

结论  

通过多感觉整合范式明确了针刺在镇痛中的重要作用，视觉信息引发的针刺预期是针刺镇痛的重要因素。  

中西合璧述评

这项研究使用RHI范式研究了穴位针刺的三个组成部分(视觉、触觉和身体所有权)对针刺镇痛的影响。证明了将针刺应用于真手或者橡胶手后，疼痛耐受性得到了显著提高。在视觉、触觉和身体自主权组成部分中，接受针刺治疗的视觉信息引发的针刺治疗期望是针刺镇痛的主导因素。当橡胶手与参与者自己的身体结合时，得气感是针刺镇痛的促成因素。无论何种情况，对针刺治疗反应的脑振荡模式都是相似的。这项研究证明了针刺治疗在三种情况下都增加了疼痛耐受性，即真实、同步和非同步情况。

此研究也确定了针刺的顺序，将真实情况安排在第一天，为每个人提供同样的针刺体验。固定顺序的实验设计可能产生预期的治疗环境，加强橡胶手条件的止痛效果，甚至非同步条件。最近的研究表明，关于情境的先验信息可能会影响疼痛感知，并且疼痛感知可以基于先验经验和贝叶斯模型进行预测。甚至当患者接受不设盲安慰剂时，他们的身体也可能会通过服药的具体化假设做出反应。鉴于在医学干预的背景下，无论是在真手上还是橡胶手上扎针，大脑可能会将预测错误最小化，并倾向于将在橡胶手上针刺视为在自己手上的针刺治疗。在此研究中，参与者在同步或非同步条件下对针刺刺激都感受到了得气感。

然而，此研究有几个局限性。首先，未纳入没有橡胶手错觉的无治疗对照组。因此，此研究不能完全排除习惯化或敏感性对疼痛耐受性的影响。不能完全排除其他心理社会因素或其他组成部分，如医生和患者之间的治疗关系。其次，参与者按固定的顺序先完成真实条件。因此，所有参与者都接受了相同的针刺刺激，并经历了相似的针刺镇痛。这可能会使针刺体验的混淆效应最小化。

 编译：赵君峰

述评：许华

声明：古麻今醉公众号为舒医汇旗下，古麻今醉公众号所发表内容之知识产权为舒医汇及主办方、原作者等相关权利人所有。未经许可，禁止进行转载、摘编、复制、裁切、录制等。经许可授权使用，亦须注明来源。欢迎转发、分享。