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第一部分：镜像疗法与动作观察疗法对脑卒中患者大脑皮层兴奋性的影响
目的：脑卒中是由脑局部血液循环障碍而导致的神经功能缺损综合征。55％～75％的脑卒中患者出现上肢运动功能障碍，然而仅有38％的卒中患者在发病后6个月有上肢运动功能的部分恢复。一直以来脑卒中患者偏瘫后上肢运动功能的康复是一个难题，临床治疗效果差，导致很多患者留有肢体残疾，使个人的日常生活能力及社会参与能力受到很大限制。近年来，镜像神经元(mirror neurons, MNS)的发现和基于镜像神经元理论的康复疗法为脑卒中后上肢功能的康复带来了新的希望。镜像神经元是人类大脑内存在的一类特殊神经元，它在动作意图理解、动作模仿及运动学习等方面起到重要作用。作为基于镜像神经元理论的康复治疗，镜像疗法(mirror therapy, MT)和动作观察疗法(action observation therapy, AT)均能激活镜像神经元系统，可以改善脑卒中患者的上肢运动功能，对脑卒中患者肢体功能的恢复至关重要。然而，到目前为止，还不清楚这两种治疗方法对人类大脑皮层M1区兴奋性的影响，本研究旨在通过经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation, TMS)来观察两种治疗方法对脑卒中患者运动皮层M1区兴奋性的影响。
方法：选取21例左侧肢体瘫痪的脑卒中患者，进行2×2交叉设计的4组实验：有目标的镜像治疗[MT+]，无目标的镜像治疗[MT-]，有目标的动作观察治疗[AT+]，无目标的动作观察治疗[AT-]。每个实验包括4个模块(B1、B2、B3、B4)，每一个模块持续治疗2分钟，治疗后立即用TMS刺激右侧(患侧)大脑皮层M1区，来测量左侧上肢拇短展肌运动诱发电位的波幅和潜伏期。分别在第一模块之前(B0)以及各个模块(B1-B4)之后来测量。
结果：我们的研究发现，无目标的镜像治疗[MT-]，有目标的动作观察治疗[AT+]，无目标的动作观察治疗[AT-]三种干预措施在干预后均不能改变上肢拇短展肌的波幅和潜伏期(P>0.05)，提示其对右侧大脑皮层M1区的兴奋性无影响；只有有目标的镜像治疗[MT+]组的左侧拇短展肌的波幅明显增高(P<0.05)，提示经过有目标的镜像治疗干预后，右侧大脑皮层M1区的兴奋性明显提高，MT+组的波幅随干预时间延长而逐渐升高，B4值接近B0基础值的1.8倍(P<0.05)，提示这种大脑皮层M1区兴奋性的增高会随着干预时间的延长而增加。MT+组的潜伏期也无明显变化(P>0.05)。
结论：我们发现有目标的镜像疗法比无目标的镜像治疗及有无目标的动作观察疗法更有可能增加大脑皮层M1区的兴奋性，并且这种兴奋性随着干预时间的延长而增加。
第二部分：镜像疗法与动作观察疗法对脑卒中患者上肢运动功能的疗效对比
目的：镜像疗法和动作观察疗法都是基于镜像神经元理论的促进脑卒中后上肢功能改善的治疗方法，对脑卒中患者上肢功能的恢复都有明显的疗效，在临床上得到广泛应用。然而，这两种治疗方法对脑卒中患者上肢功能的改善是否有差异，目前尚不清楚。因此，本研究旨在比较这两种干预措施对脑卒中患者上肢功能的改善情况。
方法：选取40例脑卒中患者随机分到镜像治疗组(MT组)和动作观察组(AT组)，每组各20例患者，分别给予4周的镜像治疗或动作观察治疗，在治疗前、2周后、4周后进行Fugl-Meyer运动功能量表上肢部分(Fugl-Meyer motor assessment scale of upper extremity, FMA-UE)、上肢动作研究量表(action research arm test, ARAT)、改良Barthel指数(modified Barthel Index, mBI)进行评估。
结果：我们的研究发现，40例脑卒中患者经过4周治疗后MT组患者上肢的Fugl-Meyer评分在2周、4周时都有明显的提高(P<0.05)，AT组患者上肢的Fugl-Meyer评分在2周、4周时都有明显的提高(P<0.05)；AT组患者改良Barthel指数在4周时较治疗前明显增高(P<0.05)。MT组的改良Barthel指数无论在2周还是4周时与治疗前比较都无统计学差异(P>0.05)；两者患者ARAT评分在2周及4周时与治疗前相比均无明显差异。两种治疗方法之间比较，发现两组在治疗前比较，上肢的Fugl-Meyer评分、改良Barthel指数及ARAT评分无差异(P>0.05)，两组在治疗后比较，上肢的Fugl-Meyer评分、改良Barthel指数及ARAT评分也无差异(P>0.05)。
结论：镜像疗法和动作观察疗法作为基于镜像神经元系统理论的两种临床治疗方法都可以提高脑卒中患者的上肢运动功能，但两种治疗方法对脑卒中患者上肢功能的临床疗效无明显差别。
第三部分：镜像疗法与动作观察疗法对脑卒中患者大脑可塑性的影响—基于静息态功能磁共振的研究
目的：镜像疗法和动作观察疗法对脑卒中患者肢体功能的恢复都有明显的疗效，尤其在临床上广泛应用于偏瘫上肢功能的恢复。在神经机制层面，两种疗法均通过激活镜像神经元系统促进脑的可塑性改变和功能重组，促进运动功能的恢复。然而，镜像疗法需要更多的运动想象，而动作观察疗法需要更多的动作模仿。两种治疗方法对脑卒中患者大脑的可塑性影响是否相同，目前尚不清楚。本研究旨在通过静息态功能磁共振成像技术，比较这两种干预措施对脑卒中患者大脑可塑性的影响。
方法：选取实验第二部分中MT组11例，AT组11例，患者分别在治疗前和治疗4周后进行静息态功能磁共振扫描，获取低频振荡波幅(amplitude of low-frequencyfluctuation, ALFF)的数据，并选取镜像神经元分别区：左侧(患侧)的运动前区腹侧(PMv)、额下回后部(IFG)及顶下小叶(IPL)作为感兴趣区域(region of interest, ROI)，来分析其与全脑的功能连接情况，从而比较每种治疗前后及两种治疗之间患侧镜像神经元分布区与大脑各区的连接有无差异。
结果：AT组在治疗后低频振幅(ALFF)在相关脑区有明显增强，这些区域包括右小脑前叶、小脑后叶、左小脑前叶、小脑后叶、右侧额上回、眶部额中回、左侧颞中回、颞上回、左侧额中回、额上回、左侧丘脑、左侧边缘叶；有些脑区有明显的减弱，这些脑区包括左小脑后叶、左侧枕上回、枕中回、右侧枕下回、枕中回、枕上回、右侧颞横回、右侧的额下回眶部、右颞中回、右顶上小叶、右侧顶叶、右侧边缘叶、右辅助运动区、左侧顶下小叶、左顶下小叶、顶上小叶、左侧的额中回、Brodmann6区。MT组在治疗后低频振幅(ALFF)在相关脑区有明显增强，这些区域包括左侧辅助运动区、额上回、Brodmann6区、枕下回、Brodmann18区、左侧梭状回、边缘叶。AT组与MT组在治疗前低频振幅(ALFF)比较，发现AT组在相应脑区有激活减弱，这些脑区包括小脑后叶、左小脑后叶、左侧额下回、左侧额中回。AT组与MT组在治疗后两组之间的低频振幅(ALFF)进行比较，发现AT组在相应脑区有激活减弱，这些脑区包括小脑后叶、左侧额上回、左额中回、右侧额下回、右侧颞上回、左侧枕中回、左侧颞中回、右侧枕中回、右额上回、右侧额中回、Brodmann6区、边缘叶、左顶下小叶、右侧辅助运动区。
AT组在治疗后左侧的运动前区腹侧(PMv)与左侧额下回连接减弱；左侧的额下回后部(IFG)与右侧小脑、右小脑后叶、右颞叶、枕叶连接增强，与左侧颞中回、左侧顶下小叶、左侧缘上回、左颞上回、左额中回、左额下回三角区、右额中回、右额上回、右侧顶下小叶、右顶上小叶连接减弱；左侧的顶下小叶(IPL)与右小脑后叶、左小脑后叶、左额中回、额上回、额下回、左侧海马区、左侧豆状核、壳核、左丘脑、右枕中叶、左边缘叶、左顶下小叶、左中央后回、左中央前回、左侧辅助运动区连接减弱。MT组在治疗后左侧的运动前区腹侧(PMv)与右额上回、右额中回、右侧缘上回、右顶下小叶连接增强，与左小脑后叶、左颞下回、左颞中回、左海马旁区、左额中回、左额上回连接减弱；左侧的额下回后部(IFG)与右海马旁回、右海马、左豆状核、左壳核、左丘脑、左颞中回、颞上回、左顶下小叶、右侧辅助运动区、右额上回、右Brodmann6区连接增强；左侧的顶下小叶(IPL)与左颞上回、左颞中回、左颞下回、左枕中回、左中央前回、左中央后回、左Brodmann6区连接减弱。治疗前AT组和MT组两组之间比较，未发现功能连接之间的差异(P>0.05)。治疗后AT组和MT组两组之间比较，发现AT组左侧镜像神经元分布区与相关脑区的连接减弱，包括：左侧的运动前区腹侧(PMv)与右颞上回、左颞中回、右中央后回、右缘上回、右顶下小叶连接减弱；左侧的额下回后部(IFG)与左颞上回、右颞中回、右颞上回、右额上回、右额中回连接减弱；左侧的顶下小叶(IPL)与左小脑后叶、左下半月小叶连接减弱。
结论：我们发现镜像疗法增强了运动感觉相关脑区的神经活动，并有更多的镜像神经元的激活，患侧镜像神经元分布区与其他脑区的功能连接也更加紧密。而动作观察疗法同样增强了运动感觉相关脑区的神经活动，但对丘脑及边缘叶的激活更加明显。
目的：脑卒中是由脑局部血液循环障碍而导致的神经功能缺损综合征。55％～75％的脑卒中患者出现上肢运动功能障碍，然而仅有38％的卒中患者在发病后6个月有上肢运动功能的部分恢复。一直以来脑卒中患者偏瘫后上肢运动功能的康复是一个难题，临床治疗效果差，导致很多患者留有肢体残疾，使个人的日常生活能力及社会参与能力受到很大限制。近年来，镜像神经元(mirror neurons, MNS)的发现和基于镜像神经元理论的康复疗法为脑卒中后上肢功能的康复带来了新的希望。镜像神经元是人类大脑内存在的一类特殊神经元，它在动作意图理解、动作模仿及运动学习等方面起到重要作用。作为基于镜像神经元理论的康复治疗，镜像疗法(mirror therapy, MT)和动作观察疗法(action observation therapy, AT)均能激活镜像神经元系统，可以改善脑卒中患者的上肢运动功能，对脑卒中患者肢体功能的恢复至关重要。然而，到目前为止，还不清楚这两种治疗方法对人类大脑皮层M1区兴奋性的影响，本研究旨在通过经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation, TMS)来观察两种治疗方法对脑卒中患者运动皮层M1区兴奋性的影响。
方法：选取21例左侧肢体瘫痪的脑卒中患者，进行2×2交叉设计的4组实验：有目标的镜像治疗[MT+]，无目标的镜像治疗[MT-]，有目标的动作观察治疗[AT+]，无目标的动作观察治疗[AT-]。每个实验包括4个模块(B1、B2、B3、B4)，每一个模块持续治疗2分钟，治疗后立即用TMS刺激右侧(患侧)大脑皮层M1区，来测量左侧上肢拇短展肌运动诱发电位的波幅和潜伏期。分别在第一模块之前(B0)以及各个模块(B1-B4)之后来测量。
结果：我们的研究发现，无目标的镜像治疗[MT-]，有目标的动作观察治疗[AT+]，无目标的动作观察治疗[AT-]三种干预措施在干预后均不能改变上肢拇短展肌的波幅和潜伏期(P>0.05)，提示其对右侧大脑皮层M1区的兴奋性无影响；只有有目标的镜像治疗[MT+]组的左侧拇短展肌的波幅明显增高(P<0.05)，提示经过有目标的镜像治疗干预后，右侧大脑皮层M1区的兴奋性明显提高，MT+组的波幅随干预时间延长而逐渐升高，B4值接近B0基础值的1.8倍(P<0.05)，提示这种大脑皮层M1区兴奋性的增高会随着干预时间的延长而增加。MT+组的潜伏期也无明显变化(P>0.05)。
结论：我们发现有目标的镜像疗法比无目标的镜像治疗及有无目标的动作观察疗法更有可能增加大脑皮层M1区的兴奋性，并且这种兴奋性随着干预时间的延长而增加。
第二部分：镜像疗法与动作观察疗法对脑卒中患者上肢运动功能的疗效对比
目的：镜像疗法和动作观察疗法都是基于镜像神经元理论的促进脑卒中后上肢功能改善的治疗方法，对脑卒中患者上肢功能的恢复都有明显的疗效，在临床上得到广泛应用。然而，这两种治疗方法对脑卒中患者上肢功能的改善是否有差异，目前尚不清楚。因此，本研究旨在比较这两种干预措施对脑卒中患者上肢功能的改善情况。
方法：选取40例脑卒中患者随机分到镜像治疗组(MT组)和动作观察组(AT组)，每组各20例患者，分别给予4周的镜像治疗或动作观察治疗，在治疗前、2周后、4周后进行Fugl-Meyer运动功能量表上肢部分(Fugl-Meyer motor assessment scale of upper extremity, FMA-UE)、上肢动作研究量表(action research arm test, ARAT)、改良Barthel指数(modified Barthel Index, mBI)进行评估。
结果：我们的研究发现，40例脑卒中患者经过4周治疗后MT组患者上肢的Fugl-Meyer评分在2周、4周时都有明显的提高(P<0.05)，AT组患者上肢的Fugl-Meyer评分在2周、4周时都有明显的提高(P<0.05)；AT组患者改良Barthel指数在4周时较治疗前明显增高(P<0.05)。MT组的改良Barthel指数无论在2周还是4周时与治疗前比较都无统计学差异(P>0.05)；两者患者ARAT评分在2周及4周时与治疗前相比均无明显差异。两种治疗方法之间比较，发现两组在治疗前比较，上肢的Fugl-Meyer评分、改良Barthel指数及ARAT评分无差异(P>0.05)，两组在治疗后比较，上肢的Fugl-Meyer评分、改良Barthel指数及ARAT评分也无差异(P>0.05)。
结论：镜像疗法和动作观察疗法作为基于镜像神经元系统理论的两种临床治疗方法都可以提高脑卒中患者的上肢运动功能，但两种治疗方法对脑卒中患者上肢功能的临床疗效无明显差别。
第三部分：镜像疗法与动作观察疗法对脑卒中患者大脑可塑性的影响—基于静息态功能磁共振的研究
目的：镜像疗法和动作观察疗法对脑卒中患者肢体功能的恢复都有明显的疗效，尤其在临床上广泛应用于偏瘫上肢功能的恢复。在神经机制层面，两种疗法均通过激活镜像神经元系统促进脑的可塑性改变和功能重组，促进运动功能的恢复。然而，镜像疗法需要更多的运动想象，而动作观察疗法需要更多的动作模仿。两种治疗方法对脑卒中患者大脑的可塑性影响是否相同，目前尚不清楚。本研究旨在通过静息态功能磁共振成像技术，比较这两种干预措施对脑卒中患者大脑可塑性的影响。
方法：选取实验第二部分中MT组11例，AT组11例，患者分别在治疗前和治疗4周后进行静息态功能磁共振扫描，获取低频振荡波幅(amplitude of low-frequencyfluctuation, ALFF)的数据，并选取镜像神经元分别区：左侧(患侧)的运动前区腹侧(PMv)、额下回后部(IFG)及顶下小叶(IPL)作为感兴趣区域(region of interest, ROI)，来分析其与全脑的功能连接情况，从而比较每种治疗前后及两种治疗之间患侧镜像神经元分布区与大脑各区的连接有无差异。
结果：AT组在治疗后低频振幅(ALFF)在相关脑区有明显增强，这些区域包括右小脑前叶、小脑后叶、左小脑前叶、小脑后叶、右侧额上回、眶部额中回、左侧颞中回、颞上回、左侧额中回、额上回、左侧丘脑、左侧边缘叶；有些脑区有明显的减弱，这些脑区包括左小脑后叶、左侧枕上回、枕中回、右侧枕下回、枕中回、枕上回、右侧颞横回、右侧的额下回眶部、右颞中回、右顶上小叶、右侧顶叶、右侧边缘叶、右辅助运动区、左侧顶下小叶、左顶下小叶、顶上小叶、左侧的额中回、Brodmann6区。MT组在治疗后低频振幅(ALFF)在相关脑区有明显增强，这些区域包括左侧辅助运动区、额上回、Brodmann6区、枕下回、Brodmann18区、左侧梭状回、边缘叶。AT组与MT组在治疗前低频振幅(ALFF)比较，发现AT组在相应脑区有激活减弱，这些脑区包括小脑后叶、左小脑后叶、左侧额下回、左侧额中回。AT组与MT组在治疗后两组之间的低频振幅(ALFF)进行比较，发现AT组在相应脑区有激活减弱，这些脑区包括小脑后叶、左侧额上回、左额中回、右侧额下回、右侧颞上回、左侧枕中回、左侧颞中回、右侧枕中回、右额上回、右侧额中回、Brodmann6区、边缘叶、左顶下小叶、右侧辅助运动区。
AT组在治疗后左侧的运动前区腹侧(PMv)与左侧额下回连接减弱；左侧的额下回后部(IFG)与右侧小脑、右小脑后叶、右颞叶、枕叶连接增强，与左侧颞中回、左侧顶下小叶、左侧缘上回、左颞上回、左额中回、左额下回三角区、右额中回、右额上回、右侧顶下小叶、右顶上小叶连接减弱；左侧的顶下小叶(IPL)与右小脑后叶、左小脑后叶、左额中回、额上回、额下回、左侧海马区、左侧豆状核、壳核、左丘脑、右枕中叶、左边缘叶、左顶下小叶、左中央后回、左中央前回、左侧辅助运动区连接减弱。MT组在治疗后左侧的运动前区腹侧(PMv)与右额上回、右额中回、右侧缘上回、右顶下小叶连接增强，与左小脑后叶、左颞下回、左颞中回、左海马旁区、左额中回、左额上回连接减弱；左侧的额下回后部(IFG)与右海马旁回、右海马、左豆状核、左壳核、左丘脑、左颞中回、颞上回、左顶下小叶、右侧辅助运动区、右额上回、右Brodmann6区连接增强；左侧的顶下小叶(IPL)与左颞上回、左颞中回、左颞下回、左枕中回、左中央前回、左中央后回、左Brodmann6区连接减弱。治疗前AT组和MT组两组之间比较，未发现功能连接之间的差异(P>0.05)。治疗后AT组和MT组两组之间比较，发现AT组左侧镜像神经元分布区与相关脑区的连接减弱，包括：左侧的运动前区腹侧(PMv)与右颞上回、左颞中回、右中央后回、右缘上回、右顶下小叶连接减弱；左侧的额下回后部(IFG)与左颞上回、右颞中回、右颞上回、右额上回、右额中回连接减弱；左侧的顶下小叶(IPL)与左小脑后叶、左下半月小叶连接减弱。
结论：我们发现镜像疗法增强了运动感觉相关脑区的神经活动，并有更多的镜像神经元的激活，患侧镜像神经元分布区与其他脑区的功能连接也更加紧密。而动作观察疗法同样增强了运动感觉相关脑区的神经活动，但对丘脑及边缘叶的激活更加明显。