前庭神经系统解剖和生理

前庭神经系统解剖和生理

眩晕和头晕神经病学医学网编排：玄之玄

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正常平衡功能的保持，有赖于完整的前庭觉、本体觉和视觉，以及他们在中枢神经内不断整合的功能。任何一处病变或功能障碍都将引起平衡紊乱或影响前庭疾病的恢复！

本文内容提要：

●内耳迷路虽只属于平衡系统的一个组成部分，但大部分眩晕/头晕可能与它有关。

●每侧耳内，包含有三个半规管(水平、前、后)和两个耳石器(椭圆囊和球囊)，前者感受头部的角加速度运动，后者感受包括重力作用在内的直线加速运动。

●大多数的半规管试验只检查水平平规管功能，后者仅占前庭迷路的五分之一。

●前庭神经上支包含来自上(前)半规管、水平(外)半规管和椭圆囊的传入神经纤维，前庭神经下支则包含来自下(后)半规管和球囊的传人神经纤维。这种结构为前庭神经炎患者会出现水平半规管功能减退或后半规管BPPV(良性阵发性位置性眩晕)提供了解释。

●供血动脉基本上是沿着神经支配径路走行的，因此血管病变会首先损及耳蜗或前庭。除非出现终末动脉的选择性病变，这两个器官(及脑干) 常会同时受损。

●前庭神经存在背景性放电(前庭紧张度)。这为一侧前庭病变后在没有任何头部运动的情况下，仍能引发眩晕提供了解释;也为患者仍能感受到头部向各个方向的运动提供了解释:向功能“正常”方向运动时背景放电增强，向功能“ 减低”方向运动时背景放电减弱。

由于前庭不同病变所引起的临床症状(头晕、眩晕、平衡障碍等大致相似，因此其诊断往往需要依赖前庭系统邻近结构受累的其他伴随症状。所以，不仅要了解前庭器官的解剖结构，还要熟悉与前庭器官及其神经通路相邻近的解剖结构。

内耳迷路位于颞骨岩部内，包含骨迷路和膜迷路两部分。膜迷路位于骨迷路内，而感知声音(耳蜗)和头部运动(前庭)的上皮组织则位于膜迷路中。膜迷路中充满着内淋巴液，感觉性上皮组织被浸泡于内淋巴液中。骨迷路和膜迷路之间充满着外淋巴液。后部迷路包含半规管和耳石器，半规管感受头部的旋转加速运动，耳石器感受头部的重力和直线加速运动。

半规管

每侧耳有三个半环形管道，即一个水平管和两个垂直管。三个半规管位于三个不同的平面上且互相垂直，从而感知头部向任何方向的

呈角运动(图1.1)。两侧同一平面的一对半规管功能互补，感知头部运动的信号也互补。

图1.1双侧半规管功能的配对示意图斜转头动作时双侧半规管功能有配对作用。如，头向右转45°做低头、仰头动作时，会被左侧前半规管(LA)和右侧后半规管(RP)感觉到。

●水平(外)半规管感觉水平方向的头部转动。

●当头部做对角线或斜向运动时，其感受是由一侧前(上)半规管与另侧后(下)半规管共同完成的，例如，头向右转45°后再做低头、仰头动作的感受是由左侧前(上) 半规管与右侧后(下)半规管共同完成的(图

1.1)。

●单一的矢状面低头运动将刺激两侧前半规管和抑制两侧后半规管功能。抬头的结果刚好相反。

●向一侧做侧头运动，如右耳朝下将同时刺激右侧前、后半规管和抑制左侧两个垂直半规管。

半规管的激活机制请见图1.2。每个半规管的一个端口与椭圆囊相通；另一个端口扩张呈壶腹状，称为壶腹，内含壶腹嵴(由支持细胞和

感觉性神经细胞的上皮组织组成)。壶腹嵴中的毛细胞由一胶质膜所覆盖，名为壶腹帽。壶腹帽的偏斜，刺激毛细胞产生生物电活动和动作电位并沿前庭神经传人。壶腹帽的偏斜是由头部转动引起淋巴液流动的压力所致。如图1.2 所示，头往左转时内淋巴液向反方向流去(惯性原理)，这一力量促使壶腹帽产生偏斜。

图1.2半规管被激活的示意图当旋转头颅时，内淋巴液向反方向流动，内淋巴液的流动对壶度帽产生了压力并激活感觉性上皮组织。当长时间旋转头颅时(>30秒)，与头颅反方向运动的内淋巴液流动将停止，半规管受到的刺激也就被逐渐停止了。

总之，中枢神经系统(CNS)正是根据来自不同半规管的传人信号，判定” 头部在哪个平面转动:根据被激活的前庭神经内的动作电位频率，CNS能够感知转动的速度。内淋巴液冲击造成壶腹帽偏斜的幅度，决定了动作电位的强度。

前庭张力

前庭张力这一概念的临床意义很重要。之所以使用“张力”这词的原因是，即使在没有任何转体情况下，半规管感觉神经也存在静息性或“持续性”的传入冲动。每个半规管都会对某个方向的运动刺激产生兴奋冲动(“正”向)，而反方向的运动则产生抑制冲动(“反”向)。例如，头部在水平面上做向右加速运动(运动初期)的结果(由于惯性作用)是，右侧水平半规管产生兴奋冲动(“正”向)，左侧水平半规管产生抑制冲动(“反"向)。正因为一侧神经冲动的增加和另一侧功能的减低，人们才会感觉到头部的转动。

临床实践中所见的下述现象正是基于上述机理所致:

a.前庭张力的存在可以解释为什么单侧功能减退的患者，在没有任何头部运动时也会出现眩晕。这是因为CNS识别到双侧前庭的传入冲动有差别，引发头部存在转动的“假象”所致。

b.即使单侧半规管功能永久丧失，患者的大脑也能感觉旋转运动。这是因为对侧的另一半规管仍能感知“正” “反”两个方向运动所产生的神经冲动。半规管的这种双向感知功能，是单侧前庭神经功能病变患者其前庭代偿功能的基础。

短暂性和持续性转体运动

半规管功能对短暂性和持续性转体运动具有重要的临床意义，现分别介绍如下:

短暂性转体运动

上述“正”、“反”方向性神经冲动间的关系并非完全对称。在“正向”加速运动时，半规管的传人冲动并没有达到饱和，前庭神经的电活动随旋转速度的增加而呈线性增加;在“反向”加速运动时，半

规管的传人冲动却达到饱和，前庭神经的电活动减弱甚至可达到零。

上述生理现象的临床意义在于，当快速向病灶侧转体时，健侧相应半规管呈“负”性作用，这种角加速运动无法被病灶侧剩余的迷路真实地感知和传人，因此患者出现诸如头晕、不稳或振动性幻视等症状。

这一现象，同时解释了甩头试验的结果。简而言之，头往患侧快速旋转时，由于头转向患侧的迷路功能低下和前庭-眼球运动代偿功能不足，眼球慢相运动被眼球再注视性跳动所替代。

持续性转体运动

内淋巴液的惯性造成了壶腹帽的偏斜。想想汤在碗里的情形，就能理解内淋巴液在半规管中的运动与壶腹脊偏斜的关系。如果突然移动碗，碗里面的汤并没有移动，但对碗而言汤却向相反方向移动了。内淋巴液在半规管内的这种类似的相对运动导致了壶腹帽的偏移。把盛有汤的碗放在转台上，刚开始转动时汤与碗的相对运动最为显著，随着转动的继续，汤和碗的运动就会逐渐趋于一致。壶腹帽的偏斜程度也是在加速运动的启动时刻最为明显，可见半规管对转速的变化比转速本身更为敏感。

正如上述碗和汤的例子，如果头部保持恒定的速度持续旋转，颅骨将会和内淋巴液按同速转动( 即半规管和内淋巴液之间没有了相对运动)。在长时间旋转中，壶腹帽的偏移和前庭冲动的动态传入，都会逐渐减弱并在匀速旋转15~20秒后完全停止。如果此时停止身体旋转，内淋巴液因惯性作用却继续转动，而壶腹帽将出现反方向的偏斜。这就解释了当人们从旋转的木马上面下来或从山上滚落下来时，总觉得有旋转感的原因。这也就是前庭转椅试验“停止”时的反应基础。如让某人坐在办公转椅上，转动20~30秒后突然停止，此人会感到眩晕，仔细观察还可发现他的眼球在跳动( 前庭性眼球震颤)。分别记录左右两个方向眼球震颤的持续时间，就会获得前庭对称性活动度的证据，这就是所有前庭试验的生理基础。