眼球运动神经解剖图解(眼球运动的神经控制通路还不了解)
眼球运动神经解剖图解(眼球运动的神经控制通路还不了解)(3) 最终共同通路则接收来自四个主控制系统的信息输入,包括扫视系统、平稳跟踪系统、视动系统和前庭系统(图1-2)。(2) 运动前系统,位于脑干,负责处理来自更高神经中枢(如大脑皮质和中脑)的神经信息输入,并将这些指令传递给运动系统。运动系统和运动前系统共同组成所谓的“最终共同通路”。在这种情况下,如果观察者想要看清目标的所有细节,眼球运动系统(oculomotor system,OMS)必须将双眼中央凹对齐才能使目标影像投射到中央凹上,之所以存在不同类型的OMS,是因为单一类型的眼球运动不足以使感兴趣的目标影像在各种情况下都投射到中央凹上,根据观察目标不同,会有不同类型的OMS 参与进来,这些OMS 涉及不同的独立的神经通路,每个系统应用不同的脑部结构处理目标信息,最后会聚在“最终共同通路”中。生理学家将OMS 进行了等级划分,每一部分都进行不同水平的眼动信息处理。很多学者将OMS 分成
观察患者在不同刺激下的眼球运动,是医生获得头晕患者信息的方法之一。在某些情况下,通过观察眼睛就可以对导致平衡障碍的病变进行定位和识别,甚至比磁共振成像还敏感。如果临床医生在眼球运动的神经控制方面具备丰富的知识,就可以更好地鉴别中枢神经系统和外周前庭系统的损害。《眼震电图与眼震视图》对眼球运动的神经控制方面进行了详细的论述。
观察患者在不同刺激下的眼球运动,是医生获得头晕患者信息的方法之一。在某些情况下,通过观察眼睛就可以对导致平衡障碍的病变进行定位和识别,甚至比磁共振成像还敏感。如果临床医生在眼球运动的神经控制方面具备丰富的知识,就可以更好地鉴别中枢神经系统和外周前庭系统的损害。
眼球运动控制系统的等级体系
眼球运动的神经控制体系系统完整有助于人类对自身所处环境进行有效的探索活动。当锁定了感兴趣的视觉目标,需要3 个因素的参与才可以清楚地观察目标(Schor,2003):首先,目标在哪里;其次,目标是运动的还是静止的;第三,观察者是运动的还是静止的。由于视网膜的生理局限性,以上3 个因素都必须考虑在内。视网膜由两种类型的感光细胞组成,即视杆细胞和视锥细胞。视锥细胞主要集中在中央凹及其周围,对空间敏感性最高,主要与视敏度有关(图1-1)。
在这种情况下,如果观察者想要看清目标的所有细节,眼球运动系统(oculomotor system,OMS)必须将双眼中央凹对齐才能使目标影像投射到中央凹上,之所以存在不同类型的OMS,是因为单一类型的眼球运动不足以使感兴趣的目标影像在各种情况下都投射到中央凹上,根据观察目标不同,会有不同类型的OMS 参与进来,这些OMS 涉及不同的独立的神经通路,每个系统应用不同的脑部结构处理目标信息,最后会聚在“最终共同通路”中。
生理学家将OMS 进行了等级划分,每一部分都进行不同水平的眼动信息处理。很多学者将OMS 分成三部分:① 运动系统;② 运动前系统;③ 眼球运动主控系统。
(1) 运动系统,即直接参与眼球运动的部分,使眼球在眼眶内运动,由支配眼球运动的神经和眼外肌组成。
(2) 运动前系统,位于脑干,负责处理来自更高神经中枢(如大脑皮质和中脑)的神经信息输入,并将这些指令传递给运动系统。运动系统和运动前系统共同组成所谓的“最终共同通路”。
(3) 最终共同通路则接收来自四个主控制系统的信息输入,包括扫视系统、平稳跟踪系统、视动系统和前庭系统(图1-2)。
以上所有系统相互协作,才能使观察者清晰地观察感兴趣的物体,并在周围环境中进行目标搜索。首先,扫视系统将视觉系统周边视野中的视觉目标快速投射到中央凹。当跟踪、观察缓慢移动的目标时,平稳跟踪系统就开始参与进来。在头部运动过程中,视动系统和前庭系统共同作用使中央凹中心与目标保持一致。以下章节将讨论不同类型的眼球运动特征及其产生的神经机制。
眼动系统的“最终共同通路”
Sherrington(1947)曾描述过OMS 的最终共同通路,认为其由支配眼球运动的神经和眼外肌(extraocular muscles,EOMs)组成。眼外肌在眼眶的骨性结构内,每个眼球的运动由6 条眼外肌控制:包括内直肌、外直肌、上直肌、下直肌、上斜肌、下斜肌(图1-3),每条眼外肌均有一条拮抗肌与之对应,从而组成3 对拮抗肌,成对的两条眼外肌在同一平面上牵拉眼球运动,但方向相反(图1-4)。
眼球可以在水平面(左右转动)和垂直面(上下转动)运动,也可进行扭转运动,即眼球围绕视轴旋转,3 组成对的肌肉分别是内直肌和外直肌、上直肌和下直肌、上斜肌和下斜肌。在眼球运动时,当眼球向兴趣目标方向牵拉的肌肉(即主动肌)收缩,则相反方向的肌肉(即拮抗肌)会松弛。眼外肌的这一作用可使眼球做三种类型的运动:水平、垂直和扭转(表1-1)。现实中,眼球运动大多是复杂的,需要全部眼外肌不同程度的活动和抑制。Leigh 和Zee 对此作过全面的综述(2006)。
眼动系统的脑神经和神经核眼外肌由位于大脑中线两侧的眼球运动神经元(oculomotor neurons OMNs) 支配(图1-5)。这些神经核团接收运动前系统的中枢眼动信息,通过投射纤维将信息传递给眼外肌,支配眼外肌运动。这些神经核团的胞体构成三种眼球运动神经核:第Ⅲ脑神经核(动眼神经核)、第Ⅳ脑神经核(滑车神经核)、第Ⅵ脑神经核(外展神经核)。动眼神经核位于中脑,靠近第三脑室底部,支配同侧内直肌、下直肌、下斜肌和对侧上直肌。此外,动眼神经核还支配瞳孔括约肌和睫状肌。滑车神经核位于中脑背侧面、导水管腹外侧,支配对侧上斜肌(Leigh &Zee,2006)。外展神经核位于脑桥背侧的第四脑室底部,支配同侧外直肌。图1-6 和表1-2 所示为各眼外肌及其相应的运动神经元。
通过不断调整OMNs 向眼外肌的神经传入来控制眼球的速度和位置。运动前系统向眼外肌持续发放神经冲动,使其保持收缩状态,从而保证眼球在眼眶内的稳定。当眼球向某一方向转动时,与主动肌相连的运动神经元神经冲动增加(使其收缩),同时支配拮抗肌的神经冲动减少,使向反方向运动的眼外肌松弛。
图1-7 显示了OMNs 的神经冲动如何使眼球在水平面上转动。如图所示,当观察者目视前方时发现了右侧30°方向的目标,为了使眼球向右转动,在水平方向上支配眼球向右转动的眼外肌收缩,其拮抗肌则松弛。支配眼球向右转动的主要主动肌是右侧外直肌和左侧内直肌。外展神经元和动眼神经元神经冲动发放增加,使相应的外直肌和内直肌收缩。此时,左侧外直肌和右侧内直肌为拮抗肌,与之对应的外展神经元和动眼神经神经元神经冲动发放减少,使其松弛,最终完成眼球向右转动。
运动前系统
运动前系统,涉及一组复杂的神经网络回路,可以协调以下不同类型眼球运动的产生:扫视、平稳跟踪、凝视维持、视动性眼震、前庭眼反射(vestibular ocular reflex,VOR)及VOR固视抑制(Leigh & Zee,2006)。这个系统接收更高一层中枢(例如皮质和中脑)的神经输入,包括慢速和快速眼动的起始、速度和准确性等信息,以上信息经处理后以神经信号的形式,通过直接或间接投射传递到运动系统。一般认为运动前系统位于脑干被盖部,向脑干的三个眼球运动神经核(动眼神经核、滑车神经核、外展神经核)提供适当的神经冲动,从而在眼球运动中发挥作用(Barber & Stockwell,1980)。全面描述人类眼球运动的运动前系统超出了本书的范围,不过Glaser(1991)曾对这一系统做了详细的综述。表1-3 总结了主要的运动前结构、功能以及相关的眼球运动。
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