中枢神经康复的理论基础

中枢神经康复的理论基础董赟主任医师2020/3/8中枢神经康复的理论基础1可塑性理论2环境理论3运动控制理论4康复治疗2020/3/8神经系统的可塑性理论中枢神经的可塑性是指中枢神经的修复能力，其表现在短期功能的改变和长期结构的改变。短期功能的改变是突触效率和效力的变化，长期结构的改变是神经连接的数量和组织的改变。因此突触的可塑性成为神经功能和结构恢复的核心。2020/3/8神经系统的可塑性理论突触的可塑性主要指突触连接在形态和功能上的修复，即突触连接的更新和改变；突触数目的增加或减少；突触传递效应的增强或减弱。2020/3/8神经突触发芽失神经过敏学习和记忆神经生长因子和免疫因子细胞移植突触可塑性表现功能重组神经生长因子和免疫因子潜伏通路的启用药物、轴突上离子通道改变其他2020/3/8功能重组从解剖部位角度分为：活动依赖性的功能重组；脑损伤区周围皮层的功能重组；脑损伤对侧相应部位代偿性功能重组；其他皮层功能替代重组；从生理学角度分为：系统内重组和系统间重组。系统内重组主要指神经轴突发芽，轴突上离子通道的改变和突触效率的改变。系统间重组是指由在功能上不完全相同的另一系统来承担损伤系统的功能。（1）古、旧脑的代偿；（2）对侧半球的代偿；（3）在功能上几乎完全不相干的系统代偿。2020/3/8神经轴突发芽当神经元的轴突损伤后，受损轴突的残端向靶组织或神经元延伸，或损伤区邻近的正常神经元轴突侧支芽，向靶组织或其他神经元延伸，形成新的突触。这是中枢神经系统可塑性的重要形态学基础，一般在2-6个月完成，出现较理想的功能恢复需数月或一年以上时间。2020/3/8潜伏通路的启用潜伏通路是指在动物或人发育过程中已经形成并存在的，但在机体正常情况下对某一功能不起主要作用或没有发挥作用，处于备用状态，而一旦主要通道无效时才承担主要功能的神经通路。2020/3/8失神经过敏神经损伤后，失去神经支配的组织或细胞对相应递质敏感性增加的现象。机制：（1）增加了局部化学受体的数量，使受体出现在以前没有这种结构的区域上；（2）使递质破坏或灭活的机制消失；（3）膜通透性改变；（4）神经生长相关蛋白参与。主要作用表现：①使失神经后的组织保持一定的兴奋性；②使局部对将来的神经再支配易于发生反应；③引起组织的自发性活动，减少失神经组织的变形和萎缩。2020/3/8学习和记忆学习是指人或动物获得关于外界知识的神经过程，是对经验作出反应而改变行为的能力。记忆则是将获得的知识储存并读出的神经过程，是把学习所得的信息加以保存的能力。学习和记忆的过程是通过神经回路中突触的变化而实现的。2020/3/8细胞移植胚胎干细胞移植和嗅鞘细胞移植等的相关研究不断地开展，嗅鞘细胞移植主要用于脊髓损伤的患者，干细胞移植用于大脑损伤的患者。2020/3/8神经生长因子和免疫因子神经生长因子主要在突触水平、轴突水平和细胞水平，乃至神经系统附属结构水平上调节中枢神经系统的再生。免疫因子作用而产生的免疫反应对中枢神经系统修复具有双向调节作用。两者之间存在着某种对话。2020/3/8药物、轴突上离子通道的改变许多药物可促进中枢神经功能的修复。如清除脑自由基的脑功能保护剂可提高恢复期的康复效果。重新形成适当的钠离子通道，从而引起了突触效率的改变。2020/3/8其他损伤区周围组织水肿的消退，侧支循环的建立等也有助于脑功能的恢复，为中枢神经系统的再生提供合适的环境。2020/3/8二、丰富的环境在中枢神经康复中的相关理论丰富的环境可以促进中枢神经损伤患者神经的再支配，对神经生产因子mRNA的表达也起到一定作用。2020/3/8三、运动控制理论（一）、运动控制概论正常情况下，运动功能是由运动控制系统包括神经系统和运动有关的组织结构与实施运动的骨、关节、肌肉组织等共同实现的。前者是控制主体，后者是收缩主体。运动一般分为反射运动、模式运动（节律运动）、随意运动。这些运动过程的控制都必须有中枢神经系统的参与才能完成，而且中枢神经系统在运动控制中起主导作用。2020/3/8三、运动控制理论运动控制主要包括两个问题：（1）人体在空间的稳定性，即姿势和平衡控制；（2）人体在空间的移动，即运动。因此，运动控制实际上是研究运动和姿势的控制。运动是一系列的复杂过程相互作用的结果，包括动作、感知觉、认知和运动处理。2020/3/81、反射运动机体从内外环境中获得有效的感觉信息流，中枢神经系统感知后及时准确地作出运动应答。正常情况下，神经系统各个部分相互作用，完成相应的动作。反射运动是基础。各种反射运动综合产生完整的动作，最终构成个体的行为。中枢神经系统损伤后，患者可通过各种反射刺激运动的产生，从而完成相应的功能。2020/3/82、模式运动当由反射引起的运动常常以某种固有的运动模式出现，去掉刺激或传入冲动，此时仍有模式化的运动反应。这种运动称为中枢性模式运动。2020/3/83、随意运动随意运动是在意识、思想支配下的随意、高度协调、精细技巧、需要快速反应的运动控制，其是一个复杂的过程。反射运动、模式运动是其基础。中枢神经系统损伤后，运动功能的恢复一般经过反射运动、模式运动过程，最后到随意运动。是大脑皮层控制下的各种运动形式的整合。中枢神经系统损伤后，康复训练主要是促进随意运动控制，协调反射运动，引导模式运动。2020/3/8（二）、运动控制的基本理论1、反射理论反射的基本结构：感受器、传导通路、效应器。正常情况下，神经系统各个部分相互作用，简单的各种反射综合产生完整的动作，最终构成个体的行为。动作的基础是反射链。一个刺激产生一个反应，这个反应作为下一个反应的刺激，下个反应是再下一个反应的刺激。临床意义：（1）检测一些反射，预测患者的功能；（2）、根据患者有无可控的反射，解释患者的运动行为；（3）、通过运动再训练获得功能，可集中增加或减少各种反射的作用。局限性：（1）反射需要外部刺激完成，它不是构成行为动作的主要成分；（2）没能解释感觉刺激缺失时的运动；（3）不能解释快速运动；（4）、不能解释单一刺激引起的多个反应。2020/3/8（二）、运动控制的基本理论2、分级理论中枢神经对运动的控制是在三个水平进行的：脊髓、脑干、大脑皮层。小脑和基底节在大脑皮层和脑干对运动的控制中起调制作用，不直接参与运动的产生。（1）脊髓脊髓是最低层次的运动中枢，主要功能是通过神经回路传导最基本的、定型性的、反射性运动活动。该活动也是运动调节的基础。正常情况下，脊髓也接受高位中枢的传入支配，是高位中枢控制运动活动的作用部分。2020/3/8（二）、运动控制的基本理论（2）脑干脑干在运动控制中主要是承上启下的作用，脑干本身发出许多下行纤维直接控制躯体的某些活动及脊髓的运动功能，同时也承接高级运动中枢信息下传。脑干颅神经核直接发出神经支配相应组织活动；脑干网状结构可以易化脊髓牵张反射、屈肌反射和伸肌反射，同时也接受大脑皮层的下行控制以及小脑的控制，抑制脊髓反射活动，它们共同调节躯体肌张力；脑干红核脊髓束与阳性支撑反射有关；中脑前庭核是动物了解头在空间的位置、头与躯干的相对位置、保持身体直立、平衡重要姿势反射中枢；脑干还是抓握反射和眼球运动的中枢。同时也接受大量感觉信息的传入，是一级运动控制的整合中枢。2020/3/8（二）、运动控制的基本理论（3）大脑皮层大脑皮层参与控制机体运动的区域最重要的有初级运动皮层、前运动皮层和运动辅助区。初级运动皮层发出一部分传出纤维与脊髓前角的神经细胞直接联系，控制肢体远端肌肉的精细运动，而大部分纤维投射到脑干网状结构和丘脑，调节运动反馈和躯体肌紧张。主要表现为交叉的特性（头面上部、咽喉、咀嚼肌是双侧性的）。对运动的控制表现为具体的区域定位。初级运动皮层神经元的活动与运动时肌力大小、运动方向、运动时限和运动的精细程度控制有关。2020/3/8（二）、运动控制的基本理论（3）大脑皮层辅助运动区和前运动皮层对躯体运动的控制是双侧性的，它们不仅参与运动的准备、始动、而且编码复杂运动。前运动皮层主要接受后顶叶皮层的传入投射，发出纤维除与脑干网状结构相联系外，也参与控制躯体中轴肌肉和肢体近端肌肉的活动。后顶叶皮层主要接受感觉信息，与机体运动时身体空间位置、头部空间位置有关，参与运动的准备。大脑皮层还通过直接控制安置反射、单腿平衡反应、视觉翻正反射和皮层抓握，实现对功能活动所需要的快速、精确的运动调节。2020/3/8（二）、运动控制的基本理论（3）大脑皮层锥体系统支配肢体的精细运动和协调拮抗肌间的平衡，控制肌肉运动；非锥体系统主要调节脊髓反射、控制躯体肌紧张、协调肌群运动，对运动的控制是双侧性的。2020/3/8（二）、运动控制的基本理论（4）小脑小脑是运动中枢调制结构，它通过脑干运动系统和大脑皮层对随意运动起启动、监视、调节、矫正的作用。如：通过脑干前庭通路参与控制运动平衡，调整姿势。通过红核脊髓束及网状结构参与对牵张反射的调节，影响肌张力，纠正运动偏差，使运动精确、完善。小脑还参与运动的学习。2020/3/8（二）、运动控制的基本理论（5）基底节基底节的运动调节作用是通过皮层—基底节回路达到的。它接受几乎所有大脑皮层的纤维投射，然后再通过丘脑返回到大脑皮层。其表现为：在需要使关节位置稳定时保持其肌肉紧张度，而在编程运动时抑制其紧张度。它也是运动技巧学习神经回路的主要组成部分。分级理论的临床意义：①可用来解释偏瘫患者不正常的运动控制现象；②可选择各种反射检查作为临床判断神经缺损的指标，也可预测功能能力；③重建运动控制能力的许多治疗方法，都是集中在增强或减弱反射，通过改变反射来改善患者功能。局限性：不能解释某些正常成年人的反射占优势的行为。如脚踩钉子动作。2020/3/8（二）、运动控制的基本理论3、运动程序理论运动程序理论又称为中枢性模式化运动理论。中枢神经内部存在着中枢模式发生器（一种特殊的神经环路，与运动程序相一致），来产生复杂的运动，感觉冲动只是起调节作用。局限性：运动程序并不是唯一的决定动作行为的因素。临床意义：偏瘫病人发生屈肌痉挛，影响运动能力。2020/3/8（二）、运动控制的基本理论4、系统理论该理论把人体当作一个系统，整个系统是由多个子系统组成的。系统内有内力—惯性和运动依赖的力；外力—重力。在运动过程中，这些力相互作用，改变人体的动能和潜能。整合运动是各个子系统相互作用的结果。同样的命令可产生不同的运动。不同的命令可产生相同的运动。局限性：没有考虑与环境的相互作用。临床意义：在治疗和评价病人时，不仅要考虑单个系统，而且要考虑各个系统的相互作用。如骨骼系统、神经系统等。2020/3/8康复治疗的相关方法康复治疗Bobath神经发育疗法Brunnstrom运动疗法神经肌肉本体感觉促进技术运动再学习方法传统疗法强制性运动疗法运动想象疗法抗痉挛理论Rood感觉刺激疗法2020/3/81、Bobath神经发育疗法基本观点：中枢神经系统损伤患者常见的运动功能障碍主要是由于大脑高级中枢对低级中枢失去控制，低级中枢原始反射失去控制所致。主要方法：（1）关键点的控制；（2）姿势性反射抑制；（3）平衡反应训练和本体感受器的刺激；（4）正常运动模式；（5）ADL训练。2020/3/82、Brunnstrom运动疗法基本观点：中枢神经系统损伤患者运动功能的恢复经过六个不同的阶段，恢复过程可能停留在任一阶段，但不会跨越任一阶段。主要方法：（1）通过姿势反射和联合反应诱发共同运动；（2）训练患者对共同运动的主动控制；（3）促进分离运动、进行功能活动训练；（4）正常运动模式和ADL训练。2020/3/83、Rood感觉刺激疗法基本观点：感觉刺激可以对运动产生促进或抑制作用，中枢神经系统损伤后功能恢复是按运动发育的顺序，因此可以应用感觉刺激的方法促进运动功能的恢复。某种感觉刺激可以使张力正常化和引出可取的肌肉反应；运动控制逐步过渡到高一级的水平；通过有目的活动引出有意识的运动；重复练习是运动学习必须的。主要方法：触觉刺激、温度刺激、本体感觉刺激、特殊的感觉刺激。