第三章康复医学的神经学基础Word文件下载.docx

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本体感受器是接受身体活动刺激的末梢感觉器，主要分布在骨骼肌（肌梭）、肌腱（高尔基腱器官）、关节、内耳迷路、上位颈椎及皮肤等处，挤压、触摸、牵拉振动、拍打、摩擦及活动中肢体位置的改变等刺激均可引起本体感受器兴奋，通过反射弧在中枢神经的调控下出现反射性活动，调整肌张力，感觉肢体和身体在空间的位置，以实现维持姿势和调整运动的目的。

（二）躯体感觉中枢传导通路脊髓向上传至大脑皮层的感觉传导通路分2类：

1、浅感觉传导路径头部以下躯体浅感觉—脊神经后根—脊髓后角换神经元—神经交叉到脊髓对侧—脊髓丘脑侧束（痛、温觉）及脊髓丘脑前束（轻触觉）—丘脑。

2、深部感觉传导路径肌肉本体感觉、深部压觉、辨别觉—脊神经后根—脊髓同侧后索上行—延髓（薄束、楔束核）换神经元—神经交叉到对侧—内侧丘系—丘脑

（三）丘脑投射系统

1、特异性传入系统及其作用机体各种感受器传入的神经冲动，进入中枢神经系统后，需通过丘脑交换神经元，然后由丘脑发出特异性投射纤维，投射到大脑中央后回的的感觉皮质区，引起机体特异感觉（皮肤感觉、本体感觉、特殊感觉），故称特异性传入系统。

其作用除引起特异性感觉外，还能将这些感觉传至大脑皮质其他区域，激发大脑皮质发出传出冲动，使机体作出相应的反应。

2、非特异性传入系统及其作用特异性传入系统传至脑干时，发出侧枝与脑干网状结构联系，网状结构神经元通过其短轴突多次更换神经元后到达丘脑内侧部弥散投射至大脑皮质广泛区域，不产生特异性感觉，称非特异性传入系统。

它的作用是传入冲动增加维持大脑皮质的兴奋状态，保持机体的醒觉—清醒状态。

传入冲动减少—大脑皮质由兴奋转入抑制状态，机体处于安静和睡眠状态。

这一系统损伤，导致昏睡不醒。

（四）大脑皮质的感觉分布区所有感觉传入冲动最后汇集在大脑皮质，通过大脑皮质中枢的整合、分析作出各种感觉应答，大脑皮层是感觉分析的最高部位。

大脑皮层不同区域的感觉功能支配区为：

体表感觉在中央后回。

肌肉本体感觉在中央前回。

视觉在大脑枕叶。

前庭感觉在中央后回。

嗅觉在大脑皮层边缘叶的前底部。

味觉在中央后回。

二、反射中枢与反射活动的协调

1、反射中枢的定义是指中枢神经系统内对某一特定生理机能具有调节作用的神经细胞群，每种反射的中枢结构，称为该反射中枢。

脑和脊髓分布各种不同反射中枢。

有些反射活动仅在婴幼儿期出现，随着脑部不断发育完善而被抑制，称原始反射。

有些反射随着脑部不断发育完善后形成。

当中枢受损后，反射活动发生异常和不协调。

原始反射再现，呈现一种病理反射。

一些失去控制的反射活动会不协调地夸张出现，正常的反射活动消失。

2、反射活动协调生理学基础

（1）交互抑制某一中枢兴奋时，在功能上与他相对抗的中枢便发生抑制的现象。

如主缩肌与拮抗肌的关系。

本质为突触后抑制。

（2）扩散一个中枢的兴奋引起协同中枢兴奋，称为兴奋扩散。

一个中枢抑制引起协同中枢抑制，称为抑制扩散。

如一侧肢体兴奋可以扩散到对侧肢体。

（3）优势现象在中枢神经系统内，当某一中枢受到较强刺激，其兴奋水平不断提高，这个提高兴奋水平的中枢，称兴奋优势灶，它能综合其他中枢扩散而来的兴奋，提高其自身的兴奋水平，对其临近中枢却发生抑制作用。

（4）反馈是中枢神经系统高位和低位中枢之间的一种相互联系、促进、制约的方式。

神经元之间的环路联系是反馈作用的结构基础。

反馈活动有2种，使原有活动加强和持久的正反馈，使原有活动减弱或终止的负反馈，起到促进活动出现、保持活动适度、防止活动过度的作用。

四、神经系统对躯体运动功能的调节（肌肉活动的神经控制）

人体正常姿势的维持以及各种各样动作的完成，主要是在神经系统精细控制下，由骨骼、肌肉、关节紧密配合、协调活动来实现人体各种复杂运动。

由神经控制躯体产生的各种反射活动用来维持身体的各种姿势和体位，使人体能够完成各种高难度运动，如体操、技巧等。

（一）脊髓对躯体运动的调节

躯体运动最基本的反射中枢在脊髓，脊髓前角灰质有大量运动神经元，其中、运动神经元既接受来自皮肤、关节、肌肉等外周传入的感觉信息，同时还接受从脑干到大脑皮层各高级中枢下传的信息，参与反射活动过程。

1、运动单位及作用运动单位是指一个运动神经元和它全部神经末梢所支配的梭外肌纤维，这些肌纤维都有相同的生化和生理特征，完成相同的功能活动，作为神经肌肉活动的基本功能单位。

一个运动单位包括的肌纤维数目变化很大（几条到数千条），所有的肌纤维都至少受一个运动神经元的支配。

运动神经元的动作电位通过其神经纤维末端的运动终板传至所有与它相关的肌纤维，引起肌纤维兴奋收缩。

由一个运动单位激活而产生的肌张力大小，取决于这个运动单位内所包含的肌纤维的数目。

肌肉运动单位募集越多，肌肉的收缩力越强。

2、环路的反射调节

（1）肌梭存在于肌腱上或与梭外肌肌纤维并行排列，感受梭外肌长度的变化。

肌梭内有核袋纤维、核链纤维2种梭内肌纤维，当其收缩时，肌梭对牵拉刺激的敏感性增高，当梭外肌收缩时，肌梭对牵拉刺激的敏感性降低。

（2）肌梭的神经支配梭内肌的核袋纤维受r1传出神经纤维的支配，其传入神经为Ia类纤维，共同组成初级感觉末梢，其对快速牵拉比较敏感。

核链纤维接受2传出神经纤维支配，其传入神经为Ia类纤维、II类纤维，它们组成了次级感觉末梢，其对缓慢持续的牵拉比较敏感。

（3）r运动神经元分散在运动神经元之间，其兴奋性较高，常以较高频率持续放电，它发出的传出神经支配肌梭的梭内肌纤维，调节梭内肌纤维的长度，使肌梭感受器经常处于敏感状态。

运动神经元、传出纤维、肌梭、I和II类传入纤维等构成了环路，运动神经元的兴奋性阈值比运动神经元低，易被来自脊髓上水平复杂的多突触通路所易化或抑制。

当传出纤维活动加强时，梭内肌纤维收缩，提高肌梭内感受器的敏感性，所产生的冲动由Ia、II类传入神经纤维返回脊髓，I类传入神经单突触引起支配同一块肌肉的运动神经元兴奋，引起肌肉收缩。

因此。

环路持续性冲动释放的高低，决定肌梭内感受器的敏感性，对肌肉的紧张性（肌张力）起调控作用。

因此，环路在脊髓反射中起重要的作用。

3、腱器官在反射中的作用腱器官呈串联分布在肌肉与腱的结合部，称为肌紧张感受器的反馈系统。

当肌收缩时，肌梭的兴奋性降低，而腱器官对肌肉主动收缩十分敏感，它的兴奋性增加，冲动通过Ib纤维传入，抑制和r运动神经元，调整肌张力不至于过高。

4、脊髓反射反射是指在中枢神经系统参与下的机体对内外环境刺激的规律性应答。

反射活动的完成需要完整的反射弧，它由外周感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五个基本部分组成，在脊髓平面有自己的反射中枢，称脊髓反射，如牵张反射、屈肌反射、对侧伸肌反射等，主要通过肌梭、高尔基腱器官等本体感受器（又称张力感受器）来实现，同时脊髓反射受高位中枢的调控。

（1）牵张反射当骨骼肌受到外力牵拉时，其周围的肌梭受牵拉后将兴奋传入脊髓，引起受牵拉肌肉的反射性收缩，这种反射称为牵张反射。

肌梭的牵张反射分为初级感觉纤维牵张反射、次级感觉纤维牵张反射（表3-1）。

表3-1牵张反射的反射径路

反射名称

刺激

感受器

传入神经与中枢

传出神经与效应器

初级感觉纤维牵张反射

腱反射

快速牵拉肌腱

核袋纤维感受装置兴奋（1运动神经元放电）

Ia类感觉纤维与脊髓前角神经元单突触联系

传出神经引起快肌纤维快速收缩

紧张性牵张反射

缓慢持续牵拉肌腱

核链纤维感受装置兴奋（2运动神经元放电）

Ia类感觉纤维与脊髓前角神经元多突触联系

传出神经引起慢肌纤维持续、交替性收缩，维持肌肉的张力

次级感觉纤维牵张反射

长脊髓反射、交叉伸屈反射、屈曲反射、挺伸反射

牵拉梭外肌时挤压肌梭囊，

核链纤维受牵拉兴奋收缩（2运动神经元放电）

II类感觉纤维通过多突触到、神经元，传导缓慢、持久、范围广，经脊髓上行到脑干，

传出神经引起受牵拉的肌肉及相应的肌肉收缩

（2）屈肌反射与对侧伸肌反射皮肤感受器受到刺激时可以引起关节屈肌收缩及伸肌松弛称为屈肌反射。

皮肤神经纤维、肌梭II类纤维、肌梭III类纤维及关节囊等为该反射的传入神经纤维，在脊髓经过3~4个中间神经元的多突触联系，出现屈肌兴奋与伸肌抑制相结合的反射模式。

当对皮肤的刺激达到一定程度时，则在屈肌反射的基础上出现对侧伸肌反射，该反射同样为多突触性反射，肌梭的感觉冲动经中间神经元至对侧、神经元，构成相反运动模式的神经控制回路。

屈肌反射的作用是保护肢体，避免伤害性刺激对它的损害，对侧伸肌反射是姿势反射中的一种，在行走、跑步时有支撑体重的作用。

（二）脑干在人体运动中的作用

1、脑干对姿势反射的调节直立是人体经常保持的姿势，一旦常态姿势受到破坏后，身体肌肉张力立即发生重新调整，以维持身体的平衡或恢复正常姿势，这种保持或调整身体在空间位置的反射称姿势反射。

脊髓水平的牵张反射、对侧伸肌反射是最简单的姿势反射。

脑干部位的翻正反射是姿势反射的重要部分。

此外，大脑的平衡反应也参与姿势反射的调节。

常见的姿势反射见表3-2。

2、脑干网状结构对肌紧张的调节从延髓、脑桥、中脑、直至丘脑底部这一脑干中央部分的广泛区域中神经细胞和神经纤维交织在一起呈网状，称网状结构。

网状结构上行系统形成非特异性传入系统，接受来自全身各部位的传入冲动，通过许多突触由丘脑的非特异投射系统传至大脑皮层。

网状结构下行系统形成网状脊髓束，构成椎体外系重要组成。

其中脑干网状结构下行易化系统，对肌紧张起易化作用，脑干网状结构下行抑制系统，对肌紧张起抑制作用。

脑干网状结构还接受来自小脑、基底神经节、丘脑和大脑皮质传入纤维的会聚。

因此，脑干网状结构是大脑高位中枢和脊髓低位中枢的中间联络枢纽。

（三）小脑和基底神经节在运动控制中的作用

1、小脑在运动控制中的作用小脑是重要的运动控制调节中枢，其本身不引发动作，但对动作起共济协调作用，可以调节肌紧张、控制躯体姿势和平衡，协调感觉运动和参与运动学习过程。

在学习精细运动过程中，大脑皮质和小脑之间不断进行环路联系，同时小脑不断接受感觉传入冲动信息，逐步纠正运动中的偏差，达到精细运动的协调。

2、基底神经节在运动控制中的作用基底神经节位于大脑皮质下，紧靠丘脑背外侧，是由尾状核、壳核、苍白球、丘脑底核、中脑黑质核红核组成。

它接受来自感觉运动皮质的信号，并将信号加工后传送到脑干网状结构，再下行到脊髓。

它调节运动的主要皮质下结构，有调节运动功能的重要作用，它与随意运动的稳定性、肌紧张的控制、运动程序和本体感觉传入冲动信息的处理有关。

它为一切运动提供必要的“配合活动”。

（四）大脑皮质在运动控制中的作用

1、皮质运动区的机能特征

（1）有精细的运动机能定位，刺激大脑运动皮质相应的区域，可引起身体相应部位肌肉的收缩。

运动区的定位分布从上到下大体相当与身体的倒影。

（2）对躯体运动的调节呈现交叉支配，即同侧皮质运动区支配对侧肢体的运动功能。

表3-2：

人体反射与调控水平（脊髓和脑干）

反射

体位

阳性反应

阳性意

义

脊髓水平

坐位或仰卧

快速扣击肌腱产生该肌快速收缩

正常/异（亢进）

长脊髓反射

同上

牵拉一侧肢体近端伸肌或屈肌，引起该肌和同侧另肢体伸肌或屈肌收缩

屈肌收缩反射

仰卧下肢伸展

刺激伸侧足底，刺激侧下肢屈肌收缩

对侧伸肌反射

仰卧，一侧下肢伸展

强刺激足底，刺激侧下肢屈曲，同时对侧伸肌收缩反射

交叉性伸展1

仰卧，一侧下肢屈曲

伸侧下肢屈曲，屈侧下肢伸展

异常

交叉性伸展2

大腿内侧轻叩，对侧下肢内收，内旋，屈趾

屈曲反射

牵拉足趾背部肌群，反射性引起趾踝背屈、膝、髋屈曲、外展、外旋

挺伸反射

牵拉足趾底部肌群，引起趾、膝、髋伸、髋内旋、内收

延髓脑桥水平（姿势反射）

阳性支撑反射

立位

足底着地时，下肢伸肌张力过高

非对称性紧

性颈反射

仰卧，头中位，

四肢伸展

头转向一侧的肢体伸展，对侧肢体屈曲张力过高

异常

对称性紧张性颈反射

膝手位

头前屈时上肢屈肌，下肢伸肌张力过高，头后伸时上肢伸肌、下肢屈肌张力过高

紧张性迷路反射

俯卧位

体内屈肌张力过高，伸肌张力过低

中脑水平（翻正反射）

迷路翻正反射

坐位遮住双眼

切断颈髓后根后，头部调整到中立位

正常

6月内

颈调整反射

仰卧头中间位

头转向一侧时，身体随着同向转动

躯干调整反射

俯卧，上肢伸展，下肢伸展

抬起骨盆一侧，该侧上、下肢自动

屈曲

6-12月内正常

表3-3：

人体反射与调控水平（大脑皮质）

阳性意义

视觉翻正反应

坐位

两侧迷路破坏后仍保持头中立位，双眼遮住不易保持头部正常位置

仰卧倾斜反射

仰卧于平板，

向一侧倾斜，抬高侧肢体外展伸直

俯卧倾斜反射

俯卧于平板，

四肢伸展

降落伞反应

头垂直朝下

身体垂直急剧下落，引起四肢外展、伸展

膝手位反射

推身体向一侧倾时，受力侧肢体外展伸直

坐位反射

将上肢向一侧牵拉时，对侧肢体伸直外展

正常

跪位反射

跪位

迈步反射

不同方向推身体，向不同方向迈步

足背屈反射

向后牵拉时，踝关节背屈

（3）皮质代表区的大小与运动的精细复杂程度有关，动作越精细复杂，该动作运动代表区的范围就越大。

（4）皮质细胞的代偿能力很强，部分皮质运动神经元坏死后，其周围神经元甚至不同系统、不同部位的神经元可以代偿它的功能，这是脑功能重塑的基础。

（5）刺激某运动代表区，仅产生该代表区所支配的肌肉收缩。

如果刺激强度增强超过该肌肉的收缩阈值，延长刺激时间可引起临近协同肌的收缩。

2、锥体束的功能它是由皮质运动区锥细胞发出的神经，经内囊处汇聚成束下行，止于脑干神经核运动神经元（皮质脑干束）和脊髓运动神经元及中间神经元（皮质脊髓束），在锥体束下行过程中一部分交叉至对侧。

锥体束的主要功能是调节脊髓前角运动神经元和中间神经元的兴奋性，易化或抑制由其它途径引起的活动，特别是在快速随意控制肌肉的精细运动中起基本作用。

锥体束损害可造成随意运动功能丧失、肌张力低下、手的精细运动功能丧失。

3、锥体外系是指除锥体束以外主管控制躯体运动功能的所有运动纤维通路。

锥体外系起源于大脑皮质，下行终止于皮质下纹状体、小脑、丘脑、脑桥和网状结构等部位，由这些部位分别发出的红核脊髓束、顶盖脊髓束、前庭脊髓束和网状脊髓束下至脊髓，支配脊髓的运动神经元。

锥体外系的特点是，不经过延髓锥体。

作用不能直接迅速抵达下运动神经元，不能引起肌肉的随意收缩，只是影响运动的协调性、准确性。

此外还通过影响肌张力来维持人体的正常姿势。

锥体外系具有对大脑皮质呈反馈作用的环路联系。

锥体外系在机能上参与调节肌肉紧张度，协调肌肉的联合活动以维持身体的姿势，进行节律动作等。

锥体外系是在锥体束的管理下活动的，并支持锥体束的随意运动。

只有在锥体外系使肌肉保持适宜的紧张度和协调的情况下，锥体束才能完成肌肉的精细活动。

有些活动，开始时由锥体束发动起来，当活动成为习惯的自律性运动时，便处于锥体外系的管理之下。

大脑皮层的运动冲动沿着上述两条通路下行，二者互相协调，完成有机体整体性的复杂随意运动。

4、大脑皮层的整体性活动随意运动是后天学会不是与生俱来的。

是建立在暂时神经联系的机制之上的。

大脑皮层的整体性活动不象先天生成的无条件反射那样，在刺激与反应之间有固定的联系。

暂时联系的机制赋予随意运动以高度灵活性和可塑性。

随意运动是一个由感受和效应系统组成的复杂机能系统，在皮层上并没有单一的定位。

观察表明，即使象竖起一个手指这样简单的随意动作，中枢发生的冲动发放效应都遍及整个大脑，只是在有关细胞上特别集中而已。

神经生理学和神经心理学的研究积累的资料说明，大脑皮层不同部位在随意运动的调节上各起着不同的作用。

如前所述，皮层中央前回运动区，是直接发出传出运动冲动的区域。

皮层额叶对于随意运动的组织有重要意义。

皮层顶枕部（包括视觉、前庭、皮肤和动觉分析器中枢）是保证运动的空间组织的主导区域。

大脑皮层整体性的整合功能把皮层各部位联系起来，对来自动觉传入系统以及其它感受系统的信息进行分析、综合，并通过多次的返回传导，最终实现随意运动。

5、大脑对低位中枢的调节大脑是神经系统的高位中枢，小脑、脑干、脊髓是大脑的低位中枢，正常情况下，低位中枢受高位中枢的控制，高位中枢通过消除抑制或抑制脊髓上抑制或兴奋脊髓上兴奋，使脊髓反射活动易化产生运动，以及抑制脊髓上兴奋或兴奋脊髓上抑制，减弱脊髓反射活动而使运动减弱来实现对低位中枢的调节，其中基底神经节和脑干核团在运动整合和调节中起到重要作用，而小脑神经核对外周活动信息进行处理、修饰、记忆，计算和整合运动信息。

（五）感觉传入信息在运动活动中的作用

人体在运动活动中会接受各种感觉信息，如本体感觉、关节位置觉、运动觉、前庭感觉、视觉、皮肤温痛觉等，各种形式的感觉信息传至高级中枢进行整合处理，对圆满地完成活动十分重要。

个体在不同程度上都依靠不同的感觉传入信息完成相同的运动技能。

多种感觉通路的传入，促进高级中枢的应答，学习、运动等一系列感觉的输入，进一步促进大脑学习、运动机能的开发。

所以说感觉和运动是不可分割的整体。

总之，运动系统是在神经系统支配下的一个完整体系，神经系统各部位对运动进行逐级调控，脊髓低位中枢的牵张反射闭环环路是随意运动的基础。

脑干和网状结构的易化、抑制中枢对脊髓反射进行调节。

大脑高级中枢通过激活脑干、脊髓及锥体外系所传导的抑制和易化活动来调节较低级的活动，并通过锥体束直接控制低级中枢，最终达到统辖随意、协调、精细、稳定的肌肉运动，以完成人体各种复杂、高难度的功能活动。

五、中枢神经系统的可塑性

神经系统的结构、功能与先天遗传基因和后天外界环境的作用密切相关。

许多研究已经证实脑的形态和功能是在胎儿出生后不断发育完善，尤其是在神经系统损伤、部分神经元坏死而不能再生的情况下，受损的神经功能仍然能够恢复，这主要取决于神经系统功能的可塑性。

神经系统的可塑性（plasticity）是指在神经系统结构和功能上有自身修改以适应环境变化的能力，包括后天的差异、损伤、环境及经验对神经系统的影响，神经系统的可塑性决定机体对内外环境刺激发生行为改变的反应能力。

可塑性高，意味着神经细胞功能的易变性和神经系统损伤后更容易恢复功能。

可塑过程或形式有多种，如儿童在生长发育期间在运动能力和学习能力上获得的正常生理性可塑性。

脑损伤功能障碍发生后通过药物、康复功能训练达到自身功能代偿的病理性可塑性。

可塑性可以通过不同的途径实现。

（一）主要类型及其机制

1、神经再生和发芽

（1）神经再生无论中枢或外周的神经再生，主要是指轴突的再生，有效再生应该是构筑、重建、代谢再现和功能修复的综合体现。

完整有效的再生过程包括再生轴突的出芽、生长和延伸，与靶细胞重建轴突联系，实现神经再支配而使功能修复。

再生的前提是必须有能行使功能的胞体存在。

神经纤维的再生依赖于胶质细胞的参与，中枢和外周的胶质细胞和他们提供的微环境的不同，在很大程度上决定了再生的难易。

在成熟的中枢神经系统中，神经元轴突再生能力差的原因主要是，轴突损伤后存活神经元的再生轴突必须穿过溃变的髓鞘和死亡细胞的残屑，以及由反应胶质细胞增生形成的瘢痕，这是很难逾越的屏障，所以达到靶细胞完成突触重建的可能性很小。

（2）神经发芽①再生性发芽，是指当通向神经元或靶组织的传入末梢损伤时由受损轴突的残端向靶延伸的芽。

哺乳类动物中枢神经在发育期具有很强的发芽能力。

如鼠内嗅皮层去除部分传入神经，余下传入神经终端发芽，取代80%失去的突触。

②侧枝发芽在一块肌肉中有一部分肌肉纤维的运动神经被切断了，于是同一块肌肉中损伤附近的运动神经发出侧芽，生长到丧失支配的肌纤维上形成运动终板，使那些丧失功能的肌纤维重新恢复功能。

研究发现，部分脑细胞死亡，存活细胞的丰富轴突可以代偿损失，丧失的轴突可由大量完好轴突侧枝发芽取代，有可能使邻近的失神经支配的组织重获支配。

神经再生包括发芽、新生只有具备以下4个条件才具备功能联系：

①回到原来失去神经支配的区域。

②