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大脑可塑性机制

时间:2022-03-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:中枢神经损伤后的恢复机制目前认为主要是与脑的可塑性有关。可塑性强,则神经细胞功能的易变性高,损伤后更容易恢复功能。突触发芽构成了中枢性损伤功能恢复的形态学基础,反映功能代偿和再建的实质。研究表明在发育中的机体内或是体外培养,如夺去NGF,交感神经细胞将死亡。DS是在失神经支配后,突触后细胞对其神经化学递质的敏感性增高。一些学者通过动物实验证明,良好的环境和心理社会因素对CNS可塑性同样有着重要的影响。

中枢神经损伤后的恢复机制目前认为主要是与脑的可塑性有关。所谓可塑性,是指脑有适应能力,即在结构和功能上有修改自身以适应改变了的现实的能力。可塑性强,则神经细胞功能的易变性高,损伤后更容易恢复功能。脑的可塑性与下列因素有关。

(一)神经解剖方面

1.脑有双侧支配的形态学基础

(1)皮质切除实验证明:一般认为左半球是支配右侧肢体运动的,但将左半球切除520g以后,右侧肢体的运动并不消失,因此证明右侧肢体除由对侧支配外,尚有一定的同侧支配功能。

(2)古、旧皮质的双侧支配性:古皮质在脑的核心部位,由自主系、网状结构和古小脑前庭系构成;旧皮质由司粗糙感(痛感)和防护的系统构成;新皮质由司精细感(触、温)和负责开拓的部分组成。新皮质在最外层,占人脑的90%左右,其位置暴露,由终末血管支配,难以形成侧支循环,因此不仅易受伤,伤后也不易恢复,除此之外,新皮质的单侧性也很明显。因此伤后不易为对侧代偿。但古、旧皮质在内层,血供较丰富,而且有明显的双侧支配,因此,新皮质破坏后,有些较粗糙的功能可由古、旧皮质来完成。

2.突触发芽 是从未受累神经细胞的树突或轴突中萌出向受累区生长的新芽。突触发芽构成了中枢性损伤功能恢复的形态学基础,反映功能代偿和再建的实质。突触发芽的类型有:旁侧发芽、终端性发芽和突触性发芽。

3.神经细胞的再生与移植 一般认为神经细胞一旦变性则不能再生,但是轴索损伤或切断时,轴索可生长延长。动物实验证明:将新的神经细胞移植到被损伤的脑部位,可以使缺损的神经网络得到修复,并能促进轴索再生。

(二)神经生理方面

1.功能转移或重新组织 现代研究证明:通过训练可使正常不承担某种功能的脑细胞承担起这种功能。如:正常右利手的人右半球是不承担语言功能的,但目前证明通过脑功能治疗可训练这种人的右半球来完成这种功能,因此即使左半球受伤后2年之久,仍可使患者的言语功能有所恢复。

2.次要通路的开通或脱抑制 次要通路的开通是指中枢神经系统中每个神经细胞均通过突触与其他众多神经细胞连接起来。但平时多数连接通路处于被抑制或“休眠状态”,当主要神经通路受损后,旁侧神经通路被激活启用,发挥主通路作用。但比主通路的工作效率低。脱抑制是指在发展过程中曾被抑制的部分在主要通路受损后的重新启用,但效率和精确性都不如原来。

知识库

儿童学写字时,很不准确,几乎上肢所有肌肉都参与其中,随着训练和熟练,最后只余下最低限度的必不可少的几条肌肉的参与,以前大量参加的肌肉都被抑制了,受伤后,主要肌肉受累,但上述的曾被抑制的部分可以重新启用。

(三)神经化学方面

1.神经生长因子(NGF) NGF对细胞的作用是:①营养作用。研究表明在发育中的机体内或是体外培养,如夺去NGF,交感神经细胞将死亡。②分化作用。加速细胞型的表现,胞体增大,细胞骨架形成,轴突生长和分支。③趋神经性。神经纤维可沿投入NGF处途径生长,其生长的方向、速度与NGF的浓度梯度呈正比。

2.成纤维细胞生长因子(FGF) FGF的作用是:①神经营养作用;②促两栖动物失去的肢体再生;③促晶体再生;④促创伤愈合。

(四)神经电方面

最近证明:恒定电场能调节周围和中枢神经元、成熟和不成熟的神经元及哺乳类和非哺乳类神经元的发育。

(五)神经病理学方面

在损伤后期神经功能恢复的机制中,神经病理方面主要是失神经致敏(DS)或失神经过敏的作用。DS是在失神经支配后,突触后细胞对其神经化学递质的敏感性增高。例如在正常情况下,肌纤维对乙酰胆碱(ACh)的敏感性只有在神经肌肉接点处才最高,在其他部位这种敏感性几乎为零。但一旦出现去神经支配,几日至几周,这种现象会完全改变,而变为整个肌纤维对ACh的敏感性增高。

(六)外部因素

1.药物

(1)目前研究证明,脑的一些退行性疾病与NGF缺乏有关,将NGF在侧脑室内或在脑内多点注入,能促进脑瘫老年痴呆患者的功能恢复。我国亦已证明,NGF应用于临床上有良好的效果。

(2)其他促进脑功能恢复的药物:如对抗神经毒作用的谷氨酸受体拮抗药,保护和促进神经生长修复的神经节苷脂等。

2.环境和心理社会因素 以往人们并不重视环境和心理社会因素在CNS损伤后恢复过程中的作用。一些学者通过动物实验证明,良好的环境和心理社会因素对CNS可塑性同样有着重要的影响。

3.神经移植和基因治疗 神经移植已证明哺乳类动物CNS有1种与植入的神经元和神经胶质成分合并和相互作用的能力,并且证实这种移植成分能改变宿主的功能和行为。同时近10年的基因治疗历程还表明,神经干细胞可作为基因等生物信息和生物活性物质的载体完成很多工作。在CNS修复和功能恢复方面,基因治疗亦已展现出良好的前景。

4.功能恢复训练 功能恢复训练是促进CNS损伤后功能恢复的重要因素,其在神经康复中,无论在损伤早期、后期和晚期都有着十分重要的作用。功能恢复训练是通过重新学习以恢复功能的过程,也可以认为是通过与他人和环境相互作用,练习在接受刺激时及时和适当地作出反应,适应环境和重新学习生活、工作所需的技能的过程。对于脑损伤患者这种训练是十分必要的。其原因在于:

(1)为提高过去相对无效的或新形成的突触的效率,均需反复地训练。

(2)要求原先不承担某种功能的结构去承担新的、不熟悉的任务,同样需要大量的学习和训练。

(3)外周刺激和感觉反馈在促进脑功能和帮助个体适应环境和生存中有着重要的意义。在动物和人中,有大量关于环境刺激、反复的电刺激能引起脑结构、生理和行为改变的证据。

(4)新近研究表明,对机体双侧同时进行功能训练更有利于脑功能重组和功能恢复。

(卫芳盈)

讨论与思考

1.学习人体发育学的意义是什么?

2.小儿年龄分几期?各期有何特点?小儿体重和身长增长的一般规律是什么?

3.简要说明小儿粗大运动和精细运动的形成时间。

4.关节有哪些类型?其基本运动形式有哪些?

5.简述肌肉收缩的类型。

6.简述肌肉在关节活动中的作用。

7.简述运动和失用对肌肉的影响。

8.什么是脑的可塑性,有何临床意义?

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