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针刺作为一种传统的中医治疗手段,因其毒副作用小、经济实用、适应症广、疗效显著等特点在临床上得到广泛的应用并且越来越受到了国际医学界的认可。但是传统的中医针刺理论始终难以与现代的生物医学理论相融,使得针刺的内在作用机制至今没有得到明确清晰的解释。先进的医学影像技术尤其是磁共振成像技术的发展为揭示针刺的中枢神经响应机制提供了新的研究途径和有效的评价手段。借助医学成像技术来揭示针刺潜在的神经机制,不但可以丰富中医针刺理论的科学内涵,而且可以促进针刺与现代医学的融合,将推动针刺在世界范围内的临床应用。 近十余年的针刺影像学研究在针刺效应持续性、针刺穴位特异性方面进行了大量的探索,取得了一系列的研究成果。但是大多数的针刺机理研究都是以健康被试为研究对象进行的,与临床的实际应用相脱节。因此,进一步研究针刺对患者的作用机制对于针刺的临床推广有着重要的意义。 本文的研究选取对人类社会影响日益显著的阿尔茨海默病(Alzheimers disease,AD)为研究对象,从AD及其早期症状的神经机制出发,利用磁共振成像技术探索针刺对AD的调节作用神经机制,主要开展的以下几个方面的研究: 首先,对AD及其早期症状轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)的全脑网络机制进行了研究。通过分别构建正常被试、AD患者以及MCI患者静息状态的脑功能网络,探索他们各自的网络结果特点,并探讨他们之间的关系。研究结果发现,AD和MCI患者的脑网络都出现了明显的“小世界网络”属性破坏的现象,并且AD患者脑网络拓扑结构的异常程度比MCI患者更加明显,并由此推测“小世界网络”属性的破坏与AD的病情发展存在着相关性。 其次,对AD患者脑网络成分间的因果作用关系进行了研究。采用独立成分分析(ICA)与多元格兰杰因果分析(mGCA)相融合的方法研究了AD患者和正常被试静息态脑网络成分间的因果作用模式。研究结果表明,AD患者的静息态脑网络成分之间的因果调节强度和数量都有所降低;同时发现,与正常人相比,AD患者的默认脑网络和听觉脑网络在整个有效连接模式中的作用降低,而记忆脑网络和控制执行脑网络的作用明显增强。这表明,AD患者的默认脑网络和听觉脑网络受到了较大的损伤,而记忆脑网络和控制执行脑网络对损伤起到了一定的代偿作用,起到了部分原来默认脑网络和听觉脑网络的作用。 然后,提出了一种潜在的对AD进行辅助诊断的基于脑网络分析的磁共振图像分类算法。利用全脑网络分析分别获取功能磁共振成像脑网络和结构功能成像脑网络的90个脑区的网络中心性、最短路径长度和集群度,利用自适应提高分类算法得到6个基本分类器,再采用多分类器技术将不同模态的6个分类器的分类结果结合起来,并使用模拟退火算法对分类器进行优化,最终得到一个最优的分类器,达到准确分类的目的。在真实AD患者和正常被试数据上的实验结果显示,该方法有效的提高了分类的准确率,同时显著降低了分类的假阳性率和假阴性率。 最后,对针刺调节MCI的神经机制进行了初步研究。采用非重复事件相关的实验设计方法和区域一致性的数据分析方法探讨了针刺对MCI患者和正常被试的不同调节模式。我们首先比较了静息态时轻度认知障碍病人和正常人之间的区别,发现轻度认知障碍病人的区域一致性在颞叶和默认脑网络的主要脑区显著上升,而在额叶的部分脑区出现降低。之后我们比较了针刺后两组之间的响应,发现与正常人相比,轻度认知障碍病人的顶叶和颞叶的部分脑区以及中央前回、中央后回等脑区的区域一致性上升,同时在额叶一些脑区及后扣带回等脑区区域一致性降低。出现区域一致性变化的脑区多与记忆功能相关,我们推测,这些变化可能与针刺调节轻度认知障碍的深层次机理相关。 本文聚焦于针刺治疗AD及其早期症状的靶向性机制以及AD/MCI的神经机制研究,为针刺治疗AD的临床应用提供初步的影像学依据。