镜像神经元理论在脑卒中康复中的启发和应用-单春雷

• Neurobiology:
– Aphasia is caused by brain disease. We need to address rehabilitation in biological terms. – Interventions should be based on targeting specific brain regions and pathways that are involved in language functions.
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三周训练前后6位患者复述总分变化
行为学实验结果
患者1、2：每一周训练后均较训练 前显著提高(P<0.05)，第1周和第3周 的A方案均显著优于第2周的B方案 (P<0.05)。 患者3、4：第3周的A方案显著优于 训练前及第2周的B方案 (P<0.05)。 患者5：每一周训练后均较训练前显 著提高(P<0.05)，并且在第2周的A方 案显著优于第1周的B方案 (P<0.05)， 第3周的B方案训练后命名总分有所下 降，但与第2周A方案相比尚未达统计 学意义。 患者6：仅第二周A方案显著优于训 练前（P<0.05）。第1周和第3周的B方 案较训练前均无明显差异。
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镜像神经元理论用于脑卒中偏瘫康复
• 有报道运动观察（视频或镜像）、运动想象均可 以通过激活MNS，有利于脑卒中患者偏瘫肢体运动 功能改善（包括上肢功能、平衡、步态等）以及 日常生活能力的提高。
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镜像神经元理论 是否可用于失语症康复？
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失语症
失语症（aphasia）是指因大脑病变而导致的语言 障碍。 脑卒中患者约21%-38%伴有失语症。 失语症影响到患者交流、日常生活、工作和娱乐。 我国每年新增脑卒中患者200万之多。因此失语症 康复是一个比较重要的医疗和社会问题。
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脑出血 左基底节
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脑梗死
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脑梗死
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脑出血 左基底节
左侧脑室旁、 左额颞叶及 基底节区及 岛叶梗死 左侧额、颞 叶 Broca失语 经皮质运动 性失语
失语症类型
经皮质运 动性失语
经皮质运动 性失语
Broca失语
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训练视频
280个与日常生活相关的物体视频资料，视频分 为两种形式，每种形式140个。 以“花生”为例，第一种形式为静态图片视频， 即视频中播放“花生”的静态图片，配有“花生 ”这个词的语音；第二种形式为手动作视频，即 视频中播放“剥花生”这个手势动作并配有“花 生”这个词的语音,每个视频时长7.5s。
Steven Small教授，美国加州大学神经病学系主任，美国 神经病学学院院士，《Brain and language》杂志主编。
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Aphasia and Aphasia Therapy From Education to Neurobiology
• Current Status:
– Current aphasia treatments are based on “reeducation/re-training” and not brain repair and are not clearly better than non-selective practice. – Aphasia therapy outcomes are unchanged in 150 years.
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失语症训练方法 常规：基于功能障碍的训练、再训练
• • • • • • • • Schuell法（刺激-反应法） 阻断去除法 功能重组法 旋律语调法（MIT） 强迫性语言训练（CILT/CIAT） 基于语言心理学/认知心理模型训练 实用交流能力训练（PACE、代偿技术） ……
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Small教授观点的启示
(Rizzolatti & Craighero,2004)
源自文库
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镜像神经元
• 由于这类神经元把观察到的动作（脑活动）“映 射”到自己执行该动作的脑区中，像镜子一样反 射了他人的脑活动，因此被称为镜像神经元（ mirror neuron）。
see=do
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镜像神经元
• 镜像神经元的发现引起生物学界、神经科学界的巨大轰动 ，Lancet、Science等国际顶级杂志均有报道，掀起对镜像 神经元研究的热潮。《科学美国人》（Scientific American）一文把镜像神经元系统称为“脑中之镜” 。
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镜像神经元理论用于脑卒中失语症康复
• 镜像神经元理论是否能用于脑卒中失语症的治疗呢？ 健康人的研究表明对于手/口动作的观察（可激活MNS ）可以调控语言表达和理解功能。 重要的语言功能区（Broca区、左角回、左缘上回、 Wernicke区）和MNS位置非常吻合。
MNS区
语言区
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语言评定方法
• WAB中的自发言语（流畅度、信息量）、 听理解、复述、命名→失语商（AQ）。 • 300 张国际标准图片命名。
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训练方案
• A方案：观察手动作视频+物体名词复述 训练开始嘱患者集中注意力看视频中的手动作（例如“ 剥花生”这个手动作），同时听到视频中对应物体名词 的语音 “花生”，然后嘱患者复述1遍“花生”；
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三周训练前后6位患者听理解总分变化

行为学实验结果
患者1：第1周和第3周的A方案均较训 练前显著提高 (P<0.05) ，第2周的B方 案较训练前无明显差异。 患者2、3:每一周训练后均较训练前显 著提高 (P<0.05)，第1周和第3周的A方 案均显著优于第2周的B方案 (P<0.05) 。 患者4：每一周训练后均较训练前显著 提高(P<0.05)，第3周的A方案显著优于 第2周的B方案 (P<0.05)。 患者5：第2周的A方案较训练前显著提 高(P<0.05)，且较第1周的B方案显著提 高(P<0.05)，第一周B方案较训练前无 显著差异，第3周B方案训练后，患者的 复述水平与第2周持平。
研究假说
• 手动作的观察可以激活MNS（包括Broca区、左 角回、左缘上回、Wernicke区等语言中枢）， 通过促进其神经网络重塑，从而提高失语症患 者的语言功能。
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实验一 自身对照交叉实验
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研究对象
2013年8月至2014年6月东南大学附属中大医院康复病区住 院患者和通过社会公开招募的合适患者。 入组标准：①首次左侧大脑半球卒中，病程>1月；②西方 成套失语症测试初查有失语症；③右利手，小学以上文化 ；④保留部分理解能力并可耐受0.5-1h的实验。 排除标准：①构音障碍、认知障碍、情绪或精神障碍；② 严重心、肝、肾疾病或传染病。③存在MRI检查禁忌症； ④发病前有言语语言障碍；⑤不愿意参加研究或无法完成 整个实验者。 本实验通过南京医科大学一附院伦理委员会批准，实验前 所有被试者均签署知情同意。
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训练程序
前4位患者进行3周的A-B-A训练方案
语言功能 评定
第1 周 A方案
语言功能 评定
第2 周 B方案
语言功能 评定
第3 周 A方案
语言功能 评定
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训练程序
后2位患者进行3周的B-A-B训练方案
语言功能 评定
第1 周
B方案
语言功能 评定
第2 周
A方案
语言功能 评定
第3 周
B方案
语言功能 评定
每个视频播放3遍，即观察手动作和复述3遍物体名词。 完成后播放下一个视频。每次训练30min，共观察80个 （240遍）视频 ，每周训练6天； 第7天进行语言功能评定。
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训练方案
• B方案:观察静态图片视频+物体名词复述 训练开始嘱患者集中注意力看视频中的静态物体（例如“ 花生”这个图片）同时听到对应物体名词的语音“花生” ，然后嘱患者复述1遍然后嘱患者复述1 遍“花生” ； 每个视频播放3遍，即观察图片和复述物体名词3遍。完成 后播放下一个视频。每次训练30min，共观察80个（240遍 ）视频。每周训练6天； 第7天进行语言功能评定。
• 脑中有一种神经元，它能像镜子一样，映射 别人的脑活动。
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脑中之镜-镜像神经元
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脑中之镜-镜像神经元
动作观察
观察者
做动作者
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镜像神经元
• 20 世纪90 年代初，意大利帕尔玛大学Rizzolatti教授 和Gallese教授在研究中发现，猴子在观察他人（或他 猴）执行动作时，会引起其大脑中负责该动作执行的 前运动皮质腹侧（F5 区）神经元放电，这种放电同 它自身执行该动作的放电相似。
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镜像神经元理论用于脑卒中偏瘫康复
• 既然动作观察可以激活执行该动作的脑区即镜像神 经元系统（额下回后部和前运动皮质负责运动计划 、编程和执行；顶下小叶负责目标导向性运动控制 ），那么动作观察是否可以有利于激活脑卒中患者 这些关键的运动控制脑区的（受损）神经网络重塑 ，从而促进偏瘫肢体运动功能恢复呢？
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研究对象
患者编号 性别 年龄（岁） 1 男 47 2 男 39 3 男 55 4 男 63 5 男 53 6 男 45
利手
工作 受教育年限
右
经理 15
右
个体户 16
右
工人 8
右
工人 9
右
管理人员 8
右
商人 8
卒中病程（月）
卒中性质 卒中部位
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脑出血 左基底节
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脑梗死 左侧额叶、 岛叶、顶 枕叶 经皮质混 合型失语
镜像神经元理论 在脑卒中康复中的启发和应用
单春雷
南京医科大学第一附属医院 江苏省人民医院康复医学中心
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主要内容
• “脑中之镜”-镜像神经元（mirror neuron） • 镜像神经元理论在脑卒中康复中的应用
– 偏瘫 – 失语症 – 认知障碍（偏侧忽略症）
• 转化医学
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脑中之镜
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脑中之镜
三周训练前后6位患者国际标准图片命名正确率变化
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行为学实验结果
患者1、2、3：每一周训练后均较 训练前显著提高(P<0.05)，第1周 和第3周的A方案均显著优于第2周 的B方案(P<0.05)。 患者4：第1周和第3周的A方案均较 训练前显著提高(P<0.05)，第2周 的B方案较训练前无明显差异，第3 周的A方案较第2周的B方案显著提 高(P<0.05)。 患者5：第2周的A方案较训练前显 著提高(P<0.05)，而第1、3周的B 方案较训练前无显著差异。 患者6：第二周的A方案较训练前及 第一周B方案显著提高(P<0.05)， 第一周B方案较训练前无显著差异 。
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动作观察-动作模仿
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动作观察-动作模仿
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镜像神经元-共情
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镜像神经元-共情
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镜像神经元-共情
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“破碎之镜”-自闭症
• • • •
动作模仿 语言发展 共情移情 社会交往
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“破碎之镜”-自闭症
Mu波
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“破碎之镜”-自闭症
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镜像神经元理论 是否可用于脑卒中康复？
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镜像神经元系统的分布
人类的镜像神经元系统:双侧额下回后部（左为 Broca 区）、前运动皮质腹侧、顶下小叶等。 颞上沟皮质（左为Wernicke区）在动作观察时 激活但动作执行时不激活，故不是严格意义上 的MNS。
(Werner et al., 2012)
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镜像神经元系统的作用
• 由于把他人动作的脑活动映射到自己脑内，在自己脑内使该动作得以 “表征”、“再现”或“共振”，因此，有利于对该动作的模仿、执 行、学习。 • 由于把观察到的他人动作“内化”到自己脑内，产生与他人的“共振 ”，有利于对他人动作的感知、动作意图的理解，有利于语言理解和 交流，有利于“感同身受”—共情、心理理论（theory of mind）、 社会交往。
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三周训练前后6位患者命名总分变化
行为学实验结果
患者1、3:第1周和第3周的A方案均 显著优于第2周的B方案 (P<0.05)。 患者2、4：第1周和第3周的A方案 均较训练前显著提高(P<0.05)，第2 周的B方案较训练前无明显差异，并 且第3周的A方案显著优于第2周的B 方案(P<0.05)。 患者5:第2周的A方案显著优于训练 前 (P<0.05)，且较第1周的B方案显 著提高(P<0.05)，第1周和第3周的B 方案较训练前均无明显差异。
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统计学分析
本研究采用SPSS16.0 版统计学软件包进 行数据分析。正确率比较采用χ 2检验， P<0.05为有统计学意义。
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行为学实验结果
患者1：每一周训练后均较训练前显 著提高(P<0.05)，第1周A方案显著优于 第2周B方案（P<0.05），第3周A方案较 第2周B方案提高52%，但尚未达到显著 性意义（P=0.169）。 患者2、3、4：每一周训练后较训练 前 (P<0.05)；第1周和第3周的A方案 （均显著优于第2周的B方案(P<0.05)。 患者5：每一周训练后均较训练前显 著提高(P<0.05)，第2周的A方案均显著 优于第1和3周的B方案(P<0.05)。