丘脑及其感觉投射系统

第二节 神经系统的感觉分析功能

    来自机体内、外环境的各种刺激作用于感受器后，产生的传入冲动在中枢神经系统进行整合，最终上传到大脑皮质形成感觉。 

一、脊髓和脑干的感觉传导功能

     躯体感觉的传入通路一般由三级神经元组成。躯体感觉的传导路径一般分为两大类：浅感觉传导路径和深感觉传导路径。 
（一）浅感觉传导路    
    浅感觉传导路的功能是传导痛觉、温度觉和粗略的触-压觉。初级传入纤维经后根外侧部进入脊髓后，在同侧后角换元。第二级神经元经中央管前交叉到对侧，再向上形成脊髓丘脑前束（传导粗略的触-压觉）和脊髓丘脑侧束（传导痛、温觉）抵达丘脑（图10-9）。 
（二）深感觉传导路    
    深感觉传导路的功能是传导肌肉的本体感觉和皮肤的精细触-压觉。初级传入纤维由后根内侧部进入脊髓后，沿同侧后索上行（薄束或楔束），终止于同侧延髓下部的薄束核或楔束核，换元后再发出二级纤维交叉至对侧并向上形成内侧丘系至丘脑（图10-9）。 
    头面部的痛觉、温度觉由三叉神经脊束核中继，触-压觉和本体感觉由三叉神经主核和中脑核中继，二级纤维跨越至对侧组成三叉丘系（部分不交叉），上行至丘脑。 

二、丘脑及其感觉投射系统 

      丘脑是躯体感觉传导的总换元站，各种躯体感觉通路（嗅觉除外）都要在此处换神经元，然后再向大脑皮层投射。同时也能对感觉信号进行粗略的分析与综合。丘脑的核团分为三类：感觉接替核是感觉传导通路的换元站；联络核其功能与各种感觉在丘脑到大脑皮层的联系与协调有关；髓板内核群与大脑皮层有着广泛的联系，对维持和改变大脑皮层的兴奋状态有重要作用。丘脑的感觉投射系统根据投射特征的不同，分为两大系统。 

(一) 特异性投射系统  除嗅觉外，各种感觉传入冲动由脊髓、脑干上行，到丘脑换元后，发出特异投射纤维，投射到大脑皮质的特定区域，这一投射系统称为特异性投射系统（图10-10）。其特点是：特定刺激引起了特定感受器的兴奋，其传入纤维沿特定感觉通路，经由丘脑特异性感觉接替核直接投射到大脑皮质特定的感觉区（点对点联系），最终结果是产生特定感觉并激发大脑皮质发出冲动。  
（二）非特异性投射系统  各种（除嗅觉外）感觉传导通路的纤维经过脑干时，发出许多侧支，与脑干网状结构的神经元发生突触联系，经多次换元抵达丘脑髓板内核群，再由此发出纤维，弥散地投射到大脑皮质的广泛区域，这一投射系统称为非特异性投射系统（图10-10）。该系统是各种感觉的共同途径，因此已不再具有各种感觉的特异性，主要对维持大脑皮质兴奋性和觉醒状态有重要作用。因此，该系统也被称为脑干网状结构上行激动系统。 
     以上两种投射系统之间相互依存、相互作用。非特异性投射系统的传入冲动来自特异性传入通路的侧支，而特异性投射系统的特定感觉的产生依赖于非特异性投射系统引起的皮质兴奋性的普遍提高。 

三、大脑皮质的感觉分析功能 

      大脑皮质是机体感觉分析的最高级中枢。外周的各种感觉传入信息通过丘脑的特异性投射系统投射至大脑皮质的不同区域，通过大脑皮质对这些传入信息的整合，产生不同的感觉。因此，大脑皮质有着不同的感觉功能定位，即大脑皮质存在着不同的感觉功能代表区。

（一）第一体表感觉区 
     中央后回是全身体表感觉的主要投射区，称为第一体表感觉区。该区产生的感觉定位明确、定性清楚，其体表感觉投射规律如下：①交叉性投射，即一侧体表感觉向对侧皮质投射，但头面部感觉投射是双侧的；②倒置性分布，即下肢感觉区在皮质顶部，上肢感觉区在中间，头面部感觉区在底部。但头面部感觉区内部的安排是正立的；③投射区面积大小与感觉分辨精细程度有关，即投射区面积愈大，感觉分辨精细程度愈高。如拇指和示指在中央后回的投射面积比躯干投射面积要大得多。这是因为感觉愈精细的部位存在的感受装置愈多，投射到中央后回时与其相联系的皮质神经元的数量也愈多。 
（二）内脏感觉代表区 
     内脏感觉代表区主要混杂在第一体表感觉区中。此外，第二体表感觉区、运动辅助区和边缘系统也与内脏感觉有关。内脏感觉投射区不仅面积小，而且分布不集中，这可能是内脏感觉定位不够准确的原因。 
（三）本体感觉代表区 
     本体感觉是指肌肉、关节等的位置觉和运动觉。中央前回既是运动区，也是本体感觉代表区，刺激人脑中央前回，可引起受试者试图发动肢体运动的主观感觉。此区接受来自肌肉、肌腱和关节等处的本体感觉传入信息，以感知身体在空间的位置、姿势以及身体各部分在运动中的状态；还接受从小脑、基底神经节传来的反馈信息，这些信息可能与随意运动的生成有关。 
（四）视觉代表区 
      视觉代表区位于大脑半球内侧面枕叶皮质的距状裂的上下缘。一侧皮质接受同侧眼颞侧、对侧眼鼻侧视网膜传入纤维的投射。另外，视网膜的上半部传入纤维投射到距状裂的上缘，下半部传入纤维投射到它的下缘，视网膜中央的黄斑区投射到距状裂的后部，视网膜周边区投射到距状裂的前部。当一侧枕叶损伤时，引起两眼对侧偏盲；只有双侧枕叶损伤时，才会引起全盲。 
（五）听觉代表区 
      听觉代表区位于颞叶的颞横回和颞上回。听觉的投射是双侧性的，即一侧皮质代表区接受双侧耳蜗感觉传入的投射。因此，一侧颞叶受损，不致引起全聋。 
（六）嗅觉代表区和味觉代表区 
     嗅觉代表区位于边缘叶的前底部，包括梨状区皮质的前部和杏仁核的一部分。味觉代表区位于中央后回头面部感觉代表区的下方。 

四、痛觉 

痛觉是各种伤害性刺激作用于机体引起的一种不愉快的感觉，同时伴有情绪活动、自主神经活动和防卫反应。 
（一）痛觉感受器 
     痛觉感受器是游离的神经末梢，传递伤害性信息，也称为伤害性感受器，属于化学感受器。它们广泛分布于皮肤、肌肉、关节和内脏器官。当伤害性刺激作用于机体时，导致局部组织破坏，释放缓激肽、组胺、5－羟色胺、K+、H+、 ATP 等内源性致痛因子，激活感受器，使游离神经末梢去极化，触发产生动作电位。痛觉冲动沿传入纤维到达中枢后，通过不同的神经环路引起痛觉。 
（二）皮肤痛 
     当伤害性刺激作用于皮肤时，可以产生两种性质不同的痛觉。一种是产生快，持续时间短，定位清楚，性质为“刺痛”，称之为快痛。另一种则产生慢（“快痛”后1秒左右产生），持续时间长，定位不清楚，性质为“灼痛”，称之为慢痛。慢痛使人们产生难于忍受的痛感并发生情绪反应及心血管和呼吸等内脏反应，也可引起骨骼肌发生紧张性反射。 
（三）内脏痛与牵涉痛 
1.内脏痛  内脏器官受到伤害性刺激时产生的疼痛称为内脏痛。内脏痛和皮肤痛相比，具有以下特征：①定位不精确，因为痛觉感受器在内脏分布相对较少；②发生缓慢、疼痛持久，类似于为慢痛，但也可呈渐进性增强，最后转为剧痛；③对切割、烧灼刺激不敏感，而机械牵拉（手术操作）、缺血（心绞痛）、痉挛（胃肠痉挛）和炎症（胰腺炎）刺激等则容易引起疼痛；④常伴有不愉快或不安等情绪反应和出汗、恶心、血压降低等自主神经功能改变。 
2.牵涉痛  内脏疾患往往引起体表特定部位产生疼痛或痛觉过敏，这种现象称为牵涉痛。例如：心肌缺血时，发生心前区、左肩和左臂尺侧的疼痛；胆囊病变时，右肩胛区出现疼痛；阑尾炎时，常感到脐周或上腹部的疼痛。显然，牵涉痛现象对某些内脏疾病的诊断具有重要意义。关于牵涉痛的产生机制，目前有两种学说：①会聚学说，该学说认为来自患病内脏和牵涉痛皮肤区域的传入神经纤维进入脊髓后会聚到同一后角神经元，并由同一上行纤维上传入脑。由于大脑皮质习惯于识别来自体表的刺激，因而将来自内脏的刺激仍认为是来自体表，产生类似皮肤的痛觉。②易化学说，该学说认为患病内脏和牵涉痛皮肤的两个中枢在脊髓后角同一区域内相距很近，由患病内脏传入的冲动可以经侧枝提高邻近躯体中枢的兴奋性，即产生易化作用，因而较弱的躯体传入也能引起痛觉。该学说有助于解释牵涉痛现象相关部位产生的痛觉过敏。

痛觉和安慰剂效应

     在试验新药的功效时，常常需要给一组患者服用真正的药物，而给另一组患者服用一种没有作用的物质。两组患者都认为他们给予了药物治疗。令人惊讶的是，使用无作用物质的这组患者常感觉自己服药后病情好转，并且希望能继续给予这些“药物”治疗。这种无作用的物质称为安慰剂（ placebo ），这个词来源于拉丁文，意思是“ I shall please ”，服用安慰剂后感觉病情好转的现象则称为安慰剂效应（ placebo effect ）。

     安慰剂效应是如何产生的呢？是病人想象出来的呢还是真有其效应？有报道称大多数手术后疼痛的病人在注射无菌生理盐水后疼痛得到缓解。实验表明，阿片受体拮抗剂纳洛酮能阻断安慰剂的镇痛效应，就像阻断吗啡的镇痛效应一样，而吗啡却是一种货真价实的镇痛剂。显然，用安慰剂治疗所起的效应足以能激活脑内的内源性镇痛系统。可见，安慰剂可能是高度有效的镇痛剂！除给予安慰剂外，给予其他措施，如催眠和母亲对孩子的亲吻等，也能有效缓解疼痛。是否也是同样的道理呢？这有待于进一步研究。