针刺是传统中医的主要治疗手段之一,在中国已有两千多年的临床应用史。1998年,美国国立卫生院召开针刺听证会肯定针刺对术后和化疗后恶心呕吐等疾病的疗效,针刺开始在全世界范围内流传开来。2014年世界卫生组织统计,针刺在全世界183个国家和地区均有使用,是应用最为广泛的替代疗法之一。然而由于指导针刺治疗的传统中医理论与现代生物医学信息不匹配,针刺治疗的生物学机制尚不明确。功能磁共振成像技术的引入为针刺中枢机制的研究提供了有效的手段。针刺影像学研究主要分为针刺特异性机制研究和针刺疗效机制研究。本研究即以功能磁共振成像技术为研究手段,以健康受试者和原发性痛经患者为研究对象,采用多种数据分析方法,分别从针刺特异性机制(针刺得气的中枢效应和即时针刺的被试间同步性分析)和针刺疗效机制(原发性痛经患者的异常自发脑活动和即时针刺对原发性痛经的预防性治疗机制)两个方向进行研究,具体研究内容和结果如下:(1)针刺得气感的中枢效应研究。针刺对照组的设置是针刺研究中的重要问题之一。在本研究当中,我们采用穴位局部麻醉的方法作为对照组来研究针刺得气的中枢机制。选取足三里作为针刺穴位,针刺组进刺得气并留针同时采集整个留针过程的大脑功能磁共振数据。对照组在针刺前先对足三里穴位进行局部麻醉阻断穴位局部的感觉传导,然后进行与针刺组相同的针刺刺激并扫描影像数据。将两组受试者大脑激活进行对比。结果显示局部穴位麻醉阻断了90%以上的感觉传导。针刺得气后诱导了大片的脑激活,而局麻后针刺在组分析层面几乎没有脑区激活。将两组受试者的影像数据进行对比后发现与局麻对照组相比,针刺得气后双侧初级感觉皮层和脑岛,同侧额下回、顶下小叶、屏状核和对侧前扣带出现明显激活。因此我们认为针刺得气主要与感觉传导和整合相关脑区及突显网络密切相关。(2)即时针刺效应诱导的被试间大脑活动同步性研究。早期的针刺研究常采用模块针刺刺激模式同时采用广义线性模型的数据分析方法。该研究方法忽略了针刺刺激的持续性效应。本研究引入被试间同步性分析方法。招募健康受试者并采用模块针刺刺激模式,同时采集大脑功能影像数据。将采集到的数据同时进行广义线性模型分析和被试间同步性分析,比较两种分析方法得到的大脑激活异同及意义。研究结果显示,与广义线性模型分析相比,被试间同步性分析得到的结果显示出了更广泛的激活脑区。该方法根据时间序列将激活脑区分为5个类别。类别1和2激活主要涉及感觉和运动的传导、处理和整合的脑区以及突显网络。类别3的激活区域属于默认模式网络。类别4的大多数激活脑区在类别1和2中基本已出现过,但这些脑区的时间序列与第2组相比几乎是完全相反的。类别5的激活主要涉及视觉皮质。因此我们认为被试间同步性分析更适用于即时针刺刺激的影像数据分析。(3)针刺适应症原发性痛经的自发大脑活动异常研究。原发性痛经是针刺的适应病症之一,在研究针刺的治疗机制之前,我们先对原发性痛经的中枢发病机制进行研究,以期为后续的针刺治疗机制的研究提供影像学先验和治疗靶点。纳入原发性痛经患者和健康对照受试者,采集两组受试者的大脑静息态功能影像数据,采用局部一致性(ReHo)的方法进行分析,探索原发性痛经患者异常激活的脑区。结果显示,原发性痛经患者自发大脑活动改变是随着月经周期的变化而发生动态变化的。在经期,ReHo值发生异常改变的脑区主要涉及疼痛调节网络及默认缺省网络。而在非经期ReHo值异常改变区域主要位于感觉运动区及默认缺省网络。此外,中脑、内侧前额叶和后扣带与原发性痛经的临床症状评分相关。(4)即时针刺刺激原发性痛经患者诱导的特异性大脑响应研究。原发性痛经发病率高,无特效治疗药物。大量临床报道证明针刺治疗有效,然而针刺的治疗机制不明。本研究将纳入原发性痛经患者和健康受试者,给予针刺刺激并同时采集大脑影像数据。采用独立成分分析方法进行数据分析。研究结果表明与健康受试者相比,针刺刺激原发性痛经患者诱发了异常的大脑响应,异常脑区主要位于默认缺省网络(内侧前额叶、后扣带、楔前叶、角回和颞中回)、视觉网络(楔叶和距状裂)、突显网络(脑岛和前扣带)及执行控制网络(背外侧前额叶)。本研究结果提示针刺可能是通过调节以上网络和脑区的功能来达到治疗痛经的作用。基于以上研究我们认为即时针刺诱发的大脑活动以正激活为主,得气感与感觉传导和整合相关脑区及突显网络关系密切,针刺预防性镇痛可能是通过对疼痛相关脑网络(默认缺省网络、突显网络和执行控制网络)的调节发挥作用的。