前庭系统解剖生理

前庭系统的构成
前庭感受器 前庭神经 前庭神经核 前庭神经通路 前庭中枢
前庭感受器
前庭迷路和感受器
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
•
Eatock and Hurley 2003 Eatock and Hurley 2003; Eatock et al. 2002; Hurley et al. 2006; Limon et al. 2005; Wooltorton et al. 2007
动态代偿特点
（Dynamic Compensation）
• 做损伤相反侧转动头，神经不对称重 新出现 • 神经不对称量为损伤前的一半 • 前庭神经通路要重新标定，以产生适 宜于头动时的代偿性眼动
视觉和前庭觉信 息 在小脑、前 庭核、 旁中桥脑 网状结构 会聚和 发生相互作用
皮层通路 视网膜中心凹外膝体枕叶视皮层前额视皮层脑干PPRF、小脑 前庭核眼动神经核眼外肌 皮层下通路 视网膜外周部副视束系统（AOS） 小脑绒球、速度储存单元 （VEC） 前庭核眼动神经核眼外肌
半规管系统
半规管空间位置
（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 极 化 电 位
半规管系统 功能效应 基本规律
水平半规管 内淋巴液 向壶腹流动 垂直半规管 内淋巴液 离壶 腹流动 产生兴奋效应
耳石器系统功能效应基本规律
适宜刺激：重力变化和线加速度惯性力
1.处于惯性力作用平面内产生功能效应
阈值 0.001~ 0.05g 0.2~0.3 m/ sec2
耳石器系统功能效应基本规律
２.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 在各种状态下的放电调制
耳石器系统功能效应基本规律
A:接受来自前 庭神经核的输 入皮层区 B：向前庭神 经核投射的皮 层区 FEF：额页视 野区 MST：内上颞l, VIP ：顶叶腹 内侧 PIVC：顶岛前 庭皮层 斜纹区是深皮 层区.
中央沟
顶间沟
大脑 外侧沟
引自Brandt et al.1995
前庭皮层 颞上沟
Kathleen Cullen and Soroush Sadeghi (2008)
３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
4.对重力与加速度惯性力不能识别，对其合力发生效应
耳石器官
主观重力垂直线
原理
主观重力垂直线 正常范围 6-8度
主观重力垂直线 重力垂直线
加速度惯性力
合力矢向
重力垂直
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BBPV 手法治疗上的应用
水平半规管内淋巴向壶腹流动 垂直半规管内淋巴液离壶 腹流动 产生兴奋效应
半规管系统功能效应基本规律
向左转动头
向右转动头
两 型 毛 细 胞 放 电 特 性
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
眼外肌与眼动神经核
眼动神经核-眼外肌
半规管-前庭核-眼动神经核-眼外肌
半规管-前庭核-眼动神经核-眼外肌
头绕垂直轴转动时
头绕纵轴(前后)滚转时
头绕横轴翻动(俯仰)时
垂直半规管处于受作用平面时
脉冲试验头位
前庭、视觉、本体觉功能相互作用
1.前庭视觉固视 VOR-Fix 2.视前庭眼动反射 VVOR 3.前庭眼动反射(VOR),视前庭眼动反射(VVOR),颈 眼动反射(COR) 4. 振动幻视 (oscillopsia ) 动态视力( DVA) 5.感觉构建试验 SOT 6.各感觉系统在保持人体平衡中的权重 7. 凝视与躯体平衡在姿态稳定中的作用
囊班-前庭眼动神经通路
（改制自Buttner-Ennever and Gerrits NM ，2004
前庭网状结构通路
（改制自Brodal,1968和Brodal&Pompeiano,1972）
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
二、耳石器官系统引发的空间知觉：
绕一个、二个、三个轴向的位置和姿态知觉。
前庭系统 前庭皮层代表区和三级控制中枢 提示我们什么?
1.前庭器官是前庭系统的一部分,在思考前庭器 官的功能状态或病理过程不应只考虑前庭外 周部分,而应从整个系统考虑 2.对前庭系统疾病的认识进入系统不同水平阶 段 3.对前庭系统疾病的诊疗要考虑系统不同水平 的作用 4.前庭系统三级控制和各神经通路相互作用将 对前庭康复在眩晕治疗上起重要作用
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
.
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
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） 小脑水平（第二级控制中心） 丘脑、大脑皮层水平 （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,提供空间定向信息 4)到脊髓运动神经原,引发稳定姿态的反射
脊髓前角运动神经原 （姿势稳定）
Cullen 2004, Horak 2006, Maurer et al. 2000 Peterka et al. 2006
半规管-前庭眼动反射神经核通路
(引自McElligott J & Spencer R. 2000和Sharpe JA & Johnston JL ,1993)
视前庭神经相互作用通路
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 层-丘脑弧转移； 2、周边性转移：在肌紧张 和本体感受器参与下转移。
前庭皮层中枢（PIVC）兴奋抑制视觉皮 层中枢（VIS）上图 内顶枕视觉皮层（PO）兴奋抑制前庭皮 层中枢 下图
（改制自于立身，1994和Rosen ES et al,1998）
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
前庭脊髓通路
前庭脊髓外通路: 前庭外侧核 同侧整个脊髓,终止于 前角细胞 前庭脊髓内通路: 内侧核和下核 经内侧纵束下行 与小脑脊髓束、网状 结构脊髓束相互配合 作用脊髓反射和随意 运动，还间接经延髓 网状结构作用于脊髓
前庭大脑皮层通路
前庭信息传入大脑皮层的途径： 1、经前庭神经核、丘脑特异神经 核至大脑皮层前庭中枢； 2、前庭神经核 网状结构、小脑、 丘脑非特异神经核，以及经下丘脑 至边缘系统大脑皮层前庭中枢。
前庭大脑皮层通路
前庭空间知觉 一、半规管系统引发的空间知觉：
绕一源自文库轴向，二个轴向，甚至三个轴向的旋转 知觉。
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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） 时受角加速度作用水平半规 管内淋巴液的流动方向 虚线示壶腹嵴胶顶偏移， 使伸在胶顶内的纤毛弯曲。 在虚线方框内的纤毛细胞示 静纤毛与动纤毛（暗黑的纤 毛）的关系 静纤毛束向动纤毛方向 弯曲增加神经放电，背离动 纤毛方向弯曲减低神经电 激惹性的损伤和切除性 的损伤使中枢神经系统比较 器发生类似的状态，产生类 似的感觉和反射性动作 （Correia & guedry,1978）
前庭系统神经通路
七条神经通路 前庭眼动通路 前庭脊髓通路 五类功能 视觉稳定 姿态控制 人体平衡
前庭网状结构通路
前庭自主神经通路
动作协调
保护机制
前庭小脑通路
视前庭本体相互作用通路
前庭大脑皮层通路
空间定向
前庭系统主要通路
高级中枢 （空间定向）
眼动神经核
前庭感受器 前庭神经核 前庭神经核
眼外肌 （凝视稳定）
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）
Cajal间质核 内侧纵束嘴间质核
III神经核
神经核
旁正中桥脑 网状结构
内侧纵束 神经核 前庭神经核
前庭皮层代表区 和三级控制中枢
小脑水平（第二级控制中心）
小脑对前庭眼动通路的控制 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 庭感受器来的 初级纤 维小脑顶核上下 丘脑、外侧绒带、内 膝体、黑质前庭信 息得到整合后
前庭代偿与失代偿
概念
在某水平上，或某侧前庭功能受损引发 的反应，逐渐减弱，至消失的过程为前 庭代偿；在一定因素影响下减弱，或消 失的反应重新出现的现象为前庭失代偿。
生理机制
前庭代偿：前庭神经系统在分子、细胞、 结构水平上重组； 前庭失代偿：在一定因素作用下重组失 败。
静态代偿特点
（Static Compensation ） • • • • 在动物体上依赖于活动和视觉刺激形成 人体上通常自发形成 不管前庭是突然还是逐渐丧失都会产生 对稳定性损伤更有效
前庭神经
前庭神经核
椭圆囊
SVN:上核
LVN:外侧核
水平半规管 上半规管
球囊
后半规管
MVN:内侧核 IVN:下核
.
皮层输入
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 眼动输入 小脑输入
前庭输入
颈本体感受器
前庭输出通路
输出纤维 起源于脑干内 外展神经核附近的核团 SVN：前庭上核 LVN：前庭外侧核 VI ：外展神经核
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
Goldberg et al. 1984 Baird et al. 1988
耳石器囊班系统
椭圆囊和球囊的空间位置
（改制自Correia and Guedry,1978和Paige et al.1996）
前庭、视觉、本体觉功能相互作用
平衡系统的各感觉子系统功能相互 作用提示我们什么?
1.眩晕、前庭功能障碍、空间定向障碍、运 动病等临床病症实质上都是多感觉综合征 （Multisensory Syndromes) 2.在多感觉综合征的诊断治疗上要从多感觉 系统的相互作用规律出发才能有所突破和 取得效果，DVA，GST（Gaze stbility Training),SOT在眩晕诊治中之所以有效果， 原因即在此
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、7 条神经通路和3级中枢(脑干、小脑和皮层) 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 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 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、功能有全面的 了解
前庭核
前庭核
小脑
Highstein SM.,Fay RR.and Popper AN.,2004
小脑在前庭系统中的地位
丘脑、大脑皮层水平 （第三级控制中心）
1994-1999年明确为以 PIVC为 主的多中心
2V区:在顶间沟前部 3a区:在中央沟 7区：多感觉区，在顶下 叶皮层 PIVC(顶岛前庭皮层):在脑岛后终端与视颞雪氏区
前庭感受器-前庭神经核眼动神经核-眼外肌关系
前庭眼动反射 生理解剖基础
眼动神经核
前庭眼动通路
各半规管和耳石器 有各自的眼动通路 对眼球运动 实施相应控制
主要功能 稳定视网膜成像 视觉清晰 使眼球运动协调准确
动眼神经核
眼外肌
眼动的三个轴向
眼动方向与眼外肌
旋转性眼动与眼外肌
眼外肌与眼动神经核
（改制自 Wilson VJ & Jones GM,1979 和 Yates BJ & Miller AD,1996）
前庭脊髓通路
头动和姿势反射前庭脊髓控制主、被动作用
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