第二章:中枢神经系统central nervous system
第一节 脊髓
脊髓spinal medulla(cord) 位于椎管内,由神经管中后段发育而成,管腔名中央管。
一、脊髓的外形
脊髓长约45cm,颈、腰段略扁,胸、骶段圆柱状,头端在枕骨大孔处与延髓相续,尾端称脊髓圆锥conus medullaris,成人锥尖平第1腰椎体下缘(图5-2-1,4)。包被圆锥的软脊膜向下延成终丝,内无神经成分,附于尾骨背面。与肢体联系的脊髓段因神经成分增加而增粗,形成颈膨大cervical enlargement(C5-T1)和腰骶膨大lumbosacral enlargement(L2-S3)。前正中裂和后正中沟纵贯全长。两侧的前、后外侧沟是两侧脊神经前、后根的出入处。前根较细是传出纤维,后根是传入纤维(图5-2-2)。
图5-2-1脊髓外形
图5-2-2脊髓节
除C1外,每对脊神经均由前根root和后根在椎间孔附近合成,后根在合前有一膨大,称脊神经节spinal ganglion,又名后根节。
脊神经spinal nerve 共31对,颈8对,胸12对,腰5对,骶5对,尾1对。每对脊神经前后根丝rootlets所范围的那段脊髓,称为一个脊髓节spinal segment。人体分节是环节动物时期遗传的现象。
胚胎3个月时,脊髓与椎管等长,全部脊神经根平对椎间孔(图5-2-3)。脊髓加长慢于脊柱,其下端逐渐上升 ,至成人平对第一腰椎体下缘。颈段脊神经根仍横行至相应的椎间孔,而胸、腰、骶、尾段的则斜向乃至垂直下行,与终丝一起成马尾cauda equina。
图5-2-3 3月胚 图5-2-4脊髓节与椎体序
脊髓节与椎体的对应序数有临床实用意义,可据病损椎节推测波及的脊髓节。在成人对应关系是:上部颈节(C1--C4)与椎体同高;上胸高一节,中胸高两节。全部腰节平对第11--12胸椎体,骶尾节平对第1腰椎体(图5-2-4)。
二、脊髓的内部结构
在脊髓的横切面上,灰质位于内部,白质位于周围。中央管central canal在灰质内纵贯脊髓全长,上接第四脑室(5-2-5)。
图5-2-5脊髓内部结构
(一)灰质grey matter在横切面上呈“H”字形,纵行部分为前、后角horn(前后柱)和中间带,横行部分称灰质连合。
1. 前角短宽,由躯体运动(传出)神经元组成,分为大、小两型:大型的支配骨骼肌,引起骨骼肌的收缩;小型的支配肌梭内的肌纤维,调节肌肉的张力。
2. 后角细长,主要由接受躯体感觉和内脏感觉冲动的中间神经元组成。
3. 中间带在脊髓胸段形成侧角,为内脏运动神经元所在地。
(二)白质white matter以功能分类有三种束:上行(感觉)束、下行(运动)束和只限于在脊髓内上下走行的固有束;以位置命名借前后角分为前、外侧、后三索 funiculus,位于灰质连合前方的白质带白质前连合,由左右交叉的纤维构成。
1. 上行束
(1)薄束fasciculus gracilis和楔束fasciculus cuneatus:位于后索,由脊神经节内神经元的中枢突上行组成。T5以下的纤维组成薄束,T4以上的纤维组成楔束,功能是向大脑传导本体感觉和精细触觉(如辨别两点距离和物体的纹理粗细等)冲动(图5-2-5)。
(2)脊髓丘脑束spinothalamic tract 纤维起自后角,行于外侧索的前半和前索内。经白质前连合交叉到对侧上行,终止于背侧丘脑。前索者传导粗略触觉和压觉的冲动。侧索者传导痛温觉冲动,其纤维在脊髓内先上升1到2节段才交叉至对侧,所以该束损伤后,对侧痛温觉丧失平面低于束受损平面1到2节段。例如患者左第8肋间以下半身痛温觉丧失,其实脊丘束受损处为右侧第6胸脊髓节。传导粗略触觉和压觉的纤维双侧上行,因此并不因单侧束受损而丧失触压觉。
(3)脊髓小脑束spinocerebellar tract:位于外侧索周边。此束的纤维起自同侧或对侧的后角基底部和中间带内侧部,上行终止于小脑皮质。其功能是完成肌肉运动的反射性调节。
2. 下行束
(1)皮质脊髓束corticospinal tract:皮质脊髓束是人类脊髓中最大和最重要的下行纤维束,起自大脑皮质中央前回以及其他一些皮质区域。其纤维下行到延髓的锥体交叉处,大部分纤维交叉至对侧行于脊髓外侧索,称为,皮质脊髓侧束lateral corticospinal tract止于同侧脊髓前角运动细胞。小部分纤维不交叉,下行于同侧前索的前正中裂两侧,称为皮质脊髓前束anterior corticospinal tract。此束一般下行不超过胸段,其纤维止于双侧的脊髓前角运动细胞。
皮质脊髓束的功能是完成骨骼肌的随意运动。主要是支配运动肢体远端(指和趾)的肌,完成精细技巧运动。躯干肌接受双侧皮质脊髓束支配从而保证了重要的呼吸功能。此束受损则同侧的肢体瘫痪。
(2)红核脊髓束rubrospinal tract:位于皮质脊髓侧束的腹侧,在人类不发达。此束的纤维起自中脑红核。纤维自该核发出后,立即交叉至对侧,只下行到脊髓颈第2节段的外侧索内,对肢体肌肉运动应无影响。
(3)前庭脊髓束vestibulospinal tract:位于前索内。其纤维起自前庭神经外侧核,在同侧下行,远达腰、骶段,并逐节终止于前角运动细胞。此束主要兴奋躯干肌及肢体的伸肌,在调节身体平衡中起重要作用。
(4)顶盖脊髓束tectospinal tract:位于前索内。其纤维起自对侧上丘,交叉后下行,终止于脊髓前角。其功能是参与完成视觉和听觉的突发防御反射活动,例如强光闭眼、大雷掩耳等。
(5)网状脊髓束reticulospinal tract:位于外侧索和前索内。其纤维起自延髓和脑桥的网状结构,以同侧为主,下行终止于脊髓灰质。其功能是调节肌张力和内脏活动。
3. 固有束propriospinal tract 环 绕在灰质周围的三索内。其功能是传递脊髓节内和节间的反射冲动。
4. 上下行束内的纤维定位规律
上行纤维据其入束的先后、下行纤维据其终止节段的高低而形成层次。如图5-2-6所示,上
图5-2-6 脊髓传导束的节段层次
行入后索的纤维是先骶后颈,逐层叠加;下行的皮质脊髓束纤维据走最短路的原则,最内层者先终止于最高节段, 脊髓丘脑束属上行,但因从内侧叠加,层序与下行束相同。这种层次规律可作为病损定位的依据或解析症状发展的原因。例如患者诉说半身皮肤痛觉丧失区逐渐向上扩展(上行性感觉障碍),即可据而推定病灶是从脊髓外向内逐渐毁损对侧脊髓丘脑束所致。
三、脊髓的功能
1.传导功能 借上、下行传导束把躯体(头面部除外)和内脏的下情上达,上令下达。
2.反射功能
(1)腱反射(姿势反射)以维持平衡。
(2)屈肌反射(保护反射)让躯干、肢体快速回缩以避险情
(3)内脏反射 排尿、排便和排精反射等。
第二节 脑
脑brain分为端脑(大脑)、间脑、中脑、脑桥、小脑、延髓(图5-2-7、5-2-8)。中脑、
脑桥和延髓合称为脑干。
图5-2-7脑分部底面 图5-2-8脑正中矢切右半
一、脑干brainstem
(一)脑干的外形
1. 腹面观(图5-2-9)
(1)延髓medulla oblongata平枕骨大孔处
图5-2-9 脑干及基底核
与脊髓相连。延髓与脑桥之间有一横行的延髓脑桥沟。脊髓前正中裂和前外侧沟均延伸到延髓腹侧面。前正中裂两侧有纵行隆起的锥体pyramid,内含从大脑皮质下行的锥体束。锥体束部分纤维在延髓下份左右交叉,形成锥体交叉decussation of pyramid。锥体外侧的卵圆形隆起名橄榄olive,内有下橄榄核。橄榄与锥体之间有舌下神经(Ⅻ)根穿出。橄榄的背方,自上而下可见舌咽神经(Ⅸ)迷走神经(Ⅹ)和副神经(Ⅺ)根。
(2)脑桥pons 宽阔膨隆,延髓脑桥沟处自内至外,依次有展神经(Ⅵ)、面神经(Ⅶ)和前庭蜗神经(Ⅷ)三对脑神经根进出。脑桥上与中脑的大脑脚相接,腹面正中线上有纵行的基底沟,容纳基底动脉;脑桥侧部变窄,移行为小脑中脚middle cerebellar peduncle入小脑,有粗大的三叉神经(Ⅴ)根进出。
(3)中脑midbrain 腹面的两柱纤维束名左、右大脑脚cerebral peduncle,脚间的凹陷名脚间窝,窝底有许多小血管穿行的小孔,称为后穿质。大脑脚的内侧面有动眼神经(Ⅲ)根穿出。
2. 脑干背面观
(1)延髓 下部形似脊髓,后正中沟两侧隆起依次为薄束结节gracile tubercle和楔束结节cuneate tubercle,深面分别含薄束核和楔束核。楔束结节外上方的纤维束通入小脑,称小脑下脚inferior cerebellar peduncle。上部敞开,中央管扩大成第四脑室。
(2)第四脑室 第四脑室盖上片是两小脑上脚及其间的上髓帆superior medull velumary;下片是下髓帆和脉络组织tela choriodea,两片以锐角
图5-2-10第四脑室盖
相会合成第四脑室顶(图5-2-10)。脉络组织由室管膜上皮、软脑膜及血管组成。血管反复分支成丛,带着软脑膜和室管膜上皮突入室腔,形成脉络丛,产生脑脊液。第四脑室有三孔:不成对的正中孔,位于第四脑室下角由脉络组织围成,开口向后;成对的外侧孔在第四脑室外侧隐窝的前端。第四脑室借这些孔与蛛网膜下隙相通。
(3)第四脑室底(图5-2-11)
又名菱形窝,上部边界为小脑上脚,下部边
图5-2-11脑干及基底核的背面及右侧面
界为薄束结节、楔束结节和小脑下脚。窝两侧角绕小脑下脚弯向前称外侧隐窝。正中沟纵贯菱形窝的全长分窝底为左、右半,各半又被界沟分为内、外两部:
内侧部称内侧隆起,其上份有一圆形隆凸称面神经丘,内隐展神经核。内侧隆起下端分成两个小三角:靠内名舌下神经三角,内隐舌下神经核,靠外的称迷走神经三角,内隐迷走神经背核。
外侧部三角形称前庭区,深方为前庭神经核。前庭区的外侧角有一小隆起,称听结节,内隐蜗神经核。此核发出的纤维称听髓纹,互跨中线横达对侧转上行,传递听器冲动。髓纹可作为延髓和脑桥在背面的分界线。在前庭区上角、面丘稍上、界沟的外侧处有一浅蓝色斑点名蓝斑,聚有富含去甲肾上腺素能神经元,称蓝斑核。
(4)中脑的背面 上位一对突起名上丘superior colliculu,是视觉反射中枢;下位一对名下丘inferior colliculus,是听觉传导通路的重要核团。上髓帆上端中线两旁有滑车神经穿出。
(二)脑干的内部结构
1.延髓下部(图5-2-12) 薄、楔束中出现了薄、楔束核;前正中裂两旁有粗大的锥体束下行。H形的灰质分散成神经核。灰、白质纵横交织形成延髓网状结构。
图5-2-12延髓下部(经内侧丘系交叉)
2.延髓上部(图5-2-13) 中央管背移并敞开为第四脑室,腹侧锥体束的背外方出现了大的下橄榄核。网状结构范围更大。
图5-2-13延髓上部(经橄榄中部)
3. 脑桥(图5-2-14) 可分为背侧的被盖部和腹侧的基底部,前者是延髓的直接上延,两者结构上是相互连贯的;后者是脑桥新出现的结构。两部之间以横行的斜方体纤维的前缘为界。
图5-2-14脑桥切面(经面神经丘)
4.中脑(图5-2-15) 背侧部为一对上丘或下丘,合称顶盖。其余部分总名大脑脚。大脑脚的背侧部为中脑被盖,是脑桥被盖部的直接延续(包括中脑水管及其周围的中央灰质);大脑脚的最腹侧部称大脑脚底,由大脑皮质的下行纤维组成;中脑被盖与大脑脚底之间为一大的灰质团块—黑质。
图5-2-15中脑切面(经上丘)
脑干内部结构也是由灰质、白质和网状结构组成,但远比脊髓复杂,且有以下主要改变:①灰质不再连贯成柱,而成为许多分离断续的核团;②很多纤维束在脑干内交叉走行,打乱了脊髓原来的灰、白质的界限;③在延髓上部和脑桥,原脊髓中央管周围的灰质成为第四脑室的室底灰质;④脑干的网状结构范围比脊髓者扩大。
1. 灰质
(1)脑神经核第Ⅲ-- Ⅻ对脑神经的核团都位于脑干内,它们在脑干内的排列原则与脊髓基本相似。脊髓灰质中的运动性核团(前角和侧角)和感觉性核团(后角)在位置上是腹背关系。脑干内,由于中央管后壁开放向两侧展开,原先腹背方向排列的脊髓灰质变成内外方向排列的室底灰质,以第四脑室底的界沟为界,界沟内侧,即中线两侧,为运动性核团;界沟外侧为感觉性核团(图5-2-16)。由于头面部出现了位听器以及腮弓演化来的骨骼肌(头面咽喉肌),脑神经的成分比脊神经多了两种,脑干内这些结构相关联的核团也多了两种,在脊髓灰质四种成分的基础上增为六种。
图5-2-16延髓橄榄中部横切面
这些功能性质不同的脑神经核,在脑干内排列成六个纵行的功能柱。除三叉神经感觉核成柱外其余都是断开成核。图5-2-17把全部功能柱投影到脑干的背面,左侧表示运动功能柱,右侧表示感觉功能柱。
图5-2-17脑神经核在脑干背面的投影
能柱 | 躯体运动 | 躯体运动 (腮弓肌) | 内脏运动 | 界沟 | 内脏感觉 及味觉 | 一般躯体感觉 | 特殊躯体感觉(位听觉) |
位置 | 中线两侧 | 在躯体运动柱的腹外侧 | 在躯体运动 柱的背外方 | 在一般内脏 运动柱外侧 | 在内脏感觉柱外侧 | 在最外侧 (前庭区深方) | |
脑桥 | 展神经核 (Ⅵ) | 面神经核(Ⅶ) 三叉神经运动核(Ⅴ) | 上泌涎核 (Ⅶ) | ||||
延髓 | 舌下神经核 (Ⅻ) | 疑核 (Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ) | 下泌涎核 (Ⅸ) 迷走神经背核 (Ⅹ) | 孤束核 (Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ) | 三叉神经脑桥核(Ⅴ的 头面皮肤黏膜触压传入) 脊束核(Ⅴ、Ⅸ、Ⅹ的痛温传入) | 前庭神经核(Ⅷ) 蜗神经核(Ⅷ) |
第Ⅲ~Ⅻ对脑神经核在脑干内的排列、位置、所属功能柱、连属哪些脑神经等,列简表见下。
*表中每一脑神经核后括号内以罗马数字附 注了其脑神经的序号
2)非脑神经核 它们是感觉通路或运动通路上的中继核。
(1)薄束核gracile nucleus和楔束核cuneatenucleus(图5-2-12)分别位于延髓薄束结节和楔束结节深方,是薄束和楔束的终止核。此两核发出的纤维弓形走向中央管腹侧,左、右交叉,称为内侧丘系交叉,交叉后的纤维名内侧丘系,在中线两侧上行至间脑。
2)下橄榄核inferior olivary nucleus(图5-2-13)在延髓橄榄的深方,为一皱褶的囊状灰质团块,在人类特大。它主要接受大脑皮质、脊髓和红核的纤维,发出的纤维走向对侧,与脊髓小脑纤维共同组成粗大的小脑下脚进入小脑。
3)脑桥核pontine nuclei(图5-2-13)为许多小的细胞团块,散布于脑桥基底部的纤维之间,接受同侧皮质脑桥束的纤维。自脑桥核发出纤维横行,交叉至对侧,聚成小脑中脚入小脑。
4)红核red nucleus(图5-2-15)位于中脑上丘平面的被盖部,呈圆柱形,它接受大脑运动皮质发出的纤维和小脑的传出纤维(小脑上脚)。红核的传出纤维主要形成对侧的红核脊髓束,影响前角运动神经元的活动。
5)黑质substantia nigra(图5-2-15)位于中脑被盖和大脑脚底之间,见于中脑的全长。黑质细胞大多含有黑色素,是脑内合成多巴胺的主要核团。黑质与端脑的新纹状体(尾状核和壳)有往返纤维联系。黑质是调节运动的重要中继站,由于某些原因使黑质细胞变性,多巴胺合成减少,是引起震颤麻痹(Parkinson病)的主要病因。
6)上丘灰层 接受来自视网膜和视觉皮质的纤维,也接受下丘传来的听觉信息。上丘发出的纤维交叉到对侧,后形成顶盖脊髓束和顶盖延髓束,分别止于脊髓前角运动细胞和脑干的体躯运动核,完成由光、声刺激所引起的转眼、转头乃至开跑的反射活动。
7)下丘核是听觉传导通路上的重要中继站。它主要接受起自蜗神经核的外侧丘系纤维,发出纤维至内侧膝状体。下丘也发纤维至上丘,参与听觉反射活动。
2. 白质 除脑干的固有束及往返于脑干和脊髓之间的反射束外,同样有与大脑联系的上、下行纤维束(图5-2-12,5-2-13,5-2-14,5-2-15),其中有的是脊髓纤维束的续行段。
(1)上行纤维束
1)内侧丘系medial lemniscus为薄束和楔束的续行纤维束。经延髓的锥体束背方、中线两旁上行,穿脑桥的斜方体,再经中脑红核的外侧,向上止于背侧丘脑。
2)脊髓丘脑束。具体见脊髓上行束段。
3)三叉丘系trigeminal lemniscus由三叉神经脊束核和三叉神经脑桥核发出的纤维,随时越边至对侧上行集合而成,在脑桥和中脑被盖其位置与内侧丘系毗邻,向上止于背侧丘脑。传导对侧头面部的痛、温度和粗触觉。
4)外侧丘系lateral lemniscus蜗神经核发出的纤维,大部分在脑桥被盖腹侧部左、右交叉至对侧,形成斜方体,然后在被盖的腹外侧折向上行,形成外侧丘系,止于下丘;小部分不交叉纤维加入同侧外侧丘系,故外侧丘系传导双侧的听觉冲动。
(2)下行纤维束
1)锥体束pyramidal tract是自大脑皮质发出控制骨骼肌随意运动的下行纤维束,止于前角运动细胞称皮质脊髓束(见脊髓一节),止于脑神经躯体运动核称皮质核束corticonuclear tract。锥体束在脑干内行经中脑的大脑脚底中3/5、脑桥基底部和延髓锥体。至延髓下部,皮质脊髓束的大部分纤维经锥体交叉越至对侧下行,形成皮质脊髓侧束;小部分不交叉纤维仍在同侧下行,形成皮质脊髓前束。一侧皮质核束的纤维在脑干下行过程中,陆续止于双侧脑神经体躯运动核,但舌下神经核和面神经核下半(支配口周肌)细胞群,只接受对侧皮质核束的纤维。因此临床上一侧锥体束损伤时,引起对侧肢体随意运动瘫痪,并有对侧口周肌和舌肌瘫痪,而其他脑神经运动核的功能不出现障碍。
2)其他的下行纤维束包括皮质脑桥束(经中脑的大脑脚底止于脑桥核)、红核脊髓束、顶盖脊髓束、前庭脊髓束、网状脊髓束和内侧纵束。后者由前庭神经核向中线两侧发出,既有下行也有上行止于躯体运动神经脑核和颈髓前角运动神经元,参与完成平衡刺激引起的反射活动,可视为脑干的固有束。
3. 脑干网状结构 位于被盖的中央部、延髓第四脑室室底灰质腹侧与下橄榄核之间。
(1)分区:依据细胞构筑和纤维联系,可把网状结构分为三个纵贯脑干全长的区域:①外侧(1/3)区,主要由小细胞构成,它接受各种感觉纤维束的侧支传来的冲动,其轴突终止于内侧区,因此称其为网状结构的接受区;②内侧(2/3)区,主要由大型神经元构成,它们发出长的轴突形成网状脊髓束下行,另一方面经多突触联系投向大脑皮质,构成网状上行激动系统(图5-2-12、图5-2-13、图5-2-15),因此可认为内侧区是网状结构的传出区。网状结构与脑和脊髓各部的纤维联系非常广泛;③正中区,即中缝核,位于脑干中线附近。中缝核的许多细胞富含5-羟色胺。
(2)功能:①通过网状脊髓束调节肌的张力和内脏活动;②通过接受各感觉束的侧支,再多突触地上行投射到大脑皮质的广泛区域,构成网
图5-2-18 脑干网状结构上行激动系统
状上行激动系统(图5-2-18),这种投射是非特
异性的,并不引起特定的感觉,而是使大脑皮质处于清醒状态,适合于接受各种刺激。损伤中脑的网状结构即阻断上行激动,可导致昏睡不醒;③生理实验电刺激证明,延髓网状结构中有调节内脏活动的重要中枢,如呼吸中枢、心血管运动中枢等。这些中枢受损可造成呼吸、心跳停止,导致死亡;④中缝核的功能与睡眠有关。损伤此核可导致高度失眠。中缝核还参与镇痛机制。
二、小脑cerebellum
(一)形态位置
位于颅后窝,以三对小脑脚连于脑干的背面。小脑中间部像蚯蚓的一圈称为小脑蚓部(vermis),其分部及连续见图5-2-19,两侧膨大部称为小脑半球 hemisphere。小脑下面有深沟分隔,沟底即蚓部,但背面看蚓部和半球无明显界限。小脑半球下端垂向枕骨大孔,称小脑扁桃体cerebellar tonsil,颅内有占位性病变时,它可被推入枕骨大孔压迫延髓(小脑扁桃体疝),危及生命。小脑表面有许多大致平行的浅沟,沟中有沟,将小脑分成小脑叶片。小脑上面前1/3与后2/3交界处有一横行深沟称原裂。
图5-2-19 小脑外形
(二)机能分部及纤维联系
小脑依种系发生出现的先后分三部,后者从前者的中心长出,并把前者推向上下方。
古小脑archicerebellum 包括蚓部的小舌和绒球小结叶,始建于鱼类,接受从小脑下脚进入的前庭小脑束,通过前庭脊髓束实现躯干、四肢肌的反射性转头和姿势平衡,通过内侧纵束中的前庭纤维实现眼外肌的反射性运动,故又名前庭小脑。
图5-2-20 小脑纤维联系
旧小脑paleocerebellum包括原裂以前的半球和小脑蚓部、深沟底的蚓錐和蚓垂,建于爬行类,接受脊髓小脑束,主要从小脑下脚进入。通过红核脊髓束和顶盖脊髓束传出,反射性实现姿势平衡和双侧肢体的轮替运动时的自动配合,故又名脊髓小脑。
3. 新小脑neocerebellum 包括蚓部中份和两半球,始建于哺乳类,它随直立行走而发展起来,占人类小脑的大头,接受脑桥小脑纤维(小脑中脚),通过红核脊髓束和錐体束协助实现四肢精细运动,又名大脑小脑。
(三)小脑的灰质
主要是小脑皮质cerebellar cortex;白质内有四对小脑核cerebellar nuclei(图5-2-19,21)。最大的是齿状核dentate nucleus属新小脑,其内侧有栓核和球核,顶核位于第四脑室顶上方中线两旁,属古旧小脑。
图5-2-21 小脑雕去上半示齿状核
(四)小脑传出纤维 主要由齿状核发出,组成小脑上脚,在中脑被盖处左、右交叉上行,小部分纤维止于红核;大部在背侧丘脑换站后上达大脑运动皮质,构成反馈调节环路(见本篇第四章)。
(五)小脑机能失调表现
古小脑病变,躯干肌,患者坐不稳。旧小脑病变,肌张力降低,四肢协调障碍,步态蹒跚。新小脑病变,肢体随意运动不协调,运动即发抖,令指鼻时,越近鼻尖越抖得厉害。由于小脑的纤维联系存在重叠,小变也常常不是局限于一处,故实际临床表现是复杂的,总名为共济失调。由于小脑传出纤维交叉到对侧与运动束发源地联系,而运动束又作交叉支配,所以单侧小脑损伤的症状表现在同侧。
三、间脑
间脑diencephalon(between brain)位于中脑与端脑之间,其前面(终板)、背面和后面均被大脑掩盖;其两侧与大脑基底节贴近,但有大脑的内囊纤维束隔开;其腹面的后部(底丘脑)与中脑上面相贴;腹面前部(下丘脑)是唯一可见部分(图5-2-7)。
间脑分背侧丘脑、上丘脑、后丘脑、底丘脑和下丘脑五部(图5-2-22),内腔名第三脑室。
图5-2-22 间脑背面(大脑横切去枕叶,下份上面观)
背侧丘脑dorsal thalamus 简称丘脑,为一形长形灰质团,前尖后钝,左右八字形搁于中脑上方。内侧面的前部构成第三脑室侧壁,两侧壁间80%有灰质相连,切面呈卵圆形,名中间块(图5-2-23A)。上、后两面的内侧部有軟脑膜覆盖,构成大脑横裂的底;外侧部有室管膜覆盖,助成侧脑室。外侧面与内囊后肢相贴。下面贴底丘脑。
丘脑的核团随大脑的发展而增添。古丘脑的核团实为脑干网状结构的延续,包括布于外面和下面的薄层细胞名丘脑网状核;布于第三脑室面(包括中间块)的名中线核,;散在于内髓板(见后)内的统名板内核。,其中一个较大的名中央中核。它们组成网状上行激动系统的头端。
丘脑内部有两片由核间联系纤维组成的髓板,成了核团的分界,外髓板在外侧网状核的深面;内髓板(于图5-2-22A中,内、外板用白色表示,于图5-2-23B中内板用红点虚线表示)从前弯向后内,斜分丘脑为内侧核(实为背内侧部只占1/4)和外侧核(占3/4);内髓板前部的背份裂成两片,夹出一块楔形尖向下后的前核。前核上面突起于丘脑背面,形成 丘脑前结节(图5-2-11A)。外侧核分成背、腹两份,各又分成3核共6核,名如图5-2-23所示。
图5-2-23 A.背丘核群冠切、水平切及整体观
图5-2-23 B.背侧丘脑核群名称及位置(斜切面)
上述各核除腹后核属旧丘脑外,其余6核均属新丘脑。它们和大脑皮质的联系如图5-2-24所示。
图5-2-24 新旧丘脑核与新旧大脑皮质对应关系
腹后核属旧丘脑,接受内侧丘系和三叉丘系的纤维,是全身躯体感觉冲动的总汇,换站后投射到中央后回。
(二) 后丘脑metathalamus 指位于背侧丘脑下方两个独立感觉核团,性质和丘脑腹后核一样属于体感觉。包括内侧膝状体medial geniculate body借下丘臂和下丘相连,接受下丘(经下丘臂)来的听觉纤维,发出纤维形成听辐射,投射至颞叶的听觉皮质,是听觉中继站;外侧膝状体lateral geniculate body借上丘臂和上丘相连,接受视束纤维,发出纤维形成视辐射,投射至枕叶的视觉皮质,是视觉中继站。
(三)上丘脑epithalamus 包括位于第三脑室顶部后端的松果体Pineal body、左右缰三角和髓纹(图5-2-22)。松果体是调节动物生活昼夜节律的生物钟,对生殖器官发育和生理周期的结构变化也起调节作用。后两结构与嗅反射有关。
(四)底丘脑subthalamus 是以两丘脑、第三脑室为一方,中脑大脑脚为另一方之间的脑区,内有底丘脑核subthalamic nucleus和未定带灰质zona incerta,功能属锥体外运动系。
(五)下丘脑hypothalamus 是内脏运动的皮质下中枢所在地,结构包括终板terminal lamina、视交叉optic chiasma、漏斗、infundibulum、灰结节tuber cinereum、和乳头体mamillary body。它们围成第三脑室的前壁和侧、底壁的前份,重约4克,机能却极为复杂重要,内含内脏运动性核团。下丘脑向后与中脑被盖相接(图5-2-25)。
1.主要核团:界限不清。重要的有:①视上核supraoptic nucleus,跨越视交叉的上后方;
图5-2-25下丘脑核团及其与垂体间的联系
②室旁核paraventricular nucleus,位于视上
核的上方第三脑室侧壁。上两核分泌催产素和加
压素,经它们的轴突运送至垂体后叶;③ 漏斗核
infundibular nucleus位于第三脑室壁最下方,近漏斗处;④乳头体核mamillary body nucleus位于乳头体内。
2.纤维联系:
(1)传入纤维:
①一般内脏感觉纤维 主要经网状结构中继后传入,味觉纤维自孤束核传入,嗅觉纤维自嗅脑传入。机能是达成内脏反射活动。
②大脑投射纤维 主要有粗大的纤维束名穹隆fornix,它发自大脑的海马结构,止于下丘脑各核团,下达大脑对内脏运动的指令。还有来自丘脑内侧核和苍白球(后述)的纤维,间接实现大脑对内脏活动的控制。
(2)传出纤维:
①下丘脑下行纤维 通过脑干的中央灰质和网状结构中继,支配脑干和脊髓的副交感和交感节前神经元核团,实现内脏运动。
②室旁核和视上核发出的纤维形成室旁垂体束和视上垂体束,运送催产素和加压素至垂体后叶并释放入血液,影响靶器官;漏斗核的分泌物经其轴突(灰结节漏斗束)送至漏斗起始部,经垂体门脉系至垂体前叶,调节前叶的分泌。
③乳头丘脑束 自乳头体核至丘脑前核,前核与大脑皮质的扣带回有往返纤维联系,体现下丘脑与大脑的反馈环路联系。
(3)下丘脑的功能:下丘脑是调节内脏、脉管和内分泌系统的皮质下高级中枢。掌管人体新陈代谢等重要机能。此外,下丘脑还参与调节体温、情绪反应、睡眠、性欲等活动。
第三脑室third ventricle 位于间脑的中线上的矢状位裂隙,向后下通中脑水管,向内侧经左右室间孔与大脑半球内的侧脑室相通。第三脑室顶部成自脉络组织和脉络丛,有软脑膜加盖。
四、端脑
(一)端脑的外形
端脑telencephalon也称大脑cerebrum,分左、右大脑半球hemisphere,贴盖于间脑、中脑和小脑的上方,与间脑外侧面融合。左右大脑半球间有大脑纵裂cererbral longitudinal fissure,裂底为连接两半球胼胝体Corpuse callosum。以半球枕叶、胼胝体为一方,以小脑、上丘脑、丘脑背面和第三脑室顶之间的裂隙名大脑横裂cererbral transverse fissure。大脑横裂前端尖窄,位于第三脑室顶和胼胝体之间,直达两穹窿柱和室间孔后壁。
图5-2-26 大脑横裂
1.大脑半球的分叶 每个大脑半球有三个面,即膨隆的背外侧面、两半球相对的内侧面和下面(底面)。背外侧面与内侧面相交为上缘;与底面相交为下缘。大脑半球表面布满深浅不同的沟sulcus,沟间隆起叫回gyrus。有三个深沟作为分叶的依据:①外侧沟lateral sulcus,最深,起自半球前缘的背面与外侧面交点处,横向后上;
②中央沟central sulcus,起自半球上缘中点的稍后方,斜向前下达外侧沟。中央沟的上端延至半球内侧面;③顶枕沟parietooccipital sulcus,位于半球内侧面的后部,自前下斜向后上,上端稍延转至背外侧面。借上述三沟可将半球分为五叶:中央沟前方为额叶frontal lobe;中央沟以后,顶枕沟与枕前切迹连线之后为枕叶occipital lobe;之前的部部为顶叶parietal lobe;下部为颞叶temporal lobe;自外侧沟后
图5-2-27 右大脑半球的背面
端向后作水平线,为顶、颞叶分界;岛叶insular lobe藏于外侧沟的深方(图5-2-28)。
图5-2-28岛叶
2. 大脑半球的重要沟回
(1)背外侧面(图5-2-27) 在额叶中央沟之前,有一条与其平行的中央前沟,两沟间为中央前回precentral gyrus。此沟的前方两条前后走行的额上沟superior frontal sulcus和额下沟。两沟将额叶上外侧面余部分为额上回、额中回和额下回。在顶叶,中央沟后方有一条与其平行的中央后沟,两沟间为中央后回postcentral gyrus。中央后沟的后方有一与半球上缘大致平行的顶内沟,沟上部为顶上小叶,下部为顶下小叶。顶下小叶又分为两部,包绕外侧沟后端的脑回称缘上回supramarginal gyrus,围绕颞上沟末端的脑回为角回angular gyrus。在颞叶,外侧沟的下方,有颞上沟superior temporal sulcus和颞下沟。两沟将颞叶分为颞上、中、下回。自颞外侧沟的下壁后半,有两短脑回行向后内,称为颞横回transverse temporal gyri(图5-2-26)。
(2)内侧面(图5-2-29)大脑正中矢切标本上,可见连接两侧大脑半球的巨大纤维束胼胝体
图5-2-29 大脑半球内侧面
的断面。扣带沟singulete sulcus 与胼胝体之间的脑回称扣带回singulete gyrus。上缘中点偏后处有中央沟,绕沟端的回名中央旁小叶paracentral lobule,它是中央前、后回的延续。顶枕沟始于胼胝体后端下方,斜行向后上。距状沟calcarine sulcus自顶枕沟中份始,行向枕极。
(3)底面(图5-2-28) 额叶的底面靠内侧有嗅束olfactory tract,束前部名嗅球bulb,后端扩展名嗅三角trigone。嗅三角与视束之间为前穿质,是小血管穿入脑实质处。枕叶和颞叶底
图5-2-30 大脑半球底面
面有两沟:侧副沟collateral sulcus和枕颞沟ocipitotemporal sulcus把脑回分成三列,自内向外名海马回(其前端膨大弯向后称钩)hippocampal gyrus、枕颞内侧回和枕颞外侧回lateral ocipitotemporal gyrus。海马回向上外卷入侧脑室的底,形成海马hippocampus。海马及其内侧的齿状回组成海马结构(图5-2-31)。
图5-2-31 海马结构(颞叶水平切下半上面观)
(二)端脑的结构
大脑半球内的室腔为侧脑室。髓质中的灰质团称基底核;半球大脑皮质特厚。
1. 侧脑室lateral ventricle 左、右各一,略呈“C”形,分为四部(图5-2-32):中央部位于顶叶内;前角伸入额叶;后角伸入枕叶;下角向前下伸入颞叶。前角与中央部交界处有室间孔与第三脑室相通。侧脑室脉络丛的前端通过室间孔接第三脑室脉络丛,向后沿尾状核达下角前端。
图5-2-32 脑室铸型
2. 基底核basal nuclei 包括尾状核、豆状核、屏状核和杏仁体(图5-2-33)。
(1)尾状核caudate nucleus 扁带状分头、体、尾三部。从丘脑的上方、贴内囊的内侧,向后绕行至丘脑和内囊的下方。头、体构成侧脑室前角和体的外侧壁,尾构成侧脑室下角的顶,向
图5-2-33 大脑内部结构示意图
前行,到下角前端处连接杏仁体。
(2)豆状核lentiform nucleus,位于背侧丘脑的外侧,两者间有内囊后肢分隔。在水平切面或冠状切面上,豆状核均呈尖向内侧的楔形,被髓板分为两部:外侧部称壳putamen;内侧部称苍白球globus pallidus。
尾状核和豆状核的前端相连,此两核合称为纹状体corpus striatum。尾状核和壳种系发生上较新,称新纹状体;苍白球称旧纹状体。新纹状体主要接受来自大脑皮质、背侧丘脑和黑质的纤维,其传出纤维主要止于苍白球。苍白球的传出纤维主要止于丘脑的腹前核和腹中核。
纹状体是调节躯体运动的皮质下中枢,病变表现肌张力过高或过低和不自主控制的运动。其中一类表现为肌张力亢进(致运动困难)和震颤,称帕金森Parkinson病(震颤麻痹),动作缓慢、表情呆板。另一类表现为肌张力低下、运动过多,称舞蹈病,表现为上肢和头面部不自主、无目的或幅度大而夸张动作,关节强扭致痛却不能自停。
(3)屏状核为薄层灰质,位于岛叶皮质和豆状核之间,功能不明。杏仁体位于海马回深面,侧室下角末端的前上方,属边缘系统(后述)。
3. 大脑髓质cerebral medullary substance神经纤维分三类:
(1)连合纤维Commissural fiber(图5-2-30)对等连接左右大脑半球各叶。,:①胼胝体在脑的正中矢状切面上呈弓形,后端名压部,中部称干,前端叫膝部,转向后变薄名嘴。嘴下连终板;②前连合anterior commissure,横行于终板与穹隆柱间,连接双侧嗅球和颞叶。③海马连合hippocampal commissure海马发出的纤维,贴胼胝体下面前行加入对侧穹隆(图5-2-34)止于对侧乳头体核。
图5-2-34 胼胝体、前连合和穹隆
(2)联络纤维association fiberes 连接本侧半球内的回与回、叶与叶之间的纤维。短纤维联系相邻脑回,称弓状纤维。长纤维联系于各叶之间,如上、下纵束、钩束和扣带回深面的扣带等。
图5-2-35 大脑联络纤维(外侧面和内侧面)
投射纤维projection fiberes 实现大脑皮质对皮质下各中枢间的联系,包括上、下行纤维。这些纤维绝大部分经过内囊。内囊internal capsule为一宽厚的白质层,位于以尾状核、背侧丘脑为一方,豆状核为另一方之间(图5-2-33,36)。水平切面上内囊呈尖向内侧的“>”形,可分为三部:内囊前肢位于豆,性质上属支配内脏运动的大脑投射纤维状核与尾状核头之间;内囊
后肢在豆状核与背侧丘脑之间;前、后肢以钝角会合处为内囊膝有皮质核束通过。内囊后肢有皮质脊髓束和丘脑腹后核向皮质的投射纤维(丘脑中央辐射);豆状核下部有视辐射和听辐射通过。
图5-2-36 大脑经图5-2-33B中A线的横切面
内囊损伤(多由于供应此区的血管的栓塞或破裂出血)可出现对侧浅、深感觉丧失;对侧痉挛性瘫痪;两眼视野对侧半偏盲,即所谓的“三偏综合征”。
图5-2-37内囊分部(图5-2-33B的A线切面)
大脑皮质cerebral cortex 依据细胞和纤维构筑的不同,可将全部大脑皮质分为若干区,目前应用最广的是将大脑皮质分为52区的Brodmann分区(图5-2-38)。
通过实验损伤和病例的观察,发现大脑皮质功能上有两种区域。少数具有特定功能,包括躯体的运动、感觉区和内脏运动、感觉区。更多的皮质区对 刺激无任何反应,曾被称为“哑区”。深入研究证明,“哑区”是重要的综合功能区,属新皮质,包括思维、语言、记忆等,称为联络区。对联络区除各语言中枢外,我们的认识仍很有限。
图5-2-38 大脑皮质分区
第Ⅰ躯体运动区first somatic motor
area位于中央前回和中央旁小叶的前部,包括Brodmann第4第6区。此区主要接受中央后回和背侧丘脑的腹外核、腹前核发来的纤维。自此区发出锥体束,控制骨骼肌随意运动。中央前回第五层中的Betz细胞(巨型锥体细胞)的轴突是锥
图5-2-39第Ⅰ躯体运动区的人体定位
体束中的最粗大的纤维,支配精细的随意运动。身体各部在此区的投影犹如倒置的人形,但头部仍然是正置的(图5-2-39)。各代表区的大小与该部功能的复杂性成正比。
(2)第Ⅰ躯体感觉sensory区(3、1、2区)位于中央后回和中央旁小叶的后部,接受丘脑腹后核上传的人体对侧痛温触压4觉及本体觉冲动。各部在此区的投影一如运动区(图5-2-40)。
图5-2-40 第Ⅰ躯体感觉区的人体定位
(3)第一视区(17区)primary visual area位于距状沟壁及两侧的皮质,接受外侧膝状体发来的视辐射纤维。
(4)第一听auditory区(41,42区)位于颞横回。内侧膝状体发出的听辐射投射至此。因一侧听区接受两耳的听觉冲动,故一侧听区受损不会致聋。
(5)嗅区olfactory area 在海马回内侧部。
(6)味区gustatory area 在中央回咽区
语言中枢在皮质联络区,多数人在左半球。共有说话、听话、书写和阅读四个语言中枢(图5-2-38):①说话中枢 位于额下回后部(又称Broca区)。此区受损,虽唇、舌、咽喉肌未瘫痪,但患者丧失了说话能力,称为运动性失语症;②听话中枢 在颞上回后部。此区受损,虽然听觉正常,但听不懂别人讲话的意思,自己讲话常错、乱而不自知,称为感觉性失语症;③写话中枢 在额中回后部。此区受损,虽然手部的运动没有障碍,但不能以书写方式表达意思,造出错词错字,称为失写症;④看话中枢 在顶下小叶的角回。此区受损,视觉没有障碍,但患者不能阅读,不理解曾认识的文字的含义,称为失读症。
图5-2-41 人左侧大脑半球的语言中枢
人类大脑左、右半球的结构基本相同,按理功能应基本一样,但事实并非如此。统计表明,90%以上右利手人,60%以上左利手人的语言中枢在左半球。约10岁后,左半球受损将永远失语,因而提出了左半球是优势半球的概念。进一步研究表明,左右半球的优势是互补的。左半球在语言、逻辑、数理分析功能占优势。而右半球在形象思维、情感、时空感知占优势。脑机能不对称有解剖结构不对称作为基础。例如视、听语言中枢所在的皮质区(总称Wernicke)尸检资料证明,左侧面积大于右侧的占大多数。又如左侧的说话中枢具有右侧额下回后部不存在的大锥体神经元等。
(6)内脏脑(边缘系统):指围绕胼胝体,实为围绕室间孔边缘的一圈古旧皮质,包括隔区(位于终板前方)、扣带回、海马旁回、海马、齿状回等,合称边缘叶。边缘叶再加上与它联系密切的皮质和皮质下结构(如杏仁体、隔区下的隔核、下丘脑、背侧丘脑的前核群、中脑被盖等),共同组成边缘系统(limbic system)。由于这部分脑与嗅觉和内脏活动关系密切,故也称内脏脑。此外,边缘系统还与记忆、情绪反应和性活动等有关,老年痴呆病源于海马退变。