目的针刺是治疗眼病常用的一种技术手段。有研究发现,针刺可以改善近视患者的裸眼视力和调节微波动等视觉功能;其中,调节微波动的低频成分已被证实来源于神经系统,这提示针刺改善视觉功能可能与大脑神经系统有关。此外,也有研究发现针刺可以提高视网膜色素变性患者的对比敏感度,而对比敏感度提高的同时不仅伴随有视觉区域的变化,还涉及其他脑区的变化。因此,我们推测通过针刺提高近视患者的视觉功能可能不仅仅是通过改变视觉区域的激活,或许涉及更广泛的脑功能网络。本研究将利用脑电图(Electroencephalography,EEG)与功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)联合采集针刺近视患者过程中大脑的电生理信号与血流信号,分析视力、调节微波动以及对比敏感度等视觉功能改善与大脑功能网络之间的相关性,探讨针刺改善近视患者视功能的神经机制。方法本研究共纳入21名近视受试者(其中男生12人,女生9人),年龄范围为22-25岁,平均年龄为23.29±0.93岁,平均等效球镜度为-3.73±1.84D,所有受试者均签署知情同意书。由同一名医师针刺受试者右侧太阳穴、攒竹穴、四白穴和假穴,检查针刺前与针刺后受试者的裸眼视力和对比敏感度,采用双眼开放视野红外自动验光仪连续测量受试者的调节微波动并计算调节微波动曲线下面积;利用EEG-fNIRS多模态联合采集针刺过程中的大脑电信号与血流信号。使用Matlab R2020a运行环境中EEGLAB工具箱以及Artifact removal using AAR 1.3(EEGLAB插件)进行脑电数据的预处理和伪迹去除,预处理后的数据通过Microstates(EEGLAB插件)的方法进行微状态分析;近红外数据通过Matlab运行环境中的NIRS-KIT工具箱进VP-16配制行数据转换、预处理、数据分析与统计分析。结果1.裸眼视力变化相较于针刺前,各个穴位针刺后双眼裸眼视力变化均无统计学意义(F=3.049,p=0.096;F=3.333,p=0.083;F=2.909,p=0.104;F=1.000,p=0.329)。穴位间针刺差异比较无统计学意义(F=0.898,p=0.461),腧穴与假穴针刺差异比较也无统计学意义(F=0.458,p=0.506)。2.调节微波动的变化2.1各穴位针刺前后比较相比于针刺前,针刺太阳穴后双眼在33cm处的调节微波动低频成分曲线下面积(F_(LFC)=4.778,p _(LFC)=0.043)、中频成分曲线下面积(F_(MFC)=5.436,p _(MFC)=0.032)以及高频成分曲线下面积(F_(HFC)=6.159,p _(HFC)=0.023)均增加,但不具有临床意义(针刺前后调节反应差值均小于0.50D);在50cm处针刺前后双眼调节微波动三种成分变化无统计学意义。其他三个穴位双眼调节微波动三种成分在33cm和50cm处针刺前后变化均无统计学意义。2.2各穴位间差异比较调节微波动低频成分曲线下面积在33cm和50cm处穴位间差异比较均无统计学意义(F_(33cm)=1.784,p_(33cm)=0.193;F_(50cm)=1.750,p_(50cm)=0.200);中频成分曲线下面积在33cm处穴位间差异比较有统计学意义(F_(33cm)=3.854,p_(33cm)=0.032),太阳穴差异较假穴大(p=0.004),但不具有临床意义;在50cm处穴位间差异比较无统计学意义(F_(50cm)=0.526,p_(50cm)=0.671);高频成分曲线下面积在33cm和50cm处穴位间差异比较均无统计学意义(F_(33cm)=2.583 p_(33cm)=0.092;F_(50cm)=3.093,p_(50cm)=0.059)。2.3腧穴与假穴比较调节微波动低频成分曲线下面积在50cm和33cm处腧穴与假穴间差异比较均不具有统计学意义(F_(33cm)=0.852,p_(33cm)=0.369;F_(50cm)=0.320,p_(50cm)=0.579);中频成分曲线下面积在33cm处腧穴的差异与假穴的差异具有统计学意义(F_(33cm)=9.116,p_(33cm)=0.008),腧穴差异较假穴差异大(p=0.008),但不具有临床意义;在50cm处腧穴与假穴间差异比较无统计学意义(F_(50cm)=3.401,p_(50cm)=0.083);高频成分曲线下面积在33cm和50cm处腧穴与假穴间差异比较均无统计学意义(F_(33cm)=2.953,p_(33cm)=0.104;F_(50cm)=1.118,p_(50cm)=0.305)。3对比敏感度变化3.1各穴位针刺前后比较与针刺前相比,针刺太阳穴后双眼在1.5cpd空间频率下(F_(1.5cpd)=66.610,p_(1.5cpd)=0.000)、3cpd空间频率下(F_(3cpd)=53.544,p_(3cpd)=0.000)、6cpd空间频率下(F_(6cpd)=67.152,p_(6cpd)=0.000)、12cpd空间频率下(F_(12cpd)=53.750,p_(12cpd)=0.000)以及18cpd空间频率下(F_(18cpd)=71.764,p_(18cpd)=0.000)对比敏感度均提高。与针刺前相比,针刺攒竹穴后双眼在1.5cpd空间频率下(F_(1.5cpd)=16.530,p_(1.5cpd)=0.001)、3cpd空间频率下(F_(3cpd)=14.763,p_(3cpd)=0.001)、6cpd空间频率下(F_(6cpd)=22.355,p_(6cpd)=0.000)、12cpd空间频率下(F_(12cpd)=21.319,p_(12cpd)=0.000)以及18cpd空间频率下(F_(18cpd)=14.631,p_(18cpd)=0.001)CSHepatitis A均提高。与针刺前相比,针刺四白穴后双眼在1.5cpd空间频率下(F_(1.5cpd)=44.906,p_(1.5cpd)=0.000)、3cpd空间频率下(F_(3cpd)=48.218,p_(3cpd)=0.000)、6cpd空间频率下(F_(6cpd)=29.253,p_(6cpd)=0.000)、12cpd空间频率下(F_(12cpd)=23.591,p_(12cpd)=0.000)以及18cpd空间频率下(F_(18cpd)=37.121,p_(18cpd)=0.000)对比敏感度均提高。与针刺前相比,针刺假穴后双眼在1.5cpd空间频率下(F_(1.5cpd)=20.267,p_(1.5cpd)=0.00)、3cpd更多空间频率下(F_(3cpd)=33.213,p_(3cpd)=0.000)、6cpd空间频率下(F_(6cpd)=7.219,p_(6cpd)=0.000)、12cpd空间频率下(F_(12cpd)=25.477,p_(12cpd)=0.000)以及18cpd空间频率下(F_(18cpd)=17.735,p_(18cpd)=0.000)CS均提高。3.2各穴位间差异比较在1.5cpd空间频率下穴位间差异具有统计学意义(F=3.588,p=0.048),太阳穴CS差异高于攒竹穴CS(p_(太阳vs攒竹)=0.015);在3cpd空间频率下穴位间CS差异具有统计学意义(F=6.933 p=0.005),太阳穴CS差异高于其他穴位CS(p_(太阳vs攒竹)=0.002,p_(太阳vs四白)=0.004,p_(太阳vs假穴)=0.004);在6cpd空间频率下穴位间CS差异具有统计学意义(F=8.722,p=0.000),太阳穴CS差异高于其他穴位CS(p_(太阳vs攒竹)=0.012,p_(太阳vs四白)=0.000,p_(太阳vs假穴)=0.000);在18cpd空间频率下穴位间CS差异具有统计学意义(F=3.732,p=0.043),太阳穴CS差异高于四白穴和假穴(p_(太阳vs四白)=0.011,p_(太阳vs假穴)=0.011)。3.3.腧穴与假穴比较与假穴相比,在6cpd空间频率(F=9.394,p=0.006)、12cpd空间频率(F=5.532,p=0.029)以及18cpd空间频率(F=5.710,p=0.027)下腧穴差异较大。4脑电微状态变化4.1针刺太阳穴Duration针刺前后静息态时间与类别均无主效应,时间与类别交互效应显著(F=5.774,p=0.006);事后比较显示,与针刺前静息态相比,针刺后微状态C的平均持续时间缩短(p=0.015),Occurrence针刺前后静息态时间与类别均无主效应,且无交互效应。Contribution针刺前后静息态时间与类别均无主效应,但时间与类别交互效应显著(F=4.831,p=0.012);事后比较显示,微状态C针刺后覆盖率较针刺前覆盖率减小。与针刺前静息态相比,针刺后微状态A向微状态C的转换概率降低(p=0.019),针刺后微状态C向微状态A的转换概率降低(p=0.022)。4.2针刺攒竹穴、四白穴和假穴与针刺前静息态相比,针刺后平均持续时间、发生率和覆盖率均无统计学差异。5近红外脑功能成像功能连接变化选择感兴趣脑区进行分析,选择通道10作为感兴趣脑区1,通道3,4,8,9,12,17,18,19以及22作为感兴趣脑区2。发现与针刺前相比,针刺太阳穴后感兴趣脑区1和感兴趣脑区2之间的功能连接降低具有统计学意义(p=0.000)。近红外脑功能成像其他参数以及其他穴位针刺前后变化不具有统计学差异。结论1.针刺眼周穴位可以提高近视患者对比敏感度;穴位间差异比较发现,太阳穴差异效果最显著,腧穴的差异显著高于假穴。2.针刺太阳穴可以减少微状态C的平均持续时间和覆盖率,减少微状态A和微状态C之间的转移概率,此外,对比敏感度与EEG微状态C的平均持续时间和覆盖率均呈负相关,推测大脑显著网络是针刺改善近视患者视觉功能的神经机制。3.针刺太阳穴后感兴趣脑区1和感兴趣脑区2之间的功能连接降低,推测与脑电微状态C的平均持续时间和覆盖率减少相对应,这可能也是针刺改善视觉功能的同时大脑功能连接的变化。