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1、前庭系统是人体平衡系统和空间定向系统的子系统前庭系统的组成 由前庭感受器、前庭神经、前庭神经核、由前庭感受器、前庭神经、前庭神经核、7条神经通路和条神经通路和3级中枢级中枢(脑干、小脑和皮层脑干、小脑和皮层)构成。由此,在我们提到前庭系统结构和构成。由此,在我们提到前庭系统结构和功能时,不能认为只是前庭感受器,或前功能时,不能认为只是前庭感受器,或前庭器官,实质上是一个完整的前庭神经系庭器官,实质上是一个完整的前庭神经系统。要全面、正确了解了解前庭生理功能统。要全面、正确了解了解前庭生理功能和临床前庭性眩晕病症的实质就应当对前和临床前庭性眩晕病症的实质就应当对前庭神经系统的构成、结构、功能有全
2、面的庭神经系统的构成、结构、功能有全面的了解了解 前庭系统的构成前庭感受器前庭感受器 前庭神经前庭神经前庭神经核前庭神经核 前庭神经通路前庭神经通路前庭中枢前庭中枢前庭感受器前庭迷路和感受器Eatock and Hurley 2003 Eatock and Hurley 2003; Eatock et al. 2002; Hurley et al. 2006; Limon et al. 2005; Wooltorton et al. 2007 前庭迷路 3对半规管: 水平、前、后半规管的毛细胞为胶顶所覆盖 2对囊:椭圆囊和球状囊耳石感受器其上面覆盖耳石砂半规管系统半规管空间位置半规管空间位置(
3、改制自Savundra&Luxon,1997和Hain TC,Ramaswamy TS and Hillman MA,2000)毛细胞静动纤毛活动关系毛细胞静动纤毛活动关系毛毛细细胞胞极极化化电电位位 半规管系统半规管系统 功能效应功能效应 基本规律基本规律 水平半规管水平半规管 内淋巴液内淋巴液 向壶腹流动向壶腹流动 垂直半规管垂直半规管 内淋巴液内淋巴液 离壶离壶 腹流动腹流动 产生兴奋效应产生兴奋效应两侧水平半规管功能活动基本原理两侧水平半规管功能活动基本原理在头向左转(从上看逆针)在头向左转(从上看逆针)时受角加速度作用水平半规时受角加速度作用水平半规管内淋巴液的流动方向管内淋巴液的流
4、动方向 虚线示壶腹嵴胶顶偏移,虚线示壶腹嵴胶顶偏移,使伸在胶顶内的纤毛弯曲。使伸在胶顶内的纤毛弯曲。在虚线方框内的纤毛细胞示在虚线方框内的纤毛细胞示静纤毛与动纤毛(暗黑的纤静纤毛与动纤毛(暗黑的纤毛)的关系毛)的关系 静纤毛束向动纤毛方向静纤毛束向动纤毛方向弯曲增加神经放电,背离动弯曲增加神经放电,背离动纤毛方向弯曲减低神经电纤毛方向弯曲减低神经电 激惹性的损伤和切除性激惹性的损伤和切除性的损伤使中枢神经系统比较的损伤使中枢神经系统比较器发生类似的状态,产生类器发生类似的状态,产生类似的感觉和反射性动作似的感觉和反射性动作(Correia & guedry,1978)水平半规管水平半规管内淋巴
5、向壶腹流动内淋巴向壶腹流动 垂直半规管垂直半规管内淋巴液离壶内淋巴液离壶 腹流动腹流动 产生兴奋效应产生兴奋效应半规管系统半规管系统功能效应基本规律功能效应基本规律向左转动头向右转动头两型毛细胞放电特性Goldberg et al. 1984 Baird et al. 1988 两型毛细胞放电特性I型毛细胞:不规律放电II型毛细胞:规律放电 . 两型毛细胞放电功率特点I型在低频活动范围内放电功率大于II型毛细胞放电功率 II型毛细胞放电有谐波 毛细胞放电输入的增益I型:不规律放电输入增益在高频范围内较高 共有的信息密度I型:信息密度随频率增加增大II型:信息密度相对恒定耳石器囊班系统 椭圆囊和
6、球囊的空间位置(改制自Correia and Guedry,1978和Paige et al.1996) 适宜刺激:重力变化和线加速度惯性力适宜刺激:重力变化和线加速度惯性力1. 1.处于惯性力作用平面内产生功能效应处于惯性力作用平面内产生功能效应 阈值阈值 0.0010.001 0.05g 0.05g 0.20.3 0.20.3 m m/ sec/ sec2 2耳石器系统功能效应基本规律耳石器系统功能效应基本规律. .作用力方向与纤毛细胞纤毛极性一致时发生效应作用力方向与纤毛细胞纤毛极性一致时发生效应来自椭圆囊神经的自发性放电和来自椭圆囊神经的自发性放电和在各种状态下的放电调制在各种状态下的
7、放电调制 耳石器系统功能效应基本规律对正切力和正切力合力发生功能效应对正切力和正切力合力发生功能效应 耳石器系统功能效应基本规律耳石器系统功能效应基本规律4.4.对重力与加速度惯性力不能识别,对其合力发生效应对重力与加速度惯性力不能识别,对其合力发生效应主观重力垂直线主观重力垂直线重力垂直重力垂直加速度惯性力加速度惯性力合力矢向合力矢向原理原理重力垂直线重力垂直线 主观重力垂直线主观重力垂直线 正常范围正常范围 6-8度度主观重力垂直线主观重力垂直线耳石器官耳石器官 半规管与两囊之间的空间位置关系半规管与两囊之间的空间位置关系(引自Frenzel,1955)半规管与椭圆囊的空间位置在半规管与椭
8、圆囊的空间位置在BBPV手法治疗上的应用手法治疗上的应用 前庭神经前庭神经. 前庭神经核前庭神经核 前庭神经核接受的输入: 1.前庭感受器 2.脊髓 3.小脑、4.脑干 5.大脑皮层区SVN:上核上核LVN:外侧核外侧核MVN:内侧核内侧核IVN:下核下核水平半规管水平半规管上半规管上半规管后半规管后半规管椭圆囊椭圆囊球囊球囊皮层输入皮层输入眼动输入眼动输入小脑输入小脑输入颈本体感受器颈本体感受器前庭输入前庭输入前庭输出通路前庭输出通路. 前庭输出纤维与规律放电和不规律放电前庭输入纤维相接,以及也与II型毛细胞相接 输出纤维输出纤维 起源于脑干内起源于脑干内外展神经核附近的核团外展神经核附近的
9、核团SVN:前庭上核 LVN:前庭外侧核 VI :外展神经核前庭神经核输出的神经联系和输入前庭神经核输出的神经联系和输入到前庭神经核的神经联系到前庭神经核的神经联系 前庭皮层代表区和三级控制中枢前庭皮层代表区和三级控制中枢 脑干水平(第一级控制中心)脑干水平(第一级控制中心) 小脑水平(第二级控制中心)小脑水平(第二级控制中心) 丘脑、大脑皮层水平丘脑、大脑皮层水平 (第三级控制中心)(第三级控制中心) 来自迷路的前庭信号 经前庭输入神经纤维被传送到前庭神经核(VN) 前庭神经核与其他脑区有几个通路,把信号传送到:1)对侧前庭神经核2)眼外肌神经核,产生前庭眼动反射3)到大脑高级中枢,提供空间
10、定向信息4)到脊髓运动神经原,引发稳定姿态的反射前庭皮层代表区前庭皮层代表区和三级控制中枢和三级控制中枢脑干水平(脑干水平(第一级控制中心第一级控制中心)CajalCajal间质核间质核内侧纵束嘴间质核内侧纵束嘴间质核IIIIII神经核神经核神经核神经核神经核神经核旁正中桥脑旁正中桥脑网状结构网状结构前庭神经核前庭神经核内侧纵束内侧纵束前庭皮层代表区前庭皮层代表区和三级控制中枢和三级控制中枢小脑水平(第二级控制中心)小脑水平(第二级控制中心)前庭核前庭核前庭核前庭核小脑小脑Highstein SM.,Fay RR.and Popper AN.,2004小脑对前庭眼动通路的控制小脑对前庭眼动通路
11、的控制前庭与小脑 之间相互制约和前庭信息在小脑得到整合 前庭核次级纤维和前前庭核次级纤维和前庭感受器来的庭感受器来的 初级纤初级纤维维小脑顶核小脑顶核上下上下丘脑、外侧绒带、内丘脑、外侧绒带、内膝体、黑质膝体、黑质前庭信前庭信息得到整合后息得到整合后小脑在前庭系统中的地位小脑在前庭系统中的地位丘脑、大脑皮层水平丘脑、大脑皮层水平 (第三级控制中心)(第三级控制中心) 1994-1999年明确为以年明确为以 PIVC为为 主的多中心主的多中心 2V区区:在顶间沟前部在顶间沟前部 3a区区:在中央沟在中央沟 7区区:多感觉区,在顶下:多感觉区,在顶下叶皮层叶皮层 PIVC(顶岛前庭皮层顶岛前庭皮层
12、):在脑岛后终端与视颞雪氏区在脑岛后终端与视颞雪氏区中央沟中央沟顶间沟顶间沟 大脑大脑外侧沟外侧沟颞上沟颞上沟引自引自Brandt et al.1995 前庭皮层前庭皮层A:接受来自前接受来自前庭神经核的输庭神经核的输入皮层区入皮层区 B:向前庭神:向前庭神经核投射的皮经核投射的皮层区层区 FEF:额页视:额页视野区野区MST:内上颞:内上颞l, VIP :顶叶腹:顶叶腹内侧内侧 PIVC:顶岛前:顶岛前庭皮层庭皮层 斜纹区是深皮斜纹区是深皮层层区. Kathleen Cullen and Soroush Sadeghi (2008), 前庭眼动通路前庭眼动通路 视觉稳定视觉稳定前庭脊髓通路前
13、庭脊髓通路 姿态控制姿态控制 人体平衡人体平衡前庭网状结构通路前庭网状结构通路 动作协调动作协调前庭自主神经通路前庭自主神经通路 保护机制保护机制前庭小脑通路前庭小脑通路视前庭本体相互作用通路视前庭本体相互作用通路前庭大脑皮层通路前庭大脑皮层通路 空间定向空间定向七条神经通路七条神经通路五类功能五类功能前庭系统神经通路前庭系统神经通路前庭系统主要通路前庭系统主要通路Cullen 2004, Horak 2006, Maurer et al. 2000 Peterka et al. 2006 高级中枢(空间定向) 眼外肌 (凝视稳定)前庭感受器脊髓前角运动神经原 (姿势稳定)前庭神经核前庭神经核
14、眼动神经核 半规管半规管-前庭眼动反射神经核通路前庭眼动反射神经核通路(引自引自McElligott J & Spencer R. 2000和和Sharpe JA & Johnston JL ,1993)囊班-前庭眼动神经通路 (改制自Buttner-Ennever and Gerrits NM ,2004各前庭核向网状结构的主要投射前庭神经核次级纤维网状结构前庭感受器初级神经元纤维也有的直接网状结构前庭神经核通过网状结构与中枢神经系统大部分神经核发生联系-眼动神经核;橄榄核;红核;视丘;小脑;视丘下部;边缘系统;大脑皮层;脊髓前庭网状结构通路前庭网状结构通路(改制自Brodal,1968和B
15、rodal&Pompeiano,1972) 前庭脊髓通路前庭脊髓通路(改制自 Wilson VJ & Jones GM,1979 和 Yates BJ & Miller AD,1996)前庭脊髓外通路前庭脊髓外通路:前庭外侧核前庭外侧核同侧整个脊髓同侧整个脊髓,终止于终止于前角细胞前角细胞前庭脊髓内通路前庭脊髓内通路:内侧核和下核内侧核和下核经内侧纵束下行经内侧纵束下行与小脑脊髓束、网状与小脑脊髓束、网状结构脊髓束相互配合结构脊髓束相互配合作用脊髓反射和随意作用脊髓反射和随意运动,还间接经延髓运动,还间接经延髓网状结构作用于脊髓网状结构作用于脊髓头动和姿势反射前庭脊髓控制主、被动作用头动和姿势
16、反射前庭脊髓控制主、被动作用 前庭脊髓通路前庭自主神经通路前庭自主神经通路(引自Highstein SM.,Fay RR.and Popper AN.,2004)视前庭功能相互作用通路视前庭功能相互作用通路视觉和前庭觉信视觉和前庭觉信息息 在小脑、前在小脑、前庭核、庭核、 旁中桥脑旁中桥脑网状结构网状结构 会聚和会聚和发生相互作用发生相互作用皮层通路皮层通路视网膜中心凹视网膜中心凹外膝体外膝体枕叶视皮层枕叶视皮层前额视皮层前额视皮层脑干脑干PPRF、小脑、小脑前庭核前庭核眼动神经核眼动神经核眼外肌眼外肌 皮层下通路皮层下通路视网膜外周部视网膜外周部副视束系统(副视束系统(AOS) 小脑绒球、速度储存单元小脑绒球、速度储存单元(VEC) 前庭核前庭核眼动神经核眼动神经核眼外肌眼外肌视前庭神经相互作用通路视前庭神经相互作用通路(改制自于立身,1994和Rosen ES et al,1998) 前庭空间知觉 转移为视空间知觉的途径1、中枢性转移:直接经皮、中枢性转移:直接经皮层层-丘脑弧转移;丘脑弧转移;2、周边性转移:在肌紧张、周边性转移:在肌紧张和本体感受器参与下转移和本体感受器参与下转