一、颅脑解剖与功能
(一)颅腔与脑膜
1.颅腔 颅腔(cranial cavity)是由颅骨借缝隙或软骨紧密相连构成的腔隙,以容纳和保护脑、感觉器官及消化、呼吸器官的起始部。基本构成包括8块颅骨,即1块额骨、2块顶骨、1块蝶骨、1块枕骨、1块筛骨、2块颞骨。
枕骨是颅骨的一部分,俗称“后脑勺”,是平卧位时头部与枕头相接触的部位,故称之为枕骨。枕骨位于顶骨之后,并延伸至颅底。在枕骨的下面中央有一个大孔,叫枕骨大孔,脑和脊髓在此处相续。
脊髓位于由脊椎骨组成的椎管内,呈长圆柱状,上端与颅内的延髓相连,移行部位就在枕骨大孔。由于颅腔的主要开口就在枕骨大孔,所以当颅腔内发生占位病变时,可能导致颅腔内的脑组织被挤向枕骨大孔,比如颅内出血,造成小脑扁桃体及延髓经枕骨大孔被挤向椎管内,称为枕骨大孔疝或小脑扁桃体疝,这是因颅内压增高引起的严重状况,尤其当损害延髓功能时,很可能造成患者死亡(延髓被称作人的“生命中枢”,在下面将作介绍)。
2.脑膜
(1)综述:人脑虽然位于颅腔内,但不直接与颅骨相邻,脑与颅骨之间有脑膜相隔。是保护脑的重要组织,称为脑膜。
脑膜为包在脑外周的结缔组织被膜,主要起保护和支持脑的作用。脑膜与脊膜相连。脑膜分3层:①外层为硬脑膜,厚而坚韧,有神经血管,主要由纵行的胶原纤维组成,有保护和支持脑的功能;②中层为蛛网膜,是疏松成网状的透明薄膜,其下的间隙称蛛网膜下隙,腔内充满脑脊液,膜薄而透明,无血管,在颅顶部形成颗粒状突起,伸入硬脑膜静脉窦内,脑脊液主要由此进入血液;③内层为脑软膜,紧贴于脑表面,有丰富的血管,能伴随血管深入脑和脊髓组织,进行营养代谢作用,并参与组成脑室的脉络丛,产生脑脊液。脑膜炎主要就是此层发生了炎症。
(2)硬脑膜构成:硬脑膜是一厚而坚韧的双层膜。外层是颅骨内面的骨膜,仅疏松地附于颅盖,特别是在枕部与颞部附着更疏松,称为骨膜层。但在颅缝和颅底则附着牢固,很难分离。颅内无硬膜内腔。硬脑膜内层较外层厚而坚韧,与硬脊膜在枕骨大孔处续连,称为脑膜层。
在一定部位,硬脑膜内层折叠成皱襞,参见本节“脑静脉”部分。重要的硬膜突起有:
①大脑镰,形如镰刀。是硬脑膜内层自颅顶正中线折叠并向伸展与两半球之间的结构。其前端窄,附于鸡冠,后分宽,向下连于小脑幕的上面。②小脑幕,呈半月形,水平地位于大脑半球与小脑之间。小脑幕分为两侧颞骨岩部;前缘游离并向后凹陷,称为幕切迹,与蝶骨鞍背围成的孔有中脑穿过。小脑幕将颅腔分为幕上、下间隙。幕上间隙又借大脑镰分为左、右两部。当幕上间隙的颅内压增高时,可将海马旁回和海马旁回钩推入小脑幕孔,形成颞叶钩回疝。③小脑镰,后部附着与枕内嵴,前缘游离,呈镰刀状,部分分割小脑两半球。向上连于小脑幕,下接枕骨大孔边缘。④鞍隔,为环状邹襞,中央有一孔,漏斗从此通过。其前方附着于鞍结节和前床突,后方附着于小脑幕游离缘,构成垂体窝的顶。
硬脑膜的骨膜层在特定部位互相分离而形成的腔隙,称为硬膜窦。硬膜窦中充以静脉血并与静脉相续,故称静脉窦。因其壁厚不易塌陷,当损伤时则出血严重。与硬膜窦相关的部分内容,将在本节的“脑静脉”进一步论述。
(3)蛛网膜:蛛网膜是一层薄而透明的膜,包在软膜之外,在软膜与蛛网膜之间有个空腔,叫蛛网膜下隙,脑血管破裂出血至蛛网膜下隙,称为蛛网膜下隙出血(SAH)。
蛛网膜下隙出血的发病年龄从婴儿至老年,但以青壮年居多,发生蛛网膜下隙出血常见的原因有脑动脉瘤、血管畸形、高血压病、脑动脉硬化症、烟雾病、脑外伤和某些血液病(如血友病、白血病、再生障碍性贫血)等。精神紧张或情绪激动、过度用力,往往是蛛网膜下隙出血的诱发因素。
(二)脑
中风最主要的损害发生在脑部。因为损害脑的不同部位,造成各种不同的临床症状。如损害小脑,造成运动功能失调,患者不能平稳站立;损害延髓“生命中枢”,造成患者死亡;损害大脑负责语言或逻辑的功能区,造成患者失语或者不能理解他人语言等症状。因此,了解正常情况下的大脑结构与功能,对于理解中风症状有很重要的意义。见图1-1。
图1-1 脑的解剖结构
1.大脑
(1)大脑结构:大脑(brain)又称端脑,脊椎动物的脑是高级神经系统的主要部分,由左右两半球组成,在人类为脑的最大部分,是控制运动、产生感觉及实现高级脑功能的高级神经中枢。
大脑约由140亿个细胞构成,重约1 400克,大脑皮质厚度为2~3mm,总面积约为2 200cm2,一个人的脑储存信息的容量相当于1万个藏书为1 000万册的图书馆。以前的观点是最善于用脑的人,一生中也仅使用掉脑能力的10%,但现代科学证明这种观点是错误的,人类对自己的大脑使用率是100%,大脑中并没有闲置的细胞。人脑中的主要成分是水,占80%。脑虽只占人体体重的2%,但耗氧量却占全身耗氧量的20%~50%,血流量占左心排血量的15%~17%。
广义的大脑指小脑幕以上的全部脑结构,即端脑、间脑和部分中脑。与本书所界定的大脑概念有所不同。不再赘述。
(2)大脑皮质的功能定位:大脑皮质分为不同的一些区域,这些区域各有其特殊的主要功能。中风患者因为病灶损伤的区域不同,而导致这个区域所负责的生理功能障碍,因此会出现不同的临床症状。具体的大脑皮质功能定位非常复杂,而且互相存在功能重合与交叉等,我们只作简要介绍。①额叶:也叫前额叶。负责思维、计划,与个体的需求和情感相关。②顶叶:响应疼痛、触摸、品尝、温度、压力的感觉,该区域也与数学和逻辑相关。③颞叶:负责处理听觉信息,也与记忆和情感有关。④枕叶:负责处理视觉信息。⑤岛叶:人类的岛叶是控制交感神经和副交感神经介导的心血管调节最重要的皮质区域,多数学者在临床实践中发现,岛叶病变会导致心血管功能紊乱及自主神经功能状态的变化,因此岛叶与心脏功能之间的联系备受重视。⑥边缘系统:所包括的大脑部位相当广泛,如梨状皮质、内嗅区、眶回、扣带回、胼胝体下回、海马回、脑岛、颞极、杏仁核群、隔区、视前区、下丘脑、海马以及乳头体都属于边缘系统。边缘系统的主要部分环绕大脑两半球内侧形成一个闭合的环,故此得名。边缘系统内部互相联系,同时与神经系统其他部分也有广泛的联系。其主要功能是调节内脏活动,如调节动物的体温、消化液的分泌以及进食活动等;可能影响情绪变化、学习与记忆功能;与情绪相关;对维持觉醒(睡眠功能)有重要作用。
2.小脑
(1)小脑结构及功能概述:小脑(cerebellum)位于大脑半球后方,覆盖在脑桥及延髓之上,横跨在中脑和延髓之间。由胚胎早期的菱脑分化而来,是脑六个组成部分中仅次于大脑的第二大结构。(www.xing528.com)
小脑的主要功能分区大致如下。①前庭小脑:调整肌紧张,维持身体平衡;②脊髓小脑:控制肌肉的张力和协调;③大脑小脑:影响运动的起始、计划和协调,包括确定运动的力量、方向和范围。
小脑通过它与大脑、脑干和脊髓之间丰富的传入和传出联系,参与躯体平衡和肌肉张力(肌紧张)的调节,以及随意运动的协调。小脑就像一个大的调节器。人喝醉酒时走路会晃晃悠悠,目前认为就是酒精作用影响了小脑的功能。
(2)调节躯体平衡的功能:躯体的平衡调节是一个反射性过程,绒球小结叶是这一反射活动的中枢装置。如果绒球小结叶受到损伤,将破坏躯体的平衡功能。切除了绒球小结叶的猴不能站立,总是坐在笼子的角落里,以笼子的两边支撑身体来保持平衡。但其随意运动仍然很协调,能很好地完成吃食动作。在人类,绒小结叶如受损伤或压迫,患者的身体平衡将严重失调,身体倾斜,走路时步态蹒跚。研究还表明,由蚓部皮质和顶核组成的纵向内侧区也参与了躯体平衡,主要是站立的调节。内侧区的损伤也将造成平衡和站立的困难。
(3)调节肌紧张的功能:肌紧张是肌肉中不同肌纤维群轮换地收缩,使整个肌肉处于经常的轻度收缩状态,从而维持了躯体站立姿势的一种基本的反射活动。小脑对肌紧张的易化作用是由前叶的两侧部位来实现的。刺激猴的小脑前叶两侧部位,可加强伸肌的紧张状态,并减弱屈肌的紧张;在人类,这个部位的损伤则引起肌无力或低紧张现象。
(4)协调随意运动的功能:随意运动是大脑皮质发动的意向性运动,而对随意运动的协调则是由小脑半球部分,即新小脑完成的。新小脑的损伤,将使受害者的肌紧张减退和随意运动的协调性紊乱,称为小脑性共济失调。
主要表现有:①运动的准确性发生障碍。产生意向性震颤现象,当病人留意做某个动作,如用手指鼻时,手指发生颤抖,愈接近目标,手指颤抖得愈厉害,因而不能把握运动的准确方向。②动作的协调性发生障碍。患者丧失使一个动作停止而立即转换为相反方向动作的能力,运动时动作分解不连续。例如,病人不能完成快速翻转手掌这类简单、快速的轮替运动,称为轮替运动失常;当完成一个方向的运动并需要转换运动方向时,患者必须先停下来思考下一步的动作,才能再重新开始新的运动。
(5)其他功能:小脑与运动性的学习记忆和心血管活动也有一定的关系。
在家兔瞬膜条件反射的形成和保持中,海马CA1、CA3区、小脑皮质第Ⅵ小叶的半球部分(H Ⅵ)以及间位核的有关神经元均能产生学习关联性发放。损毁小脑皮质H Ⅵ和间位核,可使上述条件反射以及海马CA1、CA3区的学习关联性发放消失。
电刺激小脑顶核的嘴侧部能引起明显的心血管反应,包括动脉血压明显升高,心率加快、心律失常,压力感受性和化学感受性调制作用的改变等,这种心血管反应称为顶核升压反应。
3.间脑 由前脑泡的后部分化而成的高级中枢。位于中脑和大脑半球之间,左右各一,包埋在大脑两半球内,外侧以内囊与大脑的纹状体相隔。左右间脑之间的腔隙为第三脑室,其底部与垂体连接,后上部有松果体。
人的间脑可分上丘脑、背侧丘脑、腹侧丘脑、下丘脑4部。①上丘脑包括丘脑髓纹、缰核和松果体。前两者属边缘系统,松果体为内分泌器官。上丘脑功能与嗅觉、视觉关系密切;②腹侧丘脑主要含腹侧丘脑核,功能与纹状体关系密切;③背侧丘脑不仅是感觉的转换站,也是一个复杂的分析整合中枢;④下丘脑是较高级的调节内脏及内分泌活动的中枢。
丘脑病变可引起一系列症状,其症状因损伤部位及范围不同而异。常见:对侧半身肢体瘫痪,严重的体表及深感觉障碍,不可忍受的疼痛,协调功能障碍及血管运动障碍;不自主运动及轻度共济失调;自主神经系统活动障碍;心理障碍等。
4.脑干 脑干(brainstem)是脑的一部分,位于大脑下部,脑干的延髓部分下连脊髓。整体呈不规则的柱状形。脑干由延髓、脑桥、中脑三部分组成。经由脊髓传至脑的神经冲动,呈交叉方式进入:来自脊髓右边的冲动,先传至脑干的左边,然后再传到大脑;来自脊髓左边者,先传至脑干的右边,再传到大脑。
(1)延髓:延髓居于脑的最下部,是脑干的后段,与脊髓相连。延髓调节控制机体的心跳、血压、呼吸、消化等重要功能,又是心血管的基本中枢。许多基本生命活动(如循环、呼吸等)的反射调节在延髓水平已能初步完成。临床观察和动物实验证明,延髓由于受压、穿刺等原因而受损时,可迅速造成死亡,因此延髓常常被称为基本生命中枢。
延髓是中枢神经系统许多感觉和运动纤维传导的必经之路。其中一些上行冲动能影响大脑皮质的功能、对维持觉醒和产生睡眠有重要作用。向下的冲动参与了肌紧张和躯体运动的调节。另外,延髓内一些神经核团接受内脏感觉传入,参与内脏运动及腺体分泌的调节。
(2)脑桥:脑桥(pons)位于延髓上方,腹面膨大的部分称为脑桥基底部,基底部向两侧变窄,称小脑中脚与小脑联系。脑桥上部损害一般无交叉性感觉障碍。脑桥下部损害,同侧面部口周围感觉减退,对侧肢体痛温觉障碍,伴咀嚼肌麻痹。
脑桥出血通常为突然起病的深昏迷而无任何预感或头痛,可在数小时内死亡。双侧锥体束征和去皮质强直常见。早期表现病灶侧面瘫,对侧肢体瘫痪,称为交叉性瘫痪。脑桥出血两眼向病灶侧凝视。脑桥出血常阻断丘脑下部对体温的正常调节而使体温持续增高。由于脑干呼吸中枢受影响常出现不规则呼吸,可在早期出现呼吸困难。
(3)中脑:中脑介于间脑与脑桥之间,位于脑桥之上,恰好是整个脑的中点,是视觉与听觉的反射中枢。
在低等脊椎动物,中脑是视觉、听觉的高级中枢。但在高等动物,许多重要功能都逐渐向大脑皮质集中(这种现象叫做功能的皮质化),中脑就只成了发生视、听反射和运动、姿势等反射的皮质下中枢。中脑的主要功能有控制瞳孔对光反射、抑制肌紧张、调节随意运动、迷路翻正反射等。在本书中涉及一些重要的医学概念,都与中脑相关,例如中脑动物、去皮质强直等。在这里作一简单解释。
中脑动物:如果在动物中脑与间脑之间对脑组织作一横切,中脑及中脑以下各部就不再受神经系统高级部位的控制,这种动物叫中脑动物。大脑已经不能够控制机体的生理反应,但是与脊髓动物或延髓动物(延髓、脊髓与高级部位之间无联系)相比,中脑动物仍具有比较复杂的反射,如初级光反射、初级听反射、瞳孔对光反射,还可调节肌紧张、调节随意运动以及进行翻正反射活动等。正常时中脑的上述活动都从属于中枢神经系统的高级部位,也就是大脑皮质。大脑皮质的冲动可以直接或通过纹状体苍白球体系而进入红核、黑质、四叠体等中脑组织,中脑再经延髓、脊髓内的传出神经元而引起机体的各种生理反应。
去皮质强直:肌紧张是一块肌肉内不同纤维交替发生反射性收缩所引起,它促使肌肉保持一定紧张性,是维持躯体姿势最基本的反射活动。切除中脑的延髓动物具有四肢伸肌过度紧张的现象,叫做去皮质强直。但中脑的红核可抑制四肢伸肌的紧张性而加强屈肌的紧张性,因此中脑动物基本上无去皮质强直现象。
帕金森病:黑质在人类最发达,是中脑内最大的神经核团,它可合成大量多巴胺(一种神经递质)并经黑质纹状体束到达纹状体,故黑质与纹状体内均含大量多巴胺。纹状体内还有乙酞胆碱,正常时黑质、纹状体内的多巴胺和纹状体内的乙酞胆碱之间保持着平衡。黑质病变时平衡即被破坏,引起肌肉紧张亢进和随意运动的减少,临床称帕金森病。
虽然中脑功能以视、听反射中枢为主,但对中脑的功能研究,目前还不十分清楚,有很多观点认为中脑的功能可能更加复杂。例如,刺激中脑某些部位可使动物“发怒”,故有人认为中脑与情绪活动有关。此外,中脑顶盖接受多方面的神经纤维,所以它不仅是视、听反射的中枢,还可能是触觉、温度觉、痛觉的整合中枢等。
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