运动控制和不同脑损伤部位的功能障碍特点中国康复研究中心 苏国栋运动控制l正常运动控制是指中枢神经系统运用现有及以往的信息将神经能转化为动能并使之完成有效的功能活动 l目前对于神经系统如何在组织运动的过程中进行调控的认识尚存在分歧。l区分运动控制模式的类型有助于了解肌肉周围神经系统的自身控制过程及其组织运动的方式、行为和任务目标。 1、运动控制l姿势和平衡的运动控制：身体在空间中的稳定l身体活动的运动控制：身体在空间中的运动，与活动、知觉、认知有关系。躯体的运动形式1.反射性运动（reflex movement）：形式固定、反应迅速不受意识控制，主要在脊髓水平控制完成。2.模式化运动（ pattern movement）：有固定的运动形式、有节奏和连续性的运动、受意识控制。主观意识主要控制运动的开始与结束，运动由中枢模式调控器（central pattern generate，CPG）调控。3.意向性运动 （vomitional movement）：整个运动过程均受主观意识控制，是有目的的运动，需通过运动学习来掌握，随着不断进行运动而趋于灵活，并获得运动技巧。运动控制学说l反射运动控制学说l阶梯运动控制学说l系统运动控制学说Charles Sherrington认为，反射是一切运动的基础，神经系统通过整合一连串的反射来协调复杂的动作。控制运动的主要因素是：（1）周边感觉刺激(感受器)（2）反射弧(神经传导束)（3）由反馈控制来修正动作(效果器)1、反射运动控制学说（reflex model of motor control） 1967年(Bernstein1896-1966俄)。认为运动的控制问题就其周围环境而言，因人而异，而且还要根据个体的要求、环境和目标而不断改变，所以感觉、认知和活动三者之间相互作用。在这个模式中，中枢神经系统并不发出直接的指令，而是各部分一起整体互动，系统地进行整合。 2、系统运动控制学说（systems theory of motor control）阶梯运动控制学说l阶梯运动控制学说( hierarchical control theory) :中枢神经系统运动的控制呈阶梯状。l中枢神经系统损伤会使正常情况下受控制的下位中枢开始活动, 从而引发不正常的姿势和异常的动作方式。lBobath神经易化技术就是通过控制不正常的运动模式、异常的张力和异常协同方式来促使正常运动模式的出现。 阶梯运动控制学说l最高层是大脑新皮层的联合区域和基底神经节，形成运动总的方向策略（strategy），涉及运动的目的以及达到目的所采用的最佳运动方案(program)；l中层水平是运动皮层和小脑，与运动顺序（tactics）相关，指平稳、准确达到目的所需肌肉收缩的空间时间 顺序；l最低层是脑干和脊髓，与执行动作相关，包括激活运动神经元和中间神经元，产生目的性动作并对姿势进行必要的调整。运动区大脑基底核(尾状核、壳核)脊髓运动器官小脑中间部皮质联合区感觉区边缘系统小脑外侧部运动控制图示运动系统的神经控制l传入系统：本体感觉（关节运动觉、振动觉、位置觉等）周围神经脊髓薄束、楔束、脊髓小脑束脑干前庭、丘脑、小脑顶叶感觉中枢（分析综合）l修正、控制系统：小脑（动作协调性）、基底节（肌肉张力、稳定性） 顶叶感觉中枢（分析综合） 运动前区（动作的计划、编程） 中央前回（执行）l传出系统：中央前回（执行） 锥体束内囊中脑大脑脚脑桥基底部延髓锥体交叉到对侧皮质脊髓束脊髓前角周围神经靶肌肉1) 新皮质联合区和基底节对运动的控制新 皮 质 联 合 区 ： 指 顶 后 皮 质 和 额 叶 前 区 ， 即Brodomann5、7、8区。l顶后皮质主要与复合感觉，体象和空间位置相关。该皮层与额叶前皮质（8区）密切联系，l额叶前皮质（8区） 参与抽象思维，制订运动方案和预测动作结果。l额叶前区和顶后皮质是运动控制的最高中枢，在此水平决定采取的动作和预测可能的结果。基底神经节：有尾状核，壳核，苍白球、屏状核、底丘脑及黑质(与基底节有联系)。l皮质纹状体苍白球丘脑VLo皮层（SMA），特别是辅助运动区，形成环路。l在环路中，基底节把皮质广泛区域的活性聚焦到SMA，以促进运动，尤其是能作为“过滤器”， “过滤掉”高级运动中枢下达的不适当运动，因此，此环路的功能之一是随意运动的选择和启动。(设计运动、编制程序)l与随意运动产生和稳定、肌紧张调节、本体感觉传入冲动信息的处理有关。运动区(M1)、辅运动区（SMA）激活的fMRI脑出血左侧瘫病人脑出血左侧瘫病人 治疗前治疗前病灶周围散在兴奋点右感觉运动区少量激活区CIMT治疗后治疗后 兴奋区扩大，辅运动区、顶叶后部，及患手同侧也出现激活区，2) 运动皮质和小脑对运动的控制运动皮质：额叶，Brodmann4、6区。l4区第1躯体运动区(M1)，额叶中央前回和旁中央小叶前部。MI区主要控制随意运动的方向和力量。l6区分为辅助运动区(SMA)和运动前区(PMA)， SMA对于随意运动，特别是复杂运动的顺序安排至关重要。PMA是通过各种感觉信息（视、听和体感）与随意运动相关，当建立一个新的运动程序或根据感觉信息的改变而运动程序发生变化时，可激活PMA，能引发需要许多肌肉共同参与的粗大的刻板运动。lPMA损害可导致失用。小脑-古小脑(前庭小脑l接受同侧前庭神经核和前庭神经的纤维，传出纤维至同侧前庭神经核，再经前庭脊髓束和内侧纵束，l控制躯干肌和眼外肌运动神经元，维持身体姿势平衡，协调眼球运动。l与肢体肌肉协调运动调节无关。小脑-旧小脑(脊髓小脑l接受脊髓小脑前、后束，楔小脑束的纤维，传出纤维通过前庭脊髓束和网状脊髓束，至同侧脊髓中间带和前角，l控制运动中躯干肌和肢带肌的张力和协调。l另有部分纤维通过红核脊髓束和皮质脊髓侧束控制运动中远端肌肉的张力(促进与抑制)和协调。l前叶蚓部抑制肌紧张，两侧部促进作用占优势。l后叶控制肌紧张。在肌肉运动过程中负责协调作用(共济关调)。l与大脑皮质密切相关，皮层（4、6、3、2、1和顶后）脑桥核小脑丘脑腹外侧核（VLc）运动皮质，这样小脑与大脑皮质间形成重要环路。l以调节和影响大脑皮质发动的随意运动，完成精细运动。l参与运动计划的形成和运动程序的编程。l精细运动程序存于小脑。新小脑(大脑小脑)后叶外侧部l大脑皮层发起冲动时，下行通路至皮层大脑调存储程序，回输到大脑皮层运动区，通过皮脊束与皮层脑干束发生运动。l在运动过程中，小脑既接受来自皮层的冲动，又接受来自周围深感觉和外感受器的输入信息，l因此对皮层始发的运动起“错误监测器”的作用，控制上下肢精确运动的计划和协调。小脑也是运动学习和启动运动的重要部位。3) 脑干对运动的控制 脑干(中脑，脑桥和延髓)通过皮质核束支配颅神经运动核以控制头面部肌肉的运动，起自脑干核团的传导束通过脊髓控制头、颈及躯体的运动。 起自脑干的运动传导束 4对传导束源于脑干，过脊髓前索，止于脊髓中间神经元，支配近端和中轴肌肉。 前庭脊髓束 顶盖脊髓束 网状脊髓束 内侧纵束l脑干整合的姿势反射：有紧张性反射、翻正反射等来参与姿势控制。4) 脊髓对运动的控制 脊髓与脑的各部分之间有广泛的联系，在正常状况下，脊髓的许多活动是在脑的控制下完成的，但脊髓本身也能完成许多反射活动。来自大脑的轴突通过两条通路与脊髓联系。 不同部位损伤所致功能障碍特点不同部位损伤所致功能障碍特点l广泛大脑皮层：l双侧旁中央小叶l额叶l基底节区l丘脑l脑干：中脑、桥脑、延髓l小脑l颈髓：四肢瘫l脊髓：截瘫广泛大脑皮层广泛大脑皮层损伤l常见原因：缺血缺氧性脑病、一氧化碳中毒、心肺复苏术后、严重低血糖昏迷等。l功能障碍特点：认知障碍明显、构音障碍、吞咽障碍躯干四肢肌张力障碍：动作性震颤、肌张力增高或降低、有时出现抽搐和不自主运动。混合型共济失调：躯干性共济失调、肢体性共济失调。平衡障碍：动态平衡障碍明显l康复重点：认知、构音、吞咽训练；躯干平衡和协调训练为主，兼顾四肢，整体、全身的动作训练，缓解肌张力，提高运动控制能力。旁中央小叶旁中央小叶损伤l双侧旁中央小叶损伤最常见的原因：上矢状窦脑膜瘤l功能障碍特点：双下肢运动功能障碍，小腿力弱为主，踝关节伸屈均无力。多无肌张力和关节活动改变。伴有大小便功能障碍。l康复训练重点：下肢负重、肌力强化训练、诱发踝关节背伸屈曲和强化训练。额叶损伤额叶损伤l常见原因：脑卒中、脑外伤、肿瘤、颅内感染等。l功能障碍特点：运动性失语、精神症状（兴奋、淡漠）、癫痫等主动性差、运动的计划、程序障碍、启动困难。单瘫（上肢单瘫或下肢）、偏瘫，肌张力正常或增高，肢体近端重，远端功能好。对侧肢体性共济失调或轻躯干性共济失调l康复要点：提高运动的主动性（语言指令、多交流鼓励、药物-美多巴）、以具体功能任务为目的的训练方法。基底节病变基底节区损伤l常见原因：脑卒中，特别是高血压性脑出血。l功能障碍特点：三偏征对侧偏身感觉障碍对侧偏瘫（典型异常痉挛模式和运动模式）对侧同向偏盲l康复要点：预防和纠正异常运动模式，诱发分离运动，提高运动控制能力。丘脑病变丘脑病变l常见原因：卒中、肿瘤。l功能障碍特点：对侧偏身感觉障碍，深感觉损害重，可有自发性疼痛和异常感觉对侧轻偏瘫对侧同向偏盲或象限盲情绪异常、丘脑发作对侧肢体轻共济失调、不自主运动l康复要点：改善情绪、控制疼痛，本体感觉输入或刺激训练，运动控释训练。脑干病变脑干损伤双侧偏瘫或交叉瘫l常见原因：卒中、外伤中脑：同侧动眼神经麻痹、对侧肢体瘫桥脑：同侧周围性面瘫、外展神经麻痹， 对侧肢体瘫，同侧肢体性共济失调，有时合并躯干性共济失调。延髓：对侧肢体瘫，吞咽、构音障碍。l康复要点：躯干平衡训练、站立步行能力训练，肢体控制训练。小脑病变-Chari畸形伴小脑变形小脑损伤l常见原因：卒中、外伤、肿瘤。l小脑蚓部：躯干性共济失调l小脑半球：肢体性共济失调（代偿能力强）l康复要点：从近端到远端、从卧位到立位、从静态到动态的训练顺序进行运动协调、运动控制训练，利用视觉、听觉辅助训练。环枕区畸形延髓下部、高颈髓l常见原因：枕骨大孔区畸形、SCIl功能障碍特点：短颈、发迹低、颈椎活动受限；慢性进行性加重的四肢无力、肌张力增高，腱反射活跃，动作缓慢、走路不稳、剪刀步态。若合并脊髓空洞，会出现阶段性感觉障碍（马褂样）双上肢周围性瘫、肌萎缩。l康复要点：对症康复治疗，维持和提高功能，最终手术治疗。脊髓后索病变l常见病因：亚急性脊髓联合变形，VitB12缺乏。英国病人Ringner。l功能障碍特点：本体感觉障碍重，走路踩棉花感，感觉性共济失调，伴有双下肢无力、周围神经损伤。l康复要点：本体感觉刺激，负重、躯干平衡训练，肌力强化训练，可通过视觉辅助修正训练。脊髓前角病变l常见原因：运动神经元病（ALS）、脊髓灰质炎l功能障碍特点：既有软瘫（上肢多见）、又有中枢性瘫（下肢多见），受累肌肉无力、功能障碍，有肌肉束颤。l康复要点： ALS以维持功能和能力训练为主，训练量过大会加速神经元变性，加速病情恶化。周围神经病变l常见原因：格林巴利、周围神经炎、中毒性神经病变。l功能障碍特点：周围性瘫。l康复要点：肌力强化训练。格林巴利轴索型预后差，脱髓鞘型相对预后好。肌肉病变l肌炎、遗传性肌肉营养不良。l康复：肌肉恢复训练。l动态肌电监测