朱琳

卒中后運動恢復(fù)的機(jī)制包括通過從受損運動皮層到受影響肢體運動通路的恢復(fù)、病灶的重組以及受損的皮質(zhì)脊髓束(corticospinal tract,CST)和輔助運動區(qū)(supplementary motor area,SMA)[1]的恢復(fù)。這些機(jī)制可以重新分為兩類：①通過CST的運動功能恢復(fù)；②不通過CST的運動功能恢復(fù)。CST是一條主要的神經(jīng)通路，這條通路是經(jīng)過長期進(jìn)化獲得的[2]。CST的保留或恢復(fù)對腦卒中患者運動功能障礙的良好恢復(fù)很重要[3]。因此，闡明CST的功能是腦卒中康復(fù)最重要的關(guān)注點。即使是在正常人的大腦中，CST的作用也尚未真正清楚。本文回顧相關(guān)文獻(xiàn)，闡述腦卒中患者運動功能恢復(fù)中CST所起的作用。

1 在正常人腦中CST的作用

CST可以分為兩種。較大的CST在延髓錐體下端，絕大部分纖維(70%～90%)相互交叉形成錐體交叉。交叉后的纖維形成皮質(zhì)脊髓側(cè)束，皮質(zhì)脊髓側(cè)束的纖維在下行過程中陸續(xù)終止于同側(cè)脊髓各節(jié)的前角運動細(xì)胞[3]。另一種CST是在延髓內(nèi)沒有交叉的纖維形成皮質(zhì)脊髓前束，其纖維終止于對側(cè)的前角運動細(xì)胞。以往研究表明，在運動系統(tǒng)的進(jìn)化過程中，CST對于哺乳動物是唯一的，它的發(fā)展與獲得運動技能的靈巧性有關(guān)。其他研究已經(jīng)證明，皮質(zhì)脊髓側(cè)束完全損傷后，腦卒中患者手精細(xì)動作的活動無法開展[4]。皮質(zhì)脊髓側(cè)束的主要功能是用于遠(yuǎn)端肌肉精細(xì)動作的控制。另一方面研究顯示，CST的皮質(zhì)脊髓前束主要支配近端肌肉，如頸部、軀干和上肢近端的肌肉組織[2]。

2 CST的評價方法

對CST狀態(tài)的準(zhǔn)確評價是研究CST在卒中后運動功能恢復(fù)中的作用所必須的。最常用的評估方法包括經(jīng)顱磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)、腦功能成像、彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)和彌散張量纖維束成像(diffusion tensor tractography,DTT)。其中腦功能成像包括功能性磁共振成像(f MRI)和正電子發(fā)射斷層掃描(PET)。

TMS可以刺激CST的神經(jīng)元或刺激起源于運動皮層的CST神經(jīng)元之間的軸突。TMS具有獨特的優(yōu)勢，因為它可以通過分析運動誘發(fā)電位的特征區(qū)分CST和非CST。TMS也有局限性，在腦卒中早期階段，由于過高的閾值或恢復(fù)階段突觸聚集的通路，導(dǎo)致空間分辨率差和獲得假陰性結(jié)果[5]。

fMRI的原理是檢測血流量的變化，在運動任務(wù)的表現(xiàn)中觀察神經(jīng)元的活動變化。fMRI能夠準(zhǔn)確識別皮層活動的位置，在皮層有良好的空間分辨率，可以用于區(qū)別初級運動皮層的體感皮質(zhì)定位。然而，fMRI對于運動功能差的患者還很有限，卒中后運動功能的降低使患者不能完成f MRI所要求的運動任務(wù)，這可能會導(dǎo)致信息的偏差[1]。而且它不能在皮層下水平獲得更多的信息，不能區(qū)分相關(guān)活動運動通路的特征[6]。

DTI與DTT是最近興起的技術(shù)，可以評價完整的白質(zhì)，這些技術(shù)有能力進(jìn)行完整的評價是因為它們有可視化水?dāng)U散的特性。在正常的白質(zhì)中，水分子平行于神經(jīng)纖維束方向移動是相對自由的。然而，當(dāng)大腦半球大面積受損時，會造成腦白質(zhì)各向彌散。各向異性已被用于評估白質(zhì)損傷后的纖維壞死程度，如那些CST損傷的疾病。因此，DTI使我們能夠統(tǒng)計評估CST的狀態(tài)或變化。另一方面，f MRI和TMS不能直接可視化CST，但DTT能夠可視化皮層下三維完整的CST架構(gòu)。同時，DTT對于顯示CST的有效性和可靠性在以前的研究中已被證實[7]。然而，這種纖維跟蹤技術(shù)依賴于操作者的技術(shù)，而且不能辨別到達(dá)皮質(zhì)水平的體感皮質(zhì)定位。

評價CST的每一個方法都有各自的優(yōu)點，把各種方法聯(lián)合起來應(yīng)用可以補償某一種評價方法的局限性，進(jìn)行更精確的估算，并取得更準(zhǔn)確的信息[8]。將這三種評估方法聯(lián)合應(yīng)用對于研究CST的作用是一個重要的工具。綜上所述，CST的評估最為理想的評價方法是能夠：①獲得信息的完整性和CST的追蹤，以及在皮層下水平使用DTI與DTT定量CST；②使用fMRI獲得關(guān)于皮層水平CST起源的信息；③使用TMS的運動誘發(fā)電位獲取運動通路特點的信息。

3 腦卒中運動恢復(fù)中CST起的作用

本文回顧關(guān)于CST在腦卒中患者運動功能恢復(fù)中作用的相關(guān)文獻(xiàn)，體現(xiàn)在以下幾個方面：CST損傷后的恢復(fù)、病灶周邊在皮層下水平的重組、病灶在皮層水平的重組、通過從受影響的半球到受影響的肢體同側(cè)運動通路的恢復(fù)以及運動恢復(fù)。

3.1 皮質(zhì)脊髓側(cè)束損傷的恢復(fù)

運動恢復(fù)的后續(xù)研究可以闡明腦卒中患者運動功能的恢復(fù)機(jī)制。許多TMS和fMRI研究報道，受影響的初級感覺皮層活動的增加與腦卒中患者上肢運動功能恢復(fù)[9]和下肢運動功能恢復(fù)有關(guān)。這些結(jié)果表明，卒中后的運動功能恢復(fù)和損傷CST的恢復(fù)有關(guān)[10]。然而，這些不能直接描述損傷的CST的變化，因為TMS和f MRI有它的局限性。

一項關(guān)于DTI的研究使我們能夠計算和可視化損傷的CST在皮層下水平的恢復(fù)。2005年，Jang等研究1例腦出血患者在運動功能恢復(fù)的同時，在放射冠上描述部分損傷CST的恢復(fù)是以DTI上部分各向異性指數(shù)(FA值)的改變和DTT上完整性的變化為依據(jù)的[7]。FA值是水分子各向異性成分占整個彌散張量的比例，它的變化范圍為0～1。0代表彌散不受限制，比如腦脊液的FA值接近0；對于非常規(guī)則的具有方向性的組織，其FA值大于0，例如大腦白質(zhì)纖維FA值接近1。2007年，Jang等又聯(lián)合應(yīng)用DTT、TMS和fMRI描述1例腦出血患者卒中后16個月?lián)p傷CST的恢復(fù)過程，他認(rèn)為CST最開始的損傷是通過從頂葉皮層到初級運動皮層正常化進(jìn)程恢復(fù)的[11]。

3.2 皮層下水平的病灶功能重組

之前關(guān)于DTI與DTT技術(shù)的研究中，只有少數(shù)是對皮層下?lián)p傷患者開展的，因為以前普遍應(yīng)用的大腦影像技術(shù)，如f MRI和TMS，無法可視化皮層下水平的運動傳導(dǎo)[12]。Calautti等報道1例在放射冠梗死的患者，用f MRI只能顯示輔助運動區(qū)(SMA)活動激活的這種改變，不能直接顯示在這個患者中的CST通路恢復(fù)情況[13]。隨著DTI和DTT技術(shù)的發(fā)展，在皮層下水平的恢復(fù)機(jī)制逐漸清晰。Jang等在2005年用DTT和f MRI顯示患側(cè)手的運動功能在部分梗死后放射冠的重組，在2007年用DTT又進(jìn)行后續(xù)的研究。同樣，在1例腦橋梗死的患者中，他們使用fMRI和DTT顯示腦橋梗死后梗死灶周圍CST的重組[4]。

3.3 皮層水平的病灶周圍重組

fMRI的功能主要是用來顯示皮層水平的病灶周圍重組。在腦卒中患者患側(cè)手的運動功能恢復(fù)中，已經(jīng)有幾個腦功能成像研究顯示病灶周圍的重組。Rossini等使用fMRI和TMS研究腦卒中患者損傷側(cè)半球的感覺運動區(qū)的改變[14]。Stinear等描述1例僅限于中央前回小梗死的腦卒中患者，f MRI顯示僅在中央后回的活動激活[15]。Jang等報道2例中央前回梗死的腦卒中患者，使用fMRI顯示在初級感覺皮層的手的運動功能重組[10]。

Rouiller研究猴子運動皮層局灶性損傷，其中運動恢復(fù)可能的機(jī)制是對隨后相鄰的未受損皮層的保留，因為這對于偏癱的手靈巧性的恢復(fù)非常關(guān)鍵[16]。其他臨床研究已經(jīng)證明，腦卒中患者已經(jīng)通過損傷病灶周圍的重組表現(xiàn)出良好的運動功能[12]。這種恢復(fù)機(jī)制可能是病灶周圍CST的重建，因為CST功能的持久性對腦卒中患者良好的恢復(fù)很重要[17]。這可能是因為CST有幾個比初級運動皮層更早期發(fā)生的區(qū)域。這些領(lǐng)域包括前運動皮層、頂葉皮層以及初級運動皮層中外側(cè)的代表區(qū)。

3.4 同側(cè)運動通路的恢復(fù)

同側(cè)運動通路是一個正常的運動控制通路，并且被認(rèn)為是腦損傷后運動功能恢復(fù)的機(jī)制。目前對于這個通路機(jī)制最接近真實的假說是失抑制。正常運動皮層是通過胼胝體的抑制來保持平衡的。但是，如果發(fā)生腦卒中，從患側(cè)到健側(cè)大腦半球之間胼胝體抑制的發(fā)生將減少。因此，在未損傷皮層潛在的可利用神經(jīng)元數(shù)量的募集，抵消了病變引起的控制喪失。以前的研究在腦卒中患者中對同側(cè)半球運動誘發(fā)電位觀察發(fā)現(xiàn)，潛伏期比對側(cè)運動誘發(fā)電位長，延遲5～14 ms。同側(cè)運動通路的這些特點與運動功能減退有關(guān)[5]。考慮到這些結(jié)果，似乎這一通路并非起源于皮質(zhì)脊髓側(cè)束。同側(cè)運動通路是否源于皮質(zhì)脊髓前束或非CST仍然存在爭議。

3.5 運動恢復(fù)

眾所周知，皮質(zhì)脊髓側(cè)束的主要功能關(guān)系到手精細(xì)動作的活動[4]。然而，皮質(zhì)脊髓側(cè)束在行走中的作用是不確定的。因為一些研究認(rèn)為，手的運動功能恢復(fù)機(jī)制與行走的恢復(fù)機(jī)制不一樣[7]。這些研究表明，皮質(zhì)脊髓側(cè)束在靈長類動物和人類行走中沒有發(fā)揮重要作用。相反，皮質(zhì)脊髓側(cè)束在調(diào)節(jié)行走的步行模式上和環(huán)境變化下行走的技巧性都有明顯作用[18]。因此，皮質(zhì)脊髓側(cè)束對行走功能的恢復(fù)作用不大，但對行走技巧性的控制必不可少。然而，潛在運動通路的降低可以使網(wǎng)狀脊髓束、前庭脊髓束和皮質(zhì)脊髓前束在行走中發(fā)揮作用[19]。Ahn等最近的兩項研究報道腦卒中患者在皮質(zhì)脊髓側(cè)束廣泛遭到破壞后仍然可以步行[4]。f MRI和DTT的研究表明，1例腦出血偏癱患者僅使用同側(cè)運動通路就可以行走[4]。他們并沒有弄清楚這條通路的的真正作用。Ahn等報道另一個DTT研究中，10例腦卒中偏癱患者皮質(zhì)脊髓側(cè)束完全損傷患者也可以行走[4]。

本文回顧C(jī)ST在卒中后運動功能恢復(fù)中所起的作用，CST是腦卒中患者恢復(fù)中最重要的運動控制通路。CST在腦卒中患者運動功能恢復(fù)中的作用沒有得到很好的闡明，尤其是CST在運動恢復(fù)過程中與其他非CST途徑之間互動的作用，以及同側(cè)運動通路的起源和作用。因此，今后的研究應(yīng)集中在這些問題。治療策略和方式的制定，可以通過研究CST對優(yōu)化患者恢復(fù)的作用來開展更多的研究。

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