神经康复学解剖与生理
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三、脊髓白质

脊髓 白质white matter位于灰质的周围,借脊髓表面沟裂分为左、右两半,每半又分为三个神经索。前正中裂与前外侧沟之间为 前索anterior funiculus,前、后外侧沟之间为 外侧索lateral funiculus,后外侧沟与后正中沟之间为 后索posterior funiculus。在灰质前连合的前方,有连接两侧脊髓前索的横行交叉纤维,称 白质前连合anterior white commissure。白质内的纤维是连接脊髓与脑之间的桥梁,往往起止、行程和功能相同的神经纤维聚集在一起,形成纤维束或传导束。按功能特点白质中的纤维束可分为固有束、上行纤维束和下行纤维束。固有束起止均在脊髓,参与脊髓节段间的联系;上行纤维束可将躯干和四肢的各种感觉信息上传至脑,又称感觉传导束;下行纤维束则将各种运动冲动从脑的不同部位通过脊髓下传至躯干和四肢的骨骼肌。当脊髓中的纤维束发生病变时,可出现病灶平面以下全部骨骼肌麻痹和感觉丧失,称为传导束型运动障碍或传导束型感觉障碍。
(一)固有束
固有束是紧贴灰质边缘的一层短距离的纤维束,由后角细胞和束细胞的轴突构成;这些轴突在同侧或对侧灰质边缘聚集,升降一定距离后又返回并终止于脊髓灰质。固有束的行程不超越脊髓,联系脊髓不同节段,参与完成脊髓节段内或节段间的反射活动。
发出纤维参与构成固有束的神经元称为脊髓固有神经元或束细胞,依据其发出纤维的长度分为长纤维、中长纤维和短纤维神经元。长纤维的脊髓固有神经元胞体位于板层Ⅷ和邻近的Ⅶ层背侧,发出的纤维纵贯脊髓全长,行经前索和外侧索。中长纤维的脊髓固有神经元胞体位于板层Ⅶ中央和内侧部,发出纤维沿同侧投射。短纤维的脊髓固有神经元胞体位于板层Ⅴ~Ⅷ的外侧部,行经同侧外侧索。
固有束紧贴灰质表面,在前索、外侧索和后索内,分别称为前固有束、侧固有束和后固有束。
(二)上行纤维束(感觉传导束)
躯干和四肢的各种感觉信号,经脊神经后根传入脊髓,通过上行纤维束直接或间接向上传至脑的不同部位。经脊神经后根传来的感觉分为浅感觉、深感觉和内脏感觉三种。浅感觉是来自皮肤黏膜的痛觉、温度觉和触压觉;由于这些感觉刺激信号来自外界,又称外部感觉。深感觉是来自骨骼肌、肌腱和关节等处的位置觉、振动觉和运动觉,由于引起这些感觉的刺激来自躯体深部,故称本体感觉。部分本体感觉冲动可经上行纤维束到达大脑皮质,为人所感知,又称意识性本体感觉,即闭目时仍可正确感知肢体所处的位置和骨骼肌的紧张度。另有部分本体感觉冲动只传至小脑,不为人感知,与反射性调节作用有关,故称反射性本体感觉。内脏感觉来自内脏和心血管等器官,一般情况下,内脏感觉比较模糊、迟钝,但受到牵张、痉挛等刺激时则比较敏感。
脊神经后根进入脊髓时分为内、外侧两部分。内侧部纤维粗大,沿后角内侧进入后索,主要传导本体感觉和精细触觉;其升支组成薄束和楔束,降支较短,与来自后角的某些纤维共同组成若干下行的短纤维束。外侧部为细的无髓和薄髓纤维,主要传导痛、温觉和内脏感觉,进入脊髓后上升或下降1~2节段,在胶状质背外侧聚集成背外侧束(Lissauer束),发出侧支或终支进入后角。
1.薄束和楔束fasciculus gracilis and fasciculus cuneatus(图1-9)
图1-9 薄束与楔束
分别位于脊髓后索的内侧部和外侧部,起自脊神经节。节内假单极神经元的突起分为周围突和中枢突,周围突分布至躯干与四肢的骨骼肌、肌腱和关节的本体感受器及皮肤的精细触觉感受器;中枢突经后根内侧部进入后索,其中第5胸节以下的中枢突构成薄束,第4胸节以上的中枢突构成楔束。因此,在中胸部(约相当于T 4节段)以下,后索被薄束占据;在颈髓与上胸髓,后索内既有薄束也有楔束。薄束和楔束中的大部分纤维不发出侧支,直接上升至延髓,分别止于薄束核和楔束核。薄束和楔束纤维排列有明确的定位关系:传递身体低位节段冲动的纤维位于薄束的内侧份,来自高位节段的纤维位于楔束的外侧份,故在颈髓后索横断面上,由内侧向外侧依次是来自骶、腰、胸和颈部的纤维,这对病变的定位诊断有一定的意义。
薄束和楔束分别传导来自同侧下半身(男性乳头平面以下)和上半身(男性乳头平面以上)的本体感觉及精细或辨别性触觉。故脊髓后索损伤(如脊髓梅毒)时,损伤平面以下的同侧本体感觉和精细触觉消失,患者闭眼后不能确定肢体各关节的位置和运动方向;在肢体运动时,由于位置觉和运动觉不能传至大脑皮质,故不能随意纠正肢体运动时的误差,可出现感觉性共济失调(脊髓性共济失调);同时损伤侧的两点辨别觉减弱或消失。
2.脊髓小脑束
包括 脊髓小脑后束posterior spinocerebellar tract、 脊髓小脑前束anterior spinocerebellar tract、 脊髓小脑喙侧束楔小脑束(图1-10)。
图1-10 脊髓小脑束
(1)脊髓小脑后束:
位于白质外侧索后部浅层,皮质脊髓侧束的背侧。脊髓小脑后束主要起自同侧Ⅶ层的胸核,尚有来自对侧胸核经白质前连合交叉过来的少许纤维,上行经小脑下脚止于小脑皮质。由于胸核主要接受来自同侧躯干下部和下肢的本体感受器(肌梭和腱器)以及皮肤触压觉感受器的冲动,故脊髓小脑后束可将来自同侧躯干和下肢的本体感觉信息上传至小脑;小脑则借此束调节肌张力和协调运动。因此,此类本体感觉被称为反射性(非意识性)本体感觉。
(2)脊髓小脑前束:
位于白质外侧索前部浅层,脊髓小脑后束腹侧和脊髓丘脑侧束的外侧。脊髓小脑前束起自腰骶膨大节段Ⅴ~Ⅶ层的外侧部(相当于后角基底部和中间带外侧部),大部分纤维交叉至对侧上行,小部分于同侧上行,经小脑上脚进入小脑皮质。脊髓小脑前束同样只传递躯干下部和下肢的反射性本体感觉冲动至小脑,所传递的信息与整个肢体的运动和姿势有关,但脊髓小脑后束传递的信息可能只与个别肢体骨骼肌的精细运动和姿势协调有关。
(3)脊髓小脑喙侧束:
起自颈膨大部第Ⅵ层,为胸核的上延部分,行经同侧小脑上、下脚至小脑,传导同侧上肢的本体感觉和触、压觉。
(4)楔小脑束:
起自延髓楔外侧(副)核,经小脑下脚进入小脑,将同侧躯干上部和上肢的本体感觉和触、压觉信息传递至小脑。
当双侧脊髓小脑前、后束均受损(如遗传性感觉性共济失调症)时,双侧肢体的反射性本体感觉丧失,小脑未能获取肢体的本体感觉冲动而出现共济失调,称为小脑性共济失调。
3.脊髓丘脑束
分为 脊髓丘脑侧束lateral spinothalamic tract和 脊髓丘脑前束anterior spinothalamic tract。前者传导由后根细纤维传入的痛、温觉信息;后者传导由后根粗纤维传入的粗触觉、压觉信息,尚可能传导痒觉(图1-11)。
图1-11 脊髓丘脑束
(1)脊髓丘脑侧束:
位于脊髓外侧索前部,脊髓小脑前束内侧。传导痛温觉的细纤维胞体位于后根脊神经节内,周围突分布至躯干和四肢皮肤内的感受器,中枢突(细纤维)经后根外侧部进入脊髓,行经背外侧束,止于脊髓灰质Ⅰ和Ⅳ~Ⅶ层神经元。由这些神经元发出的纤维上升1~2个节段经白质前连合交叉至对侧侧索上行,构成脊髓丘脑侧束上升至丘脑。此束内的纤维传导温度觉的部分主要聚集于后部,传导痛觉的部分集中于前部。脊髓丘脑侧束有明确的定位关系:由外向内依次为来自骶、腰、胸、颈节的纤维,传递内脏感觉的纤维可能位于最内侧,紧贴固有束。当一侧脊髓丘脑束被完全切断后,可致切断平面以下1~2节段对侧半身的痛温觉丧失,但内脏感觉障碍不明显,这是由于内脏感觉为双侧传导。
(2)脊髓丘脑前束:
位于脊髓前索前部,前庭脊髓束背侧。传导粗触觉和压觉的粗纤维胞体位于后根脊神经节内,周围突分布至躯干和四肢皮肤内的感受器,中枢突(粗纤维)经后根内侧部进入脊髓后索,上升一段距离后止于脊髓Ⅰ和Ⅳ~Ⅶ层神经元,由这些神经元发出的纤维大部分经白质前连合交叉至对侧前索上行(小部分纤维不交叉进入同侧前索),构成脊髓丘脑前束上升至丘脑。此束外侧部纤维传导粗触觉,内侧部纤维传导压觉。脊髓丘脑前束的定位关系与脊髓丘脑侧束相似。脊髓丘脑前束含部分不交叉的纤维,故损伤一侧的纤维束的粗触觉和压觉仍然存在或较迟钝。
当脊髓中央部损伤(如脊髓空洞症或髓内肿瘤)时,若侵犯白质前连合,脊髓丘脑束的交叉纤维受损,患者将出现分离性感觉障碍,即痛、温觉消失,粗略触觉仍存在或迟钝,本体感觉和精细触觉正常。
(三)下行纤维束(运动传导束)
下行纤维束是从大脑皮质或皮质下中枢投射至脊髓的纤维束,分为锥体系和锥体外系。锥体系是起自大脑皮质,直接终止于脊髓前角的传导束。锥体外系是指大脑皮质经过皮质下中枢间接与脊髓前角发生联系的传导束,包括红核脊髓束和前庭脊髓束等。
1.皮质脊髓束
起自大脑皮质中央前回中、上部和中央旁小叶前部,下行经过内囊后肢、大脑脚底、脑桥基底部和延髓锥体。在锥体下端,大部分纤维交叉至对侧侧索,称为 皮质脊髓侧束lateral corticospinal tract;少量未交叉的纤维于同侧前索下行,称为 皮质脊髓前束anterior corticospinal tract;另有少量不交叉的纤维沿同侧外侧索下行,称为 Barne前外侧束。皮质脊髓束的主要功能是完成大脑皮质对脊髓的直接控制,尤其是对运动功能的调控(图1-12)。
图1-12 皮质脊髓束
(1)皮质脊髓侧束:
在脊髓外侧索后部下行直达骶髓,直接或经过灰质中间神经元中继后间接终止于脊髓前角运动神经元,支配四肢骨骼肌的运动。皮质脊髓侧束纤维呈分层定位排列关系,由内向外依次为至颈、胸、腰、骶的纤维,即支配上半身的纤维位于内侧,而支配下半身的纤维位于外侧。
(2)皮质脊髓前束:
在前索最内侧下行,仅达脊髓中胸部以上。大部分纤维经白质前连合交叉终于对侧前角运动神经元,支配躯干和四肢骨骼肌的运动;小部分纤维始终不交叉而终止于同侧前角运动神经元,主要支配躯干肌的运动。
(3)Barne前外侧束:
沿皮质脊髓侧束的前外侧下降,大部分纤维终于颈髓前角,小部分纤维可达腰、骶髓前角。
从皮质脊髓束三种纤维的行径和终止情况来看,脊髓前角运动神经元主要接受来自对侧大脑半球的纤维,但也接受来自同侧大脑半球的少量纤维。其中,支配四肢的前角运动神经元只接受对侧皮质脊髓束的支配,而支配躯干肌的运动神经元接受双侧皮质脊髓束的支配。故当一侧皮质脊髓束损伤时,出现同侧损伤平面以下的肢体骨骼肌痉挛性瘫痪(肌张力增高、腱反射亢进等,即硬瘫),而躯干肌不瘫痪。
2.红核脊髓束rubrospinal tract
位于脊髓外侧索,皮质脊髓侧束的腹侧,脊髓小脑后束的内侧。纤维起自中脑红核,经被盖腹侧部交叉至对侧,形成被盖腹侧交叉,交叉后的纤维于脊髓侧索下行,终止于灰质板层Ⅴ~Ⅶ层,投射至上三个颈髓节段。红核脊髓束的功能主要是调节屈肌肌张力和易化屈肌运动,并与皮质脊髓束一起调控肢体远端骨骼肌的运动(图1-13)。
图1-13 红核脊髓束
3.前庭脊髓束vestibulospinal tract
起自同侧脑干前庭神经核,下行于脊髓前索外侧部,止于灰质板层Ⅷ和部分板层Ⅶ,经中间神经元中继后,与α、γ运动神经元形成突触联系。此束几乎见于脊髓全长,但人类已不甚发达。前庭脊髓束可将前庭和小脑的冲动传至脊髓前角,以调节躯干和四肢的肌张力,维持身体平衡。因前庭脊髓束主要兴奋躯干肌和肢体的伸肌,故脊髓横断病变时,若只损伤皮质脊髓束,则可产生伸展型截瘫;若同时损伤皮质脊髓束和前庭脊髓束,可出现屈曲型截瘫(图1-14)。
图1-14 前庭脊髓束
4.网状脊髓束reticulospinal tract
起自脑桥网状结构(脑桥喙侧与尾侧网状核)和延髓网状结构(主要是巨细胞网状核),下行于脊髓前索和外侧索深部,止于板层Ⅶ和Ⅷ,经中继后再终止于Ⅸ层的α和γ运动神经元,对α和γ神经元产生易化或抑制作用,参与调控躯干和肢体近端骨骼肌的运动(图1-15)。
图1-15 网状脊髓束
5.内侧纵束medial longitudinal tract
位于脊髓前索,皮质脊髓前束的背侧。大部分纤维起自前庭神经核,小部分纤维起自中脑中介核、后连合核和Darkschewitsch核及网状结构。内侧纵束纤维主要来自同侧,部分来自对侧,终止于灰质板层Ⅶ和Ⅷ,经中继后再达前角运动神经元,参与协调眼球运动和头颈部的运动。
6.顶盖脊髓束tectospinal tract
起自中脑上丘,纤维束发出后绕中脑水管周围灰质走向腹侧,于内侧纵束前方形成被盖背侧交叉,下行至脊髓前索前内侧部,多数终止于上段颈髓板层Ⅵ~Ⅷ。顶盖脊髓束可兴奋对侧颈肌,抑制同侧颈肌活动,使头颈转向对侧以完成视听反射(图1-16、表1-5)。
表1-5 脊髓重要纤维束
续表
图1-16 顶盖脊髓束