神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座

簡(jiǎn)史BachY(1930)提出腦可塑性理論，腦經(jīng)過學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，以完成它因病損而喪失功效，但腦必須含有重新取得形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。KennardMA.LuriaAR(1938)腦功效重組論，由此擔(dān)任成人在腦損傷后在結(jié)構(gòu)上或功效上已失去功效。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第1頁(yè)神經(jīng)可塑性單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞是不能起作用，它必須有連接;尤其是在損傷后。新，也是改變了神經(jīng)連接在臨床實(shí)踐中作用，即神經(jīng)可塑性。許多這么改變是恰當(dāng)，使我們足以應(yīng)付環(huán)境中異常改變，而一些不適合就發(fā)生了臨床上問題。神經(jīng)可塑性上世紀(jì)“腦10年”令人興奮是與康復(fù)再訓(xùn)練相結(jié)合，“使用－依賴性”神經(jīng)再組織在腦損傷后已成恢復(fù)、康復(fù)主要理論。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第2頁(yè)神經(jīng)可塑性

神經(jīng)連接性可塑性中細(xì)胞改變成人PNS損傷后可塑性成人CNS損傷后可塑性病變同側(cè)皮質(zhì)改變病變對(duì)側(cè)皮質(zhì)改變神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第3頁(yè)神經(jīng)連接性（1）神經(jīng)細(xì)胞必須相互接觸，包含長(zhǎng)出新神經(jīng)突起，由此形成軸束和樹突。軸突遠(yuǎn)端擴(kuò)大稱為生長(zhǎng)圓錐體，受一些引導(dǎo)信號(hào)吸引，生長(zhǎng)圓錐體抵達(dá)目標(biāo)，然后分化成為成熟突觸。目標(biāo)細(xì)胞再?gòu)牟贿m當(dāng)連接中去識(shí)別適當(dāng)連接，保留適當(dāng)，排斥不適當(dāng)。一旦解剖上連接完成，細(xì)胞就選擇性地成為生理性,解剖上連接有效部分。生理上處于不活動(dòng)則稱為“靜止性突觸”，它解剖上連接，但突觸前抑制著,是潛在性。腦中有1014個(gè)連按。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第4頁(yè)神經(jīng)連接性（2）神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第5頁(yè)神經(jīng)連接性（3）一旦NS完成了所需要連接性，更多連接就造成異常不適應(yīng)，擾亂了精密通路作用，癲癇發(fā)作，肌張力增高等。成熟NS有預(yù)防不恰當(dāng)新連接形成功效，這種抑制性機(jī)制一樣也可預(yù)防損傷后恢復(fù)，要尋找克服這些抑制方法，使NS能夠自己修復(fù)。普通說，成年抑制機(jī)制主要適合用于白質(zhì)，以致當(dāng)今在長(zhǎng)束損傷后再生長(zhǎng)如不干預(yù)是很困難，灰質(zhì)與這種抑制不相關(guān)，含有更多可塑性可能是終生，甚至在老年時(shí)。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第6頁(yè)可塑性中細(xì)胞改變（1）

生長(zhǎng)圓錐體在神經(jīng)發(fā)育或損傷后在連接上都是一個(gè)主要結(jié)構(gòu)。細(xì)胞外信號(hào)蛋白，神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子造成圓錐體生長(zhǎng)，如NGF和BDNF。攜帶神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子基因細(xì)胞移植插入于損傷處，使損傷神經(jīng)得到修復(fù)，業(yè)已在幾條路徑中成功地引出軸束形成。然而，問題是再生軸束趨于進(jìn)入移植而不是經(jīng)過它。防止方法是對(duì)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子攜帶DNA基因上附著一個(gè)分子開關(guān)，當(dāng)遇上抗菌素如四環(huán)素時(shí)能夠開和關(guān)，當(dāng)軸束靠近移植時(shí)，基因能關(guān)閉，允許軸束生長(zhǎng)經(jīng)過，與損傷那邊細(xì)胞連接。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第7頁(yè)可塑性中細(xì)胞改變（2）成熟NS試圖認(rèn)定生長(zhǎng)軸束抵達(dá)徑路，以預(yù)防異常連接進(jìn)入，這僅見于哺乳類CNS中，由少突膠質(zhì)細(xì)胞所形成髓鞘完成。成年CNS髓鞘中含有不一樣抑制因子（與在兒童和非哺乳類在周圍N中見到髓鞘不一樣），髓鞘－相關(guān)糖蛋白（myeline－associatedglycoprotein），NogoA到C、IN－35與IN－250，當(dāng)生長(zhǎng)圓錐體與這些抑制因子接觸時(shí)即崩解，不再向所需要方向生長(zhǎng)。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第8頁(yè)可塑性中細(xì)胞改變（3）（對(duì)生長(zhǎng)抑制因子使用抗體后加速再生）神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第9頁(yè)可塑性中細(xì)胞改變（4）試驗(yàn)上應(yīng)用對(duì)抑制蛋白抗體，使生長(zhǎng)圓錐體在運(yùn)動(dòng)徑路上越過損傷處是可能。成功再生長(zhǎng)與運(yùn)動(dòng)技巧取得和恢復(fù)相關(guān)。瘢疤組織中發(fā)覺大分子硫酸軟骨素蛋白多醣（chondrotinsuphateproteoglycans）也可抑制生長(zhǎng)圓錐體，在損傷時(shí)設(shè)法降低神經(jīng)瘢疤數(shù)量是有價(jià)值。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第10頁(yè)可塑性中細(xì)胞改變（5）還有許多在細(xì)胞外基質(zhì)或在鄰近細(xì)胞膜中其它信號(hào)分子控制著圓錐體生長(zhǎng)，長(zhǎng)度改變，分枝型式，崩解，繼續(xù)生長(zhǎng)。信號(hào)分子與受體結(jié)合，并作用在生長(zhǎng)錐體中酶RhoGTPases上后，它是控制肌動(dòng)蛋白聚合與去聚合作用，由此決定棘和生長(zhǎng)圓錐體形狀。一旦生長(zhǎng)圓錐體抵達(dá)適合靶點(diǎn)，即停頓生長(zhǎng)而分化成突觸小結(jié)，許多在開始生長(zhǎng)時(shí)細(xì)胞機(jī)制就變成用于調(diào)整成熟突觸生長(zhǎng)和形狀。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第11頁(yè)成人周圍神經(jīng)損傷后可塑性（1）為功效再組織在人類用麻醉劑暫時(shí)封閉PNS或使缺血，可有以下改變：在封閉近端，在肌肉中由TMS所誘發(fā)動(dòng)作電位增加；皮質(zhì)區(qū)由此能夠誘發(fā)出電位在擴(kuò)伸著；需要誘發(fā)反應(yīng)刺激強(qiáng)度降低。

神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第12頁(yè)成人周圍神經(jīng)損傷后可塑性（2）在人當(dāng)上肢截肢后，與上肢鄰近臉部皮質(zhì)代表區(qū)擴(kuò)伸到原該上肢區(qū)；在如面神經(jīng)麻痹后，手皮質(zhì)代表區(qū)擴(kuò)伸了，手區(qū)能夠代替臉區(qū)，反之，亦然。早期眼瞎人，在學(xué)習(xí)Braille盲文時(shí)，用于在書頁(yè)活動(dòng)食指第一指間肌運(yùn)動(dòng)區(qū)擴(kuò)大，使手在書頁(yè)上抬起小拇外展肌代表區(qū)縮小。感覺上，在聽皮質(zhì)區(qū)有較大聽誘發(fā)電位，對(duì)Braille手指使用代表區(qū)擴(kuò)伸，還有很好聲音定位。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第13頁(yè)成人周圍神經(jīng)損傷后可塑性（3）神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第14頁(yè)成人周圍神經(jīng)損傷后可塑性（4）上述改變不是由失去視覺輸入附帶現(xiàn)象；不是由任何功效性適應(yīng)引發(fā)，也不可能是視皮質(zhì)改變，因?yàn)樵谡b讀Braille時(shí)，枕葉缺乏任何視輸入以對(duì)軀體感覺輸入反應(yīng)。在枕葉TMS可中止誦讀Braille能力。提醒誦讀Braille像有視力讀者一樣用著同一皮質(zhì)。這是唯一對(duì)這個(gè)皮質(zhì)在枕葉輸入形式改變作用時(shí)取得。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第15頁(yè)觸-視替換系統(tǒng)(TVSS)(5)神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第16頁(yè)神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第17頁(yè)成人CNS損傷后可塑性周圍神經(jīng)損傷，使損傷部位無障礙神經(jīng)元改變了行為，喪失了它們通常作用，接收了鄰近地域未失去功效。在CNS損傷時(shí)，未喪失功效神經(jīng)元負(fù)擔(dān)了不復(fù)存在神經(jīng)元作用，其周圍靶物裝置依然存在。比如：內(nèi)囊后肢損傷，去上肢下降通路中止，假如去臉部下降通路依然良好，臉部代表皮質(zhì)被活化了，手活動(dòng)恢復(fù)中，這提醒臉部下降通路是被包含在手活動(dòng)恢復(fù)中，但其它不是如此。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第18頁(yè)皮質(zhì)可塑性改變fMRI研究證實(shí)，正常人，右利手，由右手完成運(yùn)動(dòng)任務(wù)是伴有對(duì)側(cè)對(duì)應(yīng)部位腦活化，同側(cè)腦活化則比較少，反之，左側(cè)活動(dòng)有一個(gè)較大同側(cè)活化。在卒中癱瘓側(cè)恢復(fù)后，原癱瘓側(cè)活動(dòng)是伴有兩側(cè)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)較大程度活化，癱瘓手同側(cè)腦整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是被招募了！腦第二活動(dòng)區(qū)也被招募，沿著皮質(zhì)梗死區(qū)周圍也被招募。fMRI兩側(cè)活化區(qū)招募，即活化區(qū)增多與同側(cè)活化區(qū)增多，說明腦功效在恢復(fù)過程重組，腦皮質(zhì)可塑表現(xiàn)。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第19頁(yè)病損同側(cè)皮質(zhì)改變?cè)谑褂靡蕾囆韵?，在損傷后馬上對(duì)受障肢體進(jìn)行強(qiáng)有力運(yùn)動(dòng)療法（對(duì)未受障肢體約束）后，病損區(qū)擴(kuò)大，它對(duì)幸存神經(jīng)組織和隨即功效恢復(fù)都是有害。加重是因增加梗死周圍興奮性所致腦中毒引發(fā)。在第二周使用強(qiáng)制性過多運(yùn)動(dòng)療法與開始時(shí)循序漸進(jìn)小量運(yùn)動(dòng)療法，則未見有受損皮質(zhì)病變?cè)顢U(kuò)大。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第20頁(yè)病損同側(cè)皮質(zhì)改變Nudo和Millikan(1996)松鼠猴人工偏癱,完好手給予約束，障礙手每日接收技巧康復(fù)訓(xùn)練后皮質(zhì)病損手區(qū)剩下區(qū)得以恢復(fù)。因而認(rèn)為技巧性康復(fù)在缺血性損傷后預(yù)防diaschisis是需要。在梗死周圍，周圍地帶原與梗死區(qū)有聯(lián)絡(luò)地帶有神經(jīng)元活動(dòng)抑制;和血流與葡萄糖代謝抑制這種皮質(zhì)擴(kuò)張抑制稱diaschisis。其它遠(yuǎn)處改變還有長(zhǎng)時(shí)持和續(xù)神經(jīng)元高度興奮性和GABA受體活動(dòng)下調(diào)。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第21頁(yè)病損同側(cè)皮質(zhì)改變?cè)缙趧?dòng)物試驗(yàn)認(rèn)為喪失功效恢復(fù)局限于單一丘腦皮質(zhì)投射區(qū)所支配區(qū)所，或且約um，晚近認(rèn)為參加區(qū)域可遠(yuǎn)離至14000um處都能接收受損細(xì)胞功效。在遠(yuǎn)離運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)島葉，頂葉下皮質(zhì)和補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)區(qū)皮質(zhì)在紋狀體內(nèi)囊梗死后，可由手指活動(dòng)而被活化。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第22頁(yè)病損對(duì)側(cè)皮質(zhì)改變?cè)谄べ|(zhì)病損后，對(duì)側(cè)半球皮質(zhì)失去了從病損半球經(jīng)聯(lián)合來傳入與本身聯(lián)合纖維活動(dòng)目標(biāo)，而不能真正完好。因而，對(duì)側(cè)半球改變能夠反應(yīng)它本身?yè)p傷和對(duì)對(duì)側(cè)損傷反應(yīng)，對(duì)梗死半球反應(yīng)。試驗(yàn)大鼠MCAo數(shù)周后，對(duì)側(cè)同類皮質(zhì)（homotopic）第五層有樹突分枝化，樹突棘密度增加，出現(xiàn)突觸，電鏡在無損感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)可見多樣軸束樹突突觸（突觸性小結(jié)）顯著增加，結(jié)構(gòu)重塑顯示了突觸傳遞增加，功效重組。它依賴于鈣離子和NMDA受體。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第23頁(yè)病損對(duì)側(cè)皮質(zhì)改變半球損傷時(shí)對(duì)側(cè)改變常有鏡像活動(dòng)；如在活動(dòng)癱瘓側(cè)時(shí)，在非癱瘓側(cè)可見活動(dòng)，這預(yù)告著對(duì)側(cè)半球可塑性，恢復(fù)差。良好恢復(fù)不伴有鏡像活動(dòng)，且在損傷半球擴(kuò)展成大代表區(qū)。已恢復(fù)卒中病人，但當(dāng)以往無損傷半球?yàn)榈诙巫渲衅茐臅r(shí)就喪失恢復(fù)。腦損傷在沒有鏡像活動(dòng)時(shí)可有一個(gè)良好恢復(fù)。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第24頁(yè)各種原因與可塑性運(yùn)動(dòng)活動(dòng)與可塑性感覺輸入與可塑性使用依賴性、技巧依賴性與經(jīng)驗(yàn)依賴性與可塑性優(yōu)良環(huán)境與可塑性藥品與可塑性神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第25頁(yè)運(yùn)動(dòng)活動(dòng)與可塑性Nudo（）松鼠猴抓取食物試驗(yàn)并以ICMS繪制運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)圖，證實(shí)由手指鉗取食物與用手和腕攝取食物，前者皮質(zhì)手指區(qū)圖較后者為大。證實(shí)皮質(zhì)圖可由運(yùn)動(dòng)活動(dòng)不一樣輸入而得到不一樣塑造。

弦樂器演奏者，左手指皮質(zhì)圖大于右手者。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第26頁(yè)感覺輸入與可塑性Merzenich（1993）發(fā)覺切去一個(gè)或多個(gè)手指時(shí)，所剩手指代表區(qū)就擴(kuò)大，如將兩個(gè)手指縫在一起，皮質(zhì)代表區(qū)則成為一個(gè)。人出生后以蹼相連手指，其代表區(qū)是合在一起，以手術(shù)分開則代表區(qū)就分開。Braille盲字誦讀者，以手指觸摸誦讀，其皮質(zhì)代表區(qū)增大，皮質(zhì)區(qū)可由操縱感覺輸入而改變。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第27頁(yè)圖示感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)圖快速改變神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第28頁(yè)從使用依賴性到技巧依賴性皮質(zhì)活動(dòng)降低或增加是人類皮質(zhì)功效再組和神經(jīng)元活動(dòng)主要原因，運(yùn)動(dòng)上或感覺上均可得到一樣功效再組，是所謂“使用－依賴性”作用。Nudo等（）在對(duì)松鼠猴用抓取作業(yè)試驗(yàn)中，一組由最小洞穴中取出小球，一組從大洞穴中取物，前者手指、前臂活動(dòng)增多，且不停協(xié)調(diào)、調(diào)整，速度也不停加緊，后者操作極為簡(jiǎn)單，即使手指屈曲總數(shù)在二者中配對(duì)，但在皮質(zhì)圖上未見改變。這個(gè)試驗(yàn)支持運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)功效可塑是一個(gè)“技巧依賴性”而不單是“使用依賴性”。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第29頁(yè)從使用依賴性到技巧依賴性最近研究在大鼠主動(dòng)訓(xùn)練并不引發(fā)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)改變和重組，不是以往學(xué)習(xí)重復(fù)，而是新運(yùn)動(dòng)技巧取得才是驅(qū)使運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)可塑性最主要者?，F(xiàn)已確認(rèn)樹突分枝復(fù)雜性是由腦完成任務(wù)和性質(zhì)決定。在腦中軀體和手指來感覺相比，手代表區(qū)因信息較多結(jié)構(gòu)要負(fù)責(zé)得多。但與頂葉緣上回相比，后者代表區(qū)結(jié)構(gòu)又要比手指區(qū)復(fù)雜，后者負(fù)擔(dān)較多認(rèn)知功效。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第30頁(yè)圖示軀體、手與認(rèn)知功效所引發(fā)皮質(zhì)代表區(qū)結(jié)構(gòu)比較神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第31頁(yè)與經(jīng)驗(yàn)依賴性相關(guān)改變研究證實(shí)作為運(yùn)動(dòng)功效經(jīng)驗(yàn)，在運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)可引發(fā)形態(tài)上改變。在一個(gè)水平高、技巧性強(qiáng)和靈活職業(yè)性打字員，腦中手指與軀體代表區(qū)神經(jīng)元有很大區(qū)分。在一個(gè)售貨員手指與軀體皮質(zhì)代表區(qū)，其神經(jīng)結(jié)構(gòu)上無多大差異，因?yàn)槁殬I(yè)上不需手大量特殊活動(dòng)，對(duì)手指皮質(zhì)代表區(qū)神經(jīng)元無特殊要求。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第32頁(yè)與經(jīng)驗(yàn)依賴性可塑改變Kleim（）對(duì)大鼠先做技巧性訓(xùn)練到達(dá)能改變皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)時(shí)，從腦腕、手指皮質(zhì)活動(dòng)區(qū)取一塊腦組織行電鏡觀察，發(fā)覺在訓(xùn)練有素大鼠包括到腕、手指皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)，其每個(gè)神經(jīng)元突觸數(shù)較未訓(xùn)練者為多。我國(guó)黃如訓(xùn)教授碩士張艷博士論文（1998）中指出，在大鼠腦梗塞后期主要為突觸增多，腦內(nèi)神經(jīng)元功效增強(qiáng)，全腦各部分聯(lián)絡(luò)增加，有利于代償功效形成。電刺激有利于突觸形成，突觸素（synaptophysin）在功效恢復(fù)中起主要作用。經(jīng)驗(yàn)－依賴性可塑在動(dòng)物中是普遍存在。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第33頁(yè)優(yōu)良環(huán)境與可塑性（1）大鼠在試驗(yàn)性腦梗死后關(guān)閉在一個(gè)能夠做各種活動(dòng)，且與群鼠同居環(huán)境中運(yùn)動(dòng)功效恢復(fù)上遠(yuǎn)比單居試驗(yàn)籠中為快為好。優(yōu)良環(huán)境可能產(chǎn)生NTF。Nudo等對(duì)試驗(yàn)猴腦梗死5天后使居住于一個(gè)優(yōu)良環(huán)境中，不進(jìn)行特殊訓(xùn)練，與對(duì)照組相比顯著地改進(jìn)了運(yùn)動(dòng)功效。但如在病損后24h進(jìn)行較多訓(xùn)練，損傷區(qū)增大，半暗帶擴(kuò)大，認(rèn)為是一個(gè)興奮中毒作用。老年試驗(yàn)大鼠腦中突觸密度降低能由喂養(yǎng)在優(yōu)良環(huán)境中預(yù)防。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第34頁(yè)優(yōu)良環(huán)境與可塑性（2）神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第35頁(yè)藥品與可塑性D－苯丙胺試驗(yàn)與臨床均已證實(shí)在與運(yùn)動(dòng)療法或言語(yǔ)治療結(jié)合時(shí)可分別促進(jìn)運(yùn)動(dòng)功效和言語(yǔ)功效恢復(fù)。D－苯丙胺能使大鼠橫核（accumbens核）和前額皮質(zhì)與對(duì)照組相比有更多神經(jīng)元樹突分枝與棘密度增加。（見圖）神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第36頁(yè)藥品與可塑性D－苯丙胺作用圖示經(jīng)苯丙胺和生理鹽水處理過鼠橫核神經(jīng)元，鼠對(duì)苯丙胺經(jīng)驗(yàn)敏感展現(xiàn)有突觸增生和棘密度增加。精神運(yùn)動(dòng)性刺激劑因而能刺激腦中突觸改變。神經(jīng)可塑性醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第37頁(yè)藥品與可塑性氟西汀（fluoxetine）能夠促進(jìn)運(yùn)動(dòng)功效恢復(fù)，使海馬結(jié)構(gòu)中神經(jīng)元增生。精神運(yùn)動(dòng)活化劑，普通情況能誘發(fā)腦中突觸生成，刺激突觸改變而