第三章康复医学的神经学基础

1第三章康复医学的神经学基础康复医学中涉及到的许多功能评定、基本康复治疗技术和神经系统疾病的康复，它们与神经系统解剖基础、生理基础、发育基础密切相关，掌握和了解这方面的基础知识是康复医师及康复治疗师应具备的最基本条件。本章主要介绍神经学的解剖生理基础、运动生理基础和神经发育基础。一、神经传导系统的结构与功能（一）突触的传导1、突触的传导作用突触是神经传导系统中最基本的单位。神经元受到刺激后产生动作电位，即神经元的兴奋过程，神经元可以将自身的兴奋传至其它神经元或外周肌细胞，兴奋传导是通过突触来完成，突触传递信息是通过化学递质转变为电变化实现的。神经元兴奋后产生的动作电位向神经末梢传递，使神经末梢突触前膜释放神经化学递质，这些神经递质的释放影响邻近神经和肌细胞膜（突触后膜）的膜通透性和膜电位，当突触前神经元释放了足够的神经递质使突触后细胞去极化到达足以引发细胞动作电位的阈值时，一个电化学信号（动作电位）就由一个细胞传播到下一个细胞，导致了兴奋的传导和扩散。但一个神经元产生的动作电位在通过突触时，可能会引起突触后神经元兴奋性下降，这是神经传导系统的抑制作用，是通过抑制性突触传递过程实现的。2、运动终板的传递作用运动终板（神经肌肉接头）是指运动神经元轴突末梢与肌肉接头部位形成的突触，它是将神经兴奋性传递到肌肉的重要部位。神经元兴奋引起外周肌细胞兴奋是通过运动终板的兴奋传递实现的，神经肌肉接头兴奋传递具有化学传递（乙酰胆碱）、单向性传递（兴奋只从神经末梢传向肌纤维）、时间延搁（兴奋传导速度在接头处比在同一细胞中慢，易受化学和其他环境因素的影响）的特点。（二）兴奋在中枢的传导中枢的兴奋传递，必须经过一次以上的突触接替，中枢兴奋传布的特征与突出传递的特点有关。中枢兴奋的传导有以下特征：1、单向传导中枢内兴奋传导只能由感觉神经元经中间神经元传至运动神经元。2、中枢延搁兴奋在神经纤维上传导速度较快，而经过突触传递时速度较2慢，需要的时间较长。3、兴奋的总和连续给予数次阈下刺激或同时在不同感受区域内分别给予阈下刺激就可以引起反射，称为中枢兴奋的总和。前者为时间总和，后者为空间总和。4、兴奋的后作用在反射活动中，当刺激停止后，传出神经元还可以继续发放冲动，是反射活动延续一段时间。5、兴奋的扩散：刺激某一种感受器，常引起某一种反射，如果刺激部位不变，刺激强度增加，可以引起广泛的反射活动。6、兴奋的节律转化单一刺激由传入纤维传到中枢后，中枢可以改变传入冲动节律，产生高频率冲动传至肌肉，引起肌肉强直性收缩。神经中枢具有把作用于传入冲动的节律变为另一种中枢节律的能力。（三）抑制在中枢的传导中枢神经系统除产生兴奋过程外，还会产生抑制过程，产生抑制的基础是抑制性突触活动的结果，主要表现在：1、突触后抑制在中枢神经系统内存在相当数量的抑制性神经元，一般为中间神经元，抑制性神经元兴奋后，其轴突末梢释放抑制性递质，与突触后神经元构成抑制性突触，使突触后神经元细胞膜超极化，兴奋性降低，形成了突触后抑制。2、突触前抑制当神经冲动传至某一兴奋性突触时，靠近突触联接处的突触前末梢所释放的递质减少，以至不易甚至不能引起其突触后的神经元兴奋而呈现抑制性效应，这种现象称突触前抑制。二、感觉神经系统的结构与功能（一）外周感觉外周感觉主要包括浅感觉（痛、温、触觉）、深感觉（本体感觉）和特殊感觉（视、听、嗅觉）。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。3（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4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5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。6（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7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