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人体平衡系统(下)—错综复杂的神经系统

 夫大 2016-11-06
感觉输入的整合

周围感觉器官(眼睛、肌肉和关节以及两边的前庭器官)提供的平衡信息被发送至脑干。在脑干中,信息经过整理与小脑(人脑的协调中心)和大脑皮层(思考与记忆中心)提供的已知信息相结合。小脑提供有关自动运动的信息(因为动作重复多次,该信息已被获悉)。比如,通过反复练习发球,网球运动员学会了如何在移动中将平衡控制到最好。大脑皮层提供先前已经获知的信息。比如,结冰的人行道因为很滑,为了安全走过人行道,行人必须采用跟以往不同的行走方式。





处理相冲突的感觉输入

如果从一个人的眼睛、肌肉和关节、前庭器官发出的感觉输入信息相互冲突的话,那么这个人可能会变得不明方向。举例来说,一个人站在一辆正要开走的公交车旁边。这辆行驶中的大型公交车所呈现的视觉图像会让这个行人产生是他自己在动而不是公交车在移动的错觉。(这就是视动反射Optokinetic Reflex)但是,同时,他的肌肉和关节所发出的本体感觉信息却告诉他,他并不在移动。前庭器官提供的感觉信息可能会帮助解决上述感觉冲突。此外,为了确定自己没有在移动(以人行道为参照物),更高层次的思考和记忆可能会迫使这个人将目光从行驶中的公交车转移到地面。



运动输出
感觉输入信息进行整合时,脑干将神经冲动发送至控制眼睛、头部、颈部、躯干和腿部运动的肌肉,以此来确保一个人在移动时,既能保持平衡也能有清楚的视觉。这也就是我们常讲的“VOR前庭眼球反射”及“VSR前庭脊髓反射”。他们分别帮我们稳定视觉及姿势!



运动输出至肌肉和关节

婴儿通过练习和动作的重复学会平衡,因为从感觉接受器发出,到达脑干,而后再到达肌肉的神经冲动形成了一个新的神经通道。因为重复多次,这些神经冲动更容易沿着这条新的神经通路移动。这个过程被称为易化(facilitation)。婴儿可以在任何活动中保持平衡。有力证据表明,这种突触重组情况的发生贯穿于一个人对运动变化的整个适应调整过程中。


舞者和运动员们之所以如此艰辛训练,就是因为明白通路易化的道理。因为即使是再复杂的运动,在经过一段时间的反复训练后,也会变成几乎无意识就能完成的动作。比如,一个人在公园里做侧手翻时,从脑干传来的神经冲动通知大脑皮层:这项活动会产生整个公园回旋转动的视觉图像。通过更多的练习,大脑将身体旋转过程中,公园随之转动的视野视为正常情况。又比如,舞者们在训练中学习到,为了在脚尖旋转过程中保持身体平衡,他们在转动身体的时候,必须长时间将目光锁定于远处的一个固定点。



运动输出至眼睛

前庭系统利用它的自动功能—前庭眼球反射,通过神经系统将运动控制信号发送给眼睛的肌肉。当头部处于静止状态时,左右前庭器官发出的神经冲动数量是相同的。当头部向右转动时,右耳发出的神经冲动数量增加,而左耳发出的神经冲动数量减少。从两边发出的神经冲动的数量存在差异,这样一来,在头部处于主动运动状态(比如跑步或看曲棍球比赛时)和被动运动状态(比如坐在加速中或减速中的汽车内)时,可以控制眼睛运动以及稳定目光。




协调的平衡系统

人体平衡系统包括一组复杂的感觉运动控制系统。至少就包括负责本体感受的末梢器官、脊髓传导、脑干、小脑(皮质与深核)、前庭系统、视觉及其稳定机制、基底核、大脑皮质...等等。它的交错反馈机制可能会因为其中的一个或多个组成部分受损(由损伤、病变或身体老化造成)而被破坏。伴随平衡失调的其它症状包括头昏、眩晕、恶心、疲劳、注意力难以集中以及视觉出现问题。

人体平衡系统的复杂性给找出导致平衡失调的根本原因并针对病因找到有效的治疗方法带来了重重挑战。因为前庭系统和认知功能相互作用,它对眼睛运动和姿势控制的影响又非常大,所以作为平衡失调原因之一的前庭功能障碍是众多挑战中最为复杂的一项



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