前庭解剖学和神经生理学

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介绍［|］

的［1］正常的静止姿势依赖于三种感觉输入:视觉、本体感觉和前庭感觉[2]．它对两种类型的信息敏感:头部在空间中的位置和头部运动方向的突然变化［3］．这些信息共同帮助人们确定平衡感和平衡感[4]．

前庭系统分为中心和外围系统．

前庭系统有感觉和运动两部分，帮助我们感觉和感知运动，并提供有关头部运动及其相对于重力和其他惯性力(如开车时产生的惯性力)的位置的信息。这些信息被用来稳定眼睛，保持我们对感兴趣的目标的注视，无论头部是否运动。[4]

前庭系统也采用复杂的策略来维持[4]让我们最大限度地整合我们的感官(看、听、闻)。

外周前庭系统［|］

PVS位于内耳，在鼓膜后面。来自pv的输入被称为“前庭核复合体”的中央前庭处理器整合，该处理器生成运动命令来驱动眼睛和身体。这个系统通常是非常精确的。为了保持准确性，前庭系统由[5]．

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前庭器官-管道，耳石，耳蜗＂src=

图1:外周前庭系统解剖

半圆形的运河［|］

半规管(SCC)是专门的机械感受器，帮助我们获取有关角速度的信息[6]．从SCC接收到的感觉输入使前庭眼反射(VOR)产生与头部运动速度相匹配的眼球运动。

3个SCC的位置彼此成直角，在3个不同的运动平面上给我们反馈。记住有2个耳朵，所以实际上是6个SCC。

六个独立的半圆形管道变成了三个共面对:

  1. 左右侧卧
  2. 左前，右后
  3. 左后，右前

眼管平面与眼外肌平面接近，因此感觉神经元和运动输出神经元可以快速地向单个眼肌传递信息。

管内淋巴中有毛细胞，随着头部运动，内淋巴的摆动使这些共面对毛细胞相对壶腹向相反方向移位，一侧前庭神经的神经放电增加，另一侧前庭神经的神经放电减少。内淋巴位移与头部角速度成正比，因此半圆形管道向大脑传递速度信号。

头部旋转对肛管的影响。A)头发的运动。B)与头部运动方向相反的内淋巴运动。[7]

图2:共面对的内淋巴位移向大脑发送速度信号。

耳石［|］

耳石由耳膜(水平)和耳膜(垂直)组成。它们的作用是给我们关于线加速度的信息[8]通过触发大脑的动作电位来检测头部的位置。因为地球的引力场是一个线性加速度场，耳石记录倾斜[8]．例如，当头部侧向倾斜(也称为滚动)时，对胞室施加剪切力，引起激振，而对囊的剪切力减小。当头部向前或向后倾斜(称为俯仰)时，也会发生类似的变化。

Otoconia耳石膜内嵌有细小的碳酸钙晶体。头部倾斜和直线头部运动导致耳锥复合体位移，产生剪切力，使毛束偏转，随后使感觉毛细胞去极化。这些电信号通过传入前庭神经传递到中枢神经系统，与其他本体感觉信息一起，刺激中枢神经系统启动神经元反应，维持身体平衡。

耳垂的正确形成和固定对于维持最佳的前庭功能和身体平衡至关重要[9][10]．耳郭异常是常见的，可以引起眩晕和人体失衡[10]．

注:

前庭系统耳石器官

图3:耳石膜内嵌耳石

总而言之，耳道和耳石的毛细胞将头部运动产生的机械能转化为神经放电，传导到脑干和小脑的特定区域。由于其特殊的定位，SCC和耳石器官可以选择性地对特定方向的头部运动做出反应。重要的是要记住，耳石和半圆形管道具有不同的流体力学:SCC测量角速度，而耳石测量线性加速度。

前庭反应［|］

前庭眼反射(VOR)［|］

前庭眼反射

VOR通过在头部运动时保持稳定的视力，使我们的凝视稳定[11][12]．VOR有两个组成部分。角VOR，介导的SCC 's，补偿旋转。由耳石介导的线性VOR补偿平移。角度VOR主要负责凝视稳定。线性VOR是最重要的情况下，近目标正在被观察和头部是在相对较高的频率移动。

为了有清晰的视觉，眼睛必须在头部运动时朝着相同和相反的方向运动。如果VOR没有发射，你会看到一个矫正扫视。换句话说，眼睛会朝着与头部相同的方向移动，然后才会纠正并朝相反的方向移动。

有趣的是，VOR的输出神经元向眼外肌发送信息。眼外肌成对排列，它们的平面非常接近半圆管的平面。这种几何排列使得一对眼管主要连接到一对眼外肌。结果是眼睛的共轭运动与头部运动在同一平面上。

前庭脊髓反射(VSR)［|］

VSR稳定了身体。作为前庭脊髓反射的一个例子，让我们来看看产生迷路反射的一系列事件。

  1. 当头部向一侧倾斜时，耳管和耳石都会受到刺激。内淋巴血流使丘体偏转，剪切力使耳石内的毛细胞偏转。
  2. 前庭神经和前庭核被激活。
  3. 冲动通过外侧和内侧前庭脊髓束传递到脊髓。
  4. 在头部倾斜的一侧诱发伸肌活动，而在另一侧诱发屈肌活动。头部运动与前庭系统记录的运动相反。
[13]

图5:前庭脊髓反射(10)

VSR的输出神经元是脊髓灰质的前角细胞，驱动骨骼肌。然而，前庭核复合体与运动神经元之间的联系比VOR更为复杂。

VSR的任务比VOR要困难得多，因为有多种策略可以用来防止跌倒，这些策略涉及完全不同的运动协同作用。例如，当从后面推挤时，一个人的重心可能会前移。为了恢复“平衡”，人们可以(1)踝关节跖屈;(2)采取步骤;(3)抓斗作支撑;或者(4)使用这三种活动的某种组合。

VSR还必须根据头部在身体上的位置适当地调整肢体运动。VSR还必须使用耳石输入，比VOR更大程度地反映线性运动。眼睛只能旋转，因此几乎不能补偿直线运动，而身体既可以旋转又可以平移。

前庭结肠反射(VCR)［|］

录像机是一个动态稳定系统。这种反射维持颈部肌肉组织与头部位置的关系[14]．

颈反射［|］

作为前庭系统的一部分，颈椎具有重要的作用，但往往未被充分认识[14]．

颈颈反射(CCR)［|］

颈-结肠反射的功能是使头部在身体上保持稳定，从而提供头部相对于躯干的运动信息。颈部位置的改变引起传入感觉的改变，通过颈部肌肉的反射性收缩来对抗拉伸。CCR是颈部肌肉的代偿反应，在身体运动时由颈部本体感受器输入驱动。

颈眼反射(COR)［|］

颈眼反射是一种由颈部本体感受器调节的控制眼球运动的反馈型反射，可作为视动电位的补充。

颈椎反射(CSR)［|］

颈脊髓反射是指由颈部传入活动引起的肢体位置变化。网状脊髓系统与前庭脊髓系统一起在维持这一过程中发挥作用。

颅神经VIII和前庭神经［|］

8th[15]．

中央前庭处理器［|］

初级传入的前庭神经输入主要有两个目标:前庭核复合体和小脑。在这两个位置，前庭感觉输入与体感和视觉感觉输入一起被处理。

前庭系统投射到大脑皮层的许多区域，但不像其他感觉系统，没有只接收前庭信号的初级前庭皮层。所有接收前庭信号的皮质神经元也接收其他感觉信号，尤其是视觉和体感信号。

中央前庭处理器的图示。png＂src=

图7:中央前庭处理器https://www.researchgate.net/figure/Diagram-of-the-central-vestibular-system-with-multiple-interactions_fig5_47934549(2019年6月28日查阅)

前庭核复合体［|］

前庭核复合体是前庭神经输入的主要处理器，实现传入信息与运动输出神经元之间的直接、快速连接。

前庭核复合体由四个主要核(上核、内核、外核和下行核)组成。这个大结构主要位于脑桥内，也向尾侧延伸至髓质。前庭上核和内侧核是VOR的中继站。内侧前庭核也参与VSR，并协调头和眼同时发生的运动。前庭外侧核是VSR的主要核。

在前庭核复合体中，前庭感觉输入的处理与前庭外感觉信息(本体感觉、视觉、触觉和听觉)的处理同时发生。这通常被称为感觉运动整合。

小脑［|］

的[16]．小脑接受来自几乎所有感觉系统的传入输入，包括前庭核复合体，这与小脑作为运动输出调节器的作用一致[17]．

虽然前庭反射不是必需的，但当小脑被移除时，前庭反射变得不校准和无效。小脑皮层通过小脑核和脑干核，既可以通过上升通路在皮质源上指导纠正动作，也可以通过下降通路在脊髓水平上指导纠正动作。

简单来说，我们可以说小脑的功能与神经元回路有关。通过这种电路及其输入和输出连接，它似乎充当了一个比较器，一个通过比较意图和性能来补偿错误的系统［3］．小脑功能障碍的体征和症状包括肌肉无力、张力低下、眼球震颤(眼球跳动)、意向性震颤和共济失调。

总结［|］

人体前庭系统由3个部分组成:外围感觉器官;中央处理器和一个电机输出机构．外周装置(SCC和耳石)由一组运动传感器组成，这些传感器向中枢神经系统(特别是前庭核复合体和小脑)发送有关头部角速度和线性加速度的信息。中枢神经系统处理这些信号，并将它们与其他感官信息结合起来，以估计头部和身体的方向。

前庭中枢系统输出到眼肌、骨骼肌和脊髓，服务于各种重要的反射，前庭眼反射(VOR)、前庭结肠反射(VCR)以及前庭脊髓反射(VSR)、颈眼反射(COR)、颈脊髓反射(CSR)和颈结肠反射(CCR)。我们可以得出结论，前庭系统是一个非常复杂的人类控制系统;当你的头在移动的时候，你能看到并且能避免

说明前庭系统组织的框图。

图8:前庭系统的组织

额外的资源［|］

如果你有兴趣了解更多关于前庭系统的知识，下面的讲座将全面介绍前庭系统的解剖学和生理学

参考文献［|］

  1. ↑海TC。前庭康复的神经生理学。NeuroRehabilitation。2011, 1, 29(2):127-41。
  2. ↑Halmágyi GM, Curthoys IS。前庭对Romberg测试的贡献:测试半规管和耳石功能。欧洲神经病学杂志。2021年9月28日(9):3211-9。
  3. ↑3.03.1Shumway-Cook A, Woollacott MH, 2007。见:第三章。运动控制生理学．在:电机控制。将研究成果转化为临床实践。3.理查德·道金斯埃德·利平科特·威廉姆斯&威尔金斯公司。费城，2007:46-82
  4. ↑4.04.14.2神经解剖学和神经生理学Natalie Simon hazel sanghvi priya sekhon。临床医生术中神经生理监测的基础知识:实用指南。2021年6月2日。
  5. ↑刘建军，刘建军，2014。正常前庭系统的解剖学和生理学。第1章。前庭神经康复。Herdman SJ和clenddaniel RA。4thEd p2-19
  6. ↑洛夫RD。半规管在健康和疾病中的生物力学．神经生理学杂志。2018年12月19日;121(3):732-55
  7. ↑Bach-Y-Rita et al, 1971。丘状流的图像方向
  8. ↑8.08.1刘建军，李建军，李建军，等。人类的平衡感:耳蜗的结构特征及其对线性加速度的反应。PloS one。2017年4月13日;12(4):e0175769。
  9. ↑Lundberg YW, Xu Y, Thiessen KD, Kramer KL。耳石和耳石发育的机制。发展动态。2015年3月,244(3):239 - 53年。
  10. ↑10.010.1李建平，李建平。耳廓缺失或耳廓缺失——一种被忽视或忽视的平衡缺陷诊断．医学假说。2019年7月1日;128:17-20。
  11. ↑Dunlap PM, Mucha A, Smithnosky D, Whitney SL, Furman JM, Collins MW, Kontos AP, Sparto PJ。脑震荡后的凝视稳定测试。美国听力学学会杂志。2019年5月1日。
  12. ↑罗宾逊哒。光动力系统的神经生理学。脑研究进展。2022年1月7日;267(1):251-69。
  13. ↑MBBS是msu。CNS 15 https://www.slideshare.net/ananthatiger/cns-15?qid=cc1f4d14-630b-46e9-b8e1-8427df893928&v=&b=&from_search=1。LinkedIn Slideshare: 1-48(2019年6月27日访问)。
  14. ↑14.014.1Renga V.前庭功能障碍患者的临床评价。中华神经科杂志，2019;2019:3931548。
  15. ↑张建军，李建军，李建军，等。神经解剖学，颅神经8(前庭耳蜗)．InStatPearls [Internet] 2021 7月21日StatPearls出版。
  16. ↑Todd NP, Govender S, Lemieux L, Colebatch JG。与脑干-脊髓反射相关的轴向和前庭诱发电位的来源分析显示小脑和皮层的贡献。神经科学通讯。2021年7月13日;757:135960。
  17. ↑盖兹C，萨奇WT。小脑。1 .刘建军，刘建军，刘建军，等。4 .神经科学原理th编辑。纽约:McGraw-Hill, 2000:832-852。
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