神经系统对躯体运动的调节(3)
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神经系统对躯体运动的调节(3)
同刺激的结果而造成的。颈紧张反射是指颈部扭曲时,颈椎关节韧带
或肌肉受刺激后,对四肢肌肉紧张性的调节反射。实验证明,头向一
侧扭转时,下颏所指一侧的伸肌紧张性加强;如头后仰时,则前肢伸
肌紧张性加强,而后肢伸肌紧张性降低;如头前俯时,则后肢伸紧张
性加强,而前肢伸肌紧张性降低,人类在去皮层僵直的基础上,也可
出现颈紧张反射;即当颈扭曲时,下颏所指一侧上肢伸直,而对侧上
肢则处于更屈曲状态(图10-34)。在正常人体中,由于高级中枢的存在,状态反射常被抑制不易表现出来。
(二)翻正反射
正常动物可保持六立姿势,如将其推倒则可翻正过来,这种反射
称为翻正反射。如将动物四足朝天从空中掉下,则可清楚地观察到在
下坠过程中,首先是头颈扭转,然后前肢和躯干跟着也扭转过来,最
后后肢也扭转过来,当下坠到地面时由四足着地。这一翻正反射包括
一系列反射活动,最先是由于头部位置不正常,视觉与内耳迷路感受
刺激,从而引起头部的位置翻正。头部翻正以后,头与躯干的位置关
系不正常,使颈部关节韧带或肌肉受到刺激,从而使躯干的位置也翻正。
四、小脑
小脑对于维持姿势、调节肌紧张、协调随意运动均有重要的作用。根据小脑的传入、传出纤维的联系,可以将小脑划分为三个主要的功
能部分,即前庭小脑、脊髓小脑和皮层小脑(图10-36)
图10-36 灵长类动物小脑分叶平展示意图
(一)前庭小脑
前庭小脑主要由绒球小结叶构成,与身体平衡功能有密切关系。
运动切除绒球小结叶后则平衡失调。实验观察到,切除绒球小结叶的猴,由于平衡功能失调而不能站立,只能躲在墙角里依靠墙壁而站立;但其随意运动仍然很协调,能很好地完成吃食动作。在第四脑室附近
出现肿瘤的患者,由于肿瘤往往压迫损伤绒球小结叶,患者站立不稳,但其肌肉运动协调仍良好。绒球小结叶的平衡功能与前庭器官及前庭
核活动有密切关系,其反射进行的途径为:前庭器官→前庭核→绒球
小结叶→前庭核→脊髓运动神经元→肌肉装置。在动物实验中还观察到,犬切除小结叶后,则运动病不再发生;猫切除小结叶后,可出现
位置性眼震颤(positional nystagmus),当头位固定于特定位置时
眼震颤即出现。以上均说明绒球小结叶对调节前庭核的活动有重要作用。
(二)脊髓小脑
脊髓小脑由小脑前叶(包括单小叶)和后叶的中间带区(旁中央
小叶)构成。这部分小脑主要接受脊髓小脑传入纤维的投身投射,其
感觉传入冲动主要来自肌肉与关节等本体感受器;但是前叶还接受视觉、听觉的传入信息,而后叶的中间带区还接受脑桥纤维的投射。前
叶的传出纤维主要在顶核换神经元,转而进入脑干网状结构;后叶中
间带区的传出纤维经间置核到红核,有一些纤维再投射到丘脑外侧腹核,最后抵达大脑皮层运动区。
前叶与肌紧张调节有关。在去大脑动物,刺激前叶蚓部可抑制同
侧伸肌紧张,使去大脑僵直减退,因此前蚓部有抑制紧张的作用。抑
制肌紧张的区域在前叶蚓部有一定的空间分布,前叶明目张胆部之前
端与动物尾部部及下肢肌紧张的抑制功能有关,前叶蚓部之后端及单
小叶部位与上肢及头而部肌紧张的抑制功能有关,其分布安排是倒置的。前叶蚓部抑制肌紧张的作用,可能是通过延髓网状结构抑制区转
而改变脊髓前角运动神经元活动的。在猴的实验中观察到,刺激小脑
前叶两侧部有加强肌紧张的作用;这些肌紧张易化区也有一定的空间
分布。而且安排也是倒置的,其作用可能是通过网状结构易化区转而
改变脊髓前角运动神经元活动的。因此,小脑前叶对肌紧张的调节既
有抑制又有易化的双重作用。在进化过程中,前叶的肌紧张抑制作用
逐渐减弱,而肌紧张的易化作用逐渐占主要地位。
后叶中间带也有控制肌紧张的功能,刺激该区能使双侧肌紧张加强。由于后叶中间带还接受脑桥纤维的投射,并与大脑皮层运动区之
间有环路联系,因此它在执行大脑皮层发动的随意运动方面有重要作用。当切除或损伤这部分小脑后,随意动作的力量、方向及限度将发
生很大紊乱,同时肌张力减退,表现为四肢乏力。受害动物或患者不
能完成精巧动作,肌肉在完成动作时抖动而把握不住动作的方向(称
为意向性震颤),行走摇晃呈酩酊蹒跚状,如动作越迅速则协调障碍
也越明显。患者不能进行颉颃肌轮替快复动作(例如上臂不断交替进
行内旋与外旋),但当静止时则看不出肌肉有异常的运动。因此说明,这部分小脑是对肌肉在运动进行过程中起协调作用的。这种动作性协
调障碍,称为小脑共济失调(cerebellar ataxia)。
(三)皮层小脑
皮层小脑指后叶的外侧部,它不接受外周感觉的传入信息,仅接
受由大脑皮层广大区域(感觉区、运动区、联络区)传来的信息。这
些区域的下传纤维均经脑桥换元,转而投射到对侧的后叶外侧部,后
叶外侧部的传出纤维经齿状核换元,再经丘脑外侧腹核换元,然后投
射到皮层运动区。皮层小脑与运动区、感觉区、联络区之间的联合活
动和运动计划的形成及运动程序的编制有关。精巧运动是逐步在学习
过程中形成熟练起来的。在开始学习阶段,大脑皮层通过锥体系所发
动的运动不是协调的,这是因为小脑尚未发挥其协调功能。在学习过
程中,大脑皮层与小脑之间不断进行着联合活动,同时小脑不断接受
感觉传入冲动的信息逐步纠正运动过程中所发生的偏差,使运动逐步
协调起来。在这一过程中,皮层小脑参与了运动计划的形成和运动程
序的编制。当精巧运动逐渐熟练完善后,皮层小脑中就贮存了一整套
程序;当大脑皮层要发动精巧运动时,首先通过下行通路从皮层小脑
中提取贮存的程序,并将程序回输到大脑皮层运动区,再通过锥体束
发动运动。这时候所发动的运动可以非常协调而精巧,而且动作快速
几乎不需要思考。例如,学习打安运动的过程或演奏动作的过程,都
是这样一个过程。
(四)小脑内局部神经元回路
小脑皮层各区的组织结构都是相似的。进入小脑皮层的纤维只有
攀缘纤维和藓苔纤维两类,两者均起到兴奋作用。小脑皮层内有五类
神经元,即颗粒细胞、高尔其细胞、篮状细胞、星状细胞和浦氏细胞;除颗粒细胞为兴奋性神经元外,其余均为抑制性神经元。浦氏细胞的
轴突是小脑皮层唯一的传出细胞,它与小脑深部核团(顶核、间置核、齿状核)发生突触联系,抑制核团内神经元(兴奋性神经元)的紧张
性放电活动。攀缘纤维主要来自延崩的下橄榄核,进入小脑皮层起到
强烈的兴奋作用。藓苔纤维是进入小脑皮层的主要传入纤维,来源很
广泛,进入小脑皮层后与颗粒细胞发生突触联系,起着兴奋颗粒细胞
的作用。颗粒细胞的轴突进入小脑皮层浅层后形成平行纤维,转而兴
奋其他神经元。例如兴奋高尔基细胞,高尔基细胞兴奋后即反馈抑制
颗粒细胞的活动。由于高尔基细胞轴突的分布比较广泛,它能同时抑