脑科学技术在针刺研究的一些应用

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脑科学技术在针刺研究的一些应用

来源: | 作者:佚名 | 发布时间: 2022-11-24 | 443 次浏览 | 分享到:

大脑是人体结构和功能最复杂的组织器官,是支配人一切生命活动的最高中枢,也是所有思维活动的物质基础。认识脑、保护脑、创造脑是人类脑计划发展的长期目标,以神经计算和类脑智能为代表的脑科学是当前国际科技前沿的研究热点。

自20世纪末开始，各国相继开展不同方向的脑科学研究，抢占脑科学前沿研究制高点。在多学科交叉的时代背景下，中医药防治脑病的传统理论及生物学基础研究日趋紧密，新理念、新技术、新成果不断涌现，中医脑科学已成为中医药现代化的热点领域。

对部分脑科学相关的技术在针刺研究中的应用进行梳理，主要介绍膜片钳技术、脑微透析技术。

脑微透析技术

脑微透析是一种对组织损伤相对较小，灵敏度较高的可用于检测大脑中各种生物分子包括神经递质、激素及其他小分子的分布和动态变化过程的技术，可以在基本不干扰机体生理活动的条件下进行实时在体取样,探针可以直接放置到目标组织,采样过程可以持续数小时甚至数天，且微环境不发生重大变化。其主要原理是通过对插人生物体内中的微透析探头在非平衡条件下进行灌流,物质沿浓度梯度逆向扩散,使被分析物质穿过膜扩散进人透析管内，并被透析管内连续流动的灌流液不断带出,从而达到活体组织取样的目的。

脑微透析技术有利于观察针刺干预下机体内部动态变化规律及效应持续时间,以进行针刺机理研究。刘存志等发现针刺足三里和百会可促进大鼠海马多巴胺及其主要代谢物的释放,逆转血管闭塞模型大鼠的认知缺陷。刘婧等发现针刺水沟穴使脑缺血大鼠纹状体透析液中谷氨酸及乳酸含量显著降低,针刺通过调节急性脑缺血诱发的远隔脑区递质及能量代谢紊乱,改善全脑神经细胞损伤。有研究使用微透析对接受常规针刺治疗的人类受试者的组织间液进行采样,明确了腺苷在针刺镇痛中的作用。

脑微透析技术发展迅速,应用广泛,因其实时、在体、在线的特点为监测针刺引起的神经精神疾病脑内微环境代谢状态变化,探索针刺治疗神经精神疾病的机制提供更多可能。

微透析

膜片钳技术

膜片钳技术是一种记录细胞膜离子通道电生理活动的技术,为解决生物信息的跨膜信号转导问题提供先进方法。膜片钳技术是研究针刺机理的有力工具，细胞信号转导理论对于解释针刺效果和作用的机制至关重要,细胞之间的通讯依赖于细胞膜中的受体和离子通道。使用膜片钳技术实时分析针刺时穴位三磷酸腺苷对P2X3受体作用引起的细胞膜电流变化,以探究针刺信号启动机制。

韩林等采用单细胞膜片钳技术记录大鼠海马椎体神经元三磷酸腺苷敏感性钾通道电流曲线,发现电针组K通道开放时间、开放概率明显减小，提示针刺对抗脑缺血再灌注损伤的机制可能与调节K通道开放活动相关。刘文健等采用脑片膜片钳技术记录小鼠海马谷氨酸能神经元兴奋性及验证病毒功能性,发现电针可以增加海马谷氨酸能神经元兴奋性,小鼠进食量及胃排空率显著提高叫。黄丽等发现针刺预处理可减轻脑缺血早期大鼠浦肯野细胞动作电位峰间距缩短,编码精确性降低和阈电位降低的程度,对缺血性脑中风起一定的保护作用。

目前赵启立团队将膜片钳技术和人工智能结合,发展面向清醒动物脑科学研究的机器人化膜片钳系统,以期加速推进脑科学离子通道研究,促进相关神经系统疾病致病机理和治疗方法研究。