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脑干网状结构

脑干网状结构的定义 脑干网状结构是指在脑干内除界限清楚、机能明确的神经细胞核团和神经纤维束外,还有从脊髓到丘脑底部都有神经细胞和神经纤维交织成网状的结构,其结构占据脑干的广泛范围。网眼内散布着大小不等的神经细胞胞体;嘴侧端起自丘脑板内核,尾侧端移行于颈髓的中间质外侧部网状结构,横断面占据脑干被盖部内侧2/3和外侧1/3。

脑干网状结构有上行和下行投射系统。上行投射系统接受各种特传入冲动以及躯体和内脏来的各种传入冲动,最后由丘脑的非特异性投射系统到达大脑皮质;下行投射系统到达脊髓,对其运动性活动产生易化和抑制两种作用。

在脑干网状结构内散在分布着40余个细胞核团,其纤维与大脑、小脑、脊髓等均有密切联系。其主要纤维束包括:脊髓网状束、网状脊髓束、小脑网状束、网状小脑束、网状丘脑纤维、网状丘脑下部纤维、皮质网状纤维、网状皮质纤维、纹状体网状纤维、网状纹状体纤维。此外,还有脑干网状结构与脑干其他结构的联系纤维,如红核网状纤维以及网状结构与各脑干神经核的联系纤维等。脑干网状结构借助上述各联系纤维束执行其复杂的神经功能。

网状结构神经元的轴突有长的上升支和下降支分别可抵达丘脑及脊髓(图一-2天大鼠脑干矢状切面),同一可通过它的侧支影响其上下不同水平的许多神经元。网状结构神经元的树突与其长的轴突常呈垂直方向排列,表明多方面来源的传入冲动可在网状结构内整合(图二-网状结构神经元树突的走行方向幼鼠网状细胞树突与脑干长轴垂直的优势定向)传入纤维有的来自脊髓网状束,大部分终止于内侧2/3的网状结构。大脑皮层许多区的纤维都可向网状结构某一局部汇集。网状结构还接受来自小脑顶核、基底核(基底神经节)、下丘脑、内耳等处的传入纤维。

内侧2/3的网状结构含有较多的大型神经细胞,此区可以看作网状结构的执行区。因为它发出超过中脑的上行性投射,主要到达丘脑的非特异性核如下丘脑、视前区等部位;它又是发出网状脊髓束的部位。

脑桥内的蓝斑神经元含去甲肾上腺素;中脑到延髓的中线及其附近有中缝核群,其中的许多神经元含有5-羟色胺,它们的轴突在脑内也有广泛的投射,并且也可投射到脊髓。所以这两类神经元对脑和脊髓的活动有着广泛的影响。

网状结构对大脑皮层的作用,是与睡眠发生的机制相关联的。网状结构的一部分在动物的行为上有激活作用,使之清醒;同时对脑电有去同步化作用。下位脑干的网状结构还有与上述相对抗的、使脑电同步化的作用,此部活动增强,将导致睡眠(见)。

在脊髓与延髓之间切断形成的与脊髓脱离的标本,叫做孤立头,孤立头动物的眼睛仍能作灵巧的活动,它的脑电图也与清醒动物近似。如在中脑水平切断,则这个头端的标本称为孤立脑。孤立脑动物完全与昏睡的动物一样,眼睛固定不动,脑电图是睡眠型(图3-孤立头与孤立脑)

1.1 觉醒与睡眠的调节

在脑干网状结构内有桥脑上段的上行网状激活系统和桥脑下段的上行网状抑制系统,由此调节睡眠和觉醒的周期。

1.2 注意力

桥脑蓝斑核内具有丰富的去甲肾上腺素能神经元,接受感觉纤维的侧支,向大脑、丘脑、海马、小脑、脊髓等广泛区域投射,认为此部位与选择性注意机制有关。

1.3 调节肌肉张力

脑干网状结构可调节肌张力,在中脑、桥脑和延髓网状结构的外侧部为易化区,此区发出易化性网状脊髓束达脊髓前角细胞,增强脊髓牵强反射,肌张力增高,此区接受来自脊髓的各种感觉传导束纤维和来自小脑前庭的神经纤维。另外在延髓网状结构的腹侧部发出抑制性网状脊髓束,冲动达脊髓前角后使牵张反射消失,肌张力降低。脑干网状结构通过易化区和抑制区调节肌肉张力。

1.4 呼吸调节

调节呼吸的吸气中枢在延髓中、上段网状结构的腹内侧,呼气中枢在吸气中枢的背外侧(孤束核附近),此两部位之间存在密切联系,交互抑制,因而形成自动的呼吸节律,但受其他下行纤维或肺牵张反射的影响,长吸中枢位于桥脑中下段的网状结构外侧部,兴奋时产生长吸式呼吸,呼吸调整中枢位于桥脑上段和中脑下段的网状结构背外侧(包括蓝斑核),其作用为调整长吸中枢。

1.5 心血管反射中枢

心加速中枢和血管收缩中枢位于延髓上段网状结构背外侧,经网状脊髓束与胸髓侧角细胞相联,兴奋时使心跳加快、血管收缩、血压升高。心抑制中枢和血管舒张中枢位于心加速中枢的背内侧,即迷走神经背侧核的深部,此中枢兴奋时心跳减慢、血管舒张、血压下降。因而脑干网状结构具有调节心率、血压和血管收缩的机能。

1.6 呕吐中枢

位于延髓背外侧部,此部接受迷走神经、极后区及前庭神经的纤维,与壳核、桥脑泌涎核、延髓泌涎核、延髓呼吸中枢及脊髓运动神经元等均有密切联系,介以完成呕吐动作。

维持意识清醒主要依靠觉醒反应和认知反应。觉醒状态主要由上行网状激活系统来维持,因而脑干网状结构病变可丧失睡眠觉醒周期的反应,导致意识丧失。

按幻觉的责任病灶可分为皮层感觉中枢性幻觉、颞叶性幻觉和脑干性幻觉3种。脑干性幻觉的概念是Lhermitte(1992)首先提出中脑、桥脑被盖部病变导致梦幻状态的报告,以后Van Bogaert报告表现同样状态的梅素性脑动脉炎剖检病例命名为脑脚幻觉症。其特征为:⑴以实体性、感觉性明显的动物、人物、情景等幻觉为主体,可伴有动作的幻觉;⑵多发生于黄昏时间;⑶对幻觉保有批判能力;⑷伴有睡眠周期异常,脑脚幻觉的责任病灶可为中脑、桥脑甚至延髓,病变位于脑干背侧上行性网状激活系统的广泛区域。

眩晕可分为旋转性眩晕(vertigo)、动摇性眩晕(dizziness)和振动幻觉(oscillopsia),脑干网状结构与小脑有纤维联系,与眼球运动相关,也与前庭系有间接联系,脑干网状结构所致眩晕的动摇性眩晕较旋转性眩晕多见。也可能出现视性眩晕(振动幻觉)。

桥脑旁正中网状结构为脑干侧视中枢,中脑网状结构内有脑干垂直眼球运动中枢,因而脑干网状结构病变时可出现各种眼球运动障碍,包括同向侧视麻痹、核间性眼肌麻痹、Foville征状群、Millard-Gubler症群、一个半征候群和Parinoud症候群等。

延髓病变可致急性神经原性高血压,实验证实,孤束核和尾侧延髓腹外侧部限局性障碍可导致急性神经源性高血压。临床观察证实,延髓受压、缺血可引起急性神经源性高血压。其机制可能为:⑴调压反射障碍;⑵从丘脑下部到脑干的下行经路被激活或抑制;⑶由于缺血导致延髓交感神经系直接受刺激,包括孤束核在内的延髓病变时由于压力感受反射障碍可致心跳、血压波动,发生急骤血压增高。

在延髓有控制呼吸的呼吸中枢,控制呼吸节律,此外尚有高位中枢,来自末梢的神经性调节以及血中化学物质等构成复杂的呼吸调节机制,延髓吸气中枢位于延髓网状结构的腹内侧,下橄榄核上方4/5处散在分布,吸气中枢对脊髓吸气神经元和膈肌神经元有兴奋作用,而对脊髓呼气神经元有抑制作用。呼气中枢位于其背外侧,对脊髓呼气神经元有兴奋作用而对脊髓吸气神经元有抑制作用。吸气、呼气中枢之间有中间神经元,对其兴奋、抑制有调节作用。

呃逆为膈肌阵挛,认为是由于呼吸中枢附近机能异常所致,除胃等消化道及胸腔脏器的反射性因素外,下部脑干的血管病变常可出现,有时可合并软腭肌阵挛。

脑干网状结构由椎基底动脉系统供血,包括旁正中、短旋、长旋支等均为穿动脉供血,缺乏侧支循环,因而容易受血流灌注压低下的影响,脑干网状结构常见的脑血管病与脑其他部位一样,多为脑出血、脑梗塞和蛛网膜下腔出血。

⑴脑出血。脑干网状结构所见的脑出血多为高血压性脑出血,其他尚可有海绵状血管瘤等脑血管畸形所致脑出血、原发或转移肿瘤脑出血以及继发性脑干出血(Duret hemorrhage)等。脑出血后,与网状结构受损有关的神经征候可出现意识障碍,由于上行性网状激活系统受损而致不同程度意识障碍甚至昏迷。桥脑至延髓网状结构的呼吸中枢受损可致各型呼吸障碍,眼球运动障碍可表现为侧视注视麻痹、内侧纵束征候群或一个半综合征等。

⑵脑梗死。基底动脉闭塞、脑干全部梗死时可出现昏迷、高热、脑胃综合征、去脑强直发作及四肢瘫等。如梗死灶较局限,可出现内侧纵束症候群或一个半症候群。⑶蛛网膜下腔出血。基底动脉瘤破裂所致蛛网膜下腔出血可出现明显的意识障碍甚至昏迷。各型脑血管病所致脑干网状结构受损,主要导致意识障碍、眼球运动障碍、眩晕及顽固性呃逆等,恢复较慢,是康复治疗的难点。

发生于脑干部位的常见肿瘤为星形细胞瘤、胶质母细胞瘤、恶性淋巴瘤、胚胎瘤等,少见的肿瘤有颅咽管瘤,少树突细胞瘤等,此类肿瘤可侵犯脑干网状结构。早期多表现为复视、步态不稳、构音障碍、咽下障碍、呕吐等,症状逐渐加重,出现多颅神经受损、锥体束征及小脑受损征,继续发展出现颅内压力增高,意识障碍多在晚期发生。

多系统萎缩,原因不明,主要包括Shy?Drager综合征、橄榄桥小脑萎缩和纹状体黑质变性。此类疾病在病程中可出现脑干网状结构受损的表现。⑴REM睡眠行动障碍;⑵睡眠无呼吸症候群;⑶Shy?Drager综合征病例发生周期性20~40s无呼吸的Biot呼吸;⑷仰卧位时呼吸正常,立位后发生反复8~22s周期性无呼吸现象;⑸呼吸节律不整及睡眠呼吸频数;⑹声带外展麻痹(Gerhardt征群);⑺睡眠时血压明显下降。

脑干网状结构的解剖及生理机能较为复杂,病变时可出现多种临床表现,了解脑干网状结构的主要生理机能有助于对各种病变时出现的多种临床表现的深入理解,有助于指导康复治疗。

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